DE3126773A1 - Kuehleinrichtung zur kombinierten kuehlung von luft und einem fluessigen medium mit einem gemeinsamen kuehlmedium - Google Patents

Kuehleinrichtung zur kombinierten kuehlung von luft und einem fluessigen medium mit einem gemeinsamen kuehlmedium

Info

Publication number
DE3126773A1
DE3126773A1 DE19813126773 DE3126773A DE3126773A1 DE 3126773 A1 DE3126773 A1 DE 3126773A1 DE 19813126773 DE19813126773 DE 19813126773 DE 3126773 A DE3126773 A DE 3126773A DE 3126773 A1 DE3126773 A1 DE 3126773A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cooling
liquid medium
air
blind hole
cooling device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19813126773
Other languages
English (en)
Inventor
Hans-Peter Ing.(Grad.) 8501 Feucht Latussek
Roland Ing.(grad.) 8502 Zirndorf Schwab
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE19813126773 priority Critical patent/DE3126773A1/de
Publication of DE3126773A1 publication Critical patent/DE3126773A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/10Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
    • F28D7/106Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically consisting of two coaxial conduits or modules of two coaxial conduits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/26Arrangements for connecting different sections of heat-exchange elements, e.g. of radiators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02Constructional details
    • H01S3/04Arrangements for thermal management

