WO2022063504A1 - Air cooling assembly for cooling electronic components - Google Patents

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WO2022063504A1
WO2022063504A1 PCT/EP2021/073291 EP2021073291W WO2022063504A1 WO 2022063504 A1 WO2022063504 A1 WO 2022063504A1 EP 2021073291 W EP2021073291 W EP 2021073291W WO 2022063504 A1 WO2022063504 A1 WO 2022063504A1
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cooling
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Rolf Eggers
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Rolf Eggers
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Definitions

  • the invention relates to an air cooling arrangement for cooling electronic components according to the preamble of claim 1, an electronic system according to claim 14 and a method for cooling electronic components according to the preamble of claim 16.
  • the electronic components in question are, in particular, computing elements such as processor arrangements, which are also used in mainframe systems. Such mainframe systems are used for a variety of tasks with a high computing effort.
  • processor arrangements with graphics cards are used in particular, which take on particularly computationally intensive operations and therefore also cause a high level of heat dissipation.
  • the cooling of the processors and the other electronic components used in the mainframe system is regularly effected by a cooling arrangement in addition to the electronic components separately assigned coolers such as processor coolers, with air cooling arrangements also being used in addition to cooling by means of a cooling liquid.
  • the electronic components should be arranged as close together as possible.
  • a compact design also tends to produce an undesirable temperature spread, since the electronic components experience different cooling outputs depending on their individual location.
  • there are high demands on the cooling arrangement which must be designed to be correspondingly powerful in order to ensure adequate temperature control of all components. This can result in a significant part of the total energy requirement of the electronic system being used to operate the cooling arrangement.
  • the well-known air cooling arrangement (US Pat. No. 3,942,586 A), on which the invention is based, has a distributor chamber and a fan arrangement.
  • the fan arrangement provides a flow of cooling air directed in the direction of the chamber axis of the distribution chamber.
  • the invention is based on the problem of specifying an air cooling arrangement for cooling electronic components, which ensures effective cooling of the electronic components while at the same time requiring little space.
  • the air cooling arrangement should also be easily scalable.
  • the invention is based on the fact that the air cooling arrangement is equipped with a fan arrangement for providing a cooling air flow and with at least one air distribution arrangement, which has a distribution chamber with an air inlet, an outer air guiding surface and an air outlet.
  • the air inlet is set up to feed the cooling air flow into the distribution chamber with an air inlet direction, with the outer air guiding surface being arranged circumferentially around a geometric chamber axis of the distribution chamber, and with the air outlet being set up to supply the electronic components with cooling air emerging from the distribution chamber.
  • the distribution chamber opposes a low flow resistance to the flow of cooling air in order to use the power provided by the fan arrangement as optimally as possible.
  • the priority is to provide a cooling air flow that is distributed as evenly as possible at the air outlet, in order to minimize an undesired temperature spread of the electronic components.
  • the air inlet is set up in such a way that the air inlet direction for generating a cooling air flow in the distribution chamber that is rotatory with respect to the chamber axis is at least partially, preferably predominantly, in a plane perpendicular to the chamber axis. running and that the air inlet is arranged at a distance from the air outlet with respect to the chamber axis.
  • the alignment of the air inlet direction at least partially in a plane perpendicular to the chamber axis and the peripheral arrangement of the outer air guiding surface causes the cooling air admitted into the distribution chamber to rotate about the chamber axis. Due to the axial distance between the air inlet and the air outlet, the cooling air flows in particular in a vortex directed towards the air outlet, as a result of which a particularly uniform flow of the air outlet and thus the electrical components is achieved. It is assumed that the proposed design of the distribution chamber in the manner of a cyclone leads to the formation of a rotating cooling air flow propagating along the chamber axis, with an effective flow compensation and ultimately a uniformly distributed cooling capacity at the air outlet being achieved. At the same time, the flow resistance in the distribution chamber is kept low.
  • the proposed solution thus moves away from directing the cooling air flow directly along the chamber axis onto the air outlet and the electronic components, since such an arrangement can cause an uneven cooling performance.
  • an indirect, but hereby more uniform and more effective, cooling of the electronic components is achieved via the air inlet direction away from the direction of the chamber axis and the rotary cooling air flow in the distribution chamber.
  • the air inlet is set up in such a way that the air inlet direction runs at least partially, preferably predominantly, in a tangential direction to the chamber axis, whereby the effect of a cooling air flow circulating in the distribution chamber is further intensified.
  • the preferred embodiment according to claim 3 further contributes to the effective formation of the circulating flow of cooling air, according to which the outer air-guiding surface forms a closed annular shape around the direction of the chamber axis.
  • the outer air-guiding surface is configured with a widening cross-section, at least in sections, in relation to the chamber axis from the air inlet to the air outlet. This increases the volume available in the distribution chamber for the circulating flow of cooling air, so that the flow distribution is further balanced.
  • the outer air guiding surface preferably has, at least in sections, a truncated cone shape around the axis of the chamber.
  • An additional boundary surface of the distributor chamber according to the embodiment according to claim 4 represents a particularly simple and effective measure for effecting the flow of cooling air directed towards the air outlet. If the air inlet is arranged adjacent to the boundary surface, the space available for the distribution chamber can be optimally used to balance the flow distribution.
  • the distributor chamber has an inner air-guiding surface which is at least partially surrounded by the outer air-guiding surface.
  • the shape of the distributor chamber can be further optimized in this way.
  • a passage through the distribution chamber can also be created via the inner air guiding surface, which passage is used, for example, for supplying and connecting, for example as a cable feed, for the electronic components.
  • the air inlet direction can be specified in a particularly simple manner by the extension direction of the tubular shape of the air inlet.
  • the air outlet preferably has a plurality of outlet openings for the distribution chamber, as a result of which the flow of cooling air generated in the distribution chamber is advantageously used.
  • the outlet openings can be provided in an outlet surface arranged at the end of the distribution chamber, which in turn results in a particularly compact construction of the distribution chamber.
  • the exit surface can also adjoin the outer air-guiding surface and/or the inner air-guiding surface.
  • the proposed air cooling arrangement can be used particularly advantageously in a modular design.
  • a plurality of air distributor assemblies are provided, wherein further at least one supply manifold assembly is arranged along the cooling air flow between the fan assembly and the plurality of air distributor assemblies.
  • the supply line distributor arrangement can bring about a particularly effective supply of the air distributor arrangements on the basis of the cooling air flow provided via the fan arrangement.
  • the supply line distributor arrangement can also have a distribution chamber which works according to the principle already mentioned for the air distributor arrangement.
  • a receptacle for the electronic components is also provided, with the inner air-guiding surface also being able to be set up as a holding element for the electronic components, in order to achieve a compact construction of the air-cooling arrangement.
  • Claim 11 relates to an air deflection surface arranged after the air outlet, and in particular after the receptacle for the electronic components, to optimize the exhaust air flow, wherein the air deflection surface can also serve as a holder for at least one further air distributor arrangement.
  • the fan arrangement can have an air-conditioning device for the flow of cooling air according to claim 12 .
  • the air cooling arrangement has a waste heat recycler for the exhaust air from the air distributor arrangement, as a result of which the waste heat produced with the operation of the electronic components is advantageously used.
  • an electronic system having electronic components and a proposed air cooling arrangement for cooling the electronic components is claimed as such.
  • the electronic components are preferably arranged in the direction of the chamber axis along the flow of cooling air after the air outlet in order to ensure particularly effective cooling. Reference may be made to all statements on the proposed air cooling arrangement.
  • the electronic components and the air cooling arrangement are housed in a housing.
  • the housing allows the electronic system to be operated outdoors. Furthermore, if the housing is a container housing, the modularity already mentioned can also continue to be used with the electronic system.
  • a method for cooling electronic components as such is claimed.
  • a cooling air flow that rotates in relation to the chamber axis is generated in the distribution chamber with an air inlet direction running at least partially in a plane perpendicular to the chamber axis.
  • the air inlet is arranged at a distance from the air outlet with respect to the chamber axis.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a proposed electronic system with a proposed air cooling arrangement
  • FIG. 2 a in a side view and b), c) in various sectional views, the proposed air cooling arrangement from Fig. 1, 3 schematic diagrams of the cooling air flow in the proposed air cooling arrangement according to FIGS. 1 and 2, and
  • FIG. 4 a a sectional view of a further electronic system that is also proposed, and b) a perspective detailed view of the system from FIG. 4a).
  • the proposed air cooling arrangement 1 serves to cool electronic components and in particular to cool a processor arrangement.
  • a processor arrangement is understood in particular as a combination of processors, for example in embedded systems, in which case further electronic components such as memories, interfaces or the like can also be assigned to the processor arrangement in addition to the processor.
  • the processor arrangement can preferably have graphics cards, in which case reference may also be made to the introductory statements.
  • the electronic components can also be other components that require cooling, such as power electronics, electronic drives or the like.
