DE8804742U1

DE8804742U1 - Kühlkörper mit eingesetztem Füllstück zur Kühlung eines elektrischen Bauelementes mit einem flüssigen Kühlmedium

Info

Publication number: DE8804742U1
Application number: DE8804742U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1988-04-11
Filing date: 1988-04-11
Publication date: 1988-06-09

Description

• ti «« »&diams;

> i I 1 t < ·

Siemens Aktiengesellschaft

Kühlkörper rt'iit eingesetztem Füllstück 2Ur Kühlung eines elektrischen Bauelementes mit einem flüssigen Kühlmedium

Die Neuerung betrifft einen Kühlkörper für elektrische Bauelemente, insbesondere für Leistungstransistoren, welcher von einem flüssigen Kühlmedium zum Abführen der an den Kühlkörper übergegangenen Verlustwärme durchströmt wird, und der über einen wärmeleitenden Träger für das elektrische Bauelemente verfügt, welcher von einem Kanal zur Durchströmung des Kühlmediums durchsetzt ist.

Bei einem elektrischen Bauelement, z.B. einem Leistungstransistor bzw. -thyristor, dient häufig ein flüssiges Kühlmedium zum Abführen der an einen Kühlkörper abgegebenen Verlustwärme. Dabei besteht in der Regel das Problem, eine ausreichende Wärmeleitfähigkeit im Übergang zwischen dem Kühlkörper und dem diesen durchströmenden flüssigen Kühlmedium sicherzustellen. Die Ursache hierfür liegt darin, daß das flüssige Kühlmedium an den Innenflächen der Strömungskanäle zum Teil "anhaftet". Hierdurch bildet sich eine sogenannte "Grenzschicht" aus stillstehendem Kühlmedium aus, welche nicht an der Strömung des restlichen Kühlmediums durch das Zentrum des Strömungskanales beteiligt ist. Diese Grenzschicht belegt wie ein Isolator die Innenwandungen der Kühlkörperströmungskanäle und behindert den Wärmeübergang zwischen Kühlkörper und Kühlmedium. Die wärmeisolierende Wirkung dieser Grenzschicht ist insbesondere bei der Verwendung von Öl als Kühlmedium besonders ausgeprägt, da Öl zwar über eine hohe Wärmespeicherfähigkeit aber eine schlechte Wärmeleitfähigkeit verfügt. Zudem ist hierbei die Grenzschichtdicke aufgrund der hohen Ölviskosität besonders groß.

Zur Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit bei derartigen flüssigkeitsdurchströmten Kühlkörpern ist es zum einen bekannt, die Länge

Mie 2 Bih / 05,04.1988

M 63 H 6 DE

des den Kühlkörper durchsetzenden resultierenden Stfömungskanales z.B. durch Verwendung von mehreren parallelen Strömuhgskanä^ len zu erweitern» £ine derartige Vergrößerung der somit für den Wärmeübergang insgesamt zur Verfügung stehenden Übergangsfläche zwischen Kühlkörper und Kühlmedium ist aber in aller Regel nur mit einer erheblichen Vergrößerung der Abmessungen, bzw* einer Erhöhung des konstruktiven und fertigungstechnischen Aufwandes des Kühlkörpers zu erreichen. Insbesondere bei elektrischen Anlagen in der Lelstungselektronik* bei denen eine Vielzahl von bevorzugt identischen elektrischen Bauelementen z.B. in einem g Stromrichter gekühlt werden müssen, ist es insbesondere aus

Gründen des Raumbedarfes unerwünscht, wenn die äußeren Abmessung ( gen des Kühlkörpers die des dazugehörigen einzelnen Bauelementes, z.B. einer sogenannten "Scheibenzelle", überschreiten. Zudem wird die Flüssigkeitskühlung bevorzugt aufgrund der im Vergleich zur Luftkühlung größeren Wärmetransportfähigkeit insbesondere gerade da eingesetzt, wo eine besonders kompakte Bauform der jeweiligen elektrischen Anlage gewünscht und notwendig j ist.
20

