CN107210589A - 通风机装置和配属的开关柜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通风机装置(2)，其具有多个风扇(4)，所述风扇相互并联布置并且被设计用于产生沿着一共同的主流动方向(6)的空气流，其中，给每个风扇(4)配置至少一个流动通道(10)；各流动通道(10)设有活门(14)，所述活门能够在打开位置与关闭位置之间枢转；各活门(14)如此设计并且布置在流动通道(10)中，使得该活门通过空气流保持在打开位置中并且通过逆向于该空气流的反向流进入到关闭位置中。本发明的任务是，一方面在单个风扇(4)失效的情况下可靠地避免流动技术方面的短路，另一方面在所有风扇(4)失效的情况下保证自然穿堂风对流。为了该目的，根据本发明，各活门(14)如此设计，使得该活门在无流动状态下通过其自重进入到打开位置中。

Description

通风机装置和配属的开关柜

技术领域

本发明涉及一种具有权利要求1前序部分特征的通风机装置。因此，本发明涉及一种通风机装置，其具有多个风扇，所述风扇相互并联布置并且被设计用于产生沿着共同的主流动方向的空气流，其中，

·给每个风扇配置至少一个流动通道；

·各流动通道设有活门，所述活门能够在打开位置与关闭位置之间枢转；以及

·各活门如此设计并且布置在流动通道中，使得该活门通过空气流保持或者支持在打开位置中并且通过逆向于该空气流指向的反向流进入到关闭位置中。

本发明还涉及一种具有这种通风机装置的开关柜以及一种通风机活门装置。

背景技术

为了排出通常布置在开关柜中的电子组件的损失功率，使用通风机。所述通风机也被称为风扇。为此，常常是多个通风机相互并联地或者冗余地运行。如果将多个通风机布置在一个平面中，在这些通风机之一失效时会导致流动技术方面的短路。

为了阐明该现象，请参考图1：在该附图中，将三个类似的通风机安装在开关柜的上盖板中。在所有三个通风机均运行的常规状况中，通风机在它们的抽吸侧从下面抽吸空气并且在它们的鼓风侧将空气从开关柜中向上鼓出。由此，在开关柜的横截面范围内形成很大程度上均匀的、从下往上的空气流(主流动方向)。

如果现在例如中间的通风机失效，则由于安装在开关柜中的(但附图中未示出的)组件数量而使得流动阻力ΔP₁显著大于失效通风机的流动阻力ΔP₂。因此，左边和和右边的通风机现在不再从下面抽吸空气。出现了流动技术方面的短路。左边和和右边的通风机只能产生抽吸侧与喷吹侧之间的循环空气，如通过图1中的流动箭头所示的那样。因此，所述组件不再通过空气流冷却。结果这将导致所述组件上的电子结构元件的强烈变热。这会导致这些电子结构元件失效，至少会导致其寿命降低。

为了防止这一点，过去的做法是采用配置给单个通风机的活门或薄片，它们能够防止流动技术方面的短路。该解决方案的原理在于，在单个的通风机失效时，封闭该通风机的空气通道或流动通道。由此，防止尚在运行的通风机的抽吸空气被吸引穿过所述空气通道。由此防止了流动技术方面的短路。确保了所述组件的冷却。

这种通过重力或通过负压关闭的活门的缺点在于，在所有的通风机失效时(例如由于电力故障)，不再能够实现用于维持紧急冷却的自然对流。

在根据DD 253 722 A1的通风机装置中(本权利要求1的前序部分涉及该通风机装置)，活门分别如此设计并且布置在流动通道中，使得它们通过由风扇产生的空气流保持在打开位置中并且通过逆向于所述空气流指向的反向流进入到关闭位置中。如果所有的通风机同时全都失效，则活门保持在它们的打开位置中，在该打开位置中，所述活门(以α＞90的角度，参见图3)倚靠在配属的止挡上。由此可以通过流动通道进行自然的对流。但是，如果这些风扇一个接一个地失效或者如果这些活门在电力失效期间通过震动或者诸如此类而落入到关闭位置中，则上述机构将不能起作用。它们将保持关闭并且防止或者妨碍期望的自然对流。

