DE2632978C2 - Kühlanordnung für rohrförmige wärmeabgebende elektrische Bauelemente - Google Patents
Kühlanordnung für rohrförmige wärmeabgebende elektrische BauelementeInfo
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
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- H01C1/08—Cooling, heating or ventilating arrangements
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühlanordnung für rohrförmige wärmeabgebende elektrische Bauelemente
mit Anschlüssen an ihren Stirnseiten, insbesondere elektrische Widerstände, bei der das Bauelement in
einem gut wärmeleitenden Hohlkörper angeordnet ist dessen Hohlraum den gleichen Querschnitt und die
gleiche Form wie das rohrförmige Bauelement aufweist und dessen Außenform einen vieleckigen Querschnitt
aufweist und bei der die Längsachsen des Bauelements und des Hohlkörpers zusammenfallen. Eine solche
Anordnung ist z. B. aus der DE-OS 24 53 658 bekannt
Bei dem oben erwähnten bekannten elektrischen Bauelement ist der Widerstand von einer Zwischenschicht
aus Metall umgeben, die wiederum in dem Kühlkörper eingebettet ist
Andere bekannte rohrförmige elektrische Widerstände weisen ein Keramikrohr auf, auf welches ein
Widerstandsdraht aufgewickelt ist, welcher durch eine
gut wärmeleitende Isolierschicht abgedeckt ist
Widerstände dieser und der oben beschriebenen Art werden zum Teil in größeren Stückzahlen in elektrischen
Steuerungen oder Regeleinrichtungen eingebaut Bei gedrängtem Aufbau der Steuerung führt die
Verlustwärme der stromdurchflossenen Widerstände zu einer Erhöhung der Betriebstemperatur der gesamten
ίο Steuerung, die unter Umständen gegen zu starke Erwärmung empfindliche Bauelemente, wie z. B. Wicklungen
von Übertragern, Drosseln, Transformatoren sowie Thyristoren, Transistoren, Kondensatoren und
dergl. enthält Zur Abführung der Verlustwärme aus diesen Widerständen ist eine Kühlung durch natürliche
oder zwangsbewegte Luft oder auch mittels einer isolierenden Flüssigkeit bekannt Bei der letzteren
müssen die Widerstände dabei bei den derzeit bekannten Einrichtungen z. B. in einen von einer
Isolierflüssigkeit durchströmten Behälter eingesetzt werden. Für jede der Widerstandsableitungen ist dabei
eine besondere Durchführung durch den Kühlbehälter erforderlich.
Es handelt sich hier um ganz spezielle Widerstände, die nur in kleinen Stückzahlen hergestellt werden und
dementsprechend teuer sind
Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Kühlanordnung für rohrförmige wärmeabgebende elektrische Bauelemente
mit Anschlüssen an ihren Stirnseiten, insbesondere
elektrische Widerstände zu schaffen, bei welcher handelsübliche rohrförmige elektrische Bauelemente
vorgesehen werden können, und wobei keine isolierende Kühlflüssigkeit erforderlich ist, sondern gewöhnliches
Wasser als Kühlmittel verwendbar ist, bei welcher fernerhin die zahlreichen Durchführungen durch das
Kühlmittelgehäuse für die verschiedenen Anschlüsse der Wiederstände vermieden werden.
Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht bei der eingangs erwähnten Anordnung erfindungsgemäß darin,
daß der Querschnitt der Außenform des wärmeleitenden Hohlkörpers dreieckförmig oder trapezförmig
ausgebildet und in an seine Außenkonturen angepaßte parallel zueinander verlaufende von Seitenwänden
begrenzte Ausnehmungen eines Kühlkörpers mit mindestens 2I3 seiner Oberfläche an den Seitenwänden
anliegend eingelegt ist, dessen den Ausnehmungen abgewandte Flächen der Seitenwände mit dem Kühlmittel
in Berührung stehen, und der in einer tich quer zur Längsachse der Ausnehmungen erstreckenden Schnittebene
mäanderförmig verläuft.
Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß jeweils zwei der
mäanderförmigen Kühlkörper so gegeneinander mit ihren Ausnehmungen versetzt zueinander angeordnet
sind, daß jeweils zwischen beiden Kühlkörpern ein ebenfalls mäanderförmiger Hohlraum annähernd überall
gleichen Querschnittes entsteht, der von einem Kühlmittel durchflossen ist Bei dieser Ausführungsform
ergibt sich durch die aufeinanderfolgenden Richtungsänderungen des Kühlmittelstromes eine besonders
intensive Kühlwirkung.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, daß die dem Zwischenraum abgewandeten
Flächen der Kühlkörper und der Hohlkörper von einer Isolierplatte überdeckt sind, so daß praktisch keine
Wärme an die Umgebung abgegeben wird, die Verlustwärme der rohrförmigen Bauelemente also
praktisch völlig durch die Kühlflüssigkeit abgeführt
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß zwischen den Hohlkörpern und der Außenfläche
des rohrförmigen Bauelementes ein elektrisch isolierender, gut wärmeleitender Stoff angeordnet ist Diese
Isolierschicht gestattet es, den Kühlkörper aus einem elektrisch leitenden Stoff, z. B. einem Metall herzustellen.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, daß der Kühlkörper aus einem einstückigen, z. B. im
Feingußverfahren hergestellten Metallteil bes*eht
In den Isolierkörper können die Klemmen für den
Anschluß der Ableitungen des rohrförmigen Bauelementes eingesetzt sein.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt Es zeigt
F i z. 1 einen Querschnitt eines Hohlkörpers mit
eingebautem rohrförmigen Bauelement
F i g. 2 einen Schnitt durch die F i g. 1 mit im Querschnitt dreieckförmigem wärmeleitendem Hohlkörper,
Fig. 3 einen Schnitt durch die Fig. 1 mit im Querschnitt trapezförmigen Hohlkörper und
Fig.4 einen Längsschnitt durch die Gesamtanordnung
mit eingebauten rohrförmigen Bauelementen.
In der Zeichnung ist mit 1 das rohrförmige Bauelement bezeichnet, das im Ausführungsbeispiel ein
als auf einem Keramikkörper aufgewickelten Drahtwendel ausgebildeter Widerstand ist, bei welchem die
Anschlüsse 11 an den Stirnseiten angeordnet sind. Der Widerstand ist in einen gut wärmeleitenden Hohlkörper
2 eingesteckt, wobei zwischen dem Hohlkörper 2 und dem Drahtwendel des rohrförmigen Bauelementes 1 ein
gut wärmeleitendes isolierendes Material 6 angeordnet ist das z. B. aus einem hochtemperaturfesten Isolierharz
besteht. Der Hohlkörper 2 hat im Querschnitt eine dreieckige (F i g. 2) bzw. trapezförmige (F i g. 3) Form.
Diese Hohlkörper 2 sind in Ausnehmungen 31 von Kühlkörpern 3 eingelegt welche die gleiche Form wie
die Hohlkörper 2 aufweisen. Die Kühlkörper 3 sind im Längsschnitt mäanderförmig geformt. Dabei stehen sich
jeweils zwei dieser Kühlkörper so gegenüber, daß die die Ausnehmungen 31 aufweisenden Partien des einen
Kuhlkörpers 3 in breitere Ausnehmungen des anderen Kühlkörpers 3 hineinragen, woniit zwischen beiden
Kühlkörpern 3 ein im Längsschnitt mäanderförmiger Hohlraum 4 entsteht, der von einem Kühlmittel
durchflossen ist
Die dem Kühlkanal abgewandten Flächen 33 der Kühlkörper und die Hohlkörper 2 sind mit einem
Isolierkörper 5 überdeckt welcher eine besonders niedrige Wärmeleitfähigkeit aufweist und so ein
Abfließen von Wärme nach außen verhindert Die für die Verbindung der Kühlkörper 3 mit dem Isolierkörper
5 vorgesehenen Verschraubungen bzw. sonstige Verbindungselemente sind in den Zeichnungen nicht dargestellt.
Durch diese Verschraubungen werden die Hohlkörper 2 in die Ausnehmungen 31 des Kühlkörpers
hineingepreßt wodurch sich ein guter Wärmeübergang vom Hohlkörper 2 zum Kühlkörper 3 und von dort zu
der Kühlflüssigkeit einstellt Zwischen den aufeinanderfolgenden Hohlkörpern 2 ist zwischen dem Kühlkörper
3 und dem Isolierkörper 5 ein Luftspalt vorgesehen.
Mittels dieser Einrichtung lassen sich eine größere Anzahl von rohrförmigen Bauelementen 1 zusammenfassen,
bei denen eine gute Wärmeabfuhr sichergestellt ist und wobei nur gering:Jiiige Wärmemengen naci.
außen dringen können.
Die Anschlüsse der Widerstände 1 enden bei der r F i g. 4 dargestellten Anordnung in Flachsteckern <..
Klemmen 7.
Die im Ausführungsbeispiel dargestellte Anordnung ist speziell für den Einsatz bei leistungsstarken flüssigkeitsgekühlten Wechselrichtern mit einer große Anzahl von Beschaltungswiderständen vorteilhaft an wendbar, wo es nicht zulässig ist, Wärme an die Umgebung abzugeben, weil der Wechselrichter in einem abgeschlossenen, nicht belüfteten Schrank untergebracht ist. Die von den Widerständen an das Schrankinnere abgegebene Leistung würde bei fehlender Fremdkühlung das Temperaturniveau aller übrigen Bauelemente so hoch anheben, daß eine wirtschaftliche Ausnutzung nicht mehr möglich wäre. Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird so ein ökonomischer Betrieb sichergestellt.
Klemmen 7.
