DE2634476A1 - Waermeaustauscher - Google Patents

Description

• Wärmeaustauscher
• Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmeaustauscher der im Oberbegriff des Hauptanspruchs naher bezeichneten Art. Eine solche Anordnung ist beispielsweise aus der DU-PS 10 30 367 bekannt.
• Insbesondere bei Wärmeaustauschern, die zur Kühlung des inneren Kiihlmittelkreislaufes geschlossener elektrischer Maschinen dienen, ist es wichtig, eine möglichst große Wärmemenge auf möglichst kleinem Raum abzuführen. Wärmeaustauscher der vorbekannten Art, die aus Rohren oder Rechteckkanälen mit auf ihrer Außenseite angeordneten Kühlrippen aufgebaut sind, benötigen jedoch zur Abfuhr einer vorbestimmten Wärmemenge einen relativ großen Bauraum. Da die zulässige Belastbarkeit einer geschlossenen elektrischen Maschine aber davon abhängig ist, in welchem Umfang die in ihr erzeugte Verlustwärme abgefiihrt werden kann, war es bisher erforderlich, räumlich relativ große Wärmeaustauscher zu installieren, um hoch belastbare Maschinen zu erhalten. Der dafür erforderliche Bauraum steht aber nur selten zur Verfü6unt- Der Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, einen Wärmeaustauscher zu entwickeln, dessen Außenabmessungen bei gleichbleibender leistung kleiner sind als diejenigen der bisher iiblichen Wärmeaustauscher. Es ist darüber hiaus die Forderung gestellt, daß der Wärmeaustauscher auch reuhen Betriebsbedingungen gewachsen sein soll und daß insbesondere für den Außenkühlkreis gute Reinigungsmöglichkeiten gegeben sein sollen.
• Die Tötung der Aufgabe gelingt durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs beschriebenen Merkmale. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschric-hen.
• Die Anordnung gemäß der Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß infolge der weit in den Strom des zu kiihlenden und des Kühlmediums hineinragenden Kühlrippen der nur durch eine einfache Zwischenwand getrennten Kanäle ein intensiver Wärmeaustausch erfolgt. Durch die Verwendung eines gut warmeleitenden Werkstoffes für die Kanäle, wie beispielsweise Aluminium, wird dieser Vorgang noch beschleunigt. Die Herstellung der einzelnen Profile, aus denen der Wärmeaustauscher schnell und einfach zusammensetzbar ist, kann in vorteilhafter Weise mittels des Strangpreßverfahrens erfolgen. Ein in dieser Art konzipierter Wärmeaustausches besitzt eine wesentlich geringere Baugröße als ein Wärmeaustauseher herkömmlicher Bauart bei gleicher Kühlleistung.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 den schematischen Aufbau einer Wärmeaustauscheranordnung Fig. 2 den Querschnitt eines Profilteiles Fig. 3-5 verschiedene Arten der Verbindung zweier Profilteile Fig. 6 einen aus mehreren Profilteilen zusammengesetzten Wärmeaustauscher und Fig. 7 die Schemazeichnung eines Wärmeaustauschers mit abgewandeltem Profilquerschnitt.
• In der Fig. 1 ist ein mit einer elektrischen Maschine zusammengebauter Wärmeaustauscher schematisch dargestellt. Die elektrische Maschine 1 besitzt einen inneren Kühlluftkreislauf.
• welcher durch den mittels des Motors 2 angetriebenen Ventiletor 3 bewegt wird. Der Motor 2 treibt darüber hinaus noch den Ventilator 4 an. welcher die zur Wärmeabfuhr benutzte Außenluft fördert.
