NO770943L - Kj¦leboks for tyristor. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en kjøleboks for tyristor med minst §n varmeovergangsflate som er bestemt for varmeledende forbindelse med tyristoren, og med en kjerne av metall, inneholdende strømhingsveier for et kjølemedium fra en innløps- til en utløpsåpning.

Slike kjølebokser, som særlig brukes til kjøling av.skivetyristorer, er kjent fra DT-OS 2 116 302. Disse kjølebokser har en sylindrisk kjerne hvor inn- og utløpsåpningen munner ut i hver sin boring som tjener som samlerom og strekker seg fra kjernens ene endeflate til den annen. På hver endeflate av kjernen er der påsatt et lokk hvis fra kjernen bortvendte flate danner varmeovergangs-flaten til forbindelse med tyristoren, og hvor der i den flate som vender mot kjernen, er utformet strømningsveier som har form av ringformede konsentriske spor og forløper fra det ene samlerom til det annet. Den sylindriske kjerne og lokkene med strømningsveiene holdes væsketett sammen av ringnagleforbindelser. Disse kjølebokser benyttes til kjøling av enkelte skivetyristorer som innspennes mellom to og to kjølebokser, eller også blir de anvendt til kjøling av flere skivetyristorer i såkalte tyristorsøyler hvor skive-tyristorene er stablet og innspent ved siden av hverandre og der på hver skive av en skivetyristor er innføyet et kjølelegeme som ligger an mot skivetyristoren med sin varmeovergangsflate. En slik tyristorsøyle er f.eks. kjent fra DT-OS 1 914 790.

Ved den kjente kjøleboks lar alle komponentene seg fremstille

i dreieautomater, og der behøves bare en viderebearbeidelse i boreverk. Til tross for denne vidtgående automatisering blir produk-

sjonen av den kjente kjøleboks relativt dyr. Særlig byr fremstil-lingen av lokkenes varmeovergangsflater på vanskeligheter, idet de skal være plane og parallelle. I alminnelighet kreves det å under-kaste den allerede klinkede kjøleboks en slipeprosess for å få egnede varmeovergangsflater. Det betyr en ekstra arbeidsoperasjon som krever særskilt personell og maskineri.

Der har (i tysk patentsøknad P 25 23 232.0) vært foreslått en kjøleboks for tyristor med sylindrisk kjerne av varmeledende materiale, hvor der i det minste tilnærmet i minst ett plan for-løper strømningsveier og hvert plan ligger i nærheten av en endeflate av kjernen og i det minste tilnærmet parallelt med denne, og med en tilhørende varmeovergangsflate som er bestemt for en varmeledende forbindelse med en tyristor, samtidig som der i kjernen finnes to uttagninger som henholdsvis en innløps- og en utløps-åpning munner ut i, og strømningsveiene i hvert plan forløper fra den ene uttagning til den annen. Kjøleboksen_ifølge den nevnte søknad erkarakterisert vedat uttagningene er anordnet i den sylindriske kjernes mantel, at minst én endeflate av kjernen er utformet som varmeovergangsflate, at strømningsveien utgjøres av i det minste stykkevis rettelinjede boringer, og at kjernen er om-gitt av et hulsylindrisk formstykke som dekker uttagningene, og hvori innløps- og utløpsåpningene er anordnet, og som er kjølemiddel-tett forbundet med kjernen. Ved denne kjøleboks kan hver boring, strekke seg rettlinjet fra den ene uttagning til den annen. Kjøle-boksen har produksjonstekniske fordeler. I spalten mellom kjerne og hulsylindrisk formstykke kan der imidlertid inntre korrosjon, så-kalt spaltekorrosjon, da spalten bare vanskelig lar seg avtette mot inntrengende flytende kjølemedium.

Der foreligger den oppgave å utforme en kjøleboks av den'inn-ledningsvis nevnte art slik at den kan fremstilles på enkel måte, spesielt også i serieproduksjon.

