DE29720765U1 - Air-cooled electrical device - Google Patents
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Description
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AEG Sachsenwerk GmbHAEG-Sachsenwerk GmbH
Rathenaustraße 2Rathenaustrasse 2
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Allgemeine Vollmacht: 4.3.5.-Nr.294/97AVGeneral power of attorney: 4.3.5.-No.294/97AV
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sch / drasch / dra
Die Erfindung betrifft ein luftgekühltes Elektrogerät, insbesondere ein gekapseltes Mittelspannungs-Schaltgerät, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an air-cooled electrical device, in particular an encapsulated medium-voltage switching device, according to the preamble of claim 1.
Aus der deutschen Patentschrift DE 36 17 231 C2 ist ein gekapseltes Mittelspannungs-Schaltgerät bekannt, bei dem die im Betrieb des Geräts entstehende Verlustwärme durch eine Zwangsbelüftung abgeführt wird, um eine Überhitzung zu vermeiden. Hierzu weist das Gerät ein Gebläse auf, das über eine an der Unterseite des Gehäuses im Frontbereich befindliche Lufteintrittsöffnung Umgebungsluft ansaugt und diese an den zu kühlenden Bauteilen vorbeiführt, wobei sich die aufgenommene Umgebungsluft erwärmt. Anschließend wird die erwärmteFrom the German patent DE 36 17 231 C2, an encapsulated medium-voltage switching device is known in which the waste heat generated during operation of the device is dissipated by forced ventilation in order to avoid overheating. For this purpose, the device has a fan that draws in ambient air through an air inlet opening on the underside of the housing in the front area and guides it past the components to be cooled, whereby the ambient air taken in is heated. The heated air is then
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Umgebungsluft über eine an der Oberseite des Gehäuses befindliche Luftaustrittsöffnung wieder an die Umgebung abgegeben, so daß ein kontinuierlicher Kühlmittelstrom durch das Gehäuse entsteht.Ambient air is released back into the environment via an air outlet opening on the top of the housing, so that a continuous coolant flow is created through the housing.
Nachteilig an dieser Kühltechnik ist zum einen, daß die bei einem Störlichtbogen im Gehäuse entstehenden gefährlichen Gase durch die Lufteintrittsöffnung nach vorne in den begehbaren Bereich austreten und das Bedienungspersonal gefährden können, was nur durch aufwendige Schließmechanismen verhindert werden kann. Zum anderen wird durch die bodennahe Anordnung der Lufteintrittsöffnung stark staubhaltige Luft angesaugt, was zu einem Zusetzen von Staubfiltern oder einer Verschmutzung des Geräts führen kann.The disadvantage of this cooling technology is that the dangerous gases that are created in the case when an arc fault occurs escape through the air inlet opening to the front into the accessible area and can endanger the operating personnel, which can only be prevented by complex locking mechanisms. On the other hand, the arrangement of the air inlet opening close to the floor means that air that is heavily laden with dust is sucked in, which can lead to clogging of dust filters or contamination of the device.