• Der Wärmeaustauscher 5 i.st auf die Maschine 1 -ufgesetzt. pr ist au einer Vielzahl noch näher u beschreibender Aluminiumprofile in der Art zusammengesetzt. daß mehrere Kanäle 6 bildet werden. Diese nebeneinanderliegenden Kanäle sind so angeordnet. daß ein den durch die Maschine geführten Luftstrom führender Kanal neben einem den Außenluftstrom führenden Kanal verläuft. Dievom Maschinenluftstrom mitgeführte Wärme kann auf diese Weise leicht an den Außenluftstrom abgegeben werden.
• In der Fig. 2 ist in Profil stück 7 im Querschnitt dargestellt.
• Mehrere solcher Profilstücke dienen zur Bildung der einzelnen Kanäle des Wärmeaustauschers. Das Profilstück 7 besitzt einen etwa I-förmigen Querschnitt, an dessen Mittelsteg 8 zu beiden Seiten senkrecht vorspringende Kühlrippen 9 angeordnet sind.
• Die die Enden 10 bzw. 11 der Längskanten bildenden freien Schenkel des I-förmigen Querschnittes sind als Befestigungsmittel zum seitlichen Aneinanderbefestigen mehrerer Profile 7 ausgebildet und weisen beispielsweise eine abgekröpfte bzw.
• hakenartig gebogene Form auf, die es erlaubt, die freien Enden benachbarter Profile ineinandergreifen zu lassen und mittels Umbördeln, Verpressen, Verklebten, Kaltverschweißen oder ähnlicher Fertigungsmethoden aneinander gas- bzw. flüssigkeitsdicht zu bfestigen.
• Die in der Fig. 3 gezeigte Anordnung, bei weicher die beiden Längskanten 10 und 11 einander mäanderartig umgreifen. brinFt den Vorteil mit sich, daß die Längskanten der aneinander zu befestigenden Profilteile in Längsachsrichtung ineinander Pin.ehiebbar sind und eine zumindest für einen Tuft-Tuft-@ärmeaustausche ausreichend dichte Verbindung ohne weitere Boarbeitung bilden.
• Die in der Fig.4 gezeigte Anordnung bei welcher die Verbindung der Profil-Längskanten durch Zusammenpressen einer elektrischen Nut-Feder-Verbindung erfolgt stellt eine flüssigkeitsdichte, einfach berzustellende Verbindung dar.
• Die Verbindung antsprechend der Fig.5 ist mittels des KaZt-Preßschweiß-Verfahrens erfolgt und ist mechanisch hoch belastbar.
• Die Fig.4 zeigt mehrere. gemäß der in Fig.3 beschriebenen Art miteinander verbundene Profilteile 7, durch welche mehrere nebeneinanderliegende Kanäle 12,13 und 14 gebildet werden. Wird nun beispielsweise durch den Kanal 13 die zu kühlende Abluft der Maschine 1 geführt und werden die Kanäle 12 und 14 von Kühlluft, beispielsweise Außenluft, durchströmt, so entsteht infolge der weit in die Kanäle hineinragenden Kühlrippen 9 eine äußerst intensive Wärmeübertragung zwischen beiden Luftströmen. Die seitliche Abdeckung des im Wärmeaustauscher außenliegenden Kanals 14 erfolgt mittels eines besonderen Profilteiles 15, welches deckelartig flach ausgebildet ist und ebenfalls mittels der beschriebenen Befestigungsmittel mit dem daran anstoßenden Profilteil 7 verbunden ist.
• Die Profilteile 7 bzw. 15 bestehen aus einem gut warmeleitenden Werkstoff, vorzugsweise einer Aluminiumlegierung, und sind im Strangpreßverfahren hergestellt. Somit ist es leicht möglich, die beschriebenen Profile in jeder gewünschten Länge herzustellen.
• Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf Profilteile mit T-förmigem Querschnitt beschränkt. Es ist vielmehr beispielsweise auch möglich, Profilteile 16 mit einem etwa +-försigen Querschnitt auszubilden und jeden der vier Schenkel beidseitig mit Kühlrippen 17 zu versehen, wie dies schematisch in der Fig.5 angedeutet ist. Beim Zusammensetzen mehrerer solcher Profile entsteht ein Wärmeaustauscher, der eine Vielzahl einzelner Kanäle enthält. Der besseren Übersicht halber sind die Warmluft führenden Kanäle mit W, die Kaltluft führenden Kanäle mit K bezeichnet. Jeder Warmluftkanal ist ringsum von Kaltluftkanälen umgeben.Ein in dieser Art aufgebauter Wärmetauscher bringt in vorteilhafter Weise eine sehr gute Wärmeabfuhr mit sich und ist sehr material- und raumsparend aufgebaut.
• - P a t e n t a n s p r ü c h e -

Claims (12)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Wärmeaustauscher für Gase oder Flüssigkeiten, der aus mehre ren das zu kühlende Medium führende rohrartigen Kanälen besteht. an deren außenseite vom Kühlmittel beaufschlagte Kühlflächen angeordnet sind, d a d u r cli g e k e n n -z e 1. c h n e t , daß die Kanäle aus einer Mehrzahl gleichartiger, langgestreckter und an ihren Längsseiten aneinander befestigter Profilteile zusammengesetzt sind.
2. 2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1. d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß aus den Profilteilen (7) mehrere aneinander angrenzende Kanäle zusammengesetzt sind, wobei jeweils ein das zu kühlende Medium führender Kanal (13) neben einem das Kühlmedium führenden Kanal (12,14) angeordnet ist und daß die die beiden Medien trennenden Wandabschnitte der Profilteile (7) beidseitig mit in den das jeweilige Medium führenden Kanal hineinragenden, in Kanalachsrichtung verlaufenden Kühlrippen (9) versehen sind.
3. 3. Wärmeaustauscher nach Anspruch 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Profilteile (7) einen I-förmigen Querschnitt besitzen, an dessen Mittelsteg (8) mehrere nach beiden Seiten vorspringende Kiihlrippen (9) angeordnet sind.
4. 4. Wärmeaustauscher nach Anspruch 3, d a d u r c h F e -k e n n z e i c h n P t , daß die gegenseitige Befestigung benachbart angeordneter Profilteile (7) an den freien Längskanten (10, 11) des I-förmigen Querschnittes erfolgt ist.
5. 5. Wärmeaustauscher nach Anspruch 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die freien Längskanten (1n,11) der einander benachbart angeordneten Profiltile (7, 16) als einander übergreifende Befestigungsleisten ausgebildet sind.
6. 6. Wärmeaustauscher nach Anspruch 5, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Befestigungsleisten zweier benachbart angeordneter Profilteile (7,16) ineinanderschiebbar ausgebildet snd.
7. 7. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1. d d d u r c h Z e -k e n n z e i cli n e t , daß als Abschlußteile an den Außenseiten des Wärmeaustauscher flanche, deckelartige Profilteile (15) vorgesehen sind.
8. 8. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1., d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Profilteile (7,15,16) aus einem gut wärmeleitenden Werkstoff hergestellt sind.
9. 9. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Profilteile (7,15,16) aus einer Aluminiumlegierung im Strangpreßverfahren hergestellt sind.
10. 10. Wärmeaustauscher nach Anspruch 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Profilteile (16) einen +-förmigen Querschnitt besitzen. und daß an jeden ihrer Schenkel mehrere nach beiden Seiten vorspringende Kühlrippen (17) vorgesehen sind.
11. 11. Wärmeaustauscher nach Anspruch 3, d a d u r c h g e -k e n r z e i c h n e t , daß die freien Längskanten (10,11) der einander benachbart angeordneten Profilteile (7,15,16) als ineinanderschiebbare Nut-Feder-Verbindung ausgebildet ist.
12. 12. Wärmeaustauscher nach Anspruch 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die freien Längskanten (10,11) der einander benachbart angeordneten Profilteile (7,15,16) mittels des Kalt-Preßschweißverfahrens miteinander verbunden sind.