Die im Ausführungsbeispiel dargestellte Anordnung ist speziell für den Einsatz bei leistungsstarken flüssigkeitsgekühlten Wechselrichtern mit einer große Anzahl von Beschaltungswiderständen vorteilhaft an wendbar, wo es nicht zulässig ist, Wärme an die Umgebung abzugeben, weil der Wechselrichter in einem abgeschlossenen, nicht belüfteten Schrank untergebracht ist. Die von den Widerständen an das Schrankinnere abgegebene Leistung würde bei fehlender Fremdkühlung das Temperaturniveau aller übrigen Bauelemente so hoch anheben, daß eine wirtschaftliche Ausnutzung nicht mehr möglich wäre. Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird so ein ökonomischer Betrieb sichergestellt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Kühlanordnung für rohrförmige wärmeabgebende
elektrische Bauelemente mit Anschlüssen an ihren Stirnseiten, insbesondere elektrische Widerstände,
bei der das Bauelement in einem gut wärmeleitenden Hohlkörper angeordnet ist, dessen
Hohlraum den gleichen Querschnitt und die gleiche Form wie das rohrförmige Bauelement aufweist, und
dessen Außenform einen vieleckigen Querschnitt aufweist und bei der die Längsachsen des Bauelements
und des Hohlkörpers zusammen fallen, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt
der Außenform des wärmeleitenden Hohlkörpers (2) dreieckförmig oder trapezförmig ausgebildet
und in an seine Außenkonturen angepaßte parallel zueinander verlaufende, von Seitenwänden
begrenzte Ausnehmungen (31) eines Kühlkörpers (3) mit mindestens 2I3 seiner Oberfläche an den
Seitenwänden anliegend eingelegt ist, dessen den Ausnehmungen (31) abgewandte Flächen (32) der
Seitenwände mit dem Kühlmittel in Berührung stehen, und der in einer sich quer zur Längsachse der
Ausnehmungen (31) erstreckenden Schnittebene mäanderförmig verläuft
2. Kühlanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei der mäanderförmigen
Kühlkörper (3) so gegeneinander mit ihren Ausnehmungen (31) versetzt zueinander angeordnet
sind, daß jeweils zwischen beiden Kühlkörpern (3) ein ebenfalls mäanderförmiger Zwischenraum (4)
annähernd überall gleichen Querschnittes entsteht, der von einem Kühlmittel durchflossen ist
3. Kühlanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Zwischenraum (4)
abgewandten Flächen (33) der Kühlkörper (3) und der Hohlkörper (2) von einer Isolierplatte (5)
überdeckt sind.
4. Kühlanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß
zwischen den Hohlkörpern (2) und der Außenfläche des rohrförmigen Bauelements (1) ein elektrisch
isolierender, gut wärmeleitender Stoff (6) angeordnet ist
5. Kühlanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Kühlkörper (3) aus einem einstückigen, z. B. im Feingußverfahren hergestellten Metallteil besteht
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19762632978 DE2632978C2 (de) | 1976-07-22 | 1976-07-22 | Kühlanordnung für rohrförmige wärmeabgebende elektrische Bauelemente |
CH876777A CH617032A5 (en) | 1976-07-22 | 1977-07-15 | Cooling arrangement for tubular, heat-emitting electrical components |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19762632978 DE2632978C2 (de) | 1976-07-22 | 1976-07-22 | Kühlanordnung für rohrförmige wärmeabgebende elektrische Bauelemente |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2632978A1 DE2632978A1 (de) | 1978-01-26 |
DE2632978C2 true DE2632978C2 (de) | 1982-07-29 |
Family
ID=5983665
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19762632978 Expired DE2632978C2 (de) | 1976-07-22 | 1976-07-22 | Kühlanordnung für rohrförmige wärmeabgebende elektrische Bauelemente |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CH (1) | CH617032A5 (de) |
DE (1) | DE2632978C2 (de) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2847129C2 (de) * | 1978-10-30 | 1986-11-13 | Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim | Stabförmiges, elektrisches Bauelement |
DE29902641U1 (de) * | 1999-02-15 | 1999-05-12 | Siemens AG, 80333 München | Eigenbelüfteter Bremswiderstand |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1015935B (de) * | 1954-11-29 | 1957-09-19 | Licentia Gmbh | Vorrichtung zum Kuehlen von elektrisch unsymmetrisch leitenden Halbleiteranordnungen |
AT238824B (de) * | 1961-07-14 | 1965-03-10 | Giovanni Fusani | Elektrischer Widerstand |
US3795046A (en) * | 1972-04-05 | 1974-03-05 | Sprague Electric Co | Method of making a heat sinked resistor |
DE2453685C3 (de) * | 1974-11-13 | 1978-12-07 | Draloric Electronic Gmbh, 8500 Nuernberg | Hochbelastbarer elektrischer Widerstand |
-
1976
- 1976-07-22 DE DE19762632978 patent/DE2632978C2/de not_active Expired
-
1977
- 1977-07-15 CH CH876777A patent/CH617032A5/de not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2632978A1 (de) | 1978-01-26 |
CH617032A5 (en) | 1980-04-30 |
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8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
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