FR2598585A1 - Casing, intended to support and protect an installation including electrical and/or electronic power components giving off heat, and apparatus produced with such a casing - Google Patents
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Abstract
Description
BOITIER DESTINE A SUPPORTER ET PROTEGER UNE INSTALLATION
COMPORTANT DES COMPOSANTS ELECTRIQUES ET/OU ELECTRONI
QUES DE PUISSANCE DEGAGEANT DE LA CHALEUR ET APPAREIL
REALISE AVEC UN TEL BOîTIER.HOUSING FOR SUPPORTING AND PROTECTING AN INSTALLATION
COMPRISING ELECTRICAL AND / OR ELECTRONIC COMPONENTS
QUESTS OF POWER GENERATING HEAT AND APPARATUS
REALIZED WITH SUCH A BOX.
La présente invention concerne un nouveau type de boitier destiné à supporter et protéger une installation comportant des composants électriques et/ou électroniques de puissance dégageant de la chaleur ;elle a trait plus particulièrement à un boitier permettant de réaliser des appareils susceptibles de résister dans des milieux agressifs tels que le milieu marin, par exemples les chargeurs utilisés pour recharger les batteries de bateaux de plaisance (à voile ou à moteur). The present invention relates to a new type of box intended to support and protect an installation comprising electrical and / or electronic power components releasing heat; it relates more particularly to a box making it possible to produce devices capable of withstanding in environments aggressive such as the marine environment, for example the chargers used to recharge the batteries of pleasure boats (sailing or motor).
Dans la suite de la description, l'invention sera décrite pour une telle application (chargeur de batterie) mais il est évident que cela n'est pas limitatif et que le boitier conforme à l'invention pourrait être utilisé dans tout autre domaine d'application pour lequel des contraintes similaires peuvent se poser. In the following description, the invention will be described for such an application (battery charger) but it is obvious that this is not limiting and that the box according to the invention could be used in any other field of application for which similar constraints may arise.
La très grande majorité des bateaux de plaisance, qu'ils soient à voile ou à moteur, disposent pour la consommation électrique de l'énergie distribuée en général par des batteries. Ces batteries, notamment sur les voiliers, sont chargées par l'lternateur du moteur auxiliaire lors des entrées et sorties du port. The vast majority of pleasure boats, whether sailing or motorized, have the energy generally distributed by batteries for electrical consumption. These batteries, particularly on sailboats, are charged by the alternator of the auxiliary engine when entering and leaving the port.
Durant les escales, il se trouve fréquemment que la demande de courant soit telle que les batteries aient des périodes de décharge plus grandes que les période de charge. Ainsi, pour les recharger, on utilise un chargeur, embarqué sur le bateau, destiné à être branché sur l'alimentation en courant 220 volts alternatif que comporte les installations portuaires et qui a pour fonction de transformer ce courant alternatif en courant continu 12/24 volts permettant la charge de la batterie. During stopovers, it often happens that the current demand is such that the batteries have longer discharge periods than the charge periods. Thus, to recharge them, a charger is used, on board the boat, intended to be connected to the 220 volt alternating current supply which the port facilities have and which has the function of transforming this alternating current into direct current 12/24 volts for charging the battery.
Les principaux problèmes qui se posent avec un tel type de chargeur est celui d'une part, de la résistance en milieu marin (brouillard salin, ruissellement d'eau de pluie ou de mer), afin d'éviter tout phénomène d'électrolyse favorisé par l'eau salée puisque l'on se trouve en présence d'une enceinte où circulent les courants électriques alternatifs et continus et, d'autre part, celui de l'évacuation de la chaleur dégagée par les composants de puissance que comporte un tel chargeur.De tels problèmes sont difficiles à résoudre simultanément car s'il est envisageable d'assurer la protection en réalisant une enceinte étanche, on se trouve alors confronté au problème du refroidissement alors que si l'on veut réaliser un refroidissement efficace, il est nécessaire soit de prévoir des ouïes de ventilation (donc de nuire à l'étanchéité de l'ensemble) ou d'avoir des systèmes de refroidissement additionnels (circulation de fluide dans les parois notamment) qui rendent l'ensemble complexe et coûteux. The main problems which arise with such a type of charger is, on the one hand, that of resistance in the marine environment (salt spray, runoff of rain or sea water), in order to avoid any phenomenon of favored electrolysis. by salt water since we are in the presence of an enclosure where circulate the alternating and direct electric currents and, on the other hand, that of the evacuation of the heat released by the power components which such a Such problems are difficult to solve simultaneously because if it is possible to provide protection by making a sealed enclosure, we are then faced with the problem of cooling while if we want to achieve effective cooling, it is necessary either to provide ventilation openings (thus to affect the tightness of the assembly) or to have additional cooling systems (circulation of fluid in the walls in particular) which make the assembly complex and cost them.
