DE19708282A1

DE19708282A1 - Eine ein siedendes und kondensierendes Kühlmittel verwendende Kühlvorrichtung

Info

Publication number: DE19708282A1
Application number: DE19708282A
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Osakabe; Kiyoshi Kawaguchi; Masahiko Suzuki
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1996-03-14
Filing date: 1997-02-28
Publication date: 1997-10-30
Anticipated expiration: 2017-03-01
Also published as: FR2746177B1; US5832989A; FR2746177A1; DE19708282B4

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühlvorrich tung, die ein siedendes und kondensierendes Kühlmittel zum Kühlen von Halbleitervorrichtungen oder dergleichen verwen det.

Eine Kühlvorrichtung dieser Art ist in den Japanischen Patentoffenlegungsschriften Nr. Hei-8-29041 und Nr. Hei-8- 29042 offenbart. Die offenbarten Vorrichtungen bestehen aus einem Kühlmittelbehälter, einem Kühler und einem Koppler, der den Kühlmittelbehälter und den Kühler verbindet. Bei diesen Vorrichtungen ist der Kühler aufwärts gerichtet mit dem Koppler verbunden. Der Koppler besteht aus einem einzi gen Körper, welcher ein komplexes und teures Werkzeug zum Herstellen des Kopplers erfordert. Dieser Koppler kann den Kühlmittelbehälter und den Kühler in einer Richtung, das heißt, abwärtsgerichtet des Behälters und aufwärtsgerichtet des Kühlers einfach verbinden. Jedoch ist es nicht einfach, den Kühler senkrecht zu dem Kühlmittelbehälter zu verbin den, da ein Herstellen eines Kopplers eines einzigen Kör pers, der zwei Öffnungen zu zwei Richtungen hin aufweist, schwierig ist.

Zwei Öffnungen des Kopplers sind in den Kühler bzw. den Kühlmittelbehälter eingeführt und durch Verlöten verbunden. Der Koppler, wie er in der Hei-8-29042 gezeigt ist, ist durch Deformieren einer Platte hergestellt. Das Verfahren eines Deformierens einer Platte in eine solche Form erfor dert ein großes und teures Werkzeug.

Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die vor hergehend genannten Probleme geschaffen worden.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen verbesserten Koppler für eine ein siedendes und kon densierendes Kühlmittel verwendende Kühlvorrichtung zu schaffen, welcher einfach und wirtschaftlich hergestellt werden kann.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß sie einen Koppler schafft, welcher einfach mit einer vollkommenen Luftdichtheit an andere Teile gelötet werden kann.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Koppler durch Verlöten von zwei Kopplerplatten hergestellt, von denen jede durch Stanzen einer Metallplatte, zum Beispiel einer Aluminiumplatte, hergestellt ist. Da die Aluminiumplatte verhältnismäßig dünn ist, kann ein Stanzwerkzeug für die Platte verglichen mit einem Werkzeug zum Herstellen eines Kopplers eines einzigen Körpers einfacher und mit geringe ren Kosten hergestellt werden. Außerdem können die Werk zeuge zum Stanzen jeweiliger zwei Platten an ihren meisten Abschnitten in einer gemeinsamen Form hergestellt werden. Weiterhin kann, da der Koppler aus zwei gestanzten Platten besteht, ein Kühler einfach senkrecht mit einem Kühlmittel behälter verbunden werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Koppler derart mit dem Kühler verbunden, daß er einen bestimmten Luft durchgang bzw. -kanal ausbildet. Deshalb kann Wärme in dem Koppler ebenso zu dem Luftdurchgang abgestrahlt werden. Dies bedeutet, daß der Koppler selbst als ein Teil des Küh lers dient. Rippen zum Abstrahlen von Wärme sind in dem Luftdurchgang des Kopplers vorgesehen. Dies trägt ebenso zu einer Verringerung einer Abmessung der Kühlvorrichtung bei.

Der Kühler, der mit dem Koppler verbunden ist, besteht aus einer Mehrzahl von Kühlerelementen, welche aufeinander geschichtet sind. Deshalb wird ein Wärmeabstrahlungsvermö gen einfach durch Erhöhen oder Verringern der Anzahl von geschichteten Kühlerelementen geändert. Ebenso kann der Kühler auf entweder einer Seite oder beiden Seiten des Kopplers angebracht sein, da der Koppler eine plattenähn liche Form aufweist.

