DE9416653U1

DE9416653U1 - Ventilation arrangement for electrical switching devices

Info

Publication number: DE9416653U1
Application number: DE9416653U
Authority: DE
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1994-10-10
Filing date: 1994-10-10
Publication date: 1994-12-01
Anticipated expiration: 2004-10-11

Description

Mannesmann RktiengeseLlschaftMannesmann Aktiengesellschaft

Mannesmannufer 2 30 695Mannesmannufer 2 30 695

40213 Düsseldorf40213 Dusseldorf

Löftungsanordnung für elektrische SchaLteinrichtungenVentilation arrangement for electrical switching devices

Die Erfindung betrifft eine Lüftungsanordnung für elektrische Schalteinrichtungen wie Schaltschränke und Schaltpulte in der elektrischen MeQ-, Steuerungs- und Regelungstechnik.The invention relates to a ventilation arrangement for electrical switching devices such as control cabinets and control panels in electrical MeQ, control and regulation technology.

Mit zunehmender Integrationsdichte wächst trotz drastischer Herabsetzung der elektrischen Verlustleistung von Einzelbauelementen die Leistungsdichte pro Volumeneinheit elektrischer Schatteinrichtungen. Diese Leistungsdichte äuQert sich in einer hohen Innentemperatur in der Schalteinrichtung. Um unter allen Betriebsbedingungen die maximal zulässige Umgebungstemperatur der Komponenten der Schalteinrichtungen einzuhalten, wird eine derartige Schalteinrichtung zwangsbelüftet. Die Mittel zur Zwangsbelüftung bedürfen einer hohen Verfügbarkeit und sind bei entsprechenden Rnforderungen redundant ausgeführt.With increasing integration density, the power density per unit volume of electrical switching devices increases despite a drastic reduction in the electrical power loss of individual components. This power density is expressed in a high internal temperature in the switching device. In order to maintain the maximum permissible ambient temperature of the switching device components under all operating conditions, such a switching device is forced ventilated. The means for forced ventilation require a high level of availability and are designed redundantly if necessary.

Rus der EP 0 489 672 ist eine Einrichtung zur Zwangsbelüftung bekannt, die zum Einbau in Schalteinrichtungen geeignet und bei der zwei Lüfter parallel angeordnet sind und gleichzeitig betrieben werden. DabeiA device for forced ventilation is known from EP 0 489 672, which is suitable for installation in switching devices and in which two fans are arranged in parallel and operated simultaneously.

Dabei werden zwei voneinander unabhängige TeiLLuftströme erzeugt, die in Summe den zur Erhaltung der zulässigen Betriebsbedingungen erforderlichen Gesamtluftstrom ergeben. Der flusfall eines der beiden Lüfter führt zur Halbierung der Lüftungsleistung, wobei unvorhersehbar ist, welcher der Teiltuftströme versiegen wird und welche der Komponenten der Schaltanlage davon betroffen sein werden.This creates two independent partial air flows, which together make up the total air flow required to maintain the permissible operating conditions. If one of the two fans stops running, the ventilation performance is halved, and it is unpredictable which of the partial air flows will dry up and which of the switchgear components will be affected.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lüftungsanordnung mit redundant ausgeführten Lüftern anzugeben, die bei Flusfall eines Lüfter einen kontinuierlichen, richtungsgleichen und bezogen auf die Komponenten der Schaltantage quellidentischen Zwangsluftstrom erzeugt.The invention is therefore based on the object of specifying a ventilation arrangement with redundant fans which, when one fan fails, generates a continuous, directionally consistent forced air flow with an identical source to the components of the switching device.

ErfindungsgemäQ wird diese Rufgabe durch die Merkmale des Schutzanspruchs 1 gelost. Vorteilhafte Rusgestaltungen der Erfindung sind in den Schutzansprüchen 2 bis 5 genannt.According to the invention, this problem is solved by the features of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are mentioned in claims 2 to 5.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von flusführungsbeispielen näher beschrieben. Die dazu erforderlichen Zeichnungen zeigen:The invention is described in more detail below using flow examples. The necessary drawings show:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung durch eine Lüftungsanordnung mit T-förmigem Knoten,Fig. 1 a sectional view through a ventilation arrangement with T-shaped node,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung durch eine Lüftungsanorrinung mit Y-förmigem Knoten.Fig. 2 a sectional view through a ventilation arrangement with Y-shaped node.

