CN113517102A - 一体式水冷模块电阻器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一体式水冷模块电阻器，属于电阻器技术领域，目的在于解决现有水冷电阻器多为大功率负载产品，无法对小型电阻元器件实现水冷的问题，包括铝基体、氮化铝板、电阻体、氧化铝板、灌封胶、盖板和连接线；铝基体内设有结构空腔，结构空腔顶面为分隔板，铝基体上设有安装槽，安装槽位于分隔板上方，结构空腔内固定连接有若干个第一导流板和第二导流板，第一导流板和第二导流板将结构空腔分割成若干条相连通的导流槽，两侧的第一导流板与铝基体外壁之间形成进液槽和出液槽，通过铝基体与电阻体组成一体式结构，降低成本、大大减小空间，同时可作为模块化电阻，通过串并联接方式实现高功率容量，进一步的增加应用范围。

Description

一体式水冷模块电阻器

技术领域

本发明属于电阻器技术领域；具体是一体式水冷模块电阻器。

背景技术

电阻器在日常生活中一般直接称为电阻，是一个限流元件，将电阻接在电路中后，电阻器的阻值是固定的一般是两个引脚，它可限制通过它所连支路的电流大小。阻值不能改变的称为固定电阻器。阻值可变的称为电位器或可变电阻器。理想的电阻器是线性的，即通过电阻器的瞬时电流与外加瞬时电压成正比。用于分压的可变电阻器。在裸露的电阻体上，紧压着一至两个可移金属触点。触点位置确定电阻体任一端与触点间的阻值。现有市场上电阻元器件的冷却方式多为自然冷却或强迫风冷，水冷电阻大多为大功率负载设备产品，目前技术无法将元器件产品引用于水冷***中；而现有的电阻器因散热能力较弱导致同等功率条件下占据较大的体积和重量，无法通过增加或减少模块改变模块化产品的功率容量。

公开号为CN111667964A的专利公开了一种水冷电阻，包括绝缘棒，在绝缘棒内设置腔体，在腔体内填充冷却液，在绝缘棒的外侧套接盘管，盘管的两端管口均连通所述腔体，盘管与所述绝缘棒之间形成螺旋通道，在螺旋通道内绕接电阻丝，在绝缘棒的两端均连接接线端子，每个接线端子分别电连接所述电阻丝相应的一端。上述发明中的绝缘棒与盘管之间能够形成螺旋通道，在螺旋通道内绕接电阻丝，在绝缘棒和盘管内均填充冷却液，最大程度的保证电阻丝的散热面积，提高电阻的散热效率。但是，上述专利的散热过于简单，散热效果不够明显，为了解决这一问题，现提供一种解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一体式水冷模块电阻器，解决现有水冷电阻器多为大功率负载产品，无法对小型电阻元器件实现水冷的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一体式水冷模块电阻器，包括铝基体、氮化铝板、电阻体、氧化铝板、灌封胶、盖板和连接线；铝基体内设有结构空腔，结构空腔顶面为分隔板，铝基体上设有安装槽，安装槽位于分隔板上方，分隔板就是安装槽的底板和结构空腔的顶板，将结构空腔和安装槽分隔开来，结构空腔内固定连接有若干个第一导流板和第二导流板，第一导流板和第二导流板将结构空腔分割成若干条相连通的导流槽，两侧的第一导流板与铝基体外壁之间形成进液槽和出液槽，进液槽和出液槽的竖截面面积比导流槽的竖截面面积大，铝基体侧面设有进液口和出液口，进液口与进液槽相连通，出液口与出液槽相连通；

进一步地，结构空腔内固定连接有若干个第一导流板和第二导流板，第一导流板和第二导流板将结构空腔分割成若干条相连通的导流槽，上述步骤的应用场景或实施例为：根据客户的需要和产品的应用环境，调整第一导流板和第二导流板的数量，例如客户a没有提出定制要求和特别的应用环境，在结构空腔内设置六块第一导流板，为了增加冷却效果，在相邻两块第一导流板之间设置一块第二导流板，使得同一方向的冷却水拥有两条导流槽可以通过，增加冷却水的利用率，优选的，可以通过调整第一导流板的数量，以及相邻两块第一导流板之间第二导流板的数量来调整水冷效果，冷却水从进液口进入进液槽，再流经导流槽，最终流入出液槽从出液口流出，对出液口流出的水再次冷却，从进液口输入，循环利用，优选的，冷却水还可以换成其他不影响本发明使用的其他冷却液体；