Da gemäß der vorliegenden Erfindung der Koppler aus zwei gestanzten Kopplerplatten besteht, die miteinander verlötet sind, müssen die zwei Platten vor dem Lötverfahren ausreichend miteinander verbunden sein, um eine Luftdicht heit und Zuverlässigkeit sicherzustellen. Deshalb werden gemäß der vorliegenden Erfindung verschiedene Verfahren zum Verbinden der zwei Kopplerplatten geschaffen. Ebenso werden Verfahren zum Erhöhen einer Stärke eines verlöteten Ab schnitts geschaffen.

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht einer ein siedendes und kondensierendes Kühlmittel verwendenden Kühlvorrichtung gemäß einem ersten Ausfüh rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Seitenansicht einer ein siedendes und kondensierendes Kühlmittel verwendenden Kühlvorrichtung gemäß dem ersten Ausfüh rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 eine vergrößerte Vorderansicht eines in dem ersten Ausführungsbeispiel verwendeten Kopplers;

Fig. 4A eine Draufsicht einer in dem ersten Ausfüh rungsbeispiel verwendeten Kopplerplatte;

Fig. 4B eine Seitenansicht einer in dem ersten Aus führungsbeispiel verwendeten Kopplerplatte;

Fig. 5 eine Seitenansicht einer ein siedendes und kondensierendes Kühlmittel verwendenden Kühlvorrichtung gemäß einem zweiten Ausfüh rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 eine Vorderansicht einer ein siedendes und kondensierendes Kühlmittel verwendenden Kühlvorrichtung gemäß einem dritten Ausfüh rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 eine teilweise vergrößerte Seitenansicht einer in dem dritten Ausführungsbeispiel verwendeten Kühlerrippe;

Fig. 8 eine Vorderansicht einer in dem dritten Ausführungsbeispiel verwendeten Kühler rippe;

Fig. 9 eine Vorderansicht einer ein siedendes und kondensierendes Kühlmittel verwendenden Kühlvorrichtung gemäß einem vierten Ausfüh rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 10 eine Seitenansicht einer ein siedendes und kondensierendes Kühlmittel verwendenden Kühlvorrichtung gemäß dem vierten Ausfüh rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 11 eine teilweise vergrößerte Draufsicht der Kopplerplatte in Fig. 4A;

Fig. 12 eine Querschnittsansicht entlang einer Li nie XII-XII in Fig. 1 eines Verfahrens ei nes Verbindens von Kopplerplatten;

Fig. 13 eine Teilquerschnittsansicht eines einen Koppler und einen Kühlmittelbehälter der ersten, zweiten und dritten Ausführungsbei spiele verbindenden Abschnitts;

Fig. 14 eine Darstellung eines Herstellungsverfah rens der ersten bis dritten Ausführungsbei spiele;

Fig. 15 eine Darstellung eines anderen Herstel lungsverfahrens der ersten bis dritten Aus führungsbeispiele;

Fig. 16 bis 18 Querschnittsansichten anderer Ausgestaltun gen von Fig. 12; und

Fig. 19 und 20 Querschnittsansichten anderer Ausgestaltun gen von Fig. 13.

Es folgt die Beschreibung von bevorzugten Ausführungs beispielen der vorliegenden Erfindung.

Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines ersten Aus führungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine Kühlvorrichtung 1, die ein siedendes und kondensierendes Kühlmittel zum Kühlen heißer Objekte 2 (in Fig. 2 gezeigt), wie zum Beispiel Halbleitervorrichtun gen, verwendet, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Genauer gesagt können die heißen Objekte 2 IGBT- bzw. Isolierschichtbipolartransistormodule sein, die in Wechselrichterschaltungen zum Steuern einer elektrischen Leistung von zum Beispiel elektrischen Fahr zeugen oder anderen elektrischen Maschinen verwendet wer den. Die heißen Objekte 2 werden durch Wärmeübertragung ge kühlt, die durch Sieden und Kondensieren des Kühlmittels bewirkt wird. Die Kühlvorrichtung 1 besteht aus einem Kühl mittelbehälter 3, einem Koppler 4, einem Kühler 5 und einem Gebläse bzw. Lüfter (in der Darstellung nicht gezeigt).

