專利名稱：帶有具有熱虹吸冷卻器組件的模塊的機(jī)柜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從機(jī)柜中的電氣和電子構(gòu)件中移除熱。具體而言，本發(fā)明涉及具有機(jī)柜的電氣和/或電子系統(tǒng)，機(jī)柜包括各自具有熱虹吸冷卻器的至少兩個(gè)模塊。
背景技術(shù)：
在運(yùn)行中必須冷卻電氣和電子裝置或系統(tǒng)，以便避免裝置(具體而言，具有機(jī)柜的電氣和/或電子系統(tǒng)中的電氣和電子裝置)的極端溫度和隨之引起的失效。電氣和電子應(yīng)用的特征不僅在于裝置有高的發(fā)熱速率，而且還在于高的功率密度，即，熱通量。通過(guò)使用大量同樣的單元，可用模塊化的方式建立待插入機(jī)柜中的中壓功率電子轉(zhuǎn)換器，以有利于有柔性和經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)、對(duì)顧客而言專有的構(gòu)造和維護(hù)。功率轉(zhuǎn)換器的一種拓?fù)淇捎纱罅肯嗤幕?cell)組成，其中，各個(gè)基元在功能上由兩個(gè)開(kāi)關(guān)和一個(gè)電容器組成。開(kāi)關(guān)可為具有反并聯(lián)二級(jí)管的IGBT?？色@得呈IGBT模塊的形式的兩種開(kāi)關(guān)。可平聯(lián)地放置若干個(gè)IGBT模塊，以提高電流定額。用于冷卻機(jī)柜中的電氣或電子裝置的空氣冷卻系統(tǒng)可包括從底板延伸的成陣列的翅片，并且可能需要用于強(qiáng)制對(duì)流的至少一個(gè)風(fēng)扇，以便通過(guò)將熱卸放到遠(yuǎn)離電氣或電子裝置的位置來(lái)減小電氣或電子裝置的熱負(fù)荷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)可看作允許從電氣和/或電子構(gòu)件中進(jìn)行改進(jìn)的、高效的熱移除。此目標(biāo)由根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的具有機(jī)柜的電氣和/或電子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，機(jī)柜包括至少兩個(gè)模塊，該至少兩個(gè)模塊各自具有熱虹吸冷卻器。根據(jù)從屬權(quán)利要求，另外的實(shí)施例是明顯的。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供一種具有機(jī)柜的電氣和/或電子系統(tǒng)。機(jī)柜的機(jī)柜殼體包括用于接收冷卻空氣流的第一孔口，并且包括用于此后在機(jī)柜的運(yùn)行狀態(tài)中釋放冷卻空氣的第二孔口。機(jī)柜進(jìn)一步包括至少兩個(gè)模塊，各個(gè)模塊包括具有入口和出口的引導(dǎo)結(jié)構(gòu)。至少兩個(gè)模塊布置在機(jī)柜殼體中，使得流過(guò)所述機(jī)柜殼體的第一孔口的冷卻空氣的主要部分被分成冷卻空氣的分流，引導(dǎo)結(jié)構(gòu)能夠相應(yīng)地使分流中的至少一些經(jīng)由入口流到各個(gè)模塊中，通過(guò)它們的專用模塊到達(dá)專用模塊的出口，使得在機(jī)柜的運(yùn)行狀態(tài)中，冷卻空氣的分流中的至少兩個(gè)彼此并行地連接，以及此后通過(guò)機(jī)柜殼體的第二孔口共同離開(kāi)機(jī)柜。所述至少兩個(gè)模塊中的至少兩個(gè)各自包括熱虹吸冷卻器，熱虹吸冷卻器包括用于接收各個(gè)模塊的至少一個(gè)電氣和/或電子構(gòu)件在各個(gè)模塊的運(yùn)行狀態(tài)中產(chǎn)生的第一熱負(fù)荷的蒸發(fā)器，并且該熱虹吸冷卻器包括用于在機(jī)柜的運(yùn)行狀態(tài)中將所述第一熱負(fù)荷的大部分傳遞給所述冷卻空氣的冷凝器。用語(yǔ)“大部分”可理解為大于50%的量。模塊可為功率模塊。模塊可為單元基元。機(jī)柜可為機(jī)架。熱虹吸冷卻器可為兩相冷卻器，其中，蒸發(fā)器和冷凝器形成環(huán)路型熱虹吸器，環(huán)路型熱虹吸器包括冷卻劑，在模塊的運(yùn)行狀態(tài)中，當(dāng)冷卻劑加熱到超過(guò)冷卻劑的蒸發(fā)點(diǎn)時(shí)，冷卻劑至少部分地在液體狀態(tài)和氣態(tài)狀態(tài)之間變相。冷凝器可具有多個(gè)第一管道，在模塊的運(yùn)行狀態(tài)中，該多個(gè)第一管道沿橫向于地球重力的工作方向延伸的方向延伸，并且在模塊的運(yùn)行狀態(tài)中，呈液體狀態(tài)的冷卻劑的重心可位于冷凝器的多個(gè)第一管道下方。換句話說(shuō)，提供一種具有機(jī)柜的電氣和/或電子系統(tǒng)，其中，冷卻空氣通過(guò)機(jī)柜前側(cè)被吸入，通過(guò)第一孔口以及通過(guò)模塊門或各個(gè)模塊的入口，它們可在保護(hù)性入口格柵附近包含過(guò)濾器，其中，冷卻空氣然后被吸過(guò)各個(gè)模塊且被吸出模塊出口，以及然后向上，朝向機(jī)柜頂側(cè)，風(fēng)扇可位于機(jī)柜頂側(cè)。這種空氣流布置會(huì)產(chǎn)生非常短的空氣流徑，而且節(jié)約空間。因而，可充分地冷卻各個(gè)模塊的電氣和/或電子構(gòu)件(諸如IGBT模塊和電容器)，以限制構(gòu)件溫度，以及達(dá)到所需壽命。上面提到的具有機(jī)柜的電氣和/或電子系統(tǒng)使得能夠以簡(jiǎn)單且經(jīng)濟(jì)的方式冷卻機(jī)柜中的模塊。模塊可包括IGBT和電容器，其中，IGBT可具有較大的損耗密度，從而需要高的冷卻功率。在模塊中使用熱虹吸冷卻器來(lái)冷卻IGBT使得能夠?qū)崿F(xiàn)高的冷卻功率，例如類似于水冷卻，其中，在沒(méi)有泵的情況下建立熱虹吸，并且因此它是廉價(jià)的，而且可能不需要維護(hù)。在熱虹吸冷卻器中，熱可從模塊的內(nèi)部的電氣和/或電子構(gòu)件(諸如IGBT和/或電容器(一個(gè)或多個(gè)))傳遞到蒸發(fā)器，然后被兩相流體從蒸發(fā)器傳輸?shù)嚼淠鳎⑶疫M(jìn)一步從冷凝器傳送到機(jī)柜的內(nèi)部的通道，以及在經(jīng)過(guò)機(jī)柜的第二孔口之后，從那里傳送到環(huán)境空氣。冷凝器必須位于蒸發(fā)器上方，使得浮力可驅(qū)動(dòng)熱虹吸內(nèi)的流。在模塊內(nèi)提供從模塊前側(cè)處的入口通過(guò)模塊到達(dá)模塊后側(cè)處的出口的冷卻空氣流。在機(jī)柜的運(yùn)行狀態(tài)中，冷卻空氣可流過(guò)模塊的頂部部分，其中，電容器布置在空氣流中的頂部部分處，熱虹吸的冷凝器也是如此，并且電氣和/或電子構(gòu)件(一個(gè)或多個(gè))(諸如IGBT)與蒸發(fā)器一起布置在模塊的底部部分處，蒸發(fā)器冷卻在冷卻空氣流的外部的構(gòu)件(一個(gè)或多個(gè))。因而冷卻空氣流可不被蒸發(fā)器打擾，并且可高效地冷卻電容器和冷凝器。由于模塊的底部部分的大部分都是空的，所以可限制或降低模塊緊湊性和機(jī)柜緊湊性?？赏ㄟ^(guò)使用總的模塊高度來(lái)容納電容器而改進(jìn)模塊緊湊性和機(jī)柜緊湊性，從而使得與僅在模塊的頂部部分中的電容器的布置相比，模塊能夠不那么寬或不那么深，并且從而減小模塊體積，以及提高相同數(shù)量的電容器的緊湊性。根據(jù)本發(fā)明的一方面，至少兩個(gè)模塊的投影布置在由機(jī)柜的豎向方向和水平方向限定的平面上的后部面上，豎向方向橫向于水平方向。投影要理解為至少兩個(gè)模塊在由機(jī)柜的豎向方向和水平方向限定的投影平面上的圖案。因此，至少兩個(gè)模塊可沿水平方向的方向相對(duì)于彼此移位，而不偏離本發(fā)明的要點(diǎn)。在機(jī)柜的運(yùn)行狀態(tài)中，冷卻空氣沿橫向于所述平面的方向流動(dòng)。如果期望在具有至少兩個(gè)模塊的機(jī)柜的內(nèi)部有緊湊和高效的冷卻，則可通過(guò)提供這種電氣和/或系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)，其中，該至少兩個(gè)模塊布置在一平面上，并且冷卻空氣橫向于該平面或朝向該平面流動(dòng)，使得冷卻空氣的主要部分(例如大于50%)可傳送通過(guò)模塊，從各個(gè)模塊的前部通過(guò)模塊，并且經(jīng)由出口到達(dá)模塊的后部，并且在空氣對(duì)流的作用下到達(dá)機(jī)柜的第二孔口以及到達(dá)周圍環(huán)境。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，至少兩個(gè)模塊沿著機(jī)柜的豎向方向布置成一個(gè)在另一個(gè)頂上，并且在機(jī)柜的運(yùn)行狀態(tài)中，冷卻空氣沿橫向于機(jī)柜的豎向方向的方向流動(dòng)。如果期望實(shí)現(xiàn)具有可高效地冷卻的機(jī)柜的緊湊式電氣和/或電子系統(tǒng)，則可通過(guò)以下方式來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，即，在機(jī)柜的內(nèi)部沿著豎向方向?qū)⒅辽賰蓚€(gè)模塊布置成一個(gè)在另一個(gè)頂上，以及使得流過(guò)機(jī)柜的第一孔口的冷卻空氣沿橫向于豎向方向的方向朝著模塊流動(dòng)，使得冷卻空氣的主要部分流過(guò)各個(gè)模塊。因而，模塊可以節(jié)約空間的方式布置在機(jī)柜殼體的內(nèi)部，同時(shí)允許流過(guò)第一孔口的冷卻空氣的主要部分流過(guò)各個(gè)模塊。如有需要，可一個(gè)在另一個(gè)頂上地添加額外的模塊，以提高機(jī)柜的性能，同時(shí)為各個(gè)模塊提供高效冷卻。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，至少兩個(gè)模塊沿著機(jī)柜的水平方向彼此并排地布置，其中，豎向方向橫向于水平方向。在機(jī)柜的運(yùn)行狀態(tài)中，冷卻空氣沿橫向于機(jī)柜的水平方向的方向流動(dòng)。通過(guò)在機(jī)柜的內(nèi)部對(duì)模塊提供這種布置，可實(shí)現(xiàn)下者:流過(guò)機(jī)柜的入口的冷卻空氣可高效地冷卻各個(gè)模塊，并且同時(shí)在機(jī)柜的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)模塊的緊湊布置。如果期望機(jī)柜的內(nèi)部具有柔性的模塊布置，同時(shí)提供經(jīng)濟(jì)的冷卻，則至少兩個(gè)模塊可沿著機(jī)柜的橫向方向彼此并排地布置，其中，橫向方向橫向于豎向方向和水平方向，其中，在機(jī)柜的運(yùn)行狀態(tài)中，冷卻空氣沿橫向于機(jī)柜的橫向方向的方向流動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，至少兩個(gè)模塊以具有至少一個(gè)模塊排和至少一個(gè)模塊列的矩陣形式布置在機(jī)柜殼體中。通過(guò)在機(jī)柜殼體的內(nèi)部對(duì)至少兩個(gè)模塊提供這種布置，提供一種具有多個(gè)模塊的柔性電氣和電子系統(tǒng)，其中，能夠從機(jī)柜中容易地更換各個(gè)模塊，而且通過(guò)以最佳方式使用機(jī)柜的內(nèi)部的空間，同時(shí)對(duì)各個(gè)模塊(包括電氣和/或電子構(gòu)件)提供高效且經(jīng)濟(jì)的冷卻。因而，可對(duì)機(jī)柜提供柔性且經(jīng)濟(jì)的對(duì)顧客而言專有的構(gòu)造和維護(hù)。如果期望進(jìn)一步優(yōu)化對(duì)機(jī)柜的內(nèi)部的空間的使用，以及在機(jī)柜的內(nèi)部堆迭盡可能多的模塊，則矩陣可為具有沿機(jī)柜的水平方向延伸的至少一個(gè)模塊排和沿機(jī)柜的豎向方向延伸的至少一個(gè)模塊列的長(zhǎng)方形矩陣，豎向方向橫向于水平方向。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，機(jī)柜進(jìn)一步包括至少一個(gè)模塊塊，模塊塊包括至少兩個(gè)模塊中的至少一個(gè)模塊(在實(shí)施例中，為至少兩個(gè)模塊)，以及模塊塊封罩。至少兩個(gè)模塊能夠通過(guò)在模塊塊的外側(cè)或者在模塊塊的內(nèi)側(cè)或內(nèi)側(cè)中的至少一側(cè)的連接器而電連接，使得模塊塊連接器的總數(shù)可保持恒定，而不依賴于模塊塊的內(nèi)部的模塊的數(shù)量。模塊塊封罩包括用于接收冷卻空氣流的第一端口，模塊塊封罩用于將冷卻空氣引導(dǎo)到各個(gè)模塊的入口，以及其中，模塊塊封罩包括用于此后在機(jī)柜的運(yùn)行狀態(tài)中釋放冷卻空氣的第二端口。模塊塊可為轉(zhuǎn)換器模塊。換句話說(shuō)，至少兩個(gè)模塊可堆迭在模塊塊中，模塊塊包括用以放入冷卻空氣的第一端口，以及用以在機(jī)柜的運(yùn)行狀態(tài)中在冷卻空氣已經(jīng)傳送通過(guò)各個(gè)模塊的入口、通過(guò)模塊且到達(dá)各個(gè)模塊的出口之后放出冷卻空氣的第二端口。通過(guò)提供這種模塊塊，可實(shí)現(xiàn)下者:通過(guò)在模塊塊中結(jié)合至少兩個(gè)模塊，布置在機(jī)柜中的期望數(shù)量的模塊可較快速插入機(jī)柜的內(nèi)部，同時(shí)提供必要的高效冷卻。而且如果在機(jī)柜殼體中需要單數(shù)個(gè)模塊的話，模塊塊也可包括僅一個(gè)模塊，這也可使得能夠在機(jī)柜殼體中獨(dú)有地提供模塊塊。因?yàn)槟K塊也可包含僅單個(gè)模塊，所以可實(shí)現(xiàn)下者:例如，在其中機(jī)柜(其將需要具有僅一個(gè)模塊的額外的模塊塊)內(nèi)的電氣和/或電子系統(tǒng)需要某個(gè)特定數(shù)量的模塊的情況下，可提供獨(dú)有地包括模塊塊的機(jī)柜殼體。