CN103430646A

CN103430646A - 主动地给开关柜的插入式单元的安装组件进行通风的装置

Info

Publication number: CN103430646A
Application number: CN 201280014038
Authority: CN
Inventors: S.希施费尔德; M.施米特; J.沃尔法斯
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2011-03-21
Filing date: 2012-03-16
Publication date: 2013-12-04
Also published as: EP2664227A1; WO2012126821A1; DE102011005838A1

Abstract

公开了一种用于给开关柜的插入式单元的安装组件进行主动通风的装置，其包括插入式单元以及具有隔舱分隔壁的开关柜，所述隔舱分隔壁形成了至少一个用于容纳插入式单元的隔舱，其中所述插入式单元包括带有至少一个风机的风机壳体，其中隔舱分隔壁之一包括具有开口的风机井。在插入式单元于开关柜中的安装位置中，所述风机壳体以及风机井形成了流体连接，并且风机井额外地包括翻盖，该翻盖能够封闭或者至少部分释放所述风机井的开口，并且构造成止回阀，该止回阀仅仅允许沿着从插入式单元的隔舱出来的方向的气流。

Description

主动地给开关柜的插入式单元的安装组件进行通风的装置

背景技术

为控制马达而使用变频器显得越来越有意义。这种变频器例如用在所谓的马达控制中心中。在用于开关柜的插入式单元技术中典型地构造单个模块用于控制马达并且由此可以在电压下进行更换。

变频器在运行中产生特别高的损耗功率，例如在1.5kW范围内。然而对于变频器来说最大允许的周围环境温度不是很高。由市场要求的对单个模块之间的分隔强烈地阻止了损耗热量的排出。为了避免用于变频器以及开关柜的其它安装组件的过高的温度，至今为止必须强烈减少每个开关柜的变频器数量。

发明内容

本发明的任务是提供一种用于主动地给开关柜的插入式单元的安装组件进行通风的装置，该装置能够将所述安装组件的高损耗功率从开关柜中输出。由此，按本发明的装置实现了在一个开关柜中集成多个变频器。

按本发明，该任务通过权利要求1得到解决。用于对开关柜的插入式单元的安装组件进行主动通风的装置包括插入式单元以及具有隔舱分隔壁的开关柜，所述隔舱分隔壁形成了至少一个用于容纳插入式单元的隔舱，其中插入式单元包括带有至少一个风机的风机壳体，其中一个隔舱分隔壁包括带有开口的风机井。在插入式单元于开关柜中的安装位置中，风机壳体以及风机井形成了流体连接，并且风机井额外地包括翻盖，该翻盖可以关闭或者至少部分地释放风机井的开口，并且构造成止回阀，该止回阀仅仅允许沿着从插入式单元的隔舱出来的方向的气流。

有利的是，所述装置可以将高热量损耗功率从插入式单元中输出。可以将多个具有有待主动通风的安装组件的插入式单元装入开关柜中并且在其中运行。由风机井的开口和翻盖构成的止回阀阻止热空气从其它插入式单元或者隔舱中进入带有没有处于运行中的插入式单元的隔舱中或者没有安装插入式单元的隔舱中。

在本发明的设计方案中，所述插入式单元额外地具有隔板，该隔板在插入式单元于开关柜中的安装位置中基本上水平地延伸，并且在插入式单元的部分中阻塞沿垂直方向的气流。通过隔板确保了空气流在插入式单元中不会形成内循环，并且气流引导通过插入式单元的有待主动通风的安装组件。

在本发明的改进方案中，主动冷却插入式单元中的变频器。

翻盖有利地在没有气流指向翻盖时由于重力作用封闭风机壳体的开口。

同样有利的是，所述翻盖在没有气流指向翻盖时由于内应力封闭风机壳体的开口。

风机井的开口的边缘可以位于一个平面内。风机井的开口同样可以在开关柜中向上取向。

在本发明的改进方案中，所述至少一个风机产生了沿着从插入式单元的隔舱出来的方向的气流。

所述插入式单元有利地包括设备承载板，该设备承载板在插入式单元于开关柜中的安装位置中在插入式单元的下面部分中具有至少一个槽缝列。与设备承载板的所述至少一个槽缝列对置的隔舱分隔壁同样有利地具有至少一个相应的槽缝列。插入式单元可以通过插入式单元的所述至少一个槽缝列以及隔舱分隔壁的所述至少一个槽缝列从电缆室中供给冷却空气。