Ifølge oppfinnelsen blir denne oppgave løst ved at minst én endeflate av kjernen er utformet som varmeovergangsflate, at der finnes en strømningsvei bestående av gjennombrudd som forløper i kjernen, og hvorav minst to og to er forbundet innbyrdes via sporformede uttagninger i kjernens mantel, og at hver uttagning er tildekket og kjølemiddeltett forbundet med et særskilt flateformet metallstykke. Fortrinnsvis er hvert metallstykke forbundet med den tilhørende uttagning ved elektronstrålesveising.

Ved kjøleboksen ifølge oppfinnelsen blir kjernen likedan som ved den nevnte foreslåtte kjøleboks kappet av fra et profilmateriale og kan i den forbindelse allerede bearbeides slik at dens endeflater som skal danne;varmeovergangsflater, blir plane og innbyrdes parallelle. Gjennombruddene i kjernen blir så tilveiebragt ved elektrokjemisk tæring eller med et boreverktøy. Med elektrokjemisk tæring kan der også realiseres krumme gjennombrudd. Gjennombruddene blir å forbinde med hverandre ved hjelp av spor som utformes i kjernens mantel, noe som kan gjøres ved fresning eller elektrokjemisk. Fortrinnsvis forløper gjennombruddene rettlinjet fra den ene uttagning til den annen, og det blir da mulig å få en siksak-eller meanderformet strømningsvei for. kjølemediet av en lengde som kan endres ved tilsvarende valg av gjennombruddslinjenes form. Uttagningene blir så å tildekke og forbinde kjølemiddeltett med plate-formede metallstykker. Den kjølemiddeltette forbindelse kan tilveie-bringes ved lodding, klebning og spesielt ved en elektronstrålesveising. Ikke ved noen av de anførte produksjonsskritt behøves noen særlig påkostning til personell og maskineri, og der kan i den forbindelse spesielt henvises til den enkle bearbeidelse av kjernens endeflater, hvormed man uten. vanskelighet kan unngå avvik fra plan form og avvik fra parallellitet av. varmeovergangsf låtene, hvortil kommer den enkle kjølemiddeltette forbindelse mellom de tildekkende metallstykker og sporene som forbinder boringene. En billig serieproduksjon av kjøleboksen blir dermed mulig. Med den særskilte tildekning av hvert spor som forbinder gjennombruddene, unngår man dessuten spalter som vanskelig lar seg avtette i det indre av kjøle-boksen. Ved kjøleboksen ifølge oppfinnelsen er spaltekorrosjon der-for praktisk talt unngått. Dessuten kan kjøleboksen uten ekstra konstruktiv påkostning bare ved endring av diameteren av enkelte gjennombrudd eller ved passende valg av gjennombruddslinjenes form utføres for en sterk kjølemiddelstrøm, f.eks. mer enn 10 l/min, eller for en svakere kjølemiddelstrøm, f.eks. for mindre enn 2 l/min, og ved valg av forskjellig diameter av gjennombruddene lar det seg gjøre å kjøle spesielle områder av varmeovergangsflåtene intenst. Kjøleboksen ifølge oppfinnelsen kan lages av kobber, aluminium eller ikke-rustende stål, hvorved den samtidig kan anvendes til strøm-føring, slik det kreves i en seriekobling av skivetyristorer.

I det følgende vil kjøleboksen ifølge oppfinnelsen bli belyst nærmere ved et utførelseseksempel som er anskueliggjort på tegningen. Kjernen hos den viste kjøleboks har form av et rettvinklet parallell-epiped. Det skal her fremheves at kjøleboksen ifølge oppfinnelsen også vil kunne realiseres med en kjerne av annen tverrsnittsform, f.eks. sylindrisk.

