DE202020004672U1

DE202020004672U1 - Cooling device electrically and thermally decoupled

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Publication number: DE202020004672U1
Application number: DE202020004672.8U
Authority: DE
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Current assignee: Individual
Priority date: 2020-11-06
Filing date: 2020-11-06
Publication date: 2021-06-16
Anticipated expiration: 2030-11-07

Abstract

Kühlvorrichtung Fig 1 und Fig 3 dadurch gekennzeichnet, daß mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten, einseitig offenen Verdampfungskammern Fig 1 und Fig 3 (10) mit Begrenzungswänden Fig 1 und Fig 3 (11) aus wärmeleitendem Material, an deren Innenflächen Fig 1 und Fig 3 (13) jeweils ein Vlies Fig 1 und Fig 3 (15) angeordnet ist, das mit einer Flüssigkeit getränkt ist, und die geeignet sind, über ihre Außenflächen Fig 1 und Fig 3 (12) mit einem zu kühlenden Material in Kontakt gebracht zu werden, und einer der Anzahl von Verdampfungskammern Fig 1 und Fig 3 (10) entsprechenden Vielzahl von nebeneinander angeordneten, einseitig offenen Kondensationskammern Fig 1 und Fig 3 (20) mit Begrenzungswänden Fig 1 und Fig 3 (21) aus wärmeleitendem Material, die geeignet sind, über ihre Außenflächen Fig 1 und Fig 3 (22) Wärme an die Umgebung abzugeben, wobei jeweils eine Verdampfungskammer Fig 1 und Fig 3 (10) und eine Kondensationskammer Fig 1 und Fig 3 (20) über ihre offenen Seiten derart verbunden sind, daß zwischen Verdampfungskammer Fig 1 und Fig 3 (10) und Kondensationskammer Fig 1 und Fig 3 (20) ein gasdicht abgeschlossener, teilevakuierter Raumbereich Fig 1 und Fig 3 (3) ausgebildet ist, so daß im Betrieb die im Vlies Fig 1 und Fig 3 (15) einer Verdampfungskammer Fig 1 und Fig 3 (10) enthaltene Flüssigkeit im Raumbereich Fig 1 und Fig 3 (3) verdampft, an der Innenfläche Fig 1 und Fig 3 (23) der zugeordneten Kondensationskammer Fig 1 und Fig 3 (20) kondensiert und wieder dem Vlies Fig 1 und Fig 3 (15) zugeführt wird, wobei die Begrenzungswände Fig 1 und Fig 3 (11) der Verdampfungskammern Fig 1 und Fig 3 (10) und die Begrenzungswände Fig 1 und Fig 3 (21) der Kondensationskammern Fig 1 und Fig 3 (20) durch geeignete Kunststoffelemente Fig 1 und Fig 3 (5) thermisch und elektrisch voneinander entkoppelt sind.

Cooling device Fig. 1 and Fig. 3, characterized in that with a plurality of adjacent, one-sided open evaporation chambers Fig. 1 and Fig. 3 (10) with boundary walls Fig. 1 and Fig. 3 (11) made of thermally conductive material, on their inner surfaces Fig. 1 and Fig. 3 (13) each a fleece Fig. 1 and Fig. 3 (15) is arranged, which is soaked with a liquid, and which are suitable for being brought into contact with a material to be cooled via their outer surfaces Fig. 1 and Fig. 3 (12) , and one of the number of evaporation chambers Fig. 1 and Fig. 3 (10) corresponding plurality of juxtaposed, unilaterally open condensation chambers Fig. 1 and Fig. 3 (20) with boundary walls Fig. 1 and Fig. 3 (21) made of thermally conductive material, which are suitable to give off heat to the environment via their outer surfaces Fig. 1 and Fig. 3 (22), with an evaporation chamber Fig. 1 and Fig. 3 (10) and a condensation chamber Fig. 1 and Fig. 3 (20) over their open sides in such a way are connected that between the evaporation chamber Fig. 1 and Fig. 3 (10) and the condensation chamber Fig. 1 and Fig. 3 (20) a gas-tight, partially evacuated area Fig. 1 and Fig. 3 (3) is formed, so that in operation the fleece Fig. 1 and Fig. 3 (15) of an evaporation chamber Fig. 1 and Fig. 3 (10) liquid contained in the spatial area Fig. 1 and Fig. 3 (3) evaporated, on the inner surface Fig. 1 and Fig. 3 (23) of the associated condensation chamber Fig. 1 and Fig. 3 ( 20) is condensed and fed back to the fleece Fig. 1 and Fig. 3 (15), the boundary walls Fig. 1 and Fig. 3 (11) of the evaporation chambers Fig. 1 and Fig. 3 (10) and the boundary walls Fig. 1 and Fig. 3 (21) of the condensation chambers Fig. 1 and Fig. 3 (20) are thermally and electrically decoupled from one another by suitable plastic elements Fig. 1 and Fig. 3 (5).