Zur Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit ist es desweiteren bekannt, die Strömungsgeschwindigkeit des flüssigen Kühlmediums zu erhöhen. Neben der eigentlichen Vergrößerung des Kühlmitteldurcrisatzes wird durch diese Maßnahme auch eine Reduzierung der Dicke der isolierenden Grenzschichten erreicht. Der Erhöhung der ( ) Strömungsgeschwindigkeit sind in der Praxis aber in der Regel enge Grenzen gesetzt, da hierzu ein stark exponentiell steigender Bedarf an Pumpenleistung bereitgestellt werden muß. Insbesondere bei mobilen elektrischen Anlagen, z.B. in Flugzeugen, sind aber die zur Auslegung der Kühlmittelpumpen zur Verfügung stehenden Freiheitsgrade insbesondere in Bezug auf Energiebedarf und Baugröße sehr beschränkt.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, einen flüssigkeitsdurchströmten Kühlkörper anzugeben, bei dem bei möglichst kompakter äußerer Bauform und einfacher innerer Gestaltung eine

4 4 mit mitt

, 4 a . 4 4 , , .4

■ 4 · · i I)M i j ti 4

, 4 .44 4 < 4 ·

G 31&Iacgr; 6 DE

maximale Wärmeleitfähigkeit im Übergöngsbereiön zwischen dem Kühlkörper uftü dem kühlmedium erzielt weidefi kann> ohnS daß hierzu die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmediums erhöht werden muß»

P Die Aufgabe wird gelöst durch ein wärmeleitendes Füllstück, wel- |: ches für Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit des Überganges zwischen dem Kühlkörper und dem Kühlmedium in den StrÖmuhgskanal einge-^ setzt und wärmeleitend mit desstin Innenwandung verbunden ist. lö Besonders vorteilhafte Gestaltungen eines derartigen Füllstückes und weitere Ausführungsformen der Neuerung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Neuerung wird desweiteren anhand der nachfolgend kurz angeführten Figuren näher erläutert, Dabei zeigt:

FIG Ia-Ic den Aufbau eines flussigkeitsdurchstromten Kühlkörpers

in Draufsicht» Seiten- und Frontansicht,

FIG 2 ein Füllstück in Form einer wendeiförmigen Spirale mit einem annähernd rechteckigen Querschnitt, FIG 3 ein Füllstück in Form einer wendeiförmigen Spirale

mit einem parabolischen Querschnitt,

FIG 4 Füllstücke in Form einer jeweils aus Rohrstücken bestehenden Rohrpackung,

FIG 5 Füllstücke in Form einer jeweils aus Rohrstücken be- (j stehenden Rohrpackung mit einem Kernstift im Zentrum,

FIG 6 ein Füllstück in Form einer aus einer Vielzahl von

Kugeln bestehenden Kugelpackung,

FIG 7 Füllstücke in Form jeweils eines Frässtückes mit nuten förmigen Strömungskanälen an der Oberseite,

FIG 8 Füllstücke in Form jeweils eines Ffässtückes mit nuten förmigen Strömungskänlen an der Oberseite und einer zu sätzlichen Kernbohrung im Zentrum,

FIG 9 Füllstücke in Form jeweils eines gewellten, r.lr.v"""_.nigen Federstückes,

■ · ■

■ «I

G 3\ h 6 DE

4
FIG 10 Füllstücke in Form jeweils eines Längsstückes mit

einem annähernd rechteckigen Querschnitt, und FIG 11 Füllstücke in Form jeweils eines Längsstückes mit einem parabolischen Querschnitt.

\

In den Figuren la,Ib und Ic ist beispielhaft eine mögliche Aus- | führungsform eines flussigkeitsdurchstromten Kühlkörpers für ein elektrisches Bauelement in Draufsicht, Seiten- und Frontansicht dargestellt. Das wesentliche Element dieses Kühlkörpers ist ein im Beispiel der FIG 1 zylindrisch ausgeführter Kühlkörperträger 2 mit dem Durchmesser L. Mit diesem wird insbesondere über dessen Auflagefläche F das zu kühlende Objekt in wärmeleitenden Kontakt gebracht. Vorteilhaft stimmen dessen äußere, durch den Durchmesser L bestimmte Abmessungen annähernd mit den Abmessungen des zu kühlenden Objektes überein. Der Kühlkörperträger 2 wird vorzugsweise von einem einzigen, insbesondere geradlinig verlaufenden Strömungskanal 3 mit dem Durchmesser D für das flüssige Kühlmedium durchsetzt. Zur Ein- und Ausleitung des Kühlmediums dienen Anschlußrchre 1, welche vorteilhaft an den Enden mit Außengewinden 4 zum Anschluß von weitergehenden Kühlmittelschläuchen versehen sind. Die in der FIG 1 dargestellte Ausführungsform eines Kühlkörpers zeichnet sich durch einen besonders einfachen äußeren Aufbau aus, welcher insbesondere durch den den Kühlkörperträger 2 geradlinig durchlaufenden Strömungskanal 3 bedingt ist.

