-
Flüssigkeitsgekühlte Haibleitersäule
-
Die Erfindung betrifft eine flüssigkeitsgekühlte Halbleitersäule mit
einem Stapel von scheibenförmigen Halbleiterbauelementen und beiderseits Jedes Halbleiterbauelementes
angeordneten Kühlkörpern, wobei Jeder Kühlkörper wenigstens einen in einen Zuflußkanal
und in einen Abflußkanal mündenden Flüssigkeitskanal enthält, und mit mindestens
einem Druckstück an einem der Enden des Stapels und mit einem den Stapel umgebenden
Spannverband.
-
Eine solche flüssigkeitsgekühlte Haibleitersäule ist aus der DE-OS
1914 790 bekannt. Die dort beschriebene Halbleitersäule besteht aus einem Stapel
von alternierend angeordneten scheibenf#rmigen Halbleiterbauelementen, beispielsweise
Scheibenthyristoren oder Scheibendioden, und Kühlk#rpern, wobei Jedes Halbleiterbauelement
zwischen zwei Kühlkörpern liegt, und einem an einem Stapelende angeordneten Druckstück.
Der Stapel wird von einem Spannverband umfaßt. Der Spannverband besteht aus Spannplatten,
Zugstangen und einem elastischen Spannelement.
-
Jeder Ktlhlkarper enthält Flüssigkeitskanäle, die über Je einen Stutzen
an einen Zufluß und an einen Abfluß anschließbar sind. Die Kühlkörper sind bei derartigen
Halbleitersäulen in den meisten Fällen strömungsmäßig in Reihe geschaltet. Für die
Erzielung einer gleichen Temperatur für alle Halbleiterbauelemente des Stapels ist
Jedoch eine strömungsmEBige Parallel schaltung aller Kühlkörper erforderlich. Dazu
müssen die Flüssigkeitskanäle Jedes Kühlkörpers über einen der Stutzen und eine
Zuflußleitung mit dem Kühlflüssigkeitsbehälter verbunden werden.
-
Entsprechende Maßnahmen sind für den Kühlmittelabfluß aus den Flüssigkeitskanälen
Jedes Kühlkörpers erforderlich. Die Gesamtheit der Stutzen und Leitungen für den
Zufluß bilden einen Zuflußkanal und alle Stutzen und Leitungen für den Abfluß bilden
einen Abflußkanal. Die Parallelschaltung der FlUssigkeitskanSle aller Kühlkörper
des Stapels erfordert somit einen hohen Aufwand. Weiterhin ist für die Anbringung
der beiden Stutzen an Jedem Kühlkörper eine Höhe des Kühlkörpers erforderlich, die
dem Außendurchmesser der Stutzen entspricht. Für einen ausreichenden Kühlflüssigkeitsdurchsatz
ist ein hinreichend großer Durchmesser des Stutzens erforderlich. Die Kühlkörper
in der bekannten Anordnung müssen daher eine bestimmte Höhe aufweisen, die nicht
unterschritten werden kann. Die Kühlkörper können bei ausreichendem Kühlmitteldurchsatz
daher nicht flacher gestaltet werden.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine flüssigkeitsgekühlte
Halbleitersäule der eingangs genannten Art so auszubilden, daß ihr Kühlsystem bei
Verringerung des Aufwandes gegenüber der bekannten Anordnung die in der Säule enthaltenen
Halbleiterbauelemente auf gleicher Temperatur hält.
-
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Stapel
in einem Gefäß aus elektrisch isolierendem Material angeordnet ist, das an Jedem
Ende durch eine an der Innenseite des Gefäßes flüssigkeitsdicht anliegende Endplatte
verschlossen ist, daß der Kühlkörper eine Platte ist, daß neben Jedem Halbleiterbauelement
ein Zwischenstück aus elektrisch isolierendem Material zwischen jeweils zwei benachbarten
Kühlkörpern flüssigkeitsdicht angebracht ist, daß Jeder Kühlkörper und Jedes Zwischenstück
Bereiche mit fluchtenden Seitenflächen aufweist und Teile dieser Bereiche durch
flüssigkeitsdichtes Anliegen an der Innenwand des Gefäßes zwei Mantellinien zwischen
den Endplatten bilden, daß die beiden Mantelli-
nien den Zuflußkanal
und den Abflußkanal voneinander trennen, daß der Zuflußkanal und der Abflußkanal
allen Flüssigkeitskanälen gemeinsam ist, und daß in den Zuflußkanal eine Zuflußöffnung
des Gefäßes und in den Abflußkanal eine Abflußöffnung des Gefäßes mündet.
