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DE1049009B - Dry rectifier arrangement with perforated rectifier elements - Google Patents

Dry rectifier arrangement with perforated rectifier elements

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Publication number
DE1049009B
DE1049009B DES38949A DES0038949A DE1049009B DE 1049009 B DE1049009 B DE 1049009B DE S38949 A DES38949 A DE S38949A DE S0038949 A DES0038949 A DE S0038949A DE 1049009 B DE1049009 B DE 1049009B
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DE
Germany
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cooling plates
rectifier
dry
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stack
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Pending
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DES38949A
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German (de)
Inventor
Georg Hoppe
Heinz Martin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Corp
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Publication date
Application filed by Siemens Corp filed Critical Siemens Corp
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Publication of DE1049009B publication Critical patent/DE1049009B/en
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Description

Trockengleichrichteranordnung mit lochlosen Gleichrichterelementen Es ist bekannt, lochlose Gleichrichterelemente bzw. -tabletten in einem Gestell aus Isoliermaterial anzuordnen, wobei zwischen den Elementen Kühlplatten eingeschichtet sind, die über den Umfang des Gestells nach außen vortreten. Bei der bekannten Anordnung besteht das Gestell nur aus einem Stück, das dementsprechend einen hohen Aufwand an Isoliermaterial erfordert und eine relativ komplizierte Form besitzt. Für Gleichrichtersäulen, bei denen mit einem zentralen Loch versehene Gleichrichterscheiben mit zwischengelegten Kühlscheiben größeren Durchmessers durch einen zentralen Spannbolzen zusammengehalten sind, ist ferner bereits ein Fertigungsverfahren angegeben worden, das darin besteht, daß die Gleichrichter- und Kühlscheiben in eine aus Stäben bestehende Montagelehre eingeschichtet werden, wobei die Kühlscheiben Durchtrittsöffnungen für die Stäbe aufweisen. Die Montagelehre hat hierbei die Aufgabe, die Stapelteile bezüglich der Achse der Anordnung zu zentrieren, so daß das sonst übliche Isolierrohr zur Isolierung des zentralen Bolzens gegen die Gleichrichterscheiben wegfallen kann. Bei diesem Fertigungsverfahren wird die Montagelehre, nachdem die Stapelteile durch den Bolzen miteinander verspannt sind, wieder entfernt.Dry rectifier arrangement with perforated rectifier elements It is known to have perforated rectifier elements or tablets in a frame to be arranged from insulating material, with cooling plates sandwiched between the elements that protrude over the circumference of the frame to the outside. With the known arrangement the frame consists of only one piece, which accordingly requires a lot of effort requires of insulating material and has a relatively complicated shape. For rectifier columns, where rectifier disks are provided with a central hole with interposed ones Larger diameter cooling disks held together by a central clamping bolt a manufacturing process has also already been specified, which consists in that the rectifier and cooling disks in an assembly jig consisting of rods are layered, with the cooling disks having openings for the rods exhibit. The assembly jig has the task of the stacking parts with respect to the To center the axis of the arrangement, so that the otherwise usual insulating tube for insulation the central bolt against the rectifier disks can be omitted. With this one Manufacturing process is the assembly jig after the stacked parts through the bolt are braced together, removed again.