EP2664227A1 - Vorrichtung zum aktiven belüften von einbauten eines einschubs eines schaltschranks - Google Patents

Vorrichtung zum aktiven belüften von einbauten eines einschubs eines schaltschranks

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Publication number
EP2664227A1
EP2664227A1 EP12715609.9A EP12715609A EP2664227A1 EP 2664227 A1 EP2664227 A1 EP 2664227A1 EP 12715609 A EP12715609 A EP 12715609A EP 2664227 A1 EP2664227 A1 EP 2664227A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
insert
fan
compartment
flow
opening
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Withdrawn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
EP12715609.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Hirschfeld
Mario Schmidt
Jörg WOHLFARTH
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
Publication of EP2664227A1 publication Critical patent/EP2664227A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H05K7/20909—Forced ventilation, e.g. on heat dissipaters coupled to components
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/14—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
    • H05K7/1422—Printed circuit boards receptacles, e.g. stacked structures, electronic circuit modules or box like frames
    • H05K7/1427—Housings
    • H05K7/1432—Housings specially adapted for power drive units or power converters
    • H05K7/14325—Housings specially adapted for power drive units or power converters for cabinets or racks

Definitions

  • frequency converters for the control of motors is becoming increasingly important. These frequency converters are used, for example, in so-called motor control centers. Typically, individual modules are designed for the control of motors in slide-in technology for a control cabinet and are thus interchangeable under voltage ⁇ .
  • the frequency converters generate extremely high power losses during operation, e.g. in the range of 1.5 kW.
  • the maximum allowable ambient temperatures for the frequency converters are not very high. Due to the separations required by the market between the individual modules, the removal of heat loss is severely hampered. In order to avoid too high temperatures for the frequency converters and other cabinets of a control cabinet, the number of frequency converters must be
  • the device according to the invention enables the integration of several frequency converters in a control cabinet.
  • the device for actively ventilating internals of a drawer of a cabinet comprises a drawer and a cabinet with compartment partitions forming at least one compartment for receiving the drawer, the drawer comprising a fan housing with at least one fan, wherein one of the compartment partitions a fan shaft with an opening um ⁇ summarizes.
  • the fan housing and the fan shaft a strömungsschlüs ⁇ sige connection, and the fan shaft additionally includes ei ⁇ nen hinged lid ver ⁇ close the opening of the fan shaft or at least partially release, and which is designed as a check valve, which only a Strö ⁇ tion in the direction out of the compartment of the insert.
  • the device can discharge high cakes linens ⁇ tions from the drawer.
  • Several trays with internally ventilated internals can be installed in a control cabinet and operated in it.
  • the check valve consisting of the opening of the fan duct and the hinged lid, prevents the ingress of hot air from other bays or compartments into a compartment with a non-operational drawer or in a compartment in which no drawer is installed.
  • the slot in addition, a partition plate on which is horizontal in the installed position of the drawer in the cabinet substantially, and which blocks a flow in Vertika ⁇ ler direction in parts of the insert.
  • the bulkhead plate ensures that there is no internal circulation of the air flow in the insert, and that the flow is guided through the insert's internally ventilated internals.
  • a frequency converter is actively cooled in the slot.
  • the hinged lid closes the opening of the fan housing due to gravity, when no Strö ⁇ tion is directed to the hinged lid.
  • the hinged lid closes the opening of the fan housing due to the residual stress when no flow is directed to the hinged lid.
  • the edge of the opening of the fan shaft can lie in one plane.
  • the opening of the fan shaft in the switching cabinet ⁇ be oriented upwards.
  • the at least one fan generates a flow in the direction out of the compartment of the drawer.
  • the insert comprises a device support plate, which has at least one row of slots in the installation position of the insert in the control cabinet in a lower part of the insert. Also advantageously, the at least one row of slots of the device support plate opposite compartment partition on at least one corresponding row of slots.
  • the insert can be supplied by the at least one row of slots of the insert and by the at least one row of slots of the compartment partition wall of a cable room with cool air.
  • the fan housing of the insert is arranged in the installed position of the insert in the control cabinet in an upper part of the drawer.
  • the tray is to sumption of the insert with an exhaust air duct of the cabinet flow positively through the opening in the fan shaft verbun ⁇ .
  • Fig. 1 control cabinet with slots
  • FIG. 2 shows a detail view of the control cabinet with inserts without covers and doors in a first perspective
  • FIG. 4 Detail view of a drawer and partitions
  • FIG. 5 frontal view of a drawer in installation position of the
  • a cabinet 200 is shown, the left has an exhaust duct 210, right a cable connection space 220 and in between a function space 240 for slots 241, 242.
  • the position of cable compartment 220 and exhaust duct 210 may also be arranged reversed, so that the cable connection space 220 is located to the left of the functional space 240 for slots 241, 242 and the exhaust duct 210 to the right.
