WO2017162542A1 - Switchgear cabinet having improved cooling as a result of a zigzag-shaped or ondulated wall - Google Patents

Switchgear cabinet having improved cooling as a result of a zigzag-shaped or ondulated wall Download PDF

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WO2017162542A1
WO2017162542A1 PCT/EP2017/056458 EP2017056458W WO2017162542A1 WO 2017162542 A1 WO2017162542 A1 WO 2017162542A1 EP 2017056458 W EP2017056458 W EP 2017056458W WO 2017162542 A1 WO2017162542 A1 WO 2017162542A1
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WO
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cross
cabinet
section
wall
zigzag
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PCT/EP2017/056458
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German (de)
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Inventor
Laetitia DEPRE
Original Assignee
Eaton Industries (Austria) Gmbh
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Publication date
Application filed by Eaton Industries (Austria) Gmbh filed Critical Eaton Industries (Austria) Gmbh
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02BBOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B1/00Frameworks, boards, panels, desks, casings; Details of substations or switching arrangements
    • H02B1/56Cooling; Ventilation
    • H02B1/565Cooling; Ventilation for cabinets
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2039Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
    • H05K7/20409Outer radiating structures on heat dissipating housings, e.g. fins integrated with the housing
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20536Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for racks or cabinets of standardised dimensions, e.g. electronic racks for aircraft or telecommunication equipment
    • H05K7/20545Natural convection of gaseous coolant; Heat transfer by conduction from electronic boards

Definitions

  • the invention relates to a control cabinet which comprises a housing and at least one switching device arranged in the housing and thus electrically connected current conductors, in particular bare conductors.
  • a cabinet of the type mentioned is basically known. In general, such a cabinet on a frame or a frame in which said
  • bus bars busbars
  • a cabinet serves, for example, the distribution of electrical energy and / or the control of systems and motors.
  • switching devices can therefore also other devices in
  • Control cabinets be housed.
  • control cabinets are usually lined on all sides, for example with the help of sheet metal walls or panels. This has the consequence that the said devices are operated within a substantially closed volume and waste heat can often not be dissipated sufficiently without further measures.
  • ventilation slots in particular in connection with fans, and / or cooling fins may be provided. The disadvantage of this is the comparatively complex production and in the case of the ventilation slots, the opening of the control cabinet wall and thus
  • Cooling fins are either welded to the housing wall, which is problematic in terms of a delay of the component, or screwed onto the housing wall, which is manufacturing technically complex because of the many holes.
  • the cabinet cooling should be produced by simple technical means and ensure good electrical insulation.
  • control cabinet of the type mentioned in which at least one wall of the housing has a wavy or zigzag extending cross-section.
  • the proposed measures improve both the thermal and the mechanical properties of the cabinet.
  • the special shape of the housing wall leads to an enlarged surface thereof and thus to an improved cooling effect
  • the housing wall is also more stable due to the selected cross-sectional shape, whereby the control cabinet is more stable or a frame / frame of the same can be made more fragile.
  • openings in the housing wall can thus be avoided or at least reduced / reduced, so that the electrical insulation of the control cabinet takes place at a high level.
  • blowers can be avoided or at least reduced in size.
  • the housing wall can be easily manufactured, in particular in a production step, for example by bending or pressing. The drilling holes for the installation of cooling fins or the welding of cooling fins associated with the problematic thermal distortion can be omitted.
  • the cross-section may be sinusoidal based on periodic signals.
  • the cross section can also be composed of parabolic or elliptical sections.
  • the cross section may be based on periodic signals in particular triangular, sawtooth, rectangular or trapezoidal.
  • the cross section may also be composed of straight and round sections.
  • the corners of the "zigzag" extending cross sections can be rounded.
  • the cross section is not straight but has a periodically recurring shape.
  • said wall of the housing has the shape of a prism with one of the above-mentioned forms as
  • said wall is formed as a rear wall and
  • the said cross-section is in a horizontal plane when the switchgear cabinet is ready for operation and generators which are normal to the cross-section are vertically aligned. That is, the longitudinal direction of the waves is aligned vertically.
  • a high mechanical stability is thereby achieved, in particular with a bending load about a horizontal axis
  • a substantially laminar vertically from bottom to top extending air flow can be formed, which favors the heat transfer of the cabinet to the environment by convection.
  • said cross-section is in the operational control cabinet in a vertical plane and are aligned horizontally on the cross-section normal standing generators. That is, the longitudinal direction of the waves is aligned horizontally.
  • this also achieves a high mechanical stability, in particular with a bending load of one vertical axis, on the other hand form in a vertically from bottom to top extending air flow vortex, which can also promote the heat transfer of the cabinet to the environment by convection.
  • a wavelength of the wave-shaped / zigzag-running cross-section is in a range of 1 mm to 50 mm inclusive.
  • the term "wavelength" is to be seen on the basis of periodic signals and designates in cross section the smallest longitudinal distance between two points which are at the same height. The cross-sectional profile is repeated accordingly at the distance of
  • Wavelength A distance in a range of inclusive 1 mm up to and including 50 mm has been found to be particularly advantageous for the thermal and mechanical
  • a height of the cross section is in a range of 1 mm to 20 mm inclusive. Based on periodic signals, the height of the cross section is the "peak-to-peak value" or twice the "amplitude".
  • a cross-sectional height in a range of from 1 mm to 20 mm inclusive has proven to be particularly advantageous for the thermal and mechanical
  • the at least one wall is made of metal, for example made of sheet steel.
  • the housing wall can thereby be easily manufactured, for example by swaging, on the other hand, by the use of the metal and a good heat conduction from the interior of the housing wall
  • At least 90% of the at least one wall has a wave-shaped or zigzag-running cross-section. In this way, a significant improvement in the cooling effect and the mechanical properties can be achieved.