Aus der deutschen Patentanmeldung DE 43 08 476 Al ist weiterhin ein Mittelspannungs-Schaltgerät bekannt, das die vorstehend genannten Nachteile vermeidet, indem sowohl die Lufteintrittsöffnung als auch die Luftaustrittsöffnung an der Oberseite des quaderförmig ausgebildeten Gehäuses angeordnet sind. Zum einen treten die bei einem Störlichtbogen entstehenden Gase hierbei nach oben aus dem Gehäuse aus und führen somit nicht zu einer direkten Gefährdung von umstehenden Personen. Zum anderen wird auf diese Weise wesentlich staubfreiere Luft angesaugt als bei einer Anordnung der Lufteintrittsöffnung im Bodenbereich. Nachteilig an diesem Mittelspannungs-Schaltgerät ist jedoch, daß ein separatesFrom the German patent application DE 43 08 476 Al, a medium-voltage switching device is also known that avoids the disadvantages mentioned above by arranging both the air inlet and the air outlet opening on the top of the cuboid-shaped housing. On the one hand, the gases produced by an arc fault escape upwards from the housing and therefore do not pose a direct risk to people standing around. On the other hand, much dust-free air is sucked in in this way than if the air inlet opening is arranged in the floor area. The disadvantage of this medium-voltage switching device, however, is that a separate
Gebläse erforderlich ist, was bei einem Gebläseausfall zu einer Überhitzung des Geräts führt bzw. eine Abschaltung erforderlich macht.Fan is required, which in the event of a fan failure will cause the device to overheat or require shutdown.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Elektrogerät, insbesondere ein Mittelspannungs-Schaltgerät, zu schaffen, das eine ausreichende Kühlung durch Umgebungsluft ohne ein separates Gebläse ermöglicht.The invention is therefore based on the object of creating an electrical device, in particular a medium-voltage switching device, which enables sufficient cooling by ambient air without a separate fan.
Die Aufgabe wird, ausgehend von einem bekannten Elektrogerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.The object is achieved by the characterizing features of claim 1, starting from a known electrical device according to the preamble of claim 1.
Gemäß der Erfindung erfolgt die Kühlung des Elektrogeräts durch einen Konvektionsstrom von angesaugter Umgebungsluft, der durch die oberhalb der zu kühlenden Bauteile entstehenden Thermikeffekte angetrieben wird.According to the invention, the cooling of the electrical device is achieved by a convection current of sucked-in ambient air, which is driven by the thermal effects occurring above the components to be cooled.
Der Gehäuseinnenraum des Elektrogeräts wird hierzu durch eine Luftleiteinrichtung horizontal in einen Ansaugbereich und einen seitlich benachbarten Austrittsbereich aufgeteilt, wobei die zu kühlenden Bauteile mehrheitlich im Austrittsbereich angeordnet sind, damit die oberhalb dieser Bauteile auftretenden Thermikeffekte den Konvektionsstrom von der Lufteintrittsöffnung in Richtung der Luftaustrittsöffnung antreiben.For this purpose, the interior of the electrical device's housing is divided horizontally by an air guide device into an intake area and an adjacent outlet area, with the majority of the components to be cooled being arranged in the outlet area so that the thermal effects occurring above these components drive the convection flow from the air inlet opening in the direction of the air outlet opening.
Die Luftleiteinrichtung kann in einer einfachen Ausführungsform aus einem einfachen Blech bestehen, das in dem Gehäuse im oberen Bereich zwischen der Lufteintrittsöffnung und der Luftaustrittsöffnung angeordnet ist und im wesentlichen senkrecht verläuft. Aus der eingangs angeführten deutschen Patentanmeldung DE 43 08 476 Al sind jedoch vielfältige weitere Ausführungsformen einer derartigen Luftleiteinrichtung bekannt, die sich auch im Rahmen der vorliegenden erfindungsgemäßen Lösung verwenden lassen. In einer vorteilhaften Variante der Erfindung bilden darüber hinaus polteilisolierte Leistungsschalter einen Bestandteil der Luftleiteinrichtung, wodurch die Strömungswirkung durch die Polteile verbessert wird.In a simple embodiment, the air guiding device can consist of a simple sheet of metal that is arranged in the housing in the upper area between the air inlet opening and the air outlet opening and runs essentially vertically. However, from the German patent application DE 43 08 476 A1 mentioned at the beginning, a wide variety of other embodiments of such an air guiding device are known, which can also be used within the scope of the present inventive solution. In an advantageous variant of the invention, pole-part-insulated circuit breakers also form a component of the air guiding device, whereby the flow effect through the pole parts is improved.