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，至少一個(gè)模塊塊以及至少兩個(gè)模塊可以類似抽屜的方式插入和伸出機(jī)柜。出于那個(gè)目的，至少兩個(gè)模塊各自具有第一引導(dǎo)器件，并且機(jī)柜具有第二引導(dǎo)器件。第一引導(dǎo)器件和第二引導(dǎo)器件形成為使得至少一個(gè)模塊塊和至少兩個(gè)模塊可像機(jī)架一樣拉進(jìn)機(jī)柜中，以及拉出機(jī)柜。如果期望實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、柔性且高效地從機(jī)柜中更換多個(gè)模塊，例如以便維護(hù)模塊或模塊塊(一個(gè)或多個(gè))，此目標(biāo)可由這種電氣和/或電子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，其中，至少一個(gè)模塊塊可以類似抽屜的方式插入和伸出機(jī)柜。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，至少一個(gè)模塊塊以具有至少一個(gè)模塊塊排和至少一個(gè)模塊塊列的矩陣形式布置在機(jī)柜殼體中。通過(guò)在機(jī)柜殼體的內(nèi)部對(duì)模塊塊提供這種布置，可實(shí)現(xiàn)模塊塊在機(jī)柜殼體內(nèi)部的緊湊堆迭，同時(shí)提供高效且經(jīng)濟(jì)的冷卻。如果期望在機(jī)柜殼體的內(nèi)部對(duì)模塊塊提供柔性、緊湊和模塊化的布置，則矩陣可為具有沿機(jī)柜的水平方向延伸的至少一個(gè)模塊塊排和沿機(jī)柜的豎向方向延伸的至少一個(gè)模塊塊列的長(zhǎng)方形矩陣，豎向方向橫向于水平方向。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，模塊塊包括布置在下者中的至少一個(gè)處的至少一個(gè)第二風(fēng)扇:第一端口和至少兩個(gè)模塊中的至少一個(gè)的入口，以及第二端口和至少兩個(gè)模塊中的至少一個(gè)的出口。換句話說(shuō)，第二風(fēng)扇可布置在第一端口、至少兩個(gè)模塊中的至少一個(gè)的入口，第二端口或至少兩個(gè)模塊中的至少一個(gè)的出口處，或者可布置在第一端口和入口處，或者可布置在第二端口和出口處，或者可布置在第一端口和出口處，或者可布置在第二端口和入口處，或者可布置在第一端口和第二端口處，或者可布置在入口和出口處。如果期望通過(guò)例如提高冷卻空氣流過(guò)各個(gè)模塊的量和速度對(duì)具有機(jī)柜的電氣和/或電子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高效冷卻，則可通過(guò)提供這種第二風(fēng)扇來(lái)實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，至少兩個(gè)模塊中的至少一個(gè)包括布置在入口和出口中的至少一個(gè)處的至少一個(gè)第一風(fēng)扇。通過(guò)提供這種第一風(fēng)扇，可改進(jìn)空氣流對(duì)機(jī)柜的冷卻效率，因?yàn)榕c具有不帶風(fēng)扇的機(jī)柜的電氣和/或電子系統(tǒng)相比，單位時(shí)間內(nèi)有更多空氣或冷卻空氣可傳送通過(guò)各個(gè)模塊或模塊塊，模塊塊包括機(jī)柜的內(nèi)部的至少一個(gè)模塊。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，機(jī)柜進(jìn)一步包括布置在第一孔口和第二孔口中的至少一個(gè)處的至少一個(gè)第三風(fēng)扇。通過(guò)在第一孔口和第二孔口處提供這種第三風(fēng)扇，可實(shí)現(xiàn)下者:可通過(guò)使單位時(shí)間內(nèi)有較高量的冷卻空氣分別流過(guò)機(jī)柜、模塊塊和模塊來(lái)加強(qiáng)冷卻空氣對(duì)機(jī)柜的冷卻。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，蒸發(fā)器圍繞傾斜軸線相對(duì)于冷凝器傾斜大約一傾斜角度。至少一個(gè)電氣和/或電子構(gòu)件能夠熱連接到蒸發(fā)器的平面式第二面上，使得至少一個(gè)電氣和/或電子構(gòu)件位于入口和出口之間。通過(guò)這么做，使至少一個(gè)電氣和/或電子另外被冷卻空氣流冷卻變得可行。另外，蒸發(fā)器包括在蒸發(fā)器的第二面下方且與第二面并排地延伸的多個(gè)第一管道。在蒸發(fā)器的優(yōu)選實(shí)施例中，蒸發(fā)器的第一管道在尺寸上設(shè)置成使得冷卻劑能夠通過(guò)對(duì)流沸騰而蒸發(fā)，從而促進(jìn)熱虹吸熱交換器的良好的整體熱效率。
冷凝器布置在入口和出口之間，使得在機(jī)柜的運(yùn)行狀態(tài)中，所述冷卻空氣的主要部分沿橫向于冷凝器的平面形第一面的流向流過(guò)冷凝器，以將第一熱負(fù)荷的大部分傳遞給冷卻空氣。為了允許冷卻空氣流的主要部分流過(guò)冷凝器，冷凝器的特征在于例如在結(jié)構(gòu)元件之間具有開(kāi)口的格柵狀結(jié)構(gòu)。開(kāi)口形成用于冷卻空氣流的接觸表面，而格柵型冷凝器的內(nèi)表面則形成用于熱虹吸器內(nèi)的相變冷卻劑的接觸表面。如果期望實(shí)現(xiàn)冷卻空氣對(duì)機(jī)柜的改進(jìn)和較高效的冷卻，則這一點(diǎn)可由具有機(jī)柜的這種電氣和/或電子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，機(jī)柜包括各自具有熱虹吸冷卻器的至少兩個(gè)模塊，其中，蒸發(fā)器相對(duì)于冷凝器傾斜，而在模塊的內(nèi)部的冷凝器的少量空氣流橫截面被蒸發(fā)器擋住，因?yàn)檎舭l(fā)器或者圍繞模塊的水平方向或者圍繞模塊的豎向方向相對(duì)于冷凝器傾斜。蒸發(fā)器可圍繞傾斜軸線(即，傾斜的軸線)相對(duì)于冷凝器傾斜90°角度，例如，從而使空氣流最高效地通過(guò)冷凝器，其中，在機(jī)柜的運(yùn)行狀態(tài)中，蒸發(fā)器擋住冷凝器的盡可能小的空氣流橫截面。傾斜角度可大于30°且小于150°，從而對(duì)各個(gè)模塊的內(nèi)部的電氣和/或電子構(gòu)件(一個(gè)或多個(gè))提供優(yōu)化且高效的冷卻和熱移除。冷凝器通過(guò)冷凝器的多個(gè)第二管道流體地連接到蒸發(fā)器上，多個(gè)第二管道流體地連接到蒸發(fā)器的多個(gè)第一管道上，使得在熱虹吸冷卻器的運(yùn)行狀態(tài)中，熱虹吸冷卻器的冷卻劑的運(yùn)動(dòng)由重力提供。蒸發(fā)器可布置成相對(duì)于冷凝器偏移。不應(yīng)在冷凝器相對(duì)于蒸發(fā)器沿軸向移位的意義上狹窄地理解用語(yǔ)“偏移”，其中，冷凝器和蒸發(fā)器都具有相同的定向，即，冷凝器的第一面和蒸發(fā)器的第二面指向同一方向。在本發(fā)明的公開(kāi)的語(yǔ)境中，用語(yǔ)“偏移”應(yīng)當(dāng)也包括這樣的熱虹吸冷卻器，即，其中冷凝器的第一面相對(duì)于蒸發(fā)器的第二面沿另一個(gè)方向定向成使得第一面和第二面的垂線橫向于彼此。通過(guò)將蒸發(fā)器布置成相對(duì)于冷凝器傾斜，可避免或至少減少在這樣的模塊中出現(xiàn)冷卻空氣在冷凝器上有高空氣速度和高壓降，即，在該模塊中，蒸發(fā)器在模塊的底部部分中布置成相對(duì)于布置在模塊的頂部部分處的冷凝器不傾斜，以及其中，冷卻空氣在模塊和機(jī)柜的運(yùn)行狀態(tài)中，通過(guò)模塊的入口而流過(guò)頂部和底部部分，以冷卻在頂部部分和底部部分處的電容器，并且通過(guò)頂部部分處的冷凝器離開(kāi)?？杀苊庠诶淠骱竺鏇](méi)有擴(kuò)散器(這將進(jìn)一步提高壓降)的情況下，可能在冷凝器之后的自由射流中損失動(dòng)態(tài)壓力P V2/2。通過(guò)對(duì)熱虹吸冷卻器提供相對(duì)于各個(gè)模塊中的冷凝器傾斜的蒸發(fā)器，與公共熱沉相比，在沒(méi)有模塊和機(jī)柜的低緊湊性或在冷凝器處的冷卻空氣流的高壓降的缺點(diǎn)的情況下，可利用模塊在機(jī)柜中的模塊化布置、借助于各個(gè)模塊中的熱虹吸冷卻器進(jìn)行的機(jī)柜空氣流管理和兩相冷卻的優(yōu)點(diǎn)。如果期望從模塊的內(nèi)部的電氣或電子構(gòu)件中簡(jiǎn)單且高效地交換或傳遞熱負(fù)荷，則可通過(guò)提供具有平面形第二面的蒸發(fā)器實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)，該平面形第二面沿模塊的橫向方向延伸，橫向方向橫向于模塊的豎向方向和水平方向，并且從而接收電氣或電子構(gòu)件傳遞給冷凝器的大部分熱負(fù)荷。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，至少兩個(gè)模塊中的至少一個(gè)包括電連接到至少一個(gè)電氣和/或電子構(gòu)件上的至少一個(gè)電容器，其中，在機(jī)柜的運(yùn)行狀態(tài)中，能夠由至少一個(gè)電容器或由至少一個(gè)電容器在至少一個(gè)電容器的運(yùn)行狀態(tài)中產(chǎn)生的第二熱負(fù)荷的大部分能夠被冷卻空氣經(jīng)由出口移除。通過(guò)提供具有機(jī)柜的這種電氣和/或電子系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)下者:由電氣和/或電子構(gòu)件(諸如IGBT)產(chǎn)生的第一熱負(fù)荷和能夠由各個(gè)模塊的內(nèi)部的至少一個(gè)電容器產(chǎn)生的第二熱負(fù)荷能夠被冷卻空氣移除，該冷卻空氣流過(guò)入口，通過(guò)各個(gè)模塊，被引導(dǎo)結(jié)構(gòu)引導(dǎo)，以及到達(dá)各個(gè)模塊的出口，從而經(jīng)過(guò)模塊的內(nèi)部的電容器和冷凝器。電容器可由若干個(gè)物理電容器制成。大體上，串聯(lián)地布置η個(gè)(物理)電容器，以達(dá)到所需電壓，并且并聯(lián)地布置m個(gè)電容器，以達(dá)到所需容量。作為許多構(gòu)件，模塊在物理上可包括一個(gè)或若干個(gè)IGBT模塊和η X m個(gè)電容器組成的電容器組。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，至少一個(gè)電容器具有圓柱形電容器本體，電容器本體具有底部面和頂部面，所述圓柱形電容器本體沿至少兩個(gè)模塊中的各個(gè)的豎向方向或者沿水平方向從底部面延伸到頂部面，豎向方向橫向于豎向方向。電容器本體可為伸長(zhǎng)的電容器本體，并且不必是圓柱形本體。沿豎向方向延伸或定向的多層若干電容器或沿水平方向延伸或定向的多層若干電容器可布置在各個(gè)模塊中。如果期望在電容器的運(yùn)行狀態(tài)中經(jīng)濟(jì)且高效地移除由電容器產(chǎn)生的第二熱負(fù)荷，則可通過(guò)這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)，即，提供具有圓柱形電容器本體或伸長(zhǎng)的電容器本體的電容器，其布置成使得冷卻空氣流橫向于沿豎向方向或水平方向延伸的圓柱形電容器本體而流動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，至少一個(gè)電容器布置在入口以及冷凝器的平面形第一面和蒸發(fā)器的平面形第二面中的至少一個(gè)之間。換句話說(shuō)，冷卻電氣和/或電子構(gòu)件(諸如IGBT模塊)的熱虹吸可位于電容器下游，這意味著冷卻空氣在冷卻電容器時(shí)比在冷卻IGBT時(shí)更冷。這種布置可為有利的，因?yàn)楸仨毐３蛛娙萜魈貏e冷，以達(dá)到例如30年的長(zhǎng)壽命，尤其是如果它們是電解類型的話。電解電容器可為優(yōu)選的，因?yàn)樗鼈兊某杀镜颓夜β拭芏雀?。此外，典型地，大部分損耗由IGBT導(dǎo)致，而僅小部分損耗是由電容器導(dǎo)致的。這意味著進(jìn)入冷凝器的冷卻空氣僅略微被電容器預(yù)熱。如果電容器在冷凝器下游，則冷卻空氣在到達(dá)電容器處時(shí)會(huì)被強(qiáng)烈地預(yù)熱，從而導(dǎo)致壽命縮短。如果期望在各個(gè)模塊和機(jī)柜的運(yùn)行狀態(tài)中最高效地從由電容器產(chǎn)生的第二熱負(fù)荷以及由電氣和/或電子構(gòu)件(諸如IGBT)產(chǎn)生的第一熱負(fù)荷中移除熱，則可通過(guò)在入口和冷凝器或蒸發(fā)器之間布置電容器來(lái)實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，因?yàn)樵谀K的運(yùn)行狀態(tài)中，蒸發(fā)器的電氣構(gòu)件比電容器產(chǎn)生更大量的熱，使得首先經(jīng)過(guò)電容器的冷卻空氣僅吸收較少量熱，并且仍然可通過(guò)傳送通過(guò)模塊的內(nèi)部的熱虹吸冷卻器的冷凝器來(lái)移除電氣和/或電子構(gòu)件的較大量的熱。如果期望高效地冷卻電容器和電氣和/或電子構(gòu)件，則可提供一種電氣和/或電子系統(tǒng)，其中，至少一個(gè)電容器包括至少部分地布置在入口和冷凝器之間的第一電容器，并且包括至少部分地布置在冷凝器和出口之間的第二電容器。因此，冷卻空氣在冷卻入口和冷凝器之間的電容器時(shí)比在冷卻電氣和/或電子構(gòu)件時(shí)更冷，但在冷卻布置在出口和冷凝器之間的第二電容器時(shí)沒(méi)有冷卻電氣和/或構(gòu)件那么冷。