[发明专利]一种咖啡机中的改进型可控硅散热装置

说明书

技术领域

本发明属于咖啡机技术领域，涉及一种散热装置，特别是一种咖啡机中的改进型可控硅散热装置。

背景技术

可控硅是可控硅整流器的简称，是一种具有三个PN结的四层结构的大功率半导体器件，亦称为晶闸管，是比较常用的半导体器件之一。可控硅有单向、双向、可关断和光控几种类型，它具有体积小、重量轻、效率高、寿命长、控制方便等优点，被广泛用于可控整流、调压、逆变以及无触点开关等各种自动控制和大功率的电能转换的场合。

现有的咖啡机一般都配备加热装置，用加热装置将外部注入的冷水在加热水道中被加热、温度升高后成为热水，经出水口流出以制备咖啡。为了保证每一杯调制的咖啡温度非常接近，咖啡机内的热水需要持续被加热以保证恒定的温度，而可控硅作为加热装置中的重要元件，因此需要长时间保证工作，而可控硅在工作时会产生热量，如果热量不能及时散出，很容易造成可控硅因温度过高而损坏，从而达到不控制的目的。

因此有人在线路板上直接安装散热片，为了保证散热效果，需要在线路板上固设多块散热片才能起到一定的散热效果，该结构设计不仅使得线路板只能抵靠散热片进行散热，散热效果不佳，而且由于散热片是直接焊接安装在主线路板，使得散热片占用了主线路板一大块面积，因此在设计时必须增大主线路板的面积，以使主线路板上预留有安装散热片的空间。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种结构简单、散热效果好的改进型可控硅散热装置。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种咖啡机中的改进型可控硅散热装置，在咖啡机内设有水箱和锅炉，本可控硅散热装置包括线路板及垂直安装在线路板上的晶闸管及引线，其特征在于，还包括由垂直连接且连为一体的安装部和支撑部组成的散热体，所述晶闸管安装在安装部上，所述线路板安装在支撑部上，在散热体上设有同时垂直于安装部及支撑部上的若干均匀分布呈板状的散热片，散热片与散热体连为一体成散热件，散热件采用铜合金材质制成，散热片的两外侧边分别与安装部的侧壁及支撑部的侧壁齐平，在散热体上穿插有冷水导管，所述的冷水导管贯穿各散热片且冷水导管两端分别与水箱及锅炉相通；所述散热件铜合金包括如下成分及其质量百分比：Cu：64.0-66.0％，Sn：0.8-1.2％，Al：5.0-7.0％，Ni：0.2-0.5％，Fe：0.2-0.8％，Mn：1.0-2.0％，Si：0.1-1.5％，Pb：0.8-1.5％，P：0.02-0.05％，余量为Zn。

在上述的咖啡机中的改进型可控硅散热装置中，散热片与散热体连为一体的散热件采用铜合金制成，所述铜合金含有64.0-66.0％的铜元素，与锌元素形成金属间化合物，提高合金的强度，改善合金的脆性。在该合金中又添加铝元素，产生固溶强化的效能，从而提高合金的强度、硬度，并降低合金比重，提高合金的比热容和传热导系数，使合金具有优异的综合物理和力学性能，使散热装置的散热效果好。

其中，铁、硅有限固溶于铜，固溶度随着温度变化而激烈的变化，当温度从合金结晶完成之后开始下降时，它们在铜中的固溶度也开始降低，以金属化合物或单质形态从固相中析出。当这些元素固溶于铜中，能够明显地提高其强度，具有固溶强化效应，当它们从固相中析出时，又产生了弥散强化效果，导电和导热性能得到了恢复。铁还可以细化晶粒，改善铜及合金的性能，在本发明散热装置的散热片和散热体铜合金中加入0.2-0.8％Fe，能细化合金材料晶粒，固化基体结构，抑制合金裂纹的成长，但是添加过量的铁元素反而会降低合金材料的加工性能。在本发明散热装置中的散热件铜合金中加入适量Si，可提高散热件的强度和耐磨性能。

锌、锡、铝、镍元素在铜中的固溶度很大，分别为39.9％、15.8％、9.4％，镍则无限互溶，它们与铜形成连续固溶体，具有宽阔的单相区，它们能够明显地提高铜合金的机械性能、耐蚀性能，但过量的这些元素会影响铜合金的导电、导热性能，与其它金属材料相比较，仍属于优良的导电和导热材料。本发明通过合理配伍各元素与铜基体之间的含量，加入0.8-1.2％Sn，5.0-7.0％Al，0.2-0.5％Ni，适量的Zn，使散热件中散热片和散热体所用的铜合金具有高强、耐磨、耐蚀、高导热、低成本、导热性强等优点。