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine Trockengleichrichteranordnung, bei der lochlose Gleichrichterelemente zusammen mit Kühlplatten isoliert innerhalb eines Gestells eingeschichtet sind und die Kühlplatten über den Umfang des Gestells Hervortreten. Gemäß der Erfindung besteht das Gestell aus zwei oder mehreren Isolierleisten, die an den Enden der Anordnung durch Zwischenstücke zusammengehalten sind, und jeweils nach einem Teilstapel von Gleichrichterelementen ist eine Kühlplatte in den Stapel eingeschichtet, welche Durchgangskanäle aufweist, deren Form dem Profil der Isolierleisten entspricht. Durch den Aufbau des Gestells aus Isolierleisten, die bei geringem Materialaufwand eine einfache Form aufweisen, ist der fertigungstechnische Aufwand für die Bauteile praktisch nicht größer als bei Gleichrichtersäulen, die durch einen zentralen Bolzen zusammengehalten sind, wobei der Vorteil der Anordnung nach der Erfindung darin zu sehen ist, daß eine Durchlöcherung der Gleichrichterscheiben nicht erforderlich und der entsprechende Verlust an wirksamer Gleichrichterfläche vermieden ist. Die Anordnung nach der Erfindung wird in der Weise montiert, daß die Leisten zunächst an einem Ende durch ein Zwischenstück zusammengefaßt werden. Beim Einschichten der Gleichrichtertabletten und der Kühlplatten ergibt sich jeweils eine zusätzliche Stabilisierung insofern, als die Leisten durch entsprechende Durchgangskanäle der Kühlplatten gesteckt werden, also in ihrer gegenseitigen Lage durch die Platten fixiert und versteift werden. Nach dem Einschichten der Elemente und der Kühlplatten, eventuell auch eines Kraftspeichers in Form einer Feder, wird das Gestell durch ein weiteres Zwischenstück geschlossen. Die Kühlplatten erhalten vorzugsweise Kreisform. Die Anordnung nach der Erfindung eignet sich besonders für die Verwendung bei höheren Spannungen; man kann in diesem Fall, um die Anordnung gegen elektrische Sprüherscheinungen zu sichern, die Kühlplatten an ihrem Umfang wulstförmig oder in anderer Weise derart ausbilden, daß in dem angegebenen Sinne hochspannungstechnischen Gesichtspunkten Rechnung getragen wird.The present invention also relates to a dry rectifier arrangement, in the case of perforated rectifier elements along with cooling plates insulated within of a frame are layered and the cooling plates over the circumference of the frame Emerge. According to the invention, the frame consists of two or more insulating strips, which are held together at the ends of the assembly by spacers, and each after a partial stack of rectifier elements is a cooling plate in the stack layered, which has through channels, the shape of which corresponds to the profile of the insulating strips is equivalent to. Due to the structure of the frame from insulating strips, which requires little material have a simple shape, is the manufacturing effort for the components practically no larger than rectifier columns, which are supported by a central bolt are held together, the advantage of the arrangement according to the invention therein it can be seen that perforation of the rectifier disks is not necessary and the corresponding loss of effective rectifying area is avoided. the Arrangement according to the invention is mounted in such a way that the strips first be combined at one end by an intermediate piece. When layering the Rectifier tablets and the cooling plates each result in an additional one Stabilization insofar as the ridges through corresponding through-channels of the Cooling plates are inserted, so in their mutual position through the plates be fixed and stiffened. After layering the elements and the cooling plates, possibly also an energy store in the form of a spring, the frame is through another intermediate piece closed. The cooling plates are preferably given a circular shape. The arrangement according to the invention is particularly suitable for use at higher Tensions; you can in this case to the arrangement against electrical spray phenomena to secure the cooling plates on their circumference in a bead-like manner or in some other way train that in the specified sense high-voltage technical aspects Is taken into account.