Weiterhin ist zu bemerken, daß der Begriff Umgebungsluft im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht auf Luft im engeren Sinne einer normalen atmosphärischen Zusammensetzung beschränkt ist, sondern auch andere Gase umfaßt, von denen das Elektrogerät umgeben ist und die zu Kühlungszwecken angesaugt werden. So ist es beispielsweise denkbar, daß sich ein Mittelspannungs-Schaltgerät in einem SF6-gefüllten Schaltraum befindet, so daß als Kühlmittel entsprechend SF6 verwendet wird.It should also be noted that the term ambient air in the context of the present invention is not limited to air in the narrow sense of a normal atmospheric composition, but also includes other gases that surround the electrical device and that are sucked in for cooling purposes. For example, it is conceivable that a medium-voltage switching device is located in a switch room filled with SF 6 , so that SF 6 is used as the coolant.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung derOther advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims or are described below together with the description of the preferred embodiment of the
Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:The invention is illustrated in more detail with reference to the figures. They show:
Figur 1 als bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ein luftgekühltes Mittelspannungs-Schaltgerät im Querschnitt sowieFigure 1 shows a preferred embodiment of the invention, an air-cooled medium-voltage switching device in cross-section, and
Figur 2aFigure 2a
bis 2c weitere Ausführungsbeispiele in vereinfachter Querschnittsdarstellung.to 2c show further embodiments in simplified cross-sectional representation.
Das in Figur 1 dargestellte Mittelspannungsschaltfeld ist in einem aus Stahlblech bestehenden Gehäuse 1 gekapselt und weist zum Schalten einen mit einer Vakuumschaltröhre 2 ausgerüsteten Leistungsschaltwagen 3 auf, der aus einer in der Zeichnung dargestellten Betriebsstellung nach rechts in eine Trennstellung gefahren werden kann, wobei zur mechanischen Führung des Leistungsschaltwagens 3 zwei waagerecht verlaufende Schienen 4 in das Gehäuse 1 eingezogen sind.The medium-voltage switchgear shown in Figure 1 is encapsulated in a housing 1 made of sheet steel and has a power switching carriage 3 equipped with a vacuum interrupter 2 for switching, which can be moved from an operating position shown in the drawing to the right into an isolated position, with two horizontally running rails 4 being drawn into the housing 1 for the mechanical guidance of the power switching carriage 3.
An seiner Vorderseite weist der Leistungsschaltwagen 3 zwei übereinander angeordnete Kontaktarme 5.1, 5.2 auf, an deren freien Enden jeweils zwei Paare federnder Kontaktzangen angeordnet sind, die in der Betriebsstellung entsprechende Gegenkontaktstücke 6.1, 6.2 umgreifen und so einen elektrischen Kontakt herstellen. Zur Halterung der Gegenkontaktstücke 6.1, 6.2 sind jeweils hohlkegelförmige Isolatoren 7.1, 7.2 vorgesehen, die in entsprechende Durchbrüche einer das Gehäuse 1 horizontal teilenden Schottwand 8 eingelassen sind. Das inOn its front side, the power switchgear 3 has two contact arms 5.1, 5.2 arranged one above the other, at the free ends of which two pairs of spring-loaded contact clamps are arranged, which in the operating position grip corresponding mating contact pieces 6.1, 6.2 and thus create an electrical contact. Hollow cone-shaped insulators 7.1, 7.2 are provided to hold the mating contact pieces 6.1, 6.2, which are embedded in corresponding openings in a bulkhead 8 that divides the housing 1 horizontally. The
dem oberen Isolator 7.1 befindliche Gegenkontaktstück 6.1 ist hierbei mit einer Sammelschiene 9 verbunden, die in dem durch die Schottwand 8 abgetrennten Raum des Gehäuses 1 angeordnet ist, während das in dem anderen Isolator 7.2 angeordnete Gegenkontaktstück 6.2 mit einem an der Gehäusewand befestigten Stromwandler 10 verbunden. Der Stromwandler 10 ist seinerseits mit einem Spannungswandler 11 sowie mit sieben Kabelanschlüssen 12 verbunden, die aus dem Gehäuse 1 herausgeführt sind. Die Funktionsweise eines derartigen Mittelspannungs-Schaltfeldes ist detailliert in der bereits eingangs zitierten deutschen Patentschrift DE 3 6 17 231 C2 beschrieben und bedarf deshalb keiner weiteren Erläuterung, so daß im folgenden näher auf die erfindungsgemäße Kühlung des Mittelspannungs-Schaltfeldes eingegangen wird.The counter contact piece 6.1 located on the upper insulator 7.1 is connected to a busbar 9 which is arranged in the space of the housing 1 separated by the bulkhead 8, while the counter contact piece 6.2 arranged in the other insulator 7.2 is connected to a current transformer 10 attached to the housing wall. The current transformer 10 is in turn connected to a voltage transformer 11 and to seven cable connections 12 which are led out of the housing 1. The functioning of such a medium-voltage switchgear panel is described in detail in the German patent DE 3 6 17 231 C2 already cited at the beginning and therefore does not require any further explanation, so that the cooling of the medium-voltage switchgear panel according to the invention will be discussed in more detail below.