  • the undulating or zigzag cross section extends over at least two periods. This also contributes to a significant improvement in the cooling effect and the mechanical properties of the Cabinet at.
  • the term "period" is again to be seen in accordance with periodic signals.
  • FIG. 1 shows an exemplary cabinet in front view.
  • Fig. 2 shows an exemplary cabinet with vertically in the rear wall
  • Fig. 3 shows an exemplary cabinet with horizontally in the rear wall
  • Fig. 4 shows the triangular cross-section of the rear wall of
  • FIG. 5 shows a trapezoidally extending cross section of a control cabinet wall
  • FIG. 6 shows a rectangular cross-section of a control cabinet wall
  • Fig. 9 is a composite of straight pieces and curved pieces course of a cross section of a cabinet wall.
  • Fig. 1 shows an exemplary cabinet 1 in front view.
  • the switchgear cabinet 1 comprises a frame or a frame 2 and a switching device 3 arranged in the frame 2.
  • the switchgear 3 can be used, for example, as a circuit breaker,
  • Disconnector or circuit breaker may be formed.
  • power conductors 4 and 5 are also arranged (so-called "bus bars"), which are electrically connected to the switching device 3.
  • the current conductors 4 extend vertically, the current conductors 5 horizontally.
  • the current conductors 4, 5 for different Voltage potentials provided.
  • the current conductors 4 and 5 are assigned to the phases LI, L2 and L3 of a three-phase system. Of course, a neutral could be provided and of course the current conductors 4 and 5 could be assigned to other voltage potentials.
  • such a cabinet 1 is for example the
  • the cabinet 1 may be closed at the front, in particular with a door.
  • Fig. 2 shows an exemplary cabinet la from obliquely behind, in which the housing walls are mounted.
  • the rear wall 6a of the housing has a wavy or zigzagging cross section.
  • the rear wall 6a can in particular be arranged opposite a control cabinet door (not visible in FIG. 2) and made of metal, for example bent or pressed.
  • the housing of the cabinet la comprises in this example the rear wall 6a, the side walls 7, the roof 8, the door (not shown) and the frame, respectively, the frame 2.
  • the proposed measures both the thermal and the mechanical properties of the cabinet la are improved.
  • the special shape of the housing wall 6a leads to an enlarged surface thereof and thus to an improved cooling effect; on the other hand, the housing wall 6a is also more stable due to the selected cross-sectional shape, as a result of which the control cabinet la becomes more stable or the frame / frame 2 can be made more fragile.
  • openings in the housing wall 6a can thus be avoided or at least reduced / reduced, so that the electrical insulation of the control cabinet 1a takes place at a high level.
  • blowers can be avoided or at least reduced in size.
  • the housing wall 6a can also be easily manufactured, in particular in a production step, for example by bending or pressing. The drilling of holes for the mounting of cooling fins or the welding of cooling fins can be omitted.
  • said wall 6a is designed as a rear wall and is arranged opposite a door of the control cabinet 1a.
  • said wall 6a is designed as a rear wall and is arranged opposite a door of the control cabinet 1a.
  • the cooling effect is maintained, even if several cabinets la are lined up side by side.
  • due to the other smooth walls and a cleaning of the cabinet la can be done in a simple manner.
  • a substantially laminar vertically from bottom to top extending air flow can form, which
  • Heat output of the cabinet la favors the environment by convection.
  • metal for the rear wall 6a a good heat conduction from the interior of the cabinet la to the environment is achieved.
  • the vertical orientation of the generators q is by no means the only conceivable possibility. Rather, it is also conceivable that the wave-shaped or zigzag-running cross-section of the switch cabinet lb ready for operation lies in a vertical plane Y and the generators q which are normal to the cross-section are aligned horizontally, as shown in FIG. That is, the longitudinal direction of the waves is aligned horizontally. As a result, a high mechanical stability is achieved, in particular in the case of a bending load about a vertical axis. In addition, they form in a vertical from bottom to top
  • FIG. 4 now shows in detail the cross-section used in FIGS. 2 and 3 for the rear wall 6a, 6b. Specifically, it is a triangular, zigzag cross section. This can be made very easy.
  • a zigzag-extending cross section may also be trapezoidal, as shown in FIG. 5, rectangular (see FIG. 6) or for example also sawtooth-shaped (see FIG. 7).
  • Fig. 8 shows a representative of the undulating
  • cross section here specifically with sinusoidal course.
  • the cross section may also be composed of other curve segments, for example parabolas, elliptical segments or hyperbolas. It is also conceivable that the cross section of straight sections and curve segments is composed, as shown by the example of FIG. 9.
  • the special shape of the housing walls 6a..6g leads to an increased surface area and thus to a larger surface area compared to the prior art
  • Wavelength 1 of the undulating / zigzag cross section is in a range of 1 to 50 mm inclusive.
  • the "wavelength” 1 denotes in cross section the smallest longitudinal distance between two points which are at the same height.
  • Cross-sectional profile is repeated accordingly at a distance of wavelength 1 (see Fig. 4).
  • the specified range has been found to be particularly advantageous for the thermal and mechanical properties, in particular its lower limit. It is also particularly advantageous if a height y of the cross section is in a range from 1 to 20 mm inclusive. Based on periodic signals, the height h of the cross section is the "peak-to-peak value" or the double “amplitude” (see FIG. 4).
  • the specified range has been found to be particularly advantageous for the thermal and mechanical properties, in particular its lower limit.
  • the improved heat dissipation is calculated on a concrete example, in particular, for a rear wall 6a having a triangular cross section (see FIGS. 2 and 4). For simplicity, only the
  • the improvement of the mechanical stability is also subsequently calculated, specifically the axial area moment of inertia I x about an axis of symmetry running horizontally in FIG. 6.
  • b is the width and h here the height of said rectangle. Due to Steiner's theorem, b-hr results from a displacement of the rectangle from the x-axis
  • the axial moment of inertia I x is thus increased to about 109 times.
  • the rear walls 6a, 6b have a wavy or zigzagging cross section over their entire surface.
  • the structure shown is interrupted or does not extend to the edge of the rear wall 6a, 6b, for example at
  • At least 90% of the at least one wall 6a, 6b have a wave-shaped or zigzag-shaped cross-section, as a result of which the above-mentioned improvements are particularly evident. It is cheap in this
  • Cross section extends over at least two periods.
  • the illustrated cabinet 1, la, lb respectively whose components are not necessarily shown to scale and therefore may have other proportions.
  • a control cabinet 1, la, lb also comprise more or fewer components than shown.
  • Location information eg "top”, “bottom”, “left”, “right”, etc.) are based on the respective figure described and are mutatis mutandis adapt to a new position to the new situation.