  • the air cooling arrangement 1 is equipped with a fan arrangement 2 shown in FIG. 4 for providing a flow of cooling air.
  • the fan arrangement 2 preferably has a flow machine, more preferably a fan, in particular an axial fan, radial fan, compressor or the like, in order to generate a directed flow of cooling air.
  • the air cooling arrangement 1 is also equipped with at least one air distribution arrangement 3 which has a distribution chamber 4 with an air inlet 5 , an outer air guiding surface 6 and an air outlet 7 .
  • the air inlet 5 is set up with an air inlet direction E for feeding the cooling air flow into the distribution chamber 4 .
  • Air inlet direction E is the preferred direction of movement of the air inlet 5 entering distribution chamber 4. to understand the cooling air that enters.
  • the air inlet direction E can also represent a spatial averaging of the laminar flow directions at the air inlet 5 .
  • the outer air guiding surface 6 is arranged circumferentially around a geometric chamber axis A of the distribution chamber 4 .
  • the chamber axis A is preferably, but not necessarily, an axis of symmetry of the distribution chamber 4.
  • the direction of the chamber axis A here also corresponds at least approximately to the sequence of air inlet 5, air outlet 6 and the electronic components along the flow of cooling air in the air distributor arrangement 3.
  • the air outlet 7 is set up to supply the electronic components with cooling air emerging from the distribution chamber 4 .
  • the distribution chamber 4 - with the exception of the air inlet 5 and the air outlet 7 - is designed as a closed space, so that the cooling air flowing in through the air inlet 5 leaves the distribution chamber 4 again via the air outlet 7 .
  • the air inlet 5 is set up in such a way that the air inlet direction E runs at least partially, preferably predominantly, in a plane perpendicular to the chamber axis A in order to generate a cooling air flow in relation to the chamber axis A that is rotatory in relation to the chamber axis A, and that the air inlet 5 is arranged at a distance from the air outlet 7 with respect to the chamber axis A.
  • At least one component of the air inlet direction E thus runs in a plane perpendicular to the axis A of the chamber. It is preferably the case that the air inlet direction E runs predominantly in a plane perpendicular to the chamber axis A, with the largest component of the air inlet direction E running in a plane perpendicular to the chamber axis A.
  • An (imaginary) plane S perpendicular to the chamber axis A is shown as an example in FIG.
  • the spacing in relation to the chamber axis A between air inlet 5 and air outlet 7 is meant that the projection of air inlet 5 and air outlet 7 on the chamber axis A, in particular the geometric center of the respective Projection, have a distance in the direction of the chamber axis A to each other.
  • FIG. 3a exemplary trajectories of the cooling air are shown.
  • the cooling air With the inflow at the air inlet 5 with the air inlet direction E and the surrounding outer air guide surface 6, the cooling air is forced into a path circulating around the chamber axis A, so that a cooling air flow that rotates with respect to the chamber axis A is created in the distribution chamber 4. Due to the axial distance between air inlet 5 and air outlet 7, the rotational flow of cooling air is also directed in the direction of chamber axis A and preferably extends to air outlet 7.
  • Fig. 3a exemplary trajectories of the cooling air are shown.
  • a flow distribution of the cooling air is also shown schematically, which is in the area of air inlet 5 is initially uneven and has a maximum in the area of the outer air-guiding surface 6. Due to the proposed design of the distribution chamber 4 and the generation of the rotary cooling air flow, the flow distribution of the cooling air is largely balanced until it reaches the air outlet 7 .
  • the air inlet 5 is set up in such a way that the air inlet direction E runs at least partially, here and preferably predominantly, in a tangential direction to the chamber axis A.
  • “Tangential direction” here means a tangent to a circle of a plane S perpendicular to the chamber axis A with the intersection point of the plane S to the chamber axis A as the center point.
  • the air inlet direction E runs—apart from unavoidable deviations—completely along the tangential direction.
  • the outer air guiding surface 6 forms a closed ring shape around the chamber axis A, which, as shown in FIG.
  • the outer air guiding surface 6 is designed with a widening cross section in the direction of the chamber axis A from the air inlet to the air outlet at least in sections, here and preferably from the air inlet 5 to the air outlet 7 overall.
  • the outer air-guiding surface 6 can in principle be of any type that is advantageous for the respective flow resistance Have configurations, for example an arc shape, polygon shape or the like.
  • the outer air-guiding surface 6 here, and preferably at least in sections, has the shape of a truncated cone around the axis A of the chamber.
  • the outer air guiding surface 6 can also be designed with a uniform cross section, at least in sections, in the direction of the chamber axis A from the air inlet to the air outlet.
  • the distributor chamber has a boundary surface 8 which is arranged opposite the end of the air outlet 7 in relation to the chamber axis A.
  • the boundary surface 8 is a flat closure of the distributor chamber 4, which can also serve as a base surface for holding the air distributor arrangement 3.
  • the air inlet 5 is adjacent to the boundary surface
  • the distribution chamber 4 has an inner air-guiding surface 9 which is at least partially, here completely, surrounded by the outer air-guiding surface 6 .
  • the inner air guiding surface 9 forms a closed ring shape around the chamber axis A, in particular with a circular cross-section around the direction of the chamber axis A.
  • the inner air guiding surface 9 forms a closed ring shape around the chamber axis A, in particular with a circular cross-section around the direction of the chamber axis A.
  • the air inlet 5 can be of tubular design.
  • the direction in which the tubular shape of the air inlet 5 extends approximates the air inlet direction E and runs here, as can also be seen from Fig. 2, preferably predominantly in a tangential direction to the chamber axis A.
  • the tubular shape is preferably cylindrical and is connected, for example, via a supply hose or a supply pipe formed, which or which is brought up to the distribution chamber 4.
  • the air inlet 5 can be arranged on a recess in the outer air guiding surface 6 , the recess preferably adjoining the boundary surface 8 .
  • the air outlet 7 preferably has a plurality of outlet openings 10 for the distribution chamber 4 .
  • the outlet openings 10 are provided in an outlet surface 11 arranged at the end of the distributor chamber 4 with respect to the chamber axis A.
  • the exit surface 11 is located here at the end opposite the boundary surface 8 in relation to the chamber axis A.
  • the outlet openings 10 can also be provided in an outlet surface that adjoins the outer air guiding surface 6 and/or the inner air guiding surface 8 in the direction of the chamber axis A and is arranged circumferentially to the chamber axis A.
  • the outlet openings 10 can in particular be designed as outlet bores and/or as outlet slots.
  • outlet slots are provided, which have a direction of extension that runs radially to the direction of the chamber axis A, as a result of which particularly uniform cooling through the outlet openings 10 is achieved.
  • the directions of extension run tangentially and/or axially to the direction of the chamber axis A.
  • the shape and arrangement of the exit openings 10 is adapted to the arrangement provided for the electronic components and/or forms a uniform distribution over the exit surface 11 .
  • the air outlet 7 has outlet guide surfaces for the outlet openings 10 running at least partially in the direction of the chamber axis A.
  • the outlet guide surfaces are, for example, straight, curved, and/or shovel-shaped formations on the outlet surface 11 , which promote the flow of cooling air at the air outlet 7 in the direction of the chamber axis A.
  • the proposed air cooling arrangement 1 has several, in particular identical, air distributor arrangements 3 for supplying the electronic components with cooling air exiting from the respective distributor chamber 4 .
  • at least one supply line distributor arrangement 12 is provided, which is arranged along the cooling air flow between the fan arrangement 2 and the multiple air distributor arrangements 3.
  • the feeder distributor arrangement 12 distributes the cooling air provided by the fan arrangement 2 to the air inlets 5 of the air distributor arrangements 3. Consequently, the air distributor arrangements 3 can be combined with one another in accordance with the respective space requirements and depending on the design of the electronic components, with which the air cooling arrangement 1 can be expanded in a modular manner.
  • only one fan arrangement 2 is still provided for several air distributor arrangements 3 .
  • the supply line distributor arrangement 12 has a distributor chamber 13 with an air inlet 14 , an outer air guiding surface and an air outlet for supplying the air distributor arrangements 3 . It is particularly preferred here that the air inlet 14 of the supply line distributor arrangement 12 is set up in such a way that the air inlet direction runs at least partially, in particular predominantly, in a plane perpendicular to the chamber axis of the distributor chamber 13 and that the air inlet 14 is arranged at a distance from the air outlet in relation to the chamber axis .
  • the supply line distributor arrangement 12 can accordingly be based on the same principle as the air distributor arrangement 3 already explained, whereby reference may be made to all statements relating to the air distributor arrangement 3 for the configuration of the supply line distributor arrangement 12 and in particular its distribution chamber 13 .
  • the outer air guiding surface preferably has an approximately rectangular cross-section with respect to the chamber axis, so that the air distributor arrangements 3 can be arranged with a compact structure on the distributor chamber 13 of the supply line distributor arrangement 12, for example as shown in FIG. 4a).
  • the shape and arrangement can be used to achieve a rotary flow with the outer air-guiding surface even with the approximately rectangular cross-section.
