SU764622A3

SU764622A3 - Охладитель

Info

Publication number: SU764622A3
Application number: SU772455467A
Authority: SU
Inventors: Хайде Вилфрид; Мюллер Фридрих; Отто Клаус; Саланки Тибор
Original assignee: Сименс Аг (Фирма)
Priority date: 1976-04-23
Filing date: 1977-02-25
Publication date: 1980-09-15
Also published as: GB1515658A; CH607331A5; ATA85677A; FR2349215A1; AT349570B; BE853758A; NL7702481A; JPS52130289A; DK153577A; NO770943L; FR2349215B1; SE7703845L; US4161213A; CA1086865A; DE2617776A1; ZA772171B; IT1084475B; SE432163B

Description

1

Изобретение относитс к полупроводниковым приборам, в частности, к охладител м дл охлаждени полупроводниковых приборов, преимуйественно тиристоров.5

Известен охладитель, имеющий сердечник цилиндрической формы с входным и выходным отверсти ми. На к кдой торцовой поверхности установлена крышка, противопо.пожна сердечнй- 10 ку, сторона которой образует поверхность , предназначенную дл теплового контакта с тиристором, а на обращенной к сердечнику стороне расположены концентрические пазы дл охлаждающей $ жидкости, которые проход т от впускного к выпускному отверстию. Сердечник и крышки герметично соединены кольцевыми св з ми, выполненными на заклепках l .JK)

У известного охладител все конструкционные части ДО.ПЗХНЫ изготовл тьс на товарных автоматах, и требуетс лишь доработка на сверлильнорасточных станках. Несмотр на до- 25 вольно высокую степень автоматизации, изготовление известного охладител относительно дорогосто щее. Особые трудности представл ет изготовление еплопередающих поверхностей крьаиек,

которые должны быть плоскикш и параллельными . В результате требуетс подвергать уже собранные на заклепках охладитель шлифовке, чтобы получить Tpe6yeNbie теплопередающие поверхности . Тем самым возникает необходимость в дополнительной рабочей операции, св занной с издержками рабочего и станочного времени.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс охладитель, преимущественно дл ти|ристора , содержшций сердечник из металла с двум пЬотивоположными теплоПередающилш торцовыми поверхност ми , предназначенными дл теплового контакта с тиристором и с каналами дл хладагента, выполненными параллельно торцовым поверхност м между противоположными боковыми поверхност ми и соединенными с входным и выходным отверсти ми, при этом концы сЬегёДйих каналов соединены выемка.ми в форме пазов, расположенньоти в боковых поверхност х и герметично закрытыми металлическими пластинами 2.

В известном охладителе все сквозные каналы и выемки лежат в одной ;ш10скости. Эффективность охлаждени

такого охладител ограничена эффективной длиной каналов дл хладагента , при этом дл увеличени длины нельз размещать как угодно много каналов дл хладагента друг возле друга, так как рассто ние между каналами нельз сделать как угодно малым , иначе, во-первых, будет мала механическа прочность охладител , во-вторых, будет увеличено тепловое сопротивление.

Цель изобретени - повышение эффективности охлаждени .

Это достигаетс тем, что в охладителе , преимущественно дл тиристора , содержащем сердечник из металла с двум противоположными теплопередающими торцовыми поверхност лв, предназначенными дл теплового контакта с тиристорами, и каналами дл хладагента, выполненнылвд параллельно торцовым поверхност м между противоположными боковыми поверхност ми соединенными с входным и выходным отверсти ми, при этом концы соседних канальв соединены выемками в форме пазов, расположенными в боковых поверхйост х и герметично закрытыми металлическими пластинами, канйлы выполнены в виде двух групп, кажда из которых вл етс близлежащей к одной из теплопередающих торцовых поверхностей, и концы каналов, близлежащих к одной теплопередающей поверхности, соединены выемками на одной боковой повёрзсности сердечййКа, а концы каналов, близлежащих к различным теплопередающим поверхност м на другой боковой поверхности, при этом металлические пластины закреплены в паЗах посредством электроннолучевой сварки.

Каналы имеют различное сечение. На фиг. 1 изображена перва бокова сторона охладител с выемками, не закрытыми пластинами; на фиг. 2 втора бокова сторона; на фиг. 3 вид на одну из теплопередающих поверхностей , причем с левой стороны показан вырыв по линии А-А на фиг. 1, а с правой стороны - вырыв по линии В-В на фиг. 2; на фиг. 4 - та же бокова сторона охладител , что и на фиг- 1/ но с выемками, закрепленными металлическими Пластинами; на фиг. 5 - то же, что и на фиг. 3, но с па;зами, закрытыми металлическими ,

пЯас:т1йГНаСйЙ;

Охладитель состоит из сердечника 1, имеющего форму пр моугольного параллелепипеда и представл ющего собой отрезок фасонной стали, его обе торцовые теплопередающие поверхности плоские и параллельные. В сердечнике проделаны сквозные каналы 2 и . 3 на растбчно-сверлильном станке, в данном П15имере выполнени имеют пр молинейную форму и проход т параллельно от одной боковой поверхности 4 к противоположной боковой поверхности. При этом каналы расположены на двух уровн х/ каналы 2 относ тс к одной из служащих в качестве теплопередающих поверхностей торе цовых сторон 5, аканалы 3 вл ютс близлежащими к другой торцовой стороне 6.

Представленный в примере выполнени охладитель рассчитан на охлаждение таблеточных тиристоров, котоЕ ле прижимаютс к обоим торцам сердечника . .

