專利名稱：防爆外殼內(nèi)電子器件散熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電子器件，尤其是大功率電子器件置于防爆外殼內(nèi)的散熱裝置。
現(xiàn)有的電子器件，尤其是大功率電子器件的散熱裝置是將一個(gè)可控硅元件與一個(gè)或一付散熱器直接接觸。電子器件的無功損耗的等值熱量要以不穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱方式將熱量傳給散熱器，散熱器再將該熱量以自然對(duì)流或強(qiáng)制對(duì)流方式向周圍環(huán)境散發(fā)。由于散熱器與電子器件直接接觸，致使散熱器整體上均帶電，這對(duì)于在易燃易爆環(huán)境下工作的電子器件散熱器，是非常危險(xiǎn)的。為此必須增加防爆外殼。加有防爆外殼的電子器件，不但要求其工作溫度低于某一允許溫度，而且要求散熱器本身不帶電，以免產(chǎn)生電火花，引起爆炸。由于這一原因，現(xiàn)有的電子器件散熱器已不能適用于防爆外殼內(nèi)部電子器件的散熱。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種可用于防爆外殼內(nèi)部電子器件、尤其是大功率電子器件散熱裝置，以滿足有效降低防爆外殼內(nèi)部溫度至某一允許溫度以下，而且散熱裝置本身不帶電的要求。
為此，本實(shí)用新型的解決方案為采用吸熱段與放熱段間具有一定距離的熱管，將非金屬電絕緣導(dǎo)熱材料與金屬材料燒結(jié)為一體，制成分別與電子器件和熱管相接觸的不帶電連接件；電子器件產(chǎn)生的熱量以導(dǎo)熱方式傳給連接件，連接件又將熱量傳給熱管，由熱管內(nèi)介質(zhì)以相變傳熱方式將該部份熱量從防爆外殼內(nèi)傳出再傳給周圍環(huán)境，從而達(dá)到降低防爆外殼內(nèi)溫度和熱管不帶電的目的。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明

圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1中A－A剖面示意圖。
圖3是圖1中B－B剖面示意圖。
由圖1可見，本實(shí)用新型主要由位于防爆外殼(1)內(nèi)的電子器件(2)、分別與電子器件(2)和非金屬電絕緣導(dǎo)熱材料片(4)相接觸的引線(3)；與多個(gè)非金屬電絕緣導(dǎo)熱材料片(4)燒結(jié)成一體的金屬材料塊(5)，鑲于防爆外殼(1)一側(cè)面的防爆金屬套(6)以及蒸發(fā)段穿過防爆金屬套(6)并旋入金屬材料塊(5)中的熱管(7)組成，熱管(7)的蒸發(fā)段與金屬材料塊(5)相接觸，絕熱段穿過金屬套(6)而冷凝段由多副肋片組成并置于環(huán)境中。
當(dāng)電子器件工作時(shí)，將產(chǎn)生大量無功 損耗的熱量，這些熱量經(jīng)過引線(3)、非金屬電絕緣導(dǎo)熱材料片(4)、金屬材料塊(5)組成的連接件以導(dǎo)熱方式傳給熱管(7)的蒸發(fā)段；熱管中介質(zhì)吸熱蒸發(fā)，經(jīng)過絕熱段后在防爆外殼(1)外冷凝段冷卻為液體，并通過肋片向外界散熱。為滿足防爆要求，鑲在防爆外殼上的金屬套(6)和熱管(7)絕熱段按防爆規(guī)程要求組成防爆結(jié)合面。整個(gè)散熱裝置用支架(9)固定在防爆外殼(1)內(nèi)表面上，以便工作時(shí)穩(wěn)定；另外，熱管(7)和金屬材料塊(5)均有螺紋，熱管(7)可穿過金屬套(6)旋入、旋出金屬材料塊(5)。
圖2、圖3示出了熱管(7)在水平位置工作時(shí)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)形式以及電子器件(2)、引線(3)、非金屬電絕緣導(dǎo)熱材料片(4)、金屬材料塊(5)以及熱管(7)蒸發(fā)段之間接觸情況。