如果期望對(duì)模塊的內(nèi)部的蒸發(fā)器處的另外的電氣和/或電子構(gòu)件提供緊湊且節(jié)省空間的布置，同時(shí)使得能夠有高效且經(jīng)濟(jì)的冷卻，則可通過(guò)將至少一個(gè)另外的電氣和/或電子構(gòu)件熱連接到與蒸發(fā)器的平面形第二面(至少一個(gè)電氣和/或電子構(gòu)件熱連接到其上)相對(duì)的蒸發(fā)器的平面形第三面上來(lái)實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)。上面提到的實(shí)施例和方面有利地在各個(gè)模塊的內(nèi)部提供重力驅(qū)動(dòng)式熱虹吸，其中，可能不需要脈動(dòng)熱虹吸?？商峁┩ㄟ^(guò)各個(gè)模塊的大的空氣流橫截面，使得在機(jī)柜的模塊的運(yùn)行狀態(tài)中僅引起小壓降?？稍试S高效地利用模塊中的空間，以及因此也在機(jī)柜中提供高緊湊性。根據(jù)上面提到的方面和實(shí)施例的、在機(jī)柜的內(nèi)部具有各種布置的模塊或模塊塊的電氣和/或電子系統(tǒng)可允許按比例縮放模塊的功率，而對(duì)形成因數(shù)的影響僅在高度方向(豎向方向)上且與用于可能添加的電容器的額外空間要求成比例。因而，可通過(guò)這樣的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)模塊的功率的按比例縮放，即，通過(guò)在模塊的現(xiàn)有空間內(nèi)在橫向方向上延長(zhǎng)蒸發(fā)器長(zhǎng)度，以容納額外的電氣和/或電子構(gòu)件(諸如IGBT模塊)，以及通過(guò)在豎向方向上延長(zhǎng)冷凝器，從而增加模塊的高度，以解決較高的冷卻需要。對(duì)額外的模塊電容器，使用了模塊的額外高度且其需要額外高度。模塊的深度(沿水平方向延伸)、寬度(沿橫向方向延伸)和基本設(shè)計(jì)可保持不變。上面提到的模塊在機(jī)柜的內(nèi)部的布置可能性適合于例如模塊化多級(jí)轉(zhuǎn)換器，其中，模塊是轉(zhuǎn)換器模塊。順便提一下，用語(yǔ)“電子構(gòu)件”在本公開(kāi)的語(yǔ)境中理解為功率電子構(gòu)件，其用于二極管、晶閘管，以及阻斷電壓大于500伏的其它半導(dǎo)體元件，使得在功率模塊中可用于例如驅(qū)動(dòng)器或轉(zhuǎn)換器，以對(duì)工廠或車輛供應(yīng)能量。在任何上面提到的實(shí)施例中，如果蒸發(fā)器具有若干個(gè)第一管道，則這是有利的。如果這些第一管道中的各個(gè)都具有同樣的外部橫截面，則與第一管道具有不同的外部橫截面的情況相比，這對(duì)于制造蒸發(fā)器更有利。如果第一管道的整個(gè)橫截面相同，則能夠?qū)崿F(xiàn)在復(fù)雜性上特別有利的蒸發(fā)器。如果所有第一管道都具有沿它們的管狀形狀各自所限定的縱向軸線的方向延伸的基本相同的長(zhǎng)度，則最經(jīng)濟(jì)地制造蒸發(fā)器是可行的，因?yàn)楣艿辣舜讼嗤?。為了確保熱從電氣和/或電子構(gòu)件最佳地傳遞給第一管道，有利的是如果蒸發(fā)器包括這樣的熱傳遞元件，即，該熱傳遞元件具有安裝表面，用于提供電氣和/或電子構(gòu)件能夠熱連接到其上的適當(dāng)?shù)钠矫媸桨惭b表面。熱傳遞元件機(jī)械連接和熱連接到多個(gè)第一管道上。在熱傳遞元件提供形成用于電氣和/或電子構(gòu)件的安裝表面的平面式第二面。在安裝表面的相對(duì)的側(cè)部，提供各自用于接收第一管道的多個(gè)凹槽。選擇凹槽的形狀，以使其匹配第一管道的外壁的形狀(當(dāng)在橫截面上看時(shí))，以便允許熱最佳地從電氣和/或電子構(gòu)件傳遞到第一管道。當(dāng)在橫向方向上看時(shí)，多個(gè)凹槽熱對(duì)傳遞元件賦予蜂巢狀橫截面，第一管道沿橫向方向延伸。熱傳遞元件優(yōu)選由高導(dǎo)熱性材料制成，包括鋁和/或銅。如果安裝表面上的安裝空間由于有太多電氣和/或電子構(gòu)件需要熱連接到蒸發(fā)器上而太狹窄，則可選擇將具有蜂巢狀橫截面的兩個(gè)熱傳遞元件相對(duì)于附連到彼此上，使得額外的熱傳遞元件提供額外的安裝表面，只要蒸發(fā)器可滿意地處理對(duì)冷凝器的熱傳遞即可。照這樣，能夠在整體尺寸方面實(shí)現(xiàn)特別緊湊的模塊(功率模塊)。使用這樣的熱傳遞元件的額外作用在于，它可在組裝第一管道時(shí)在例如通過(guò)一次性(one shot)釬焊將第一管道連接到在機(jī)械方面堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)上之前用作量規(guī)。順便提一下，可用完全自動(dòng)化的方式來(lái)完成熱交換器芯體的所有元件的一次性釬焊、堆迭和組裝。在任何上面提到的實(shí)施例中，如果冷凝器具有若干個(gè)第二管道，這也是有利的。如果這些第二管道中的各個(gè)都具有相同的外部橫截面，則與第二管道具有不同的外部橫截面的情況相比，這對(duì)于制造冷凝器更有利。如果第二管道的整體橫截面相同，則能夠?qū)崿F(xiàn)在復(fù)雜性上特別有利的冷凝器。如果所有第二管道都具有沿它們的管狀形狀各自所限定的縱向軸線的方向延伸的相同的長(zhǎng)度，則最經(jīng)濟(jì)地制造蒸發(fā)器是可行的，因?yàn)楣艿辣舜讼嗤?br> 采用至少非常相同的種類和類型的輪廓來(lái)制造第一管道和第二管道是進(jìn)一步有利的，因?yàn)檫@甚至更多地簡(jiǎn)化了制造工藝。輪廓優(yōu)選為半成品，例如，擠制的鋁輪廓。關(guān)于第一管道的定向，有利的是將它們布置在蒸發(fā)器中，使得它們基本平行于彼此(當(dāng)在橫截面上看時(shí))而延伸通過(guò)蒸發(fā)器，這是因?yàn)?
第一，與具有圓形橫截面的管道相比，具有基本平的殼表面部分的管道允許更容易地以機(jī)械的方式附連到熱傳遞元件上。簡(jiǎn)單地表達(dá)，具有基本平的殼表面部分的管道使管道和歧管和/或熱傳遞元件的組裝過(guò)程容易；
第二，具有基本平的殼表面部分的管道允許在熱的方面附連待冷卻的功率電子構(gòu)件或額外的這樣的構(gòu)件，以便與具有圓形橫截面的管道相比，得到更直接的冷卻，因?yàn)榻佑|表面更大。關(guān)于第二管道的定向，有利的是將多個(gè)第二管道布置在冷凝器中，也使得它們基本平行于彼此(當(dāng)在橫截面上看時(shí))而延伸通過(guò)冷凝器，這是因?yàn)?
第一，空氣流的壓降可保持最小，只要第二管道的伸長(zhǎng)的(例如長(zhǎng)圓形)橫截面平行于空氣流的流向延伸通過(guò)冷凝器即可；
與具有圓形橫截面的管道相比，具有基本平的殼表面部分的管道允許更容易地以機(jī)械的方式附連到相鄰歧管上，以進(jìn)行連接。由于若干個(gè)原因，對(duì)第一管道和第二管道使用平的多端口管是有利的。如果多端口布置在共同的平面中，這也適用。與具有共同的圓柱形圓形外部橫截面的管/管子相比，這樣的平管(即，具有長(zhǎng)圓形橫截面的輪廓)會(huì)對(duì)空氣流引入更少壓降。多端口輪廓也稱為MPE輪廓，在汽車?yán)鋮s器領(lǐng)域 中，MPE輪廓稱為以低成本標(biāo)準(zhǔn)擠制鋁基輪廓。管道的多端口設(shè)計(jì)是有利的，因?yàn)榕c僅具有單個(gè)開(kāi)口或通道的共同的管子或輪廓相比，多端口設(shè)計(jì)的管道會(huì)增加內(nèi)部熱傳遞表面，因?yàn)楣艿赖妮^多的濕潤(rùn)表面與工作流體接觸。此外，對(duì)于促進(jìn)氣泡泵送作用，以及與具有較大的橫截面通道相比，對(duì)于管道對(duì)更高的(內(nèi)部)蒸氣壓力的耐壓性，這是理想的。此外，多端口輪廓的多個(gè)子通道在最大程度上支持對(duì)流沸騰作用。如果蒸發(fā)器輪廓(即，第一管道)平行于傾斜軸線延伸，則能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械復(fù)雜性特別低的基本熱虹吸冷卻器。在冷卻劑的運(yùn)動(dòng)在熱交換器的運(yùn)行狀態(tài)中將由重力提供的情況下，有利的是在三維空間中設(shè)計(jì)和布置熱交換器，使得第二管道至少部分地沿地球重力的工作方向的方向延伸。取決于實(shí)施例，在蒸發(fā)器沿水平方向延伸的情況下，冷凝器輪廓可橫向于傾斜軸線延伸。尤其在需要冷卻劑運(yùn)動(dòng)具有給定流向的熱虹吸熱交換器的實(shí)施例中，可行的是，通過(guò)在尺寸上不對(duì)稱地設(shè)置熱交換器的部件(例如在尺寸上將蒸氣立管歧管的橫截面設(shè)置成大于冷凝物返回歧管的橫截面)，來(lái)在不合需要的方向上限定冷卻劑的自然止回閥行為。在其中若干個(gè)第一管道和/或若干個(gè)第二管道在它們的一端處流體地連接到歧管上的熱交換器的實(shí)施例中，有利的是如果歧管具有圓的管狀橫截面，其中引入了用于接收管道的孔。由于歧管的圓形內(nèi)部橫截面，可從擠制輪廓上切下直線管道元件且將其各自插入到孔中。通過(guò)這樣做，歧管的內(nèi)壁將對(duì)直線管道元件形成自然阻礙，因?yàn)樵诓迦肫陂g，它會(huì)堵住管道的橫向邊緣，使得插入的直線管道不會(huì)切斷歧管中的內(nèi)部空間。實(shí)驗(yàn)顯示，如果一個(gè)直線管道測(cè)量的整體橫截面積正好是歧管的整體內(nèi)部橫截面的大約5%至10%，就能夠?qū)崿F(xiàn)卓越的熱性能。以下兩個(gè)特性基本促成模塊的緊湊性以及因此有與這種模塊相配的較高的實(shí)體:
第一，第一管道包括優(yōu)選非常平的橫截面，例如，長(zhǎng)方形或長(zhǎng)圓形橫截面，其配合到熱傳遞元件的孔中，使得第一管道不突出或僅略微突出熱傳遞元件的最大厚度。因而，熱傳遞元件的最大厚度形成在垂直于蒸發(fā)器的平面式第二面的方向上測(cè)得的蒸發(fā)器總厚度的主要因素，其中，蒸發(fā)器的第二面由用于在熱傳遞元件的后側(cè)上的電氣/電子構(gòu)件的熱安裝表面形成。特別是在其中第二歧管和第三歧管具有較小的或者在最大程度上像熱傳遞元件的厚度那樣大的直徑的實(shí)施例中，并且只要所述歧管布置在熱傳遞元件旁邊，使得它們?cè)诘诙鞣ň€方向上相對(duì)于熱傳遞元件不移位，熱傳遞元件是最終造成最小蒸發(fā)器厚度的原因。換句話說(shuō)，第一管道在蒸發(fā)器中在形狀上設(shè)置成以及定向成使得蒸發(fā)器具有厚片狀面板形的整體外形，其中，蒸發(fā)器的沿第二主法線方向(其垂直于蒸發(fā)器的平面式第二面延伸)延伸的最大厚度小于蒸發(fā)器的在蒸發(fā)器的第二面上沿垂直于第二主法線方向的橫向方向延伸的最大總寬度，使得最大厚度-最大寬度比率對(duì)蒸發(fā)器賦予平板狀整體外形。取決于對(duì)緊湊性和熱傳遞容量的要求，蒸發(fā)器的最大厚度測(cè)得為小于蒸發(fā)器的最大總寬度的50%，優(yōu)選地甚至小于蒸發(fā)器的最大總寬度的30%，更優(yōu)選地甚至小于蒸發(fā)器的最大總寬度的20%。用不同的方式表達(dá)，蒸發(fā)器(604)的最大厚度-最大寬度比率在大約1:2至大約l:a的范圍中，其中，a為至少5，優(yōu)選為至少10。用語(yǔ)“蒸發(fā)器的寬度”要理解為由下者限定的最大尺寸:或者由第一管道的長(zhǎng)度加第二歧管的厚度加沿水平方向延伸的第三歧管的厚度(即，模塊的深度)限定；或者由多個(gè)第一管道的沿橫向方向延伸的整體尺寸(即，模塊的寬度)限定。為了保持從電氣/電子構(gòu)件到熱虹吸器內(nèi)的相變冷卻劑的熱傳遞手段的基本功能，第一管道的數(shù)量必須保持在某個(gè)范圍中，這取決于蒸發(fā)器的最大厚度。這里對(duì)給定量的熱流提供示例性示例，如果存在許多第一管道，與具有較少第一管道的蒸發(fā)器的第二實(shí)施例的最大厚度相比，蒸發(fā)器的第一實(shí)施例的最大厚度可保持得更低。由于將存在將電氣/電子構(gòu)件熱連接到蒸發(fā)器上所需的最小安裝空間，在蒸發(fā)器的面積和寬度的方面設(shè)定了某個(gè)最小第一閾值。由于電氣/電子構(gòu)件和其它裝備(例如電容器)要冷卻，以及/或者僅布置在由冷凝器和蒸發(fā)器在一側(cè)界定的空間中，以及只要模塊在第二主法線方向上的總厚度不超過(guò)冷凝器的最大寬度，則設(shè)定在蒸發(fā)器的第二面和冷凝器的遠(yuǎn)端之間延伸的最小第二閾值。最小第二閾值越小，蒸發(fā)器的最大厚度就可越大。第二，第二管道包括優(yōu)選非常平的橫截面，例如，長(zhǎng)方形或長(zhǎng)圓形橫截面，其配合到熱傳遞元件的孔中，使得第二管道不突出或僅略微突出冷凝器的(實(shí)際殼表面的)最大厚度。因而，在第二管道的橫截面上的所述最大延伸部形成在垂直于冷凝器的平面式第一面的方向上測(cè)得的冷凝器總厚度的主要因素，其中，由于傾斜布置的原因，冷凝器的第一面橫向于蒸發(fā)器的第二面延伸。尤其在其中第一歧管和第五歧管具有小的或在最大程度上像第二管道的橫截面上的最大延伸部那樣大的直徑的實(shí)施例中，以及只要所述歧管布置在第二管道組旁邊，使得它們?cè)诘谝恢鞣ň€方向上相對(duì)于第二管道不移位，則第二管道是最終造成最小冷凝器厚度的原因。換句話說(shuō)，第二管道在冷凝器中在形狀上設(shè)置成以及定向成使得冷凝器具有厚片狀面板形的整體外形，其中，冷凝器的沿第一主法線方向(其垂直于冷凝器的第一面延伸)延伸的最大厚度小于冷凝器的在冷凝器的第二面上沿垂直于第一主方向的橫向方向延伸的最大總寬度，使得最大厚度-最大寬度比率對(duì)冷凝器賦予平板狀整體外形。以不同的方式表達(dá)，冷凝器的最大厚度-最大寬度比率在大約1: 2至大約1: b的范圍中，其中b為至少5，優(yōu)選為至少10。取決于對(duì)緊湊性和熱傳遞容量的要求，冷凝器的最大厚度測(cè)得為小于冷凝器的最大總寬度的50%，優(yōu)選地甚至小于冷凝器的最大總寬度的30%，更優(yōu)選地甚至小于冷凝器的最大總寬度的20%。