Die Stege, welche an den Kühlplatten die Wärmeleitbrücken bilden zwischen den Teilen, welche die Wärme von den Gleichrichterplatten übernehmen, und den Teilen, welche die Wärme abgeben, haben vorzugsweise einen möglichst großen Querschnitt, und die Formgebung der Gleichrichterplatten ist vorzugsweise derart, daß die an ihnen anfallende Verlustwärme auf einem möglichst kurzen Wege zu den Wärmeleitbrücken gelangt. Das wird insbesondere vorteilhaft erreicht durch eine rechteckige Formgebung der Gleichrichterplatten.The webs that form the heat conducting bridges on the cooling plates between the parts that take the heat from the rectifier plates and the parts which give off the heat, preferably have the largest possible cross-section, and the shape of the rectifier plates is preferably such that the the heat loss they generate on the shortest possible route to the thermal bridges got. This is achieved particularly advantageously by a rectangular shape the rectifier plates.

Die Kühlbleche können einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein, wobei die verschiedenen Teile, wie die zwischen den Gleichrichterplatten liegenden Teile, die Wärmeleitbrücken und die wärmeabgebenden Teile, auch ganz oder teilweise aus verschiedenen Werkstoffen, vorzugsweise guter Wärmeleitfähigkeit, wie z. B. Aluminium, bestehen können. Sie können auch mit einer Plattierung oder einem Überzug für die Verbesserung der Wärmeleitung und/oder der elektrischen Leitung bzw. der Kontaktgabe versehen sein. Jede Kühlplatte kann je einer Gleichrichterplatte oder einer Gruppe von Gleichrichterplatten in der Schichtung folgen bzw. zugeordnet sein. In den Stapel können außerdem auch noch Distanzstücke, Isoliermaterialeinlagen und Anschlußkontakte eingeschichtet sein.The cooling plates can be made in one piece or in several pieces, the various parts such as those lying between the rectifier plates Parts, the heat conduction bridges and the heat-emitting parts, also in whole or in part made of different materials, preferably good thermal conductivity, such as. B. Aluminum. You can also use a plating or a coating for improving heat conduction and / or electrical conduction or the Provide contact be. Each cooling plate can have a rectifier plate or follow or assigned to a group of rectifier plates in the stratification be. Spacers and insulating material inserts can also be placed in the stack and connecting contacts are layered.

Die Endverschlußstücke können an den Teilen der Fassung mittels unlösbarer oder lösbarer Verbindungsmittel befestigt sein. So kann gegebenenfalls bei entsprechender Metallisierung einer Fassung aus Isoliermaterial, z. B. Keramik, eine Lötverbindung oder auch eine Kleb-, Stift-, Schraub- oder Nietverbindung jeweils allein oder in Kombination mit einer der anderen benutzt sein. Die Endkappen können gleichzeitig Lager bzw. Fassungen bilden für Kraftspeicher bzw. Federn, welche die Teile der Gleichrichteranordnung, wie insbesondere die Gleichrichterelemetite und die Kühlplatten, in axialer Richtung gegeneinanderspannen, und sie können im Falle der Anwendung der Gleichrichteranordnung für höhere Spannung nach Art von Strahlungsschutzkappen ausgebildet sein.The end caps can be attached to the parts of the socket by means of non-detachable or detachable connecting means. So, if necessary, with the appropriate Metallization of a socket made of insulating material, e.g. B. Ceramic, a soldered connection or also an adhesive, pin, screw or rivet connection, each alone or in Be used in combination with one of the others. The end caps can be used at the same time Bearings or sockets form energy storage devices or springs, which are the parts of the Rectifier arrangement, such as in particular the rectifier elements and the cooling plates, clamp against each other in the axial direction, and they can in the case of application the rectifier arrangement for higher voltage in the manner of radiation protection caps be trained.

Zweckmäßig ist gegebenenfalls die Fassung der Schichtensysteme derart auszubilden, daß sie die Gleichrichterplatten nur an kurzen Strecken ihres Umfanges hält, so daß die Gleichrichterplatten dann möglichst frei liegen. Sollte es aus Betriebsbedingungen zweckmäßig erscheinen, so können jedoch die nach dem Einfüllen des Stapels frei liegenden Umfangsteile der Gleichrichterplatten auch durch Bandagen, Abdeckungen oder eine geeignete Füll- bzw. Überzugsmasse oder einen Schutzüberzug nach außen geschützt werden. Die Kühlplatten können zur Achse des Stapels einen symmetrischen oder, falls es aus räumlichen Gründen zweckmäßig ist, auch einen unsymmetrischen Umfang und eine ebensolche Flächenform aufweisen.If necessary, the setting of the layer systems is expedient to train that they the rectifier plates only on short stretches of their circumference holds so that the rectifier plates are then as free as possible. It should be out Operating conditions seem appropriate, but those after filling can be used of the stack exposed peripheral parts of the rectifier plates also by bandages, Coverings or a suitable filling or coating compound or a protective coating to be protected from the outside. The cooling plates can be one to the axis of the stack symmetrical or, if it is appropriate for spatial reasons, also an asymmetrical one Have circumference and a surface shape of the same kind.