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung für vorzugsweise großflächige zu kühlende Einheiten, die hohe Wärmeleistungen abgeben.The invention relates to a cooling device for preferably large-area units to be cooled, which emit high heat outputs.

Durch den stark zunehmenden Einsatz von elektrischen oder elektronischen Geräten sowohl in der Industrie als auch in vielen Bereichen des täglichen Lebens existiert für Kühlvorrichtungen ein großer Bedarf. Dies gilt in erheblichem Maß auch für den Outdoorbereich, wo bislang aktive Kühlgeräte wie z. B. Lüfter eingesetzt werden. Diese bedingen in Betrieb eine unerwünschte Geräuschbildung und führen beim Ausfall unter Umständen schnell zu einer Überhitzung der zu kühlenden Einheit und deren Zerstörung.Due to the rapidly increasing use of electrical or electronic devices both in industry and in many areas of daily life, there is a great need for cooling devices. This also applies to a considerable extent to the outdoor area, where previously active cooling devices such. B. fans can be used. These cause undesired noise to be generated during operation and, in the event of failure, can quickly lead to overheating of the unit to be cooled and its destruction.

Insbesondere bei großflächigen zu kühlenden Einheiten ist das Anbringen und der Betrieb von aktiven Kühlgeräten, die die geforderte hohe Kühlleistung erbringen, mit hohem Aufwand verbunden.Particularly in the case of large-area units to be cooled, the installation and operation of active cooling devices that provide the required high cooling capacity is associated with a high level of effort.

Allgemein bekannt ist die Verwendung von Heat-Pipes als Kühlvorrichtungen, bei denen durch die Verdampfung von Flüssigkeit und deren Kondensation ein Kühlprofilkörper Wärme abtransportiert. Herkömmliche Heat-Pipes sind jedoch für den großflächigen Einsatz nicht geeignet, da die Wege von der Verdampferfläche zur Kondensationsfläche relativ groß sind. Der Einsatz von mehreren Heat-Pipes auf einer großflächigen zu kühlenden Einheit ist kostspielig und aufgrund einer begrenzten abführbaren Wärmemenge ungeeignet.The use of heat pipes as cooling devices is generally known, in which a cooling profile body removes heat through the evaporation of liquid and its condensation. However, conventional heat pipes are not suitable for large-area use, as the distances from the evaporator surface to the condensation surface are relatively large. The use of several heat pipes on a large-area unit to be cooled is costly and unsuitable due to the limited amount of heat that can be dissipated.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kühlvorrichtung für großflächige zu kühlende Einheiten zu liefern, die einen hohen Wirkungsgrad aufweist, vielseitig einsetzbar ist und deren Herstellung und Verwendung sehr einfach und kostengünstig ist.It is therefore the object of the present invention to provide a cooling device for large-area units to be cooled, which has a high degree of efficiency, can be used in a variety of ways, and the production and use of which is very simple and inexpensive.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the features of claim 1.

