-
Staubdicht abgeschlossenes Gehäuse zur Aufnahme wärmeab-
-
gebender elektrischer Einrichtungen Die Erfindung betrifft ein staubdicht
abgeschlossenes Gehäuse zur Aufnahme wärmeabgebender elektrischer Einrichtungen,
mit einem an einer Wand oder Tür angeordneten Wärmeaustauscher, der eine auf der
einen Seite von der Innenluft und auf der anderen Seite von der Auloenluft umströmte
Trennfläche aus einem Material mit geringem Wärmewiderstand aufweist und dem wenigstens
ein Lüfter zugeordnet ist, wobei auf der Aulsenluftseite eine Strömungskanäle der
Außenluft seitlich begrenzende, abnehmbare Abdeckung angeordnet ist.
-
Aus der DT-OS 24 16 471 ist es bekannt, einem elektrische Einrichtungen,
insbesondere Schalt-, Steuer- und Regeleinrichtungen aufnehmendem Gehäuse einen
Wärmeaustauscher zuzuordnen, der dazu dient, die im Inneren des Gehäuses entstehende
Verlustwärme der elektrischen Einrichtungen nach außen abzuführen, so daß in dem
Gehäuseinneren keine unzulässige Temperaturerhöhung auftritt. Das Gehäuse ist staubdicht
abgeschlossen, um damit eine Beeinträchtigung der Funktion der elektrischen Einrichtungen
durch Staubablagerungen etc. zu verhüten.
-
Der Wärmeaustauscher besteht dabei aus einem an einer mit Öffnungen
versehenen Tür oder Wand des Gehäuses befestigten, mäanderförmig gebogenen Metallblech,
das mit an seinen beiden Enden etwa senkrecht zu ihm angeordneten Verschlußelementen
flache Strömungskanäle für die zu kühlende Innenluft
sowie dazwischen
liegende, flache Strömungskanäle für die als Kühlmedium verwendete Auenluft bildet.
Die mäanderförmige Faltung des die Trennfläche zwischen der Innenluft und der Außenluft
bildenden Metallbleches ist notwendig, um die erforderliche grolie Wärmeübergangsfläche
zu erzielen. Eine das auerhalb der Tür oder Wand angeordnete, mäanderförmig gebogene
Metallblech umschliezende, abnehmbare Abdeckhaube gestattet es, die Strömungskanäle
für die Außenluft zugänglich zu machen, so dais diese erforderlichenfalls gereinigt
werden können.
-
Die Anordnung eines solchen mäanderförmig gebogenen Metalbleches ist
jedoch verhältnismäig teuer und aufwendig in der Herstellung.
-
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein staubdicht abgeschlossenes
Gehäuse zur Aufnahme wärmeabgebender elektrischer Einrichtungen zu schaffen, das
sich durch eine möglichst billige Herstellungsmöglichkeit des zugeordneten Wärmeaustauschers
auszeichnet, ohne dab dadurch der Vorteil leichter Reinigung der die Au;,enluft
führenden Strömungskanäle und der einwandfreien Verlustwärme-Abführung verloren
ginge.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das eingangs genannte Gehäuse erfindungsgemäß
dadurch gekennzeichnet, dal~ auf der ebenen Trennfläche wenigstens auf der AuLenseite
im wesentlichen rechtwinklig abstehende Rippen befestigt sind und die Abdeckung
unmittelbar auf die Rippen abnehmbar aufgesetzt ist und da die Trennwand entweder
einen Teil einer Wand oder Tür des Gehäuses bildet oder eine entsprechende Öffnung
einer Wand oder Tür des Gehäuses überdeckend auf diese staubdicht aufgesetzt ist.
-
Bei diesem Gehäuse entfällt die Notwendigkeit, die die Innenluft und
die Außenluft voneinander trennende Trennfläche zur Erzielung der erforderlichen
Wärmeübergangsfläche zu falten, weil die Wärmeübergangsfläche im wesentlichen von
den Rippen auf der Trennfläche gebildet wird.
-
Da sich dabei ein höherer Wärmeausgleich in der Trennfläche und den
Rippen in Richtung der Luftströme ergibt, kann die Trennfläche mit den Rippen von
dem Innen- und dem Aut3enluftstrom sowohl im Gegenstromprinzip als auch im Gleichstromprinzip
umspült sein. Die unmittelbar auf die Rippen aufgesetzte abnehmbare Abdeckung ergibt
einerseits eine sehr einfache Konstruktion; andererseits gestattet sie aber einen
freien Zugang zu den von der Außenluft bestrichenen Flächen, so daß diese ohne weiteres
gereinigt werden können.