In Fig. 1 ist ausschnittweise eine Schalteinrichtung 1 mit einer Lüftungsanordnung dargestellt. Die Lüftungsanordnung weist einen ersten Einlaßkanal 21 mit einem ersten Lüfter 11 und einem zweiten Einlaßkanal 22 mit einem zweiten Lüfter 12 auf. Weiterhin ist ein SammeLkanal 23 dargestellt, der unter Bildung eines sternförmigen Knotens mit denIn Fig. 1, a section of a switching device 1 with a ventilation arrangement is shown. The ventilation arrangement has a first inlet channel 21 with a first fan 11 and a second inlet channel 22 with a second fan 12. Furthermore, a collecting channel 23 is shown, which forms a star-shaped node with the

Luftaustrittsöffnungen der Einlaßkanäle 21 und 22 verbunden ist. Die Strömunqsrichtung der Luft in der Lüftungsanordnung ist durch Pfeile dargestellt. In dem sternförmigen Knoten ist eine verschwenkbare Klappe 30 mit einem Gelenk 31 an einer dem Sammelkanal 23 gegenüberliegenden Wandung des Knotens symmetrisch zu den Einlaßkanälen 21 und 22 angebracht. Dabei bedeckt die Fläche der Klappe 30 die offene Querschnitt5flache des jeweiligen Einlaßkanals 21 und 22. In besonderer Rusgestaltung ist der Knoten T-förmig mit gegenüberliegend angeordneten Einlaßkanälen 21 und 22 ausgeführt. In vorteilhafter Weise gestattet diese flusführungsform eine sehr platzsparende und flache Bauweise der Lüftungsanordnung.Air outlet openings of the inlet channels 21 and 22 are connected. The flow direction of the air in the ventilation arrangement is shown by arrows. In the star-shaped node, a pivotable flap 30 with a joint 31 is attached to a wall of the node opposite the collecting channel 23, symmetrically to the inlet channels 21 and 22. The surface of the flap 30 covers the open cross-sectional area of the respective inlet channel 21 and 22. In a special design, the node is T-shaped with the inlet channels 21 and 22 arranged opposite one another. This flow guide advantageously allows a very space-saving and flat design of the ventilation arrangement.

Zur Erläuterung der Funktionsweise sei zunächst angenommen, daß der erste Lüfter 11 einen Luftstrom fördert, daß der zweite Lüfter 12 ruht und daß die Klappe 30 den zweiten EinlaQkanal 22 verschließt und daß die Schwenkachse des Gelenks 31 in einer horizontalen Ebene liegt. Der vom ersten Lüfter 11 erzeugte Luftstrom durchflieöt den ersten EinlaGkanal 21 und wird im T-förmigen Knoten an der Klappe 30 in den Sammelkanal 23 abgelenkt.To explain the mode of operation, it is first assumed that the first fan 11 conveys an air flow, that the second fan 12 is at rest, and that the flap 30 closes the second inlet channel 22 and that the pivot axis of the joint 31 lies in a horizontal plane. The air flow generated by the first fan 11 flows through the first inlet channel 21 and is diverted into the collecting channel 23 in the T-shaped node on the flap 30.

Fällt der erste Lüfter 11 aufgrund eines Defektes aus, wird der zweite Lüfter 12 in Betrieb gesetzt. In dem austrittsseitig durch die Klappe 30 verschlossenen zweiten Einlaßkanal 22 wird durch den anlaufenden zweiten Lüfter 12 ein überdruck aufgebaut, infolge dessen die Klappe um die Schwenkachse des Gelenks 31 gekippt wird. Dabei wird die Luftaustrittsöffnung des zweiten Einlaökanals 22 geöffnet und die des ersten Einlaßkanals 21 verschlossen. Der vom zweiten Lüfter 12 erzeugte Luftstrom durchströmt nunmehr den zweiten Einlaßkanal 22 und wird im Knoten an der Klappe 30 in den Sammelkanal 23 abgelenkt.If the first fan 11 fails due to a defect, the second fan 12 is put into operation. In the second inlet channel 22, which is closed on the outlet side by the flap 30, an overpressure is built up by the starting up of the second fan 12, as a result of which the flap is tilted about the pivot axis of the joint 31. The air outlet opening of the second inlet channel 22 is opened and that of the first inlet channel 21 is closed. The air flow generated by the second fan 12 now flows through the second inlet channel 22 and is diverted into the collecting channel 23 at the node on the flap 30.

Durch den symmetrischen flufbau der Lüftungsanordnung ist der Luftdurchsatz unabhängig vom jeweils aktiven Lüfter 11 oder 12. Bezogen auf die Komponenten der Schaltanlage ist die Luftquelte stets der Sammelkanal 23.Due to the symmetrical structure of the ventilation arrangement, the air flow is independent of the active fan 11 or 12. In relation to the components of the switchgear, the air source is always the collecting duct 23.

