DD158451A1

DD158451A1 - PLATE WATER EXCHANGE FOR ELECTRICAL MACHINES

Info

Publication number: DD158451A1
Application number: DD22543780A
Authority: DD
Inventors: Hubertus Sowieja; Hans Trepte
Original assignee: Hubertus Sowieja; Hans Trepte
Priority date: 1980-11-25
Filing date: 1980-11-25
Publication date: 1983-01-12

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Plattenwaermetauscher fuer mittlere und grosse elektrische Maschinen, bei denen der Waermetauscher mit dem Gehaeuse der elektrischen Maschine vereinigt ist. Die Erfindung ist auch im Transformatorenbau und Einrichtungen mit aufgesetztem Waermetauscher anwendbar. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, dass durch eine neue Formgebung der Waermetauscherplatten, des Gehaeuses und der Abdichtung der Waermetauscherplatten-Gehaeuse eine groessere kuehltechnische und materialmaessige Effektivitaet erreicht wird. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass zur leichteren Montage und Reinigung Front- und Heckplatte geteilt oder im ganzen abnehmbar sind, die senkrechten Einschubkuehlbleche axial gewellt sind und die Stabilisierung dieser Bleche durch Drahtgitter horizontal und vertikal erfolgt.The invention relates to a plate heat exchanger for medium and large electrical machines in which the heat exchanger is combined with the housing of the electric machine. The invention is also applicable in Transformatorenbau and facilities with attached heat exchanger. The object of the invention is that by means of a new shaping of the heat exchanger plates, the housing and the sealing of the heat exchanger plate housing, a greater cooling-technical and material-effective effectiveness is achieved. According to the invention, the object is achieved in that for easier assembly and cleaning front and rear panels are divided or removable as a whole, the vertical Einschubkuehlbleche are axially corrugated and the stabilization of these sheets is done horizontally and vertically by wire mesh.

Description

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a) Titel der Erfindung Plattenwärmetauscher für elektrische Maschinena) Title of the Invention Plate heat exchangers for electrical machines

b) Anwendungsgebiet der Erfindungb) Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft die Kühlung geschlossener elektrischer Maschinen mittels Wärmetauscher nach dem Gegenstromprinzip, bei denen der Wärmetauscher mit dem Gehäuse der elektrischen Maschine baulich .,,_:;. . vereinigt ist. Die Erfindung ist auch im Transformatorenbau, an Geräten und Einrichtungen mit auf ge-. '10 setztem Wärmetauscher, anwendbar.The invention relates to the cooling of closed electrical machines by means of heat exchangers according to the countercurrent principle, in which the heat exchanger to the housing of the electric machine structurally. ,, _: ;. , united. The invention is also in the transformer, on equipment and facilities on ge. '10 set heat exchanger, applicable.

c) Charakteristik der bekannten technischen Lösungenc) Characteristic of the known technical solutions

Im Elektromaschinenbau gelangen Luft-Luft-Wärmetauscher aus Rohren in Kompaktbauweise als Aufsatzkühler oder in Mantelausführung zur Anwendung. Infolge der niedrigen spezifischen Wärmeabgabe durch relativ geringe Kühloberfläche besitzen die vorwiegend in Paketbauweise verwendeten Rohrkühler ein großes Bauvolumen gegenüber der elektrischen Maschine.In electrical engineering, air-to-air heat exchangers made of compact tubes are used as add-on coolers or in shell design. As a result of the low specific heat output through a relatively low cooling surface, the tube coolers, which are predominantly used in package construction, have a large construction volume in relation to the electrical machine.

Zur Erhöhung der Kühlleistung gelangen auch berippte Kühlrohre zur Anwendung, die jedoch viel Material . und einen hohen technologischen Aufwand gegenüber runden Rohren besitzen.To increase the cooling capacity and finned cooling tubes are used, but the amount of material. and have a high technological overhead over round tubes.

Bekannt ist auch die. Kühlung elektrischer Maschinen mittels Plattenwärmeübertrager in Wirbelzellenbauweise. Nachteilig ist hier der hohe Druckverlust und Verschmutzungsgrad, der einen ökonomischen Einsatz bei elektrischen Maschinen nicht gestattet. Ein zusätzliches Fremdluftaggregat, ein hoher Wartungsaufwand, gegeben durch den Reinigungszyklus sowie erhöhte Fertigungskosten sind .der preis für diesen Kühlertyp. .Also known is the. Cooling of electrical machines by means of plate heat exchangers in vortex cell construction. The disadvantage here is the high pressure loss and pollution, which does not allow economic use in electrical machines. An additional external air unit, a high maintenance, given by the cleaning cycle and increased production costs are .der the price for this type of cooler. ,

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Bekannt ist durch die DD-PS 88 596 ein Plattenwärmeübertrager in Wirbelzellenbauweise, der nach dem Kreuzstrombetrieb arbeitet und UmIenkkammern mit Leitblechen für den Luftstrom besitzt.Is known from DD-PS 88 596 a plate heat exchanger in vortex cell construction, which operates on the cross-flow operation and has UmIenkkammern with baffles for the air flow.