Wärmeableitungsplatten der heißen Objekte 2 sind an ei ner Außenwand des Kühlmittelbehälters 3 angebracht, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Der Kühlmittelbehälter 3 besteht aus einem Gehäuse 6, das aus einem extrudierten Metall, wie zum Beispiel Aluminium, und einer Endkappe 7 besteht, die ein Bodenende des Gehäuses 6 bedeckt. In dem Gehäuse 6 sind Dampfdurchgänge 8, ein Flüssigkeitsdurchgang 9 und ein Ru hedurchgang 10 vorgesehen, welche durch Trennpfeiler 6a voneinander getrennt sind. Das Kühlmittel, das in dem Kühl mittelbehälter 3 enthalten ist, wird durch Wärme, die von den heißen Objekten 2 abgegeben wird, zum Sieden gebracht und verdampft und fließt in den Dampfdurchgängen 8 auf wärts. Mehrere Dampfdurchgänge 8 sind an Stellen vorgese hen, an denen die heißen Objekte 2 angebracht sind. Das Kühlmittel wird in dem Kühler 5 gekühlt und verflüssigt und fließt in dem Flüssigkeitsdurchgang 9 abwärts, welcher an einer Stelle vorgesehen ist, die von der Stelle beabstandet ist, an der die heißen Objekte 2 angebracht sind. Der Ruhe durchgang 10, welcher nicht als ein Flüssigkeitsdurchgang verwendet wird, ist an einer Stelle hergestellt, der dem Flüssigkeitsdurchgang 9 gegenüberliegt. Alle Durchgänge 8, 9 und 10 sind an einem oberen Abschnitt des Behälters 3 of fen, da die Trennpfeiler 6a an dem gleichen Abschnitt en den. Auf den Trennpfeilern 6a sind Schraubenlöcher 6b zum Anbringen der heißen Objekte 2 vorgesehen.

Die Endkappe 7 besteht aus dem gleichen Material wie das Gehäuse 6, wie zum Beispiel Aluminium, und ist an ihrem Bodenende an das Gehäuse 6 gelötet. Ein Verbindungsdurch gang 11, durch welchen die Durchgänge 8, 9 und 10 miteinan der in Verbindung stehen, ist in dem Endabschnitt 7 vorge sehen. Das flüssige Kühlmittel, welches in dem Flüssig keitsdurchgang 9 abwärts fließt, fährt fort, in dem Verbin dungsdurchgang 11 zu fließen und wird zu jedem Dampfdurch gang 8 verteilt.

Der Koppler 4 ist durch Verlöten von zwei Kopplerplat ten 12 hergestellt, die in den Fig. 4A und 4B gezeigt sind. Die Kopplerplatten 12 sind durch Verlöten an Umfängen mit Ausnahme von ihren Bodenenden miteinander verbunden. An beiden Längsenden des Kopplers 4 sind ein Verbindungsab schnitt 13, der mit dem Dampfdurchgang 8 in Verbindung steht, bzw. ein anderer Verbindungsabschnitt 14 vorgesehen, der mit dem Flüssigkeitsdurchgang 9 in Verbindung steht. An dem Bodenende des Kopplers 4 ist eine Verbindungsöffnung 15 zum Verbinden des Kopplers 4 mit dem Kühlmittelbehälter 3 ausgebildet. Die Verbindungsöffnung 15 ist luftdicht an den Kühlmittelbehälter 3 gelötet, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Wie es in Fig. 1 gezeigt ist, ist der Innenraum des Kopp lers 4 durch eine Teilerplatte 16 in zwei Abschnitte ge teilt.

Die Kopplerplatte 12 weist tiefliegende Abschnitte 17 an ihren beiden Enden auf, wie es in den Fig. 4A und 4B gezeigt ist. Löcher, um Durchgänge 18 und 19 auszubilden, sind an den jeweiligen tiefliegenden Abschnitten 17 herge stellt. Die tiefliegenden Abschnitte 17 auf der Koppler platte 12 sind ovalförmig, wobei sich ihre Längsachse in einer Vertikalrichtung befindet, und bilden die Verbin dungsabschnitte 13 und 14 aus, wenn zwei Kopplerplatten 12 durch Verlöten verbunden sind. Das Loch für den Durchgang 18 befindet sich an einer Oberseite des ovalförmigen tiefliegenden Abschnitts 17, während sich das Loch für den Durchgang 19 an einer Unterseite des ovalförmigen tieflie genden Abschnitts 17 befindet. Anders ausgedrückt befindet sich der Durchgang 18 an einer höheren Stelle als der Durchgang 19, wenn der Koppler 4 mit dem Kühlmittelbehälter 3 und dem Kühler 5 zusammengebaut ist.

Rippen 20 sind auf dem tiefliegenden Abschnitt 17 aus gebildet, wobei sich eine an einer Unterseite des Durch gangs 18 und sich die andere an einer Oberseite des Durch gangs 19 befindet. Diese Rippen 20 dienen zum Verstärken der tiefliegenden Abschnitte 17.