Die Kühlung des dargestellten Mittelspannungs-Schaltfeldes erfolgt durch Umgebungsluft, die über eine Lufteintrittsöffnung 13 an der Oberseite des Gehäuses 1 aufgenommen wird, wobei auf die Lufteintrittsöffnung 13 ein Winkelstück 14 aufgesetzt ist, so daß die Umgebungsluft im wesentlichen seitlich von rechts angesaugt wird. Hierdurch wird verhindert, daß bereits erwärmte Umgebungsluft nochmals angesaugt wird, was wegen der erhöhten Temperatur dieser Umgebungsluft zu einer Verringerung der Kühlleistung führen würde. Die schräg ansteigende Fläche des Winkelstücks 14 bildet hierbei vorteilhaft eine Abdeckung für den Ansaugbereich des Gehäuses 1 und verhindert das Eindringen von Staub oder Tropfwasser inThe medium-voltage switchgear shown is cooled by ambient air, which is taken in via an air inlet opening 13 on the top of the housing 1, with an angle piece 14 being placed on the air inlet opening 13 so that the ambient air is essentially sucked in from the side from the right. This prevents already warmed ambient air from being sucked in again, which would lead to a reduction in cooling performance due to the increased temperature of this ambient air. The sloping surface of the angle piece 14 advantageously forms a cover for the intake area of the housing 1 and prevents dust or dripping water from penetrating into
das Schaltfeld. Darüber hinaus sind die vorne und hinten befindlichen dreieckigen Stirnflächen des Winkelstücks 14 frei, so daß auch von vorne und hinten Umgebungsluft angesaugt werden kann, was wegen des größeren Ansaugquerschnitts zu einer verbesserten Kühlwirkung führt.the control panel. In addition, the triangular faces of the angle piece 14 at the front and rear are free, so that ambient air can also be sucked in from the front and rear, which leads to an improved cooling effect due to the larger intake cross-section.
Die angesaugte Umgebungsluft bildet dann im Inneren des Gehäuses 1 eine Konvektionsströmung und tritt schließlich an einer ebenfalls an der Oberseite des Gehäuses 1 angeordneten Luftaustrittsöffnung 15.2 wieder aus, wobei auf die Luftaustrittsöffnung 15.2 ebenfalls jeweils ein Winkelstück 16.2 aufgesetzt ist, das den austretenden Luftstrom um 90° nach links von der Lufteintrittsöffnung 14 weglenkt, um zu verhindern, daß die in dem Mittelspannungsschaltfeld erwärmte Umgebungsluft erneut angesaugt wird.The ambient air sucked in then forms a convection flow inside the housing 1 and finally exits again at an air outlet opening 15.2, which is also arranged on the top of the housing 1, with an angle piece 16.2 also being placed on the air outlet opening 15.2, which directs the escaping air flow 90° to the left of the air inlet opening 14 in order to prevent the ambient air heated in the medium-voltage switchgear panel from being sucked in again.