  • the cover or door of the cable connection space 220 contains ventilation openings 221, 222, 223, 224. Air can flow into the cable connection space 220 through these ventilation openings. The incoming air has the temperature of the environment of the cabinet 200. Typically, this ambient air is cooled. The cable compartment 220 can also be directly supplied with actively cooled air.
  • the exhaust duct 210 is connected to an air outlet 211, from which the exhaust air can leave the cabinet 200.
  • Fig. 2 shows a detailed view of the cabinet 200 and the bays 241, 242 with removed covers or doors in a first perspective view.
  • the A- Throttles 241, 242 contain internals that are to be actively ventilated, and are in installation position in the cabinet Darge ⁇ presents. These installations are, for example, frequency converter 100, 100 '.
  • the compartments for receiving the inserts 241, 242 are formed by compartment partitions, in Fig. 2, only the lateral compartment partitions 10, 10 'are shown, which separate the compartments from the exhaust duct 210.
  • the compartment partitions 10, 10 ' include fan shafts 90, 90'. Opposite the fan shafts 90, 90 'are fan housing 50, 50' of the single thrusts 241, 242 arranged.
  • the cabinet 200 with the slots 241, 242 is shown without covers in a second perspective.
  • the inserts 241, 242 are limited by device support plates 70, 70 'and are shown in the installation position in the control cabinet.
  • the inserts 241, 242 are horizontally separated from each other.
  • Opposite to the side walls, which are formed by the device support plates 70, 70 'and are provided with the fan housings 50, 50', the compartment partitions 10, 10 'are arranged, so that the side walls and partitions directly adjoin one another.
  • the fan housing 50, 50 ' are arranged in the device support plates 70, 70', in the parts of the device support plates 70, 70 ', which form the side walls of the inserts 241, 242 and are oriented to the exhaust duct 210.
  • the fan housing 50, 50 ' are arranged in the device support plates 70, 70', in the parts of the device support plates 70, 70 ', which form the side walls of the inserts 241, 242 and are oriented to the exhaust duct 210.
  • the insert 241 comprises a device support plate 70, which is bent in a U-shape.
  • the device support plate 70 thus forms two side walls and a rear wall.
  • baffles for example, a Fre ⁇ quency inverter 100.
  • the side wall of the insert 241, which is directed to the cable compartment 220 in a lower region comprises at least one series of slots 71, can flow through the air into the slot 241st
  • the side wall of the one ⁇ push 241, which is oriented to the exhaust duct 210 includes the fan housing 50 with at least one fan.
  • the compartment for receiving the insert 241 is bounded laterally by fratrenn ⁇ walls 10, 30, 40.
  • the compartment partition wall 10, which delimits the compartment towards the exhaust duct 210, comprises a fan duct 90.
  • the compartment partition wall 30, which delimits the compartment towards the cable connection compartment 220, comprises at least one
  • the Schlitzrei ⁇ he 31 corresponds to the series of slots 71, in the installation position of the insert 241, 242 in the cabinet 200, the Schlitzrei ⁇ hen 31 and 71 are arranged opposite each other.
  • the row of slots 31 of the compartment partition 30 and the row of slots 71 of the device support plate 70 form a flow-connec ⁇ tion, so that air from the cable connection space 220 can get into the slot 241.
  • the fan housing 50 in the device support plate 70 of the insert 241 and the fan shaft 90 in the austrenn ⁇ wall 10 form a flow-locked connection, so that air from the insert 241 can enter the exhaust duct 210.
  • 3 and 4 are bulkheads 60, 60 'Darge ⁇ represents, which are installed in the slots 241, 242.
  • the function of a bulkhead plate 60 will be explained in more detail with reference to FIG. 4.
  • the partition plate 60 in the insertion 241 serves to ensure that, in the installed position of the insert 241 in FIG.
  • FIG. 5 shows the drawer 241 without covers in a frontal view.
  • the partition plate 60 extends within the insert 241 from a right side surface of the active frequency converter 100 to be cooled to the side wall of the device ⁇ support plate 70 with the slot rows 71. While in the Dar- position of FIG. 5, ie in the installed position of the insert 241 in the cabinet 200th , The inlet for the cool air is located in a lower part of the insert, the air is sucked in egg ⁇ nem upper part of the insert 241.
  • a fan housing 50 with at least one fan 51 is arranged in the slot 241.
  • the at least one fan 51 is orien ⁇ advantage that it produces a flow in the direction from the compartment of the drawer 241 out.
  • the fan 51 sucks the air from the insert 241.
  • the compartment partition 10 includes a Lüf ⁇ terschacht 90 with an opening, wherein in the installed position of the insert 241 in the cabinet 200, the fan housing 50 and the fan shaft 90 form a flow-locked connection.