In dem Innenraum des Kopplers 4 ist eine Mehrzahl von inneren Rippen 21 zwischen die Teilerplatte 16 und den Ab schnitt 13 eingefügt, der mit dem Dampfdurchgang 8 in Ver bindung steht, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Die inneren Rippen 21 werden zum Setzen der Rippen 21 an richtige Stel len von Rippen 22 gehalten. Die Rippen 21 sind derart ange ordnet, daß sie zulassen, daß der Kühlmitteldampf zu dem Durchgang 18 hin fließt, und bestimmte Spalte sind derart zwischen Gruppen der Rippen 21 vorgesehen, daß der Kühlmit teldampf, der von den Dampfdurchgängen 8 hochkommt, in den Innenraum des Kopplers 4 fließen kann.

Der Kühler 5 ist ein sogenannter Typ eines ziehenden Behältnisses. Eine Mehrzahl von Kühlerelementen 23 ist auf einander geschichtet. Das Kühlerelement 23 besteht aus zwei gestanzten Platten 24, die eine Form eines gedehnten Krei ses aufweisen (vergleiche Fig. 3). Zwei Platten 24 sind durch Verlöten an ihren Umfängen miteinander verbunden, was einen Raum darin ausbildet. Jede Platte 24 weist an ihren beiden Längsendabschnitten zwei Löcher auf, die Einlaß- bzw. Auslaßkammern bilden. Der Innenraum des Kühlerelements 23 bildet einen dünnen Kühlmitteldurchgang zwischen den Einlaß- und Auslaßkammern. Wellenförmige Rippen 25, die aus Aluminium bestehen, sind in den dünnen Kühlmitteldurchgang eingefügt (vergleiche Fig. 2).

Wie es in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, ist eine Mehrzahl von Kühlerelementen 23 auf beiden Seiten des Kopp lers 4 aufeinander gestapelt und steht jedes Kühlerelement 23 durch die Löcher, die Einlaß- bzw. Auslaßkammern bilden, mit einem anderen in Verbindung. Ein Abstrahlungswirkungs grad des Kühlers 5 wird durch Anbringen der Kühlerelemente 23 auf beiden Seiten des Kopplers 4 verglichen mit dem Fall verbessert, in dem die Kühlerelemente 23 auf einer einzigen Seite des Kopplers 4 angebracht sind. Dies ist so, da der Kühlmitteldampf gleichmäßiger verteilt wird.

Der Koppler 4 und der Kühler 5, der mit dem Koppler 4 verbunden ist, stehen durch die Durchgänge 18 und 19, die auf dem Koppler 4 ausgebildet sind, und Löcher, die auf den Kühlerelementen 23 hergestellt sind, miteinander in Verbin dung. Deshalb ist der Kühler 5 derart auf dem Koppler 4 an gebracht, daß sich die Einlaßkammern der Kühlerelemente 23 an einer höheren Stelle als ihre Auslaßkammern befinden (siehe Fig. 1). Ebenso sind, wie es in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, Kühlerrippen 26 in den Räumen zwischen den Kühlerelementen 23 angebracht.

Ein Gebläse zum Blasen von Luft zu dem Kühler 5 befin det sich derart über dem Kühler, daß eine Richtung eines Luftflusses senkrecht zu dem Kühler 5 verläuft.

Als nächstes wird nachstehend eine Funktionsweise der Kühlvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erklärt. Das Kühlmittel wird durch Wärme, die von den heißen Objekten 2 aufgenommen wird, zum Sieden gebracht und verdampft und der Dampf fließt durch die Dampfdurchgänge 8 aufwärts und fließt in den Verbin dungsabschnitt 13 des Kopplers 4. Dann fließt der Dampf von dem Verbindungsabschnitt 13 zu der Einlaßkammer jedes Küh lerelements 23 und wird in jedem Kühlerelement 23 zu dem dünnen Kühlmitteldurchgang verteilt. Der Kühlmitteldampf, der durch den dünnen Durchgang fließt, wird durch Berühren von Innenwänden des dünnen Durchgangs und der Rippe 25 darin, welche beide durch einen Luftfluß des Gebläses ge kühlt werden, gekühlt und verflüssigt. Das verflüssigte Kühlmittel fließt auf der Bodenoberfläche des dünnen Durch gangs zu der Auslaßkammer jedes Kühlerelements 23 hin. Das flüssige Kühlmittel fließt weiter von der Auslaßkammer durch den Verbindungsabschnitt 14 des Kopplers 4 zu dem Flüssigkeitsdurchgang 9 des Kühlmittelbehälters 3. Das flüssige Kühlmittel, das abwärts in den Flüssigkeitsdurch gang 9 geflossen ist, erreicht den Verbindungsdurchgang 11 der Endkappe 7 und wird wieder den Dampfdurchgängen 8 zuge führt. Wärme, die in dem Verfahren eines Verflüssigens des Kühlmittels in dem Kühler 5 erzeugt wird, wird von den Wän den des Kühlerelements 23 zu den Kühlerrippen 26 übertragen und wird durch das Gebläse in die Luft abgestrahlt.