-
Durch die Abdeckung kann in einer bevorzugten Ausführungsform eine
Einlaß- und Auslaßöffnung für die Außenluft begrenzt sein, so dau sich zusätzliche
Luftleiteleiente insoweit erübrigen. Auch kann die Anordnung derart getroffen sein,
daß die Rippen bis in die Nähe der Begrenzung der Außenluft-Einlaßöffnung ragen
und lediglich die beiden außen liegenden, seitlichen Rippen unter Ausbildung einer
seitlichen Begrenzung eines Lufteinlaßraumes verlängert sind, in dem gegebenenfalls
ein Gebläse angeordnet ist.
-
In einer anderen Ausführungsform kann die Abdeckung eine Lufteinlaj3öffnung
für ein in Verlängerung der Rippen angeordnetes Gebläse enthalten. Wenn das Gebläse
ein Radialgebläse ist, dessen Gebläse-Radachse senkrecht zu der Trennfläche verläuft,
kann die durch das Radialgebläse bewirkte Umlenkung der Luftströmung um 900 dazu
ausgenutzt werden, die angesaugte Außenluft in die Richtung der Längserstrekkung
der Rippen zu leiten, so daß die Trennfläche und die Rippen von dem aus dem Radialgebläse
austretenden Luftstrom einwandfrei bestrichen sind. Weil bei einem Radialgebläse
die
Luft etwa radial zu der Drehachse des Gebläse-Rades austritt, können auch die Rippen
etwa radial bezüglich der Drehachse des Gebläse-Rades verlaufend angeordnet sein.
-
Dabei müssen die Rippen nicht gerade ausgebildet sein; sie können
vielmehr eine die Abströmverhältnisse des Radialgebläses berücksichtigende, gekrümmte
Gestalt aufweisen, wodurch die Strömungsverhältnisse in dem Raum zwischen den Rippen
und dem Radiallüfter verbessert werden.
-
Um eine wirksame Kühlung zu erzielen, ist es häufig notwendig sowohl
auf der Gehäuseinnenseite als auch auf der Gehäuseaußenseite ein Gebläse vorzusehen,
durch das die Luftgeschwindigkeit so erhöht wird, da sich ein guter Wärmeübertragungswirkungsgrad
des Wärmeaustauschers ergibt.
-
Dabei ergeben sich besonders einfache Verhältnisse, wenn sowohl auf
der Außenluftseite als auch auf der Innenluftseite der Trennwand in Verlängerung
der jeweiligen Rippen ein Radialgebläse angeordnet ist und die koaxialen Gebläse-Räder
der beiden Radialgebläse auf der Welle eines gemeinsamen Antriebsmotors sitzen.
Auf diese Weise kann mit einem einzigen Antriebsmotor das Auslangen gefunden werden,
der gegebenenfalls auch auf der Außenseite des Gehäuses angeordnet sein kann, so
dan lediglich das das innen liegende Gebläse-Rad tragende Wellenende durch die Trennfläche
hindurchgeführt werden mu und der Gehäuseinnenraum nicht mit der Verlustwärme des
Elektromotors des Gebläses belastet ist.
-
Die Abdeckung kann in einer weiteren Ausführungsform auch eine schlitzartige
Lufteinlaßöffnung eines anschließend an die Rippen angeordneten Querstromgebläses
begrenzen, wobei das Querstromgebläse auch mehrere koaxial zueinander nebeneinander
angeordnete Gebläse-Räder aufweisen kann.
-
Die Rippen brauchen im übrigen auf den beiden Seiten der Trennfläche
nicht parallel zueinander verlaufen. Es sind
auch Anordnungen denkbar,
bei denen die auf der Innenluft-und der Außenluftseite der Trennfläche angeordneten
Rippen einander kreuzend angeordnet sind, wobei hinsichtlich der Anordnung des Gebläses
weitgehende Freizügigkeit besteht.
-
So kann das Gebläse unterhalb oder oberhalb des Rippenpaketes sitzen;
es kann so angeordnet sein, da es oben und unten oder allseitig von Rippen umgeben
ist.
-
Abhängig von der aus dem Gehäuseinneren abzuführenden Verlustwärmemenge
können, wie erwähnt, auf beiden Seiten der Trennfläche Rippen angeordnet sein, doch
sind auch Fälle denkbar, bei denen lediglich auf der Aulsenluftseite der Trennfläche
Rippen vorgesehen sind, während die von der Innenluft umströmte andere Seite der
Trennfläche glatt belassen ist.