Der zur Kühlung erforderliche Konvektionsstrom von der Lufteintrittsöffnung 13 zu der Luftaustrittsöffnung 15.2 stellt sich hierbei selbständig aufgrund von Thermikeffekten im Gehäuse 1 ein, so daß kein separates Gebläse erforderlich ist. Das Gehäuse 1 ist hierzu durch ein senkrecht verlaufendes Trennblech 17 in einen Ansaugbereich auf der rechten Seite und einen Austrittsbereich auf der linken Seite des Trennblechs aufgeteilt, wobei die Wärme produzierenden Bauteile wie die Kontaktzangen und die Gegenkontakte 6.1, 6.2 in der Betriebsstellung des Mittelspannungs-Schaltfeldes im Austrittsbereich des Gehäuses 1 angeordnet sind, so daß dieThe convection flow required for cooling from the air inlet opening 13 to the air outlet opening 15.2 is automatically created due to thermal effects in the housing 1, so that no separate fan is required. The housing 1 is divided by a vertically running partition plate 17 into an intake area on the right-hand side and an outlet area on the left-hand side of the partition plate, whereby the heat-producing components such as the contact clamps and the counter contacts 6.1, 6.2 are arranged in the outlet area of the housing 1 in the operating position of the medium-voltage switchgear panel, so that the
oberhalb dieser Bauteile entstehende Thermik einen Konvektionsstrom von der Lufteintrittsöffnung 13 zu der Luftaustrittsöffnung 15.2 antreibt. Diese Konvektionsströmung wird angeregt, wenn im Bereich der Kontaktzangen und der Gegenkontakte 6.1, S. 2 thermische Verluste entstehen, so daß die umgebende Luft erwärmt wird und daraufhin aufgrund der entsprechend verringerten Dichte in dem kaminartigen Gehäusebereich zwischen der Trennwand 17 und der Schottwand 8 nach oben steigt. Hierdurch entsteht in dem bis auf die Lufteinbzw. Luftaustrittsöffnungen 13 bzw. 15.2 hermetisch abgedichteten Gehäuse 1 ein Unterdruck, so daß frische Umgebungsluft über die Lufteintrittsöffnung 13 angesaugt wird. Die Thermikeffekte nehmen hierbei mit der eingekoppelten thermischen Verlustleistung an Intensität zu, so daß auch die Kühlleistung aufgrund der stärkeren Konvektionsströmung entsprechend ansteigt, was vorteilhaft zu einer automatischen Regelung der Kühlleistung führt. Im links gelegenen Austrittsbereich des Gehäuses 1 in dem kaminartigen Gehäusebereich zwischen der Trennwand 17 und der Schottwand 8 strömt die erwärmte Luft dann nach oben zur Luftaustrittsöffnung 15.2.The thermals that arise above these components drive a convection current from the air inlet opening 13 to the air outlet opening 15.2. This convection current is stimulated when thermal losses occur in the area of the contact clamps and the counter contacts 6.1, p. 2, so that the surrounding air is heated and then rises due to the correspondingly reduced density in the chimney-like housing area between the partition wall 17 and the bulkhead 8. This creates a negative pressure in the housing 1, which is hermetically sealed except for the air inlet and air outlet openings 13 and 15.2, so that fresh ambient air is sucked in via the air inlet opening 13. The thermal effects increase in intensity with the coupled thermal power loss, so that the cooling capacity also increases accordingly due to the stronger convection flow, which advantageously leads to automatic control of the cooling capacity. In the outlet area of the housing 1 on the left in the chimney-like housing area between the partition wall 17 and the bulkhead wall 8, the heated air then flows upwards to the air outlet opening 15.2.