进一步地，安装槽侧边设有第一固定块和第二固定块，第一固定块和第二固定块上分别设有第一螺栓孔和第二螺栓孔，铝基体侧面设有两个第一通孔，第一通孔位于进液口和出液口上方，且第一通孔贯穿铝基体侧壁与安装槽相连通，铝基体的材质是铝型材，具有良好的塑性和优良的耐蚀性，可阳极氧化着色，同时可以增加风道搭配风机在加载过程可有效提高散热功率；

安装槽内设有氮化铝板，氮化铝板、氧化铝板和灌封胶侧边均设有第一凹槽和第二凹槽，第一凹槽和第二凹槽分别与第一固定块和第二固定块相配合，就是第一凹槽和第二凹槽的尺寸可以卡在第一固定块和第二固定块侧边，避免影响盖板与第一固定块和第二固定块之间的连接，氮化铝板上设有电阻体，电阻体侧边设有第三凹槽和第四凹槽，第三凹槽和第四凹槽分别与第一固定块和第二固定块相配合，第三凹槽和第四凹槽的尺寸可以大于对应的第一凹槽和第二凹槽的尺寸，电阻体的材质为镍铬材质，可以有效的减少温度系数对电阻器的影响，同时可以有效的降低温度对电阻工作的影响，提高安全性；电阻体为蛇形形状；

电阻体上方设有氧化铝板，氮化铝板和氧化铝板为电绝缘体，介电性能良好且具有优秀的导热能力；氧化铝板上方设有灌封胶，灌封胶上方设有盖板，盖板上设有第三螺栓孔和第四螺栓孔，第三螺栓孔和第四螺栓孔分别与第一螺栓孔和第二螺栓孔相配合，可以通过螺栓将盖板固定在铝基体上，连接线一端穿过第一通孔与电阻体相连接；

进一步地，某客户为了实现高功率容量，可以通过水冷模块电阻器上的两个连接线串联或者并联来实现高功率容量，在使用过程中，通过循环输入冷却水进入氧化铝板，对本发明进行降温，降低温度对本发明运行的影响，同时为了进一步的增加降温效率，在本发明使用场景中增加风道搭配风机使用，在加载过程可有效提高散热功率，进一步的增加降温效率。

本发明的有益效果：通过结构空腔内固定连接有若干个第一导流板和第二导流板，第一导流板和第二导流板将结构空腔分割成若干条相连通的导流槽，可以根据客户的需要和产品的应用环境，调整第一导流板和第二导流板的数量，增加冷却效果和冷却水的利用率，对电阻器进行降温，增加电阻器地运行效率；通过氮化铝板上设有电阻体，电阻体侧边设有第三凹槽和第四凹槽，第三凹槽和第四凹槽分别与第一固定块和第二固定块相配合，电阻体为蛇形形状，电阻体的材质为镍铬材质，可以有效的减少温度系数对电阻器的影响，同时可以有效的降低温度对电阻工作的影响，提高安全性；

通过根据市场需求调整结构空腔内设置的第一导流板和第二导流板的个数；获取目前客户关于水冷模块电阻器的订购需求，并将客户的需求进行汇总统计，获得每种需求的占比，将客户需求标记为i，将每种客户需求的占比标记为Pi；将客户需求的投入成本标记Li，将客户需求的盈利标记为Ki，根据公式Qi＝λ*b*Pi+b*Ki-b*Li获取得到优先值Qi，根据优先值Qi的高低，确定一个标准样品中的第一导流板和第二导流板的个数，从而在适应大部分客户需求的同时保障商家盈利；通过铝基体与电阻体组成一体式结构，降低成本、大大减小空间，同时可作为模块化电阻，通过串并联接方式实现高功率容量，进一步的增加应用范围。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明***图；

图3为本发明铝基体结构示意图；

图4为本发明铝基体竖向剖面图；

图5为本发明铝基体水平剖面图；

图6为本发明电阻体结构示意图。

图中：1、铝基体；101、结构空腔；102、分隔板；103、安装槽；104、进液口；105、出液口；106、第一导流板；107、第二导流板；108、导流槽；109、进液槽；110、出液槽；111、第一固定块；112、第二固定块；113、第一螺栓孔；114、第二螺栓孔；115、第一通孔；2、氮化铝板；3、电阻体；4、氧化铝板；5、灌封胶；6、盖板；601、第三螺栓孔；602、第四螺栓孔；7、连接线。