所述插入式单元的风机壳体在插入式单元于开关柜中的安装位置中有利地布置在插入式单元的上面部分中。

在本发明的改进方案中，用于容纳插入式单元的隔舱与开关柜的排气通道通过风机井中的开口流体连接。

附图说明

下面根据后面的附图对本发明进行描述。

图1是具有插入式单元的开关柜，

图2以第一透视图示出了具有插入式单元的开关柜没有盖子和门的细节图，

图3以第二透视图示出了具有插入式单元的开关柜没有盖子的细节图，

图4是插入式单元的以及开关柜的分隔壁的细节图，

图5是插入式单元在插入式单元于开关柜的安装位置中的正视图，以及

图6是插入式单元、接线室以及排气通道中气流的示意图。

具体实施方式

在图1中示出了开关柜200，该开关柜在左边具有排气通道210，右边具有接线室220并且在它们之间具有用于插入式单元241、242的功能室240。接线室220和排气通道210的位置同样可以交换地布置，使得接线室220位于用于插入式单元241、242的功能室240的左边并且排气通道210位于其右边。

为了主动地给插入式单元241、242的安装组件进行通风，接线室220的盖子或门包含通风开口221、222、223、224。空气可以通过所述通风开口流入接线室220。流入的空气具有开关柜200周围环境的温度。以典型的方式冷却该周围空气。同样可以直接用主动冷却的空气提供给接线室220。

所述排气通道210与空气出口211连接，开关柜200的废气可以从该空气出口中出来。

图2以第一透视图示出了开关柜200和插入式单元241、242在盖子或门取下时的细节图。插入式单元241、242包含应该主动通风的安装组件并且处于开关柜中的安装位置中示出。所述安装组件例如是变频器100、100’。用于容纳插入式单元241、242的隔舱由隔舱分隔壁形成，其中在图2中仅仅示出了侧面的隔舱分隔壁10、10’，该隔舱分隔壁将隔舱与排气通道210分开。隔舱分隔壁10、10’包括风机井90、90’。与风机井90、90’对置地布置了插入式单元241、242的风机壳体50、50’。

在图3中以第二透视图示出了具有插入式单元241、242的开关柜200没有盖子的情况。插入式单元241、242通过设备承载板70、70’限制并且处于开关柜中的安装位置中示出。所述设备承载板70、70’弯成U形的并且由此形成了插入式单元241、242的两个侧壁和一个后壁。所述插入式单元241、242水平地相互隔开。风机壳体50、50’布置在设备承载板70、70’的形成朝向排气通道210的侧壁的部分中。与由设备承载板70、70’形成的并且设有风机壳体50、50’的侧壁对置地布置了隔舱分隔壁10、10’，使得侧壁和分隔壁直接相互邻接。

所述风机壳体50、50’布置在设备承载板70、70’中，更确切地说布置在设备承载板70、70’的形成插入式单元241、242的侧壁的并且朝排气通道210取向的部分中。所述风机壳体50、50’包围风机51、52；51’、52’。如此布置所述风机51、52；51’、52’，使得其产生沿着从插入式单元241、242的隔舱中出来的方向的气流。

图4示出了插入式单元241，该插入式单元几乎完全从用于将插入式单元241容纳在开关柜200中的隔舱中拉出。所述插入式单元241包括U形弯曲的设备承载板70。所述设备承载板70由此形成了两个侧壁以及一个后壁。在设备承载板70上装配了安装组件例如变频器100。所述插入式单元241的指向接线室220的侧壁在下面区域内包括至少一个槽缝列31，空气可以通过该槽缝列流入插入式单元241中。插入式单元241的朝排气通道210取向的侧壁包括具有至少一个风机的风机壳体50。

用于容纳插入式单元241的隔舱由隔舱分隔壁10、30、40在侧面界定。朝排气通道210限制隔舱的隔舱分隔壁10包括风机井90。朝接线室220限制隔舱的隔舱分隔壁30包括至少一个槽缝列31，空气可以流过该槽缝列。槽缝列31相应于槽缝列71，在插入式单元241、242于开关柜200的安装位置中对置地布置了槽缝列31和71。