Durch die Schottwand 8 und das Trennblech 17 wird der Gehäuseinnenraum in drei Räume aufgeteilt, nämlich in einen Leistungsschalterraum, einen Kabelanschlußraum sowie einen links gelegenen Sammelschienenraum, der von dem restlichen Gehäuse 1 durch die Schottwand 8 und die Isolatoren 7.1,The bulkhead 8 and the separating plate 17 divide the housing interior into three spaces, namely a circuit breaker space, a cable connection space and a busbar space on the left, which is separated from the rest of the housing 1 by the bulkhead 8 and the insulators 7.1,
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vollständig abgeschottet ist, was den Vorteil bietet, daß die Sammelschiene 9 bei einem Störlichtbogen im restlichen Teil des Gehäuses weiter betrieben werden kann.is completely sealed off, which offers the advantage that the busbar 9 can continue to operate in the event of an arc fault in the remaining part of the housing.
Auch in dem Sammelschienenraum bildet sich in der vorstehend beschriebenen Weise selbständig eine kühlende Konvektionsströmung aus. Zur Anregung dieses Konvektionsströmung ist der Sammelschienenraum durch die vertikal verlaufende Sammelschiene 9 in einen Ansaugbereich auf der rechten Seite und einen Austrittsbereich auf der linken Seite der Sammelschiene aufgeteilt. An der Oberseite des Sammeischienenraums weist das Gehäuse 1 eine Öffnung 15.1 auf, die sowohl zum Ansaugen von Umgebungsluft als auch zur Abgabe erwärmter Luft dient. Auf diese Öffnung 15.1 ist wiederum ein Winkelstück 16.1 aufgesetzt, dessen schräg ansteigende Fläche als Abdeckung dient und das Eindringen von Tropfwasser oder Staub verhindert.A cooling convection flow also forms independently in the busbar compartment in the manner described above. To stimulate this convection flow, the busbar compartment is divided by the vertical busbar 9 into an intake area on the right-hand side and an outlet area on the left-hand side of the busbar. On the top of the busbar compartment, the housing 1 has an opening 15.1, which serves both to intake ambient air and to release heated air. An angle piece 16.1 is placed on this opening 15.1, the sloping surface of which serves as a cover and prevents dripping water or dust from entering.
Figur 2a verdeutlicht das vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Prinzip der selbständigen Luftkühlung ohne Gebläse anhand einer vereinfachten Querschnittdarstellung eines Elektrogeräts, das in einem quaderförmigen Gehäuse 18 aus Metall angeordnet ist, wobei der Innenraum des Gehäuses 18 im oberen Bereich durch eine mittig angeordnete und senkrecht verlaufende Trennwand 19 in zwei nebeneinander liegende Bereich aufgeteilt wird. Der rechte Gehäusebereich dient hierbei als Luftansaugbereich und weist deshalb an der Ober-Figure 2a illustrates the above-described principle of independent air cooling without a fan according to the invention using a simplified cross-sectional view of an electrical device that is arranged in a cuboid-shaped housing 18 made of metal, with the interior of the housing 18 being divided in the upper area into two adjacent areas by a centrally arranged and vertically running partition wall 19. The right-hand housing area serves as an air intake area and therefore has
seite in der Wandung des Gehäuses 18 eine Lufteintrittsöffnung 2 0 auf, während der linke Gehäusebereich zur anschließenden Abgabe der angesaugten Umgebungsluft dient, so daß in der Wandung des Gehäuses 18 oberhalb dieses Bereichs eine Luftaustrittsöffnung 21 angeordnet ist. Auf die Lufteintrittsöffnung 20 und auf die Luftaustrittsöffnung 21 ist jeweils ein Winkelstück 22, 23 aufgesetzt, das den ein- bzw. austretenden Luftstrom um 90° zur Seite ablenkt, wobei die beiden Winkelstücke 22, 23 entgegengesetzt zueinander ausgerichtet sind, um zu verhindern, daß die aus der Luftaustrittsöffnung 21 austretende und entsprechend erwärmte Luft erneut angesaugt wird, was zu einer Verringerung der Kühlleistung führen würde.side in the wall of the housing 18 has an air inlet opening 20, while the left housing area serves for the subsequent discharge of the ambient air that is sucked in, so that an air outlet opening 21 is arranged in the wall of the housing 18 above this area. An angle piece 22, 23 is placed on the air inlet opening 20 and on the air outlet opening 21, which deflects the incoming or outgoing air flow by 90° to the side, with the two angle pieces 22, 23 being aligned opposite to one another in order to prevent the air exiting from the air outlet opening 21 and correspondingly heated from being sucked in again, which would lead to a reduction in the cooling performance.