-
Das neue Gehäuse zeichnet sich durch eine sehr einfache Konstruktion
aus, weil es genügt, entweder die die Rippen tragende Trennfläche auf eine mit einer
entsprechenden Öffnung versehene Wand oder Tür des Gehäuses staubdicht derart aufzusetzen,
daß die gegebenenfalls Rippen tragende Innenseite der Trennfläche von der Innenluft
beaufschlagt werden kann oder aber unmittelbar einen Teil einer Wand oder Tür des
Gehäuses als Trennfläche zu benutzen und auf diesen Wand- oder Türteil außen und
gegebenenfalls innen direkt die Rippen aufzusetzen.
-
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung
dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 Ein Gehäuse gemäß der Erfindung, in schematischer
perspektivischer Darstellung, mit teilweise aufgeschnittenem Wärmeaustauscher, Fig.
2 das Gehäuse nach Fig. 1, geschnitten längs der Linie II-II der Fig. 1 in einer
Draufsicht,
Fig. 3 den Wärmeaustauscherteil des Gehäuses nach Fig.
1 in einer anderen Ausführungsform und in perspektivischer Darstellung, teilweise
aufgeschnitten, Fig. 4 den Wärmeaustauscherteil eines Gehäuses gemä5 der Erfindung
in einer anderen Ausführungsform, in perspektivischer Darstellung, teilweise aufgeschnitten,
Fig. 5 den Wärmeaustauscherteil nach Fig. 4 in einer anderen Ausführungsform, im
Längsschnitt, in einer Seitenansicht, Fig. 6 den Wärmeaustauscherteil eines Gehäuses
gemäß der Erfindung in einer weiteren Ausführungsform im Längsschnitt, in einer
Seitenansicht, Fig. 7 den Wärmeaustauscherteil eines Gehäuses gemäß der Erfindung
in einer anderen Ausführungsform, in perspektivischer, schematischer Darstellung,
teilweise geöffnet, Fig. 8 einen Wärmeaustauscherteil ähnlich Fig. 7 in einer anderen
Ausführungsform, in einer perspektivischen Darstellung und Fig. 9 einen Wärmeaustauscherteil
für ein Gehäuse gemäß der Erfindung, in einer noch anderen Ausführungsform und in
der Draufsicht auf die Aus.enluftseite.
-
Das in Fig. 1 schematisch und verkleinert dargestellte Gehäuse 1 ist
ein Blechgehäuse, das im Inneren elektrische Einrichtungen, beispielsweise elektronische
Schaltungen
und dgl., enthält, die Verlustwärme abgeben, welche
nach außen abgeführt werden muß. Das Gehäuse ist staubdicht verschlossen und auf
der Rückwand 2 mit einem Wärmeaustauscher 3 versehen, der zur Abfuhr der im Inneren
des Gehäuses 1 entstehenden Verlustwärme dient.
-
Der Wärmeaustauscher 3 weist eine Trennfläche in Gestalt eines ebenen
Metallbleches 4 auf, auf das auf der Aubenluftseite und der Innenluftseite jeweils
im Abstand parallel zueinander verlaufende Rippen 5, 6 rechtwinklig zu der Trennfläche
4 verlaufend aufgesetzt sind. Die Rippen 5, 6 können mit dem die Trennfläche 4 bildenden
Metallblech beispielsweise punktverschweißt sein.
-
Das von den Rippen 5, 6 gebildete Rippenpaket ist auf der Oberseite
durch eine Abdeckung 7 abgedeckt; es trägt auf der Außenluftseite eine etwa U-förmige
Abdeckhaube 8, die in der aus Fig. 1, 2 ersichtlichen Weise unmittelbar auf die
Rippen 5 aufgesetzt ist. Die Abdeckhaube 8 begrenzt oben eine Auslaßöffnung 9 und
unten eine Einlaßöffnung 10 für die Außenluft, deren Zirkulationsweg beispielsweise
bei 11 angedeutet ist. Zur Befestigung der abnehmbaren Abdeckhaube 8 dienen zwei
an den beiden außen liegenden Rippen 5a befestigte Zapfen 12, die mit schräg verlaufenden
Schlitzen in den Seitenwänden der Abdeckhaube 8 derart zusammenwirken, daß diese
unter Schwerkraftwirkung gegen die Rippen 5 angedrückt ist.
-
Das von den Rippen 5, 6 gebildete Rippenpaket reicht etwa bis zu der
Außenlufteinlaßöffnung 10; die beiden seitlichen Rippen 5a sind aber nach unten
verlängert, so da sie gemeinsam mit einer Abdeckung 13 und der Abdeckhaube 14 einen
Lufteinlaßraum 15 (Fig. 3) begrenzen, in dem ein Lüfterrad angeordnet sein kann.