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Abstract

Disclosed is a switchgear cabinet (1, 1a, 1b) comprising a housing (2, 6a..6g, 7, 8), at least one switching device (3) in the housing (2, 6a..6g, 7, 8), and current conductors (4, 5) that are electrically connected to the at least one switching device (3). According to the invention, at least one wall (6a..6g) of the housing (2, 6a..6g, 7, 8) has an ondulated or zigzag-shaped cross-section.

Description

SCHALTSCHRANK MIT VERBESSERTER KÜHLUNG DURCH  CABINET WITH IMPROVED COOLING BY
ZICKZACK ODER WELLENFÖRMIGER WAND  ZIGZACK OR WAVY WALL
TECHNISCHES GEBIET TECHNICAL AREA
Die Erfindung betrifft einen Schaltschrank, welcher ein Gehäuse sowie zumindest ein im Gehäuse angeordnetes Schaltgerät und damit elektrisch verbundene Stromleiter, insbesondere blanke Stromleiter, umfasst. The invention relates to a control cabinet which comprises a housing and at least one switching device arranged in the housing and thus electrically connected current conductors, in particular bare conductors.
STAND DER TECHNIK STATE OF THE ART
Ein Schaltschrank der genannten Art ist grundsätzlich bekannt. In der Regel weist ein solcher Schaltschrank einen Rahmen oder ein Gestell auf, in dem die genannten A cabinet of the type mentioned is basically known. In general, such a cabinet on a frame or a frame in which said
Stromleiter insbesondere in Form von Stromschienen ("bus bars") untergebracht und mit den ebenfalls im Rahmen/Gestell angeordneten Schaltgeräten elektrisch verbunden sind. In an sich bekannter Weise dient ein solcher Schaltschrank beispielsweise der Verteilung von elektrischer Energie und/oder der Steuerung von Anlagen und Motoren. Neben den genannten Schaltgeräten können daher auch noch andere Geräte im Conductor especially housed in the form of busbars ("bus bars") and are electrically connected to the also arranged in the frame / frame switching devices. In a manner known per se, such a cabinet serves, for example, the distribution of electrical energy and / or the control of systems and motors. In addition to the aforementioned switching devices can therefore also other devices in
Schaltschrank untergebracht sein. Zum Schutz der Anlage beziehungsweise der diesen bedienenden Personen sind Schaltschränke zumeist allseitig verkleidet, beispielsweise mit Hilfe von Blechwänden beziehungsweise Paneelen. Dies hat zur Folge dass die genannten Geräte innerhalb eines im Wesentlichen geschlossenen Volumens betrieben werden und Abwärme ohne weitere Maßnahmen häufig nicht in ausreichendem Maße abgeführt werden kann. Um die Wärmeabfuhr zu verbessern, können beispielsweise Lüftungsschlitze, insbesondere in Verbindung mit Gebläsen, und/oder Kühlrippen vorgesehen sein. Nachteilig ist daran die vergleichsweise aufwändige Herstellung sowie im Falle der Lüftungsschlitze die Öffnung der Schaltschrankwand und damit Cabinet be housed. To protect the system or the persons serving them, control cabinets are usually lined on all sides, for example with the help of sheet metal walls or panels. This has the consequence that the said devices are operated within a substantially closed volume and waste heat can often not be dissipated sufficiently without further measures. In order to improve the heat dissipation, for example, ventilation slots, in particular in connection with fans, and / or cooling fins may be provided. The disadvantage of this is the comparatively complex production and in the case of the ventilation slots, the opening of the control cabinet wall and thus
einhergehend die erhöhte potentielle Gefahr eines elektrischen Schlags. Kühlrippen werden entweder auf die Gehäusewand aufgeschweißt, was problematisch im Hinblick auf einen Verzug des Bauteils ist, oder auf die Gehäusewand aufgeschraubt, was wegen der vielen Löcher herstellungstechnisch aufwändig ist. OFFENBARUNG DER ERFINDUNG accompanied by the increased potential risk of electric shock. Cooling fins are either welded to the housing wall, which is problematic in terms of a delay of the component, or screwed onto the housing wall, which is manufacturing technically complex because of the many holes. DISCLOSURE OF THE INVENTION
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Schaltschrank anzugeben. Insbesondere soll die Schaltschrankkühlung mit einfachen technischen Mitteln herstellbar sein und eine gute elektrische Isolation gewährleisten. It is therefore an object of the invention to provide an improved cabinet. In particular, the cabinet cooling should be produced by simple technical means and ensure good electrical insulation.
Diese Aufgabe wird mit einem Schaltschrank der eingangs genannten Art gelöst, bei dem zumindest eine Wand des Gehäuses einen wellenförmig oder Zickzack verlaufenden Querschnitt aufweist. This object is achieved with a control cabinet of the type mentioned, in which at least one wall of the housing has a wavy or zigzag extending cross-section.
Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen werden sowohl die thermischen als auch die mechanischen Eigenschaften des Schaltschranks verbessert. Einerseits führt die spezielle Ausformung der Gehäusewand zu einer vergrößerten Oberfläche derselben und somit zu einer verbesserten Kühlwirkung, andererseits ist die Gehäusewand durch die gewählte Querschnittsform auch stabiler, wodurch auch der Schaltschrank stabiler wird beziehungsweise ein Rahmen/Gestell desselben fragiler ausgeführt werden kann. Vorteilhaft können Öffnungen in der Gehäusewand so vermieden oder wenigstens verkleinert/verringert werden, sodass die elektrische Isolation des Schaltschranks auf hohem Niveau erfolgt. Gleichermaßen können auch Gebläse vermieden oder wenigstens verkleinert werden. Damit einhergehend sinkt auch der (parasitäre) Energieverbrauch des Schaltschranks. Schließlich kann die Gehäusewand leicht hergestellt werden, insbesondere in einem Herstellungsschritt, beispielsweise durch Biegen oder Pressen. Das Bohren von Löchern für die Montage von Kühlrippen oder das Aufschweißen von Kühlrippen verbunden mit dem problematischen thermischen Verzug kann entfallen. The proposed measures improve both the thermal and the mechanical properties of the cabinet. On the one hand, the special shape of the housing wall leads to an enlarged surface thereof and thus to an improved cooling effect, on the other hand, the housing wall is also more stable due to the selected cross-sectional shape, whereby the control cabinet is more stable or a frame / frame of the same can be made more fragile. Advantageously, openings in the housing wall can thus be avoided or at least reduced / reduced, so that the electrical insulation of the control cabinet takes place at a high level. Similarly, blowers can be avoided or at least reduced in size. Along with this, the (parasitic) energy consumption of the control cabinet also decreases. Finally, the housing wall can be easily manufactured, in particular in a production step, for example by bending or pressing. The drilling holes for the installation of cooling fins or the welding of cooling fins associated with the problematic thermal distortion can be omitted.
Unter "wellenförmig" verlaufenden Querschnitten können insbesondere gerundete Formen oder aus runden Abschnitten zusammengesetzte Formen verstanden werden. Beispielsweise kann der Querschnitt in Anlehnung an periodische Signale sinusförmig verlaufen. Selbstverständlich kann der Querschnitt aber auch aus parabelförmigen oder ellipsenförmigen Abschnitten zusammengesetzt sein. By "undulating" running cross-sections, in particular rounded shapes or shapes composed of round sections can be understood. For example, the cross-section may be sinusoidal based on periodic signals. Of course, the cross section can also be composed of parabolic or elliptical sections.
Unter "zickzack" verlaufenden Querschnitten können insbesondere eckige Under "zigzag" running cross sections can in particular angular
beziehungsweise aus geraden Abschnitten zusammengesetzte Formen verstanden werden. Beispielsweise kann der Querschnitt in Anlehnung an periodische Signale insbesondere dreiecksförmig, sägezahnförmig, rechteckförmig oder trapezförmig verlaufen. or forms composed of straight sections are understood. For example, the cross section may be based on periodic signals in particular triangular, sawtooth, rectangular or trapezoidal.