Fig. ia og lc viser motstående flatsider la og lb av kjernen

1 hos en kjøleboks ifølge oppfinnelsen på et fremskredet produk-sjonsstadium. På fig. lb ses kjernen fra den ene av bredsidene som danner varmeovergangsflater lc, og delvis i snitt langs linjen Ic-Ic på fig. la til venstre og langs linjen Ig-Ic på fig.lc til høyre. Den parallellepipediske kjerne 1 blir kappet av fra et stålprofil og i den forbindelse uten særskilt maskinell påkostning og uten tidskrevende ekstra arbeidsoperasjoner bearbeidet slik at dens to endeflater lc som skal danne varmeovergangsflater, er plane og innbyrdes parallelle. Derpå ble der i et boreverk uttatt gjennombrudd i form av boringer 2 som i utførelseseksempelet forløper rettlinjet og innbyrdes parallelt fra sideflaten■la til den motstående sideflate lb. I utførelseseksempelet er boringen 2 anordnet i to plan tilordnet hver sin av endeflatene lc som danner varmeovergangsflater. Den eksempelvis viste kjøleboks er dermed utført for kjøling av skivetyristorer som presses mot de to endeflater lc av kjernen. Det skal her bemerkes at kjøleboksen også lar. seg realisere med boringer som oppviser knekker som dem det er mulig å få om man borer inn i kjernen 1 fra forskjellige retninger. Dermed kan strøm-ningsveiene i kjernen forlenges, hvorved det lar seg gjøre å endre kjølemiddelstrømmen og trykkfallet i kjøleboksen. Dessuten kan boringenes diameter være forskjellige. F.eks. kan man velge dia-metrene i nærheten av sentrum av kjernen 1 større for her å få en mer intens varmeovergang som bevirker en sterkere varmebortføring, hvorved kjøleboksen blir spesielt tilpasset kjølingen av en skivetyristor. For oversiktens skyld er disse utførelsesvarianter ikke vist særskilt på tegningen.

To og to boringer 2 er forbundet ved sporformede uttagninger

3 anordnet i sideflatene la og lc. Man får dermed en siksak- eller meanderformet strømningsvei for kjølemediet gjennom kjernen 1. Sporene 3 kan være freset inn eller uttatt på elektrokjemisk vei. Heller ikke dette er forbundet med noen særskilt påkostning til personell og maskineri. Dessuten•munner to og to boringer 2 ut i fordypninger 4, hvori der f.eks. kan være innsveiset innløps- resp. utløpsstusser. I utførelseseksempelet er innløps- og utløpsstussene4a og 4b anbragt på samme sideflate lb av kjølelegemet. Til å avtette de sporformede uttagninger 3 og dermed til komplettering av strømningsveien tjener små stålplater 5 som kan ses på fig. 2a-2c, som forøvrig viser det samme som de respektive figurer la-lc. Stålplatene 5 kan være innklebet eller, innloddet i sporene 3. Noe som har vist seg særlig gunstig, eir. den på fig. 2 antydede sveiseforbindelse med sveisesømmene 5a, hvor stålplatene 5 er fastspent i sporene 3 ved elektronstrålesveising..Ved hjelp av denne tildekning av de enkelte spor 3 med særskilte stålplater 5 unngår man i forbindelse med en enkel produksjon praktisk talt at der dannes spalter som er vanskelige å avtette mot kjølemedier, og hvor der kan inntre spaltekorrosjon.

Claims (5)

1. Kjøleboks for tyristorer med minst én varmeovergangsflate som er bestemt for varmeledende forbindelse med tyristoren, og med en kjerne av metall hvori der forløper strømnings veier, for et kjøle-medium fra en innløpsåpning til en utløpsåpning,karakterisert vedat minst én endeflate (lc) av kjernen (1) er utformet som varmeovergangsflate, åt der finnes en strømningsvei bestående av gjennombrudd (1) som forløper i kjernen, og hvorav minst to og to nabo-gjennombrudd er forbundet med hverandre via sporformede uttagninger (3) i kjernens mantel (la, lb), og at hver uttagning er tildekket og kjølemiddeltett forbundet med et særskilt plateformet metallstykke (5).

2. Kjøleboks som angitt i krav 1,karakterisertved at hvert metallstykke (5) er forbundet med den tilhørende uttagning (3) ved en elektronstrålesveis (5a) .

3. Kjøleboks som angitt i krav 1 eller 2,karakterisert vedat hvert gjennombrudd (2) strekker seg rettlinjet fra en uttagning (3) til en annen.

4. Kjøleboks som angitt i et av kravene 1-3,karakterisert vedat gjennombruddene (2) har forskjellige tverrsnitt.

5. Kjøleboks som angitt i et av kravene 1-4,karakterisert vedat kjernen (1) har rettvinklet parallellepipedisk form, og at uttagningene (3) bare er anordnet i to motstående side-flater (la, lb) av parallellepipedet.