具体实施方式

如图1-6所示，一体式水冷模块电阻器，包括铝基体1、氮化铝板2、电阻体3、氧化铝板4、灌封胶5、盖板6和连接线7；

铝基体1内设有结构空腔101，结构空腔101顶面为分隔板102，铝基体1上设有安装槽103，安装槽103位于分隔板102上方，分隔板102就是安装槽103的底板和结构空腔101的顶板，将结构空腔101和安装槽103分隔开来，结构空腔101内固定连接有若干个第一导流板106和第二导流板107，第一导流板106和第二导流板107将结构空腔101分割成若干条相连通的导流槽108，两侧的第一导流板106与铝基体1外壁之间形成进液槽109和出液槽110，进液槽109和出液槽110的竖截面面积比导流槽108的竖截面面积大，铝基体1侧面设有进液口104和出液口105，进液口104与进液槽109相连通，出液口105与出液槽110相连通；

进一步的，结构空腔101内固定连接有若干个第一导流板106和第二导流板107，第一导流板106和第二导流板107将结构空腔101分割成若干条相连通的导流槽108，上述步骤的应用场景或实施例为：根据客户的需要和产品的应用环境，调整第一导流板106和第二导流板107的数量，例如客户a没有提出定制要求和特别的应用环境，在结构空腔101内设置六块第一导流板106，为了增加冷却效果，在相邻两块第一导流板106之间设置一块第二导流板107，使得同一方向的冷却水拥有两条导流槽108可以通过，增加冷却水的利用率，优选的，可以通过调整第一导流板106的数量，以及相邻两块第一导流板106之间第二导流板107的数量来调整水冷效果，冷却水从进液口104进入进液槽109，再流经导流槽108，最终流入出液槽110从出液口105流出，对出液口105流出的水再次冷却，从进液口104输入，循环利用，优选的，冷却水还可以换成其他不影响本发明使用的其他冷却液体；

安装槽103侧边设有第一固定块111和第二固定块112，第一固定块111和第二固定块112上分别设有第一螺栓孔113和第二螺栓孔114，铝基体1侧面设有两个第一通孔115，第一通孔115位于进液口104和出液口105上方，且第一通孔115贯穿铝基体1侧壁与安装槽103相连通，铝基体1的材质是6063铝型材，具有良好的塑性和优良的耐蚀性，可阳极氧化着色，同时可以增加风道搭配风机在加载过程可有效提高散热功率；

安装槽103内设有氮化铝板2，氮化铝板2、氧化铝板4和灌封胶5侧边均设有第一凹槽和第二凹槽，第一凹槽和第二凹槽分别与第一固定块111和第二固定块112相配合，就是第一凹槽和第二凹槽的尺寸可以卡在第一固定块111和第二固定块112侧边，避免影响盖板6与第一固定块111和第二固定块112之间的连接，氮化铝板2上设有电阻体3，电阻体3侧边设有第三凹槽和第四凹槽，第三凹槽和第四凹槽分别与第一固定块111和第二固定块112相配合，第三凹槽和第四凹槽的尺寸可以大于对应的第一凹槽和第二凹槽的尺寸，电阻体3的材质为镍铬材质，可以有效的减少温度系数对电阻器的影响，同时可以有效的降低温度对电阻工作的影响，提高安全性；电阻体3为蛇形形状；

电阻体3上方设有氧化铝板4，氮化铝板2和氧化铝板4为电绝缘体，介电性能良好且具有优秀的导热能力；氧化铝板4上方设有灌封胶5，灌封胶5上方设有盖板6，盖板6上设有第三螺栓孔601和第四螺栓孔602，第三螺栓孔601和第四螺栓孔602分别与第一螺栓孔113和第二螺栓孔114相配合，可以通过螺栓将盖板6固定在铝基体1上，连接线7一端穿过第一通孔115与电阻体3相连接；

可实施性的应用场景：某客户为了实现高功率容量，可以通过水冷模块电阻器上的两个连接线7串联或者并联来实现高功率容量，在使用过程中，通过循环输入冷却水进入氧化铝板4，对本发明进行降温，降低温度对本发明运行的影响，同时为了进一步的增加降温效率，在本发明使用场景中增加风道搭配风机使用，在加载过程可有效提高散热功率，进一步的增加降温效率；