Каналы 2 и 3 соединены попарно выемками 7 и 8 соответственно, имеющими форму пазов, которые расположены на боковых сторонах. За счет этого получаетс зигзагообразный или имеющий форму меандра путь тока хладагента через сердечник 1. Пазы 7 и 8 могут быть получены путем фрезеровани или электрохимическим способом, что не св зано с особыми затратами рабочего и станочного времени. В сердечнике 1 помимо каналов 2 и 3 выполнены еще два канала 9 и 10, которые соединены с каналами 3, пазами 11 и 12. На боковую поверхность 13, противоположную поверхность 6 выход т каналы 2 и 3, близлежащие различным теплопередающим поверхност м 5 и 6 соответственно. Эти каналы соединены выемками 14. Кроме того, на боковую поверхность 13 выходит входной канал 9 и выходной канал 10, которые оканчиваютс углублением 15 и 16 соответственно . В данном случае входное и выходное углублени расположены на оЛной и той же боковой поверхности 13.

Дл герметизации выемок по отношению к проникновению жидкого хладагента и тем самым дл замыкани путей потока предусмотрены стальные пластин- ки 17. Стальные пластинки 17 могут быть соединены, в пазах 7, 8, 11, 12, 14 посредством склейки или пайки . Особенно предпочтительным оказалось показанное на фиг. 4 сварное соединение со швами 18, где стальные пластинки 1, 7 соединены с сердечником 1 в пазах 7, 8, 11, 12, 14 посредством сварки электронным лучом. За счет этого закрыти пазов отдельными стальными пластинками 1, 7 при сохранении простоты изготовлени практически предупреждаетс образование трудногерметизируемых по отношению к проникновению жидкого хладагента зазоров, в которых может возникать щелева коррози .

На боковой поверхности 13 расположена входной 19 и выходной 20 патрубки .

Охладитель может быть изготовлен из меди, ;алюмини или нержавеющей стали и тем с.амым использоватьс в качестве проводника тока, как это требуетс при последовательном включе .нии дисковых тиристоров.

Охладитель может быть выполнен с сердечником цилиндрической фор№1 или с сердечником, имеюпшм в сечении другую форму. Кроме того, охладитель может быть выполнен с изогнутыми под углом каналакт, которые могут быть получены путем сверлени сердечника 1 с различных направлений.

Тем самым пути тока могут быть удлинены, за счет чего может достигатьс изменение расхода хладагента и падение давлени в охладителе. Кроме того, диаметр сверлений может быть различным. Можно, например, выполнить каналы, расположенные .ближе к середине сердечника 1, с большим диаметром, чтобы получить там более интенсивный теплообмен, который обеспечивает более быстрый отвод тепла, эа счет чего охладитель может быть особо приспособлен дл охлаждени таблеточного тиристора.

Размещение двух групп охлаждающих каналов, кажда из которых вл етс близлежащей к одной из теплопередающих поверхностей, позвол ет при одинаковом рассто нии между охлаждающики каналами одной плоскости выпо лнить каналы в целом с двойной длиной в охладителе. Этим самым при одинаковом диаметре каналов и одинаковой скорости потока примерно втрое возрастает отвод тепла. Путем соединени сквозных каналов двух различных групп между собой достигают того, что обе предусмотренные дл теплового контакта с тиристором поверхности удерживаютс при одной и той же температуре.

Закреплением металлических деталей посредством электронного луча достиггиот сварочного соединени , не имеющего зазора. Электронный луч при сварке может быть установлен таким образом, что желаема глубина сварки точно выдерживаетс . Этим самым предотвращаетс щелева коррози , котора посто нно представл ет проблему из-за агрессивных свойств хладагента , например, часто примен емой деионизованной води.

При отдельном закрытии каждого паза, соедин ющего каналы, удаетс , кроме того, избежать трудногерметизируе ых зазоров внутри охладител . Позтому у данного охладител фактически предупреждаетс возникновение

щелевой коррозии. Кроме того, охладитель может быть без особых дополнительных конструкционных издержек рассчитан путем изменени диаметра отдельшлх каналов или за счёт их соот5 ветствукмцей трассировки на большой расход хладагента, например более 10 л/мин, или на малый расход, напри tep менее 2 л/мин, и Гб Ьльшл частки теплопередаю11б1х повёрхнЪстей IQ могут охлаждатьс интенсивней за счет выбора различных диаметров каналов .

Claims

1. Охладитель, преимущественно дл тиристора, содержащий сердечник из кюталла с двум противоположными теплопередающиМи торцовыми поверхност ми , предназначенными дл теплового контакта с тиристором, и каналами дл хладагента, выполненными параллельно теплопередающим торцовым I поверхност м между противоположными

(боковыми поверхност ми и соединенными с входным и выходным отверсти ми, при зтом концы соседних каналов соединены выемками в форме пазов, расположенныг в боковых поверхност х

и герметично закрытыми металлическими пластинами, отличающийс тем, что, с целью повьмени зффективности охлаждени , каналы выполнены в виде двух групп, кажда

из которых вл етс близлежащей к одной из теплопередающих торцовых поверхностей, при этом концы каналов, близлежащих к одной из теплопередающей поверхности,соединены выемками на одной боковой поверхности сердечника , а концы каналов, близлежащих к различным теплрпередающим поверхност м - на другой боковой поверхности , при этом металлические пластины закреплены в пазах посредством

электроннолучевой сварки.

2. Охладитель по п.1, отличающийс тем, что каналы имеют различные сечени .

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3643131, кл. 317-100, опублик. 1972.

2.Патент США № 1490706,

кл. 18-17, опублик. 1924 (прототип). -М/ S 11 V в А-ч-м :

ериеЛ