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Description

  • Kühl einrichtung zur kombinierten Kühlung von Luft und
  • einem flüssigen Medium mit einem gemeinsamen Kühlmedium Die Erfindung betrifft oine Kühleinrichtung zur kombinierten Kühlung von Luft und einem flüssigen Medium mit einem gemeinsamen Kühlmedium.
  • Im Handel erhältliche Kühleinrichtungen sind nur zur Kühlung eines einzigen Mediums geeignet. Es gibt jedoch Anwendungsfälle, bei denen in einem Gerät sowohl ein gastörmiges Medium, beispielsweise Luft als auch ein flüssiges Medium, beispielsweise Wasser gekühlt werden muß. Bei Laser-Anlagen wird beispielsweise der Laser selbst mit Wasser gekühlt. Eine derartige Kühleinrichtung ist z.B. in der DE-PS 15 64 685 erläutert. Dabei wird das Kühlwasser durch ein den Laserstab enthaltendes inneres Rohr geführt und nach seiner Entspannung durch ein äußeres Rohr abgeführt. Da das verwendete Kühlwasser hochreRn sein muß, wird im allgemeinen ein zweiter Kühikreis zur Rückkühlung vorgesehen.
  • Da zum Betrieb des Lasers außerden eine Vielzahl von in einem Geräteschrank untergebrachten elektrischen Bauelementen erforderlich ist, muß such die Luft in diesem Geräteschrank gekühlt werden. Dies kann beispielsweise durch einen in der DE-OS 25 19 694 beschriebenen Lamellen-Rohr-Wärmetauscher erfolgen. Dabei ist ein Rohr an der Außenseite mit mehreren aufgelöteten Lamellen versehen, die von der zu kühlenden Luft umströmt werden. durch das Rohr selbst fließt beispielsweise Kühlwasser.
  • Bisher war also die Kühlung von Luft und einem flüssigen Medium nur mit zwei gesonderten Wärmetauschern möglich.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Kühleinrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie zur kombinierten Kühlung von Luft und einem flüssigen Medium geeignet ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kühleinrichtung mindestens ein Kühlelement aufweist, das aus zwei ineinandergesteckten Rohren zusammengesetzt ist, daß im inneren Rohr bzw. im Zwischenraum zwischen beiden Rohren das Kühlmedium bzw. das flüssige Medium fließt und daß das äußere Rohr Rippen aufweist, die von der zu kühlenden Luft umströmt sind.
  • Damit wird mit einem einzigen Kühlelement mit einfachem konstruktivem Aufbau sowohl die Luft als auch das flüssige Medium durch das Kühlmedium gekühlt. Dabei kann entweder das Kühlmedium im inneren Rohr und das flüssige Medium im Zwischenraum zwischen beiden Rohren oder das flüssige Medium im inneren Rohr und das KUhlmedium im Zwischenraum zwischen beiden Rohren fließen.
  • Wenn das Kühlmedium im Zwischenraum zwischen beiden Rohren enthalten ist, so wird sowohl die Luft als auch das flüssige Medium direkt gekühlt und es ist kein direkter Wärmeaustausch zwischen den beiden zu kühlenden Medien möglich. Das Kühlmedium wird man dann durch das innere Rohr fließen lassen, wenn ein Wämneaustausch zwischen der Luft und dem flüssigen Medium erwünscht ist, weil z.B. eines dieser Medien bei bestimmten Betriebszuständen das andere kühlt. Der Kreislauf für das Kühlmedium wird dann nur bei Bedarf zugeschaltet.
  • Vorteilhafterweise kann die Kühleinrichtung aus mehreren, mit Verbindungsstücken verbundenen Kühlelementen zusammengesetzt sein, wobei Jedes Verbindungsstück ein erstes Sackloch aufweist, in dem das äußere Rohr flüssigkeitsdicht befestigt ist, wobei Jedes Verbindungsstrück im Boden des ersten Sacklochs ein zum ersten Sackloch konzentrisches zweites Sackloch mit kleinerem Durchmesser aufweist, in dem das innere Rohr flüssigkeitsdicht befestigt ist und wobei jedes Sackloch mindestens eine Bohrung aufweist, die mit der entsprechenden Bohrung dea benachbarten Verbindungsstücks flüssigkeitsdicht verbunden ist. Damit können mit einheitlichen Verbindungsstücken größere Kühleinrichtungen aus mehreren Kühlelementen zusammengesetzt sein.
  • Zweckmäßigerweise verlaufen die Bohrungen Jeweils senkrecht zu den Sacklchern, wobei Jeweils zwei Verbindungsstücke so zusammengesetzt sind, daß die damit verbundenen Kühlelemente parallel liegen. Das Kühlmedium hat damit einen mäanderförmigen Verlauf, wobei auf engem Raum besonders viele Kühlelemente untergebracht werden können, so daß eine intensive Kühlung erreicht wird.
  • Zweckmäßigerweise ist zur flüssigkeitsdichten Befestigung zwischen Jedem Rohr und dem zugehörigem Sackloch ein 0-Ring eingelegt. Dieser D Ring ermöglicht eine dichte Verbindung ohne Verschraubung, so daß die gesamte Kühleinrichtung im Stecksystem aufgebaut werden kann.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren "e bis 5a er erläutert.
  • Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kühleinrichtung in Schnittdarstellung. In einem äußeren Rohr Ia ist konzentrisch ein inneres Rohr Ib mit kleinerem Durchmesser angeordnet. Das äußere Rohr 1a trägt an seiner Außenseite Kühlrippen Ic. Das innere Rohr Ib ist von dem Kühlmedium, das beispielsweise Wasser sein kann durchflossen. Im Zwischenraum zwischen den beiden Rohren Ia und lb fließt das zu kühlende flüssige Medium, beispielsweise ebenfalls Wasser. Dabei ist die Flußrichtung vom flüssigem Medium und Kühlmedium zweckmäßigerweise entgegengesetzt gerichtet, d.h.
  • die beiden Medien fließen in Gegenstrom. Die Kühlrippen 1c des äußeren Rohrs la sind von der zu kühlenden Luft umströmt.