一体式水冷模块电阻器的使用方法，具体包括以下步骤：

步骤一：根据市场需求调整结构空腔101内设置的第一导流板106和第二导流板107的个数；

步骤S11：获取目前客户关于水冷模块电阻器的订购需求，是关于结构空腔101内设置的第一导流板106和第二导流板107的个数需求，并将客户的需求进行汇总统计，获得每种需求的占比，将客户需求标记为i，其中i＝1、2、……、n，n为正整数；将每种客户需求的占比标记为Pi；

步骤S12：获取客户每种需求对应的投入成本和盈利，将客户需求的投入成本标记Li，将客户需求的盈利标记为Ki，客户需求的盈利是客户这种需求商家可以产生的盈利，不是客户自己盈利，将客户需求、每种客户需求的占比、客户需求的投入成本和客户需求的盈利进行去除量纲取其数值计算；

步骤S13：根据公式Qi＝λ*b1*Pi+b2*Ki-b3*Li获取得到优先值Qi，其中，b1、b2、b3均为比例系数，取值范围为0<b1≤1，0<b2≤1，0<b2≤1，λ为修正因子，取值范围为0<λ≤1；

步骤S14：根据优先值Qi的高低，确定一个标准样品中的第一导流板106和第二导流板107的个数，从而在适应大部分客户需求的同时保障商家盈利；

步骤二：将铝基体1、氮化铝板2、电阻体3、氧化铝板4、灌封胶5、盖板6和连接线7进行组装；

步骤三：根据客户需求通过两个连接线7可以将多个水冷模块电阻器进行串联或者并联；

步骤四：将冷却水出口与进液口104进行连接，将出液口105上连接出水管，冷却水从进液口104进入进液槽109，经第二导流板107进行分流，冷却水进入不同的导流槽108中，再从导流槽108流入到出液槽110中，最终从出液口105流出，带走热量，完成一次冷却，同时为了增加冷却水的利用率，将进液口104和出液口105均通过连接管连接到冷却设备上，使得冷却水从进液口104进入进液槽109，经第二导流板107进行分流，冷却水进入不同的导流槽108中，再从导流槽108流入到出液槽110中，最终从出液口105流出，带走热量，冷却水通过连接管进入冷却设备进行冷却，冷却后再次从连接管和进液口104进入进液槽109，使得冷却水可以循环使用。

本发明在使用时，根据市场需求调整结构空腔101内设置的第一导流板106和第二导流板107的个数；获取目前客户关于水冷模块电阻器的订购需求，并将客户的需求进行汇总统计，获得每种需求的占比，将客户需求标记为i，其中i＝1、2、……、n，n为正整数；将每种客户需求的占比标记为Pi；获取客户每种需求对应的投入成本和盈利，将客户需求的投入成本标记Li，将客户需求的盈利标记为Ki，将客户需求、每种客户需求的占比、客户需求的投入成本和客户需求的盈利进行去除量纲取其数值计算；根据公式Qi＝λ*b1*Pi+b2*Ki-b3*Li获取得到优先值Qi，根据优先值Qi的高低，确定一个标准样品中的第一导流板106和第二导流板107的个数，从而在适应大部分客户需求的同时保障商家盈利；

将铝基体1、氮化铝板2、电阻体3、氧化铝板4、灌封胶5、盖板6和连接线7进行组装；根据客户需求通过两个连接线7可以将多个水冷模块电阻器进行串联或者并联；将冷却水出口与进液口104进行连接，将出液口105上连接出水管，冷却水从进液口104进入进液槽109，经第二导流板107进行分流，冷却水进入不同的导流槽108中，再从导流槽108流入到出液槽110中，最终从出液口105流出，带走热量，完成一次冷却，同时为了增加冷却水的利用率，将进液口104和出液口105均通过连接管连接到冷却设备上，使得冷却水从进液口104进入进液槽109，经第二导流板107进行分流，冷却水进入不同的导流槽108中，再从导流槽108流入到出液槽110中，最终从出液口105流出，带走热量，冷却水通过连接管进入冷却设备进行冷却，冷却后再次从连接管和进液口104进入进液槽109，使得冷却水可以循环使用。