用語(yǔ)“冷凝器的寬度”要理解為由下者限定的最大尺寸:或者由第二管道的長(zhǎng)度加第一歧管的厚度加沿豎向方向延伸的第五歧管的厚度(即，模塊的高度)限定；或者由沿水平方向延伸的多個(gè)第二管道的整體尺寸(即，例如，模塊的深度)限定。上面提到的方向在其中第二管道的定向相對(duì)于橫向方向軸線旋轉(zhuǎn)的實(shí)施例中相應(yīng)地改變。—旦使用熱交換器，為了保持從熱虹吸器內(nèi)的相變冷卻劑到冷卻空氣流的熱傳遞手段的基本功能，第二管道的數(shù)量必須保持在某個(gè)范圍中，這取決于冷凝器的最大厚度。這里對(duì)給定量的熱流提供示例性示例，如果存在許多第二管道，則與具有較少第二管道的冷凝器的第二實(shí)施例的最大厚度相比，冷凝器的第一實(shí)施例的最大厚度可保持得更低。再次，由于將存在將電氣/電子構(gòu)件熱連接到蒸發(fā)器上所需的最小安裝空間，在蒸發(fā)器的面積和寬度的方面設(shè)定了某個(gè)最小第一閾值。由于電氣/電子構(gòu)件和其它裝備(例如電容器)要冷卻，以及/或者僅布置在由冷凝器和蒸發(fā)器在一側(cè)界定的空間中，以及只要模塊在第一主法線方向上的總長(zhǎng)度不超過(guò)蒸發(fā)器的最大寬度，則設(shè)定在冷凝器的第一面和蒸發(fā)器的遠(yuǎn)端之間延伸的最小第三閾值。最小第三閾值越小，冷凝器的最大厚度就可越大。尤其在其中冷卻空氣流例如由于自然對(duì)流冷卻而較弱的系統(tǒng)的實(shí)施例中，非常重要的是，在冷凝器上的壓降小，因?yàn)槔淠骺赡芊恋K或者甚至阻止冷卻空氣流通過(guò)格柵狀冷凝器中的空間進(jìn)入冷凝器。但而且在其中冷卻空氣流由強(qiáng)制對(duì)流形成的系統(tǒng)中，在冷凝器上的壓降小仍然是很重要的。原因在于，壓降越小，用于產(chǎn)生足夠的空氣流的風(fēng)扇可越弱。風(fēng)扇越弱，它在尺寸上通常就越小，而且也不那么昂貴。所以，較小的風(fēng)扇會(huì)促成緊湊的系統(tǒng)。此外，與較大的風(fēng)扇相比，較小的風(fēng)扇是有利的，因?yàn)樗鼈冊(cè)谑褂弥胁荒敲闯畴s，并且消耗較少能源。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，可在模塊的內(nèi)部提供用于從至少一個(gè)電氣和/或電子熱源中移除熱的熱虹吸冷卻器，熱虹吸冷卻器包括冷凝器和具有至少一個(gè)第一管道的蒸發(fā)器，該至少一個(gè)第一管道流體地連接到冷凝器的第二管道上，其中，冷凝器包括具有第一主法線方向的平面形第一面，并且蒸發(fā)器包括具有第二主法線方向的平面形第二面，以熱連接到至少一個(gè)熱源上。蒸發(fā)器布置在第一位置和第二位置中的至少一個(gè)處，第一位置相對(duì)于冷凝器平行地偏移而延伸，并且第二位置與冷凝器成角度，使得在第一主法線方向和第二主法線方向之間圍繞傾斜軸線而有大于30°且小于150°的角度。角度可選自包括下者的組:90°的角度、基本90°的角度、銳角、鈍角，以及85。-95。、60。-120。、45。-135。、60。-90。、90。-120。、45。-90。、90。-135。、大于0-45°、135°至小于180°的角度區(qū)域?？尚纬衫淠鞯牡诙艿?，使得在熱交換器的運(yùn)行狀態(tài)中，冷卻劑運(yùn)動(dòng)由重力提供。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，冷凝器的第一面布置在由熱虹吸冷卻器的豎向方向和水平方向限定的第一平面上，水平方向橫向于豎向方向，并且橫向于熱虹吸冷卻器的橫向方向。蒸發(fā)器的第二位置圍繞水平方向以所述角度成角度。如果該角度為大約90度，則能夠?qū)崿F(xiàn)特別緊湊的模塊。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，冷凝器的第一面布置在由熱虹吸冷卻器的豎向方向和水平方向限定的第一平面上，水平方向橫向于豎向方向，并且橫向于熱虹吸冷卻器的橫向方向。在第二位置處，蒸發(fā)器圍繞豎向方向以所述角度成角度。如果模塊/功率模塊在整體尺寸方面的大小在一個(gè)方向上受限制，但蒸發(fā)器和/或冷凝器的熱容量需要的熱傳遞速率將超過(guò)此處公開(kāi)的一個(gè)基本蒸發(fā)器和/或冷凝器的可行的最大熱傳遞速率，則可能需要將蒸發(fā)器和/或冷凝器設(shè)計(jì)成各自包括大于一個(gè)第一組第一管道或一個(gè)第二組第二管道，并且將所述組堆迭起來(lái)，諸如例如EP 2246654 Al中公開(kāi)的那樣。根據(jù)下文中描述的實(shí)施例，本發(fā)明的這些和其它方面將變得顯而易見(jiàn)，而且將參照下文中描述的實(shí)施例來(lái)闡明本發(fā)明的這些和其它方面。


參照附圖中示出的示例性實(shí)施例，將在下文中更加詳細(xì)地闡明本發(fā)明的主題。圖1示意性地顯示了具有兩個(gè)開(kāi)關(guān)和一個(gè)電容器的模塊。圖2示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、具有機(jī)柜的電氣和/或電子系統(tǒng)的橫截面正視圖。圖3示意性地顯示了圖2的電氣和/或電子系統(tǒng)的橫截面?zhèn)纫晥D。圖4示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、具有熱虹吸冷卻器的電氣和/或電子系統(tǒng)的模塊的橫截面?zhèn)纫晥D。圖5示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的、具有熱虹吸冷卻器的電氣和/或電子系統(tǒng)的另一個(gè)模塊的橫截面?zhèn)纫晥D。圖6示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的、具有熱虹吸冷卻器的電氣和/或電子系統(tǒng)的另一個(gè)模塊的橫截面?zhèn)纫晥D。圖7示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的、具有熱虹吸冷卻器的電氣和/或電子系統(tǒng)的另一個(gè)模塊的橫截面?zhèn)纫晥D。圖8示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的熱虹吸冷卻器的透視正視圖。圖9示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的另一個(gè)熱虹吸冷卻器的透視正視圖。圖10示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的另一個(gè)熱虹吸冷卻器的透視正視圖。圖11示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的另一個(gè)熱虹吸冷卻器的透視正視圖。
圖12示意性地顯示了圖11的熱虹吸冷卻器的透視后視圖。圖13示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的另一個(gè)熱虹吸冷卻器的透視正視圖。圖14示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的熱虹吸冷卻器的橫截面?zhèn)纫晥D。圖15示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的、具有兩個(gè)熱虹吸冷卻器的另一個(gè)熱虹吸冷卻器的透視側(cè)視圖。圖16示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電氣和/或電子系統(tǒng)的模塊的橫截面?zhèn)纫晥D。圖17示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的、具有熱虹吸冷卻器的電氣和/或電子系統(tǒng)的另一個(gè)模塊的橫截面?zhèn)纫晥D。圖18示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的、具有熱虹吸冷卻器的電氣和/或電子系統(tǒng)的模塊的一部分的透視正視圖。圖19示意性地顯示了圖18的熱虹吸冷卻器的透視正視圖。圖20示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的、具有熱虹吸冷卻器的電氣和/或電子系統(tǒng)的模塊的橫截面?zhèn)纫晥D。圖21示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的模塊塊的透視正視圖。圖22示意性地顯示了圖21的模塊塊的橫截面?zhèn)纫晥D。圖23示意性地顯示了圖21和圖22的模塊塊的橫截面后視圖。圖24示意性地顯示了圖21、圖22和圖23的模塊塊的透視后視圖。圖25示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的模塊塊的橫截面?zhèn)纫晥D。圖26示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的、另一個(gè)模塊塊的橫截面?zhèn)纫晥D。圖27示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的另一個(gè)模塊塊的橫截面?zhèn)纫晥D。圖28示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的另一個(gè)模塊塊的橫截面?zhèn)纫晥D。在圖中使用的參考標(biāo)記和它們的含義以匯總的形式列為參考標(biāo)號(hào)表。原則上，相同部件設(shè)有與圖相同的參考符號(hào)。部件列表:
102模塊
200電氣和/或電子系統(tǒng)
202 開(kāi)關(guān)、IGBT
204電容器
402模塊塊
404第三風(fēng)扇
406機(jī)柜殼體
408機(jī)柜頂側(cè)
409機(jī)柜左側(cè)410機(jī)柜底側(cè)411機(jī)柜右側(cè)412機(jī)柜后側(cè)413機(jī)柜前側(cè)502第一孔口504第三孔口506第二端口508第一端口510流向511釋放流向512機(jī)柜通道513偏轉(zhuǎn)的流向514環(huán)境流向515略微偏轉(zhuǎn)的流向520第二孔口535模塊塊前側(cè)536模塊塊后側(cè)540周圍環(huán)境600熱虹吸冷卻器601第一面602冷凝器603第一主法線方向604蒸發(fā)器605第二主法線方向606第二面
607另外的電氣和/或電子構(gòu)件608附連裝置(一個(gè)或多個(gè))
609電容器本體
610電氣和/或電子構(gòu)件
611底部面
612電容器
613頂部面
614 人口
615引導(dǎo)結(jié)構(gòu)
616 出口
617模塊頂側(cè)
618模塊底側(cè)
619引導(dǎo)部分
620角度、傾斜角度621連接線
622傾斜軸線/傾斜的軸線
623模塊右側(cè)
625模塊左側(cè)
630橫向方向
632水平方向
634豎向方向
635模塊前側(cè)
636模塊后側(cè)
670模塊空間
677第三面
682第一電容器
684第二電容器
715模塊塊封罩
717模塊塊頂側(cè)
718模塊塊底側(cè)
723模塊塊右側(cè)
725模塊塊左側(cè)
900熱傳遞元件
902第二管道
903第八歧管
904第一歧管
905傾斜的蒸氣通道
906第五歧管
907傾斜的冷凝物通道
908第四歧管
910第六歧管
912第一管道
913冷凝物通道
914第二歧管·
915第七歧管
916第三歧管
917冷凝物收集歧管
918填充歧管
922冷卻翅片(一個(gè)或多個(gè))1002第四管道1004第i^一歧管1012第三管道1016第十三歧管 1022另一個(gè)冷卻翅片 1203水平箭頭 1206橫向箭頭 1302底板
1304第四電容器部分 1305第四引導(dǎo)部分 1306第三電容器部分 1307第三引導(dǎo)部分 1308第二電容器部分 1309第二引導(dǎo)部分 1310第一電容器部分 1311第一引導(dǎo)部分 1320第一引導(dǎo)器件 1321第二引導(dǎo)器件 1402連接器(一個(gè)或多個(gè))
1601第五面 1602另一個(gè)冷凝器 1603第三主法線方向 1604另一個(gè)蒸發(fā)器 1606第四面 1900第二風(fēng)扇 1902另一個(gè)第二風(fēng)扇 2002第一風(fēng)扇。