发明内容

本发明的任务是，提供一种所述类型的通风机装置，其中，一方面在单个风扇或通风机失效时可靠地防止流动技术方面的短路，另一方面，在所有的通风机失效时确保自然对流。由此，在所有可以预见的运行状态中都能实现开关柜的可靠散热。

根据本发明，上述任务通过具有权利要求1特征的通风机装置解决。

因此，本发明的关键在于，各活门被构建为，使得其在无流动状态中通过其自重进入到打开位置中，如果之前该活门是关闭着的话。

这意味着，在所有的风扇失效时(例如在电力故障时)，所述活门以可靠的方式自动打开并且释放配属的流动通道以进行自然对流。即使一个或多个活门之前由于流动状况或者由于其他情况是关闭的，在这种例外情况下它们也会自行地并且在没有外部干预的情况下由于作用的重力而打开。由现有技术公开的关闭功能在通过产生的/采用的压力差或反向流(也就是在单个通风机失效的情况下)引起的流动技术方面的短路情形中不受影响。

特别有利的是，将上述通风机装置使用在开关柜中，所述开关柜例如容纳方法技术设备、工具机或制造机构的电力和电子部件或组件。在该情形中，特别感兴趣的是用于核电站的控制技术机构的开关柜，在其中，即使在所谓的全厂断电(英文：Station Blackout)的情况下也应通过自然穿堂风对流确保初步的紧急冷却或散热。本发明的通风机装置优选布置在这种开关柜的地板或盖板中。当然，它也可以被用来对其他空间或空间区域进行通风和散热。

为了反复验证，可以设置活门监控。通过适当的传感装置结合配属的分析处理单元来检测、分析处理并且必要时记录活门的当前位置。所述传感器优选应无接触地工作，以便在活门运动时不引起附加的摩擦。在所述分析处理单元中，可以将检测到的活门位置与配属的风扇的以其他方式(例如通过电特征参量)检测到的运行状态相联系并且必要时产生警示通知。

附图说明

本发明所涉及的另外的细节和优点由从属权利要求以及下面对优选实施例的详细说明中得出。在此以简化并且示意性的图示出：

图1：开关柜中的通风机装置，其中，流动箭头表示由于一个通风机失效导致的流动技术方面的短路；

图2：通风机装置的局部图，其具有配属的用于防止流动技术方面的短路的活门机构，在此处于第一运行位置中，活门打开；

图3：图2中的通风机装置，处于第二运行位置中，活门刚刚关闭；

图4：图2中的通风机装置，处于第三运行位置中，活门关闭；

图5：与图2中类似的通风机装置，处于第一运行状态中，活门打开；

图6：图5中的通风机装置，处于第二运行状态中，活门关闭；和

图7：具有通风机装置的开关柜。

在所有的附图中，相同或者作用相同的部件设有相同的附图标记。在图3和4中，为了简化图示起见，省略了图2中示出的风扇。对于图5中示出的风扇也是这样，该风扇在所属的图6中被省略。

具体实施方式

图2示出通风机装置2的剖视图。该通风机装置2包括多个并排地布置在一个水平的平面中的风扇4。这些风扇4例如可以相互间以均匀的间距布置在一行中。可以存在多个相互平行的行，从而在俯视图中得到棋盘状或格栅状的图案。不均匀的布置也是可以的。这些风扇4优选全都类似地构成并且分别通过电动机驱动。这些风扇4在此示意性地作为轴流式鼓风机示出；也可以使用其他的变型例如径流式鼓风机。在常规运行中，风扇4的转子叶片分别产生从下向上(＝主流动方向6)指向的空气流。各单个的子流组成一总流，该总流例如用于对处于风扇4下方的空间区域进行排风和散热。特别是，图7中的通风机装置2可以集成在容纳电子组件的开关柜8的盖板中。

给每个风扇4专门配置一个或多个流动通道10，确切地说以如下方式，即，由风扇4产生的子流基本上或者至少大部分仅仅正好穿过该流动通道10或者这些流动通道10，而不穿过其他风扇4的流动通道10。在图2中示出给每个风扇4配置恰好一个流动通道10的可能布置方式。在图5中示出给每个风扇4配置多个流动通道10的另一变型方案。在此，必须在一个平面内并排布置多个这种分别具有一个风扇4和多个配属的流动通道10的单元(出于空间原因仅仅示出一个这样的单元)。