Eine beispielsweise Ausführung für die Anwendung der Erfindung veranschaulichen die Figuren der Zeichnung.Illustrate an example embodiment for practicing the invention the figures of the drawing.

Fig. 1 ist eine Grundrißansicht; Fig. 2 zeigt einen Aufriß, teilweise im Schnitt, und Fig. 3 veranschaulicht einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig.2.Fig. 1 is a plan view; Figure 2 shows an elevation, in part in section, and Fig. 3 illustrates a section along the line III-III of Fig. 2.

Mit 1 sind die Gleichrichterplatten bezeichnet. Sie sind als einzelne Stapel eingeschichtet zwischen den einander mit ihren Schenkelenden zugewandten U-Formen der Isolierleisten 2 zusammen mit den Kühlblechen 3. Diese Kühlbleche sind mit Aussparungen 3 a und 3 b versehen, welche dem Querschnitt der Isolierleisten 2 entsprechen, so däß die Kühlbleche auf die Isolierleisten aufgereiht werden können.. Die 'Flächenstücke, welche an den Kühlplatten 3 zwischen den einander zugewandten Schenkeln 3 a' und 3 b' bzw. 3d" und 3b" der U-förmigen Aussparungen 3 a bzw. 3 b liegen, bilden die Wärmeleitbrücken zwischen den Teilen der Kühlbleche, welche zwischen den Gleichrichterplatten für .die Wärmeübernahme von diesen liegen, und denjenigen Teilen der Külbleche, welche für die Wärmeabgabe an die Luft bzw. ein Kühlmittel bestimmt sind und dafür entsprechend frei liegen. Die Isolierleisten 2 sind an den Enden durch Zwischenstücke 4 und Schrauben 5 miteinander verbunden. Diese Endstücke oder mindestens .dasjenige an dem einen Ende der Anordnung, wenn an -dieser zwischen ihren Enden die Gleichrichterelemente und Kühlplatten durchgehend geschichtet sind, ist mit Bohrungen 6 versehen für die Aufnahme von Druckfedern 7 als Kraftspeicher, von denen der eine rechts dargestellt ist, welche die Gleichrichterplatten 1 und die Kühlplatten 3 an der Anordnung in der Stapelrichtung zusammenspannen. Die oberste Kühlplatte 3 ist unmittelbar als Druckplatte benutzt, auf welche die Druckfedern 7 beim Zusammenspannen des Stapels aus Gleichrichterelementen und Kühlplatten wirken. Die Kühlplatten 3 sind gleichzeitig als Kontaktorgane zwischen den aufeinanderfolgenden Stapeln 1 der Gleichrichterelemente benutzt und können daher auch unmittelbar als Anschlußmittel der Gleichrichteranordnung dienen., wie es z. B. bei 3 c gestrichelt angedeutet ist. Nach außen sind die Enden der Anordnung durch Kappen 8 und 9 abgedeckt bzw. abgeschirmt. Diese Kappen sind mittels Schrauben 10 und 11 befestigt, welche gleichzeitig für die Vornahme oder Befestigung eines elektrischen Anschlusses der Anordnung benutzt werden können. Diese Kappen können unter hochspannungstechnischen Gesichtspunkten als Strahlungskappen ausgebildet werden.With 1 the rectifier plates are designated. You are as an individual Stack layered between those facing each other with their leg ends U-shapes of the insulating strips 2 together with the cooling plates 3. These cooling plates are provided with recesses 3 a and 3 b, which correspond to the cross section of the insulating strips 2 so that the cooling plates can be lined up on the insulating strips. The 'surface pieces, which on the cooling plates 3 between the facing Legs 3 a 'and 3 b' or 3d "and 3b" of the U-shaped recesses 3 a and 3, respectively b, form the thermal bridges between the parts of the cooling plates, which lie between the rectifier plates for .the heat transfer from them, and those parts of the cooling plates which are responsible for the release of heat to the air or a Coolants are determined and are accordingly exposed. The insulating strips 2 are connected to one another at the ends by spacers 4 and screws 5. These end pieces or at least the one at one end of the arrangement, if at -this between their ends the rectifier elements and cooling plates continuously are layered, is provided with holes 6 for receiving compression springs 7 as an energy store, one of which is shown on the right, which the rectifier plates 1 and clamp the cooling plates 3 together on the assembly in the stacking direction. The top cooling plate 3 is used directly as a pressure plate on which the Compression springs 7 when clamping the stack of rectifier elements and cooling plates together works. The cooling plates 3 are at the same time as contact organs between the successive Stack 1 of the rectifier elements used and can therefore also be used directly as Connection means of the rectifier arrangement are used. B. dashed at 3 c is indicated. The ends of the arrangement are covered to the outside by caps 8 and 9 or shielded. These caps are fastened by means of screws 10 and 11, which at the same time for making or fixing an electrical connection of the Arrangement can be used. These caps can be subject to high voltage Aspects are designed as radiation caps.