對(duì)于水平工作的熱管(7)，其內(nèi)部要帶一層毛細(xì)芯(10)；而垂直工作的熱管(7)，則可制成不帶毛細(xì)芯的重力熱管。
為使電子器件的安裝和更換方便，防爆外殼(1)的頂蓋制成可開啟的。
本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例為在一個(gè)長×寬×高為280×110×48mm的金屬銅塊(5)側(cè)面周壁上，等距離對(duì)稱地?zé)Y(jié)上6塊長×寬×厚為81×81×1mm的氧化鈹(BeO)非金屬電絕緣導(dǎo)熱材料片(4)，并由長×寬×厚為60×60×12mm的引線(3)將電子器件的無功損耗熱量傳給BeO非金屬電絕緣導(dǎo)熱片(4)，金屬銅塊(5)內(nèi)表面與熱管(7)蒸發(fā)段尺寸均為M39×2，長300mm；冷凝段長300mm，并有30個(gè)120×120mm肋片。熱管(7)中介質(zhì)為——丙酮。在環(huán)境溫度為31℃，電子器件工作電流為220A，連續(xù)通電工作80分鐘時(shí)，引線(3)溫度為80℃，熱管(7)冷凝段溫度為54℃，而防爆外殼內(nèi)溫度為40℃。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于熱源和冷源相距較遠(yuǎn)，便于將大功率電子器件(2)無功損耗熱量傳至防爆外殼(1)外部；作為散熱器的熱管(7)本身不帶電；并且熱阻小傳熱能力大、結(jié)構(gòu)緊湊，可同時(shí)對(duì)單個(gè)或多個(gè)大功率電子器件進(jìn)行散熱，是一種較新穎合理的散熱裝置。
權(quán)利要求1.一種新型防爆外殼內(nèi)電子器件散熱裝置，它主要由防爆外殼(1)、置于防爆外殼(1)內(nèi)的多個(gè)大功率電子器件(2)；分別與電子器件(2)和非金屬電絕緣材料片(4)相接觸的引線(3)；由非金屬電絕緣導(dǎo)熱材料片(4)和金屬材料塊(5)組成電子器件(2)與熱管(7)的連接件；鑲于防爆外殼(1)側(cè)面的金屬套(6)以及穿過金屬套(6)并旋入金屬材料塊(5)的熱管(7)組成，其特征在于電子器件(2)與熱管(7)的不帶電的連接件是由非金屬電絕緣導(dǎo)熱材料片(4)燒結(jié)于金屬材料塊(5)的側(cè)面周壁制成。
2.權(quán)利要求1所述防爆外殼內(nèi)電子器件散熱裝置，其特征在于電子器件(2)與熱管(7)的不帶電連接件可由單個(gè)或多個(gè)非金屬電絕緣導(dǎo)熱材料片(4)等距離對(duì)稱地?zé)Y(jié)于金屬材料塊(5)側(cè)面周壁上制成。
3.權(quán)利要求1、2所述的防爆外殼內(nèi)電子器件散熱裝置，其特征在于非金屬電絕緣導(dǎo)熱材料片(4)是采用氧化鈹(BeO)材料或其它非金屬導(dǎo)熱材料制成。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種防爆外殼內(nèi)電子器件散熱裝置。其特征在于在防爆外殼(1)內(nèi)采用熱管(7)作為散熱器；并將非金屬電絕緣導(dǎo)熱材料片(4)與金屬材料塊(5)燒結(jié)為一體制成分別與電子器件(2)和熱管(7)相接觸的不帶電連接件，以使熱管(7)由防爆外殼(1)內(nèi)將電子器件(2)產(chǎn)生的熱量向外界傳遞熱量的同時(shí)，本身不帶電。以達(dá)到降低防爆外殼(1)內(nèi)溫度和杜絕散熱器帶電產(chǎn)生電火花引起爆炸的危險(xiǎn)。
文檔編號(hào)H05K7/20GK2065806SQ8922207
公開日1990年11月14日 申請(qǐng)日期1989年12月21日 優(yōu)先權(quán)日1989年12月21日
發(fā)明者李傳統(tǒng), 丁國璽, 張洪鑫 申請(qǐng)人:中國礦業(yè)大學(xué)