Im Luftaustrittsbereich des Gehäuses 18 befindet sich ein zu kühlendes Bauteil 24, welches die umgebende Luft aufgrund seiner erhöhten Oberflächentemperatur erhitzt, so daß sich über dem Bauteil 24 eine Thermikströmung ausbildet, die eine Konvektionsströmung von der Lufteintrittsöffnung 2 0 zur Luftaustrittsöffnung 21 antreibt, was zu einer ausreichenden Kühlung des Bauteils 24 führt. Besonders vorteilhaft ist hierbei die Tatsache, daß die Intensität der Konvektionsströmung und damit die Kühlleistung mit der Bauteiltemperatur zunimmt, so daß sich die Kühlleistung automatisch an die thermische Verlustleistung des Bauteils anpaßt.In the air outlet area of the housing 18 there is a component 24 to be cooled, which heats the surrounding air due to its increased surface temperature, so that a thermal flow forms above the component 24, which drives a convection flow from the air inlet opening 20 to the air outlet opening 21, which leads to sufficient cooling of the component 24. The fact that the intensity of the convection flow and thus the cooling performance increases with the component temperature is particularly advantageous, so that the cooling performance automatically adapts to the thermal power loss of the component.
Figur 2b zeigt eine alternative Ausführungsform eines Elek-Figure 2b shows an alternative embodiment of an electronic
trogeräts mit einer selbständigen Luftkühlung, das sich von dem vorstehend beschriebenen und in Figur 2a dargestellten Ausführungsbeispiel im wesentlichen dadurch unterscheidet, daß das Gehäuse 25 im oberen Bereich durch zwei senkrecht verlaufende Trennwände 26, 27 in einen mittig liegenden kaminartigen Luftaustrittsbereich und zwei außenliegende Lufteintrittsbereiche aufgeteilt ist, wodurch sich ein anderer Strömungsverlauf im Gehäuse 25 ausbildet. Die Wandung des Gehäuses 25 weist entsprechend oberhalb der beiden Lufteintrittsbereiche jeweils eine Lufteintrittsöffnung 28, 29 und oberhalb des Luftaustrittsbereichs eine Luftaustrittsöffnung 3 0 auf, wobei sowohl auf die Luftaustrittsöffnung 3 0 als auch auf die beiden Lufteintrittsöffnungen 28, 29 jeweils ein Winkelstück 31, 32, 33 aufgesetzt ist, das den ein- bzw. austretenden Luftstrom um 90° zur Seite ablenkt.drying device with independent air cooling, which differs from the embodiment described above and shown in Figure 2a in that the housing 25 is divided in the upper area by two vertically running partition walls 26, 27 into a central chimney-like air outlet area and two external air inlet areas, whereby a different flow pattern is formed in the housing 25. The wall of the housing 25 has an air inlet opening 28, 29 above the two air inlet areas and an air outlet opening 30 above the air outlet area, with an angle piece 31, 32, 33 being placed on both the air outlet opening 30 and the two air inlet openings 28, 29, which deflects the incoming or outgoing air flow by 90° to the side.