Die Erfindung ist bei jeder beliebigen Form von Gleichrichterplatten anwendbar. Diese können also z. B. eine vieleckige, runde oder ähnliche Form haben und ebenso sinngemäß auch die Fassung bzw. ihre Teile. Diese können also die Querschnittsform von Winkelstücken, Kreisringsegmenten od. dgl. haben. Die Zahl der Verbindungsstege zwischen den wärmeaufnehmenden und wärmeabgebenden Teilen der Kühlbleche kann den jeweiligen Verhältnissen angepaßt werden. Die Kühlbleche können auch eine solche Form haben, daß sie benachbarte Gleichrichterelemente oder Stapel von solchen mit einem größeren Abstand gegeneinander abstützen, als es durch die Dicke der Kühlplatten allein bestimmt ist. Als Isoliermaterial für die Fassung können z. B. Hartpapier oder keramisches Material oder auch ein Kunstharz benutzt werden, wobei das letztere durch einen Spritz-, Preß- oder Gießprozeß in die erwünschte Form gebracht werden kann.The invention applies to any form of rectifier plate applicable. So these can z. B. have a polygonal, round or similar shape and also the version or its parts accordingly. So these can be the cross-sectional shape of elbows, annulus segments or the like. Have. The number of connecting webs between the heat-absorbing and heat-emitting parts of the cooling plates can the be adapted to the respective conditions. The cooling plates can also be such Have shape that they have adjacent rectifier elements or stacks of such with a greater distance from each other than it is due to the thickness of the cooling plates is determined alone. As an insulating material for the version, for. B. hard paper or ceramic material or a synthetic resin can be used, the latter be brought into the desired shape by an injection molding, pressing or casting process can.

Die Ausschnitte der Flächenteile an den Kühlblechen, welche die Durchgangsöffnungen für die Fassungsteile bilden, brauchen nicht vollständig aus den Kühlblechen herausgeschnitten zu werden, sondern können nach entsprechender Teilabtrennung zur Bildung von Führungen der Bleche an der Fassung des Stapels lediglich ganz oder teilweise, eventuell nach entgegengesetzten Richtungen, abgebogen werden.The cutouts of the surface parts on the cooling plates, which the through openings for the socket parts do not need to be completely cut out of the cooling plates to become, but can after appropriate partial separation to form guides of the sheets at the mount of the stack only in whole or in part, possibly after opposite directions.