  • the outer air-guiding surface here has rounded surfaces, which can also be designed as baffles in the distribution chamber 13, with which the flow conditions of a round cross-section are approximately simulated.
  • a cascade of supply line distributor arrangements in which Cascade at least one supply manifold assemblies along the cooling air flow are a plurality of supply manifold assemblies downstream, which in turn air distributor assemblies 3 are downstream. Accordingly, a large number of air distributor arrangements 3 can be supplied with one fan arrangement 2 .
  • the air distributor arrangement 3 preferably has a receptacle 16 for the electronic components, here and more preferably delimited by a housing wall 15 and arranged along the cooling air flow after the air outlet 7 .
  • the housing wall 15 has a closed ring shape around the chamber axis A, in particular a cylindrical shape around the chamber axis A.
  • the inner air guiding surface 9 can extend beyond the air outlet 7 in the direction of the chamber axis A and can be set up as a holding element for the electronic components.
  • the passage formed by the inner air guiding surface 9 and running in the direction of the chamber axis A through the distribution chamber 4 can be set up in particular for connecting and supplying the electronic components.
  • the receptacle 16 also has an exhaust air outlet 17, which is configured, for example, approximately analogously to the air outlet 7 already explained. In this respect, reference may be made to all statements relating to the air outlet 7 .
  • the air distributor arrangement preferably has an air discharge surface 18 arranged along the cooling air flow after the air outlet 7, and in particular after the receptacle 16 for the electronic components.
  • the air deflection surface 18 is preferably provided as a holder for at least one further air distributor arrangement 3 of the air cooling arrangement 1 .
  • the air distributor arrangement 3 is particularly preferably designed to be stackable, as is also illustrated further with reference to FIG. 4b).
  • a plurality of air distributor arrangements 3 are stacked on top of one another in the form of columns over the respective air deflection surfaces 18 and are arranged at predetermined distances from one another.
  • the fan arrangement 2 can have an air-conditioning device 19 for the flow of cooling air, which is set up in particular to control the temperature of the cooling air.
  • the air-conditioning device 19 can in this respect have a heating arrangement and/or a refrigerating machine for the flow of cooling air.
  • a refrigeration machine can have a compression refrigeration machine, absorption refrigeration machine, adiabatic evaporative cooling or the like. It is also advantageous that the distribution chamber 4 can also act as a separator for any droplets occurring in the cooling air due to the circulating flow of cooling air.
  • the air-conditioning device is also set up to provide the cooling air flow with circulating air of the air distributor arrangements 3.
  • the exhaust air from the air distributor arrangements 3 heated by the waste heat can be admixed in a controllable manner to the supply air of the air cooling arrangement 1 .
  • the air-conditioning device 19 can also be used to adjust the air humidity and/or to filter the cooling air.
  • the air cooling arrangement 1 has a waste heat recycler 20 for the exhaust air from the air distributor arrangement.
  • the waste heat can be used directly to heat interior spaces or the like.
  • the waste heat recycler 20 preferably has a heat exchanger. If a waste heat recycler 20 having a thermoelectric generator is used, part of the waste heat can in turn be converted into electrical energy and can preferably be used to operate the electronic system.
  • the electronic system in question has electronic components, in particular a processor arrangement, and a proposed air cooling arrangement 1 for cooling the electronic components.
  • the electronic components are preferably arranged in the direction of the chamber axis A along the flow of cooling air after the air outlet 7 .
  • a star-shaped alignment of the electronic components around the chamber axis A has proven to be particularly advantageous.
  • the electronic components are arranged, for example, on printed circuit boards, which are arranged with a direction of extension radial to the axis A of the chamber.
  • the proposed air cooling arrangement 1 for the pertinent electronic system may be referred to all statements on the proposed air cooling arrangement 1.
  • the electronic components and the air cooling arrangement are housed in a housing 21, in particular a container housing, of the electronic system for operating the electronic system outdoors.
  • the container housing can, for example, be a standardized large-capacity container, such as a 20-foot or 40-foot sea container, so that the electronic system can be transported more easily and the electronic systems can be combined in a simple manner.
  • indoor operation is of course also conceivable.
  • a method for cooling electronic components, in particular a processor arrangement, by means of an air cooling arrangement 1 is claimed as such.
  • the air cooling arrangement 1 is equipped with a fan arrangement 2, by means of which a cooling air flow is provided, and with at least one air distribution arrangement 3, which has a distribution chamber 4 with an air inlet 5, an outer air guiding surface 6 and an air outlet 7, with the air inlet 5 being used to Cooling air flow is fed into the distribution chamber 4 along an air inlet direction E, with the outer air guiding surface 6 being arranged circumferentially around a geometric chamber axis A of the distribution chamber 4, and with the electronic components being supplied with cooling air exiting from the distribution chamber 4 by means of the air outlet 7.
  • the air inlet 5 generates a cooling air flow that rotates in relation to the chamber axis A in the distribution chamber 4 with an air inlet direction E running at least partially, preferably predominantly, in a plane perpendicular to the chamber axis A, and that the air inlet 5 is arranged at a distance from the air outlet 7 with respect to the chamber axis A.
  • the proposed method reference may be made to all statements relating to the proposed air cooling arrangement 1 and to the proposed electronic system.

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Abstract

The invention relates to an air cooling assembly for cooling electronic components comprising a fan assembly (2) for providing a flow of cooling air and at least one air distribution assembly (3), which has a distribution chamber (4) with an air inlet (5), an outer air guiding surface (6) and an air outlet (7), wherein the air inlet (5) is designed to guide the flow of cooling air into the distribution chamber (4) along an air inlet direction (E), wherein the outer air guiding surface (6) is arranged on the peripheral side about a geometric chamber axis (A) of the distribution chamber (4), and wherein the air outlet (7) is designed to supply cooling air exiting the distribution chamber (4) to the electronic components. According to the invention, the air inlet (5) is designed such that the air inlet direction (E) extends at least partially in a plane perpendicular to the chamber axis (A) in order to generate a rotatory flow of cooling air relative to the chamber axis (A) in the distribution chamber (4) and such that the air inlet (5) is arranged at a distance from the air outlet (7) relative to the chamber axis (A).

Description

Luftkühlungsanordnung zum Kühlen von elektronischen Bauteilen Air cooling arrangement for cooling electronic components
Die Erfindung betrifft eine Luftkühlungsanordnung zum Kühlen von elektronischen Bauteilen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 , ein elektronisches System nach Anspruch 14 sowie ein Verfahren zum Kühlen von elektronischen Bauteilen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 16. The invention relates to an air cooling arrangement for cooling electronic components according to the preamble of claim 1, an electronic system according to claim 14 and a method for cooling electronic components according to the preamble of claim 16.
Bei den in Rede stehenden elektronischen Bauteilen handelt es sich insbesondere um Rechenelemente wie Prozessoranordnungen, welche auch in Großrechneranlagen eingesetzt werden. Solche Großrechneranlagen werden für vielfältige Aufgaben mit hohem Rechenaufwand eingesetzt. Auf dem Gebiet der Kryptografie werden insbesondere Prozessoranordnungen mit Grafikkarten eingesetzt, die besonders rechenintensive Operationen übernehmen und daher auch eine hohe Abwärmeleistung bewirken. The electronic components in question are, in particular, computing elements such as processor arrangements, which are also used in mainframe systems. Such mainframe systems are used for a variety of tasks with a high computing effort. In the field of cryptography, processor arrangements with graphics cards are used in particular, which take on particularly computationally intensive operations and therefore also cause a high level of heat dissipation.
Die Kühlung der Prozessoren und der weiteren in der Großrechneranlage eingesetzten elektronischen Bauteile wird regelmäßig neben den elektronischen Bauteilen separat zugeordneten Kühlern wie Prozessorkühlern, über eine Kühlungsanordnung bewirkt, wobei neben einer Kühlung mittels einer Kühlflüssigkeit auch Luftkühlungsanordnungen verwendet werden. Für einen geringen Raumbedarf sind die elektronischen Bauteile allerdings möglichst dicht zueinander anzuordnen. Neben der hieraus insgesamt resultierenden hohen Abwärmeleistung ergibt sich mit einer kompakten Bauweise auch die Tendenz zu einer unerwünschten Temperaturspreizung, da die elektronischen Bauteile abhängig von ihrer individuellen Lage verschiedene Kühlleistungen erfahren. Folglich ergeben sich hohe Anforderungen an die Kühlungsanordnung, welche entsprechend leistungsfähig ausgestaltet werden muss, um eine ausreichende Temperierung aller Bauteile zu gewährleisten. Dies kann dazu führen, dass ein erheblicher Teil des gesamten Energiebedarfs des elektronischen Systems auf den Betrieb der Kühlungsanordnung entfällt. The cooling of the processors and the other electronic components used in the mainframe system is regularly effected by a cooling arrangement in addition to the electronic components separately assigned coolers such as processor coolers, with air cooling arrangements also being used in addition to cooling by means of a cooling liquid. For a small space requirement, however, the electronic components should be arranged as close together as possible. In addition to the overall high waste heat output resulting from this, a compact design also tends to produce an undesirable temperature spread, since the electronic components experience different cooling outputs depending on their individual location. As a result, there are high demands on the cooling arrangement, which must be designed to be correspondingly powerful in order to ensure adequate temperature control of all components. This can result in a significant part of the total energy requirement of the electronic system being used to operate the cooling arrangement.