  • the air, which is sucked by the fan 51 from the insert 241 is transported through the fan housing 50 and the fan shaft 90 in the exhaust duct 210.
  • the fan housing 50 may also have two fans 51, 52; 51 ', 52', as shown in Fig. 3.
  • the fan shaft 90 additionally includes a hinged lid 20, which can close or at least partially release the opening of the fan shaft 90, and which is designed as a check valve, which allows only a flow in the direction of the compartment of the insert 241 out.
  • This folding ⁇ cover 20 is also shown in Fig. 2, there being the drawer 241 with an open hinged cover 20, and the insert 242 is illustrated with a closed flip cover 20 '. If no flow is directed to the hinged lid 20, as in the slot 242 of FIG. 2 with eg frequency inverter 100 'and ventilators 51', 52 'turned off, the hinged lid 20 closes the opening of the fan housing 50 either by gravity and / or due to gravity The egg ⁇ voltage of the hinged lid 20. Only at a flow in the direction out of the compartment of the insert 241 out of the ⁇ water flow of the hinged lid 20 is opened.
  • the opening of the fan shaft 90 in the cabinet 200 may be slightly oriented upwards, so that when attaching the hinged lid 20 at a lower part of the opening of the
  • Fan shaft 90 of the hinged lid 20 at the lower part is on ⁇ .
  • the edge of the opening of the fan shaft 90 may lie in egg ⁇ ner plane, whereby the hinged lid 20 may be formed as a plane Ele ⁇ ment.
  • the hinged lid 20 may be made of thin, flexible material, for example of a plastic or a plastic film. The fact that the hinged lid 20 forms a check valve together with the opening of the fan duct 90 ensures that the warm air of the exhaust air duct 210 can not enter a compartment for receiving the inserts 241, 242 when the drawer is not being operated. or if the tray is not occupied by a drawer.
  • Fig. 6 shows a schematic representation of the flow conditions of the exhaust air duct 210, slide 241 and Ka ⁇ loaded connection compartment 220. From the cable compartment 220 passes cool air through at least one row of slots 31 of a specialist Bulkhead 60 prevents the flow of air passing by the frequency converter 100 to be cooled, but directs the air flow so that it is passed through the frequency converter 100 and this cools. In the area of the frequency converter 100, the flow is guided in the vertical direction. This flow guidance through the frequency converter 100 can be assisted by fans in the housing of the frequency converter 100. In the upper part of the frequency converter 100 leaves the heated
  • the inventions dung device according to the active venting of internals of a drawer of a cabinet is also to design so that the inlet and outlet of the on the same side A ⁇ schubs 241st According to FIG. 6, this would mean, for example, that the fan housing 50 in the upper region of the insertion compartment 241 is likewise arranged on the right-hand side. It would have to be ensured with appropriate installations that the inlet of the cool air and the outlet of the warm air are not in the same channel and thus the air streams do not mix.
  • the fan housing 50 must be connected to an exhaust air duct 210 in the cable connection space 220.
  • the inlet and outlet are located on opposite side walls of the insert. It is also possible that the inlet and / or outlet is located in the rear wall of the insert and is arranged according to the exhaust duct 210 and / or the cable connection space 220 behind the insert.
  • the device ensures that ho ⁇ he lost power ranging from 1.5 kW out of the cabinet can be removed and the cabinet not too heated. It is ensured that eg frequency converters are cooled to maintain their functionality.
  • the device according to the invention can be operated with cool air from the environment of the control cabinet 200. It is also conceivable to supply the device according to the invention with actively cooled air.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Description

Beschreibung
Vorrichtung zum aktiven Belüften von Einbauten eines Ein- schubs eines Schaltschranks
Der Einsatz von Frequenzumrichtern für die Ansteuerung von Motoren gewinnt immer mehr an Bedeutung. Diese Frequenzumrichter werden zum Beispiel in so genannten Motor-Control- Centern eingesetzt. Typischerweise werden einzelne Module für die Ansteuerung von Motoren in Einschubtechnik für einen Schaltschrank ausgeführt und sind damit unter Spannung aus¬ tauschbar .