Nun werden nachstehend Vorzüge oder Vorteile des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung erklärt. Da der Koppler 4 aus zwei gestanzten Platten besteht, ist es auch dann einfacher, den Koppler 4 herzustellen, wenn er eine komplexe Form aufweist. Die Stanzwerkzeuge für beide Kopplerplatten 12 sind in den meisten Teilen gleich und demgemäß können die Werkzeuge mit niedrigeren Kosten herge stellt werden. Da es einen Raum zwischen dem Koppler 4 und dem Kühler 5 gibt, kann eine Kühlluft durch den Raum flie ßen und kann daher der Kühlmitteldampf, der durch den Kopp ler 4 fließt, gekühlt werden. Anders ausgedrückt wirkt der Koppler 4 ebenso als ein Teil des Kühlers 5. Deshalb kann der Kühler 5 kleiner hergestellt werden. Weiterhin kann der Kühler 5 einfach auf entweder einer Seite oder beiden Sei ten des Kopplers 4 angebracht sein, da der Koppler 4 eine plattenähnliche Form aufweist. Da die inneren Rippen 21 zwischen die zwei Kopplerplatten 12 eingefügt sind, ist die mechanische Stärke des Kopplers 4 verbessert. Da Räume zwi schen den Gruppen von Rippen 21 vorgesehen sind, kann der Kühlmitteldampf, der von den Dampfdurchgängen 8 ausfließt, ohne von den Rippen 21 gestört zu werden, gleichmäßig zu dem Verbindungsabschnitt 13 hin fließen.

Da die Dampfdurchgänge 8 durch die Trennpfeiler 6a ge trennt sind, kann weiterhin der Kühlmitteldampf geradeaus fließen. Da der Kühler 5 durch Stapeln einer Mehrzahl von Kühlerelementen 23 hergestellt ist, ist es einfach, ein Ab strahlungswärmevermögen gemäß einem Erfordernis durch Erhö hen oder Verringern der Anzahl von Elementen zu ändern. Da der Verbindungsdurchgang 11 in der Endkappe 7 vorgesehen ist, wird lediglich das flüssige Kühlmittel durch den Ver bindungsdurchgang 11 den Dampfdurchgängen 8 zugeführt, wo durch eine Flußbeeinflussung zwischen der Flüssigkeit und dem Dampf vermieden wird. Da der Kühler 5 mit einer Stei gung auf dem Koppler 4 angebracht ist, kann das flüssige Kühlmittel einfach von der Einlaßkammer zu der Auslaßkammer fließen.

Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines zweiten Aus führungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.

Fig. 5 zeigt eine Seitenansicht des zweiten Ausfüh rungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. In diesem Aus führungsbeispiel sind die Kühlerelemente 23 auf lediglich eine einzige Seite des Kopplers 4 gestapelt. Eine Koppler platte 12A, welche mit dem Kühler 5 verbunden ist, weist Löcher auf, um mit dem Kühler 5 in Verbindung zu stehen, und eine andere Kühlerplatte 12B ist geschlossen.

Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines dritten Aus führungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.

Fig. 6 zeigt eine Vorderansicht des dritten Ausfüh rungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. In dem dritten Ausführungsbeispiel sind die inneren Rippen 21, die in den Koppler 4 eingefügt sind, nicht in Gruppen geteilt. Jedoch sind Schlitze 21a auf der Rippe 21 ausgebildet, wie es in den Fig. 7 und 8 gezeigt ist, um Durchgänge für den Kühlmitteldampf vorzusehen, der von den Dampfdurchgängen 8 hochkommt. Der Kühlmitteldampf kann durch die Schlitze 21a zum dem Verbindungsabschnitt 13 gehen. Da es in diesem Aus führungsbeispiel nicht notwendig ist, die Rippen 21 in Gruppen zu teilen, wird ein Zusammenbau- bzw. Montagever fahren des Kopplers 4 vereinfacht.

Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines vierten Aus führungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.