Erfindungsgemäß wird eine Kühlvorrichtung vorgeschlagen, die eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten, einseitig offenen Verdampfungskammern mit Begrenzungswänden aus wärmeleitendem Material aufweist, an deren Innenflächen jeweils ein Vlies angeordnet ist, das mit einer Flüssigkeit getränkt ist und die geeignet sind, über ihre Außenflächen mit einem zu kühlenden Material in Kontakt gebracht zu werden, und eine der Anzahl von Verdampfungskammern entsprechenden Vielzahl von nebeneinander angeordneten, einseitig offenen Kondensationskammern mit Begrenzungswänden aus wärmeleitendem Material, die geeignet sind, über ihre Außenflächen Wärme an die Umgebung abzugeben, wobei jeweils eine Verdampfungskammer und eine Kondensationskammer über ihre offenen Seiten derart verbunden sind, dass zwischen Verdampfungskammer und Kondensationskammer ein gasdicht abgeschlossener, teilevakuierter Raumbereich ausgebildet ist, so dass im Betrieb die im Vlies einer Verdampfungskammer enthaltene Flüssigkeit im Raumbereich verdampft, an der Innenfläche der zugeordneten Kondensationskammer kondensiert und wieder dem Vlies zugeführt wird, wobei die Begrenzungswände der Verdampfungskammern und die Begrenzungswände der Kondensationskammern durch geeignete Kunststoffelemente thermisch und elektrisch voneinander entkoppelt sind.According to the invention, a cooling device is proposed which has a plurality of side-by-side, open on one side evaporation chambers with boundary walls made of thermally conductive material, on each of the inner surfaces of which a fleece is arranged that is soaked with a liquid and which are suitable on their outer surfaces with a to be cooled Material to be brought into contact, and one of the number of evaporation chambers corresponding plurality of juxtaposed, unilaterally open condensation chambers with boundary walls made of thermally conductive material, which are suitable to give off heat to the environment via their outer surfaces, each with an evaporation chamber and a condensation chamber on their open sides are connected in such a way that a gas-tight sealed, partially evacuated space area is formed between the evaporation chamber and the condensation chamber, so that the liquid contained in the fleece of an evaporation chamber during operation evaporated in the spatial area, condensed on the inner surface of the associated condensation chamber and fed back to the fleece, the boundary walls of the evaporation chambers and the boundary walls of the condensation chambers being thermally and electrically decoupled from one another by suitable plastic elements.

Eine derartige erfindungsgemäße Kühlvorrichtung ermöglicht es nunmehr, selbst große Wärmemengen in kürzester Zeit aufgrund des geringen Weges von der Verdampferfläche zur Kondensationsfläche abzutransportieren. Dabei lassen sich die Verdampferflächen und die Kondensationsflächen beliebig groß gestalten und für den entsprechenden Einsatz optimieren. Durch die elektrische und wärmetechnische Entkopplung von Verdampfungs- und Kondensationsflächen ist der Wärmedurchgangswiderstand der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung sehr gering. Ein Einsatz im Freien ist ebenso möglich, wie auch die Kühlung hochspannungsführender Bauteile.Such a cooling device according to the invention now enables even large amounts of heat to be transported away in a very short time due to the short distance from the evaporator surface to the condensation surface. The evaporator surfaces and the condensation surfaces can be designed as large as desired and optimized for the corresponding use. Due to the electrical and thermal decoupling of evaporation and condensation surfaces, the heat transfer resistance of the cooling device according to the invention is very low. Outdoor use is also possible, as is the cooling of high-voltage components.

Vorteilshafterweise ist an den Innenflächen der Kondensationskammern jeweils eine Metallgaze angeordnet. Dadurch wird die kondensierte Flüssigkeit aufgefangen und damit der Wirkungsgrad der Kühlvorrichtung gesteigert. Aufgrund der Kapillarwirkung ist somit außerdem ein Einsatz der Kühlvorrichtung in jeder Orientierung möglich.A metal gauze is advantageously arranged on each of the inner surfaces of the condensation chambers. This collects the condensed liquid and thus increases the efficiency of the cooling device. Due to the capillary effect, the cooling device can also be used in any orientation.

Bevorzugterweise sind die Begrenzungswände und Verbindungsstege der Verdampfungskammern und Kondensationskammern jeweils aus einem Stück als stranggepresstes Profil gebildet. Es ist insbesondere ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass das Profil derart ausgebildet ist, dass die Verdampfungs- und Kondensationskammern im Querschnitt jeweils U-förmig mit dazwischen liegenden Verbindungsstegen nebeneinander angeordnet sind. Damit lassen sich Kühlsysteme der erfindungsgemäßen Art sehr einfach und kostengünstig herstellen und bieten vielfältige Gestaltungs- und Anpassungsmöglichkeiten.The boundary walls and connecting webs of the evaporation chambers and condensation chambers are preferably each formed from one piece as an extruded profile. In particular, it is an advantage of the present invention that the profile is designed in such a way that the evaporation and condensation chambers are each arranged in a U-shape in cross section with connecting webs in between. In this way, cooling systems of the type according to the invention can be produced very simply and inexpensively and offer a wide range of design and adaptation options.