具體實(shí)施例方式圖1示意性地顯示了包括兩個(gè)開(kāi)關(guān)202和一個(gè)電容器204的模塊102。模塊102可為模塊化多級(jí)轉(zhuǎn)換器(MMLC)或模塊化兩級(jí)轉(zhuǎn)換器(M2LC)，并且開(kāi)關(guān)202可為IGBT模塊。模塊102可為可像抽屜一樣插入機(jī)架或機(jī)柜中的盒型元件。在機(jī)柜中，許多模塊可布置成排和列。圖2示意性地顯示了具有機(jī)柜400的電氣和/或電子系統(tǒng)200，機(jī)柜400包括機(jī)柜殼體406,機(jī)柜殼體406具有用于接收冷卻空氣流的第一孔口(502,未顯不,參見(jiàn)圖3),并且包括用于此后在機(jī)柜400的運(yùn)行狀態(tài)中釋放冷卻空氣的第二孔口(520，未顯示，參見(jiàn)圖3)。有至少兩個(gè)模塊102，各個(gè)模塊102包括具有入口和出口的引導(dǎo)結(jié)構(gòu)(615，未顯示，參見(jiàn)圖4、圖7)。該至少兩個(gè)模塊102布置在機(jī)柜殼體406中，使得在機(jī)柜400的運(yùn)行狀態(tài)中，流過(guò)所述機(jī)柜殼體406的第一孔口的冷卻空氣的主要部分能夠在引導(dǎo)結(jié)構(gòu)的引導(dǎo)下經(jīng)由入口流到各個(gè)模塊102中，通過(guò)各個(gè)模塊102到達(dá)出口，以及此后到達(dá)機(jī)柜殼體406的第二孔口。所述至少兩個(gè)模塊102中的至少兩個(gè)各自包括熱虹吸冷卻器(600，未顯示，參見(jiàn)例如圖4、圖16)，熱虹吸冷卻器包括用于接收由各個(gè)模塊102的至少一個(gè)電氣和/或電子構(gòu)件(202，參見(jiàn)圖1的610，參見(jiàn)圖4、7和16)在各個(gè)模塊102的運(yùn)行狀態(tài)中產(chǎn)生的第一熱負(fù)荷的蒸發(fā)器，并且該熱虹吸冷卻器包括用于在機(jī)柜400的運(yùn)行狀態(tài)中將所述第一熱負(fù)荷的大部分傳遞給所述冷卻空氣的冷凝器。模塊102布置在由機(jī)柜400的豎向方向634和水平方向632限定的平面上，豎向方向634橫向于水平方向632。在機(jī)柜的運(yùn)行狀態(tài)中，冷卻空氣沿橫向于該平面的方向流動(dòng)。至少兩個(gè)模塊102沿著機(jī)柜400的豎向方向634布置成一個(gè)在另一個(gè)頂上,并且在機(jī)柜400的運(yùn)行狀態(tài)中，冷卻空氣沿橫向于機(jī)柜400的豎向方向634的方向流動(dòng)。至少兩個(gè)模塊102沿著機(jī)柜400的水平方向632彼此并排地布置，豎向方向634橫向于水平方向632。在機(jī)柜的運(yùn)行狀態(tài)中，冷卻空氣沿橫向于機(jī)柜400的水平方向632的方向流動(dòng)。至少兩個(gè)模塊102可沿著機(jī)柜400的橫向方向630彼此并排地布置，橫向方向630橫向于豎向方向634和水平方向632。然后在機(jī)柜400的運(yùn)行狀態(tài)中，冷卻空氣可沿橫向于機(jī)柜400的橫向方向630的方向流動(dòng)。至少兩個(gè)模塊102在機(jī)柜殼體406中布置成具有至少一個(gè)模塊排和至少一個(gè)模塊列的矩陣形式。矩陣是具有沿機(jī)柜400的水平方向632延伸的至少一個(gè)模塊排和沿機(jī)柜400的豎向方向634延伸的至少一個(gè)模塊列的長(zhǎng)方形矩陣,豎向方向634橫向于水平方向632。提供至少一個(gè)模塊塊402，其包括所述至少兩個(gè)模塊102中的至少兩個(gè)模塊102和模塊塊封罩715。至少兩個(gè)模塊102能夠通過(guò)在模塊塊402的外側(cè)或內(nèi)側(cè)的連接器(1402，未顯示，參見(jiàn)圖24)而電連接，使得電氣模塊塊連接器的總數(shù)量可保持恒定，不依賴于模塊塊402的內(nèi)部的模塊102的數(shù)量。模塊塊封罩715包括用于接收冷卻空氣流的第一端口(508，未顯示，參見(jiàn)圖25至28)，模塊塊封罩715用于將冷卻空氣引導(dǎo)到模塊102中的各個(gè)的入口。模塊塊封罩715包括第二端口(506，未顯示，參見(jiàn)圖25至28)，用于此后在機(jī)柜400的運(yùn)行狀態(tài)中釋放冷卻空氣。模塊塊封罩715包括沿豎向方向634延伸的模塊塊左側(cè)725和模塊塊右側(cè)723，以及沿水平方向632延伸的模塊塊底側(cè)718和模塊塊頂側(cè)717。圖2中的各個(gè)模塊塊402包括并排布置成沿水平方向632延伸的四個(gè)模塊102。模塊塊402在機(jī)柜殼體406中布置成沿著至少一個(gè)模塊塊排和至少一個(gè)模塊塊列的矩陣形式，其中，矩陣是具有沿機(jī)柜400的水平方向632延伸的至少一個(gè)模塊塊排和沿機(jī)柜400的豎向方向634延伸的至少一個(gè)模塊塊列的長(zhǎng)方形矩陣。具體而言,模塊塊402布置成具有六個(gè)模塊塊排和三個(gè)模塊塊列的矩陣。模塊塊402也可并排布置成沿橫向方向630延伸。機(jī)柜殼體406包括沿豎向方向634延伸的機(jī)柜左側(cè)409和機(jī)柜右側(cè)411，并且包括沿水平方向632延伸的機(jī)柜底側(cè)410和機(jī)柜頂側(cè)408。機(jī)柜400進(jìn)一步包括布置在機(jī)柜400的機(jī)柜頂側(cè)408處的第三風(fēng)扇404，第三風(fēng)扇404可在機(jī)柜的第一孔口(參見(jiàn)例如圖3)附近。圖3示意性地顯示了圖2的電氣和/或電子系統(tǒng)200的橫截面?zhèn)纫晥D。機(jī)柜400的第一孔口 502布置在沿豎向方向634延伸的機(jī)柜前側(cè)413處，并且機(jī)柜殼體406的第二孔口 520布置在機(jī)柜頂側(cè)408處。機(jī)柜后側(cè)412沿豎向方向634延伸,其中，根據(jù)本發(fā)明的一方面，第二孔口 520也可布置在機(jī)柜后側(cè)412處。第三風(fēng)扇404布置在第二孔口 520的上方。冷卻空氣沿流向510流過(guò)第一孔口 502，并且使得冷卻空氣的主要部分能夠從第一孔口 502首先流過(guò)模塊塊封罩715的第一端口 508，并且被模塊塊封罩715引導(dǎo)到各個(gè)模塊102的入口，并且從入口通過(guò)模塊塊封罩715的第二端口 506，第二端口 506用于此后在機(jī)柜400的運(yùn)行狀態(tài)中釋放冷卻空氣。釋放的冷卻空氣沿釋放流向511通過(guò)機(jī)柜通道512傳送向機(jī)柜的第二孔口 520，釋放的冷卻空氣被第三風(fēng)扇404吸入，并且通過(guò)第三孔口 504傳輸?shù)街車h(huán)境540，第三孔口 504沿基本在橫向方向630上定向的環(huán)境流向514釋放冷卻空氣。使得冷卻空氣流能夠從第一孔口 502通過(guò)模塊塊406以及所述冷卻空氣的主要部分能夠通過(guò)各個(gè)模塊102到達(dá)第二孔口 520的第三風(fēng)扇404也可布置在第一孔口 502處，或者布置在第一孔口 502和第二孔口 520兩者處。第一端口 508布置在沿豎向方向634延伸的模塊塊前側(cè)535處，并且第二端口 506布置在沿豎向方向634延伸的模塊塊后側(cè)536處。圖4顯示了具有引導(dǎo)結(jié)構(gòu)615的模塊102，引導(dǎo)結(jié)構(gòu)615包括入口 614和出口，從而使得引導(dǎo)結(jié)構(gòu)615能夠引導(dǎo)冷卻空氣或另一個(gè)熱載體沿流向510經(jīng)由入口 614流到模塊102中，通過(guò)各個(gè)模塊102到達(dá)出口 616。如圖2和圖3中顯示的那樣，在機(jī)柜的運(yùn)行狀態(tài)中，釋放的冷卻空氣然后可沿釋放流向511朝機(jī)柜殼體的第二孔口流動(dòng)。引導(dǎo)結(jié)構(gòu)615包括引導(dǎo)部分619，引導(dǎo)部分619可為經(jīng)由連接線621將多個(gè)電容器612中的各個(gè)連接到電氣和/或電子構(gòu)件610(諸如IGBT)上的電氣匯流條。電容器612中的各個(gè)具有帶有底部面611和頂部面613的圓柱形本體609，所述圓柱形電容器本體609沿模塊102的豎向方向634從底部面611延伸到頂部面613,豎向方向634橫向于模塊102的橫向方向630和水平方向632，其中，引導(dǎo)部分619沿橫向方向630延伸。電容器本體609可為不具有圓柱形形狀的伸長(zhǎng)電容器本體。電氣和/或電子構(gòu)件610通過(guò)例如附連裝置608 (諸如螺釘)附連到熱虹吸冷卻器600的蒸發(fā)器604上。熱虹吸冷卻器600進(jìn)一步包括冷凝器602。在模塊102的運(yùn)行狀態(tài)中，熱虹吸冷卻器600從電氣和/或電子構(gòu)件610中移除熱。在各個(gè)模塊102的運(yùn)行狀態(tài)中，蒸發(fā)器604接收由各個(gè)模塊102的電氣和/或電子構(gòu)件610產(chǎn)生的第一熱負(fù)荷,并且在模塊102和機(jī)柜的運(yùn)行狀態(tài)中，冷凝器602將所述第一熱負(fù)荷的大部分傳遞給沿流向510流動(dòng)的冷卻空氣。冷凝器602包括具有第一主法線方向603的平面形第一面601，并且蒸發(fā)器包括具有第二主法線方向605的平面形第二面606，以熱連接到至少一個(gè)電氣和/或電子構(gòu)件610上。蒸發(fā)器604圍繞傾斜軸線622相對(duì)于冷凝器布置成180°的角度620。第一主法線方向603和第二主法線方向605之間的角度為0°，因?yàn)橹鞣ň€方向603、605在橫向方向630上平行于彼此延伸。至少一個(gè)電容器612電連接到至少一個(gè)電氣和/或電子構(gòu)件610上，并且在模塊102和機(jī)柜的運(yùn)行狀態(tài)中，冷卻空氣能夠通過(guò)出口 616移除能夠由至少一個(gè)電容器612產(chǎn)生的第二熱負(fù)荷的大部分。引導(dǎo)結(jié)構(gòu)615進(jìn)一步包括模塊后側(cè)636和模塊前側(cè)635,模塊后側(cè)636和模塊前側(cè)635沿豎向方向634延伸，并且包括出口 616和入口 614。引導(dǎo)結(jié)構(gòu)615包括沿橫向方向630延伸的模塊底側(cè)618和模塊頂側(cè)617。電容器612與彼此以及與在模塊102的頂部部分處的冷凝器602平行地布置，從而沿豎向方向634平行于入口 614和出口 616延伸，使得沿流向510流動(dòng)的進(jìn)入的冷卻空氣流經(jīng)過(guò)電容器612，并且此后通過(guò)冷凝器602沿橫向方向630流到出口 616,而不被蒸發(fā)器604偏轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)移。蒸發(fā)器604和電氣和/或電子構(gòu)件610也沿豎向方向634延伸，并且在模塊102的底部部分中布置在冷凝器602和電容器612的下方,使得存在未被電容器612占用的模塊空間670。圖5示意性地顯示了與圖4中顯示的模塊具有類似構(gòu)件的模塊102的橫截面圖，其中，蒸發(fā)器604相對(duì)于冷凝器602傾斜，冷凝器602布置在入口 614和出口 616之間，使得冷卻空氣的主要部分沿橫向于冷凝器602的平面形第一面601的流向510流過(guò)冷凝器602，以將至少一個(gè)電氣和/或電子構(gòu)件610在模塊102的運(yùn)行狀態(tài)中產(chǎn)生的第一熱負(fù)荷的大部分分別在模塊102和機(jī)柜的運(yùn)行狀態(tài)中傳遞給冷卻空氣。蒸發(fā)器604包括沿模塊102的橫向方向630延伸的平面形第二面606,橫向方向630橫向于模塊102的豎向方向634和水平方向632。電容器612和冷凝器602的平面形第一面601平行地布置且沿水平方向632延伸。入口 614和出口 616也沿水平方向632延伸。模塊102的引導(dǎo)結(jié)構(gòu)615包括模塊左側(cè)625和模塊右側(cè)623。蒸發(fā)器604與冷凝器602成角度，使得在第一主法線方向603和第二主法線方向605之間有大約90°的角度620。蒸發(fā)器604圍繞傾斜軸線622、圍繞豎向方向634以角度620傾斜或成角度。冷凝器602的第一面601布置在由熱虹吸冷卻器600的豎向方向634和水平方向632限定的第一平面上,水平方向632橫向于豎向方向634,并且分別橫向于模塊102和熱虹吸冷卻器600的橫向方向630。角度620可為大于30°且小于150°的角度。角度620可選自包括下者的組:90°角度、銳角、鈍角，以及 85° -95°、60° -120°、45° -135°、60° -90°、90° -120°、45° -90°、90° -135°、大于0° -45°、135°至小于180°的角度區(qū)域。在熱虹吸冷卻器600的運(yùn)行狀態(tài)中，冷凝器602和蒸發(fā)器604之間的冷卻劑運(yùn)動(dòng)由重力提供。引導(dǎo)部分619沿橫向方向630延伸，并且將電容器電連接到電氣和/或電子構(gòu)件610上。模塊102包括引導(dǎo)結(jié)構(gòu)615，引導(dǎo)結(jié)構(gòu)615具有用于接收冷卻空氣流的入口 614，以及用于此后在模塊102的運(yùn)行狀態(tài)中釋放冷卻空氣的出口 616，引導(dǎo)結(jié)構(gòu)615用于引導(dǎo)冷卻空氣通過(guò)入口 614，從入口 614將冷卻空氣引導(dǎo)到模塊102，并且此后在模塊102的運(yùn)行狀態(tài)中通過(guò)出口 616。熱虹吸冷卻器600包括蒸發(fā)器604,用于接收模塊102的至少一個(gè)電氣和/或電子構(gòu)件610在模塊102的運(yùn)行狀態(tài)中產(chǎn)生的第一熱負(fù)荷。熱虹吸冷卻器600包括冷凝器602，用于在模塊102的運(yùn)行狀態(tài)中將所述第一熱負(fù)荷的大部分傳遞給所述冷卻空氣?？赏ㄟ^(guò)提供這種模塊102來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)冷卻空氣的空氣流開(kāi)放的大橫截面區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，蒸發(fā)器604可布置在相對(duì)于冷凝器602有偏移的位置處。至少一個(gè)電容器612電連接到至少一個(gè)電氣和/或電子構(gòu)件610上，并且在模塊102的運(yùn)行狀態(tài)中，冷卻空氣能夠經(jīng)由出口 616來(lái)移除能夠由至少一個(gè)電容器612產(chǎn)生的第二熱負(fù)荷的大部分。圖6示意性地顯示了類似于圖4的模塊的模塊102的橫截面圖，差別在于，多個(gè)電容器612布置在圖4的模塊空間670中，并且入口 614基本沿著整個(gè)模塊前側(cè)635在豎向方向上延伸，使得冷卻空氣可沿流向510在橫向方向630上流動(dòng)，經(jīng)過(guò)模塊的上部區(qū)域中的在冷凝器602旁邊的電容器612，并且經(jīng)過(guò)模塊102的下部區(qū)域中的在蒸發(fā)器604旁邊的電容器612，并且在冷凝器602處引起偏轉(zhuǎn)流向513，因?yàn)檎舭l(fā)器604阻擋空氣流，并且所有冷卻空氣必須通過(guò)冷凝器602和出口 616離開(kāi)。