Gemäß der Neuerung wird bevorzugt in den innerhalb des Kühlkörperträgers 2 befindlichen Teil des Strömungskanales 3 ein wärmeleitendes Füllstück eingesetzt und wärmeleitend mit dessen Innenwandung verbunden. Hierdurch wird besonders vorteilhaft in dem Bereich des Kühlkörpers, in dem der größte Teil der Wärmeenergie auf das flüssige Kühlmedium übergeht, die für diesen Wärmeübergang zur Verfugung stehende Oberfläche, und somit die Wärmeleitfähigkeit des gesamten Kühlkörpers, erheblich vergrö-

ßert. Desweiteren wird die ansonsten die gesamten Strömungskanal" | Innenseiten 3 gleichmäßig überziehende Grenzschicht im Bereich

88 G3 H 6 DE

des Füllstückes gestört. Im Füllstück selbst bilden sich kürzere und im Vergleich zur bisherigen Grenzschicht dünnere Grenzschichten aus. Hierdurch wird in besonders vorteilhafter Weise auf der strömungsabwärtsliegenden Seite des Füllstückes im Strömungskanalquerschnitt gesehen eine Verringerung der Temperaturgradienten innerhalb des Kühlmediums erreicht. Der wärmeisolierende Einfluß der Grenzschichten wird folglich durch die Neuerung gerade im Zentrum des Wärmeüberganges zwischen Kühlkörper und Kühlmedium durch das Einsetzen des Füllstückes insbesondere in den direkt im Kern des wärmeleitenden Trägers 2 befindlichen Teil des Strömungskanales 3 in besonders vorteilhafter Weise reduziert.

Die Wärmeleitfähigkeitserhöhende Wirkung des Füllstückes kann desweiteren dadurch erhöht werden, daß die Strömungsgeschwindig- i keit des Kühlmediums beim Durchtritt durch das Füllstück aufgrund von dessen Querschnittsgestaltung vergrößert wird. Hierdurch wird die Dicke der füllstückinternen Grenzschichten und somit deren wärmeisolierende Wirkung weiter reduziert. In einer weiteren Ausführungsform der Neuerung kann die Ausbildung von kurzen, dünnen Grenzschichten und die innere Durchmengung des Kühlmediums besonders vorteilhaft weiter dadurch gefördert werden, daß das Füllstück geteilt ausgeführt ist, und die sich so ergebenden Teilfüllstücke insbesondere in einem Abstand voneinander in den Strömungskanal eingesetzt sind. Schließlich ist es besonders vorteilhaft, wenn die Teilfüllstücke zusätzlich untereinander axial verdreht in den Strömungskanal eingesetzt sind. Hierdurch wird erreicht, daß das Kühlmedium nicht mehr auf durchgehenden, geradlinigen und parallel zur Strömungskanalwandung verlaufenden Bahnen insbesondere den Kühlkörperträger durch-

strömt. Vielmehr wird die Strömungsrichtung dGs Kühlmediums \

durch die verdrehten Teilfüllstücke zum Teil mehrfach umgelenkt. j Auch diese zusätzliche innere Vermengung des Kühlmediums trägt &iacgr; zur weiteren Verringerung des Wärmeübergangswiderstandes zwischen Kühlkörper, Füllstück und Kühlmedium bei. Anhand von in ;

den Figuren 2 bis 9 dargestellten besonders vorteilhaften Ausführungsformeri Von wäriiieleitenden Füllstücken Wird die Neuerung

• · I

• I 1

• 1 1

88 G 3 1 4 6 DE

desweiteren näher erläutert. Dabei ist im oberen Teil der jeweiligen Figur ein Querschnitt und im unteren Teil eine Draufsicht des jeweiligen Füllstückes dargestellt.