Die Frequenzumrichter erzeugen im Betrieb extrem hohe Verlustleistungen, z.B. im Bereich von 1,5 kW. Die maximal zulässigen Umgebungstemperaturen für die Frequenzumrichter sind allerdings nicht sehr hoch. Durch die vom Markt geforderten Trennungen zwischen den einzelnen Modulen ist die Abfuhr der Verlustwärme stark behindert. Um zu hohe Temperaturen für die Frequenzumrichter und weitere Einbauten eines Schaltschranks zu vermeiden, muss die Anzahl der Frequenzumrichter je
Schaltschrank bisher stark reduziert werden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum aktiven Belüften von Einbauten eines Einschubs eines Schaltschranks zur Verfügung zu stellen, die große Verlustleistungen dieser Einbauten aus dem Schaltschrank transportieren kann. Dadurch ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung die Integration mehrerer Frequenzumrichter in einem Schaltschrank.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch Anspruch 1 gelöst. Die Vorrichtung zum aktiven Belüften von Einbauten eines Einschubs eines Schaltschranks umfasst einen Einschub und einen Schaltschrank mit Fachtrennwänden, die mindestens ein Fach zur Aufnahme des Einschubs bilden, wobei der Einschub ein Lüftergehäuse mit mindestens einem Lüfter umfasst, wobei eine der Fachtrennwände einen Lüfterschacht mit einer Öffnung um¬ fasst. In Einbaulage des Einschubs im Schaltschrank bilden das Lüftergehäuse und der Lüfterschacht eine strömungsschlüs¬ sige Verbindung, und der Lüfterschacht umfasst zusätzlich ei¬ nen Klappdeckel, der die Öffnung des Lüfterschachts ver¬ schließen oder zumindest teilweise freigeben kann, und der als Rückschlagventil ausgebildet ist, welches nur eine Strö¬ mung in Richtung aus dem Fach des Einschubs heraus zulässt.
Vorteilhaft ist, dass die Vorrichtung hohe Wärmeverlustleis¬ tungen aus dem Einschub abführen kann. Es können mehrere Ein- schübe mit aktiv zu belüftenden Einbauten in einem Schaltschrank eingebaut und in diesem betrieben werden. Das Rückschlagventil, bestehend aus der Öffnung des Lüfterschachts und dem Klappdeckel, verhindert ein Eindringen von Warmluft aus anderen Einschüben oder Fächern in ein Fach mit einem nicht in Betrieb befindlichem Einschub oder in ein Fach, in welchem kein Einschub eingebaut ist.
In einer Ausgestaltung der Erfindung weist der Einschub zusätzlich ein Schottblech auf, welches in Einbaulage des Ein- schubs im Schaltschrank im Wesentlichen horizontal verläuft, und welches in Teilen des Einschubs eine Strömung in vertika¬ ler Richtung blockiert. Durch das Schottblech wird sichergestellt, dass sich keine innere Zirkulation der Luftströmung im Einschub bildet, und dass die Strömung durch die aktiv zu belüftenden Einbauten des Einschubs geführt wird.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird ein Frequenzumrichter im Einschub aktiv gekühlt. Vorteilhafterweise verschließt der Klappdeckel die Öffnung des Lüftergehäuses aufgrund der Schwerkraft, wenn keine Strö¬ mung auf den Klappdeckel gerichtet ist.
Ebenfalls vorteilhafterweise verschließt der Klappdeckel die Öffnung des Lüftergehäuses aufgrund der Eigenspannung, wenn keine Strömung auf den Klappdeckel gerichtet ist. Der Rand der Öffnung des Lüfterschachts kann in einer Ebene liegen. Ebenso kann die Öffnung des Lüfterschachts im Schalt¬ schrank nach oben orientiert sein. In einer Weiterbildung der Erfindung erzeugt der mindestens eine Lüfter eine Strömung in Richtung aus dem Fach des Ein- schubs heraus .
Vorteilhafterweise umfasst der Einschub ein Gerätetragblech, welches in Einbaulage des Einschubs im Schaltschrank in einem unteren Teil des Einschubs mindestens eine Schlitzreihe auf¬ weist. Ebenfalls vorteilhafterweise weist die der mindestens einen Schlitzreihe des Gerätetragblechs gegenüberliegende Fachtrennwand mindestens eine korrespondierende Schlitzreihe auf. Der Einschub kann durch die mindestens eine Schlitzreihe des Einschubs und durch die mindestens eine Schlitzreihe der Fachtrennwand von einem Kabelraum aus mit kühler Luft versorgt werden. Vorteilhafterweise ist das Lüftergehäuse des Einschubs in Einbaulage des Einschubs im Schaltschrank in einem oberen Teil des Einschubs angeordnet.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Fach zur Aufnah- me des Einschubs mit einem Abluftkanal des Schaltschranks strömungsschlüssig durch die Öffnung im Lüfterschacht verbun¬ den .
Die Erfindung wird im Weiteren anhand der nachfolgenden Figu- ren beschrieben.
Fig. 1 Schaltschrank mit Einschüben,
Fig. 2 Detailansicht des Schaltschranks mit Einschüben oh- ne Abdeckungen und Türen in einer ersten Perspektive dargestellt, Fig. 3 Detailansicht des Schaltschranks mit Einschüben oh¬ ne Abdeckungen in einer zweiten Perspektive dargestellt,
Fig. 4 Detailansicht eines Einschubs und von Trennwänden
Schaltschranks ,
Fig. 5 Frontalansicht eines Einschubs in Einbaulage des
Einschubs im Schaltschrank, und
Fig. 6 schematische Darstellung der Strömung in Einschub,
Kabelanschlussraum und Abluftkanal.