-
Die Unterbringung des Stapels in einem Gefäß aus elektrisch isolierendem
Material ermöglicht zusammen mit der Ausbildung Jedes Kühlkörpers als Platte und
den zwischen Jeweils zwei Kühlkörpern flüssigkeitsdicht angebrachten Zwischenstücken
eine einfache Realisierung der Parallelschaltung der Flüssigkeitskanäle aller Kühlkörper.
Durch das flüssigkeitsdichte Anliegen der Bereiche mit fluchtenden Seitenflächen
Jedes Kühlkörpers und Jedes Zwischenstückes an der Innenwand des Gefäßes werden
zwei voneinander getrennte und in ihrem Querschnitt etwa gleichgroße Kanäle, ein
Zuflußkanal und ein Abflußkanal, gebildet. In der oberen Endplatte des Gefäßes befindet
sich eine Zuflußöffnung, in die der Zuflußkanal mündet, und in der unteren Endplatte
befindet sich eine Abflußöffnung, in die der Abflußkanal mündet. In den Zuflußkanal
und in den Abflußkanal münden die Flüssigkeitskanäle aller Kühlkörper. Die Kühlflüssigkeit,
beispielsweise öl, strömt durch eine Zuflußöffnung in der oberen Endplatte in den
Zuflußkanal. Vom Zuflußkanal fließt das öl durch die strömungsmäßig parallel geschalteten
Flüssigkeitskanäle aller Kühlkörper zum Abflußkanal, den es durch eine Abflußöffnung
in der unteren Endplatte verläßt. Der Zuflußkanal wird ebenso wie der Abflußkanal
durch den Stapel, das Gefäß und die beiden Endplatten begrenzt. Aufwendige Maßnahmen
für den Zu- und Abfluß der Flüssigkeitskanäle aller strömungsmäßig parallel geschalteten
Kühlkörper entfallen. Die Ausbildung des Kühlkörpers als Platte verringert erheblich
den wirtschaftlichen Aufwand für seine Herstellung und ermöglicht seine Ausführung
als flacher Bauteil.
-
Vorteilhaft ist es, jeden als Platte ausgebildeten Kühlkörper mit
geradlinig verlaufenden Bohrungen als Flüssigkeitskanäle zu versehen, da deren Herstellung
einfach durchzuführen ist. Die Platte Jedes Kühlkörpers kann aus einer Kanalplatte
und einer Abdeckplatte bestehen. Die Kanalplatte weist Nuten als Flüssigkeitskanäle
auf, die von der Abdeckplatte abgedeckt sind. Die Nuten können leicht in die Kanalplatte
eingebracht werden. Weiterhin kann die Abdeckplatte ebenso wie die Kanalplatte mit
Nuten versehen sein. Beim Abdecken der Kanalplatte fluchten deren Nuten mit den
Nuten der Abdeckplatte und je eine Nut der beiden Platten bildet einen Flüssigkeitskanal.
-
Vorteilhaft ist es, Jedes Zwischenstück auf seinen den Kühlkörpern
zugewandten Seiten mit Dichtlippen auszustatten, die von der einen Mantellinie zu
der anderen Mantellinie verlaufen. Mit den Dichtlippen ist eine Verbesserung der
flüssigkeitsdichten Abdichtung zwischen den Zwischenstücken und den benachbarten
Kühlkörpern möglich. Bei Abweichung der Planparallelität der aufeinanderliegenden
Dichtungsflächen gleichen die Dichtlippen die Toleranzen aus und dichten die Zwischenstücke
gegen die benachbarten Kühlkörper flüssigkeitsdicht ab.
-
Vorzugsweise ist das Gefäß zylindrisch ausgebildet, damit dessen Herstellung
einfach ist. Als Ausgangsmaterial für das Gefäß kann Rohr verwendet werden.