Die bekannte Luftkühlungsanordnung (US 3,942,586 A), von der die Erfindung ausgeht, weist eine Verteilerkammer und eine Lüfteranordnung auf. Die Lüfteranordnung stellt einen in Richtung der Kammerachse der Verteilerkammer gerichteten Kühlluftstrom bereit. Über eine Anordnung der elektronischen Bauelemente entlang einer Helix wird eine verbesserte Nutzung der Kühlleistung erreicht. Eine solche Anordnung der elektronischen Bauelemente geht jedoch wiederum zu Lasten eines erhöhten Platzbedarfs für das gesamte elektronische System. The well-known air cooling arrangement (US Pat. No. 3,942,586 A), on which the invention is based, has a distributor chamber and a fan arrangement. The fan arrangement provides a flow of cooling air directed in the direction of the chamber axis of the distribution chamber. By arranging the electronic components along a helix, improved utilization of the cooling capacity is achieved achieved. However, such an arrangement of the electronic components is in turn at the expense of an increased space requirement for the entire electronic system.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Luftkühlungsanordnung zum Kühlen von elektronischen Bauteilen anzugeben, welche eine effektive Kühlung der elektronischen Bauteile bei gleichzeitig geringem Raumbedarf gewährleistet. Insbesondere soll die Luftkühlungsanordnung auch auf einfache Weise skalierbar sein. The invention is based on the problem of specifying an air cooling arrangement for cooling electronic components, which ensures effective cooling of the electronic components while at the same time requiring little space. In particular, the air cooling arrangement should also be easily scalable.
Das obige Problem wird bei einer Luftkühlungsanordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst. The above problem is solved in an air cooling arrangement according to the preamble of claim 1 by the features of the characterizing part of claim 1.
Die Erfindung geht davon aus, dass die Luftkühlungsanordnung mit einer Lüfteranordnung zur Bereitstellung eines Kühlluftstroms und mit mindestens einer Luftverteileranordnung, welche eine Verteilerkammer mit einem Lufteinlass, einer äußeren Luftleitfläche und einem Luftauslass aufweist, ausgestattet ist. Der Lufteinlass ist zur Zuleitung des Kühlluftstroms in die Verteilerkammer mit einer Lufteinlassrichtung eingerichtet, wobei die äußere Luftleitfläche umfangsseitig um eine geometrische Kammerachse der Verteilerkammer angeordnet ist, und wobei der Luftauslass zum Versorgen der elektronischen Bauteile mit aus der Verteilerkammer austretender Kühlluft eingerichtet ist. The invention is based on the fact that the air cooling arrangement is equipped with a fan arrangement for providing a cooling air flow and with at least one air distribution arrangement, which has a distribution chamber with an air inlet, an outer air guiding surface and an air outlet. The air inlet is set up to feed the cooling air flow into the distribution chamber with an air inlet direction, with the outer air guiding surface being arranged circumferentially around a geometric chamber axis of the distribution chamber, and with the air outlet being set up to supply the electronic components with cooling air emerging from the distribution chamber.
Wesentlich ist die grundsätzliche Überlegung, dass die Verteilerkammer einerseits dem Kühlluftstrom einen geringen Strömungswiderstand entgegensetzt, um die durch die Lüfteranordnung bereitgestellte Leistung möglichst optimal zu nutzen. Andererseits liegt mit der vorschlagsgemäßen Lösung im Vordergrund, einen möglichst gleichmäßig verteilten Kühlluftstrom am Luftauslass bereitzustellen, um eine unerwünschte Temperaturspreizung der elektronischen Bauteile zu minimieren. What is essential is the fundamental consideration that on the one hand the distribution chamber opposes a low flow resistance to the flow of cooling air in order to use the power provided by the fan arrangement as optimally as possible. On the other hand, with the proposed solution, the priority is to provide a cooling air flow that is distributed as evenly as possible at the air outlet, in order to minimize an undesired temperature spread of the electronic components.
Im Einzelnen wird vorgeschlagen, dass der Lufteinlass derart eingerichtet ist, dass die Lufteinlassrichtung zum Erzeugen eines in Bezug auf die Kammerachse rotatorischen Kühlluftstroms in der Verteilerkammer zumindest teilweise, vorzugsweise überwiegend, in einer zur Kammerachse senkrechten Ebene ver- läuft und dass der Lufteinlass in Bezug auf die Kammerachse beabstandet zum Luftauslass angeordnet ist. Specifically, it is proposed that the air inlet is set up in such a way that the air inlet direction for generating a cooling air flow in the distribution chamber that is rotatory with respect to the chamber axis is at least partially, preferably predominantly, in a plane perpendicular to the chamber axis. running and that the air inlet is arranged at a distance from the air outlet with respect to the chamber axis.
Durch die Ausrichtung der Lufteinlassrichtung zumindest teilweise in einer zur Kammerachse senkrechten Ebene und die umfangsseitige Anordnung der äußeren Luftleitfläche wird die in die Verteilerkammer eingelassene Kühlluft in eine um die Kammerachse umlaufende, rotatorische Bewegung gebracht. Aufgrund des axialen Abstands zwischen Lufteinlass und Luftauslass strömt die Kühlluft insbesondere in einem zum Luftauslass gerichteten Wirbel, wodurch eine besonders gleichmäßige Anströmung des Luftaustritts und damit der elektrischen Bauteile erreicht wird. Es wird davon ausgegangen, dass die vorschlagsgemäße Ausgestaltung der Verteilerkammer nach Art eines Zyklons zur Bildung eines sich entlang der Kammerachse fortpflanzenden rotatorischen Kühlluftstroms führt, wobei hierüber ein effektiver Strömungsausgleich und letztlich eine gleichmäßig verteilte Kühlleistung am Luftauslass erreicht wird. Gleichzeitig wird der Strömungswiderstand in der Verteilerkammer gering gehalten. The alignment of the air inlet direction at least partially in a plane perpendicular to the chamber axis and the peripheral arrangement of the outer air guiding surface causes the cooling air admitted into the distribution chamber to rotate about the chamber axis. Due to the axial distance between the air inlet and the air outlet, the cooling air flows in particular in a vortex directed towards the air outlet, as a result of which a particularly uniform flow of the air outlet and thus the electrical components is achieved. It is assumed that the proposed design of the distribution chamber in the manner of a cyclone leads to the formation of a rotating cooling air flow propagating along the chamber axis, with an effective flow compensation and ultimately a uniformly distributed cooling capacity at the air outlet being achieved. At the same time, the flow resistance in the distribution chamber is kept low.
Mit der vorschlagsgemäßen Lösung wird somit davon abgekommen, den Kühlluftstrom unmittelbar entlang der Kammerachse auf den Luftauslass und die elektronischen Bauteile zu richten, da eine solche Anordnung eine ungleichmäßige Kühlleistung verursachen kann. Vielmehr wird vorschlagsgemäß über die Lufteinlassrichtung abseits der Richtung der Kammerachse und den rotatorischen Kühlluftstrom in der Verteilerkammer eine indirekte, hiermit jedoch gleichmäßigere und effektivere, Kühlung der elektronischen Bauteile erreicht. The proposed solution thus moves away from directing the cooling air flow directly along the chamber axis onto the air outlet and the electronic components, since such an arrangement can cause an uneven cooling performance. Instead, according to the proposal, an indirect, but hereby more uniform and more effective, cooling of the electronic components is achieved via the air inlet direction away from the direction of the chamber axis and the rotary cooling air flow in the distribution chamber.
In der bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 ist der Lufteinlass derart eingerichtet, dass die Lufteinlassrichtung zumindest teilweise, vorzugsweise überwiegend, in einer Tangentialrichtung zur Kammerachse verläuft, wodurch der Effekt eines in der Verteilerkammer umlaufenden Kühlluftstroms weiter verstärkt wird. In the preferred embodiment according to claim 2, the air inlet is set up in such a way that the air inlet direction runs at least partially, preferably predominantly, in a tangential direction to the chamber axis, whereby the effect of a cooling air flow circulating in the distribution chamber is further intensified.