Selbstverständlich sind auch Mischformen der genannten Formen möglich, das heißt der Querschnitt kann auch aus geraden und runden Abschnitten zusammengesetzt sein. Insbesondere können die Ecken der "zickzack" verlaufenden Querschnitte gerundet sein. Allgemein kann gesagt werden, dass der Querschnitt nicht gerade ist, sondern eine periodisch wiederkehrende Form aufweist. Insbesondere hat die genannte Wand des Gehäuses die Form eines Prismas mit einer der oben erwähnten Formen als Of course, mixed forms of said forms are possible, that is, the cross section may also be composed of straight and round sections. In particular, the corners of the "zigzag" extending cross sections can be rounded. Generally, it can be said that the cross section is not straight but has a periodically recurring shape. In particular, said wall of the housing has the shape of a prism with one of the above-mentioned forms as
Grundfläche. Floor space.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung in Zusammenschau mit den Figuren. Further advantageous embodiments and modifications of the invention will become apparent from the dependent claims and from the description in conjunction with the figures.
Günstig ist es, wenn die genannte Wand als Rückwand ausgebildet und It is favorable if said wall is formed as a rear wall and
gegenüberliegend einer Tür des Schaltschranks angeordnet ist. Dadurch bleibt die Kühlwirkung erhalten, auch wenn mehrere Schaltschränke seitlich aneinander gereiht werden. Darüber hinaus kann wegen der übrigen glatten Wände auch eine Reinigung des Schaltschranks auf einfache Weise erfolgen. is arranged opposite a door of the cabinet. As a result, the cooling effect is maintained, even if several cabinets are lined up side by side. In addition, due to the other smooth walls, a cleaning of the cabinet can be done easily.
Vorteilhaft ist es, wenn der genannte Querschnitt beim betriebsbereiten Schaltschrank in einer horizontalen Ebene liegt und auf den Querschnitt normal stehende Erzeugende vertikal ausgerichtet sind. Das heißt, die Längsrichtung der Wellen ist vertikal verlaufend ausgerichtet. Einerseits wird dadurch eine hohe mechanische Stabilität erreicht, insbesondere bei einer Biegebeanspruchung um eine horizontale Achse, andererseits kann sich eine im Wesentlichen laminare vertikal von unten nach oben verlaufende Luftströmung ausbilden, welche die Wärmeabgabe des Schaltschranks an die Umgebung durch Konvektion begünstigt. It is advantageous if the said cross-section is in a horizontal plane when the switchgear cabinet is ready for operation and generators which are normal to the cross-section are vertically aligned. That is, the longitudinal direction of the waves is aligned vertically. On the one hand, a high mechanical stability is thereby achieved, in particular with a bending load about a horizontal axis, on the other hand, a substantially laminar vertically from bottom to top extending air flow can be formed, which favors the heat transfer of the cabinet to the environment by convection.
Vorteilhaft ist es aber auch, wenn der genannte Querschnitt beim betriebsbereiten Schaltschrank in einer vertikalen Ebene liegt und auf den Querschnitt normal stehende Erzeugende horizontal ausgerichtet sind. Das heißt, die Längsrichtung der Wellen ist horizontal verlaufend ausgerichtet. Einerseits wird dadurch ebenfalls eine hohe mechanische Stabilität erreicht, insbesondere bei einer Biegebeanspruchung um eine vertikale Achse, andererseits bilden sich in einer vertikal von unten nach oben verlaufende Luftströmung Wirbel aus, welche die Wärmeabgabe des Schaltschranks an die Umgebung durch Konvektion ebenfalls begünstigen können. But it is also advantageous if said cross-section is in the operational control cabinet in a vertical plane and are aligned horizontally on the cross-section normal standing generators. That is, the longitudinal direction of the waves is aligned horizontally. On the one hand, this also achieves a high mechanical stability, in particular with a bending load of one vertical axis, on the other hand form in a vertically from bottom to top extending air flow vortex, which can also promote the heat transfer of the cabinet to the environment by convection.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Wellenlänge des wellenförmigen/zickzack verlaufenden Querschnitts in einem Bereich von 1 mm bis inklusive 50 mm liegt. Der Begriff "Wellenlänge" ist dabei in Anlehnung an periodische Signale zu sehen und bezeichnet im Querschnitt den kleinsten Längsabstand zweier Punkte die auf gleicher Höhe liegen. Das Querschnittsprofil wiederholt sich demgemäß im Abstand der It is particularly advantageous if a wavelength of the wave-shaped / zigzag-running cross-section is in a range of 1 mm to 50 mm inclusive. The term "wavelength" is to be seen on the basis of periodic signals and designates in cross section the smallest longitudinal distance between two points which are at the same height. The cross-sectional profile is repeated accordingly at the distance of
Wellenlänge. Ein Abstand in einem Bereich von inklusive 1 mm bis inklusive 50 mm hat sich dabei als besonders vorteilhaft für die thermischen und mechanischen Wavelength. A distance in a range of inclusive 1 mm up to and including 50 mm has been found to be particularly advantageous for the thermal and mechanical
Eigenschaften herausgestellt, insbesondere die Untergrenze des angegebenen Bereichs. Properties, in particular the lower limit of the specified range.
Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn eine Höhe des Querschnitts in einem Bereich von 1 mm bis inklusive 20 mm liegt. In Anlehnung an periodische Signale ist die Höhe des Querschnitts der "Spitze-Spitze-Wert" beziehungsweise die doppelte "Amplitude". Eine Querschnittshöhe in einem Bereich von inklusive 1 mm bis inklusive 20 mm hat sich dabei als besonders vorteilhaft für die thermischen und mechanischen It is also particularly advantageous if a height of the cross section is in a range of 1 mm to 20 mm inclusive. Based on periodic signals, the height of the cross section is the "peak-to-peak value" or twice the "amplitude". A cross-sectional height in a range of from 1 mm to 20 mm inclusive has proven to be particularly advantageous for the thermal and mechanical
Eigenschaften herausgestellt, insbesondere die Untergrenze des angegebenen Bereichs. Properties, in particular the lower limit of the specified range.
Günstig ist es zudem, wenn die zumindest eine Wand aus Metall gefertigt ist, beispielsweise aus Stahlblech. Einerseits kann die Gehäusewand dadurch einfach hergestellt werden, beispielsweise durch Gesenkbiegen, andererseits wird durch die Verwendung des Metalls auch eine gute Wärmeleitung vom Innenraum des It is also favorable if the at least one wall is made of metal, for example made of sheet steel. On the one hand, the housing wall can thereby be easily manufactured, for example by swaging, on the other hand, by the use of the metal and a good heat conduction from the interior of the
Schaltschranks an die Umgebung erzielt. Cabinet achieved to the environment.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn wenigstens 90 % der zumindest einen Wand einen wellenförmig oder Zickzack verlaufenden Querschnitt aufweisen. Auf diese Weise kann eine deutliche Verbesserung der Kühlwirkung sowie der mechanischen Eigenschaften erzielt werden. Furthermore, it is advantageous if at least 90% of the at least one wall has a wave-shaped or zigzag-running cross-section. In this way, a significant improvement in the cooling effect and the mechanical properties can be achieved.
Günstig ist es schließlich auch, wenn sich der wellenförmig oder Zickzack verlaufende Querschnitt über wenigstens zwei Perioden erstreckt. Auch dies trägt zu einer deutlichen Verbesserung der Kühlwirkung sowie der mechanischen Eigenschaften des Schaltschranks bei. Der Begriff "Periode" ist dabei wiederum in Anlehnung an periodische Signale zu sehen. Finally, it is also advantageous if the undulating or zigzag cross section extends over at least two periods. This also contributes to a significant improvement in the cooling effect and the mechanical properties of the Cabinet at. The term "period" is again to be seen in accordance with periodic signals.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in der schematischen Figur der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt dabei: The present invention will be explained in more detail with reference to the exemplary embodiments indicated in the schematic figure of the drawing. It shows:
Fig. 1 einen beispielhaften Schaltschrank in Vorderansicht; 1 shows an exemplary cabinet in front view.
Fig. 2 einen beispielhaften Schaltschrank mit vertikal in der Rückwand Fig. 2 shows an exemplary cabinet with vertically in the rear wall
verlaufenden Wellen von schräg hinten gesehen;  running waves seen from obliquely behind;
Fig. 3 einen beispielhaften Schaltschrank mit horizontal in der Rückwand Fig. 3 shows an exemplary cabinet with horizontally in the rear wall
verlaufenden Wellen von schräg hinten gesehen;  running waves seen from obliquely behind;
Fig. 4 den dreieckförmig verlaufenden Querschnitt der Rückwand der Fig. 4 shows the triangular cross-section of the rear wall of
Schaltschränke der Figuren 2 und 3;  Switch cabinets of Figures 2 and 3;
Fig. 5 einen trapezförmig verlaufenden Querschnitt einer Schaltschrankwand; 5 shows a trapezoidally extending cross section of a control cabinet wall;
Fig. 6 einen rechteckförmig verlaufenden Querschnitt einer Schaltschrankwand; 6 shows a rectangular cross-section of a control cabinet wall;
Fig. 7 einen sägezahnförmig verlaufenden Querschnitt einer Schaltschrankwand; 7 shows a sawtooth-shaped cross-section of a control cabinet wall;
Fig. 8 einen sinusförmig verlaufenden Querschnitt einer Schaltschrankwand und 8 shows a sinusoidally extending cross section of a control cabinet wall and
Fig. 9 einen aus Geradenstücken und Kurvenstücken zusammengesetzten Verlauf eines Querschnitts einer Schaltschrankwand. Fig. 9 is a composite of straight pieces and curved pieces course of a cross section of a cabinet wall.
DETAILIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Fig. 1 zeigt einen beispielhaften Schaltschrank 1 in Vorderansicht. Der Schaltschrank 1 umfasst einen Rahmen respektive ein Gestell 2 und ein im Gestell 2 angeordnetes Schaltgerät 3. Das Schaltgerät 3 kann beispielsweise als Leistungsschalter, Fig. 1 shows an exemplary cabinet 1 in front view. The switchgear cabinet 1 comprises a frame or a frame 2 and a switching device 3 arranged in the frame 2. The switchgear 3 can be used, for example, as a circuit breaker,
Trennschalter oder Schutzschalter ausgebildet sein. Im Schaltschrank 1 sind darüber hinaus (blanke) Stromleiter 4 und 5 angeordnet (sogenannte "bus bars"), welche mit dem Schaltgerät 3 elektrisch verbunden sind. Die Stromleiter 4 verlaufen dabei vertikal, die Stromleiter 5 horizontal. Zudem sind die Stromleiter 4, 5 auch für unterschiedliche Spannungspotentiale vorgesehen. Rein beispielhaft sind die Stromleiter 4 und 5 den Phasen LI, L2 und L3 eines Dreiphasensystems zugeteilt. Selbstverständlich könnte auch ein Nullleiter vorgesehen sein und selbstverständlich könnten die Stromleiter 4 und 5 auch anderen Spannungspotentialen zugeteilt sein. Disconnector or circuit breaker may be formed. In the cabinet 1 (bare) power conductors 4 and 5 are also arranged (so-called "bus bars"), which are electrically connected to the switching device 3. The current conductors 4 extend vertically, the current conductors 5 horizontally. In addition, the current conductors 4, 5 for different Voltage potentials provided. For example only, the current conductors 4 and 5 are assigned to the phases LI, L2 and L3 of a three-phase system. Of course, a neutral could be provided and of course the current conductors 4 and 5 could be assigned to other voltage potentials.
In an sich bekannter Weise dient ein solcher Schaltschrank 1 beispielsweise der In known manner, such a cabinet 1 is for example the
Verteilung von elektrischer Energie und/oder der Steuerung von Anlagen und Motoren. Neben dem genannten Schaltgeräten 3 können daher auch noch weitere Schaltgeräte 3 und/oder andere Geräte untergebracht sein. Zum Schutz des Schaltschranks 1 beziehungsweise der diesen bedienenden Personen ist dieser allseitig verkleidet, beispielsweise mit Hilfe von Blechwänden beziehungsweise Paneelen. In der Fig. 1 ist dies Wände/Paneele jedoch abgenommen, um den Blick in das Innere des Distribution of electrical energy and / or the control of plants and engines. In addition to the aforementioned switching devices 3, therefore, even more switching devices 3 and / or other devices can be accommodated. For the protection of the cabinet 1 and the persons serving it this is covered on all sides, for example by means of sheet metal walls or panels. In Fig. 1, however, this walls / panels is removed to look into the interior of the
Schaltschranks 1 freizugeben. Der Schaltschrank 1 kann frontseitig insbesondere mit einer Tür verschlossen sein. Release control cabinet 1. The cabinet 1 may be closed at the front, in particular with a door.
Fig. 2 zeigt nun einen beispielhaften Schaltschrank la von schräg hinten, bei dem die Gehäusewände montiert sind. Bei dem gezeigten Beispiel weist die Rückwand 6a des Gehäuses einen wellenförmigen oder Zickzack verlaufenden Querschnitt auf. Die Fig. 2 shows an exemplary cabinet la from obliquely behind, in which the housing walls are mounted. In the example shown, the rear wall 6a of the housing has a wavy or zigzagging cross section. The
Seitenwände 7 sowie das Dach 8 sind jedoch glatt ausgebildet (können jedoch Sicken zur Verstärkung aufweisen). Der genannte Querschnitt liegt beim betriebsbereiten Side walls 7 and the roof 8, however, are smooth (but may have beads for reinforcement). The mentioned cross-section is ready for operation
Schaltschrank la in einer horizontalen Ebene X, und auf den Querschnitt normal stehende Erzeugende q sind vertikal ausgerichtet. Die Rückwand 6a kann insbesondere gegenüberliegende einer Schaltschranktür (in der Fig. 2 nicht sichtbar) angeordnet und aus Metall gefertigt, beispielsweise gebogen oder gepresst sein. Das Gehäuse des Schaltschranks la umfasst in diesem Beispiel die Rückwand 6a, die Seitenwände 7, das Dach 8, die (nicht dargestellte) Tür sowie den Rahmen beziehungswiese das Gestell 2. Cabinet la in a horizontal plane X, and on the cross-section normal standing generators q are aligned vertically. The rear wall 6a can in particular be arranged opposite a control cabinet door (not visible in FIG. 2) and made of metal, for example bent or pressed. The housing of the cabinet la comprises in this example the rear wall 6a, the side walls 7, the roof 8, the door (not shown) and the frame, respectively, the frame 2.
Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen werden sowohl die thermischen als auch die mechanischen Eigenschaften des Schaltschranks la verbessert. Einerseits führt die spezielle Ausformung der Gehäusewand 6a zu einer vergrößerten Oberfläche derselben und somit zu einem verbesserten Kühlwirkung, andererseits ist die Gehäusewand 6a durch die gewählte Querschnittsform auch stabiler wodurch auch der Schaltschrank la stabiler wird beziehungsweise der Rahmen / das Gestell 2 fragiler ausgeführt werden kann. Vorteilhaft können Öffnungen in der Gehäusewand 6a so vermieden oder wenigstens verkleinert/verringert werden, sodass die elektrische Isolation des Schaltschranks la auf hohem Niveau erfolgt. Gleichermaßen können auch Gebläse vermieden oder wenigstens verkleinert werden. Damit einhergehend sinkt auch der (parasitäre) The proposed measures both the thermal and the mechanical properties of the cabinet la are improved. On the one hand, the special shape of the housing wall 6a leads to an enlarged surface thereof and thus to an improved cooling effect; on the other hand, the housing wall 6a is also more stable due to the selected cross-sectional shape, as a result of which the control cabinet la becomes more stable or the frame / frame 2 can be made more fragile. Advantageously, openings in the housing wall 6a can thus be avoided or at least reduced / reduced, so that the electrical insulation of the control cabinet 1a takes place at a high level. Similarly, blowers can be avoided or at least reduced in size. Along with this, the (parasitic)
Energieverbrauch des Schaltschranks la. Die Gehäusewand 6a kann auch leicht hergestellt werden, insbesondere in einem Herstellungsschritt, beispielsweise durch Biegen oder Pressen. Das Bohren von Löchern für die Montage von Kühlrippen oder das Aufschweißen von Kühlrippen kann entfallen. Energy consumption of the cabinet la. The housing wall 6a can also be easily manufactured, in particular in a production step, for example by bending or pressing. The drilling of holes for the mounting of cooling fins or the welding of cooling fins can be omitted.
