Блок преобразовательной установки

 

БЛОК ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ , содержащий полупроводниковые вентили, укрепленные на внешней стороне Изолированных один от другого кольцевых радиаторов, образующих общую теплообменную камеру, частично заполненную теплоносителем, внутри которой установлена циркуляционная труба, и конденсатор паров теплоносителя , отличающийся тем, что, с целью увеличения интенсивности теплоотдачи , компактности и надежности в работе, указанный конденсатор установлен снаружи теплообменной камеры , отверстия для слива конденсата в циркуляционной трубе выполнены на уровне верхней части конденсатора, а над указанными отверстиями установлена дырчатая перегородка, образующая в верхней части блока камеру для сбора неконденсирую1цих газов, причем высота конденсатора L и ширина кольцевого зазора с между внутренней стенкой конденсатора и циркуляционной трубой находятся в соотношении /L/«Лг 150-240.

СОЮЭ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU,, 1163394 А

4(51) Н 01 L 25 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

1 (21) 3589767/24-07 (22) 16.05.83 (46) 23.06.85. Бюл. В 23 (72) А.Н.Алабовский, P.Ñ.Ìåðåñìàà, В.Ф.Мокляк, М.К.Безродный, В.М.Спирка и С.С.Волков (71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им.50-летия Великой

Октябрьской социалистической революции (53) 621.314.632(088 ° 8) (56) Патент Швейцарии 9 411118, кл. 21 d 12/04 ° опублик. 1968.

Авторское свидетельство СССР

9 552648, кл. Н 01 Ь 25/02, 1977. (54)(57) БЛОК ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ, содержащий полупроводниковые вентили, укрепленные на внешней стороне изолированных один от другого, кольцевых радиаторов, образующих общую теплообменную камеру, частично заполненную теплоносителем, внутри которой установлена циркуляционная труба, и конденсатор паров теплоносителя, отличающийся тем, что, с целью увеличения интенсивности теплоотдачи, компактности и надешности в работе, указанный конденсатор установлен снаружи теплообменной камеры, отверстия для слива конденсата в циркуляционной трубе выполнены на уровне верхней части конденсатора, а над указанными отверстиями установлена дырчатая перегородка, образующая в верхней части блока камеру для сбора неконденсирующих газов, причем вы- 3 сота конденсатора L и ширина кольцевого зазора d между внутренней стенкой конденсатора и циркуляционной трубой находятся в соотношении . L/ et=

=150-240.

1163394 .

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике, в частности к электрическим.преобразователям с испарительным охлаждением мощных полупроводниковых приборов.

Цель изобретения — увеличение интенсивности теплоотдачи, компактности и .надежности в работе.

На фиг. 1 изображен блок преобразовательной установки, поперечный 10 разрез; на фиг.2 — зависимости, характеризующие изменение интенсивности теплообмена по высоте конденсатора, на фиг.3 -зависимости коэффициентов теплоотдачи от параметра /, ". 15

Блок состоит из ряда трубчатых радиаторов 1 с полупроводниковыми вентилями 2, разделенными посредством изоляторов 3. Снаружи испарительной камеры расположен конденсатор 4 20 типа труба в трубе. Все элементы, образующие теплообменную камеру, собираются в один герметичный блок, стянутый при помощи циркуляционной трубы .5, имеющей отверстия Ь и 7 для 25 впуска конденсата, располагающийся на основании 8. В циркуляционной трубе образована байпасная камера 9 при помощи дырчатой перегородки 10. Циркуляционная труба и внутренняя стенка 11 конденсатора длиной L образуют кольцевой канал постоянного поперечного сечения шириной d" причем L,/

=150-240.

Устройство работает следующим образом.

При прохождении тока через вентили

2 они нагреваются и передают тепло радиаторам 1, которые отдают его охлаждающей жидкости. Последняя закипа-4О ет, образовавшийся пар поднимается вверх и конденсируется на стенке 11.

При небольших плотностях теплового потока пленка конденсата стекает вниз. С увеличением нагрузки, когда скорость парового потока-превышает скорость "захлебывания", происходит увлечение образовавшегося конденсата вверх, подача его к отверстиям 6,слив

В циркуляционную трубу и.подвод к ох-у) лаждаемым элементам через отверстия

7, т.е. замыкается испарительно-конденсационный цикл. Расположение отверстий для слива конденсата в верхней части конденсатора способствует получению высоких скоростей циркуляции за счет увеличения высоты гидростатического столба жидкости в циркуляционной трубе, а, следовательно, и увеличению теплопередающей способности устройства.

С целью установления оптимальных соотношений ширины кольцевого канала и высоты конденсатора проводят специальные исследования. Для этого изучают закономерности распределения локального теплообмена при конденсации кольцевого восходящего потока различных промежуточных теплоносителей (фреонов-11 и 113, этанола), а также влияния отношения L /д" на интенсивность теплоотдачи.

Вдоль поверхности теплообмена (фиг.2) можно выделить два характерных участка (с постоянной и изменяющейся интенсивностью теплообмена), соответствующих омыванию поверхности конденсатора пленкой, жидкости и практически однофазной средой - конденсатом, т.е. существует минимальная высота, начиная с которой в кольцевом канале движется только конденсат. Участок поверхности конденсатора за этой точкой является балластным, так как на нем конденсация практически не происходит. В этом месте и должны располагаться отверстия для слива конденсата в циркуляционную трубу.

В диапазоне L/ д" = 150-240 (фиг ° 3) интенсивность теплоотдачи самая высо- кая, поэтому размеры конденсатора должны выбираться исходя из этого, установленного экспериментально,факта.

Исследования теплообмена при конденсации паров фторсодержащих жидкостей в этих условиях показывают, что по сравнению с базовым объектом интенсивность теплоотдачи в 5-6 раз выше, и, практически, полная конденсация пара происходит на длине зоны конденсации L =(150-240)d".

Известно также, что в такой испарительной системе в процессе работы образуются неконденсирующиеся газы, которые, в свою очередь, циркулируя, вместе с промежуточным теплоносителем, ухудшают теплообменные характеристики устройства. Наличие байпасной камеры 9 и перегородки 10 позволяют исключить неконденсирующиеся примеси из циркуляции, так как они имеют возможность проникать через отверстия в перегородке и скапливаться в камере.

1163394

Предлагаемое устройство просто в эксплуатации, не требует разборки при, нарушениях и неисправностях в системе охлаждения вследствие ее наружного расположения, компактнее базового образца, так как нет необходимости в разграничительном (сепарационном) участке, а осуществление конденсации в узком кольцевом канале позволяет уменьшить поперечные габариты блока преобразовательной установки и увеличить интенсивность теплообменна в 5-6 раз. Ис5 ключение разборок и возможности попадания охлаждающей воды в про" межуточный теплоноситель повыша= ет надежность устройства в целом.

ll63394

Ч,О

3,0

2,0

Фиг.2

1163394 фиг.3

Составитель Н.Нестеренко

Редактор Н.Бобкова Техред О.Неце Корректор В.Синицкая, Заказ 4109/51 Тираж 679 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óêãîðîä, ул.Проектная, 4