這可造成高的空氣速度，以及在冷凝器602上造成高壓降。圖7示意性地顯示了與圖6相比具有類似布置的電容器612的模塊102，其中，蒸發(fā)器604相對(duì)于冷凝器602而傾斜，并且冷凝器602布置在入口 614和出口之間，使得所述冷卻空氣的主要部分沿橫向于冷凝器602的平面形第一面601的流向510流動(dòng)，以將電氣和/或電子構(gòu)件610在模塊102的運(yùn)行狀態(tài)中產(chǎn)生的第一熱負(fù)荷的大部分在機(jī)柜的運(yùn)行狀態(tài)中傳遞給冷卻空氣。蒸發(fā)器604的傾斜類似于圖5中顯示的傾斜，但差別在于，蒸發(fā)器604圍繞水平方向632傾斜或成角度。電容器612布置在模塊102的上部部分和下部部分中，并且通過(guò)引導(dǎo)部分619電連接到至少一個(gè)電氣和/或電子構(gòu)件610上。分別在模塊102和機(jī)柜400的運(yùn)行狀態(tài)中，沿流向510流動(dòng)的冷卻空氣能夠經(jīng)由出口 616移除能夠由電容器612產(chǎn)生的第二熱負(fù)荷的大部分。冷凝器602的第一面601布置在由熱虹吸冷卻器600的豎向方向634和水平方向632限定的第一平面上。水平方向632橫向于豎向方向634，并且橫向于熱虹吸冷卻器600或模塊102的橫向方向630。蒸發(fā)器604圍繞水平方向632在第一主法線方向603和第二主法線方向605之間相對(duì)于冷凝器602以大約90°的角度620成角度。這種模塊102可通過(guò)這樣的方式使得能夠高效地冷卻電容器612和電氣和/或電子構(gòu)件610:提供高緊湊性，以及通過(guò)使蒸發(fā)器傾斜90°而使蒸發(fā)器604阻擋模塊102的空氣流橫截面的小部分，使得可忽略冷凝器上的冷卻空氣的高壓降。冷卻空氣沿流向510和略微偏轉(zhuǎn)的流向515流動(dòng)，在冷凝器602上有最小壓降。圖8示意性地顯示了根據(jù)圖7的熱虹吸冷卻器600的透視正視圖，該熱虹吸冷卻器600用于從至少一個(gè)電氣和/或電子構(gòu)件610以及從電容器中移除熱。熱虹吸冷卻器600包括冷凝器602和蒸發(fā)器604，蒸發(fā)器604具有流體地連接到冷凝器602的多個(gè)第二管道902上的多個(gè)第一管道912。多個(gè)第一管道912以機(jī)械的方式連接到熱傳遞元件900上，并且與熱傳遞元件900有熱接觸。這能夠?qū)崿F(xiàn)是因?yàn)闊醾鬟f元件900具有在橫向方向上看時(shí)為蜂巢狀的橫截面，第一管道912沿橫向方向延伸。提供來(lái)各自接收第一管道912的區(qū)段的多個(gè)凹槽對(duì)傳遞元件900賦予蜂巢狀橫截面。蒸發(fā)器604布置在相對(duì)于冷凝器602偏移的第一位置處，并且同時(shí)布置在第二位置處，第二位置相對(duì)于冷凝器602成角度，使得在第一主法線方向603和第二主法線方向605之間有90°的角度620。蒸發(fā)器604圍繞水平方向632以角度620成角度。熱虹吸冷卻器600包括用于將熱從蒸發(fā)器604傳遞到冷凝器602的冷卻劑。第一歧管904流體地連接到冷凝器602的第二管道902上，以在熱虹吸冷卻器600的運(yùn)行狀態(tài)中，將至少部分地蒸發(fā)的冷卻劑饋送到冷凝器602。第二歧管914流體地連接到蒸發(fā)器604的第一管道912上，以在熱虹吸冷卻器的運(yùn)行狀態(tài)中，將冷凝冷卻劑饋送回蒸發(fā)器604。第三歧管916流體地連接到蒸發(fā)器604的第一管道912上，以在熱虹吸冷卻器600的運(yùn)行狀態(tài)中收集來(lái)自蒸發(fā)器604的至少部分地蒸發(fā)的冷卻劑，所述第三歧管916通過(guò)第四歧管908流體地連接到第一歧管904上，以在熱虹吸冷卻器的運(yùn)行狀態(tài)中，將至少部分地蒸發(fā)的冷卻劑饋送到第一歧管904。第五歧管906流體地連接到冷凝器602的第二管道902上，以在熱虹吸冷卻器600的運(yùn)行狀態(tài)中，收集來(lái)自冷凝器602的冷凝冷卻齊U，所述第五歧管906通過(guò)第六歧管910流體地連接到第二歧管914上，以在熱虹吸冷卻器600的運(yùn)行狀態(tài)中，將冷凝冷卻劑饋送到第二歧管914。第一歧管904布置在第三歧管916和第二歧管914的上方，使得在熱虹吸冷卻器600的運(yùn)行狀態(tài)中，冷凝冷卻劑能夠通過(guò)冷凝器602的第二管道902被重力移動(dòng)到第三歧管916和第二歧管914。在第一歧管904處提供填充歧管918，以將冷卻劑饋送到熱虹吸冷卻器600。冷凝器602包括布置在第一管道912之間的冷卻翅片922。第一歧管904、第五歧管906和第一管道912基本沿水平方向632延伸。第四歧管908、第六歧管910、填充歧管918和第二管道902基本沿豎向方向634延伸。第二歧管914和第三歧管916基本沿橫向方向630延伸?？上氲降氖?，冷凝器的定向在圍繞橫向軸線630的方向上旋轉(zhuǎn)，使得在相對(duì)于圖8中顯示的一個(gè)實(shí)施例而言的熱虹吸熱交換器600的備選實(shí)施例中，第二管道902平行于傾斜軸線622延伸。圖9顯示了另一個(gè)熱虹吸冷卻器600的透視正視圖，該熱虹吸冷卻器600具有沿豎向方向634延伸的冷凝器602和沿橫向方向630延伸的蒸發(fā)器604,使得蒸發(fā)器604圍繞水平方向632以大約90°的角度620成角度。一個(gè)電氣或電子構(gòu)件610通過(guò)附連裝置608附連到蒸發(fā)器上，即附連到蒸發(fā)器604的第二面606上。第一歧管904通過(guò)第三歧管916流體地連接到蒸發(fā)器604的第一管道912上，以在熱虹吸冷卻器600的運(yùn)行狀態(tài)中收集來(lái)自蒸發(fā)器604的至少部分地蒸發(fā)的冷卻劑。第一歧管904流體地連接到冷凝器602的第二管道902上，以在熱虹吸冷卻器的運(yùn)行狀態(tài)中，將至少部分地蒸發(fā)的冷卻劑饋送到冷凝器602。第二歧管914通過(guò)第三歧管916和第一管道912的至少一個(gè)冷凝物通道913流體地連接到冷凝器602的第二管道902上，以在熱虹吸冷卻器600的運(yùn)行狀態(tài)中，收集來(lái)自冷凝器602的冷凝冷卻劑。第二歧管914流體地連接到蒸發(fā)器604的第一管道912上，以在熱虹吸冷卻器600的運(yùn)行狀態(tài)中，將冷凝冷卻劑饋送回蒸發(fā)器604。第一歧管904布置在第二歧管914的上方，使得在熱虹吸冷卻器600的運(yùn)行狀態(tài)中，冷凝冷卻劑能夠通過(guò)冷凝器602的第二管道902被重力移動(dòng)到第二歧管914。第一歧管904布置在第三歧管916的上方。第一歧管904、第二歧管914和第三歧管916沿水平方向632延伸，并且布置成基本平行于彼此。圖10示意性地顯示了類似于圖9的熱虹吸冷卻器900的另一個(gè)熱虹吸冷卻器600的透視側(cè)視圖，差別在于，在第三歧管916旁邊布置有額外的第五歧管906，其中，第三歧管916流體地連接到蒸發(fā)器604的第一管道912上，以在熱虹吸冷卻器600的運(yùn)行狀態(tài)中收集來(lái)自蒸發(fā)器604的至少部分地蒸發(fā)的冷卻劑，第三歧管916流體地連接到第一歧管904上，以在熱虹吸冷卻器的運(yùn)行狀態(tài)中，將至少部分地蒸發(fā)的冷卻劑饋送到第一歧管904。第五歧管906流體地連接到冷凝器602的第二管道902上，以在熱虹吸冷卻器的運(yùn)行狀態(tài)中，收集來(lái)自冷凝器602的冷凝冷卻劑，所述第五歧管906通過(guò)至少一個(gè)冷凝物通道913流體地連接到第二歧管914上，以在熱虹吸冷卻器的運(yùn)行狀態(tài)中，將冷凝冷卻劑饋送到第二歧管914。圖11示意性地顯示了另一個(gè)熱虹吸冷卻器600的透視正視圖，該另一個(gè)熱虹吸冷卻器600與圖9的熱虹吸冷卻器600不同，因?yàn)槔鋮s器600包括布置成彼此靠近的兩個(gè)蒸發(fā)器604和兩個(gè)冷凝器602，或者換句話說(shuō)，兩個(gè)熱虹吸冷卻器布置成一個(gè)在另一個(gè)的上方。一個(gè)蒸發(fā)器604接收來(lái)自至少一個(gè)電氣和/或電子構(gòu)件610的第一熱負(fù)荷，并且布置在這個(gè)蒸發(fā)器604下方的另一個(gè)蒸發(fā)器通過(guò)蒸發(fā)器604接收那個(gè)第一熱負(fù)荷的一部分，至少一個(gè)電氣和/或電子構(gòu)件610附連到蒸發(fā)器604上且與其熱連接。對(duì)另一個(gè)蒸發(fā)器和另一個(gè)冷凝器提供類似于圖9的第二歧管914那樣操作的第七歧管915，并且對(duì)另一個(gè)蒸發(fā)器和另一個(gè)冷凝器提供類似于圖9的第一歧管904那樣操作的第八歧管903。對(duì)另一個(gè)蒸發(fā)器和另一個(gè)冷凝器提供類似于圖9的第三歧管916那樣操作的第五歧管906。所有歧管基本沿水平方向632延伸。圖12示意性地顯示了圖11的熱虹吸冷卻器600的透視后視圖。圖13示意性地顯示了另一個(gè)熱虹吸冷卻器600的透視正視圖，其中，蒸發(fā)器604布置成相對(duì)于冷凝器602偏移,并且圍繞水平方向632相對(duì)于冷凝器602成角度,使得在第一主法線方向603和第二主法線方向605之間有大約90°的角度620。熱虹吸冷卻器600具有與圖8的熱虹吸冷卻器600類似的構(gòu)件且以類似方式操作，差別在于，第一管道912基本沿橫向方向630延伸,第二歧管914、第三歧管916和第五歧管906基本沿水平方向632延伸，并且第六歧管910基本在由橫向方向630和豎向方向634限定的平面上延伸，從蒸發(fā)器604向布置在蒸發(fā)器604上方的冷凝器602傾斜。想得到的是，蒸發(fā)器604的定向沿圍繞豎向軸線634的方向旋轉(zhuǎn)，使得在相對(duì)于圖13中顯示的一個(gè)實(shí)施例而言的熱虹吸熱交換器600的備選實(shí)施例中，第一管道912沿橫向方向630延伸。圖14不意性地顯不了另一個(gè)熱虹吸冷卻器600的橫截面?zhèn)纫晥D，該另一個(gè)熱虹吸冷卻器600類似于圖9中顯示的熱虹吸冷卻器600，以下描述了差別。第一歧管904通過(guò)傾斜的蒸氣通道905流體地連接到蒸發(fā)器604的第一管道上，以在熱虹吸冷卻器600的運(yùn)行狀態(tài)中，收集來(lái)自蒸發(fā)器604的至少部分地蒸發(fā)的冷卻劑。第一歧管904流體地連接到冷凝器的第二管道(其可為傾斜的冷凝物通道907)上，以在熱虹吸冷卻器的運(yùn)行狀態(tài)中，將至少部分地蒸發(fā)的冷卻劑饋送到冷凝器602。第二歧管914流體地連接到冷凝器第二管道(其可為傾斜的冷凝物通道907)上，以在熱虹吸冷卻器的運(yùn)行狀態(tài)中，收集來(lái)自冷凝器602的冷凝冷卻劑。第二歧管914流體地連接到蒸發(fā)器604的第一管道上，以在熱虹吸冷卻器600的運(yùn)行狀態(tài)中，將冷凝冷卻劑饋送回蒸發(fā)器604。第一歧管904布置在第二歧管914上方，使得在熱虹吸冷卻器600的運(yùn)行狀態(tài)中，冷凝冷卻劑能夠通過(guò)冷凝器602的第二管道被重力移動(dòng)到第二歧管914。第一歧管904和第二歧管914沿水平方向632延伸，蒸發(fā)器604沿橫向方向630延伸，并且冷凝器602沿豎向方向634延伸。圖15示意性地顯示了包括圖9的兩個(gè)熱虹吸冷卻的熱虹吸冷卻器600，這兩個(gè)熱虹吸冷卻器以這樣的方式附連到彼此上，即，它們共用呈冷凝物收集歧管917(圖9的第二歧管914)的形式的第二歧管，以及使得蒸發(fā)器604、1604沿橫向方向630延伸，以及冷凝器602、1602沿豎向方向634面對(duì)彼此而彼此相對(duì)地延伸。蒸發(fā)器604和冷凝器602根據(jù)圖9的蒸發(fā)器604和冷凝器602來(lái)操作。另一個(gè)蒸發(fā)器1604和另一個(gè)冷凝器1602以類似的方式操作。冷卻劑將熱從另一個(gè)蒸發(fā)器1604傳遞到另一個(gè)冷凝器1602，該熱可為能夠由電氣和/或電子構(gòu)件610產(chǎn)生 的第一熱負(fù)荷。第十一歧管1004流體地連接到另一個(gè)冷凝器1602的至少一個(gè)第四管道1002上，以在熱虹吸冷卻器600的運(yùn)行狀態(tài)中，將至少部分地蒸發(fā)的冷卻劑饋送到另一個(gè)冷凝器1602。冷凝物收集歧管917流體地連接到另一個(gè)蒸發(fā)器1604的第三管道1012上，以在熱虹吸冷卻器600的運(yùn)行狀態(tài)中，將冷凝冷卻劑饋送回另一個(gè)蒸發(fā)器1604。第十三歧管1016流體地連接到另一個(gè)蒸發(fā)器1604的第三管道1012上，在熱虹吸冷卻器600的運(yùn)行狀態(tài)中，收集來(lái)自另一個(gè)蒸發(fā)器1604的至少部分地蒸發(fā)的冷卻齊U。第十三歧管1016流體地連接到第i^一歧管1004上，以在熱虹吸冷卻器600的運(yùn)行狀態(tài)中，將至少部分地蒸發(fā)的冷卻劑饋送到第十一歧管904。第十三歧管1016流體地連接到另一個(gè)冷凝器1602的第四管道1002上，以在熱虹吸冷卻器600的運(yùn)行狀態(tài)中，收集來(lái)自另一個(gè)冷凝器1602的冷凝冷卻劑。第十三歧管1016流體地連接到冷凝物收集歧管917上，以在熱虹吸冷卻器600的運(yùn)行狀態(tài)中，將冷凝冷卻劑饋送到冷凝物收集歧管917。第十一歧管904布置在第十三歧管1016和冷凝物收集歧管917上方，使得在熱虹吸冷卻器600的運(yùn)行狀態(tài)中，冷凝冷卻劑能夠通過(guò)另一個(gè)冷凝器1602的第四管道1002被重力移動(dòng)到第十三歧管1016和冷凝物收集歧管917。另一個(gè)冷凝器1602包括類似于冷凝器602的第一面601的第五面1601，以及布置在另一個(gè)冷凝器1602的第四管道1002之間的另一個(gè)冷卻翅片1022。另一個(gè)蒸發(fā)器1604包括類似于蒸發(fā)器604的第二面606的第四面1606。