本发明的有益效果：通过结构空腔101内固定连接有若干个第一导流板106和第二导流板107，第一导流板106和第二导流板107将结构空腔101分割成若干条相连通的导流槽108，可以根据客户的需要和产品的应用环境，调整第一导流板106和第二导流板107的数量，增加冷却效果和冷却水的利用率，对电阻器进行降温，增加电阻器地运行效率；通过氮化铝板2上设有电阻体3，电阻体3侧边设有第三凹槽和第四凹槽，第三凹槽和第四凹槽分别与第一固定块111和第二固定块112相配合，电阻体3为蛇形形状，电阻体3的材质为镍铬材质，可以有效的减少温度系数对电阻器的影响，同时可以有效的降低温度对电阻工作的影响，提高安全性；

通过根据市场需求调整结构空腔101内设置的第一导流板106和第二导流板107的个数；获取目前客户关于水冷模块电阻器的订购需求，并将客户的需求进行汇总统计，获得每种需求的占比，将客户需求标记为i，将每种客户需求的占比标记为Pi；将客户需求的投入成本标记Li，将客户需求的盈利标记为Ki，根据公式Qi＝λ*b1*Pi+b2*Ki-b3*Li获取得到优先值Qi，根据优先值Qi的高低，确定一个标准样品中的第一导流板106和第二导流板107的个数，从而在适应大部分客户需求的同时保障商家盈利；通过铝基体1与电阻体3组成一体式结构，降低成本、大大减小空间，同时可作为模块化电阻，通过串并联接方式实现高功率容量，进一步的增加应用范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一体式水冷模块电阻器，其特征在于，包括铝基体(1)、氮化铝板(2)、电阻体(3)、氧化铝板(4)、灌封胶(5)、盖板(6)和连接线(7)；所述铝基体(1)内设有结构空腔(101)，结构空腔(101)顶面为分隔板(102)，所述铝基体(1)上设有安装槽(103)，安装槽(103)位于分隔板(102)上方，结构空腔(101)内固定连接有第一导流板(106)和第二导流板(107)，且第一导流板(106)和第二导流板(107)均有若干个，若干个第一导流板(106)和第二导流板(107)将结构空腔(101)分割成若干条相连通的导流槽(108)，两侧的第一导流板(106)与铝基体(1)外壁之间形成进液槽(109)和出液槽(110)，所述铝基体(1)侧面设有进液口(104)和出液口(105)，所述进液口(104)与进液槽(109)相连通，所述出液口(105)与出液槽(110)相连通；所述安装槽(103)内设有氮化铝板(2)，所述氮化铝板(2)上设有电阻体(3)，所述电阻体(3)上方设有氧化铝板(4)，所述氧化铝板(4)上方设有灌封胶(5)，所述灌封胶(5)上方设有盖板(6)。

2.根据权利要求1所述的一体式水冷模块电阻器，其特征在于，所述安装槽(103)侧边设有第一固定块(111)和第二固定块(112)，所述第一固定块(111)和第二固定块(112)上分别设有第一螺栓孔(113)和第二螺栓孔(114)，所述盖板(6)上设有第三螺栓孔(601)和第四螺栓孔(602)，所述第三螺栓孔(601)和第四螺栓孔(602)分别与第一螺栓孔(113)和第二螺栓孔(114)相配合。

3.根据权利要求1所述的一体式水冷模块电阻器，其特征在于，所述铝基体(1)侧面设有两个第一通孔(115)，所述第一通孔(115)位于进液口(104)和出液口(105)上方，所述连接线(7)一端穿过第一通孔(115)与电阻体(3)相连接。

4.根据权利要求1所述的一体式水冷模块电阻器，其特征在于，所述铝基体(1)的材质是6063铝型材。

5.根据权利要求2所述的一体式水冷模块电阻器，其特征在于，所述氮化铝板(2)、氧化铝板(4)和灌封胶(5)侧边均设有第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽和第二凹槽分别与第一固定块(111)和第二固定块(112)相配合。

6.根据权利要求2所述的一体式水冷模块电阻器，其特征在于，所述电阻体(3)侧边设有第三凹槽和第四凹槽，所述第三凹槽和第四凹槽分别与第一固定块(111)和第二固定块(112)相配合，所述电阻体(3)的材质为镍铬材质，所述电阻体(3)为蛇形形状。

7.根据权利要求1所述的一体式水冷模块电阻器，其特征在于，所述进液槽(109)和出液槽(110)的竖截面面积比导流槽(108)的竖截面面积大。

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