Die Fig. 9 und 10 zeigen eine Vorderansicht bzw. eine Seitenansicht des vierten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Kühler 5 im Gegensatz zu einem Anbringen des Kühlers 5 auf den Seiten des Kopplers 4 in den vorhergehenden Ausfüh rungsbeispielen in einer aufwärtigen Richtung auf dem Kopp ler 4 angebracht. Auch bei dieser Anordnung kann der Kopp ler 4 aus zwei Teilen bestehen, die miteinander verbunden sind. Der Luftflußraum 27 zwischen dem Koppler 4 und dem Kühler 5 kann auch in diesem Fall vorgesehen sein. Die Küh lerrippen 26 sind ähnlich in dem Luftflußraum 27 vorgese hen, womit der Koppler 4 als ein Teil des Kühlers 5 verwen det wird.

Als nächstes wird erklärt, wie der Koppler 4 der vor liegenden Erfindung mit dem Kühlmittelbehälter 3 zusammen zubauen ist. Wie es in Fig. 2 gezeigt ist, wird das obere Ende des Kühlmittelbehälters 3 in den Koppler 4 eingefügt. Die Kopplerplatte 12, die in Fig. 4 gezeigt ist, weist zwei Kopplungslöcher 122 zum Zusammenkoppeln von zwei Koppler platten 12 auf. Fig. 11 zeigt eine Umgebung der Kopplungs löcher 122 der Kopplerplatte 12, die in Fig. 4 gezeigt ist, in einem vergrößerten Maßstab. Fig. 12 zeigt eine Quer schnittsansicht entlang einer Linie XXI-XII in Fig. 1, die zeigt, wie der Kühlmittelbehälter 3 in den Koppler 4 einge fügt ist und wie zwei Kopplerplatten 12 vor einem Lötver fahren zusammengebaut sind. Wie es in Fig. 11 gezeigt ist, ist eine Verbindungsoberfläche 121 der Kopplerplatte 12 in einer Flanschform darauf ausgebildet. Das Verbindungsloch 122 ist auf der Verbindungsoberfläche 121 ausgebildet. Wie es in Fig. 12 gezeigt ist, sind zwei Kopplerplatten 12 durch Passen der Verbindungsoberflächen 121, die auf beiden Kopplerplatten 12 hergestellt sind, zusammengebaut, wodurch ein Raum zwischen den zwei Kopplerplatten 12 hergestellt wird. Die zwei Kopplerplatten 12 sind durch Schrauben oder Nieten 123, die in die Verbindungslöcher 122 eingefügt sind, befestigt. Da die Kopplerplatte 12 aus einer Hartlöt platte besteht, die mit einem Lotmaterial umhüllt ist, fließt das Lot in die Verbindungslöcher 122 und auf die Verbindungsoberfläche 121, wenn ein zusammengebauter Kopp ler 4 in einem Ofen hartverlötet wird.

Fig. 13 zeigt einen vergrößerten Teilquerschnitt, der eine Verbindung zwischen dem Koppler 4 und dem Kühlmittel behälter 3 darstellt. Wie es in der Darstellung gezeigt ist, ist ein Flansch 128 um den Außenumfang der Verbin dungsöffnung des Kopplers 4 herum ausgebildet. Wenn die zu sammengebaute Kühlvorrichtung in dem Ofen hartverlötet wird, erstarrt das geschmolzene Lot 124 an dem Verbindungs abschnitt, wie es in Fig. 13 gezeigt ist.

Nun werden unter Bezugnahme auf die Fig. 14 und 15 Beispiele von Lötverfahren in dem Hartlötofen erklärt. Nach einem Zusammenbauen des Kühlmittelbehälters 3, des Kopplers 4 und des Kühlers 5, der aus einer Mehrzahl der Kühlerele mente 23 besteht, wird der Kühler 5 durch Platten an seinen beiden Enden zusammengedrückt bzw. -gepreßt. Die Platten drücken jedes Kühlerelement 23 zum Beispiel mittels Bolzen und Muttern zusammen, wie es in den Fig. 14 und 15 ge zeigt ist. Dann werden die zwei Kopplerplatten 12 durch Schrauben oder Nieten 123, die in die Verbindungslöcher 122 eingefügt sind, befestigt, wie es in Fig. 12 gezeigt ist. Dann wird die Kühlvorrichtung in den Hartlötofen gebracht und werden alle Teile durch Verlöten miteinander verbunden. Nach dem Lötverfahren wird die Vorrichtung aus dem Ofen ge nommen und werden Vorrichtungen, wie zum Beispiel die Plat ten, Bolzen und Muttern, die zum Zusammendrücken der Vor richtung verwendet werden, entfernt.