圖16示意性地顯示了模塊102，該模塊102與圖5的模塊102不同，因?yàn)殡娙萜?12或電容器本體沿模塊102的豎向方向634而非水平方向632延伸。電容器612布置在入口 614以及冷凝器602的平面形第一面601和蒸發(fā)器604的平面形第二面606之間。圖17示意性地顯示了模塊102，該模塊102與圖16的模塊不同，因?yàn)樘峁┝说谝浑娙萜?82，第一電容器682至少部分地布置在入口 614和冷凝器602之間，以及第二電容器684至少部分地布置在冷凝器602和出口 616之間。圖18示意性地顯示了圖5的模塊的透視正視圖，其中，電容器沿水平方向632延伸，并且附連到引導(dǎo)部分619 (例如匯流條)上，以將電容器電連接到至少一個(gè)電氣和/或電子構(gòu)件上。蒸發(fā)器604沿豎向方向634延伸，并且圍繞豎向方向634在第一主法線方向和第二主法線方向之間相對(duì)于冷凝器602以大約90°的角度成角度。冷凝器602的第一面布置在由熱虹吸冷卻器的豎向方向634和水平方向632限定的第一平面上，水平方向632橫向于豎向方向634,并且橫向于熱虹吸冷卻器的橫向方向630。蒸發(fā)器604的第二面布置在由豎向方向634和橫向方向630限定的平面上。模塊102具有用于容易地將模塊102插入到較高的實(shí)體(諸如例如功率轉(zhuǎn)換器)中以及從較高的實(shí)體中更換模塊102的第一引導(dǎo)器件1320。出于那個(gè)目的，所述較高的實(shí)體(諸如功率轉(zhuǎn)換器機(jī)柜)包括用于與第一引導(dǎo)器件1320協(xié)作的第二引導(dǎo)器件1321，使得模塊102可以類似抽屜的方式插入和伸出前面提到的功率轉(zhuǎn)換器機(jī)柜(例如參照例如圖2中顯示的機(jī)柜400)。在模塊102的基本實(shí)施例中，第一引導(dǎo)器件1320由提供來(lái)引導(dǎo)冷卻介質(zhì)通過(guò)模塊102的引導(dǎo)部分619的橫向邊緣形成。在機(jī)柜400的基本實(shí)施例中，第二引導(dǎo)器件1321由機(jī)柜400的片狀金屬結(jié)構(gòu)中的槽口形成，其中，所述槽口在尺寸上設(shè)置成使得它們提供正好足夠的空間來(lái)牢固地插入和部署引導(dǎo)部分619的第一引導(dǎo)器件1320。但是，在需要時(shí)，可采用包括滾子等的引導(dǎo)系統(tǒng)來(lái)減少摩擦，以及改進(jìn)操縱性。圖19示意性地顯示了圖18的熱虹吸冷卻器600的透視正視圖。在第一歧管904處提供用于用冷卻劑填充熱虹吸冷卻器600的填充歧管918，第一歧管904流體地連接到冷凝器602的第二管道902上，以在熱虹吸冷卻器600的運(yùn)行狀態(tài)中，將至少部分地蒸發(fā)的冷卻劑饋送到冷凝器602。第二歧管914流體地連接到第一管道(912，未顯示)上，以在熱虹吸冷卻器600的運(yùn)行狀態(tài)中，將冷凝冷卻劑饋送回蒸發(fā)器604。第三歧管916流體地連接到蒸發(fā)器604的第一管道上，以在熱虹吸冷卻器600的運(yùn)行狀態(tài)中，收集來(lái)自蒸發(fā)器604的至少部分地蒸發(fā)的冷卻劑。第三歧管916通過(guò)第四歧管908流體地連接到第一歧管904上，以在熱虹吸冷卻器600的運(yùn)行狀態(tài)中，將至少部分地蒸發(fā)的冷卻劑饋送到第一歧管904。第五歧管906流體地連接到冷凝器602的第二管道902上，以在熱虹吸冷卻器600的運(yùn)行狀態(tài)中，收集來(lái)自冷凝器602的冷凝冷卻劑，所述第五歧管906流體地連接到第二歧管914上，以在熱虹吸冷卻器600的運(yùn)行狀態(tài)中，將冷凝冷卻劑饋送到第二歧管914。第一歧管904布置在第五歧管906和第二歧管914上方，使得在熱虹吸冷卻器600的運(yùn)行狀態(tài)中，冷凝冷卻劑能夠通過(guò)冷凝器602的第二管道902被重力移動(dòng)到第五歧管906和第二歧管914。提供第六歧管910，以將第二歧管914流體地連接到第五歧管906上。第一管道、第四歧管908和第六歧管910基本沿豎向方向934延伸，第二歧管914和第三歧管916基本沿橫向方向630延伸，并且第一歧管904和第五歧管906基本沿水平方向632延伸。如果圖9中的冷凝器602的熱容量太有限，用戶可選擇通過(guò)幾個(gè)額外的第二管道902沿水平方向632擴(kuò)展冷凝器。在類似于關(guān)于圖19所顯示和闡明的實(shí)施例的又一個(gè)備選實(shí)施例中，第一歧管904直接連接到第三歧管916上，使得可省略中間的第四歧管908。取決于實(shí)施例，第二歧管914能夠直接連接到第五歧管906上，使得可省略中間的第六歧管910。在甚至更簡(jiǎn)化的實(shí)施例中，通過(guò)彎曲而用管子形成第一歧管904和第三歧管916。同樣，也通過(guò)彎曲而用另一個(gè)管子形成第二歧管914和第五歧管906。在這種實(shí)施例中，熱虹吸的最大尺寸取決于用于歧管904、916、914、906的管子的最小彎曲半徑。圖20示意性地顯示了根據(jù)圖16的熱虹吸冷卻器600，其中，另外用虛線指示，冷凝器602可沿水平方向632延伸，從而增加模塊102的高度(由水平箭頭1203指示)，并且在模塊102的現(xiàn)有尺寸內(nèi)，蒸發(fā)器604可在其長(zhǎng)度上沿橫向方向630(由橫向箭頭1206指示)延伸，以解決較高的冷卻需要，其中，對(duì)于額外的電氣電容器612，可使用且可能需要額外的模塊冷凝器長(zhǎng)度。模塊的深度和長(zhǎng)度與基本設(shè)計(jì)可保持不變。因而，可在不改變模塊102的基本設(shè)計(jì)和模塊化特征的情況下實(shí)現(xiàn)模塊102的功率的按比例縮放。圖21示意性地顯示了在圖2和圖3中顯示的模塊塊402的透視正視圖。熱虹吸冷卻器600設(shè)有沿模塊塊402的豎向方向634延伸的蒸發(fā)器604和冷凝器602。若干個(gè)電氣或電子構(gòu)件610、607附連到蒸發(fā)器604上。多個(gè)電氣和電子構(gòu)件610熱連接到面向多個(gè)電容器612的蒸發(fā)器604的平面形第一面606上。至少一個(gè)另外的電氣和/或電子構(gòu)件607熱連接到與蒸發(fā)器604的平面形第二面606相對(duì)的蒸發(fā)器604的平面形第三面(677，未顯示，例如參見(jiàn)圖22)上。各個(gè)電容器612具有伸長(zhǎng)的電容器本體609，電容器本體609沿水平方向632從電容器本體609的底部面611延伸到頂部面613。提供第一電容器部分1310,其包括沿豎向方向634和橫向方向630延伸的第一引導(dǎo)部分1311，其中，沿水平方向632延伸的多個(gè)電容器612附連到第一引導(dǎo)部分1311上。第二電容器部分1308設(shè)有第二引導(dǎo)部分1309和以類似于第一電容器部分1310的電容器的方式布置的電容器。第二電容器部分1308沿水平方向632布置在第一電容器部分1310旁邊。提供了類似于第一電容器部分1310的具有第三引導(dǎo)部分1307的第三電容器部分1306和具有第四引導(dǎo)部分1305的第四電容器部分1304，并且它們沿水平方向632布置在第二電容器部分1308旁邊?？商峁┮龑?dǎo)部分1311、1309、1307和1305，以將電容器電連接到電氣和/或電子構(gòu)件610、677上。冷卻空氣沿平行于橫向方向630的流向首先流經(jīng)電容器612，以及然后傳送通過(guò)冷凝器602。電容器部分1310、1308、1306、1304中的各個(gè)可對(duì)應(yīng)于例如如圖2中顯不的那樣的一個(gè)模塊102,其中，熱虹吸冷卻器600由電容器部分或模塊共用。提供底板1302，以附連引導(dǎo)部分1311、1309、1307、1305和熱虹吸冷卻器600以及連接器(1402，未顯示，參見(jiàn)圖22-24)。模塊塊402可為全橋構(gòu)造，從而允許以標(biāo)準(zhǔn)尺寸容器的方式結(jié)合模塊塊402與兩排模塊。上面描述的電容器部分可為電容器塊。模塊402具有用于容易地將模塊402插入到較高的實(shí)體(諸如例如功率轉(zhuǎn)換器)中以及從較高的實(shí)體中更換模塊402的第一引導(dǎo)器件1321。出于那個(gè)目的，所述較高的實(shí)體(諸如功率轉(zhuǎn)換器機(jī)柜)包括用于與第一引導(dǎo)器件1320協(xié)作的第二引導(dǎo)器件1321，使得模塊402可以類似抽屜的方式插入和伸出前面提到的功率轉(zhuǎn)換器機(jī)柜(例如參照例如圖2中顯示的機(jī)柜400)。在模塊402的基本實(shí)施例中，第一引導(dǎo)器件1320由提供來(lái)協(xié)助引導(dǎo)冷卻介質(zhì)通過(guò)模塊塊402的底板1302的橫向邊緣形成。在機(jī)柜400的基本實(shí)施例中，第二引導(dǎo)器件1321由機(jī)柜400的片狀金屬結(jié)構(gòu)中的槽口形成，其中，所述槽口在尺寸上設(shè)置成使得它們提供正好足夠的空間來(lái)牢固地插入和部署模塊塊402的第一引導(dǎo)器件1320。圖22示意性地顯示了圖21的模塊塊402的橫截面?zhèn)纫晥D，其中顯示了電容器部分或模塊中的各個(gè)能夠通過(guò)在模塊塊402的外側(cè)和內(nèi)側(cè)的連接器1402而電連接。冷的冷卻空氣吸氣將來(lái)自模塊塊402的右側(cè)，以及然后，在沿橫向方向630經(jīng)過(guò)冷凝器612之后，在經(jīng)過(guò)左側(cè)處的冷凝器602。冷卻空氣流也可用來(lái)冷卻其它無(wú)源體，諸如銅鏈路，或者僅僅允許匯流條中有較高的電流密度。匯流條或軌終端可纏繞在冷卻器600周圍，以對(duì)終端形成鏈路。圖23示意性地顯示了具有兩個(gè)連接器1402的、圖21和圖22的模塊塊402的橫截面正視圖。圖24示意性地顯示了根據(jù)圖21、22、23的模塊塊402的透視后視圖。圖25示意性地顯示了如圖2和圖3中顯示的那樣的模塊塊402的橫截面?zhèn)纫晥D，例如，其中，多個(gè)模塊102沿豎向方向634布置成一個(gè)在另一個(gè)上方，例如根據(jù)圖7來(lái)設(shè)計(jì)各個(gè)模塊102。在圖25和下面的圖26、27和28中，可根據(jù)按照前面的圖、實(shí)施例和方面而描述的任何實(shí)施例與所附權(quán)利要求提供模塊102。模塊塊402包括模塊塊封罩715，模塊塊封罩715具有用于接收沿流向510流動(dòng)的冷卻空氣流的第一端口 508，其中，模塊塊封罩715構(gòu)造成將冷卻空氣引導(dǎo)到模塊102中的各個(gè)的入口 614，以及其中，模塊塊封罩715包括用于用于此后分別在模塊塊402和機(jī)柜400的運(yùn)行狀態(tài)中釋放冷卻空氣的第二端口 506。第一端口 508布置在沿豎向方向634延伸的模塊塊右側(cè)535處，并且第二端口 506布置在沿橫向方向630延伸的模塊塊頂側(cè)713處。模塊塊封罩715進(jìn)一步包括沿橫向方向在模塊塊頂側(cè)713下方延伸的模塊塊底側(cè)718，以及沿豎向方向634與模塊塊前側(cè)535相對(duì)地延伸的模塊塊后側(cè)536。在通過(guò)各個(gè)模塊傳送向模塊塊的上部部分，以及通過(guò)第二端口 506到達(dá)機(jī)柜封罩之后，冷卻空氣沿釋放流向511流動(dòng)。圖26示意性地顯示了根據(jù)圖25的模塊塊402的橫截面?zhèn)纫晥D，差別在于，第二風(fēng)扇1900布置在模塊塊402的第二端口 506處。圖27示意性地顯示了圖25的模塊塊402的橫截面?zhèn)纫晥D，差別在于，另一個(gè)第二風(fēng)扇1902布置在模塊塊502的第一端口 508處。圖28示意性地顯示了圖25的模塊塊402的橫截面?zhèn)纫晥D，差別在于，第一風(fēng)扇1202布置在各個(gè)模塊102的入口處。通過(guò)提供如圖26至28中以及還如圖2和3中描述的那樣的風(fēng)扇，可通過(guò)提供用于冷卻機(jī)柜400的冷卻空氣的強(qiáng)制對(duì)流來(lái)提高冷卻效率和容量。模塊塊402大體可包括至少一個(gè)第二風(fēng)扇1900、1902，其布置在下者中的至少一個(gè)處:第一端口 508和模塊102中的至少一個(gè)的入口 614，以及第二端口 506和模塊102中的至少一個(gè)的出口 616。至少兩個(gè)模塊102中的至少一個(gè)可包括布置在入口 614和出口 616中的至少一個(gè)處的至少一個(gè)第一風(fēng)扇2002。機(jī)柜400可包括布置在第一孔口 502和第二孔口 520中的至少一個(gè)處的至少一個(gè)第三風(fēng)扇404。雖然已經(jīng)在圖和前述描述中詳細(xì)示出和描述了本發(fā)明，但認(rèn)為這樣的說(shuō)明和描述是說(shuō)明性或示例性的，而非限制性的，本發(fā)明不限于公開(kāi)的實(shí)施例。通過(guò)研究附圖、公開(kāi)和所附權(quán)利要求，在實(shí)踐聲明的發(fā)明時(shí)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解和實(shí)現(xiàn)公開(kāi)的實(shí)施例的其它變型。在權(quán)利要求中，詞語(yǔ)“包括”不排除其它要素，而且不定冠詞“一個(gè)”或“一種”不排除復(fù)數(shù)。單個(gè)電氣和/或電子系統(tǒng)或單個(gè)機(jī)柜或模塊塊或模塊可實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求中敘述的若干個(gè)項(xiàng)目的功能。僅在互不相同的從屬權(quán)利要求中敘述了某些措施不表示不可使用這些措施的組合來(lái)獲得優(yōu)點(diǎn)。權(quán)利要求中的任何參考記號(hào)不應(yīng)理解為限制范圍。