Zur effektiven Ausbildung des um laufenden Kühlluftstroms trägt weiter die bevorzugte Ausgestaltung gemäß Anspruch 3 bei, wonach die äußere Luftleitfläche eine geschlossene Ringform um die Richtung der Kammerachse bildet. Ist die äußere Luftleitfläche mit einem kreisförmigen Querschnitt in einer zur Kammerachse senkrechten Ebene ausgestattet, kann hierbei ein besonders geringer Strömungswiderstand erreicht werden. Besonders bevorzugt ist zudem, dass die äußere Luftleitfläche in Bezug auf die Kammerachse vom Lufteinlass zum Luftauslass zumindest abschnittsweise mit einem sich aufweitenden Querschnitt ausgestaltet ist. Hierdurch vergrößert sich das für den umlaufenden Kühlluftstrom verfügbare Volumen in der Verteilerkammer, sodass ein weiterer Ausgleich der Strömungsverteilung stattfindet. Vorzugsweise weist die äußere Luftleitfläche hierbei zumindest abschnittsweise eine Kegelstumpfform um die Kammerachse auf. The preferred embodiment according to claim 3 further contributes to the effective formation of the circulating flow of cooling air, according to which the outer air-guiding surface forms a closed annular shape around the direction of the chamber axis. Is the outer air duct with a circular cross-section in a to Equipped chamber axis vertical level, a particularly low flow resistance can be achieved. It is also particularly preferred that the outer air-guiding surface is configured with a widening cross-section, at least in sections, in relation to the chamber axis from the air inlet to the air outlet. This increases the volume available in the distribution chamber for the circulating flow of cooling air, so that the flow distribution is further balanced. In this case, the outer air guiding surface preferably has, at least in sections, a truncated cone shape around the axis of the chamber.
Eine zusätzliche Begrenzungsfläche der Verteilerkammer nach der Ausgestaltung gemäß Anspruch 4 stellt eine besonders einfache und effektive Maßnahme dafür dar, den zum Luftauslass gerichteten Kühlluftstrom zu bewirken. Ist der Lufteinlass benachbart zur Begrenzungsfläche angeordnet, kann der für die Verteilerkammer verfügbare Raum optimal für den Ausgleich der Strömungsverteilung genutzt werden. An additional boundary surface of the distributor chamber according to the embodiment according to claim 4 represents a particularly simple and effective measure for effecting the flow of cooling air directed towards the air outlet. If the air inlet is arranged adjacent to the boundary surface, the space available for the distribution chamber can be optimally used to balance the flow distribution.
In der weiteren, ebenfalls bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 5 weist die Verteilerkammer eine innere Luftleitfläche auf, welche zumindest teilweise von der äußeren Luftleitfläche umschlossen ist. Einerseits kann hiermit die Form der Verteilerkammer weiter optimiert werden. Andererseits kann über die innere Luftleitfläche auch ein Durchgang durch die Verteilerkammer geschaffen werden, welcher beispielsweise zur Versorgung und Anbindung, etwa als Kabelzuführung, der elektronischen Bauteile genutzt wird. In the further, likewise preferred embodiment according to claim 5, the distributor chamber has an inner air-guiding surface which is at least partially surrounded by the outer air-guiding surface. On the one hand, the shape of the distributor chamber can be further optimized in this way. On the other hand, a passage through the distribution chamber can also be created via the inner air guiding surface, which passage is used, for example, for supplying and connecting, for example as a cable feed, for the electronic components.
Ist nach der Ausgestaltung gemäß Anspruch 6 der Lufteinlass rohrförmig ausgestaltet, kann die Lufteinlassrichtung auf besonders einfache Weise durch die Erstreckungsrichtung der Rohrform des Lufteinlasses vorgegeben werden. If, according to the embodiment according to claim 6, the air inlet is tubular, the air inlet direction can be specified in a particularly simple manner by the extension direction of the tubular shape of the air inlet.
Vorzugsweise weist der Luftauslass gemäß Anspruch 7 eine Mehrzahl von Austrittsöffnungen für die Verteilerkammer auf, wodurch der in der Verteilerkammer erzeugte Kühlluftstrom vorteilhaft genutzt wird. Die Austrittsöffnungen können in einer endseitig an der Verteilerkammer angeordneten Austrittsfläche vorgesehen sein, wodurch sich wiederum ein besonders kompakter Aufbau der Verteilkammer ergibt. Die Austrittsfläche kann sich in weiteren Ausgestaltungen auch an die äußere Luftleitfläche und/oder die innere Luftleitfläche anschließen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Luftkühlungsanordnung mit Austrittsöffnungen sind Gegenstand des Anspruchs 8. Eine weitere Optimierung der Kühlung ergibt sich insbesondere über Austrittsleitflächen für die Austrittsöffnungen. According to claim 7, the air outlet preferably has a plurality of outlet openings for the distribution chamber, as a result of which the flow of cooling air generated in the distribution chamber is advantageously used. The outlet openings can be provided in an outlet surface arranged at the end of the distribution chamber, which in turn results in a particularly compact construction of the distribution chamber. In further configurations, the exit surface can also adjoin the outer air-guiding surface and/or the inner air-guiding surface. Further advantageous configurations of the air cooling arrangement with outlet openings are the subject matter of claim 8. A further optimization of the cooling results in particular via outlet guiding surfaces for the outlet openings.
Die vorschlagsgemäße Luftkühlungsanordnung kann besonders vorteilhaft in einer Modulbauweise genutzt werden. In der bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 9 sind mehrere Luftverteileranordnungen vorgesehen, wobei weiter mindestens eine Zuleitungsverteileranordnung entlang des Kühlluftstroms zwischen der Lüfteranordnung und den mehreren Luftverteileranordnungen angeordnet ist. Die Zuleitungsverteileranordnung kann hierbei eine besonders effektive Versorgung der Luftverteileranordnungen auf Grundlage des über die Lüfteranordnung bereitgestellten Kühlluftstroms bewirken. Die Zuleitungsverteileranordnung kann ebenfalls eine Verteilkammer aufweisen, welche nach dem für die Luftverteileranordnung bereits angesprochenen Prinzip arbeitet. The proposed air cooling arrangement can be used particularly advantageously in a modular design. In the preferred embodiment according to claim 9, a plurality of air distributor assemblies are provided, wherein further at least one supply manifold assembly is arranged along the cooling air flow between the fan assembly and the plurality of air distributor assemblies. In this case, the supply line distributor arrangement can bring about a particularly effective supply of the air distributor arrangements on the basis of the cooling air flow provided via the fan arrangement. The supply line distributor arrangement can also have a distribution chamber which works according to the principle already mentioned for the air distributor arrangement.
Gemäß Anspruch 10 ist zudem eine Aufnahme für die elektronischen Bauteile vorgesehen, wobei die innere Luftleitfläche auch als Halteelement für die elektronischen Bauteile eingerichtet sein kann, um einen kompakten Aufbau der Luftkühlungsanordnung zu erreichen. According to claim 10, a receptacle for the electronic components is also provided, with the inner air-guiding surface also being able to be set up as a holding element for the electronic components, in order to achieve a compact construction of the air-cooling arrangement.
Anspruch 11 betrifft eine nach dem Luftauslass, und insbesondere nach der Aufnahme für die elektronischen Bauteile, angeordnete Luftableitfläche zu Optimierung des Abluftstroms, wobei die Luftableitfläche gleichzeitig als Halterung für mindestens eine weitere Luftverteileranordnung dienen kann. Claim 11 relates to an air deflection surface arranged after the air outlet, and in particular after the receptacle for the electronic components, to optimize the exhaust air flow, wherein the air deflection surface can also serve as a holder for at least one further air distributor arrangement.
Zur Anpassung des Betriebs der vorschlagsgemäßen Luftkühlungsanordnung an verschiedene Umgebungsbedingungen kann die Lüfteranordnung gemäß Anspruch 12 eine klimatechnische Vorrichtung für den Kühlluftstrom aufweisen. In order to adapt the operation of the proposed air-cooling arrangement to different ambient conditions, the fan arrangement can have an air-conditioning device for the flow of cooling air according to claim 12 .
Gemäß Anspruch 13 ist vorgesehen, dass die Luftkühlungsanordnung einen Abwärmeverwerter für die Abluft der Luftverteileranordnung aufweist, wodurch die mit dem Betrieb der elektronischen Bauteile entstehende Abwärme vorteilhaft genutzt wird. Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 1 , der eigenständige Bedeutung zukommt, wird ein elektronisches System aufweisend elektronische Bauteile, und eine vorschlagsgemäße Luftkühlungsanordnung zum Kühlen der elektronischen Bauteile, als solches beansprucht. Die elektronischen Bauteile sind vorzugsweise in Richtung der Kammerachse entlang des Kühlluftstroms nach dem Luftauslass angeordnet, um eine besonders effektive Kühlung zu gewährleisten. Auf alle Ausführungen zur vorschlagsgemäßen Luftkühlungsanordnung darf verwiesen werden. According to claim 13, it is provided that the air cooling arrangement has a waste heat recycler for the exhaust air from the air distributor arrangement, as a result of which the waste heat produced with the operation of the electronic components is advantageously used. According to a further teaching according to claim 1, which is of independent importance, an electronic system having electronic components and a proposed air cooling arrangement for cooling the electronic components is claimed as such. The electronic components are preferably arranged in the direction of the chamber axis along the flow of cooling air after the air outlet in order to ensure particularly effective cooling. Reference may be made to all statements on the proposed air cooling arrangement.