Nachteilig ist der hohe technologische Aufwand gegenüber dem Nutzeffekt.The disadvantage is the high technological effort compared to the efficiency.

In der DE-OS 20 55 255 ist ein Wärme tauscher in Taschenkühlerbauform angegeben, bei dem· die erforderlichenIn DE-OS 20 55 255 a heat exchanger is specified in pocket cooler design, in which · the required

''*'' Schottwände zur Trennung des Innen- und Außenluft kreis es aus Kunstharz oder einer anderen geeigneten Vergußmasse gegossen sind und zwischen Außenwand und Schottwände gefaltete Blechbahnen sich befinden, die miteinander verschweißt sind und eingeschoben werden können. Auch hier ; entspricht der Kühlnutzen nicht den Aufwendungen.'' * '' Bulkheads for the separation of the inner and outer air circle it is cast from synthetic resin or other suitable potting compound and between outer wall and bulkheads folded metal sheets are, which are welded together and can be inserted. Here too ; the cooling benefit does not correspond to the expenses.

In der DS-OS 23"33 697 ist ein Plattenwärmetauscher mit Leichtmetallplatten angegeben, der für die-Vorwärmung Von Luft unter Ausnutzung der Wärme heißer Abgase zur Anwendung gelangt. Die DB-OS 27 09 317 besitzt Folieplatten als Trennmittel für die zwei Kreisläufe und die DE-OS 28 26 343 verwendet Plattenbündel als Trennmittel der zwei Kreislaufe, bestehend aus einem gewellten Blechstreifen, der zwischen zwei ebenen Blechstreifen befestigt ist, während die OS 28 40 522 nabenförmig zusammengesetzte Kühlbleche angibt.In the DS-OS 23 "33 697 a plate heat exchanger is indicated by light metal plates which passes for the preheating of air by utilizing the heat of hot waste gases are used. The DB-OS 27 09 317 has slide plates as a release agent for the two circuits and DE-OS 28 26 343 uses plate bundles as separating means of the two circuits, consisting of a corrugated sheet metal strip which is mounted between two flat sheet metal strips, while the OS 28 40 522 discloses hub-shaped composite cooling plates.

Die Gewichtseinsparung dieser 4 Plattenwärmetauscher geht zu Lasten einer aufwendigen Fertigungstechnologie und einer erschwerten Reinigung der von den Medien durchflossenen ZwischenräumeThe weight savings of these 4 plate heat exchangers are at the expense of a complex manufacturing technology and a difficult cleaning of the interspersed by the media

Die DD-PS 14 36 54 beinhaltet einen Aluminiumplatten-Wärmetauscher zur Rückgewinnung von Wärme, jedoch läßt sich das Prinzip auch umkehren. Zur Trennung der Medien werden Aluminiumbleche als Wärmetauscherplatten verwendet, DD-PS 14 36 54 includes an aluminum plate heat exchanger for the recovery of heat, but the principle can also be reversed. For the separation of the media aluminum sheets are used as heat exchanger plates,

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die für die mechanische Verbindung untereinander und mit dem Gehäuse Sicken und Abkröpfungen besitzen und als Dichtmasse, die gleichzeitig Klebmasse ist, Silikonkautschuk verwendet wird. Diese Konstruktion bringt wohl eine "Verbesserung der Montage und des thermischen Wirkungsgrades, jedoch wird dem Problem der Reinigung ungenügend Aufmerksamkeit geschenkt, was jedoch von großer Bedeutung ist. Dies betrifft ebenfalls die be-which have corrugations and offsets for the mechanical connection with each other and with the housing and silicone rubber is used as a sealant, which is also adhesive. Although this construction may bring about an improvement in the assembly and thermal efficiency, insufficient attention is paid to the problem of cleaning, but this is of great importance.

./.,:. . kannten technischen Lösungen../.:. , knew technical solutions.

d) Ziel der Erfindungd) Object of the invention

Ziel der Erfindung ist die Verbesserung des Kühlwirkungsgrades, Reduzierung des Gewichtes und rationellere Fertigung und Reinigung von Plattenwärmetauschern nach dem Luft-Luft-, Luft-Flüssigkeits- oder Flüssigkeits-Flüssigkeitsprinzip.The aim of the invention is to improve the cooling efficiency, reduce the weight and rational production and cleaning of plate heat exchangers according to the air-air, air-liquid or liquid-liquid principle.

e) Darlegung des Wesens der Erfindunge) Presentation of the essence of the invention

Der Erfindung.liegt die technische Aufgabe zugrunde, durch eine neue Formgebung der Wärmetauscherplatten, .des Gehäuses und der Abdichtung der' Wärme tauscherplatten-Gehäuse eine größere kühltechnische und materialmäßigeThe invention. Is the technical object, by a new shape of the heat exchanger plates, .des housing and the sealing of the 'heat exchanger plate housing a larger cooling and material

Effektivität von Wärmetauschern zu erreichen bei gleich- \J - zeitig verbesserter Montage- und Reinigungstechnik.Of achieving efficiency of heat exchangers while at the same \ J - temporarily improved assembly and cleaning technology.