Vorteilhafterweise sind die aus Verdampfungs- und Kondensationskammern gebildeten Raumbereiche an ihren Seiten jeweils mit Abdeckelementen gasdicht abgeschlossen. Insbesondere ist es von Vorteil, dass die Abdeckelemente aus Polyurethan gebildet sind. Derartige Abdeckelemente aus Kunststoff sind einfach und günstig herzustellen und bieten für die Aufrechterhaltung des Vakuums sehr gute Eigenschaften, da sie sich bei Vakuum zusammenziehen und somit zusätzlich abdichten.Advantageously, the space areas formed from evaporation and condensation chambers are each sealed gas-tight on their sides with cover elements. In particular, it is advantageous that the cover elements are made of polyurethane. Such cover elements made of plastic are simple and inexpensive to manufacture and offer a great deal of vacuum maintenance good properties, as they contract in a vacuum and thus additionally seal.

Die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung weist bevorzugterweise Kunststoffelemente als zwischen den Profilen angeordnete Dichtleisten auf, die die thermische und elektrische Entkopplung der Verdampfungs- und Kondensationskammern gewährleisten. Beispielsweise kann als Kunststoffmaterial für diese Elemente verwendet werden.The cooling device according to the invention preferably has plastic elements as sealing strips arranged between the profiles, which ensure the thermal and electrical decoupling of the evaporation and condensation chambers. For example, these elements can be used as a plastic material.

Um die Wärmeabgabeleistung zu erhöhen, befindet sich in den Raumbereichen als Flüssigkeit vorteilhafterweise Alkohol oder destilliertes Wasser.In order to increase the output of heat, the liquid in the room areas is advantageously alcohol or distilled water.

Vorzugsweise sind die Außenflächen der Kondensationskammern oberflächenvergrößert. Dies erhöht die Wärmeabgabeleistung des Kühlsystems erheblich.The outer surfaces of the condensation chambers are preferably enlarged. This significantly increases the heat output of the cooling system.

Bevorzugterweise ist jede Kondensationskammer oberhalb der zugehörigen Verdampfungskammer angeordnet, wodurch die kondensierte Flüssigkeit schnell dem Vlies zugeführt wird und eine kontinuierliche hohe Wärmeabgabeleistung sichergestellt ist.Each condensation chamber is preferably arranged above the associated evaporation chamber, as a result of which the condensed liquid is quickly fed to the fleece and a continuously high heat output is ensured.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.Further details, advantages and features of the present invention emerge from the following description with reference to the accompanying drawings.

Diese zeigen:

1 eine Querschnittansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung
2 eine Explosionsdarstellung der Kühlvorrichtung aus 1
3 eine Querschnittansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung und
4 eine Explosionsdarstellung der Kühlvorrichtung aus 3

These show:

1 a cross-sectional view of a first embodiment of the cooling device according to the invention
2 an exploded view of the cooling device 1
3 a cross-sectional view of a second embodiment of the cooling device according to the invention and
4th an exploded view of the cooling device 3

1 zeigt eine erste bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die Kühlvorrichtung 1 im Querschnitt dargestellt ist und eine Symmetrie bezüglich der durch A-A definierten Ebene aufweist. In der unteren Hälfte weist die Kühlvorrichtung 1 vier Verdampfungskammern 10 auf, die durch Begrenzungswände 11 begrenzt sind, die jeweils mit Verbindungsstegen 14 miteinander verbunden sind. Die Außenflächen 12 der Verdampfungskammern 10 stehen mit der zu kühlenden Einheit (nicht gezeigt) thermisch in Verbindung. Auf den Innenflächen 13 der Verdampfungskammern 10 ist ein Vlies 15 angeordnet, das mit Flüssigkeit, wie beispielsweise destilliertem Wasser oder Alkohol, getränkt ist. 1 Figure 3 shows a first preferred embodiment of the present invention, wherein the cooling device 1 is shown in cross section and has a symmetry with respect to the plane defined by AA. In the lower half shows the cooling device 1 four evaporation chambers 10 on that by boundary walls 11 are limited, each with connecting webs 14th are connected to each other. The outside surfaces 12th the evaporation chambers 10 are thermally connected to the unit to be cooled (not shown). On the inner surfaces 13th the evaporation chambers 10 is a fleece 15th arranged, which is soaked with liquid, such as distilled water or alcohol.