  • Bei dieser Anordnung wird ein Wärmeaustausch zwischen der Luft und dem flüssigen Medium erfolgen. Beispielsweise bei Laseranlagen wird über den mit dem flüssigen Medium gekühlte Laser selbst bei niedrigen Umgebungstemperaturen verhältnismäßig viel Wärme abgeführt, während die Wärmeabfuhr aus dem die elektrischen Bauteile zum Betrieb des Lasers enthaltenden Schrank gering ist. Wenn man daher die beschriebene Kühleinrichtung im Schrank unterbringt und das zur Kühlung des Lasers dienende flüssige Medium zuführt, ist es bis zu einer gewissen Außentemperatur häufig möglich, den Laser ohne zusätzliche Kühlung zu betreiben, wobei in diesem Fall die Schrankluft durch das den Laser durchströmende flüssige Medium gekühlt wird. Dabei trägt die Wärmekapazität des Schrankes zu einer Vergleichmäßigung der Temperatur des flüssigen Mediums bei. Erst bei höherer Umgebungstemperatur oder nach längerer Betriebszeit ist die Kühlung huber ein gegesondertes Kühlmedium, dessen Kreislauf in diesem Fall eingeschaltet wird, erforderlich. In diesem Fall wird bei der dargestellten Anordnung das flüssige Medium zwischen dem inneren Rohr 7b und dem äußeren Rohr 1a durch das im inneren Rohr Ib fließende Kühlmedium direkt gekühlt, während die Kühlung der Luft mittelbar über das flüssige Medium erfolgt.
  • Selbstverständlich ist es9 wie bereits eingangs erwähnt, auh möglich, das flüssige Medium im inneren Rohr Ib und das Kühlmedium im Zwischenraum zwischen dem äußeren Rohr 1a und dem inneren Rohr 1b strömen zu lassen. In diesem Fall erfolgt kein direkter Wärmeaustausch zwischen dem zu kühlenden Medium und der Luft und beide Medien werden direkt gekühlt.
  • Um die K Kühlwirkung zu erhöhen, können mehrere KUhlelemente 1, 1' zu einer Kühleinrichtung zusammengesetzt werden. Die Verbindung der einzelnen Kühlelemente 1, 1' erfolgt über Verbindungsstücke 2, 2', die Jeweils auf beide Enden der Kühlelemente 1, 1' aufgesetzt sind. Dabei weist jedes Verbindungselement 2, 2' ein Sackloch 2a auf, in das das äußere Rohr Ia eingesteckt ist. Zur Abdichtung der Rohreinführung ist am inneren Umfang des Sacklochs 2a eine Ringnut vorgesehen, in die ein 0-Ring 2e eingelegt ist. Damit wird das äußere Rohr 1a ohne Vrschraubung dicht mit dem Sackloch 2a verbunden. In Boden des Sacklochs 2a ist konzentrisch ein weiteres Sackloch 2b mit kleinerem Durchmesser angeordnet, in daß das innere Rohr Ib gesteckt ist. Dabei weist das Sackloch 2b ebenfalls eine Ringnut auf, in die ein O-Ring 2f gelegt ist, so daß das innere Rohr dicht mit dem Sackloch 2b verbunden ist.
  • Damit sind gleichzeitig auch die beiden Sacklöcher 2a und 2b gegeneinander abgedichtet. Senkrecht zu den Sacklöchern 2a und 2b sind in diese mUndende Bohrungen 2c bzw. 2d vorgesehene Mit dem Verbindungsstück 2 ist das identisch aufgebaute Verbindungsstück 2' so verbunden, daß die entsprechenden Bohrungen 2c, 2c' bzw. 2d, 2d' aufeinandertreffen.
  • Zwischen den beiden Verbindungsstücken 2 und 2' ist eine Dichtung vorgesehen, die beispielsweise aus den die Bohrungen 2c, 2c' bzw. 2d, 2d' umgebenden 0-Ringen 2g bzw. 2h sowie einer eingelegten Platte 2i bestehen kann. Damit besteht also eine dichte Verbindung zwischen dem inneren Rohr Ib des Kühlelements 1 und dem inneren Rohr Ib' des Kühlelements 1' über die Bohrungen 2d und 2d' der Verbindungsstücke 2 und 2'. Damit kann das flüssig. Medium von Ktlhlelement zu Kühlelement weiterfließen. Ebenso besteht eine Verbindung für das zwischen den Rohren Is und Ib bzw. 1a' und 1b' fließende Kühlmedium über die Bohrungen 2c und 2c'. Die Kreisläufe für das zu kühlende Medium und das Kühlmedium sind dabei gegeneinander abgedichtet.
  • Mit den beschriebenen, identisch aufgebauten Verbindungsstücken können beliebig viele Kühlelemente aneinandergereiht werden, wobei ein mäanderföriniger Aufbau den geringsten Platzbedarf ergibt. Durch dieses bausteinartige System kann die Kühl einrichtung an den Kühlbedarf eines Geräts angepaßt werden, so daß man ein breites Leistungsspektrum mit wenigen standardisierten Kühlelementen und Verbindungsstücken abdecken kann.
  • Der beschriebene Aufbau der Kühleinrichtung ermöglicht ein einfaches Einstecken der Rohre 7a und Ib in die Verbindungsstücke 2 ohne Verschraubung. Lediglich zwei benachbarte Verbindungsstücke 2 werden über eine in Figur 1 der Ubersichtlichkeit wegen nicht dargestellte Schraubverbindung miteinander verbunden. Um die mechanische Stabilität der gesamten Kühleinrichtung sicherzustellen, kann diese z.B. zwischen zwei Gehäuse- wände 3a und 3b eingefügt werden, an denen die Verbindungsstucke 2 mit ihren Außenflächen anliegen und z.B. verschraubt sind. Damit werden die Rohre 1a und Ib sicher in den Verbindungsstücken 2 gehalten.
  • Mit denselben Elementen, nämlich Kühlelementen 1 und Verbindungsstücken 2können bei höherem Kühlleistungsbedarf nicht nur ebene, sondern auch räumliche Konfigurationen hergestellt werden, wie dies beispielsweise in Figur 2 dargestellt ist. Dabei ist eine größere Anzahl von Kühlelementen 1 in zwei Ebenen 4a und 4b parallel zueinander angeordnet. Dabei sind an einer Stirnseite der Kühlelemente 2 jeweils zwei Kühlelemente der Ebenen 4a und 4b und auf der anderen Stirnseite Jeweils zwei benachbarte Kühlelemente derselben Ebene 4a bzw. 4b verbunden, so daß geschlössene Kanäle für das flUssige Medium und das Kühlmedium entstehen.
  • Eine noch.größere Packungsdichte für die Kühlelemente 1 wird erreicht, wenn man die Kühlelemente 1 der Ebenen 4a und 4b gegeneinander versetzt anordnet, wobei Jedes Kühl element der Ebene 4b zwischen Je zwei Kühl elementen der Ebene 4a liegt. Damit kann der Abstand zwischen den Ebenen 4a und 4b geringer werden. Auch der Aufbau nach Figur 3 könnte mit den Verbindungsstücken 2 nach Figur 1 realisiert werden. Wenn man5 wie in Figur 3 dargestellt, die Verbindungsstücke 2 seitlich an Gehäuseflächen 3c und 3d anschließen lassen will, so müssen lediglich die Außenflächen der Verbindungsstücke 2 abgeschragt werden.
  • 3 Figuren 4 Patentansprüche Leerseite