FIG 2 zeigt ein Füllstück Sl, welches die Form einer wendeiförmigen Spirale mit einer annähernd rechteckigen Querschnittsfläche hat. Diese steht mittels der Übergangsstellen 5 an den Längsseiten in wärmeleitender Verbindung mit der Innenwandung des Strömungskanales 3. Bei der in der FIG 2 dargestellten Ausführungsform erstreckt sich diese Spirale gerade über die volle Länge L das im Kühlkörperträger 2 befindlichen Teils des Strömungskanales 3. Ein derartiges Füllstück hat zum einen den be-( ) sonderen Vorteil, daß aufgrund der geringen Strömungsquerschnittsminderung die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmediums geringfügig erhöht wird. Zum anderen wird aber aufgrund der innerhalb der Spirale zusätzlich zur Verfügung stehenden Oberfläche der Wärmeübergangswiderstand zwischen Kühlkörper und Kühlmedium erheblich verringprt. Desweiteren ist aufgrund der Anströmung des Kühlmediums auf üia gekrümmten Flächen der Spirale mit einer besonders geringeren Grenzschichtdicke zu rechnen.

Die in der FIG 3 dargestellte weitere Ausführungsform S2 eines spiralförmigen Füllstückes zeichnet sich besonders durch eine parabolisch verlaufende Querschr.ittsflache aus. Hierbei sind die Randbereiche in der Nähe der Kontaktflächen 6 zur Innenwan- ^! dung des Strömungskanales "verdickt", während sich das Querschnittsprofil im Zentrum des Strömungskanales "verjüngt". Hierdurch wird zum einen besonders vorteilhaft der fVärmeübergangswiderstand zwischen dem Kühlkörper und dem wendeiförmigen Füllstück S2 an den Kontaktflächen 6 verringert.

Ein weiteres vorteilhaftes Füllstück ist in der FIG 4 dargestellt. Es besteht aus einer Vielzahl von einzelnen Rohrstücken 7, welche insbesondere über ein einzelnes als ein Kernrohr dienendes Rohrstück 8 im Strömungskanal 3 zu einer Rohrpackung RSl verklemmt sind. Auch dieses Füllstück zeichnet sich durch einen

t * &igr; *

4 11 It ■ ·

• II 1 1 I *

• 111 > » * ·

• I I t . I I - 11 « 9 i 111·

G 3 14 6 DE

relativ niedrigen Strömungswiderstand aus. Aufgrund der Vielzahl einzelner Rohrstücke 7 ist bei einem derartigen Füllstück RSl die Oberflächenvergrößerung bezogen auf die Füllstücklänge besonders groß. Zudem ist dieser Füllstücktyp besonders dazu geeignet» in Form von mehreren, bevorzugt kurzen Teilfüllstücken ausgeführt zu werden. In der im unteren Teil der FIG 4 dargestellten Draufsicht des Strömungskanalausschnittes der Länge L sind beispielsweise drei derartige Teilrohrpackungen RSIl, RS12 und RS13 eingesetzt. Auf diese Weise werden besonders vcrtßilhaft innerhalb des einzelnen Teilfüllstückes besonders kurze Grenzschichtlängen erreicht, wodurch wiederum die Dicke und somit die wärmeisolierende Wirkung der jeweiligen Grenzschicht

) herabgesetzt wird. Entsprechend einer der bereits erläuterten weiteren Ausführungsformen der Neueruno sind in der Ausführungsform von FIG 4 diese Teilfüllstücke bereits sowohl untereinander axial in Strömungskanalrichtung verdreht, als auch in einem Abstand 9 voneinander in den Strömungskanal 3 eingesetzt. Da hierdurch die Kühlmittelströmung in den Bereichen 9 zwischen den Teilfüllstücken RSIl, RS12 und RS13 umgelenkt wird, was in der FIG 4 durch Pfeile angedeutet ist, ergibt sich auf der strömungsabwärts liegenden Seite eines jeden Teilfüllstückes eine bessere innere Durchmischung des Kühlmediums, und somit im Strömungskanalc,jerschnitt gesehen eine Verringerung der Temperaturgradienten innerhalb des Kühlmediums. In einer anderen, nicht dargestellten Ausführungsform können die Teilfüllstücke auch ohne

) Abstand direkt hintereinander in den Strömungskanal eingesetzt werden, wenn die Wanddicken der einzelnen Rohrstücke 7 klein sind gegenüber dem Innendurchmesser der Rohrstücke.