Günstig ist es, wenn die genannte Wand 6a, so wie in der Fig. 2 dargestellt, als Rückwand ausgebildet und gegenüberliegend einer Tür des Schaltschranks la angeordnet ist. Dadurch bleibt die Kühlwirkung erhalten, auch wenn mehrere Schaltschränke la seitlich aneinander gereiht werden. Darüber hinaus kann wegen der übrigen glatten Wände auch eine Reinigung des Schaltschranks la auf einfache Weise erfolgen. It is favorable if said wall 6a, as shown in FIG. 2, is designed as a rear wall and is arranged opposite a door of the control cabinet 1a. As a result, the cooling effect is maintained, even if several cabinets la are lined up side by side. In addition, due to the other smooth walls and a cleaning of the cabinet la can be done in a simple manner.
Durch die Ausrichtung der Erzeugenden q wird bei dieser Ausführungsform By the orientation of the generators q is in this embodiment
insbesondere bei einer Biegebeanspruchung um eine horizontale Achse eine hohe mechanische Stabilität erreicht. Außerdem kann sich eine im Wesentlichen laminare vertikal von unten nach oben verlaufende Luftströmung ausbilden, welche die reaches a high mechanical stability especially at a bending stress about a horizontal axis. In addition, a substantially laminar vertically from bottom to top extending air flow can form, which
Wärmeabgabe des Schaltschranks la an die Umgebung durch Konvektion begünstigt. Durch Verwendung von Metall für die Rückwand 6a wird darüber hinaus auch eine gute Wärmeleitung vom Innenraum des Schaltschranks la an die Umgebung erzielt. Heat output of the cabinet la favors the environment by convection. In addition, by using metal for the rear wall 6a, a good heat conduction from the interior of the cabinet la to the environment is achieved.
Die vertikale Ausrichtung der Erzeugenden q ist aber keineswegs die einzig vorstellbare Möglichkeit. Denkbar ist vielmehr auch, dass der wellenförmige oder Zickzack verlaufende Querschnitt beim betriebsbereiten Schaltschrank lb in einer vertikalen Ebene Y liegt und die auf den Querschnitt normal stehenden Erzeugenden q horizontal ausgerichtet sind, so wie das in der Fig. 3 dargestellt ist. Das heißt, die Längsrichtung der Wellen ist horizontal verlaufend ausgerichtet. Dadurch wird insbesondere bei einer Biegebeanspruchung um eine vertikale Achse eine hohe mechanische Stabilität erreicht. Darüber hinaus bilden sich in einer vertikal von unten nach oben verlaufende The vertical orientation of the generators q is by no means the only conceivable possibility. Rather, it is also conceivable that the wave-shaped or zigzag-running cross-section of the switch cabinet lb ready for operation lies in a vertical plane Y and the generators q which are normal to the cross-section are aligned horizontally, as shown in FIG. That is, the longitudinal direction of the waves is aligned horizontally. As a result, a high mechanical stability is achieved, in particular in the case of a bending load about a vertical axis. In addition, they form in a vertical from bottom to top
Luftströmung Wirbel aus, welche die Wärmeabgabe des Schaltschranks la an die Umgebung durch Konvektion ebenfalls begünstigen können. Die Fig. 4 zeigt nun den in den Figuren 2 und 3 für die Rückwand 6a, 6b verwendeten Querschnitt im Detail. Konkret handelt es sich um einen dreiecksförmigen, Zickzack verlaufenden Querschnitt. Dieser kann besonders einfach hergestellt werden. Air flow vortex, which can also promote the heat transfer of the cabinet la to the environment by convection. FIG. 4 now shows in detail the cross-section used in FIGS. 2 and 3 for the rear wall 6a, 6b. Specifically, it is a triangular, zigzag cross section. This can be made very easy.
Alternativ kann ein Zickzack verlaufender Querschnitt auch trapezförmig sein, so wie dies in der Fig. 5 dargestellt ist, rechteckförmig (siehe Fig. 6) oder beispielsweise auch sägezahnförmig (siehe Fig. 7). Fig. 8 zeigt einen Vertreter der wellenförmig Alternatively, a zigzag-extending cross section may also be trapezoidal, as shown in FIG. 5, rectangular (see FIG. 6) or for example also sawtooth-shaped (see FIG. 7). Fig. 8 shows a representative of the undulating
verlaufenden Querschnitte, hier konkret mit sinusförmigen Verlauf. Selbstverständlich kann der Querschnitt auch aus anderen Kurvensegmenten zusammengesetzt sein, beispielsweise aus Parabeln, Ellipsensegmenten oder Hyperbeln. Denkbar ist auch, dass der Querschnitt aus geraden Abschnitten und Kurvensegmenten zusammengesetzt ist, so wie dies am Beispiel der Fig. 9 dargestellt ist. extending cross sections, here specifically with sinusoidal course. Of course, the cross section may also be composed of other curve segments, for example parabolas, elliptical segments or hyperbolas. It is also conceivable that the cross section of straight sections and curve segments is composed, as shown by the example of FIG. 9.
Generell ist anzumerken, dass scharfe Ecken bei Zickzack verlaufenden Querschnitten in der Regel nicht herstellbar und auch gar nicht erstrebenswert sind. Insbesondere beim Biegen vom Blech sind Mindestradien einzuhalten, um nicht ein Brechen des Materials zu riskieren. Die Grenzen zwischen Zickzack verlaufenden respektive aus In general, it should be noted that sharp corners in zigzagging cross sections are usually not produced and not desirable. In particular, when bending from the sheet minimum radii must be adhered to, so as not to risk breaking the material. The boundaries between zigzagging respectively out
Geradenstücken zusammengesetzten Querschnitten und wellenförmig verlaufenden respektive aus Kurvenstücken zusammengesetzten Querschnitten sind daher fließend. In aller Regel liegt wegen der technisch bedingten Eckradien eine Mischform vor. Straight pieces composite cross-sections and wave-shaped respectively composed of curved sections cross sections are therefore fluent. As a rule, due to the technically caused corner radii a mixed form is present.
Wie erwähnt führt die besondere Ausformung der Gehäusewände 6a..6g im Vergleich zum Stand der Technik zu einer vergrößerten Oberfläche und somit zu einer As mentioned, the special shape of the housing walls 6a..6g leads to an increased surface area and thus to a larger surface area compared to the prior art
verbesserten Kühlwirkung. Besonders groß ist der Zugewinn bei den in den Figuren 6, 8 und 9 gezeigten Beispielen, etwas kleiner bei den in den Figuren 4, 5 und 7 dargestellten Beispielen. improved cooling effect. Particularly great is the gain in the examples shown in Figures 6, 8 and 9, slightly smaller in the examples shown in Figures 4, 5 and 7.
Besonders vorteilhaft ist es in Anlehnung an periodische Signale, wenn eine It is particularly advantageous in accordance with periodic signals when a
"Wellenlänge" 1 des wellenförmigen/zickzack verlaufenden Querschnitts in einem Bereich von 1 bis inklusive 50 mm liegt. Die "Wellenlänge" 1 bezeichnet im Querschnitt den kleinsten Längsabstand zweier Punkte die auf gleicher Höhe liegen. Das "Wavelength" 1 of the undulating / zigzag cross section is in a range of 1 to 50 mm inclusive. The "wavelength" 1 denotes in cross section the smallest longitudinal distance between two points which are at the same height. The
Querschnittsprofil wiederholt sich demgemäß im Abstand der Wellenlänge 1 (siehe Fig. 4). Der angegebenen Bereich hat sich dabei als besonders vorteilhaft für die thermischen und mechanischen Eigenschaften herausgestellt, insbesondere dessen Untergrenze. Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn eine Höhe y des Querschnitts in einem Bereich von 1 bis inklusive 20 mm liegt. In Anlehnung an periodische Signale ist die Höhe h des Querschnitts der "Spitze-Spitze-Wert" beziehungsweise die doppelte "Amplitude" (siehe Fig. 4). Der angegebenen Bereich hat sich dabei als besonders vorteilhaft für die thermischen und mechanischen Eigenschaften herausgestellt, insbesondere dessen Untergrenze. Cross-sectional profile is repeated accordingly at a distance of wavelength 1 (see Fig. 4). The specified range has been found to be particularly advantageous for the thermal and mechanical properties, in particular its lower limit. It is also particularly advantageous if a height y of the cross section is in a range from 1 to 20 mm inclusive. Based on periodic signals, the height h of the cross section is the "peak-to-peak value" or the double "amplitude" (see FIG. 4). The specified range has been found to be particularly advantageous for the thermal and mechanical properties, in particular its lower limit.