各个流动通道10根据设定的主流动方向6基本上竖直地定向，这些流动通道10通过适当的引导元件12或者引导面至少部分地相互隔开。这种引导元件12也被称为引导板，尽管它们不一定非得由金属制成，而是例如可以由合成材料制成。根据图2的图示，流动通道10优选布置在风扇4的上方。替换地，风扇4位于配属的流动通道10的内部。尤其是，各流动通道10或者其一个区段可以通过环绕或包围风扇4的转子叶片4的壳体实现。符合目的要求的是，所有的流动通道10以类似的方式构成，并且对于所有单个的单元来说，配属的风扇4的布置同样优选也是相同的。在流动通道10上方，各个子流汇合成总流(通风流)。

为了防止在本文开头结合图1描述的在单个通风机失效时发生流动技术上短路的情况，每个流动通道10配备有也被称为止回阀的活门14，所述流动通道10在需要时可以借助于所述活门(单个地并且与其他流动通道10无关地)封闭。

在附图所示的实施例中，各活门14按照摆动活门的类型来构成。所述活门包括铰接在水平的枢转轴或转动轴16上的翼状或片状封闭元件18。转动轴16在此在流动通道10之内位于流动通道的下端部。在关闭位置中，封闭元件18水平地定向并且基本上完全地封闭配属的流动通道10的横截面(图4)。于是，阻止空气穿过流动通道10。在打开位置中，封闭元件18以竖直的定向伸入到流动通道10中并且由于其横截面窄而使得流动穿过所述流动通道10的空气流遭受尽可能小的流动阻力(图2)。由此，在该活门位置中，由配属的风扇4产生的空气流可以基本上不受妨碍地流动穿过所述流动通道10。

在此，各活门14的操作或者“控制”自动地并且以纯被动方式通过利用一方面固有的、防故障的力(也就是重力)并且另一方面通过流动压力引起的力进行。为此，设置在下面描述的活门机构。

在此，重要的是：在无流动状态中，一与封闭元件18连接的或者集成到该封闭元件中的配重20使活门进入到打开位置中。为此，适当地选择从转动轴16两侧突出的活门段(杠杆臂)的质量和杠杆长度。所述配重20也可以通过适当的重量分布与转动轴16的布置相联系地由封闭元件18自身构成。结果这意味着：只要活门之前是被关闭着的话，该活门14在无流动或几乎无流动状态中就会可靠地自动地通过其自重打开，并且接着保持在打开位置中。即使在由于短暂的外部干扰迫使从静止位置偏转出去的情况下，活门14也总是自动返回到打开位置中。沿着主流动方向6从下向上指向的空气流(如其在通风机装置2的常规运行中通过配属的风扇4产生的那样)支持活门14保持打开。

仅仅在具有流动关系或压力关系的状况中出现各活门14的关闭，所述流动关系或压力关系引起穿过流动通道10逆着常规的流动方向的反流。为了这个目的，限界各流动通道10的引导元件12在一弯折或者弯曲部位处相对于垂线弯角。通过流动通道10在其上部区域中的倾斜定向，刚刚采用的/产生的反流近似垂直地或者至少以一垂直分量撞到封闭元件18上并且引起朝着关闭位置方向的转矩。上通道区段的倾斜位置越大，关闭力矩结果就越大，但是流动转向得就越多。在适当设计配重关系的情况下，小的关闭力矩就足以克服由自重引起的打开力矩并且使活门14运动(沿着图3中的箭头方向转动/枢转)到其关闭位置中。只要活门14上方的空气压力P1高于活门下方的空气压力P2，活门14就可靠地保持在关闭位置中(图4)。

由此，总体上得到下面的性能：

在通风机装置2的常规运行中，所有的通风机4从下往上喷吹空气。所有的活门14被打开并且通过空气流保持开放。

现在，如果单个通风机4失效，则由于流动技术上的短路而出现的空气流使得恰好该活门14关闭。通过仍运行的通风机的工作，被关闭的活门14下方出现比上方小的压力。由此，该活门14可靠地保持关闭。

如果现在所有的通风机被关停或者失效，则上述压力差也取消。各活门14的自重/配重通过重力致使活门14打开。对于所有的活门14都是这样。现在，通过自然对流能实现所有流动通道10的穿流。通常情况下从下往上指向的对流流支持活门14保持开放。