In der oberen Hälfte weist die Kühlvorrichtung 1 vier Kondensationskammern 20 auf, die durch Begrenzungswände 21 begrenzt sind, die jeweils wiederum mit Verbindungsstegen 24 miteinander verbunden sind. Die Außenflächen 22 der Kondensationskammern 20 sind geeignet, Wärme an ihre Umgebung abzugeben. An den Innenflächen 23 der Kondensationskammern 20 ist eine vorzugsweise aus Metall gebildete Gaze 25 angeordnet, die dazu dient, die kondensierte Flüssigkeit aufzunehmen und zum Vlies 15 der Verdampfungskammer 10 zurückzuführen. Die Verwendung der Gaze 25 ist aufgrund der Kapillarwirkung zweckmäßig, weil die Kühlvorrichtung dann auch z. B. „auf den Kopf gestellt‟ arbeiten kann, jedoch nicht für die Funktion der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung notwendig. Die Gaze 25 verhindert u. a. auch, dass Tropfen der kondensierten Flüssigkeit direkt in die Verdampfungskammern 10 zurückfallen. Die einseitigen Öffnungen der Verdampfungskammern 10 und der Kondensationskammern 20 liegen einander in der Ebene A-A im wesentlichen gegenüber, wodurch sich durch jeweils eine Verdampfungskammer 10 und Kondensationskammer 20 ein Raumbereich 3 ergibt, der evakuiert wird. Die Begrenzungswände 11, 21 und Verbindungsstege 14, 24 der nebeneinander liegenden Verdampfungskammern 10 bzw. Kondensationskammern 20 sind durch ein im Querschnitt vorzugsweise U-förmiges oder patronenförmiges Profil gebildet, das in der bevorzugten Ausführungsform aus stranggepresstem Aluminium hergestellt ist.In the upper half shows the cooling device 1 four condensation chambers 20th on that by boundary walls 21 are limited, each in turn with connecting webs 24 are connected to each other. The outside surfaces 22nd the condensation chambers 20th are capable of giving off heat to their surroundings. On the inner surfaces 23 the condensation chambers 20th is a gauze preferably formed from metal 25th arranged, which serves to absorb the condensed liquid and to the fleece 15th the evaporation chamber 10 traced back. The use of the gauze 25th is appropriate due to the capillary action because the cooling device then also z. B. can work "upside down", but not necessary for the function of the cooling device according to the invention. The gauze 25th also prevents, among other things, that drops of the condensed liquid directly into the evaporation chambers 10 fall behind. The openings on one side of the evaporation chambers 10 and the condensation chambers 20th lie essentially opposite one another in the plane AA, which means that they pass through an evaporation chamber in each case 10 and condensation chamber 20th a room area 3 which is evacuated. The boundary walls 11 , 21 and connecting bars 14th , 24 the adjacent evaporation chambers 10 or condensation chambers 20th are formed by a profile which is preferably U-shaped or cartridge-shaped in cross section and which, in the preferred embodiment, is made of extruded aluminum.

Das Verdampfungsprofil der unteren Hälfte ist vom Kondensationsprofil der oberen Hälfte in einem bestimmten Abstand entfernt angeordnet, wobei dieser Abstand durch die Dicke von Kunststoffelementen 5, die sich zwischen den Verbindungsstegen 14, 24 befinden, bestimmt ist. Durch die Kunststoffelemente 5 sind die Verdampfungskammern 10 und Kondensationskammern 20 voneinander thermisch und elektrisch entkoppelt. Im gezeigten Beispiel ist das Material der Kunststoffelemente 5 aus Polyurethan. Es ist jedoch ebenso möglich, andere Kunststoffe mit ähnlichen thermischen und elektrischen Eigenschaften einzusetzen. Selbstverständlich sind für die Verdampfungs- und Kondensationsprofile auch andere Metalle als Aluminium oder andere wärmeleitende Materialien möglich.The evaporation profile of the lower half is arranged at a certain distance from the condensation profile of the upper half, this distance being due to the thickness of plastic elements 5 that are located between the connecting webs 14th , 24 is determined. Through the plastic elements 5 are the evaporation chambers 10 and condensation chambers 20th thermally and electrically decoupled from each other. In the example shown, the material is the plastic elements 5 made of polyurethane. However, it is also possible to use other plastics with similar thermal and electrical properties. Of course, other metals than aluminum or other heat-conducting materials are also possible for the evaporation and condensation profiles.