Or on a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, un nouveau type de boitier qui permet de résoudre simultanément ces problèmes (étanchéité et refroidissement) et ce,de manière simple et efficace. However, we have found, and this is what is the subject of the present invention, a new type of housing which makes it possible to simultaneously solve these problems (sealing and cooling), in a simple and effective manner.
D'une manière générale, l'invention concerne donc un boitier destiné à supporter et protéger une installation comportant des composants électriques et/ou électroniques de puissance dégageant de la chaleur, ce boitier étant constitué par l'assemblage d'éléments défi nissant entre eux une cavité, recevant les composants etde deux fonds rapportés aux extrémités de 1' enceinte ainsi formée et sur lesquels se trouvent fixées les entrées et sorties de courant et il se caractérise par le fait que
- les éléments formant l'enceinte sont constitués de profilés métalliques, à paroi pleine, bon conducteurs de la chaleur, lesdits profilés étant juxtaposables les uns aux autres de manière étanche,les parois internes de ces profilés comportant des gorges permettant la fixation des éléments de puissance de manière à assurer un contact continu favorisant une transmission de la chaleur au corps du boitier, les parois extérieures comportant, d'une part, des cages permettant la fixation de l'appareil ainsi formé sur un support (cloison, panneau..) et, d'autre part, des ailettes de refroidissement, taillées dans la masse du boitier et donnant une grande surface d'échange thermique avec l'atmosphère.In general, the invention therefore relates to a box intended to support and protect an installation comprising electrical and / or electronic power components releasing heat, this box being constituted by the assembly of elements defining between them a cavity, receiving the components and two bottoms attached to the ends of one enclosure thus formed and on which are fixed the current inputs and outputs and it is characterized in that
- The elements forming the enclosure are made of metal profiles, with a solid wall, good conductors of heat, said profiles being juxtaposed with each other in a sealed manner, the internal walls of these profiles having grooves allowing the fixing of the elements of power so as to ensure continuous contact favoring a transmission of heat to the body of the case, the external walls comprising, on the one hand, cages allowing the fixing of the device thus formed on a support (partition, panel, etc.) and, on the other hand, cooling fins, cut from the mass of the housing and giving a large heat exchange surface with the atmosphere.
Conformément à l'invention
- les profilés métalliques élémentaires destinés à former l'enceinte du boitier conforme à l'invention ont de préférence une section en forme de U permettant de définir, après association de deux profilés entre eux, une cavité destinée à recevoir les éléments de puissance de forme parallélépipédique
- la jonction des profilés élémentaires entre eux de manière étanche est réalisée par emboitement des profilés les uns dans les autres ; dans un tel cas, on utilisera de préférence un assemblage du type à tenons et mortaises, ces zones d'assemblage étant disposées à l'intérieur de la cavité formée, la solidarisation des éléments ainsi assemblés étant assurée au moyen de vis et des joints d'étanchéité étant prévus entre les surfaces assemblées
- les gorges internes prévues pour la fixation des éléments de puissance sont continues sur toute la longueur du profilé
- les cages extérieures pour la fixation sur un support se présentent également sous la forme de gorges continues parallèles aux ailettes de refroidissement proprement dites, les parois desdits cages de fixation étant également entaillées de manière à former les ailettes de refroidissement ;;
- après mise en place des composants de l'appareil à l'intérieur du boitier, les fonds comportant les branchements avec l'extérieur sont rapportés aux extrémités par emmanchement forcé assurant ainsi l'étanchéité de l'ensemble.According to the invention
- the elementary metal profiles intended to form the enclosure of the box according to the invention preferably have a U-shaped section making it possible to define, after association of two profiles between them, a cavity intended to receive the form power elements parallelepiped
- The junction of the elementary sections between them in a sealed manner is carried out by interlocking the sections in one another; in such a case, use will preferably be made of an assembly of the tenon and mortise type, these assembly zones being arranged inside the cavity formed, the joining of the elements thus assembled being ensured by means of screws and gaskets. being provided between the assembled surfaces
- the internal grooves provided for fixing the power elements are continuous over the entire length of the profile
- The external cages for fixing to a support are also in the form of continuous grooves parallel to the cooling fins proper, the walls of said fixing cages also being notched so as to form the cooling fins;
- After installation of the components of the device inside the case, the bottoms comprising the connections with the outside are brought to the ends by forced fitting thus ensuring the tightness of the assembly.