如已经提及的那样，可以在根据图2的一个可能的实现方案中给风扇4配置恰好一个具有活门14的流动通道10。但是也可以像在图5中那样给风扇4配置多个分别具有活门14的流动通道10。于是，配置给确定风扇4的活门14在其功能上虽然在原理上相互无关，但是通常来说共同地处于打开位置(图5)或关闭位置(图6)中，因为对于它们来说流动关系全都是相同的。该变型方案具有的优点是，可以使用具有小惯性的较小且较轻的活门14。

图7示出本发明的、处于开关柜8的盖板中的通风机装置2。然而，在该图示中省略了各活门机构(流动通道和活门)的细节。活门机构在此分别集成到风扇4的壳体中。但是也可以的是，活门机构整体形成一个结构单元，也就是一个通风机活门装置22，其可装配到风扇4或已有的通风机装置上(参见图5)。

附图标记列表

2 通风机装置

4 风扇

6 主流动方向

8 开关柜

10 流动通道

12 引导元件

14 活门

16 转动轴

18 封闭元件

20 配重

22 通风机活门装置

Claims (16)

1.一种通风机装置(2)，其具有多个风扇(4)，所述风扇相互并联布置并且被设计用于产生沿着共同的主流动方向(6)的空气流，其中，

给每个风扇(4)配置至少一个流动通道(10)；

各流动通道(10)设置有活门(14)，所述活门能够在打开位置与关闭位置之间枢转；

各活门(14)以如下方式被构建并且布置在所述流动通道(10)中：该活门通过空气流被支持在打开位置中并且通过逆向于该空气流指向的反向流而进入到关闭位置中，

其特征在于，

各活门(14)被构建为，使得活门在无流动状态下通过其自重进入到打开位置中。

2.根据权利要求1所述的通风机装置(2)，其中，各活门(14)构造为摆动活门。

3.根据权利要求1或2所述的通风机装置(2)，其中，各活门(14)能够围绕水平的转动轴(16)枢转。

4.根据权利要求1至3之一所述的通风机装置(2)，其中，各活门(14)具有翼状的封闭元件(18)和配重(20)。

5.根据权利要求4所述的通风机装置(2)，其中，各封闭元件(18)在所述关闭位置中水平地定向。

6.根据权利要求4或5所述的通风机装置(2)，其中，各封闭元件(18)在所述打开位置中竖直地定向。

7.根据权利要求1至6之一所述的通风机装置(2)，其中，所述流动通道(10)通过引导元件(12)相互隔开。

8.根据权利要求7所述的通风机装置(2)，其中，各引导元件(12)具有竖直定向的区段和由所述竖直定向的区段弯折的、倾斜定向的区段。

9.根据权利要求8所述的通风机装置(2)，其中，所述倾斜定向的区段处于所述竖直定向的区段的上方。

10.根据权利要求9所述的通风机装置(2)，其中，各活门(14)的转动轴(16)大致布置在所述竖直区段的高度上。

11.根据权利要求1至10之一所述的通风机装置(2)，其中，所有的活门(14)被类似地构造。

12.根据权利要求1至11之一所述的通风机装置(2)，其中，所有的流动通道(10)被类似地构造。

13.根据权利要求1至12之一所述的通风机装置(2)，其中，所有的活门(14)类似地布置在所述流动通道(10)中。

14.根据权利要求1至13之一所述的通风机装置(2)，其中，所述主流动方向(6)基本上竖直地从下向上定向。

15.一种通风机活门装置(22)，其具有多个相互并联布置的流动通道(10)，其中，

各流动通道(10)设置有活门(14)，所述活门能够在打开位置与关闭位置之间枢转；

各活门(14)以如下方式被构建并且布置在所述流动通道(10)中：该活门在安装位置中通过配属的风扇(4)的空气流支持在打开位置中并且通过逆向于该空气流指向的反向流进入到关闭位置中，

其特征在于，

各活门(14)被构建为，使得该活门在无流动状态下通过其自重进入到打开位置中。

16.一种开关柜(8)，其具有根据权利要求1至14之一所述的通风机装置(2)或者具有根据权利要求15所述的通风机活门装置(22)。