Besonders vorteilhaft an diesem Ausführungsbeispiel ist, daß der Luftaustrittsbereich zwischen den beiden Trennwänden 2S, 27 kaminartig ausgebildet ist, wodurch die Anregung der Konvektionsströmung durch die Thermikeffekte oberhalb des zu kühlenden Bauteils 34 wesentlich erleichtert wird.What is particularly advantageous about this embodiment is that the air outlet area between the two partition walls 2S, 27 is designed like a chimney, which makes it significantly easier to stimulate the convection flow through the thermal effects above the component 34 to be cooled.
Figur 2c zeigt schließlich ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines luftgekühlten Elektrogeräts, das in einem aus Metall bestehenden Gehäuse 35 angeordnet ist, wobei das kühlende Bauteil 36 in einem Durchbruch einer senkrecht verlaufenden Trennwand 37 angeordnet ist. Aufgrund derFigure 2c finally shows a further embodiment of an air-cooled electrical device according to the invention, which is arranged in a metal housing 35, wherein the cooling component 36 is arranged in an opening in a vertically extending partition wall 37. Due to the
erhöhten Oberflächentemperatur dieses Bauteils 36 bildet sich über dem Bauteil 3 6 beiderseits der Trennwand 3 7 eine nach oben gerichtete Thermikströmung aus, die schließlich über zwei Luftaustrittsöffnungen 38, 3 9 an der Oberseite des Gehäuses 3 5 in die Umgebung austritt, wobei auf die Luftaustrittsöffnungen 38, 39 jeweils ein Winkelstück 40, 41 aufgesetzt ist, das den austretenden Luftstrom um 90° nach links ablenkt, um zu verhindern, daß die im Inneren des Gehäuses 35 erwärmte Luft erneut angesaugt wird.increased surface temperature of this component 36, an upwardly directed thermal flow forms above the component 36 on both sides of the partition wall 37, which finally exits into the environment via two air outlet openings 38, 39 on the top of the housing 35, with an angle piece 40, 41 being placed on each of the air outlet openings 38, 39, which deflects the exiting air flow by 90° to the left in order to prevent the air heated inside the housing 35 from being sucked in again.
Durch das Austreten der erwärmten Luft bildet sich im Inneren des Gehäuses 3 5 ein Unterdruck, so daß frische Umgebungsluft über eine ebenfalls an der Oberseite des Gehäuses 35 angeordnete Lufteintrittsöffnung 42 einströmt und neben einer weiteren Trennwand 43 zunächst nach unten strömt. Auf diese Weise entsteht eine Konvektionsströmung von der Lufteintrittsöffnung 43 zu den beiden Luftaustrittsöffnungen 38, 39, wobei sich die Konvektionsströmung links neben der Trennwand 43 in einen Hauptstrom und einen Nebenstrom aufteilt. Der Hauptstrom verläuft hierbei in dem kaminartigen Gehäusebereich zwischen den beiden Trennwänden 37, 43 senkrecht nach oben und verläßt schließlich das Gehäuse 35 durch die Luftaustrittsöffnung 38, während der Nebenstrom durch den Durchbruch in der Trennwand 37 hindurch unmittelbar an dem zu kühlenden Bauteil 36 vorbeifließt, was zu einer effektiven Kühlung des Bauteils 36 an seiner gesamten Oberfläche führt.As the heated air escapes, a negative pressure is created inside the housing 35, so that fresh ambient air flows in through an air inlet opening 42, which is also arranged on the top of the housing 35, and initially flows downwards next to a further partition wall 43. In this way, a convection flow is created from the air inlet opening 43 to the two air outlet openings 38, 39, with the convection flow splitting into a main flow and a secondary flow to the left of the partition wall 43. The main flow runs vertically upwards in the chimney-like housing area between the two partition walls 37, 43 and finally leaves the housing 35 through the air outlet opening 38, while the secondary flow flows through the opening in the partition wall 37 directly past the component 36 to be cooled, which leads to an effective cooling of the component 36 over its entire surface.
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Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.The invention is not limited in its implementation to the preferred embodiments given above. Rather, a number of variants are conceivable which make use of the solution presented even in fundamentally different implementations.
Claims (5)
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