L'invention et les avantages qu'elle apporte seront cependant mieux compris grâce à l'exemple de réalisation donné ci-après à titre indicatif mais non limitatif et qui est illustré par les schémas annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un boitier réalisé conformément à l'invention, les fonds n'étant pas représentés et les composants de l'appareil n'étant qu'esquissés
- les figures 2 et 3 sont des vues en coupe montrant la section de deux types de profilés métalliques permettant de réaliser des boitiers conformes à ltinven- tion
- les figures 4,5 et 6 illustrent, vus en coupe, trois boitiers différents réalisés à partir des deux types de profilés illustrés aux figures 2 et 3.The invention and the advantages which it brings will however be better understood thanks to the embodiment given below by way of indication but not limitation and which is illustrated by the appended diagrams in which:
- Figure 1 is a schematic perspective view of a housing produced in accordance with the invention, the funds not being shown and the components of the apparatus being only sketched
- Figures 2 and 3 are sectional views showing the section of two types of metal profiles for making boxes according to ltinvention
- Figures 4,5 and 6 illustrate, seen in section, three different boxes made from the two types of profiles illustrated in Figures 2 and 3.
La figure 1 illustre d'une manière schématique un chargeur réalisé à partir d'un boitier conforme à l'invention. Si l'on se reporte à cette figure, ce chargeur est constitué d'une enceinte (1) ou boitier à l'in térieur de laquelle sont disposés les composants électriques et/ou électroniques constituant ledit appareil et comportant, par exemple, des circuits imprimés (2) ainsi que des composants électroniques (3) susceptibles de dégager de la chaleur (transformateur, diode, thiristors, triacs..). Bien que l'appareil conforme à l'invention soit, comme cela sera vu dans la suite de la description, parfaitement étanche, de tels composants seront cependant de préférence traités pour résister aux agressions extérieures (vernis de protection dit de tropicalisation). Figure 1 schematically illustrates a charger made from a housing according to the invention. If we refer to this figure, this charger consists of an enclosure (1) or case inside which are arranged the electrical and / or electronic components constituting said device and comprising, for example, circuits printed matter (2) as well as electronic components (3) capable of producing heat (transformer, diode, thiristors, triacs, etc.). Although the device according to the invention is, as will be seen in the following description, perfectly waterproof, such components will however preferably be treated to resist external attack (protective varnish called tropicalization).
Conformément à l'invention, le boitier (1) est réalisé, non seulement pour permettre d'assurer une protection totale des composants électriques et/ou électroniques mais également pour permettre la dispersion efficace, naturelle, par simple échange thermique avec l'atmosphère ambiante de la chaleur générée en cours de fonctionnement. According to the invention, the housing (1) is produced, not only to allow total protection of the electrical and / or electronic components but also to allow efficient, natural dispersion, by simple heat exchange with the ambient atmosphere. heat generated during operation.