在插入式单元241于开关柜200中的安装位置中，隔舱分隔壁30的槽缝列31和设备承载板70的槽缝列71形成了流体连接，使得空气能够从接线室220到达插入式单元241中。在插入式单元241于开关柜200中的安装位置中，插入式单元241的设备承载板70中的风机壳体50与隔舱分隔壁10中的风机井90形成了流体连接，使得空气可以从插入式单元241到达排气通道210中。

在附图2、3和4中示出了安装在插入式单元241、242中的隔板60、60’。根据图4更详细地解释隔板60的功能。插入式单元241中的隔板60通常用于在插入式单元241于开关柜200中的安装位置中将气流在插入式单元241的一部分中沿垂直方向阻塞。为此，隔板60在插入式单元241于开关柜200中的安装位置中基本上水平地延伸。从接线室220通过隔舱分隔壁30的槽缝列31以及设备承载板70的槽缝列71到达插入式单元241的冷却空气通过隔板60防止垂直地也就是向上流动。取而代之，冷却空气流过插入式单元241的中间的安装组件。这例如可以是有待主动冷却的变频器100。该变频器在中间布置在设备承载板70上，其中隔板在插入式单元241于开关柜200中的安装位置中基本上水平地从变频器100的侧面延伸到插入式单元241的右边侧壁。

图5以正视图示出了没有盖子的插入式单元241。所述隔板60在插入式单元241内部从有待主动冷却的变频器100的右边侧面延伸到具有槽缝列71的设备承载板70的侧壁。在图5的视图中也就是在插入式单元241于开关柜200的安装位置中，用于冷却空气的入口处于插入式单元的下面部分中时，于是空气在上面部分中从插入式单元241中吸出。此外，在插入式单元241中布置了具有至少一个风机51的风机壳体50。该至少一个风机51如此取向，使得其产生沿着从插入式单元241的隔舱出来的方向的气流。所述风机51从插入式单元241中吸出空气。隔舱分隔壁10包含具有开口的风机井90，其中在插入式单元241于开关柜200中的安装位置中所述风机壳体50和风机井90形成了流体连接。由风机51从插入式单元241中吸出的空气通过风机壳体50和风机井90输送到排气通道210中。所述风机壳体50同样可以包含两个风机51、52；51’、52’，如其在图3中所示。

所述风机井90额外地包括翻盖20，该翻盖可以封闭或者至少部分地释放风机井90的开口，并且构造成止回阀，该止回阀仅仅允许沿着从插入式单元241的隔舱出来的方向的气流。该翻盖20同样在图2中示出，其中在那里示出了具有打开的翻盖20的插入式单元241以及具有闭合的翻盖20’的插入式单元242。如果没有气流指向翻盖20，如在图2的插入式单元242中在例如变频器100’关闭并且风机51’、52’关闭时，翻盖20要么由于重力并且/或者由于翻盖20的内应力关闭风机壳体50的开口。仅仅在气流沿着从插入式单元241的隔舱中出来的方向时，由该气流打开翻盖20。

风机井90的开口在开关柜200中可以略微向上取向，从而在翻盖20安置在风机井90的开口的下面部分上时该翻盖20靠在下面部分上。风机井90的开口的边缘位于一个平面内，由此可以将翻盖20构造成平的元件。该翻盖20可以由薄的柔性的材料制成，例如由塑料或者说塑料薄膜制成。通过所述翻盖20连同风机井90的开口一起形成止回阀，确保了在插入式单元不运行时或者在隔舱没有用插入式单元占据时，排气通道210的热气不会到达用于容纳插入式单元241、242的隔舱中。

图6以示意图示出了排气通道210、插入式单元241以及接线室220的气流关系。冷却空气从接线室220通过隔舱分隔壁的至少一个槽缝列31以及设备承载板70的至少一个槽缝列71到达插入式单元241中。所述隔板60阻止空气的气流在有待冷却的变频器100旁绕过，而空气流如此偏转，使得其引导通过变频器100并且冷却变频器。在变频器100的范围内，气流沿着垂直方向引导。通过变频器100的流动引导可以通过变频器100的壳体中的风机得到支持。在变频器100的上面部分中，变热的空气离开变频器并且通过风机壳体50从插入式单元241吸入排气通道210中。变热的空气通过排气通道210导向空气出口211，该空气出口位于开关柜200上，如在图1中所示。