-
Vorteilhaft ist es, daß Jeder Kühlkörper in seiner Draufsicht kreisbogenförmige
Bereiche aufweist, deren Radius dem Innenradius des Rohres entspricht und die an
ihren Enden von etwa parallelen ebenen Flächen begrenzt sind.
-
Dadurch ist die Herstellung der Kühlkörper als Drehteile mit in der
Draufsicht kreisabschnittförmigen und parallel zueinander verlaufenden Aussparungen
möglich.
-
Vorteilhaft ist es, daß Jedes Zwischenstück in der Draufsicht die
Form des Kühlkörpers und einen Durchbruch zur Aufnahme des Halbleiterbauelementes
aufweist. Dadurch wird die Montage des Stapels und insbesondere die Realisierung
der flüssigkeitsdichten Mantellinien zur Trennung des Zuflußkanals von dem Abflußkanal
einfacher gestaltet.
-
Vorzugsweise wird Jedes Zwischenstück mit Öffnungen zwischen dem Durchbruch
und dem Zuflußkanal oder dem Abflußkanal versehen. Solche Öffnungen können zur Unterbringung
von Stroinzuführungen verwendet werden. Wenn Jedes Halbleiterbauelement beispielsweise
ein Thyristor ist, kann durch eine der Öffnungen Jedes Zwischenstückes eine Steuerleitung
gelegt werden. Weiterhin dienen die Öffnungen für den Zufluß von Kühlflüssigkeit
in den restlichen Hohlraum zwischen der Innenseite des Zwischenstückes, den angrenzenden
Kühlkörpern und dem Halbleiterbauelement und für deren Abfluß. Die Kühlflüssigkeit
in diesem restlichen Hohlraum verbessert die Kühlung und die Isolation Vorteilhaft
ist es, den Stapel mit zwei elektrisch isolierenden Bolzen vorzuspannen. Die Bolzen
verlaufen in Durchbrüchen in den Kühlkörpern, Zwischenstücken und Endplatten.
-
Durch die Bolzen ist bei der Montage des Stapels eine Zentrierung
der Kühlkörper, Zwischenstücke und Endplatten mögsich. Der zentrierte und vorgespannte
Stapel kann leicht in das Rohr eingeführt und an diesem befestigt werden. Dieser
Arbeitsgang kann unabhängig von der späteren Einspannung des Stapels in den Spannverband
ausgeführt werden. Die Montage der Halbleitersäule kann daher in mehreren Schritten
erfolgen.
-
Im folgenden wird die erfindungsgemäße flüssigkeitsgekühlte Halbleitersäule
beispielhaft anhand der Figuren 1 bis 5 na-
her erläutert. Die
in verschiedenen Figuren auftretenden gleichen Bauelemente sind mit gleichen Bezugszeichen
versehen.
-
In Figur 1 ist eine seitliche Ansicht mit Teilschnitt von der erfindungsgemäßen
flüssigkeitsgekühlten Halbleitersäule dargestellt. Die flüssigkeitsgekühlte Halbleitersäule
enthält einen Stapel 1 aus scheibenförmigen Halbleiterbauelementen 2 und Kühlkörpern
3. Die Halbleiterbauelemente 2 und die Kühlkörper 3 sind alternierend angeordnet,
wobei Jedes Halbleiterbauelement 2 zwischen zwei Kühlkörpern 3 liegt. Am oberen
Ende des Stapels 1 befindet sich ein Druckstück 4, das aus einer Druckplatte 4a
und einem dem Stapel 1 zugewandten Isolierstück 4b besteht. Das untere Ende des
Stapels 1 grenzt an eine Endplatte 5 aus einem elektrisch isolierenden Material,
beispielsweise Kunststoff. Der Stapel 1 ist in einem Gefäß 6 aus elektrisch isolierendem
Material, beispielsweise Kunststoff, untergebracht. Das Gefäß 6 ist ein Rohr, das
an seinem unteren Ende von der Endplatte 5 und an seinem oberen Ende von einer Endplatte
7 flüssigkeitsdicht verschlossen ist. Die Endplatte 7 besteht aus einem elektrisch
isolierenden Material, beispielsweise Kunststoff. Die Endplatten 5 und 7 sind mit
dem Rohr 6 verschraubt. Das Druckstück 4 ist in der oberen Endplatte 7 gleitend
angeordnet und liegt auf dem obersten Kühlkörper des Stapels 1 auf.