Pour ce faire, le boitier (1) est constitué de profilés élémentaires, tels que ceux illustrés aux figures 2 et 3, à base d'un métal bon conducteur de la chaleur (aluminium par exemple), obtenu de préférence par extrusion permettant ainsi d'avoir une profondeur de boitier
L pouvant être facilement adaptée à la demande par simple découpe à la longueur souhaitée.To do this, the housing (1) is made up of elementary profiles, such as those illustrated in FIGS. 2 and 3, based on a metal which is a good conductor of heat (aluminum for example), preferably obtained by extrusion thus allowing '' have a case depth
L can be easily adapted to demand by simple cutting to the desired length.
La section de ces profilés peut être variable, mais de préférence ils auront une section en forme de U tel que représenté aux figures 2 et 3 annexées, ces deux profils (4) ne différant que par la longueur H de leurs branches (Sa) et (5b) et permettant, par la combinaison des assemblages qu'ils permettent, de réaliser trois types de boitier différents tels qu'illustrés aux figures 4,5 et 6, le boitier du type illustré à la figure 4 résultant de l'assemblage de deux profilés illustrés à la figure 3, celui illustré à la figure 5 de l'assemblage d'un profilé illustré à la figure 2 et d'un profilé illustré à la figure 3, et celui illustré à la figure 6 ainsi que dans l'exemple de la figure 1 par l'assemblage de deux profilés du type illustré à la figure 2. The section of these profiles can be variable, but preferably they will have a U-shaped section as shown in Figures 2 and 3 attached, these two profiles (4) differing only in the length H of their branches (Sa) and (5b) and allowing, by the combination of the assemblies which they allow, to produce three different types of case as illustrated in FIGS. 4, 5 and 6, the case of the type illustrated in FIG. 4 resulting from the assembly of two profiles illustrated in Figure 3, that illustrated in Figure 5 of the assembly of a profile illustrated in Figure 2 and a profile illustrated in Figure 3, and that illustrated in Figure 6 and in example of FIG. 1 by assembling two profiles of the type illustrated in FIG. 2.
Hormis cette différence de la longueur des branches (5a) et (5b), les profils seront identiques, du moins quant à leur conception générale et comportent aux extrémités (6a) et (6b) des branches (5a) et (5b), des zones de forme complémentaire permettant de les juxtaposer les uns aux autres de manière étanche. Dans ltexem- ple de réalisation illustré par les schémas annexés, l'une des extrémités (6a) présente une partie en relief (7) qui est en forme de tenon alors que l'autre extrémité (6b) présente une partie en creux (8) en forme de mortaise, la partie en relief (7) pouvant être encastrée dans la partie en creux (8).Pour réaliser le boitier conforme å l'invention, il suffit donc d'assembler deux profilés élémentaires en les juxtaposant l'un à l'autre par les extrémités (6a, 6b), l'extrémité (6a) de l'un des profilés venant s'encastrer dans l'extrémité (6b) de l'autre et vice-vesa. La liaison des deux profilés ainsi juxtaposés est obtenue, par exemple, ainsi que cela ressort de la figure 1, au moyen de systèmes à vis conventionnels éventuellement en prévoyant des joints d'étanchéité dans cette zone. Except for this difference in the length of the branches (5a) and (5b), the profiles will be identical, at least as regards their general design and include at the ends (6a) and (6b) branches (5a) and (5b), areas of complementary shape allowing them to be juxtaposed with each other in a sealed manner. In the exemplary embodiment illustrated by the appended diagrams, one of the ends (6a) has a raised part (7) which is in the shape of a pin while the other end (6b) has a hollow part (8 ) in the form of a mortise, the raised part (7) being able to be embedded in the hollow part (8). To make the case according to the invention, it suffices to assemble two elementary profiles by juxtaposing them to the other by the ends (6a, 6b), the end (6a) of one of the sections coming to be embedded in the end (6b) of the other and vice-vesa. The connection of the two profiles thus juxtaposed is obtained, for example, as is apparent from FIG. 1, by means of conventional screw systems possibly by providing seals in this zone.