In der FIG 5 ist eine weitere vorteilhafte Ausführungsform eines als Rohrpackung RS2 ausgeführten Füllotückes dargestellt. Dieses verfügt im Gegensatz zur Ausführungsform der TIG 4 über einen massiven Kernstift 11 im Zentrum. Hierdurch kann besonders vorteilhaft die Anpreßkraft der Rohrstücke 7 an die Innenwandung des Strömungskanales 3,und somit die Wärmeleitfähigkeit zwischen dem kühikörperträger und dem Füllstück RS2 an den Kontaktflächen

«II »&igr; &iacgr;»

* (■ I it**

• r t * Il <*

I « · 1 I C I 4 . 4* <

6 31 &eeacgr; g DE

wärmeleitend miteinander zu einer Kugelpäckung KP verbunden sind. Diese zeichnet sich durch eine besonders starke VergrÖ-

10 verbessert werden« Auch hier känri das Füllstück besonders vorteilhaft geteilt ausgeführt sein, In der Draufsicht in der FlG 5 sind hierzu beispielhaft die beiden Teilfüllstücke R521 und RS22 dargestellt, welche in der bereits beschriebenen Weise | zueinander axial Verdreht Und in einem Abstand voneinander in den Strömungskanal eingesetzt sind*

In der FIG 6 ist ein weiteres vorteilhaftes Füllstück dargestellt. Es besteht aus einer Vielzahl von wärmeleitenden Kugeln, iö weiche unter Aufrechterhaitung von Stremungszwischenfäumen

ßeruhg der für den Wärmeübergang zwischen Kühlkörper bzw. Füll-

stück und Kühlmedium zur Verfügung stehenden Oberfläche aus. In |

einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird dieses Füll- % stück KP aus Sintermaterial hergestellt, wobei besonders gut \

wärmeleitende Übergänge zwischen den einzelnen Kugeln dieser Kugelpäckung durch die Versinterung erreicht werden können.

Die in der FIG 7 dargestellte weitere Ausführungsform eines Füllstückes FRSl besteht aus einem Zylinder, in dessen Oberfläche nutenförmige Strömungskanäle SK eingefräst sind. Die hierdurch gebildeten Stege 12 eines derartigen "Frässtückes" FRSl ermöglichen aufgrund der großen Kontaktflächen 15 mit der Stromungskanalinnenwandung einen besonders gut wärmeleitenden ^! Übergang. Auch dieses Füllstück ist besonders dazu geeignet, geteilt ausgefüllt zu werden. Die Draufsicht in der FIG 7 zeigt hierzu beispielhaft die beiden in bekannter Weise axial zueinander verdreht und in einem Abstand voneinander in den Strömungskanal eingesetzten Teilfüllstücke FRSIl und FR512.

In einer weiteren, in der FIG 8 dargestellten Ausführungsform FRS2 eines Frässtückes ist zur weiteren Oberflächenvergrößerung und Strömungswiderstandsverringerung eine zusätzliche Kernbohrung 14 im Zentrum des Füllstückes vorgesehen. Auch hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn dieses geteilt ausgeführt ist. Die

4 . i I I t /

til &igr; Il '

4 · · I I I I I I AS I I · • I ' · 1

88 G 3 H 6

! 9

Draufsicht in der FlG 8 zeigt hierzu beispielhaft die drei Teil-

füllstücke FRS21, FRS22 und FRS23, welche in bereits beschriebener Weise zueinander axial verdreht und in einem Abstand &ngr;&ogr;&eeacgr;-einändef in den Strb'mungskanai 3 eingesetzt sind. 5