Claims (1)

  1. Patentansprüche 1. Kühleinrichtung zur kombinierten Kühlung von Luft und einem flüssigen Medium mit einem gemeinsamen KUhlmedium, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Kühleinrichtung mindestens ein Kühlelement (1) aufweist, das aus zwei ineinandergestreckten Rohren (1a, 1b) zusammengesetzt ist, daß im inneern Rohr (1b) bzw.
    im Zwischenraum zwischen beiden Rohren (1a, Ib) das Kühlmedium bzw. das flüssige Medium fließt und daß das äußere Rohr (la) Rippen (1c) aufweist, die von der zu kühlenden Luft umströmt sind e 2. Kühleinrichtung nach Anspruch 1, a d a d u r c h g e k e n n z e i zu c h n e t , daß die Kühleinrichtung aus mehreren, mit Verbindungsstücken (2) verbundenen Kühlelementen zusammgengesetzt ist, daß Jedes Verbindungsstück (2) ein erstes Sackloch (2a) aufweist, in dem das äußere Rohr (1a) flüssigkeitsdicht befestigt ist, daß Jedes Verbindungsstück (2) im Boden des ersten Sacklochs (2a) ein zum ersten Sackloch (2a) konzentrisches zweites Sackloch (Zb) mit kleinerem Durchmesser aufweist, in des daß innere Rohr (ib) flüssigkeitsdicht befestigt ist und daß Jedes Sackloch (2a, 2b) mindestens eine Bohrung (2c, 2d) aufweist, die mit der entsprechenden Bohrung dz benachbarten Verbindungsstücks (2) flüssigkeitsdicht verbunden ist.
    3. Kühleinrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t 9 daß die Bohrungen (2c, 2d) Jeweils senkrecht zu den Sacklöchern (2a, 2b) verlaufen und daß jeweils zwei Verbindungsstücke (2) so zusammengesetzt sind, daß die damit verbundenen Kühlelemente (1) parallel liegen.
    4. KUhleinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, d a -d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t , daß zur flüssigkeitsdichten Befestigung zwischen Jedem Rohr (1a, Ib) und dem zugehörigen Sackloch (2a, 2b) ein 0-Ring (2e, 2£) eingelegt ist.
DE19813126773 1981-07-07 1981-07-07 Kuehleinrichtung zur kombinierten kuehlung von luft und einem fluessigen medium mit einem gemeinsamen kuehlmedium Withdrawn DE3126773A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19813126773 DE3126773A1 (de) 1981-07-07 1981-07-07 Kuehleinrichtung zur kombinierten kuehlung von luft und einem fluessigen medium mit einem gemeinsamen kuehlmedium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19813126773 DE3126773A1 (de) 1981-07-07 1981-07-07 Kuehleinrichtung zur kombinierten kuehlung von luft und einem fluessigen medium mit einem gemeinsamen kuehlmedium