Conformément à l'invention, les zones de liaison (6a,6b) seront situées vers l'intérieur des profilés (4) et se trouvent donc dans la cavité (9) du boitier contenant les composants électriques et/ou électroniques constituant l'appareil. According to the invention, the connection zones (6a, 6b) will be located towards the inside of the profiles (4) and are therefore located in the cavity (9) of the box containing the electrical and / or electronic components constituting the device. .
Le montage desdits composants (2,3) à l'intérieur de la cavité (9) est réalisé en prévoyant sur les parois internes des profilés des gorges (10,11) et s'étendant sur toute la longueur du prof#il et qui assurent un contact continu entre les composants et lesdites parois permettant par suite un très bon échange thermique. Les dimensions et la forme de ces gorges (10,11) seront fonction des éléments fixés à l'intérieur du boitier,
Dans l'exemple de réalisation illustré par les schémas annexés, les parois latérales (5a, 5b) comportent des gorges (10) permettant la fixation de circuit imprimé, s'étendant sur toute la largeur du boitier alors que la base (12) comportera des gorges (ll) de plus grandes dimensions permettant la fixation des éléments les plus lourds (transformateur par exemple).The mounting of said components (2,3) inside the cavity (9) is carried out by providing on the internal walls of the profiles of the grooves (10,11) and extending over the entire length of the prof # it and which ensure continuous contact between the components and said walls, thereby enabling very good heat exchange. The dimensions and the shape of these grooves (10,11) will be a function of the elements fixed inside the case,
In the embodiment illustrated by the attached diagrams, the side walls (5a, 5b) have grooves (10) allowing the fixing of the printed circuit, extending over the entire width of the case while the base (12) will include grooves (ll) of larger dimensions allowing the attachment of the heaviest elements (transformer for example).
Les parois extérieures des profilés permettant de réaliser le boitier conforme à l'invention comportent, quant à elles, d'une part, des cages (15), sous la forme de conduits parallèles s'étendant sur toute la longueur du profilé et, d'autre part, des zones en relief (16), réparties régulièrement entre les dites cages (15). Les parois des cages (15) et les parties en relief (16) ont une structure en forme d'ailettes (voir figure 1). The outer walls of the profiles for making the housing according to the invention comprise, on the one hand, cages (15), in the form of parallel conduits extending over the entire length of the profile and, d 'on the other hand, raised areas (16), regularly distributed between said cages (15). The walls of the cages (15) and the raised parts (16) have a fin-shaped structure (see FIG. 1).
De telles ailettes (16) présentent de préférence un profil rond permettent donc d'avoir pour une surface apparente extérieure de l'appareil donnée, une surface d'échange thermique avec l'atmosphère nettement supérieure ainsi que de réduire les risques d'atteinte électrolytyques.Such fins (16) preferably have a round profile therefore make it possible to have, for an apparent external surface of the given device, a heat exchange surface with the atmosphere clearly superior as well as to reduce the risks of electrolyte damage. .
Les éléments de puissance étant montés à l'intérieur du boitier après réalisation de ce dernier, les fonds, équipés de prise d'entrée et de sortie de l'appareil, sont rapportés aux extrémités des profilés. Se lon une forme de réalisation, la fixation des fonds aux extrémités de boitier peut être obtenue par emmanchement forcé dans un alésage périphérique, le boitier étant chauffé pour le dilater lors de la mise en place des fonds. Le maintien des fonds après montage est de préférence obtenu par vissage et serrage sur des joints d'étanchéité en prévoyant par# exemple des zones de fixation (18) dans au moins une partie des angles des profils élémentaires. The power elements being mounted inside the box after completion of the latter, the funds, equipped with input and output socket of the device, are attached to the ends of the profiles. According to one embodiment, the fixing of the bottoms to the ends of the case can be obtained by forced fitting into a peripheral bore, the case being heated to expand it during the setting up of the bottoms. Maintaining the funds after mounting is preferably obtained by screwing and tightening on seals by providing, for example # fixing areas (18) in at least part of the corners of the elementary profiles.