In der besonders bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 15 sind die elektronischen Bauteile und die Luftkühlungsanordnung in einem Gehäuse eingehaust. Das Gehäuse erlaubt hierbei den Betrieb des elektronischen Systems im Freien. Handelt es sich ferner bei dem Gehäuse um ein Containergehäuse, kann die bereits angesprochene Modularität auch mit dem elektronischen System weiter genutzt werden. In the particularly preferred embodiment according to claim 15, the electronic components and the air cooling arrangement are housed in a housing. The housing allows the electronic system to be operated outdoors. Furthermore, if the housing is a container housing, the modularity already mentioned can also continue to be used with the electronic system.
Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 16, der ebenfalls eigenständige Bedeutung zukommt, wird ein Verfahren zum Kühlen von elektronischen Bauteilen als solches beansprucht. Mittels des Lufteinlasses wird ein in Bezug auf die Kammerachse rotatorischer Kühlluftstrom in der Verteilerkammer mit einer zumindest teilweise in einer zur Kammerachse senkrechten Ebene verlaufenden Lufteinlassrichtung erzeugt. Der Lufteinlass ist in Bezug auf die Kammerachse beabstandet zum Luftauslass angeordnet ist. Auch insofern darf auf alle Ausführungen zur vorschlagsgemäßen Luftkühlungsanordnung und zum vorschlagsgemäßen elektronischen System verwiesen werden. According to a further teaching according to claim 16, which is also of independent importance, a method for cooling electronic components as such is claimed. By means of the air inlet, a cooling air flow that rotates in relation to the chamber axis is generated in the distribution chamber with an air inlet direction running at least partially in a plane perpendicular to the chamber axis. The air inlet is arranged at a distance from the air outlet with respect to the chamber axis. In this respect, too, reference may be made to all statements relating to the proposed air cooling arrangement and to the proposed electronic system.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt The invention is explained in more detail below with reference to a drawing that merely shows an exemplary embodiment. In the drawing shows
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines vorschlagsgemäßen elektronischen Systems mit einer vorschlagsgemäßen Luftkühlungsanordnung, 1 shows a perspective view of a proposed electronic system with a proposed air cooling arrangement,
Fig. 2 a) in einer Seitenansicht sowie b), c) in verschiedenen Schnittdarstellungen die vorschlagsgemäße Luftkühlungsanordnung aus Fig. 1 , Fig. 3 schematische Diagramme des Kühlluftstroms in der vorschlagsgemäßen Luftkühlungsanordnung gemäß Fig. 1 und 2, und Fig. 2 a) in a side view and b), c) in various sectional views, the proposed air cooling arrangement from Fig. 1, 3 schematic diagrams of the cooling air flow in the proposed air cooling arrangement according to FIGS. 1 and 2, and
Fig. 4 a) eine Schnittdarstellung eines weiteren, ebenfalls vorschlagsgemäßen elektronischen Systems und b) eine perspektivische Detailansicht des Systems aus Fig. 4a). 4 a) a sectional view of a further electronic system that is also proposed, and b) a perspective detailed view of the system from FIG. 4a).
Die vorschlagsgemäße Luftkühlungsanordnung 1 dient zum Kühlen von elektronischen Bauteilen und insbesondere zum Kühlen einer Prozessoranordnung. Unter einer Prozessoranordnung wird insbesondere eine Zusammenstellung von Prozessoren, etwa in eingebetteten Systemen, verstanden, wobei neben dem Prozessor weitere elektronische Komponenten wie Speicher, Schnittstellen oder dergleichen ebenfalls der Prozessoranordnung zugeordnet sein können. Die Prozessoranordnung kann hierbei vorzugsweise Grafikkarten aufweisen, wobei ergänzend auch auf die einleitenden Ausführungen verwiesen werden darf. Allgemein kann es sich bei den elektronischen Bauteilen auch um andere Bauteile mit Kühlbedarf handeln, etwa um Leistungselektronik, elektronische Antriebe oder dergleichen. The proposed air cooling arrangement 1 serves to cool electronic components and in particular to cool a processor arrangement. A processor arrangement is understood in particular as a combination of processors, for example in embedded systems, in which case further electronic components such as memories, interfaces or the like can also be assigned to the processor arrangement in addition to the processor. In this case, the processor arrangement can preferably have graphics cards, in which case reference may also be made to the introductory statements. In general, the electronic components can also be other components that require cooling, such as power electronics, electronic drives or the like.
Die Luftkühlungsanordnung 1 ist mit einer in Fig. 4 gezeigten Lüfteranordnung 2 zur Bereitstellung eines Kühlluftstroms ausgestattet. Die Lüfteranordnung 2 weist hier und vorzugsweise eine Strömungsmaschine, weiter vorzugsweise einen Ventilator, insbesondere einen Axialventilator, Radialventilator, Kompressor oder dergleichen auf, um einen gerichteten Kühlluftstrom zu erzeugen. The air cooling arrangement 1 is equipped with a fan arrangement 2 shown in FIG. 4 for providing a flow of cooling air. Here, the fan arrangement 2 preferably has a flow machine, more preferably a fan, in particular an axial fan, radial fan, compressor or the like, in order to generate a directed flow of cooling air.
Wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, ist die Luftkühlungsanordnung 1 weiter mit mindestens einer Luftverteileranordnung 3 ausgestattet, welche eine Verteilerkammer 4 mit einem Lufteinlass 5, einer äußeren Luftleitfläche 6 und einem Luftauslass 7 aufweist. As can be seen in particular from FIG. 2 , the air cooling arrangement 1 is also equipped with at least one air distribution arrangement 3 which has a distribution chamber 4 with an air inlet 5 , an outer air guiding surface 6 and an air outlet 7 .
Der Lufteinlass 5 ist zur Zuleitung des Kühlluftstroms in die Verteilerkammer 4 mit einer Lufteinlassrichtung E eingerichtet. Hierbei wird der von der bereits angesprochenen Lüfteranordnung 2 bereitgestellte Kühlluftstrom über den Lufteinlass 5 in die Verteilerkammer 4 geleitet. Unter der Lufteinlassrichtung E ist die Vorzugsbewegungsrichtung der in die Verteilerkammer 4 am Lufteinlass 5 ein- tretenden Kühlluft zu verstehen. Bei einer Strömungsverteilung am Lufteinlass 5 kann die Lufteinlassrichtung E auch eine räumliche Mittelung der laminaren Strömungsrichtungen am Lufteinlass 5 repräsentieren. The air inlet 5 is set up with an air inlet direction E for feeding the cooling air flow into the distribution chamber 4 . In this case, the flow of cooling air provided by the already mentioned fan arrangement 2 is conducted via the air inlet 5 into the distribution chamber 4 . Air inlet direction E is the preferred direction of movement of the air inlet 5 entering distribution chamber 4. to understand the cooling air that enters. In the case of a flow distribution at the air inlet 5 , the air inlet direction E can also represent a spatial averaging of the laminar flow directions at the air inlet 5 .
Die äußere Luftleitfläche 6 ist umfangsseitig um eine geometrische Kammerachse A der Verteilerkammer 4 angeordnet. Bei der Kammerachse A handelt es sich vorzugsweise, jedoch nicht zwingend, um eine Symmetrieachse der Verteilerkammer 4. Wie aus der nachfolgenden Beschreibung noch hervorgeht, entspricht die Richtung der Kammerachse A hier zumindest näherungsweise auch der Abfolge von Lufteinlass 5, Luftauslass 6 und der elektronischen Bauteile entlang des Kühlluftstroms in der Luftverteileranordnung 3. The outer air guiding surface 6 is arranged circumferentially around a geometric chamber axis A of the distribution chamber 4 . The chamber axis A is preferably, but not necessarily, an axis of symmetry of the distribution chamber 4. As can also be seen from the following description, the direction of the chamber axis A here also corresponds at least approximately to the sequence of air inlet 5, air outlet 6 and the electronic components along the flow of cooling air in the air distributor arrangement 3.
Der Luftauslass 7 ist zum Versorgen der elektronischen Bauteile mit aus der Verteilerkammer 4 austretender Kühlluft eingerichtet. Hier und vorzugsweise ist die Verteilerkammer 4 - mit Ausnahme des Lufteinlasses 5 und des Luftauslasses 7 - als abgeschlossener Raum ausgebildet, so dass die durch den Lufteinlass 5 einströmende Kühlluft die Verteilerkammer 4 wieder über den Luftauslass 7 verlässt. The air outlet 7 is set up to supply the electronic components with cooling air emerging from the distribution chamber 4 . Here and preferably the distribution chamber 4 - with the exception of the air inlet 5 and the air outlet 7 - is designed as a closed space, so that the cooling air flowing in through the air inlet 5 leaves the distribution chamber 4 again via the air outlet 7 .