Erfindungsgemäß wird, die Aufgabe dadurch gelöst", daß zur leichteren Montage und Reinigung des Plattenwärmetauschers Front- und Heckplatte im ganzen oder geteilt abnehmbar sind, jeder zweite segmentartige Raum zwischen den abgedichteten Einschubkühlblechen in Nähe der Front- und Heckplatten befindliche Ein- und Austrittsöffnungen in der Grundplatte für die Zirkulation des inneren Kühlkreislaufes vorhanden sind und für die Einschubkühlbleche Halterungen vorgesehen sind. Die Einschubkühl-' bleche besitzen zur Vergrößerung der Wärmeabgabefläche in axialer Richtung eine Wellenform. Die senkrecht ange-According to the invention, this object is achieved "that for easier installation and cleaning of the plate heat exchanger front and rear plate in whole or divided are removable, every second segment-like space between the sealed Einschubkühlblechen located near the front and rear plates inlet and outlet openings in the Base plates are provided for the circulation of the inner cooling circuit and holders are provided for the slide-in cooling plates.

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ordneten Einschubkühlbleehe -werden mittels Kunststoff oder Kautschuk als Dichtmaterial in Führungsschienen in axialer Richtung gehalten. Zur Verhinderung von horizontalen und vertikalen Schwingungen befinden sich in Nähe der Front- und Heckplatte und je nach Größe (Länge) des Plattenwärmetauschers in den kühlenden und zu kühlenden Taschen Abstandsgitter, die in die Wellenform der Einschubkühlbleche ragen und vertikal mittels stabförmiger Strebe zwischen Plattenwärmetauscherdecke und -grundplatte sich abstützen,und. mit zur Verwirbe-r lung des zu kühlenden Medium dienen. Die Front- und Heckplatte, die je nach Größe des Plattenwärmetauschers ganz oder teilweise abnehmbar sind, besitzen für die Stabilisierung der Einschubkühlbleche Halterungs- oder Führungsschienen mit einem Dichtmaterial zur Trennung des kühlenden und des zu kühlenden Mediums aus Kunststoff oder Kautschuk. In Nähe der Front- und Heckplatte kann zur Vereinfachung der Abdichtung der zwei Kühl- medien eine Wellung der Einschubkühlbleche entfallen.arranged Einschubkühlbleehe be-held by means of plastic or rubber as a sealing material in guide rails in the axial direction. To prevent horizontal and vertical vibrations are located near the front and rear plate and depending on the size (length) of the plate heat exchanger in the cooling and cooling pockets spacer meshes that protrude into the waveform of the insertion plates and vertically by means of rod-shaped strut between plate heat exchanger cover and - support the base plate, and. to serve for Verwirbe-treatment of the medium to be cooled. The front and rear panels, which can be completely or partially removed depending on the size of the plate heat exchanger, have support or guide rails with a sealing material for separating the cooling and cooling medium from plastic or rubber for stabilizing the insertion cooling sheets. In the vicinity of the front and rear plate, a corrugation of the insertion cooling plates can be omitted to simplify the sealing of the two cooling media.

Die Wellenform der Einschubkühlbleche kann einseitig in den Raum des kühlenden Medium oder einseitig in den Raum des zu kühlenden Medium in Strömungsrichtung ragen oder je zur Hälfte. Die Anordnung der Kreisläufe der Medien ist dabei so, daß sie abwechselnd nebeneinanderliegen und der eine oder der andere Kreislauf in die Außentaschen strömt. The waveform of the Einschubkühlbleche may protrude on one side in the space of the cooling medium or on one side in the space of the medium to be cooled in the flow direction or each half. The arrangement of the circuits of the media is such that they lie next to each other in turn and one or the other circuit flows into the outer pockets.

Auch können die Einschubkühlbleche zur Vergrößerung des Ein- und Austrittsquerschnittes in der Grundplatte schräg gegeneinander gestellt sein, was eine Verringerung des Druckabfalles zur Folge hat.Also, the insertion cooling plates can be placed obliquely against each other to increase the inlet and outlet cross-section in the base plate, resulting in a reduction in the pressure drop result.