-
Der Stapel 1 ist von einem Spannverband 8 umgeben. Der Spannverband
8 besteht aus den Spannplatten 9 und 10, den Zugstangen 11 und einem elastischen
Spannelement 12. Das elastische Spannelement 12 ist in die Spannplatte 9 eingeschraubt.
Das elastische Spannelement 12, das in der DE-OS 1914 790 ausführlich beschrieben
ist, ist ein elastischer Kraftspeicher. Durch Einschrauben des Spannelementes 12
in Richtung des Stapels 1 wird auf den Stapel 1 eine Anpreßkraft ausgeübt. Der Stempel
13 des Spannelementes 12 Uberträgt im gespannten Zustand die Anpreßkraft vom Spannverband
8 über das Druckstück 4 auf den Stapel 1. Das Spann-
element 12
enthält Tellerfedern 14 und wirkt als elastisches Ausgleichselement. Durch Temperaturschwankungen
bedingte Längenänderungen in der Halbleitersäule werden durch das Spannelement 12
ausgeglichen. Die Zugstangen 11 durchsetzen Durchbrüche in den Spannplatten 9 und
10 und sind durch Muttern 15 mit den Spannplatten 9 und 10 verschraubt.
-
Jeder Kühlkörper 3 ist als Platte ausgebildet, die aus einer Kanalplatte
16 und einer Abdeckplatte 17 besteht.
-
In dem dargestellten Beispiel sind die Kanalplatte 16 und die Abdeckplatte
17 einander gleich. Die Platten 16 und 17 weisen mehrere parallele Nuten auf, die
miteinander fluchten und im zusammengesetzten Zustand die Flüssigkeitskanäle 18
ergeben. Die Breite der Kühlkörper 3 ist in der Schnittdarstellung geringer als
der Innendurchmesser des Rohres 6. Zwischen Jeweils zwei benachbarten Kühlkörpern
3 ist ein Zwischenstück 19 aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise
Kunststoff ~flüssigkeitsdicht angebracht. In Jedem Zwischenstück 19 ist ein Durchbruch
20, in dem das Halbleiterbauelement 2 untergebracht ist. Die Breite Jedes Zwischenstückes
19 entspricht der Breite Jedes Kühlkörpers 3. Der Stapel 1 ist im mittleren Bereich
des Rohres 6 angeordnet. Zwischen dem Stapel 1 und dem Rohr 6 sind beiderseits des
Stapels 1 die Zwischenräume 21 und 22 vorhanden, in die die Flüssigkeitskanäle 18
jedes Kühlkörpers 3 münden. Der Zwischenraum 21 ist der Zuflußkanal und der Zwischenraum
22 ist der Abflußkanal für die Flüssigkeitskanäle 18 aller Kühlkörper 3. Der Stapel
1 liegt vor und hinter der Schnittebene flüssigkeitsdicht an der Innenwand des Rohres
6 an. Der Zuflußkanal 21 und der Abflußkanal 22 sind daher flüssigkeitsdicht voneinander
getrennt. Der Zuflußkanal 21 und der Abflußkanal 22 werden durch den Stapel 1, das
Gefäß 6 und die Endplatten 5 und 7 begrenzt. In der Endplatte 7 ist eine Bohrung
23 als Zuflußöffnung vorhanden, die in den Zuflußkanal 21 mündet. Entsprechend ist
in der Endplatte 5 eine Bohrung
24 als Abflußöffnung vorhanden,
die in den Abflußkanal 22 mündet.