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3126773A1 true DE3126773A1 (de) 1983-01-27

Family

ID=6136309

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19813126773 Withdrawn DE3126773A1 (de) 1981-07-07 1981-07-07 Kuehleinrichtung zur kombinierten kuehlung von luft und einem fluessigen medium mit einem gemeinsamen kuehlmedium

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3126773A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0177842B1 (de) * 1984-10-03 1989-09-27 Mourgeon Industrie Et Engineering S.A. Brennstoffvorwärmvorrichtung für Dieselbrennkraftmaschine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0177842B1 (de) * 1984-10-03 1989-09-27 Mourgeon Industrie Et Engineering S.A. Brennstoffvorwärmvorrichtung für Dieselbrennkraftmaschine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1911889C2 (de) Plattenwärmetauscher
EP0789213B1 (de) Wärmeübertrager für ein Kraftfahrzeug
DE10393221B4 (de) Anordnung für einen Plattenwärmetauscher
DE4401607C2 (de) Kühleinheit für Leistungshalbleiter
DE3403429C2 (de)
EP0142678A2 (de) Halbleiterventil
EP0543132A1 (de) Wärmekraftmaschine nach dem Stirling-Prinzip
DE4327213C2 (de) Rekuperativer Wärmetauscher, insbesondere Kühler für Kraftfahrzeuge
EP2926073B1 (de) Wärmeübertrager
DE3126773A1 (de) Kuehleinrichtung zur kombinierten kuehlung von luft und einem fluessigen medium mit einem gemeinsamen kuehlmedium
DE2714147A1 (de) Waermeaustauscher
EP0069283B1 (de) Kühlkörper zur kombinierten Wärmetausch von Luft und einem flüssigen Medium mit einem gemeinsamen Kühlmedium
AT524886B1 (de) Vorrichtung zur Speicherung und Abgabe von sensibler und latenter Energie zur Kühlung von Fluiden
DE3645307C2 (de) Wetterkühler zum Kühlen der Wetter in Untertagebetrieben
DE3323987C2 (de)
DE2322365C3 (de) Wärmeaustauscher, bei dem Dampf als wärmeabgebendes Mittel in Rohren strömt
EP3321623B1 (de) Chiller mit kompressionskältemittelkreislauf und pufferspeicher, eine entsprechende kühlanordnung sowie ein entsprechendes betriebsverfahren
EP0236859A2 (de) Wärmetauscher für Brennkraftmaschinen
DE2946226C2 (de) Kühlsystem in einem Geräte der elektrischen Nachrichtentechnik und/oder Meßtechnik aufnehmenden Gehäuse
WO2020064410A1 (de) Stromrichter mit einem separaten innenraum
DE2100664A1 (de) Verdampfer für Kälteanlagen
EP0290627A1 (de) Wärmerohr zur Kühlung von Stoffen
DE112020004073T5 (de) Wassergekühlter Kondensator
DE2160997A1 (de) Kuehlvorrichtung fuer eine halbleiteranordnung
DE1489690C3 (de) Kühlanordnung für Halbleiterbauelemente mit verschiedenen elektrischen Potentialen

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8139 Disposal/non-payment of the annual fee