Außerdem können die beiden seitlichen
Rippen 5a angeformte Flansche
16 tragen, mit deren Hilfe der Wärmeaustauscher 3 auf der Rückwand 2 des Gehäuses
1 staubdicht befestigt ist.
-
Die Innenluft aus dem Gehäuse 1 kann durch eine schlitzartige Öffnung
17 in der Gehäuserückwand 2 in die von den Rippen 6 und der Trennfläche 4 begrenzten
Strömungskanäle eintreten und sodann über eine unten am Gehäuse 1 angeordnete Innenluft-Einlaßöffnung
18 wieder in das Gehäuse zurückströmen, wie dies bei 19 schematisch angedeutet ist.
Die Innenluft und die Außenluft können dabei, wie bei 19 und 11 veranschaulicht,
den Wärmeaustauscher 3 im Gegenstrom durchströmen, doch ist es auch ohne weiteres
möglich, den Wärmeaustauscher nach dem Gleichstromprinzip arbeiten zu lassen.
-
Nach Abnahme der Abdeckhaube 8 sind die von der Außenluft durchströmten
und von den Rippen 5 und der Trennfläche 4 begrenzten Strömungskanäle für die Reinigung
ohne weiteres zugänglich.
-
Während bei der Ausführungsform nach Fig. 1 der Wärmeaustauscher 3
mittels der Flanschen 16 in der erwähnten Weise auf die Rückwand 2 des Gehäuses
1 aufgesetzt ist, kann die Anordnung auch derart getroffen sein, daß die Trennfläche
4 gleichzeitig einen Teil der Gehäusewand 2 bildet, wie dies in Fig. 3 veranschaulicht
ist. Damit entfallen die Einlaß-und Auslaßöffnungen 17 bzw. 18 für die Innenluft,
weil die auf der Innenluftseite liegenden Rippen 6 unmittelbar im Gehäuseinnenraum
sich befinden.
-
Der Lufteinlaßraum 15 kann im übrigen auch oberhalb des Rippenpaketes
angeordnet sein, wie es auch denkbar ist, die Anordnung derart zu treffen, daß oberhalb
und unterhalb des Lufteinlaßraumes 15 sich Rippen 5 erstrecken. Die Anordnung auf
der Innenluftseite der Trennfläche 4 kann im übrigen
analog zu
jener auf der Auijenluftseite gewählt sein. Die Anordnung der Gebläse und deren
Blasrichtung auf der Innenluft- und der Außenluftseite der Trennfläche 4 sind unabhängig
voneinander.
-
Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ist die Abdeckung
8 mit einer kreisrunden Lufteinlaßöffnung 20 versehen, die zu einem in der Lufteinlal,kammer
15 angeordneten Radialgebläse 21 führt, dessen Gebläse-Rad 22 auf einer senkrecht
zu der Trennfläche 4 verlaufenden Welle 23 sitzt.
-
Das Radialgebläse 21 ist unterhalb des von den Rippen 5 gebildeten
Rippenpaketes angeordnet, wobei hinsichtlich des Aùßenluftauslasses die Anordnung
ähnlich wie in den Fig. 1, 3 getroffen ist. Die Rippen auf der Innenluftseite der
Trennfläche 4 sind bei der Darstellung in Fig. 4 der besseren Übersichtlichkeit
wegen weggelassen.
-
0 Das Radialgebläse 23 bewirkt eine 90 -Umlenkung des angesaugten
Luftstroms1 mit dem Ergebnis, daß zusätzliche Luftleiteinrichtungen für diesen Zweck
entbehrlich sind.
-
Wie die Ausführungsform nach Fig. 5 zeigt, kann in die Lufteinlaßöffnung
20 der Abdeckung 8 auch eine Einlaufdüse 24 eingesetzt sein bzw. die Abdeckung 8
kann im Bereiche der Einlaßöffnung 20 selbst als Einlaufdüse ausgebildet sein.
-
Im übrigen ist bei der Ausführungsform nach Fig. 5 im Unterschied
zu jener nach Fig. 4 die Anordnung derart getroffen, daß das Gebläse-Rad 22 des
Radialgebläses 21 zwischen die Rippen 5 derart eingesetzt ist, daß sich oben und
unten des Gebläse-Rades 22 Rippen 5 befinden. Die auf der Innenluftseite der Trennwand
4 vorhandenen Rippen 6 sind in Fig. 5 nicht weiter veranschaulicht. Der das Gebläse-Rad
22 antreibende Elektromotor ist bei 25 veranschaulicht; er ist unmittelbar auf die
Trennfläche 4 aufgesetzt, die ihrerseits
wiederum einen Teil der
Rückwand 2 des Gehäuses bilden kann. Eine Ausbildung entsprechend Fig. 1 ist aber
auch ohne weiteres möglich.