In Fig. 1 ist ein Schaltschrank 200 dargestellt, der links einen Abluftkanal 210, rechts einen Kabelanschlussraum 220 und dazwischen einen Funktionsraum 240 für Einschübe 241, 242 aufweist. Die Position von Kabelanschlussraum 220 und Abluftkanal 210 kann ebenso vertauscht angeordnet sein, so dass der Kabelanschlussraum 220 sich links vom Funktionsraum 240 für Einschübe 241, 242 befindet und der Abluftkanal 210 rechts davor .
Zur aktiven Belüftung der Einbauten von Einschüben 241, 242 enthält die Abdeckung oder Tür des Kabelanschlussraums 220 Lüftungsöffnungen 221, 222, 223, 224. Durch diese Lüftungsöffnungen kann Luft in den Kabelanschlussraum 220 einströmen. Die einströmende Luft hat die Temperatur der Umgebung des Schaltschranks 200. Typischerweise ist diese Umgebungsluft gekühlt. Der Kabelanschlussraum 220 kann ebenso direkt mit aktiv gekühlter Luft versorgt werden.
Der Abluftkanal 210 ist mit einem Luftaustritt 211 verbunden, aus dem die Abluft den Schaltschrank 200 verlassen kann. Fig. 2 zeigt eine Detailansicht auf den Schaltschrank 200 und die Einschübe 241, 242 bei abgenommenen Abdeckungen oder Türen in einer ersten perspektivischen Darstellung. Die Ein- Schübe 241, 242 enthalten Einbauten, die aktiv belüftet werden sollen, und sind in Einbaulage im Schaltschrank darge¬ stellt. Diese Einbauten sind beispielsweise Frequenzumrichter 100, 100'. Die Fächer zur Aufnahme der Einschübe 241, 242 werden von Fachtrennwänden gebildet, wobei in Fig. 2 nur die seitlichen Fachtrennwände 10, 10' dargestellt sind, die die Fächer vom Abluftkanal 210 trennen. Die Fachtrennwände 10, 10' umfassen Lüfterschächte 90, 90' . Gegenüberliegend den Lüfterschächten 90, 90' sind Lüftergehäuse 50, 50' der Ein- Schübe 241, 242 angeordnet.
In Fig. 3 ist der Schaltschrank 200 mit den Einschüben 241, 242 ohne Abdeckungen in einer zweiten Perspektive dargestellt. Die Einschübe 241, 242 werden begrenzt durch Geräte- tragbleche 70, 70' und sind in Einbaulage im Schaltschrank dargestellt. Die Gerätetragbleche 70, 70' sind U-förmig gebo¬ gen und bilden damit zwei Seitenwände und eine Rückwand der Einschübe 241, 242. Die Einschübe 241, 242 sind horizontal voneinander getrennt. Die Lüftergehäuse 50, 50' sind in den Teilen der Gerätetragbleche 70, 70' angeordnet, die die Sei¬ tenwände zum Abluftkanal 210 bilden. Gegenüberliegend zu den Seitenwänden, die von den Gerätetragblechen 70, 70' gebildet werden und mit den Lüftergehäusen 50, 50' versehen sind, sind die Fachtrennwände 10, 10' angeordnet, so dass die Seitenwän- de und Trennwände direkt aneinander grenzen.
Die Lüftergehäuse 50, 50' sind in den Gerätetragblechen 70, 70' angeordnet, und zwar in den Teilen der Gerätetragbleche 70, 70', die die Seitenwände der Einschübe 241, 242 bilden und zum Abluftkanal 210 orientiert sind. Die Lüftergehäuse
50, 50' umfassen Lüfter 51, 52; 51', 52'. Die Lüfter 51, 52; 51', 52', sind so angeordnet, dass sie eine Strömung in Rich¬ tung aus den Fächern der Einschübe 241, 242 heraus erzeugen. Fig. 4 zeigt einen Einschub 241, der fast vollständig aus dem Fach zur Aufnahme des Einschubs 241 im Schaltschrank 200 herausgezogen ist. Der Einschub 241 umfasst ein Gerätetragblech 70, welches U-förmig gebogen ist. Das Gerätetragblech 70 bildet somit zwei Seitenwände und eine Rückwand. Auf dem Geräte¬ tragblech 70 sind Einbauten montiert, beispielsweise ein Fre¬ quenzumrichter 100. Die Seitenwand des Einschubs 241, die zum Kabelanschlussraum 220 gerichtet ist, umfasst in einem unteren Bereich mindestens eine Schlitzreihe 71, durch die Luft in den Einschub 241 strömen kann. Die Seitenwand des Ein¬ schubs 241, die zum Abluftkanal 210 orientiert ist, umfasst das Lüftergehäuse 50 mit mindestens einem Lüfter.