-
Die Kühlflüssigkeit, beispielsweise öl, strömt durch die Zuflußöffnung
23 in den Zuflußkanal 21. Vom Zuflußkanal 21 fließt das Öl durch die Flüssigkeitskanäle
18 aller Kühlkörper 3 und führt dabei die gesamte im Betriebszustand von den Halbleiterbauelementen
2 erzeugte Wärme ab. Das erwärmte öl strömt aus den Flüssigkeitskanälen 18 in den
Abflußkanal 22. Das Öl fließt aus dem Abflußkanal 22 durch die Abflußöffnung 24
aus der Halbleitersäule ab. Der Zuflußkanal 21 wirkt als Verteilkanal und der Abflußkanal
22 wirkt als Sammelkanal für das Öl. Der Stapel 1 teilt den Innenraum des Gefäßes
6, so daß der Zuflußkanal 21 und der Abflußkanal 22 etwa gleich groß sind. Der Zuflußkanal
21 und der Abflußkanal 22 weisen daher einen etwa gleich großen Querschnitt auf,
wodurch ein optimaler Durchsatz an Kühlflüssigkeit gewährleistet ist. Jedes Zwischenstück
19 besitzt vier Bohrungen 25 als oeffnungen zwischen dem Durchbruch 20 und dem Zuflußkanal
21. In Figur 1 weist Jedes Zwischenstück 19 Je eine Öffnung 25 nahe am oberen und
am unteren Rand des Zwischenstückes auf. Die beiden anderen öffnungen 25 liegen
in gleicher Höhe hinter den beiden dargestellten Öffnungen 25. Die Öffnungen 25
können auch als Nuten auf den Deckflächen Jedes Zwischenstückes 19 ausgeführt sein.
Durch die Öffnungen 25 fließt Öl in den restlichen Hohlraum, der sich zwischen dem
Halbleiterbauelement 2, der Innenwand des Zwischenstückes 19 und den beiden benachbarten
Kühlkörpern 3 befindet, und aus diesem in den Zuflußkanal 21 zurück. Das Öl nimmt
von dem Halbleiterbauelement 2 Wärme auf und verbessert die Isolation in dem Hohlraum.
Der Kühlflüssigkeitsdurchsatz durch die Öffnungen 25 ist im Vergleich zum Kühlmitteldurchsatz
durch die Flüssigkeitskanäle 18 Jedes Kühlkörpers gering. Durch die Öffnungen 25
werden auch Stromzuführungen für die Halbleiterbauelemente 2 gelegt. Die Stromzuführungen
werden durch je eine Öffnung 26 nahe am oberen und unteren Ende des Gefäßes 6
flüssigkeitsdicht
durch die Wand des Gefäßes 6 geführt.
-
Wenn Jedes Halbleiterbauelement 2 ein Thyristor ist, wird durch Jeweils
eine der Öffnungen 25 neben Jedem Halbleiterbauelement 2 eine Steuerleitung gelegt.
Dazu können weitere Öffnungen 26 durch die Gefäßwand geführt werden.
-
Durch das Kühl system der Haibleitersäule wird in einfacher Weise
die strömungsmäßige Parallelschaltung aller Kühlkörper 3 des Stapels 1 realisiert.
Der Fluß des Kühlmittels, beispielsweise öl, vom Zuflußkanal 21 zum Abflußkanal
22 erfolgt nur durch die Flussigkeitskanäle 18 aller Kühlkörper 3. Alle Zwischenstücke
19 schirmen die Zwischenräume zwischen Jeweils zwei benachbarten Kühlkörpern 3 vom
ölfluß zwischen dem Zuflußkanal 21 und dem Abflußkanal 22 ab. Jedes Zwischenstück
19 kann auch aus nur einer Platte bestehen, die flüssigkeitsdicht zwischen den beiden
Jeweils benachbarten Kühlkörpern 3 angebracht ist und in Figur 1 beispielsweise
der linken Schnittfläche des Zwischenstückes 19 entspricht. Die Gesamtheit derartiger
Zwischenstücke 19 bildet mit allen Kühlkörpern 3 auf der Innenwand des Gefäßes 6
zwei flüssigkeitsdichte Mantellinien 27, die in Figur 1 nicht erkennbar vor und
hinter der Schnittebene verlaufen. Durch die Flüssigkeitskanäle 18 aller Kühlkörper
3 fließt Öl gleicher Temperatur. Jede Wärmeübergangsfläche der Halbleiterbauele-.mente
2 wird deshalb von Öl gleicher Temperatur gekühlt.