權(quán)利要求
1.一種具有機(jī)柜(400)的電氣和/或電子系統(tǒng)(200),所述機(jī)柜(400)包括: 機(jī)柜殼體(406)，其包括用于接收冷卻空氣的流的第一孔口(502)，并且包括用于此后在所述機(jī)柜(400)的運(yùn)行狀態(tài)中釋放所述冷卻空氣的流的第二孔口(520)； 至少兩個(gè)模塊(102)，各個(gè)模塊(102)包括具有入口(614)和出口(616)的引導(dǎo)結(jié)構(gòu)(615)； 其中，所述至少兩個(gè)模塊(102)布置在所述機(jī)柜殼體(406)中，使得流過(guò)所述機(jī)柜殼體(406)的第一孔口(502)的冷卻空氣的流的主要部分被分成冷卻空氣的分流，所述引導(dǎo)結(jié)構(gòu)(615)相應(yīng)地使得所述分流中的至少一些能夠經(jīng)由所述入口(614)流到它們的專用模塊(102)中，通過(guò)專用模塊(102)到達(dá)專用模塊(102)的出口(616)，使得在所述機(jī)柜(400)的運(yùn)行狀態(tài)中，所述冷卻空氣的分流中的至少兩個(gè)彼此并行地連接，以及此后通過(guò)所述機(jī)柜殼體(406)的第二孔口(520)共同離開(kāi)所述機(jī)柜； 其中，所述至少兩個(gè)模塊(102)中的至少兩個(gè)各自包括熱虹吸冷卻器(600)，所述熱虹吸冷卻器(600)包括用于在各個(gè)模塊(102)的運(yùn)行狀態(tài)中接收由各個(gè)模塊(102)的至少一個(gè)電氣和/或電子構(gòu)件(202,610)產(chǎn)生的第一熱負(fù)荷的蒸發(fā)器(604),并且所述熱虹吸冷卻器(600)包括用于在所述機(jī)柜(400)的運(yùn)行狀態(tài)中將所述第一熱負(fù)荷的大部分傳遞給所述冷卻空氣的流的冷凝器(602)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣和/或電子系統(tǒng)(200)， 其中，所述至少兩個(gè)模塊(1 02)的投影各自布置在由所述機(jī)柜(400)的豎向方向(634)和水平方向(632)限定的平面上的后部面上，所述豎向方向(634)橫向于所述水平方向(632);以及 其中，在所述機(jī)柜(400)的運(yùn)行狀態(tài)中，所述冷卻空氣沿橫向于所述平面的方向流動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電氣和/或電子系統(tǒng)(200)， 其中，所述至少兩個(gè)模塊(102)沿著所述機(jī)柜(400)的豎向方向(634)布置成一個(gè)在另一個(gè)頂上；以及 其中，在所述機(jī)柜(400)的運(yùn)行狀態(tài)中，所述冷卻空氣沿橫向于所述機(jī)柜(400)的豎向方向(634)的方向流過(guò)所述模塊(102)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的電氣和/或電子系統(tǒng)(200)， 其中，所述至少兩個(gè)模塊(102)沿著所述機(jī)柜(400)的水平方向(632)彼此并排地布置；所述豎向方向(634)橫向于所述水平方向(632);以及 其中，在所述機(jī)柜(400)的運(yùn)行狀態(tài)中，所述冷卻空氣沿橫向于所述機(jī)柜(400)的水平方向(632)的方向流動(dòng)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的電氣和/或電子系統(tǒng)(200)， 其中，至少三個(gè)模塊(102)以具有至少一個(gè)模塊排和至少一個(gè)模塊列的矩陣形式布置在所述機(jī)柜殼體(406)中。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的電氣和/或電子系統(tǒng)(200)，其特征在于，所述機(jī)柜(400)進(jìn)一步包括: 至少一個(gè)模塊塊(402)，其包括所述至少兩個(gè)模塊(102)中的至少一個(gè)模塊(102)，在實(shí)施例中為所述至少兩個(gè)模塊(102)中的至少兩個(gè)模塊(102)，以及模塊塊封罩(715)； 其中，所述至少兩個(gè)模塊(102)能夠通過(guò)在所述模塊塊(402)的內(nèi)側(cè)或外側(cè)中的至少一側(cè)的連接器(1402)而電連接；以及 其中，所述模塊塊封罩(715)包括用于接收所述冷卻空氣的流的第一端口(508)，所述模塊塊封罩(715)用于將所述冷卻空氣引導(dǎo)到所述模塊(102)中的各個(gè)的入口(614)，以及其中，所述模塊塊封罩(715)包括用于此后在所述機(jī)柜(400)的運(yùn)行狀態(tài)中釋放所述冷卻空氣的第二端口(506)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電氣和/或電子系統(tǒng)(200)， 其中，所述至少一個(gè)模塊塊(402)以及所述至少兩個(gè)模塊(102)各自具有第一引導(dǎo)器件(1320)，以及其中，所述機(jī)柜具有第二引導(dǎo)器件(1321)，所述第一引導(dǎo)器件(1320)和所述第二引導(dǎo)器件(1321)形成為使得所述至少一個(gè)模塊塊(402)和所述至少兩個(gè)模塊(102)能夠以類似抽屜的方式插入和伸出所述機(jī)柜(400)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的電氣和/或電子系統(tǒng)(200)， 其中，至少三個(gè)模塊塊(402)以具有至少一個(gè)模塊塊排和至少一個(gè)模塊塊列的矩陣形式布置在所述機(jī)柜殼體(406)中。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中的任一項(xiàng)所述的電氣和/或電子系統(tǒng)(200)， 其中，所述模塊塊(4 02)包括布置在下者中的至少一個(gè)處的至少一個(gè)第二風(fēng)扇(1900，1902): a)所述第一端口(508)和所述至少兩個(gè)模塊(102)中的至少一個(gè)的入口(614)； b)所述第二端口(506)和所述至少兩個(gè)模塊(102)中的至少一個(gè)的出口(616)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的電氣和/或電子系統(tǒng)(200)， 其中，所述至少兩個(gè)模塊(102)中的至少一個(gè)包括布置在下者中的至少一個(gè)處的至少一個(gè)第一風(fēng)扇(2002): a)所述入口(614)，以及 b)所述出口(616)。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的電氣和/或電子系統(tǒng)(200)，其特征在于，所述機(jī)柜(400)進(jìn)一步包括: 布置在下者中的至少一個(gè)處的至少一個(gè)第三風(fēng)扇(404): a)所述第一孔口(502)，以及 b)所述第二孔口(520)。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的電氣和/或電子系統(tǒng)(200)， 其中，所述蒸發(fā)器(604)圍繞傾斜軸線(622)相對(duì)于所述冷凝器(602)傾斜一角度(620)，具體而言，大約90度的角度(620)， 以及其中，所述至少一個(gè)電氣和/或電子構(gòu)件(607)能夠熱連接到所述蒸發(fā)器(604)的平面式第二面(606)上，使得所述至少一個(gè)電氣和/或電子構(gòu)件(607)位于所述入口(614)和所述出口(616)之間；以及 其中，所述蒸發(fā)器(604)包括在所述蒸發(fā)器(604)的第二面(606)下方且與所述第二面(606)并排地延伸的多個(gè)第一管道(912);以及 其中，所述冷凝器(602)布置在所述入口(614)和所述出口(616)之間，使得在所述機(jī)柜(400)的運(yùn)行狀態(tài)中，所述冷卻空氣的主要部分沿橫向于所述冷凝器(602)的平面形第一面(601)的流向(510)流過(guò)所述冷凝器(602)，以將所述第一熱負(fù)荷的大部分傳遞給所述冷卻空氣。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的電氣和/或電子系統(tǒng)(200)， 其中，所述至少兩個(gè)模塊(102)中的至少一個(gè)包括電連接到所述至少一個(gè)電氣和/或電子構(gòu)件(202，610)上的至少一個(gè)電容器(612);以及 其中，在所述機(jī)柜(400)的運(yùn)行狀態(tài)中，能夠由所述至少一個(gè)電容器(612)產(chǎn)生的第二熱負(fù)荷的大部分能夠被所述冷卻空氣經(jīng)由所述出口(616)移除。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電氣和/或電子系統(tǒng)(200)， 其中，所述至少一個(gè)電容器(612)具有帶有底部面(611)和頂部面(613)的圓柱形電容器本體(609)，所述圓柱形電容器本體(609)沿以下方向從所述底部面(611)延伸到所述頂部面(613): a)沿所述模塊(102)的豎向方向(634),所述豎向方向(634)橫向于所述橫向方向(630)，或者 b)沿所述至少兩個(gè)模塊(102)中的各個(gè)的水平方向(632)，所述豎向方向(634)橫向于所述橫向方向(630)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的電氣和/或電子系統(tǒng)(200)， 其中，所述至少一個(gè)電容器(612)布置在所述入口(614)和下者中的至少一個(gè)之間: a)所述冷凝器(602)的平面形第一面(601)，以及 b)所述蒸發(fā)器(604)的平面形第二面(606)。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的電氣和/或電子系統(tǒng)(200)， 其中，所述至少一個(gè)電容器(612)布置在所述入口(614)和所述蒸發(fā)器(604)之間，以及其中，所述蒸發(fā)器(604)具有沿第二主法線方向(605)延伸的最大厚度，所述第二主法線方向(605)垂直于所述蒸發(fā)器的平面式第二面(606)而延伸，所述蒸發(fā)器(604)的該最大厚度小于所述蒸發(fā)器(604)的沿垂直于所述第二主法線方向(605)而延伸的橫向方向延伸的最大總寬度，使得最大厚度-最大寬度比率對(duì)所述蒸發(fā)器(604)賦予平板狀整體外形。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電氣和/或電子系統(tǒng)(200)， 其中，所述蒸發(fā)器(604)的最大厚度-最大寬度比率在1:2至l:a的范圍中，其中a為至少5，優(yōu)選為至少10。
18.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的電氣和/或電子系統(tǒng)(200)， 其中，所述冷凝器(602)具有沿第一主法線方向(603)延伸的最大厚度，所述第一主法線方向(603)垂直于所述冷凝器(602)的平面式第一面(601)而延伸，所述冷凝器(602)的該最大厚度小于所述冷凝器(602)的沿垂直于所述第一主法線方向(603)而延伸的橫向方向延伸的最大總寬度，使得最大厚度-最大寬度比率對(duì)所述冷凝器(602)賦予平板狀整體外形。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電氣和/或電子系統(tǒng)(200)， 其中，所述冷凝器(602)的最大厚度-最大寬度比率在1:2至l:b的范圍中，其中b為至少5，優(yōu)選為至少10。
20.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的電氣和/或電子系統(tǒng)(200)， 其中，所述蒸發(fā)器(604)的第一管道(912)在尺寸上設(shè)置成使得冷卻劑能夠通過(guò)對(duì)流沸騰而蒸發(fā)。
21.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的電氣和/或電子系統(tǒng)(200)， 其中，所述蒸發(fā)器(604)包括熱傳遞元件(900)，所述熱傳遞元件(900)機(jī)械連接和熱連接到所述多個(gè)第一管道(912)上；以及 其中，所述平面式第 二面(606)設(shè)置在所述熱傳遞元件(900)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及帶有具有熱虹吸冷卻器組件的模塊的機(jī)柜。本發(fā)明涉及冷卻電氣和/或電子構(gòu)件，具體而言，涉及具有機(jī)柜的電氣和/或電子系統(tǒng)，機(jī)柜包括機(jī)柜殼體，機(jī)柜殼體包括用于接收冷卻空氣流的第一孔口。機(jī)柜殼體包括用于此后在機(jī)柜的運(yùn)行狀態(tài)中釋放冷卻空氣的第二孔口。在機(jī)柜提供至少兩個(gè)模塊，它們各自包括具有入口和出口的引導(dǎo)結(jié)構(gòu)。該至少兩個(gè)模塊布置在機(jī)柜殼體中，使得流過(guò)所述機(jī)柜殼體的第一孔口的冷卻空氣的主要部分的分支能夠在引導(dǎo)結(jié)構(gòu)的引導(dǎo)下經(jīng)由入口流到各個(gè)模塊中，通過(guò)專用模塊到達(dá)出口，以及此后通過(guò)第二孔口離開(kāi)機(jī)柜殼體。
文檔編號(hào)H05K7/20GK103096693SQ20121042648
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月31日
發(fā)明者D.科泰特, F.阿戈斯蒂尼, T.格拉丁格, A.弗格利 申請(qǐng)人:Abb 技術(shù)有限公司