Da zwei Kopplerplatten 12 vor dem Lötverfahren durch Nieten oder Schrauben 123, die in die Verbindungslöcher 122 eingefügt sind, sicher befestigt sind, werden die Verbin dungsoberflächen der Kopplerplatten 12 sicher verlötet und wird demgemäß eine Luftdichtheit und Zuverlässigkeit des verbundenen Abschnitts stark verbessert.

Das Verfahren eines Verbindens der zwei Kopplerplatten 12, die in Fig. 12 gezeigt sind, kann in verschiedenen For men abgeändert werden. Die Fig. 16, 17 und 18 zeigen ei nige Ausgestaltungen. In Fig. 16 werden zwei Kopplerplatten 12 durch Verstemmen unter Verwendung von Verstemmungsab schnitten 125, die auf jeder Kopplerplatte 12 ausgebildet sind, verbunden. In Fig. 17 umgibt ein Ring 126 das Äußere der zwei Kopplerplatten 12 zum Verbinden der zwei Koppler platten 12. In Fig. 18 sind zwei Kopplerplatten 12 durch Klemmen 127 aneinander befestigt. Unter Verwendung dieser abgeänderten Verfahren eines Verbindens werden die gleichen Ergebnisse erzielt, wie sie vorhergehend erwähnt worden sind.

Das Verbinden des Kopplers 4 mit dem Kühlmittelbehälter 3, das in Fig. 13 gezeigt ist, kann in verschiedenen Formen abgeändert werden. Die Fig. 19 und 20 zeigen Beispiele von Ausgestaltungen. In Fig. 19 wird eine tiefliegende Rippe 129 auf der Kopplerplatte 12 ausgebildet, um den Koppler 4 fester an dem Kühlmittelbehälter 3 zu befestigen. In Fig. 20 ist eine Aufsteckrippe 130 auf der Kopplerplatte 12 ausgebildet, um den Koppler 4 fester an dem Kühlmittel behälter 3 zu befestigen. Unter Verwendung dieser abgeän derten Verbindung werden die gleichen Effekte wie bei der Verbindung erzielt, die in Fig. 13 gezeigt ist.

Gemäß der vorhergehenden Beschreibung wird eine ein siedendes und kondensierendes Kühlmittel verwendende Kühl vorrichtung geschaffen, welche wirtschaftlich hergestellt werden kann. Weiterhin wird eine Zuverlässigkeit eines Lö tens verbessert. Ein Kühlmittelbehälter, auf welchem zu kühlende heiße Objekte angebracht sind, ist mit einem Küh ler zum Kondensieren des verdampften Kühlmittels durch ei nen Koppler verbunden, der aus zwei Platten besteht, die durch Verlöten miteinander verbunden sind. Der Koppler, der den Behälter und den Kühler verbindet, kann auch dann ein fach und wirtschaftlich hergestellt werden, wenn er eine komplexe Form aufweist, da der Koppler aus zwei gestanzten Platten besteht. Um die zwei Platten durch ein Lötverfahren miteinander zu verbinden, ist es notwendig, eine Luftdicht heit und eine hohe Zuverlässigkeit sicherzustellen. Verbes serte Gestaltungen des Kopplers und wirksame Verfahren ei nes Befestigens der zwei Platten werden gemäß der vorlie genden Erfindung geschaffen.

Claims

1. Ein siedendes und kondensierendes Kühlmittel verwen dende Kühlvorrichtung zum Kühlen heißer Objekte (2), die aufweist:
einen darin das siedende und kondensierende Kühlmittel enthaltenden Kühlmittelbehälter (3), auf welchem die zu kühlenden heißen Objekte (2) angebracht sind, wobei das Kühlmittel durch Wärme verdampft wird, die von den hei ßen Objekten (2) aufgenommen wird;
einen Kühler (5) zum Aufnehmen des verdampften Kühlmit tels, der das verdampfte Kühlmittel durch Abstrahlen von Wärme nach außen kondensiert; und
einen Koppler (4), der den Kühlmittelbehälter (3) und den Kühler (5) verbindet, wobei der Koppler (4) zwei Kopplerplatten (12) aufweist, die durch Verlöten mit einander verbunden sind.

2. Ein siedendes und kondensierendes Kühlmittel verwen dende Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß ein Kühlluftdurchgang (27) zwischen dem Kühler (5) und dem Koppler (4) vorgesehen ist.

3. Ein siedendes und kondensierendes Kühlmittel verwen dende Kühlvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß Kühlerrippen (26) in dem Kühlluftdurch gang (27) angebracht sind.