Claims (9)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Trockengleichrichteranordnung, bei der lochlose Gleichrichterelemente zusammen mit Kühlplatten isoliert innerhalb eines Gestells eingeschichtet sind und die Kühlplatten über den Umfang des Gestells hervortreten, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell aus zwei oder mehr Isolierleisten besteht, die an den Enden der Anordnung durch Zwischenstücke zusammengehalten sind, und daß jeweils nach einem Teilstapel von Gleichrichterelementen eine Kühlplatte in den Stapel eingeschichtet ist, welche Durchgangskanäle aufweist, deren Form dem Profil der Isolierleisten entspricht. PATENT CLAIMS: 1. Dry rectifier arrangement in which the perforated Rectifier elements together with cooling plates insulated within a frame are layered and the cooling plates protrude over the circumference of the frame, characterized in that the frame consists of two or more insulating strips, which are held together at the ends of the arrangement by spacers, and that each after a partial stack of rectifier elements a cooling plate in the Stack is layered, which has through channels, the shape of which corresponds to the profile corresponds to the insulating strips. 2. Trockengleichrichteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlplatten die Form von ;Kreisscheiben haben. 2. dry rectifier arrangement according to claim 1, characterized in that the cooling plates are in the form of circular disks. 3. Trockengleichrichteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlplatten sich nur über einen Teil des Stapelumfanges erstrecken. 3. Dry rectifier arrangement according to Claim 1, characterized in that the cooling plates extend only over part of the stack circumference. 4. Trockenglc#ichrichteranordnung nach Anspruch 1 oder einem der. folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlplatten mit einem Überzug für die Verbesserung der Wärme-und/oder elektrischen Leitung bzw. Verbesserung und Erhaltung der elektrischen Kontaktgabe versehen sind. 4. Dry flute assembly according to claim 1 or one of the. the following, characterized that the cooling plates with a coating for the improvement of heat and / or electrical Management or improvement and maintenance of electrical contact are provided. 5. Trockengleichrichteranordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in den End- bzw. Verschlußstücken der Fassung Kraftspeicher, vorzugsweise in Form von Federn, für das Zusammenspannen des Stapels angeordnet sind. 5. dry rectifier arrangement according to claim 1 or one of the following, characterized characterized that in the end or locking pieces of the socket, energy storage, preferably in the form of springs, arranged for clamping the stack together are. 6. Trockengleichrichteranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckplatte für die Abstützung und das Zusammenspannen der Stapel unmittelbar Kühlplatten benutzt sind. 6. dry rectifier arrangement according to claim 5, characterized in that that as a pressure plate for supporting and clamping the stack together directly Cold plates are used. 7. Trockengleichrichteranordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden für hohe Spannungen, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden der Anordnung vorgesehene Kappen als Strahlungskappen ausgebildet sind. 7. dry rectifier arrangement according to claim 1 or one of the following for high voltages, characterized in that at the ends the arrangement provided caps are designed as radiation caps. 8. Trockengleichrichteranordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden für hohe Spannungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder der Kühlplatten, an denen elektrische Sprüherscheinungen auftreten können, eine sprühsichere Randform mit Wülsten od. dgl. besitzen. 8. Dry rectifier arrangement according to claim 1 or one of the following for high voltages, characterized in that that the edges of the cooling plates where electrical spray phenomena occur can have a spray-proof edge shape with beads or the like. 9. Trockengleichrichteranordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß rechteckige Gleichrichtertabletten in dem Gestell gehalten sind und die sich mit ihnen deckenden Flächenteile der Kühlplatten an den längeren Rechteckseiten dieser Flächenteile über als Wärmeleitbrücken wirkende Stege mit den anderen außenliegenden Flächenteilen der Kühlplatten verbunden sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 693 239, 876 872; österreichische Patentschrift Nr. 175 631; französische Patentschriften Nr. 768 662, 925 135, 935523. 9. Dry rectifier arrangement according to claim 1 or one of the following, characterized in that rectangular rectifier tablets are held in the frame and the surface parts of the cooling plates that coincide with them are connected to the other outer surface parts of the cooling plates on the longer rectangular sides of these surface parts via webs acting as heat conducting bridges are. Considered publications: German Patent Specifications No. 693 239, 876 872; Austrian Patent No. 175 631; French patents nos. 768 662, 925 135, 935523.
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