In 2 sind die Hauptbestandteile der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung aus 1 unter Verwendung derselben Bezugszeichen in einer Explosionsdarstellung abgebildet. Die Profile 16, 26 sind übereinander angeordnet, wobei sich zwischen den Verbindungsstegen 14, 24 die Kunststoffelemente 5 befinden. Die Verbindungsstege 14, 24 können beispielsweise derart geformt sein, dass die Kunststoffelemente 5 schienenartig einschiebbar sind, wodurch sich ein zugfester und gasdichter Verbund der beiden Profile 16, 26 ergibt. Die auf diese Weise fest miteinander verbundenen Profile 16, 26 sind seitlich mit den Abdeckelementen 7 abgeschlossen. Diese Abdeckelemente 7 sind vorzugsweise aus Polyurethan-Kunststoff ausgeführt, der sich bei (Teil-) Evakuierung der Raumbereiche mittels als solchen bekannten Vakuumpumpen in Richtung auf eine noch bessere Abdichtung verformt.In 2 are the main components of the cooling device according to the invention 1 shown in an exploded view using the same reference numbers. The profiles 16 , 26th are arranged one above the other, with between the connecting webs 14th , 24 the plastic elements 5 are located. The connecting bridges 14th , 24 can for example be shaped such that the Plastic elements 5 can be inserted in a rail-like manner, creating a tensile and gas-tight bond between the two profiles 16 , 26th results. The profiles that are firmly connected in this way 16 , 26th are on the side with the cover elements 7th completed. These cover elements 7th are preferably made of polyurethane plastic, which is deformed in the direction of an even better seal when the room areas are (partially) evacuated by means of vacuum pumps known as such.

Bei der in 1 und 2 dargestellten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung 1 sind die Verdampfungs- und Kondensationskammern 10, 20 senkrecht angeordnet. Eine Verwendung dieser Ausführungsform der Kühlvorrichtung 1 bei nicht senkrechter Anordnung ist selbstverständlich ebenso möglich, obwohl dadurch der Wirkungsgrad der Kühlvorrichtung geringfügig erniedrigt wird.At the in 1 and 2 illustrated preferred embodiment of the cooling device according to the invention 1 are the evaporation and condensation chambers 10 , 20th arranged vertically. A use of this embodiment of the cooling device 1 a non-vertical arrangement is of course also possible, although this slightly reduces the efficiency of the cooling device.

3 zeigt eine zweite bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung1, bei der die Verdampfungskammern 10 und Kondensationskammern 20 nicht spiegelsymmetrisch bezüglich der durch C-C definierten Symmetrieebene angeordnet sind. Im hier gezeigten Beispiel sind die Verdampfungskammern 10 bzw. Kondensationskammern 20 um 20° bezüglich der senkrecht auf der Verbindung C-C stehenden Ebene schräg nach unten bzw. schräg nach oben parallel nebeneinander angeordnet. Selbstverständlich können bei dieser Ausführungsform auch andere Winkel der Schrägstellung gewählt werden. Ein besondere Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass sich beim Kippen der gesamten Kühlvorrichtung 1 in der durch C-C definierten Ebene kaminartige Luftschächte zwischen den Kondensationskammern 20 bilden lassen, die die Kühlleistung der Vorrichtung erhöhen. 3 shows a second preferred embodiment of the cooling device 1 according to the invention, in which the evaporation chambers 10 and condensation chambers 20th are not arranged mirror-symmetrically with respect to the plane of symmetry defined by CC. In the example shown here are the evaporation chambers 10 or condensation chambers 20th by 20 ° with respect to the plane perpendicular to the connection CC obliquely downwards or obliquely upwards parallel to each other. Of course, other angles of inclination can also be selected in this embodiment. A particular advantage of this embodiment is that when tilting the entire cooling device 1 in the plane defined by CC, chimney-like air shafts between the condensation chambers 20th let form that increase the cooling performance of the device.

4 zeigt in Explosionsdarstellung die Hauptbestandteile der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung aus 3. Es finden dabei dieselben Bezugszeichen wie in 2 Verwendung. 4th shows the main components of the cooling device according to the invention in an exploded view 3 . The same reference numerals are found here as in 2 Use.