Wesentlich ist nun, dass der Lufteinlass 5 derart eingerichtet ist, dass die Lufteinlassrichtung E zum Erzeugen eines in Bezug auf die Kammerachse A rotatorischen Kühlluftstroms in der Verteilerkammer 4 zumindest teilweise, vorzugsweise überwiegend, in einer zur Kammerachse A senkrechten Ebene verläuft und dass der Lufteinlass 5 in Bezug auf die Kammerachse A beabstandet zum Luftauslass 7 angeordnet ist. It is now essential that the air inlet 5 is set up in such a way that the air inlet direction E runs at least partially, preferably predominantly, in a plane perpendicular to the chamber axis A in order to generate a cooling air flow in relation to the chamber axis A that is rotatory in relation to the chamber axis A, and that the air inlet 5 is arranged at a distance from the air outlet 7 with respect to the chamber axis A.
Zumindest eine Komponente der Lufteinlassrichtung E verläuft somit in einer zur Kammerachse A senkrechten Ebene. Vorzugsweise ist es so, dass die Lufteinlassrichtung E überwiegend in einer zur Kammerachse A senkrechten Ebene verläuft, womit die größte Komponente der Lufteinlassrichtung E in einer zur Kammerachse A senkrechten Ebene verläuft. In Fig. 2c) ist hierzu beispielhaft eine (gedachte) Ebene S senkrecht zur Kammerachse A gezeigt. Mit der Beab- standung in Bezug der Kammerachse A zwischen Lufteinlass 5 und Luftauslass 7 ist gemeint, dass die Projektion von Lufteinlass 5 und Luftauslass 7 auf die Kammerachse A, insbesondere der geometrische Mittelpunkt der jeweiligen Projektion, einen Abstand in Richtung der Kammerachse A zueinander aufweisen. At least one component of the air inlet direction E thus runs in a plane perpendicular to the axis A of the chamber. It is preferably the case that the air inlet direction E runs predominantly in a plane perpendicular to the chamber axis A, with the largest component of the air inlet direction E running in a plane perpendicular to the chamber axis A. An (imaginary) plane S perpendicular to the chamber axis A is shown as an example in FIG. With the spacing in relation to the chamber axis A between air inlet 5 and air outlet 7 is meant that the projection of air inlet 5 and air outlet 7 on the chamber axis A, in particular the geometric center of the respective Projection, have a distance in the direction of the chamber axis A to each other.
Die prinzipielle Wirkungsweise der Luftverteileranordnung 3 ist schematisch in Fig. 3 dargestellt. In Fig. 3a) sind hierzu beispielhafte Trajektorien der Kühlluft gezeigt. Mit dem Einströmen am Lufteinlass 5 mit der Lufteinlassrichtung E und der um laufenden äußeren Luftleitfläche 6 wird die Kühlluft in eine um die Kammerachse A umlaufende Bahn gezwungen, sodass ein in Bezug auf die Kammerachse A rotatorischer Kühlluftstrom in der Verteilerkammer 4 entsteht. Aufgrund der axialen Beabstandung von Lufteinlass 5 und Luftauslass 7 ist der rotatorische Kühlluftstrom zudem in Richtung der Kammerachse A gerichtet und erstreckt sich vorzugsweise bis zum Luftauslass 7. In Fig. 3b) ist weiter eine Strömungsverteilung der Kühlluft schematisch dargestellt, welche im Bereich des Lufteinlasses 5 zunächst ungleichmäßig ist und hier ein Maximum im Bereich der äußeren Luftleitfläche 6 aufweist. Durch die vorschlagsgemäße Ausgestaltung der Verteilerkammer 4 und das Erzeugen des rotatorischen Kühlluftstroms wird die Strömungsverteilung der Kühl lüft jedoch bis zum Erreichen des Luftauslasses 7 weitgehend ausgeglichen. The principle of operation of the air distributor arrangement 3 is shown schematically in FIG. In Fig. 3a) exemplary trajectories of the cooling air are shown. With the inflow at the air inlet 5 with the air inlet direction E and the surrounding outer air guide surface 6, the cooling air is forced into a path circulating around the chamber axis A, so that a cooling air flow that rotates with respect to the chamber axis A is created in the distribution chamber 4. Due to the axial distance between air inlet 5 and air outlet 7, the rotational flow of cooling air is also directed in the direction of chamber axis A and preferably extends to air outlet 7. In Fig. 3b), a flow distribution of the cooling air is also shown schematically, which is in the area of air inlet 5 is initially uneven and has a maximum in the area of the outer air-guiding surface 6. Due to the proposed design of the distribution chamber 4 and the generation of the rotary cooling air flow, the flow distribution of the cooling air is largely balanced until it reaches the air outlet 7 .
Hier und gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist der Lufteinlass 5 derart eingerichtet ist, dass die Lufteinlassrichtung E zumindest teilweise, hier und vorzugsweise überwiegend, in einer Tangentialrichtung zur Kammerachse A verläuft. Mit „Tangentialrichtung“ ist hierbei eine Tangente zu einem Kreis einer zur Kammerachse A senkrechten Ebene S mit dem Schnittpunkt der Ebene S zur Kammerachse A als Mittelpunkt gemeint. Insbesondere verläuft die Lufteinlassrichtung E - abgesehen von unvermeidbaren Abweichungen - vollständig entlang der Tangentialrichtung. Here and according to a particularly preferred embodiment, the air inlet 5 is set up in such a way that the air inlet direction E runs at least partially, here and preferably predominantly, in a tangential direction to the chamber axis A. “Tangential direction” here means a tangent to a circle of a plane S perpendicular to the chamber axis A with the intersection point of the plane S to the chamber axis A as the center point. In particular, the air inlet direction E runs—apart from unavoidable deviations—completely along the tangential direction.
Hier und vorzugsweise bildet die äußere Luftleitfläche 6 eine geschlossene Ringform um die Kammerachse A, welche wie in Fig. 2 dargestellt insbesondere einen kreisförmigen Querschnitt in einer zur Kammerachse A senkrechten Ebene S aufweist. Zudem ist die äußere Luftleitfläche 6 in Richtung der Kammerachse A vom Lufteinlass zum Luftauslass zumindest abschnittsweise, hier und vorzugsweise vom Lufteinlass 5 zum Luftauslass 7 insgesamt mit einem sich aufweitenden Querschnitt ausgestaltet. Die äußere Luftleitfläche 6 kann hierzu prinzipiell beliebige, für den jeweiligen Strömungswiderstand vorteilhafte Ausgestaltungen, beispielsweise eine Bogenform, Polygonform oder dergleichen aufweisen. Wie aus Fig. 2 weiter zu erkennen ist, weist die äußere Luftleitfläche 6 hier und vorzugsweise zumindest abschnittsweise eine Kegelstumpfform um die Kammerachse A auf. Ebenfalls kann die äußere Luftleitfläche 6 in Richtung der Kammerachse A vom Lufteinlass zum Luftauslass zumindest abschnittsweise mit einem gleichförmigen Querschnitt ausgestaltet sein. Here, and preferably, the outer air guiding surface 6 forms a closed ring shape around the chamber axis A, which, as shown in FIG. In addition, the outer air guiding surface 6 is designed with a widening cross section in the direction of the chamber axis A from the air inlet to the air outlet at least in sections, here and preferably from the air inlet 5 to the air outlet 7 overall. For this purpose, the outer air-guiding surface 6 can in principle be of any type that is advantageous for the respective flow resistance Have configurations, for example an arc shape, polygon shape or the like. As can also be seen from FIG. 2, the outer air-guiding surface 6 here, and preferably at least in sections, has the shape of a truncated cone around the axis A of the chamber. The outer air guiding surface 6 can also be designed with a uniform cross section, at least in sections, in the direction of the chamber axis A from the air inlet to the air outlet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die Verteilerkammer eine Begrenzungsfläche 8 auf, welche dem Luftauslass 7 in Bezug auf die Kammerachse A endseitig gegenüberliegend angeordnet ist. In der in Fig. 2 gezeigten und insoweit bevorzugten Ausgestaltung handelt es sich bei der Begrenzungsfläche 8 um einen ebenen Abschluss der Verteilerkammer 4, welcher auch als Grundfläche zum Halten der Luftverteileranordnung 3 dienen kann. Hier und vorzugsweise ist der Lufteinlass 5 benachbart zur BegrenzungsflächeAccording to a further preferred embodiment, the distributor chamber has a boundary surface 8 which is arranged opposite the end of the air outlet 7 in relation to the chamber axis A. In the embodiment shown in FIG. 2, which is preferred in this respect, the boundary surface 8 is a flat closure of the distributor chamber 4, which can also serve as a base surface for holding the air distributor arrangement 3. Here and preferably the air inlet 5 is adjacent to the boundary surface
8 angeordnet. 8 arranged.