Der Luftaustritt des EinlaOkanals 21, 22 des jeweils inaktiven Lüfters 11 oder 12 ist durch die Klappe 30 verschlossen, so daG der Wirkungsgrad des jeweils aktiven Lüfters 12 oder 11 nicht durch unbeabsichtigte flbluft durch den Einlaßkanal 21 oder 22 des inaktiven Lüfters 11 oder 12 beeinträchtigt wird.The air outlet of the inlet channel 21, 22 of the inactive fan 11 or 12 is closed by the flap 30 so that the efficiency of the active fan 12 or 11 is not impaired by unintentional exhaust air through the inlet channel 21 or 22 of the inactive fan 11 or 12.

Weiterhin ist unter Verwendung gleicher Bezugszeichen für gleiche Mittel in Fig. 2 ausschnittweise eine Schalteinrichtung 1 mit einer Lüftungsanordnung dargestellt, bei der der sternförmige Knoten Y-förmig ausgeführt ist. Die Längsachsen der Einlaßkanäle 21 und 22 sind im gleichen Winkel zur Längsachse des Sammelkanals 23 angeordnet.Furthermore, using the same reference numerals for the same means, a section of a switching device 1 with a ventilation arrangement is shown in Fig. 2, in which the star-shaped node is Y-shaped. The longitudinal axes of the inlet channels 21 and 22 are arranged at the same angle to the longitudinal axis of the collecting channel 23.

Vorteilhafterweise ist diese Rusführungsform wegen der vergleichsweise geringen flblenkwinkel der Luftströme durch die Lüftungsanordnung besonders strömungsgünstig.Advantageously, this type of ventilation is particularly aerodynamic due to the comparatively small deflection angle of the air flows through the ventilation arrangement.

In vorteilhafter Weise ist in beiden Rusführungsformen die Schwenkachse der Klappe 30 im Gelenk 31 gegenüber der Lotrechten geneigt angeordnet. Dadurch wird erreicht, da8 sich die Klappe stets in einem der Luftströmung entsprechenden definierten Lage befindet.In both embodiments, the pivot axis of the flap 30 in the joint 31 is advantageously arranged at an angle to the vertical. This ensures that the flap is always in a defined position corresponding to the air flow.

Darüber hinaus ist vorgesehen, daß sich der Schwerpunkt der Klappe 30 oberhalb der Schwenkachse des Gelenks 31 befindet, so daß die Klappe unabhängig von der Luftströmung nur noch zwei definierte Lagezustände einnehmen kann. In dem ersten Zustand ist die Luftaustrittsöffnung desIn addition, it is intended that the center of gravity of the flap 30 is located above the pivot axis of the joint 31, so that the flap can only assume two defined positions, independent of the air flow. In the first position, the air outlet opening of the

ersten EinLaßkanals 21 verschlossen, und im zweiten Zustand ist die Luftaustrittsöffnung des zweiten EinLaßkanals 22 verschlossen. Die Luftaustrittsöffnung des jeweils anderen Einlaßkanals 22 oder 21 ist dabei in vollem Querschnitt geöffnet.first inlet channel 21 is closed, and in the second state the air outlet opening of the second inlet channel 22 is closed. The air outlet opening of the other inlet channel 22 or 21 is open in its full cross-section.

Optional ist vorgesehen, an den Lufteintrittsöffnungen der Einlaßkanäle 21 und 22 Gitter oder Jalousien als Berührungs- und Partikelschutz anzubringen.Optionally, grilles or blinds can be installed on the air inlet openings of the intake ducts 21 and 22 as contact and particle protection.

Claims

Protection claims

1. Ventilation arrangement for electrical switching devices with two independently operable fans, characterized in that

that a first inlet channel (21) and a second inlet channel (C22) are provided for the first fan (11) and for the second fan (12),

that the air outlet openings of both inlet ducts (21, 22) are connected to a collecting duct (23) to form a star-shaped node, and that a pivotable flap is provided in the star-shaped node

(30) is provided, which is fastened by a joint (31) to a wall of the star-shaped node opposite the collecting channel (23) symmetrically to the inlet channels (21, 22).

2. Ventilation arrangement according to claim 1,
characterized,

daQ the star-shaped node is T-shaped, wherein the inlet channels (21, 22) are arranged opposite one another.

3. Ventilation arrangement according to claim 1,
characterized,

that the star-shaped node is Y-shaped, wherein the longitudinal axes of the inlet channels (21, 22) are arranged at the same angle to the longitudinal axis of the collecting channel 23.

4. Ventilation arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the pivot axis of the flap C3tn in the hinge C31) is arranged inclined to the vertical.

5. Ventilation arrangement according to claim 4, characterized in that the center of gravity of the flap (30) lies above the pivot axis of the joint (31).