4. Ein siedendes und kondensierendes Kühlmittel verwen dende Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Kühler (5) auf mindestens einer Seite des Kopplers (4) angebracht ist.

5. Ein siedendes und kondensierendes Kühlmittel verwen dende Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Kühler (5) aufwärtsgerichtet auf dem Koppler (4) angebracht ist.

6. Ein siedendes und kondensierendes Kühlmittel verwen dende Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Kühler (5) aus einer Mehrzahl von Kühlerelementen (23) besteht, die aus Platten (24) be stehen, die derart miteinander verbunden sind, daß sie einen Raum darin ausbilden, wobei die Kühlerelemente (23) aufeinander gestapelt und miteinander verbunden sind.

7. Ein siedendes und kondensierendes Kühlmittel verwen dende Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß
der Kühlmittelbehälter (3) Dampfdurchgänge (8), in wel che das durch die Wärme von den heißen Objekten (2) verdampfte Kühlmittel fließt, einen Flüssigkeitsdurch gang (9), in welchen das in dem Kühler (5) kondensierte Kühlmittel fließt, und einen Verbindungsdurchgang (11) aufweist, der die Dampfdurchgänge (8) und den Flüssig keitsdurchgang (9) verbindet, und
der Koppler (4) einen Abschnitt (13), der mit den Dampfdurchgängen (8) und dem Kühler (5) in Verbindung steht, einen anderen Abschnitt (14), der mit dem Flüs sigkeitsdurchgang (9) und dem Kühler (5) in Verbindung steht, eine Teilerplatte (16), die die zwei Verbin dungsabschnitte (13, 14) teilt, und innere Rippen (21) beinhaltet, die in einen Raum zwischen dem ersteren Verbindungsabschnitt (13) und der Teilerplatte (16) eingefügt sind.

8. Ein siedendes und kondensierendes Kühlmittel verwen dende Kühlvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die inneren Rippen (21) in einer Richtung eingefügt sind, die zuläßt, daß das Kühlmittel zwischen der Teilerplatte (16) und dem ersteren Verbindungsab schnitt (13) fließt.

9. Ein siedendes und kondensierendes Kühlmittel verwen dende Kühlvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die inneren Rippen (21), die in den Kopp ler (4) eingefügt sind, in Gruppen mit einem sich da zwischen befindenden Raum geteilt sind.

10. Ein siedendes und kondensierendes Kühlmittel verwen dende Kühlvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß Schlitze (21a) derart auf den inneren Rippen (21) ausgebildet sind, daß das verdampfte Kühl mittel durch die Schlitze (21a) gehen kann.

11. Ein siedendes und kondensierendes Kühlmittel verwen dende Kühlvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß der Kühler (5) auf beiden Seiten des Kopplers (4) mit einem Winkel bezüglich einer Horizon tallinie angebracht ist, so daß das kondensierte Kühl mittel durch den Kühler (5) zu der Seite des Flüssig keitsdurchgangs (9) hin nach unten fließt.

12. Ein siedendes und kondensierendes Kühlmittel verwen dende Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß eine Einrichtung zum Verbinden der zwei Kopplerplatten (12) vorgesehen ist.

13. Ein siedendes und kondensierendes Kühlmittel verwen dende Kühlvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn zeichnet, daß die Verbindungseinrichtung Löcher (122), die auf den Kopplerplatten (12) ausgebildet sind, und eine Befestigungseinrichtung (123) beinhaltet, die in die Löcher (122) eingefügt ist.

14. Ein siedendes und kondensierendes Kühlmittel verwen dende Kühlvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn zeichnet, daß die Verbindungseinrichtung Verstemmungs abschnitte (125) beinhaltet, die auf den Kopplerplatten (12) ausgebildet sind.

15. Ein siedendes und kondensierendes Kühlmittel verwen dende Kühlvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn zeichnet, daß die Verbindungseinrichtung einen Ring (126) beinhaltet, der die Kopplerplatten (12) umgibt.

16. Ein siedendes und kondensierendes Kühlmittel verwen dende Kühlvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn zeichnet, daß die Verbindungseinrichtung Klemmen (127) zum Verbinden der Kopplerplatten (12) beinhaltet.

17. Ein siedendes und kondensierendes Kühlmittel verwen dende Kühlvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn zeichnet, daß die Verbindungseinrichtung Flansche (128) beinhaltet, die durch Krümmen eines Endabschnitts der Kopplerplatte (12) nach außen auf den Kopplerplatten (12) hergestellt sind.