Die FIG 9 zeigt ein weiteres vorteilhafte Füllstück, welches in Form eines gewellten, ringförmigen Federstückes FDS ausgeführt ist. Dabei bilden die Außenseiten des Federstückes besonders gut leitende Kontaktflächen 13 mit der Innenwandung des StrÖ-

Iu iüüriyskänäles 3, Wahlenu uj.6 WeilSFif uffiiigen Feuer innensei ten ie zur Oberflächenvergrößerung des Füllstückes beitragen. Aufgrund der durch ein derartiges Füllstück hervorgerufenen äußerst geringen Stfömungsquerschnittsminderung ist es gemäß der Draufsicht von FIG 9 nicht unbedingt notwendig, Teilfüllstücke FDSl, FDS2 und FDS3 in einem Abstand voneinander in den Strömungskanal 3 einzusetzen. Vielmehr können diese Teilfederstücke direkt aufeinander folgend in den Strömungskanal 3 eingesetzt werden und bevorzugt dessen Gesamtlänge L im Kühlkörperträger ausfüllen. Hierdurch ist eine besonders hohe Oberflächenvergrößerung zwisehen dem Kühlkörper bzw. den Teilfüllstücken und dem Kühlmedium ohne eine nennenswerte Erhöhung des Strömungswiderstandes zu erreichen.

Der obere Teil der FIG 9 zeigt im Querschnitt beispielhaft ein erstes Teilfüllstück FDSl und strichliert ein in Strömungsrichtung dahinterliegendes, axial verdrehtes zweites Teilfüllstück FDS2. Aufgrund eines derartigen "auf Lücke setzen" von Teilfüllstücken wird gemäß der Neuerung in der bereits beschriebenen Weise erreicht, daß z.B. die Stirnseiten der Federinnenbereiche 16 des zweiten Teilfüllstückes FDS2 nicht im "Strömungsschatten" der Grenzschichten auf den Federinnenbereichen 16 des ersten Teilfüllstückes FDSl liegt. Die der Strömung zugewandte Stirnseite öieses zweiten Teilfüllstückes FDS2 kann somit auf besonders vorteilhafte Weise zum Großteil vom Kühlmedium direkt angeströmt werden.

Il « > I I · *

It 111 111

« ti· H

• > t III ■II al ··

G 3 H 6 DE

, ) 10

Die FIG 10 zeigt ein weiteres Vorteilhafte Füllstück in der Form eines plattenförmigen, geradlinigen Längsstüoke-s QSl mit an" nähernd rechteckiger Querschnittsfläche. Es ist in St-rb'murigsrichtung des* Kühlmediumi; in den Strömungskanal 3 eingesetzt und steht über die Kontaktflächen 17 mit dessen Innenseiten in wärmeleitender Verbindung. Hierdurch wird die zum Wärmeübergang auf das Kühlmedium 24 zur Verfugung stehende Oberfläche auf besonders einfache Weise vergrößert. Zudem ist auf dem Längsstück selbst aufgrund von dessen geringer Länge nur mit einer relativ dünnen, visrmsisGlisrsndsn Grenzschicht aus Kühlmedium zu rechnen. Im Vergleich zum Füllstück Sl mit der Form einer wendelför^ migen Spirale gemäß FiG 2 zeichnet sich ein derartiges Füllstück &igr; durch einen besonders niedrigen Strömungswiderstand aus. Auch dieses Füllstück ist besonders dazu geeignet, geteilt ausgeführt zu werden. Die Draufsicht in der FIG 10 zeigt hierzu beispielhaft drei in bekannter Weise axial zueinander verdreht und in einem Abstand 9 voneinander in den Strömungskanal 3 eingesetzte Teilfüllstücke QSIl₁, QS12 und QS13. Aufgrund des niedrigen Strömungswiderstandes eines jeden dieser Teillängsstücke können diese entsprechend dem Beispiel der Teilfederstücke FDSl, FDS2, FDS3 gemäß der Darstellung in FIG 9 auch ohne Abstand direkt hintereinander in den Strömungskanal eingesetzt werden.

Schließlich zeigt die FIG 11 eine weitere Ausführungsformm QS2 des als Füllstück dienenden Längsstückes. Entsprechend dem Füllstück S2 mit der Form einer wendeiförmigen Spirale S2 gemäß FIG verläuft auch hier die Querschnittsfläche parabolisch, wobei die Randbereiche in der Nähe der Kontaktflächen 18 zur Strömungskanalinnenwandung "verdickt" sind, während sich das Querschnittsprofil im Zentrum des Strömungskanales "verjüngt".