Innerhalb der Kühltaschen können auch Luftführungselemente angebracht werden, um den Kühleffekt besonders bei langen Plattenwärmetauschern zu verbessern.Air handling elements can also be installed inside the coolers to improve the cooling effect, especially with long plate heat exchangers.

f) AusfUhrungsbeispie1f) EXECUTIVE EXAMPLE1

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Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:The invention will be explained below with reference to an exemplary embodiment. In the accompanying drawing show:

Pig. 1 einen Plattenwärmetauscher ohne Front- undPig. 1 a plate heat exchanger without front and

Heckplatte;Rear panel;

Fig. 2 Front- oder Heckplatte des Plattenwärmetauschers, ungeteilt.Fig. 2 Front or rear plate of the plate heat exchanger, undivided.

Fig. 1 zeigt die Anordnung der Einschubkühlbleehe 10, gehalten in den Halterungs- oder Führungsschienen 3, die in dem Plattenwärmetauscher-Gehäuse 8 befestigt sind, so daß abwechselnd die Taschen 1,3»5»7 für das Kühlmedium und die Taschen 2,4,6 für das zu kühlende Medium vorgesehen sind. In der Grundplatte befinden sich die Ein- und Austrittsöffnungen 11 und 12 für das zu kühlende Medium. In den Taschen 1-7 befinden sich Drahtgitter 13 zur Verhinderung von vertikalen und horizontalen Bewegungen der Einschubkühlbleche 10. ^Fig. 1 shows the arrangement of the Einschubkühlbleehe 10, held in the support or guide rails 3, which are fixed in the plate heat exchanger housing 8, so that alternately the pockets 1.3 »5» 7 for the cooling medium and the pockets 2.4 , 6 are provided for the medium to be cooled. In the base plate are the inlet and outlet openings 11 and 12 for the medium to be cooled. In the pockets 1-7 are wire mesh 13 to prevent vertical and horizontal movements of the insertion plates 10. ^

In Fig. 2 ist eine ungeteilte Front- oder HeckplatteIn Fig. 2 is an undivided front or rear plate

14 mit den Taschen 1-7 dargestellt. Die Front- oder Heckplatte deckt dabei die Taschen 2,4,6 ab, die das zu kühlende Medium führen. Die Abdichtstege14 with the pockets 1-7 shown. The front or rear plate covers the pockets 2,4,6, which carry the medium to be cooled. The sealing webs

15 - 20 dienen der Abdichtung und können Halterungs- und/oder Führungsschienen für die Einschubkühlbleehe 10 besitzen. Der Rahmen der. Front- oder Heckplatte 14 besitzt ebenfalls eine Abdichtung.15-20 serve to seal and may have support and / or guide rails for the slide-in cooling plate 10. The frame of the. Front or rear plate 14 also has a seal.

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Claims

225437 • Claim for invention:

,1. Plate heat exchanger for electrical machines as a construction cooler or segment-like jacket cooler for air-air, air-liquid or liquid-liquid cooling circuit with aluminum intermediate plates which separate the cooling medium from the medium to be cooled, characterized in that the front and rear plates are removable in whole or in part , Each second segment-like space between the sealed plug-in cooling plates located at the front and rear plate near located inlet and outlet openings in the base plate and. are provided for the one chub cooling plates mounts.

2. Plate heat exchanger according to item 1, characterized in that the insertion cooling plates are corrugated in the axial direction.

3. Plate heat exchanger according to point 2, characterized

characterized in that spacer wire meshes are mounted between the insertion cooling sheets,

4. Plate heat exchanger according to item 1, characterized in that the Pront and rear plate and the base plate and the upper part of the plate heat exchanger support and / or Führungsschieneη have and are provided with a sealing material made of plastic or rubber.

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5. Plate heat exchanger according to item 1, characterized in that the insertion cooling plates at the beginning and at the end of the front or
Rear plate do not have any waveform ..

6. Plate heat exchanger according to item 3, characterized in that the waveform on one side in the space of the medium to be cooled or on one side in the space of the cooling medium protrude in the flow direction or each half lie raumlieh in both circuits.

7. 'plate heat exchanger according to point 3, characterized

characterized in that the spacer wire meshes lie horizontally in the wave-shaped insertion cooling plates and vertically between the cover plate and the base plate.

8. Plate heat exchanger according to item 1, characterized in that the alternate pockets are for the cooling medium and medium to be cooled so that the flow or a 'the other medium in the outer bags.

9. Plate heat exchanger according to item 1, characterized in that the insertion cooling plates are placed obliquely against each other and the inlet and outlet openings in the basic

plate facing a larger cross section

. '' have in parallel position of Binschubkühlbleche.

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10 · plate heat exchanger according to item 1, characterized in that in the cooling pockets air guide elements
are attached.

Here are 1 drawings