所述隔板60、60’阻止空气在插入式单元241、242中的内部循环。由此，隔板60、60’确保了按图6的气流，也就是从冷却空气的进入插入式单元241中的下面入口通向用于变热空气的从插入式单元241中出来的上面的出口。

对于排气通道210和接线室220的相应的结构以及相互嵌套也可以如此设计按本发明的用于主动给开关柜的插入式单元的安装组件进行通风的装置，使得入口和出口位于插入式单元241的同一侧。根据图6，这意味着例如所述风机壳体50在插入式单元241的上面区域内同样布置在右侧。必须以相应的安装组件确保冷却空气的入口和热空气的出口不在同一通道中并且由此不会混合空气流。所述风机壳体50必须与接线室220中的排气通道210连接。

在按附图的实施方式中描述了入口和出口位于插入式单元的对置的侧壁上。入口和/或出口同样可以位于插入式单元的后壁中并且根据排气通道210和/或接线室220布置在插入式单元后面。

按本发明的装置确保了1.5kW范围内的高损耗功率可以从开关柜中输出并且开关柜不会剧烈变热。确保了例如冷却变频器用于维持其功能性。

按本发明的装置可以用来自开关柜200周围环境的冷却空气来运行。同样可以考虑用主动冷却的空气提供给按本发明的装置。

Claims

1.用于给开关柜（200）的插入式单元（241、242）的安装组件进行主动通风的装置，包括

插入式单元（241；242）以及具有隔舱分隔壁（10；30；40）的开关柜（200），所述隔舱分隔壁形成了至少一个用于容纳插入式单元（241；242）的隔舱，

其中所述插入式单元（241；242）包括带有至少一个风机（51；52）的风机壳体（50），

其中隔舱分隔壁（10；30；40）之一包括具有开口的风机井（90），

其特征在于，

在插入式单元（241；242）于开关柜（200）中的安装位置中，所述风机壳体（50）以及风机井（90）形成了流体连接，并且

其中风机井（90）额外地包括翻盖（20），该翻盖能够封闭或者至少部分释放所述风机井（90）的开口，并且构造成止回阀，该止回阀仅仅允许沿着从插入式单元（241；242）的隔舱出来的方向的气流。

2.按权利要求1所述的装置，其中，所述插入式单元（241；242）额外地包括隔板（60），该隔板在插入式单元（241；242）于开关柜（200）中的安装位置中基本上水平地延伸并且该隔板在插入式单元（241；242）的部分中阻塞沿垂直方向的气流。

3.按上述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述插入式单元（241；242）包括有待主动冷却的变频器（100）。

4.按上述权利要求中任一项所述的装置，其中，翻盖（20）在没有气流指向翻盖（20）时由于重力封闭风机壳体（50）的开口。

5.按上述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述翻盖（20）在没有气流指向翻盖（20）时由于内应力封闭风机壳体（50）的开口。

6.按上述权利要求中任一项所述的装置，其中，风机井（90）的开口的边缘位于一个平面内。

7.按上述权利要求中任一项所述的装置，其中，风机井（90）的开口在开关柜（200）中向上取向。

8.按上述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述至少一个风机（51；52）产生沿着从插入式单元（241；242）的隔舱出来的方向的气流。

9.按上述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述插入式单元（241；242）包括设备承载板（70），该设备承载板在插入式单元（241；242）于开关柜（200）中的安装位置中在插入式单元（241；242）的下面部分中具有至少一个槽缝列（71）。

10.按权利要求9所述的装置，其中，在插入式单元（241；242）于开关柜（200）中的安装位置中，与设备承载板（70）的所述至少一个槽缝列（71）对置的隔舱分隔壁（30）具有至少一个相应的槽缝列（31）。

11.按权利要求10所述的装置，其中，所述插入式单元（241；242）通过插入式单元（241；242）的所述至少一个槽缝列（71）以及通过隔舱分隔壁（30）的所述至少一个槽缝列（31）能够由电缆室（220）供给冷却空气。

12.按上述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述插入式单元（241；242）的风机壳体（50）在插入式单元（241；242）于开关柜（200）中的安装位置中布置在插入式单元（241；242）的上面部分中。

13.按上述权利要求中任一项所述的装置，其中，通过隔舱分隔壁（10；30；40）之一中的风机井（90）中的开口将用于容纳插入式单元（241；242）的隔舱与开关柜（200）的排气通道（210）流体连接。