16 Schutzansprüche
11 Figuren

Claims

"° 88 G 3 H 6 DE

Schutzansprüche

1. Kühlkörper für elektrische Bauelemente, insbesondere für L-eistungstransistoren, welcher von einem flüssiger. Kühlmedium zum Abführen der an den Kühlkörper übergegangenen Verlustwärme durchströmt wird, mit

a) einem wärmeleitenden Träger (2) für das elektrische Bauele-

ment, welcher von einem Kanal (3) zur Durchströmung des Kühlmediums durchsetzt ist,
gekennzeichnet durch

b) ein wärmeleitendes Füllstück (S1,S2_}RS1,RS2,KP,FRS1,FRS2, FDS,QS1,QS2), welches zur Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit des Überganges zwischen dem Kühlkörper und dem Kühlmedium in den Strömungskanal (3) eingesetzt und wärmeleitend mit dessen Innenwandung verbunden ist (FIG 1 bis 9).

I
f.
|; 2. Kühlkörper nach Anspruch 1, gekennzeichnet

durch eine Kugelpack^ng (KP) als Füllstück, bei der wärmeleitende Kugeln unter Aufre-.hterhaltung von Strömungszwischenräumen wärmeleitend untereinander verbunden sind (FIG 6).

3. Kühlkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln der Kugelpackung (KP) durch Versinterung miteinander verbunden sind. 25
&igr; 4. Kühlkörper nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine wendeiförmige Spirale (Sl,S2) als Füllstück (FIG 2,3).

5. Kühlkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche der Spirale (S2) im Zentrum des Strömungskartales kleiner ist als an den Übergangsstellen (6) zur Strömungskanalinnenwandung (FIG 3).

6. Kühlkörper nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Rohrpackung (RSl,RS2) als Füllstück, bei der wärmeleitende Rohrstücke (7) insbesondere unter Aufrechterhaltung

HM · 1 I 4 « · * <l

»&bgr; · t

88 G 3 H 6 OE

von Strömungszwischenräumen wärmeleitend untereinander verbunden sind (FIG 4 und 5).

7. Kühlkörper nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Kernstift (11) im Zentrum der Rohrpackung (RS2) zur Erhöhung der Pressung der Rohrstücke (7) untereinander (FIG 5).

8. Kühlkörper nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Frässtück (FRSl,FRS2) als Füllstück mit nuten^örmigen Strömungskanälen (SK) an der Oberseite (FIG 7 und 8).

9. Kühlkörper nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Kernbohrung (14) im Zentrum des Frässtückes (FRS2) (FIG 8).

10. Kühlkörper nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein gewelltes, ringförmiges Federstück (FDS) als Füllstück (FIG 9).

11. Kühlkörper nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein geradliniges, plattenförmiges Längsstück (QSl) als Füllstück (FIG 10).

12. Kühlkörper nach Anspruch 11, dadurch gek-snn-) zeichnet, daß die Querschnittsfläche des Längsstückes (QS2) im Zentrum des Strömungskanales kleiner ist als an den Übergangsstellen (18) zur Strömungskanalinnenwandung (FIG 11).

13. Kühlkörper nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Füllstücke geteilt sind (FIG 4,5,7,8 und 9).

I I

I 11« *· ·»

■ < I I 1 > t I < <* ·

88 e 3 &iacgr; if 6 DE

f ¹³

IA₄ Kühlkörper nach Anspruch l3, dadurch gekennzeichnet, daß die Teiifüiistücke (FiSIi,RSl2,Rl3, RS21, RS22_tusw.) in einem Abstand (9) Voneinander in den Strömungskanai (3) eingesetzt sind (F^-IG 4,5,7 und 8). 5

15. Kühlkörper nach Anspruch 13 oder 14 ^ dadurch gekennzeichnet i daß die Teilfülistücke untereih-^ ander axial verdreht in den Strömungskanäl (3) eingesetzt sind.

16. Kühlkörper nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch Öl als Kühlmedium.