Im folgenden wird der Kühlprozess gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert. Zunächst erwärmen sich die Begrenzungswände 11 der Verdampfungskammern 10, da die Außenflächen 12 mit dem zu kühlenden Medium, z. B. heißem Gas oder der zu kühlenden Einheit, z.B. einem elektronischen Bauteil, in Kontakt stehen. Die Begrenzungswände 11 der Verdampfungskammern 10 bestehen aus sehr gut wärmeleitendem Material und die im Vlies 15 enthaltene Flüssigkeit verdampft im teilevakuierten Raumbereich 3 bereits bei relativ niedrigen Temperaturen, da aufgrund des Vakuums die Siedetemperatur sinkt. Der Flüssigkeitsdampf wandert aufgrund des Temperaturunterschiedes in Richtung der Kondensationskammern 20, diffundiert durch die Gaze 25 hindurch und kondensiert an der Innenwand 23 der Kondensationskammern 20.The following explains the cooling process according to the present invention. First of all, the boundary walls heat up 11 the evaporation chambers 10 as the exterior surfaces 12th with the medium to be cooled, e.g. B. hot gas or the unit to be cooled, such as an electronic component, are in contact. The boundary walls 11 the evaporation chambers 10 consist of very good heat-conducting material and those in the fleece 15th The liquid contained evaporates in the partially evacuated area of the room 3 even at relatively low temperatures, as the vacuum causes the boiling point to drop. The liquid vapor migrates in the direction of the condensation chambers due to the temperature difference 20th , diffused through the gauze 25th through and condenses on the inner wall 23 the condensation chambers 20th .

Dadurch wird Wärme an die Begrenzungswände 21 der Kondensationskammern 20 abgegeben, die über die Außenwand 22 der Kondensationskammer 20 auf die Umgebung übertragen wird. Die abgekühlte, kondensierte Flüssigkeit läuft an der Innenwand 23 bzw. der Metallgaze 25 wieder in Richtung der Verdampfungskammern 10 und wird wieder dem Vlies 15 zugeführt.This will bring heat to the boundary walls 21 the condensation chambers 20th given over to the outside wall 22nd the condensation chamber 20th is transferred to the environment. The cooled, condensed liquid runs on the inner wall 23 or the metal gauze 25th again towards the evaporation chambers 10 and is back to the fleece 15th fed.

Dieser Wärmeübertragungsmechanismus über verdampfte Flüssigkeit ist äußerst wirksam, vor allem deshalb, da die Wege von der Verdampferfläche zur Kondensationsfläche sehr klein sind. Er bietet überdies den Vorteil, dass in der Kühlvorrichtung relativ niedrige Temperaturen herrschen. Auf diese Weise können erhebliche Wärmemengen in kürzester Zeit transportiert werden. Darüber hinaus läßt sich die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung derart gestalten, dass die Verdampfer- und Kondensationsflächen beliebig groß sind. Im Vergleich zu herkömmlichen Kühlvorrichtungen, die nach dem Heat-Pipe-Prinzip funktionieren, weist der Gegenstand der vorliegenden Erfindung einen wesentlich höheren Wirkungsgrad auf. Dieser hohe Wirkungsgrad sowie die elektrische und thermische Entkopplung von Verdampfer- und Kondensationsflächen führt dazu, dass der Wärmedurchgangswiderstand des Kühlsystems sehr gering ist.This heat transfer mechanism via evaporated liquid is extremely effective, especially because the paths from the evaporator surface to the condensation surface are very small. It also offers the advantage that the temperatures in the cooling device are relatively low. In this way, considerable amounts of heat can be transported in a very short time. In addition, the cooling device according to the invention can be designed in such a way that the evaporator and condensation surfaces are of any size. Compared to conventional cooling devices that function according to the heat pipe principle, the subject matter of the present invention has a significantly higher degree of efficiency. This high degree of efficiency and the electrical and thermal decoupling of the evaporator and condensation surfaces mean that the heat transfer resistance of the cooling system is very low.

Durch die vorgeschlagene Verwendung von Strangpressprofilen und Kunststoff-Formteilen ist die Herstellung von erfindungsgemäßen Kühlvorrichtungen sehr einfach und kostengünstigDue to the proposed use of extruded profiles and plastic molded parts, the production of cooling devices according to the invention is very simple and inexpensive

Somit wird eine Kühlvorrichtung geschaffen, die auch großflächige zu kühlenden Einheiten effektiv kühlt, in unterschiedlichsten Umgebungen wie beispielsweise im Freien einsetzbar ist, die einen hohen Wirkungsgrad aufweist, d. h. hohe Wärmeleistungen abführen kann und sowohl einfach als auch relativ kostengünstig herstellbar ist. Natürlich ist diese Prinzip einer passiven Kühlvorrichtung für große Flächen nicht auf die exakte Ausführungsform beschränkt, wie sie in der bisherigen Beschreibung offenbart ist.Thus, a cooling device is created which also effectively cools large-area units to be cooled, can be used in a wide variety of environments, such as for example outdoors, which has a high degree of efficiency, ie. H. can dissipate high heat outputs and can be produced both simply and relatively inexpensively. Of course, this principle of a passive cooling device for large areas is not limited to the exact embodiment as disclosed in the description so far.