Si un tel boitier peut être utilisé tel quel, de préférence, il sera traité extérieurement, par exemple anodisé en couleur noire (ou tout autre coloris en fonction des applications), ce qui non seulement assure une meilleure ptotection contre les agressions electrolitiques mais également favorise la diffusion de la chaleur de l'intérieur vers l'extérieur. If such a case can be used as it is, preferably, it will be treated externally, for example anodized in black color (or any other color depending on the applications), which not only ensures better protection against electrolytic attack but also promotes the diffusion of heat from the inside to the outside.
Par rapport aux boitiers antérieurs, le boitier conforme à l'invention présente de nombreux avantages par le fait qu'il est parfaitement étanche étant donné qu'il ne comporte aucune ouverture pour son refroidissement qui est obtenu, conformément à l'invention, grâce à la structure particulière de ce boitier et la à manière dont sont montés les composants électriques ou électroniques à l'intérieur qui font que la chaleur qu'ils dégagent en fonctionnement est adsorbée par la matière constituant le boitier (aluminium) et dissipée à l'extérieur par la présence des ailettes périphériques formées dans la masse même dudit boitier par convection. Compared to previous boxes, the box according to the invention has many advantages in that it is perfectly sealed since it has no opening for cooling which is obtained, according to the invention, thanks to the particular structure of this box and the way in which the electrical or electronic components are mounted inside which means that the heat they give off during operation is absorbed by the material constituting the box (aluminum) and dissipated outside by the presence of the peripheral fins formed in the same mass of said case by convection.
Bien entendu, la surface d'échange calorique des ailettes devra être déterminée en fonction des composants de l'appareil pour permettre d'assurer une dissipation de la chaleur en évitant la détérioration des composants électriques et électroniques par emballement thermique. Eventuellement, les appareils réalisés à partir d'un tel boitier peuvent comporter un composant de sécurité permettant de couper la source de courant électrique lorsque la température du boitier, captée elle aussi sur les parois internes, atteint un seuil critique déterminé (par exemple plus de 65 C), un signal d'alarme sonore ou optique pouvant être alors déclenché pour attirer l'attention de l'utilisateur. Of course, the heat exchange surface of the fins will have to be determined as a function of the components of the device in order to ensure heat dissipation by avoiding deterioration of the electrical and electronic components by thermal runaway. Optionally, the devices produced from such a box can include a safety component making it possible to cut off the source of electric current when the temperature of the box, also detected on the internal walls, reaches a determined critical threshold (for example more than 65 C), an audible or optical alarm signal that can then be triggered to attract the attention of the user.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit précédemment mais elle en couvre toutes les variantes réalisées dans le même esprit. Ainsi, il pourrait être envisagé de donner au boitier une autre configuration que celle illustrée et d'utiliser pour sa réalisation plus de deux profilés élémentaires. De plus, des éléments de refroidissement additionnels conventionnels, par exemple une circulation de fluide dans la masse du corps du boitier pourrait être également envisagée. Enfin, en fonction des applications, il pourrait être envisagé de réaliser des installations comportant plusieurs boitiers juxtaposés les uns aux autres et de préférence solidarisés entre eux. Of course, the invention is not limited to the embodiment described above, but it covers all the variants produced in the same spirit. Thus, it could be envisaged to give the case another configuration than that illustrated and to use for its production more than two elementary profiles. In addition, conventional additional cooling elements, for example a circulation of fluid in the mass of the body of the case could also be envisaged. Finally, depending on the applications, it could be envisaged to produce installations comprising several boxes juxtaposed with each other and preferably secured to each other.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8606795A FR2598585A1 (en) | 1986-05-07 | 1986-05-07 | Casing, intended to support and protect an installation including electrical and/or electronic power components giving off heat, and apparatus produced with such a casing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8606795A FR2598585A1 (en) | 1986-05-07 | 1986-05-07 | Casing, intended to support and protect an installation including electrical and/or electronic power components giving off heat, and apparatus produced with such a casing |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2598585A1 true FR2598585A1 (en) | 1987-11-13 |
Family
ID=9335134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8606795A Pending FR2598585A1 (en) | 1986-05-07 | 1986-05-07 | Casing, intended to support and protect an installation including electrical and/or electronic power components giving off heat, and apparatus produced with such a casing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2598585A1 (en) |
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