-
Die Halbleiterbauelemente 2 weisen gleiche Sperrschichttemperatur
auf und sind durch die einfachen und wirkungsvollen Kühlkörper 3, die beispielsweise
auch gerippte Bleche sein können, hochgradig belastbar. Die Halbleiterbauelemente
2 können voll ausgenutzt werden. Auch bei stärkeren Ölströmen ergibt sich durch
die Kühlkörper 3 ein relativ niedriger Druckabfall.
-
In Figur 2 ist eine Draufsicht auf den in dem Gefäß befindlichen Stapel
der Halbleitersäule in der in Figur 1
angegebenen Ebene dargestellt.
In dem Gefäß 6 ist der Kühlkörper 3 angeordnet, dessen eine Hälfte in Gestalt der
Kanalplatte 16 in der Draufsicht sichtbar ist. Durch die Kanalplatte 16 verlaufen
vier zueinander parallele Flüssigkeitskanäle 18, die als Nuten in die Kanalplatte
eingearbeitet sind. Unter der Kanalplatte 16 befindet sich das benachbarte, deckungsgleich
angeordnete und daher nicht direkt sichtbare Zwischenstück 19. Jedes Zwischenstück
19 weist in der Draufsicht die gleiche Form wie Jeder der Kühlkörper 3 auf. Jeder
Kühlkörper 3 und Jedes Zwischenstück 19 in dem Stapel 1 weist zwei Bereiche 27 mit
fluchtenden Seitenflächen auf, die durch flüssigkeitsdichtes Anliegen an der Innenseite
des Gefäßes 6 zwei Mantelflächen bilden. Die Mantelflächen 27 sind kreisbogenförmig
und ihr Radius entspricht dem Innenradius des Rohres 6. Zwischen den Enden der kreisbogenförmigen
Mantelflächen 27 begrenzen zueinander parallele ebene Flächen 28 Jeden Kühlkörper
3 und Jedes Zwischenstück 19. Die flüssigkeitsdichten Mantelflächen 27, die von
der Endplatte 5 bis zur Endplatte 7 verlaufen (Figur 1), trennen den Zuflußkanal
21 und den Abflußkanal 22 voneinander. Der Zuflußkanal 21 und der Abflußkanal 22
werden in ihrem Querschnitt durch die ebenen Flächen28 und die Innenseiten des Rohres
6 begrenzt. Durch die symmetrische Querschnittsform aller Kühlkörper 3 und aller
Zwischenstücke 19 weisen der Zuflußkanal 21 und der Abflußkanal 22 Querschnitte
von gleicher Größe auf. Am Boden des Abflußkanals 22 befindet sich die Abflußöffnung
24 in der Endplatte 5. In dem Durchbruch 20 des Zwischenstückes 19 ist das Halbleiterbauelement
2 angeordnet.
-
In Figur 3 ist eine im Hinblick auf den Spannverband etwas abgeänderte
erfindungsgemäße Halbleitersäule in einer Seitenansicht mit Teilschnitt in der in
Figur 1 angezeigten Ebene dargestellt. Die Seitenansicht ist gegenüber derjenigen
von Figur 1 um 900 um die Stapelachse gedreht. Der Aufbau des Stapels 1 und seine
Anordnung im Spannverband 8
sind im Zusammenhang mit der Figur
1 ausführlich beschrieben. Der Stapel 1 wird durch zwei elektrisch isolierende Bolzen
29, die beispielsweise aus Kunststoff sind, vorgespannt. Die einander gegenüberliegenden
Bolzen 29 verlaufen parallel zueinander in Durchbrüchen 32 in der Endplatte 5, den
Kühlkörpern 3, den Zwischenstücken 19 und der Endplatte 7 und werden an ihren Enden
mit Muttern verschraubt.