Schließlich ist es für die Anordnung der Verdampfungs- und Kondensationskammern 10,20 auch denkbar, dass diese nicht parallel nebeneinander, sondern beispielsweise konzentrisch, d. h. ringförmig oder auch unregelmäßig nebeneinander angeordnet sind.Finally, it is also conceivable for the arrangement of the evaporation and condensation chambers 10, 20 that these are not parallel to one another, but rather, for example, concentrically, ie. H. are arranged ring-shaped or irregularly next to one another.

Insgesamt kann die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung flexibel an eine Vielzahl von äußeren Rahmenbedingungen angepasst werden. Es wird somit die Lösung geschaffen, die äußerst wirkungsvoll Wärme abführen kann und umweltfreundlich sowie wartungsfrei funktioniert.Overall, the cooling device according to the invention can be flexibly adapted to a large number of external framework conditions. The solution is thus created that can dissipate heat extremely effectively and that is environmentally friendly and maintenance-free.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1 Cooling device horizontal operation
2 Individual parts cooling device, horizontal operation
3 Cooling device vertical operation
4th Individual parts cooling device, vertical operation

Claims

Cooling device 1 and 3 characterized in that with a plurality of adjacent, one-sided open evaporation chambers 1 and 3 (10) with boundary walls 1 and 3 (11) made of thermally conductive material, on their inner surfaces 1 and 3 (13) one fleece each 1 and 3 (15) is arranged, which is soaked with a liquid, and which are suitable over their outer surfaces 1 and 3 (12) to be brought into contact with a material to be cooled, and one of the number of evaporation chambers 1 and 3 (10) corresponding plurality of condensation chambers arranged side by side and open on one side 1 and 3 (20) with boundary walls 1 and 3 (21) Made of thermally conductive material that are suitable over their outer surfaces 1 and 3 (22) Dissipate heat to the environment, each with an evaporation chamber 1 and 3 (10) and a condensation chamber 1 and 3 (20) are connected via their open sides in such a way that between the evaporation chamber 1 and 3 (10) and condensation chamber 1 and 3 (20) a gas-tight, partially evacuated room area 1 and 3 (3) is designed so that in operation in the fleece 1 and 3 (15) an evaporation chamber 1 and 3 (10) Liquid contained in the room area 1 and 3 (3) evaporated, on the inner surface 1 and 3 (23) the associated condensation chamber 1 and 3 (20) condenses and back to the fleece 1 and 3 (15) is fed, the boundary walls 1 and 3 (11) the evaporation chambers 1 and 3 (10) and the boundary walls 1 and 3 (21) the condensation chambers 1 and 3 (20) through suitable plastic elements 1 and 3 (5) are thermally and electrically decoupled from each other.

Cooling device according to Claim 1 , characterized in that on the inner surfaces 1 and 3 (23) the condensation chambers 1 and 3 (20) one gauze each 1 and 3 (25) is arranged.

Cooling device according to Claim 1 or 2 , characterized in that the boundary walls 1 and 3 (11,21) of the evaporation chambers 1 and 2 (10) and condensation chambers 1 and 3 (20) each from an extruded profile 2 and 4th (16,26) are formed.

Cooling device according to Claim 3 , characterized in that the profile 2 and 4th (16,26) is designed such that the evaporation chambers 1 and 3 (10) and condensation chambers 1 and 3 (20) each U-shaped in cross-section with connecting webs in between 2 and 4th (14,24) are shaped.

Cooling device according to one of the preceding claims, characterized in that the spatial areas 1 and 3 (3) on their sides with cover elements 2 and 4 (7) are sealed gas-tight.

Cooling device according to Claim 5 , characterized in that the cover elements 2 and 4 (7) are formed from polyurethane.

Cooling device according to one of the preceding claims, characterized in that the plastic elements 2 and 4 (5) than between the profiles 2 and 4th (16,26) arranged sealing strips are formed.

Cooling device according to one of the preceding claims, characterized in that the liquid is alcohol or distilled water.

Cooling device according to one of the preceding claims, characterized in that the outer surfaces 1 and 3 (22) the condensation chambers 1 and 3 (20) surface areas are enlarged.

Cooling device according to one of the preceding claims, characterized in that each condensation chamber 1 (20) above the associated evaporation chamber 1 (10) is arranged.