-
Die in Fig. 6 dargestellte Ausführungsform des Wärmeaustauschers 3
unterscheidet sich von jener nach Fig. 5 lediglich dadurch, daß sowohl auf der Innenluft-
als auch auf der Außenluftseite der Trennfläche 4 jeweils ein Radialgebläse 21 bzw.
21a angeordnet ist. Die beiden Gebläse-Räder 22 und 22a sitzen auf der Welle eines
gemeinsamen Elektromotors 25, der in eine entsprechende Öffnung der Trennfläche
4 eingesetzt ist.
-
Die Trennfläche 4 ist bei dieser Ausführungsform randseitig mit der
bei 2 angedeuteten Rückwand des Gehäuses 1 verbunden, d.h. der Wärmeaustauscher
3 ist in eine entsprechende Öffnung der Rückwand 2 des Gehäuses 1 eingesetzt. Die
auf der Innenluftseite der Trennfläche 4 liegenden Rippen 6 sind zu der Gehäuseinnenseite
zu ebenfalls durch eine Abdeckung 8a abgedeckt, die gegebenenfalls abnehmbar ausgebildet
sein kann und unmittelbar auf die Rippen 6 aufgesetzt ist. Ihre Lufteinlaßöffnung
ist ebenfalls mit einer Einlaufdüse 24 versehen.
-
Alternativ zu der Ausführungsform nach Fig. 6 könnte der Elektromotor
25 auch auf die Trennfläche 4 derart aufgesetzt sein, daß er ganz auf der Aucenluftseite
der Trennfläche 4 liegt, so da lediglich seine Welle durch die Trennfläche 4 in
das Gehäuseinnere geführt sein muß.
-
Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 ist auf der Aulzenluftseite der
Trennfläche 4 unterhalb der Rippen 5 ein Querstromgebläse 27 angeordnet, dessen
Gebläse-Rad bei 28 angedeutet ist. Die schlitzförmige Lufteinlaßöffnung 29 ist durch
die Abdeckung 8 begrenzt. Die Auenluft strömt nach oben zwischen den Rippen 5 aus.
Das Gebläserad 28 kann im
übrigen in den beiden seitlichen Rippen
5a, die entsprechend über den Lufteinlaßraum 15 hinausragend verlängert sind, gelagert
sein. Auch auf der in Fig. 7 nicht weiter dargestellten Innenluftseite des Wärmeaustauschers
3 kann eine entsprechende Anordnung vorhanden sein.
-
Wie Fig. 8 zeigt, kann das Lüfterrad 28 des ebenfalls eine Luftumlenkung
um 900 bewirkenden Querstromgebläses 27 in mehrere koaxial zueinander angeordnete
Lüftungsräder 27a, b, c, aufgeteilt sein, die endseitig an den verlängerten Rippen
5a und an dazwischen liegenden Halterungsblechen 28 drehbar gelagert sind, welche
ihrerseits auf der Trennfläche 4 befestigt sind. Auch in diesem Falle kann die Anordnung
auf der Innenluftseite entsprechend gewählt sein. Die Abdeckung ist in der Zeichnung
nicht weiter veranschaulicht.
-
Während bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen die Rippen
5, 6 auf der Innen- und der Auenluftseite parallel zueinander verlaufend angeordnet
sind, sind auch Ausführungsformen denkbar, bei denen die Rippen sich kreuzend, d.h.
beispielsweise die einen horizontal und die auf der anderen Seite vertikal1 verlaufen.
Wie Fig. 9 zeigt, ist aber auch eine Ausführungsform möglich, bei der bei Verwendung
eines Radialgebläses in einer Anordnung ähnlich jener nach Fig. 5, die Rippen 5
nicht parallel zueinander, sondern im wesentlichen radial zueinander derart angeordnet
sind, da sie der Luftabströmrichtung von dem Gebläse-Rad 22 entsprechen. Die Rippen
5 können im übrigen auch gekrümmt sein. Bei dieser Ausführungsform erfolgt eine
seitliche Abstrahlung der Luft. Die auf die Rippen 5 aufgesetzte Abdeckung ist bei
8 veranschaulicht.Sie ist in Gestalt einer einfachen Platte ausgebildet, die die
Lufteinlaßöffnung 20 umschließt.
-
Die gleiche Anordnung ist naturgemäü auch auf der Innenluftseite möglich,
beispielsweise bei einer Ausführungsform, wie sie in Fig. 6 veranschaulicht ist.