Das Fach zur Aufnahme des Einschubs 241 wird von Fachtrenn¬ wänden 10, 30, 40 seitlich begrenzt. Die Fachtrennwand 10, die das Fach zum Abluftkanal 210 hin begrenzt, umfasst einen Lüfterschacht 90. Die Fachtrennwand 30, die das Fach zum Ka- belanschlussraum 220 hin begrenzt, umfasst mindestens eine
Schlitzreihe 31, durch die Luft strömen kann. Die Schlitzrei¬ he 31 korrespondiert zur Schlitzreihe 71, in Einbaulage des Einschubs 241, 242 im Schaltschrank 200 sind die Schlitzrei¬ hen 31 und 71 gegenüberliegend angeordnet.
In Einbaulage des Einschubs 241 im Schaltschrank 200 bilden die Schlitzreihe 31 der Fachtrennwand 30 und die Schlitzreihe 71 des Gerätetragblechs 70 eine strömungsschlüssige Verbin¬ dung, so dass Luft vom Kabelanschlussraum 220 in den Einschub 241 gelangen kann. In Einbaulage des Einschubs 241 im Schalt¬ schrank 200 bilden das Lüftergehäuse 50 im Gerätetragblech 70 des Einschubs 241 und der Lüfterschacht 90 in der Fachtrenn¬ wand 10 eine strömungsschlüssige Verbindung, so dass Luft aus dem Einschub 241 in den Abluftkanal 210 gelangen kann.
In den Figuren 2, 3 und 4 sind Schottbleche 60, 60' darge¬ stellt, welche in den Einschüben 241, 242 eingebaut sind. Die Funktion eines Schottblechs 60 soll anhand der Fig. 4 näher erläutert werden. Generell dient das Schottblech 60 im Ein- schub 241 dazu, dass in Einbaulage des Einschubs 241 im
Schaltschrank 200 die Strömung in einem Teil des Einschubs 241 in vertikaler Richtung blockiert wird. Dazu verläuft in Einbaulage des Einschubs 241 im Schaltschrank 200 das Schott¬ blech 60 im Wesentlichen horizontal. Die kühle Luft, die aus dem Kabelanschlussraum 220 durch die Schlitzreihe 31 der Fachtrennwand 30 und die Schlitzreihe 71 des Gerätetragblechs 70 in den Einschub 241 gelangt, wird durch das Schottblech 60 daran gehindert, vertikal, also nach oben, zu strömen. Statt¬ dessen strömt die kühle Luft durch den mittigen Einbau des Einschubs 241. Dies kann zum Beispiel der aktiv zu kühlende Frequenzumrichter 100 sein. Dieser ist mittig auf dem Geräte- tragblech 70 angeordnet, wobei das Schottblech in Einbaulage des Einschubs 241 im Schaltschrank 200 im Wesentlichen horizontal von einer Seitefläche des Frequenzumrichters 100 zur rechten Seitenwand des Einschubs 241 verläuft. Fig. 5 zeigt den Einschub 241 ohne Abdeckungen in einer frontalen Darstellung. Das Schottblech 60 verläuft innerhalb des Einschubs 241 von einer rechten Seitenfläche des aktiv zu kühlenden Frequenzumrichters 100 zur Seitenwand des Geräte¬ tragblechs 70 mit den Schlitzreihen 71. Während in der Dar- Stellung der Fig. 5, also in Einbaulage des Einschubs 241 im Schaltschrank 200, der Einlass für die kühle Luft sich in einem unteren Teil des Einschubs befindet, wird die Luft in ei¬ nem oberen Teil aus dem Einschub 241 gesaugt. Dazu ist im Einschub 241 ein Lüftergehäuse 50 mit mindestens einem Lüfter 51 angeordnet. Der mindestens eine Lüfter 51 ist so orien¬ tiert, dass er eine Strömung in Richtung aus dem Fach des Einschubs 241 heraus erzeugt. Der Lüfter 51 saugt die Luft aus dem Einschub 241. Die Fachtrennwand 10 enthält einen Lüf¬ terschacht 90 mit einer Öffnung, wobei in Einbaulage des Ein- schubs 241 im Schaltschrank 200 das Lüftergehäuse 50 und der Lüfterschacht 90 eine strömungsschlüssige Verbindung bilden. Die Luft, die von dem Lüfter 51 aus dem Einschub 241 gesaugt wird, wird durch das Lüftergehäuse 50 und den Lüfterschacht 90 in den Abluftkanal 210 transportiert. Das Lüftergehäuse 50 kann ebenso zwei Lüfter 51, 52; 51', 52' enthalten, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Der Lüfterschacht 90 enthält zusätzlich einen Klappdeckel 20, der die Öffnung des Lüfterschachts 90 verschließen oder zumindest teilweise freigeben kann, und der als Rückschlagventil ausgebildet ist, welches nur eine Strömung in Richtung aus dem Fach des Einschubs 241 heraus zulässt. Dieser Klapp¬ deckel 20 ist ebenfalls in der Fig. 2 dargestellt, wobei dort der Einschub 241 mit geöffnetem Klappdeckel 20, und der Ein- schub 242 mit geschlossenem Klappdeckel 20' dargestellt ist. Wenn keine Strömung auf den Klappdeckel 20 gerichtet ist, wie beim Einschub 242 der Fig. 2 bei z.B. ausgeschaltetem Frequenzumrichter 100' und ausgeschalteten Lüftern 51', 52', schließt der Klappdeckel 20 die Öffnung des Lüftergehäuses 50 entweder aufgrund der Schwerkraft und/oder aufgrund der Ei¬ genspannung des Klappdeckels 20. Nur bei einer Strömung in Richtung aus dem Fach des Einschubs 241 heraus, wird von die¬ ser Strömung der Klappdeckel 20 geöffnet.