-
Mit den Bolzen 29 werden die Kühlkörper 3, die Zwischenstücke 19 und
die Endplatten 5 und 7 des Stapels 1 auch zentriert. Das Vorspannen und Zentrieren
des Stapels 1 mit den Bolzen 29 ermöglicht die Montage der Halbleitersäule in mehreren
Schritten. Der vorgespannte Stapel 1 wird in das Gefäß 6 eingesetzt und die Endplatten
5 und 7 verschließen das Gefäß 6 flüssigkeitsdicht. Der in dem Gefäß 6 untergebrachte
Stapel 1 kann später endgültig in den Spannverband 8 eingespannt werden. Alle Kühlkörper
3 und alle Zwischenstücke 19 bilden die beiden flüssigkeitsdichten, als Mantellinien
sichtbaren Mantelflächen 27, die den Zuflußkanal 21 und den Abflußkanal 22 voneinander
trennen (Figur 2). Jeder Kühlkörper 3 besteht aus einer Kanalplatte 16 und aus einer
Abdeckplatte 17, die einander gleich sind. In die beiden Platten 16 und 17 sind
Nuten eingebracht. Die miteinander fluchtenden und einander zugewandten Nuten bilden
die Flüssigkeitskanäle 18. Um ein genaues zentrisches Aufsitzen Jedes Halbleiterbauelementes
2 auf einem der benachbarten Kühlkörper 3 zu erreichen, ist in die Mitte der Oberseite
Jeder Abdeckplatte 17 ein kleiner Zentrierstift 30 eingesetzt, der in eine kleine
Vertiefung in der Mitte der angrenzenden-Wärmeübergangsfläche des Halbleiterbauelementes
2 eingreift.
-
In Figur 4 ist die spezielle Ausbildung eines ZwischenstUkkes in der
Draufsicht dargestellt. Das Zwischenstück 19 weist auf seiner Außenfläche zwei einander
gegenüberliegende kreisbogenförmige Bereiche auf, die Teile der mit entsprechenden
Bereichen aller Kühlkörper 3 gebildeten Mantelflächen 27 sind. Zwischen den Enden
der Mantelflächen 27 ver-
laufen zueinander parallele ebene Flächen
28. Auf Jeder Deckfläche des ZwischenstUckes 19 verläuft parallel zu Jeder der beiden
Kanten, die die Deckfläche mit den Flächen 28 bildet, eine Dichtlippe 31. Jede der
beiden Dichtlippen 31 verläuft auf dem kürzesten Weg zwischen zwei gegenüberliegenden
Enden der beiden Mantelflächen 27. Die Dichtlippen 31 ermöglichen eine Verbesserung
der flüssigkeitsdichten Abdichtung zwischen den Zwischenstücken 19 und den benachbarten
Kühikörpern 3. Bei Abweichung der Planparallelität der aufeinanderliegenden Dichtungsflächen
können die Dichtlippen 31 die aufgetretenen Toleranzen ausgleichen. In dem Zwischenstück
19 befinden sich zwei Durchbrüche 32 für den Durchgang der Bolzen 29. Zwischen einer
der Flächen 28 und dem Durchbruch 20 befinden sich vier Öffnungen 25, von denen
Jeweils zwei paarweise übereinander liegen.
-
In Figur 5 ist das in Figur 4 beschriebene Zwischenstück in der Seitenansicht
dargestellt. Das Zwischenstück 19 weist auf Jeder seiner Deckflächen Je zwei Dichtlippen
31 auf. Zwischen einer der Flächen 28 und dem Durchbruch 20 befinden sich vier Öffnungen
25. Hinter den beiden eingezeichneten Öffnungen 25 liegen zwei weitere Öffnungen
25.
-
Bei zusätzlicher Unterbringung der verspannten Halbleitersäule in
einem Ölkessel kann das flüssigkeitsdichte Anbringen der Endplatten 5 und 7 am Gefäß
6 entfallen. In diesem Fall ist zwischen den Endplatten und dem Gefäß ausströmendes
Öl nicht störend. Das Öl wird in einer Rückkühlanlage gekühlt. Die Halbleitersäule
wird durch von der Rückkühlanlage zurückströmendes kaltes Öl gekühlt.
-
Das von der Rückkühlanlage kommende Öl fließt durch die Zuflußöffnung
23 in den Zuflußkanal 21. Der Abfluß des Öls aus dem Abflußkanal 22 kann außer durch
die Abflußöffnung 24 durch weitere in die an den Abflußkanal 22 grenzende Wand des
Gefäßes 6 einzubringende Durchbrüche in den Ölkessel erfolgen, der die Halbleitersäule
umgibt.
-
Die erfindungsgemäße flüssigkeitsgekühlte Halbleitersäule ist für
die Verwendung in der gesamten Stromrichtertechnik bestimmt.