Nachfolgend wird die verbesserte Wärmeabgabe an einem konkreten Beispiel berechnet, im Speziellen für eine Rückwand 6a mit dreiecksförmig verlaufendem Querschnitt (siehe die Figuren 2 und 4). Zur Vereinfachung wird nur die Hereinafter, the improved heat dissipation is calculated on a concrete example, in particular, for a rear wall 6a having a triangular cross section (see FIGS. 2 and 4). For simplicity, only the
Wärmeübertragung durch Konvektion berechnet. Die Wärmestrahlung wird wegen ihres geringen Anteils von rund 20%-30% an der abgegebenen Leistung vernachlässigt. Heat transfer calculated by convection. The heat radiation is neglected because of its small share of about 20% -30% of the output power.
Für die Berechnung wird eine Innenraumtemperatur von Ti = 343°K, eine For the calculation, an interior temperature of Ti = 343 ° K, a
Außentemeperatur von Ta = 299°C sowie eine Rückwandtemperatur von Ts = 317°K angenommen, beziehungsweise werden diese Werte aus einer Simulation erhalten. Wegen der nur geringen Dicke der Rückwand 6a, 6b von 2mm wird die Temperatur Ts über den gesamten Querschnitt als konstant angenommen. Der External temperature of Ta = 299 ° C and a back wall temperature of Ts = 317 ° K assumed, or these values are obtained from a simulation. Because of the only small thickness of the back wall 6a, 6b of 2 mm, the temperature Ts is assumed to be constant over the entire cross section. Of the
Wärmeübergangskoeffizient h für vertikale Platten mit einer Höhe > 30 cm beträgt h = 1,78 AT0'25 [W/m2■ K] Heat transfer coefficient h for vertical panels with a height> 30 cm is h = 1,78 AT 0 '25 [W / m 2 ■ K]
Der Wärmestrom Q berechnet sich somit zu The heat flow Q is thus calculated to
Q = h - A - AT [W] Q = h - A - AT [W]
Q = 1,78 A (Ti— Ts)0'25■ (Ti - Ts) + 1,78 A (Ts - Ta)0'25■ (Ts - Ta) Q = 1,78 A [(Ti - Ts)1'25 + (Ts - Γα)1·25] Q = 1,78 A [(343 - 317)1·25 + (317 - 299)1·25] Q = 1,78 - A [58,71 + 37,08] Q = 170,5 .4 [W] Q = 1.78 A (Ti - Ts) 0 '25 ■ (Ti - Ts) + 1.78 A (Ts - Ta) 0 ' 25 ■ (Ts - Ta) Q = 1.78 A [(Ti - Ts) 1 '25 + (Ts - Γα) 1 · 25 ] Q = 1.78 A [(343 - 317) 1 · 25 + (317 - 299) 1 · 25 ] Q = 1 , 78 - A [58.71 + 37.08] Q = 170.5 .4 [W]
Die Länge eines Geradenabschnitts des Querschnitts 6a berechnet sich bei y = 10mm und 1 = 10mm zu
Figure imgf000012_0001
s = 11,18 mm
The length of a straight section of the cross section 6a is calculated at y = 10mm and 1 = 10mm
Figure imgf000012_0001
s = 11.18 mm
Der relative Gewinn r der Fläche A beträgt somit
Figure imgf000012_0002
The relative gain r of the area A is thus
Figure imgf000012_0002
11,18 11.18
r = 1  r = 1
10/2 r = +123%  10/2 r = + 123%
Der absolute Gewinn des Wärmestroms AQ beträgt bei einer Höhe des Schaltschranks von H = 2m und einer Breite von B = Im somit The absolute gain of the heat flow AQ is at a height of the cabinet of H = 2m and a width of B = Im thus
AQ = 170,5 - r A AQ = 170.5 - r A
AQ = 170,5 - r - H - B AQ = 170.5 - r - H - B
AQ = 170,5 1,23 - 2 - 1 AQ = 170.5 1.23 - 2 - 1
AQ = 419 [W] AQ = 419 [W]
Das heißt, dass bei gleichem Volumen des Schaltschranks la eine zusätzliche Leistung von 419 W an die Umgebung abgegeben werden kann, was wie erwähnt einem relativen Zugewinn von +123% entspricht. This means that with the same volume of cabinet la an additional power of 419 W can be delivered to the environment, which, as mentioned, corresponds to a relative gain of + 123%.
An dem in der Fig. 6 dargestellten Beispiel wird nachfolgend auch die Verbesserung der mechanischen Stabilität berechnet, konkret das axiale Flächenträgheitsmoment Ix um eine in der Fig. 6 horizontal verlaufende Symmetrieachse. Das In the example shown in FIG. 6, the improvement of the mechanical stability is also subsequently calculated, specifically the axial area moment of inertia I x about an axis of symmetry running horizontally in FIG. 6. The
Flächenträgheitsmoment Ix für ein Rechteck beträgt Area moment of inertia I x for a rectangle
_ b - h3 wobei b die Breite und h hier die Höhe des genannten Rechtecks angibt. Aufgrund des Steinerschen Satzes ergibt sich bei einer Verschiebung des Rechtecks aus der x-Achse b - hr _b - h 3 where b is the width and h here the height of said rectangle. Due to Steiner's theorem, b-hr results from a displacement of the rectangle from the x-axis
+ b h - y. + b h - y.
12 wobei ys den Schwerpunktsabstand des Rechtecks zur x- Achse angibt. Für 1 = 10mm und eine Blechstäre s = 2 mm ergibt sich bei gerader Rückwand ein axiales 12 where y s indicates the centroid distance of the rectangle to the x axis. For 1 = 10mm and a Blechstäre s = 2 mm results in an even back wall an axial
Flächenträgheitsmoment Ix von b - h3 l - s3 10 - 2Ξ Area moment of inertia I x of b - h 3 l - s 3 10 - 2 Ξ
6,67 mm4 6,67 mm 4
12 12 12  12 12 12
Für eine "Wellenlänge" 1 = 10mm des Querschnitts 6d ergibt sich dagegen bei einer Höhe y = 10mm y3 (/ - 2s) - s3 For a "wavelength" 1 = 10 mm of the cross section 6d, on the other hand, at a height y = 10 mm y 3 (/ - 2 s) - s 3 results
+ + (Z - 2s) s y + + (Z - 2s) s y
12 12  12 12
2 103 6 23 2 10 3 6 2 3
+—— + 6 2 42 725 mm4 + - + 6 2 4 2 725 mm 4
12 12  12 12
Das axiale Trägheitsmoment Ix wird demnach auf das rund 109-fache gesteigert. The axial moment of inertia I x is thus increased to about 109 times.
Wie gezeigt werden konnte, werden durch die vorgeschlagenen Maßnahme sowohl die thermischen als auch die mechanischen Eigenschaften des Schaltschranks 1, la, lb deutlich verbessert. As could be shown, both the thermal and the mechanical properties of the control cabinet 1, 1a, 1b are significantly improved by the proposed measure.
In den Beispielen nach Fig. 2 und 3 weisen die Rückwände 6a, 6b auf deren gesamten Fläche einen wellenförmig oder Zickzack verlaufenden Querschnitt auf. Grundsätzlich ist aber auch denkbar, dass die gezeigte Struktur unterbrochen ist beziehungsweise sich nicht bis zum Rand der Rückwand 6a, 6b erstreckt, beispielsweise um In the examples according to FIGS. 2 and 3, the rear walls 6a, 6b have a wavy or zigzagging cross section over their entire surface. In principle, however, it is also conceivable that the structure shown is interrupted or does not extend to the edge of the rear wall 6a, 6b, for example at
Befestigungselemente anbringen zu können oder dergleichen. Von Vorteil ist es jedenfalls, wenn wenigstens 90 % der zumindest einen Wand 6a, 6b einen wellenförmig oder Zickzack verlaufenden Querschnitt aufweisen, wodurch die oben genannten Verbesserungen besonders deutlich zu Tage treten. Günstig ist es in diesem To attach fasteners or the like. In any case, it is advantageous if at least 90% of the at least one wall 6a, 6b have a wave-shaped or zigzag-shaped cross-section, as a result of which the above-mentioned improvements are particularly evident. It is cheap in this
Zusammenhang auch, wenn sich der wellenförmig oder Zickzack verlaufende Correlation also when the undulating or zigzag running
Querschnitt über wenigstens zwei Perioden erstreckt. Abschließend wird angemerkt, dass der dargestellte Schaltschrank 1, la, lb respektive dessen Bauteile nicht notwendigerweise maßstäblich dargestellt sind und daher auch andere Proportionen aufweisen kann. Weiterhin kann ein Schaltschrank 1, la, lb auch mehr oder weniger Bauteile als dargestellt umfassen. Lageangaben ( z.B.„oben",„unten", „links",„rechts", etc.) sind auf die jeweils beschriebene Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß an die neue Lage anzupassen. Schließlich wird angemerkt, dass sich die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung auf beliebige Art und Weise kombinieren lassen. Cross section extends over at least two periods. Finally, it is noted that the illustrated cabinet 1, la, lb respectively whose components are not necessarily shown to scale and therefore may have other proportions. Furthermore, a control cabinet 1, la, lb also comprise more or fewer components than shown. Location information (eg "top", "bottom", "left", "right", etc.) are based on the respective figure described and are mutatis mutandis adapt to a new position to the new situation. Finally, it is noted that the above refinements and developments of the invention can be combined in any desired manner.