Die Öffnung des Lüfterschachts 90 im Schaltschrank 200 kann leicht nach oben orientiert sein, so dass bei einem Anbringen des Klappdeckels 20 an einem unteren Teil der Öffnung des
Lüfterschachts 90 der Klappdeckel 20 an dem unteren Teil auf¬ liegt. Der Rand der Öffnung des Lüfterschachts 90 kann in ei¬ ner Ebene liegen, wodurch der Klappdeckel 20 als ebenes Ele¬ ment ausgebildet sein kann. Der Klappdeckel 20 kann aus dün- nem, biegsamem Material hergestellt sein, z.B. aus einem Kunststoff bzw. einer Kunststofffolie . Dadurch, dass der Klappdeckel 20 zusammen mit der Öffnung des Lüfterschachts 90 ein Rückschlagventil bildet, ist sichergestellt, dass die warme Luft des Abluftkanals 210 nicht in ein Fach zur Aufnah- me der Einschübe 241, 242 gelangen kann, wenn der Einschub nicht betrieben wird, oder wenn das Fach nicht mit einem Einschub belegt ist.
Fig. 6 zeigt in einer schematischen Darstellung die Strö- mungsverhältnisse von Abluftkanal 210, Einschub 241 und Ka¬ belanschlussraum 220. Aus dem Kabelanschlussraum 220 gelangt kühle Luft durch mindestens eine Schlitzreihe 31 einer Fach- trennwand und durch mindestens eine Schlitzreihe 71 des Gerä- tetragblechs 70 in den Einschub 241. Schottblech 60 verhindert, dass die Strömung der Luft an dem zu kühlenden Frequenzumrichter 100 vorbeiläuft, sondern lenkt den Luftstrom so, dass dieser durch den Frequenzumrichter 100 geführt wird und diesen kühlt. In dem Bereich des Frequenzumrichters 100 ist die Strömung in vertikaler Richtung geführt. Diese Strömungsführung durch den Frequenzumrichter 100 kann durch Lüfter im Gehäuse des Fequenzumrichters 100 unterstützt werden. Im obe- ren Teil des Frequenzumrichters 100 verlässt die erwärmte
Luft diesen und wird durch das Lüftergehäuse 50 aus dem Ein¬ schub 241 heraus in den Abluftkanal 210 gesaugt. Die erwärmte Luft wird durch den Abluftkanal 210 zum Luftaustritt 211 ge¬ leitet, der sich auf dem Schaltschrank 200 befindet, wie in Fig. 1 dargestellt.
Die Schottbleche 60, 60' verhindern eine innere Zirkulation der Luft im Einschub 241, 242. Die Schottbleche 60, 60' stel¬ len damit eine Strömung gemäß Fig. 6 sicher, nämlich von ei- nem unteren Einlass im Einschub 241 von kühler Luft zu einem oberen Auslass aus dem Einschub 241 für die erwärmte Luft.
Bei entsprechender Konstruktion und Ineinanderschachtelung von Abluftkanal 210 und Kabelanschlussraum 220 ist die erfin- dungsgemäße Vorrichtung zum aktiven Belüften von Einbauten eines Einschubs eines Schaltschranks auch so auszugestalten, dass sich Einlass und Auslass auf derselben Seite des Ein¬ schubs 241 befinden. Gemäß Fig. 6 würde dies bedeuten, dass z.B. das Lüftergehäuse 50 im oberen Bereich des Einschubfachs 241 ebenfalls auf der rechten Seite angeordnet ist. Es müsste mit entsprechenden Einbauten sichergestellt werden, dass der Einlass der kühlen Luft und der Auslass der warmen Luft nicht im selben Kanal liegen und sich dadurch die Luftströme nicht vermischen. Das Lüftergehäuse 50 muss mit einem Abluftkanal 210 im Kabelanschlussraum 220 verbunden sein. In den Aus führungs formen gemäß der Figuren ist beschrieben, dass sich Einlass und Auslass an gegenüberliegenden Seitenwänden des Einschubs befinden. Ebenfalls ist es möglich, dass sich der Ein- und/oder Auslass in der Rückwand des Einschubs befindet und entsprechend der Abluftkanal 210 und/oder der Kabelanschlussraum 220 hinter dem Einschub angeordnet ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung stellt sicher, dass auch ho¬ he Verlustleistungen im Bereich von 1,5 kW aus dem Schalt- schrank abgeführt werden können und sich der Schaltschrank nicht zu stark erwärmt. Es wird sichergestellt, dass z.B. Frequenzumrichter gekühlt werden zur Aufrechterhaltung ihrer Funktionalität .
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann mit kühler Lüft aus de Umgebung des Schaltschranks 200 betrieben werden. Ebenso ist denkbar, die erfindungsgemäße Vorrichtung mit aktiv gekühlte Luft zu versorgen.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum aktiven Belüften von Einbauten eines Einschubs (241; 242) eines Schaltschranks (200) umfas- send
einen Einschub (241; 242) und einen Schaltschrank (200) mit Fachtrennwänden (10; 30; 40), die mindestens ein Fach zur Aufnahme des Einschubs (241; 242) bilden, wobei der Einschub (241; 242) ein Lüftergehäuse (50) mit mindestens einem Lüfter (51; 52) umfasst,
wobei eine der Fachtrennwände (10; 30; 40) einen Lüfterschacht (90) mit einer Öffnung umfasst,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s in Einbaulage des Einschubs (241; 242) im Schaltschrank (200) das Lüftergehäuse (50) und der Lüfterschacht (90) eine strömungsschlüssige Verbindung bilden, und
wobei der Lüfterschacht (90) zusätzlich einen Klappdeckel (20) umfasst, der die Öffnung des Lüfter¬ schachts (90) verschließen oder zumindest teilweise freigeben kann, und der als Rückschlagventil ausgebil¬ det ist, welches nur eine Strömung in Richtung aus dem Fach des Einschubs (241; 242) heraus zulässt.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der der Einschub
(241; 242) zusätzlich ein Schottblech (60) umfasst, welches in Einbaulage des Einschubs (241; 242) im
Schaltschrank (200) im Wesentlichen horizontal verläuft und welches in Teilen des Einschubs (241; 242) eine Strömung in vertikaler Richtung blockiert.
3. Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei der der Einschub (241; 242) einen aktiv zu kühlenden Frequenzumrichter (100) umfasst.
4. Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei der der Klappdeckel (20) die Öffnung des Lüftergehäuses (50) aufgrund der Schwerkraft verschließt, wenn keine Strömung auf den Klappdeckel (20) gerichtet ist.
5. Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei der der Klappdeckel (20) die Öffnung des Lüftergehäuses (50) aufgrund der Eigenspannung verschließt, wenn keine Strömung auf den Klappdeckel (20) gerichtet ist.
6. Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei der der Rand der Öffnung des Lüfterschachts (90) in ei¬ ner Ebene liegt.
7. Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei der die Öffnung des Lüfterschachts (90) im Schalt¬ schrank (200) nach oben orientiert ist.
8. Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei der der mindestens eine Lüfter (51; 52) eine Strömung in Richtung aus dem Fach des Einschubs (241; 242) heraus erzeugt.
9. Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei der der Einschub (241; 242) ein Gerätetragblech (70) umfasst, welches in Einbaulage des Einschubs (241; 242) im Schaltschrank (200) in einem unteren Teil des Einschubs (241; 242) mindestens eine Schlitzreihe (71) aufweist .
10. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, bei der in Einbaulage des Einschubs (241; 242) im Schaltschrank (200) die der mindestens einen Schlitzreihe (71) des Gerätetragblechs
(70) gegenüberliegende Fachtrennwand (30) mindestens eine korrespondierende Schlitzreihe (31) aufweist.
11. Vorrichtung gemäß Anspruch 10, bei der der Einschub
(241; 242) durch die mindestens eine Schlitzreihe (71) des Einschubs (241; 242) und durch die mindestens eine Schlitzreihe (31) der Fachtrennwand (30) von einem Ka- belraum (220) aus mit kühler Luft versorgbar ist.
12. Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei der das Lüftergehäuse (50) des Einschubs (241; 242) in Einbaulage des Einschubs (241; 242) im Schaltschrank
(200) in einem oberen Teil des Einschubs (241; 242) angeordnet ist.
13. Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei der durch die Öffnung im Lüfterschacht (90) in einer der Fachtrennwände (10; 30; 40) das Fach zur Aufnahme des Einschubs (241; 242) mit einem Abluftkanal (210) des Schaltschranks (200) strömungsschlüssig verbunden ist .
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