Claims

Patentansprüche claims
1. Schaltschrank (1, la, lb), umfassend 1. control cabinet (1, la, lb), comprising
ein Gehäuse (2, 6a..6g, 7, 8),  a housing (2, 6a..6g, 7, 8),
zumindest ein im Gehäuse (2, 6a..6g, 7, 8) angeordnetes Schaltgerät (3) und damit elektrisch verbundene Stromleiter (4, 5),  at least one switching device (3) arranged in the housing (2, 6a..6g, 7, 8) and electrically connected current conductors (4, 5),
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
zumindest eine Wand (6a..6g) des Gehäuses (2, 6a..6g, 7, 8) einen wellenförmig oder Zickzack verlaufenden Querschnitt aufweist. at least one wall (6a..6g) of the housing (2, 6a..6g, 7, 8) has a wave-shaped or zigzagging cross-section.
2. Schaltschrank (1, la, lb) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Wand (6a..6g) als Rückwand ausgebildet und gegenüberliegend einer Tür des Schaltschranks (1, la, lb) angeordnet ist. 2. Switchgear cabinet (1, la, lb) according to claim 1, characterized in that said wall (6a..6g) formed as a rear wall and opposite a door of the cabinet (1, la, lb) is arranged.
3. Schaltschrank (1, la, lb) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Querschnitt beim betriebsbereiten Schaltschrank (1, la, lb) in einer horizontalen Ebene (X) liegt und auf den Querschnitt normal stehende Erzeugende (q) vertikal ausgerichtet sind. 3. Switchgear cabinet (1, la, lb) according to claim 1 or 2, characterized in that said cross section in the ready-to-use control cabinet (1, la, lb) in a horizontal plane (X) and normal to the cross-section standing generator (q ) are vertically aligned.
4. Schaltschrank (1, la, lb) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Querschnitt beim betriebsbereiten Schaltschrank (1, la, lb) in einer vertikalen Ebene (Y) liegt und auf den Querschnitt normal stehende Erzeugende (q) horizontal ausgerichtet sind. 4. switchgear cabinet (1, la, lb) according to claim 1 or 2, characterized in that said cross section in the ready-to-use control cabinet (1, la, lb) in a vertical plane (Y) and on the cross-section normal standing generatrix (q ) are aligned horizontally.
5. Schaltschrank (1, la, lb) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch 5. control cabinet (1, la, lb) according to one of claims 1 to 4, characterized
gekennzeichnet, dass eine Wellenlänge (1) des wellenförmig/zickzack verlaufenden Querschnitts in einem Bereich von 1 mm bis inklusive 50 mm liegt. characterized in that a wavelength (1) of the undulating / zigzag cross section is in a range of 1 mm to 50 mm inclusive.
6. Schaltschrank (1, la, lb) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Höhe (y) des Querschnitts in einem Bereich von 1 mm bis inklusive 20 mm liegt. 6. Switching cabinet (1, la, lb) according to one of claims 1 to 5, characterized in that a height (y) of the cross section is in a range of 1 mm to 20 mm inclusive.
7. Schaltschrank (1, la, lb) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch 7. switchgear cabinet (1, la, lb) according to one of claims 1 to 6, characterized
gekennzeichnet, dass die zumindest eine Wand (6a..6g) aus Metall gefertigt ist. in that the at least one wall (6a..6g) is made of metal.
8. Schaltschrank (1, la, lb) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch 8. Switching cabinet (1, la, lb) according to one of claims 1 to 7, characterized
gekennzeichnet, dass wenigstens 90 % der zumindest einen Wand (6a..6g) einen wellenförmig oder Zickzack verlaufenden Querschnitt aufweisen. in that at least 90% of the at least one wall (6a..6g) has a wavy or zigzagging cross section.
9. Schaltschrank (1, la, lb) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch 9. switch cabinet (1, la, lb) according to one of claims 1 to 8, characterized
gekennzeichnet, dass sich der wellenförmig oder Zickzack verlaufende Querschnitt über wenigstens zwei Perioden erstreckt. in that the undulating or zigzag cross section extends over at least two periods.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3859914A1 (en) * 2020-01-29 2021-08-04 ABB Schweiz AG Compartment for a medium voltage air or gas insulated switchgear

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE9106514U1 (en) * 1991-05-27 1991-07-25 Siemens Ag, 8000 Muenchen, De
DE19924431A1 (en) * 1999-05-28 2000-11-30 Alstom Energietechnik Gmbh Mains station has housing containing transformer(s) and arrangement for carrying heat way from housing in form of heat exchanger(s) mounted in external opening of housing
EP1237246A1 (en) * 2001-03-01 2002-09-04 Siemens Aktiengesellschaft Housing for a gas insulated switchgear with a heat exchanger
WO2009071226A1 (en) * 2007-12-04 2009-06-11 Adc Gmbh Double-wall housing having improved heat-removing function chamber walls
US20160021768A1 (en) * 2014-07-21 2016-01-21 Emerson Network Power, Energy Systems, North America, Inc. Multi-Purpose Enclosures And Methods For Removing Heat In The Enclosures

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19812117A1 (en) * 1998-03-19 1999-09-23 Knuerr Mechanik Ag Equipment cabinet
DE102013113222A1 (en) * 2013-11-29 2015-06-03 Eaton Industries Austria Gmbh CONTROL CABINET WITH A COOLING CONNECTOR PLATE FOR CONNECTING MULTIPLE POWER BUSHES

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE9106514U1 (en) * 1991-05-27 1991-07-25 Siemens Ag, 8000 Muenchen, De
DE19924431A1 (en) * 1999-05-28 2000-11-30 Alstom Energietechnik Gmbh Mains station has housing containing transformer(s) and arrangement for carrying heat way from housing in form of heat exchanger(s) mounted in external opening of housing
EP1237246A1 (en) * 2001-03-01 2002-09-04 Siemens Aktiengesellschaft Housing for a gas insulated switchgear with a heat exchanger
WO2009071226A1 (en) * 2007-12-04 2009-06-11 Adc Gmbh Double-wall housing having improved heat-removing function chamber walls
US20160021768A1 (en) * 2014-07-21 2016-01-21 Emerson Network Power, Energy Systems, North America, Inc. Multi-Purpose Enclosures And Methods For Removing Heat In The Enclosures

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3859914A1 (en) * 2020-01-29 2021-08-04 ABB Schweiz AG Compartment for a medium voltage air or gas insulated switchgear
US11909181B2 (en) 2020-01-29 2024-02-20 Abb Schweiz Ag Compartment for a medium voltage air or gas insulated switchgear

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