Gemäß der in Fig. 2 dargestellten und insoweit bevorzugten Ausgestaltung weist die Verteilerkammer 4 eine innere Luftleitfläche 9 auf, welche zumindest teilweise, hier vollständig, von der äußeren Luftleitfläche 6 umschlossen ist. Die innere Luftleitfläche 9 bildet eine geschlossene Ringform um die Kammerachse A, insbesondere mit einem kreisförmigen Querschnitt um die Richtung der Kammerachse A. Hier und vorzugsweise ist es so, dass die innere LuftleitflächeAccording to the embodiment shown in FIG. 2 and preferred in this respect, the distribution chamber 4 has an inner air-guiding surface 9 which is at least partially, here completely, surrounded by the outer air-guiding surface 6 . The inner air guiding surface 9 forms a closed ring shape around the chamber axis A, in particular with a circular cross-section around the direction of the chamber axis A. Here and preferably it is so that the inner air guiding surface
9 zumindest abschnittsweise eine Zylinderform um die Richtung der Kammerachse A aufweist. 9 has a cylindrical shape around the direction of the chamber axis A, at least in sections.
Der Lufteinlass 5 kann rohrförmig ausgestaltet sein. Die Erstreckungsrichtung der Rohrform des Lufteinlasses 5 gibt näherungsweise die Lufteinlassrichtung E vor und verläuft hier, wie auch aus Fig. 2 zu erkennen ist, vorzugsweise überwiegend in einer Tangentialrichtung zur Kammerachse A. Die Rohrform ist vorzugsweise zylindrisch und wird beispielsweise über einen Zuleitungsschlauch oder ein Zuleitungsrohr gebildet, welcher bzw. welches an die Verteilerkammer 4 herangeführt ist. Der Lufteinlass 5 kann wie in Fig. 2 gezeigt an einer Ausnehmung der äußeren Luftleitfläche 6 angeordnet sein, wobei die Ausnehmung vorzugsweise an die Begrenzungsfläche 8 angrenzt. Der Luftauslass 7 weist hier und vorzugsweise eine Mehrzahl von Austrittsöffnungen 10 für die Verteilerkammer 4 auf. In der in Fig. 2 dargestellten Ausgestaltung der vorschlagsgemäßen Luftkühlungsanordnung 1 sind die Austrittsöffnungen 10 in einer in Bezug auf die Kammerachse A endseitig an der Verteilerkammer 4 angeordneten Austrittsfläche 11 vorgesehen. Die Austrittsfläche 11 liegt hier der Begrenzungsfläche 8 in Bezug auf die Kammerachse A endseitig gegenüber. Gemäß nicht dargestellten Ausgestaltungen können die Austrittsöffnungen 10 auch in einer sich in Richtung der Kammerachse A an die äußere Luftleitfläche 6 und/oder die innere Luftleitfläche 8 anschließenden, umfangsseitig zur Kammerachse A angeordneten, Austrittsfläche vorgesehen sein. The air inlet 5 can be of tubular design. The direction in which the tubular shape of the air inlet 5 extends approximates the air inlet direction E and runs here, as can also be seen from Fig. 2, preferably predominantly in a tangential direction to the chamber axis A. The tubular shape is preferably cylindrical and is connected, for example, via a supply hose or a supply pipe formed, which or which is brought up to the distribution chamber 4. As shown in FIG. 2 , the air inlet 5 can be arranged on a recess in the outer air guiding surface 6 , the recess preferably adjoining the boundary surface 8 . Here, the air outlet 7 preferably has a plurality of outlet openings 10 for the distribution chamber 4 . In the embodiment of the proposed air cooling arrangement 1 shown in FIG. 2, the outlet openings 10 are provided in an outlet surface 11 arranged at the end of the distributor chamber 4 with respect to the chamber axis A. The exit surface 11 is located here at the end opposite the boundary surface 8 in relation to the chamber axis A. According to configurations that are not shown, the outlet openings 10 can also be provided in an outlet surface that adjoins the outer air guiding surface 6 and/or the inner air guiding surface 8 in the direction of the chamber axis A and is arranged circumferentially to the chamber axis A.
Die Austrittsöffnungen 10 können insbesondere als Austrittsbohrungen und/oder als Austrittsschlitze ausgebildet sein. Hier und vorzugsweise sind Austrittsschlitze vorgesehen, welche eine zur Richtung der Kammerachse A radial verlaufende Erstreckungsrichtung aufweisen, wodurch eine besonders gleichmäßige Kühlung durch die Austrittsöffnungen 10 erreicht wird. Ebenfalls ist es gemäß einer nicht dargestellten Ausgestaltung denkbar, dass die Erstreckungsrichtungen tangential und/oder axial zur Richtung der Kammerachse A verlaufen. Insbesondere ist die Form und Anordnung der Austrittsöffnungen 10 an die für die elektronischen Bauteile vorgesehene Anordnung angepasst und/oder bildet eine gleichmäßige Verteilung über die Austrittsfläche 11 . The outlet openings 10 can in particular be designed as outlet bores and/or as outlet slots. Here, and preferably, outlet slots are provided, which have a direction of extension that runs radially to the direction of the chamber axis A, as a result of which particularly uniform cooling through the outlet openings 10 is achieved. According to an embodiment that is not shown, it is also conceivable that the directions of extension run tangentially and/or axially to the direction of the chamber axis A. In particular, the shape and arrangement of the exit openings 10 is adapted to the arrangement provided for the electronic components and/or forms a uniform distribution over the exit surface 11 .
Gemäß einer weiteren, ebenfalls nicht dargestellten Ausgestaltung weist der Luftauslass 7 zumindest teilweise in Richtung der Kammerachse A verlaufende Austrittsleitflächen für die Austrittsöffnungen 10 auf. Bei den Austrittsleitflächen handelt es sich beispielsweise um gerade, bogenförmige, und/oder schaufelförmige Ausformungen an der Austrittsfläche 11 , welche den Kühlluftstrom am Luftauslass 7 in Richtung der Kammerachse A begünstigen. According to a further configuration, also not shown, the air outlet 7 has outlet guide surfaces for the outlet openings 10 running at least partially in the direction of the chamber axis A. The outlet guide surfaces are, for example, straight, curved, and/or shovel-shaped formations on the outlet surface 11 , which promote the flow of cooling air at the air outlet 7 in the direction of the chamber axis A.
Gemäß einer weiteren, besonders bevorzugten Ausgestaltung weist die vorschlagsgemäße Luftkühlungsanordnung 1 mehrere, insbesondere baugleiche, Luftverteileranordnungen 3 zum Versorgen der elektronischen Bauteile mit aus der jeweiligen Verteilerkammer 4 austretender Kühlluft auf. Wie in Fig. 4a) dargestellt, ist mindestens eine Zuleitungsverteileranordnung 12 vorgesehen, welche entlang des Kühlluftstroms zwischen der Lüfteranordnung 2 und den mehreren Luftverteileranordnungen 3 angeordnet ist. Die Zuleitungsverteileranord- nung 12 verteilt hierbei die von der Lüfteranordnung 2 bereitgestellte Kühlluft an die Lufteinlässe 5 der Luftverteileranordnungen 3. Folglich können entsprechend den jeweiligen Bauraumanforderungen und abhängig von der Ausgestaltung der elektronischen Bauteile die Luftverteileranordnungen 3 miteinander kombiniert werden, womit die Luftkühlungsanordnung 1 modular erweitert werden kann. Insbesondere ist für mehrere Luftverteileranordnungen 3 weiterhin nur eine Lüfteranordnung 2 vorgesehen. According to a further, particularly preferred embodiment, the proposed air cooling arrangement 1 has several, in particular identical, air distributor arrangements 3 for supplying the electronic components with cooling air exiting from the respective distributor chamber 4 . As shown in FIG. 4a), at least one supply line distributor arrangement 12 is provided, which is arranged along the cooling air flow between the fan arrangement 2 and the multiple air distributor arrangements 3. The feeder distributor arrangement 12 distributes the cooling air provided by the fan arrangement 2 to the air inlets 5 of the air distributor arrangements 3. Consequently, the air distributor arrangements 3 can be combined with one another in accordance with the respective space requirements and depending on the design of the electronic components, with which the air cooling arrangement 1 can be expanded in a modular manner. In particular, only one fan arrangement 2 is still provided for several air distributor arrangements 3 .
Gemäß der in Fig. 4a) gezeigten und insoweit bevorzugten Ausgestaltung weist die Zuleitungsverteileranordnung 12 eine Verteilerkammer 13 mit einem Lufteinlass 14, einer äußeren Luftleitfläche und einem Luftauslass zum Versorgen der Luftverteileranordnungen 3 auf. Besonders bevorzugt ist hierbei, dass der Lufteinlass 14 der Zuleitungsverteileranordnung 12 derart eingerichtet ist, dass die Lufteinlassrichtung zumindest teilweise, insbesondere überwiegend, in einer zur Kammerachse der Verteilerkammer 13 senkrechten Ebene verläuft und dass der Lufteinlass 14 in Bezug auf die Kammerachse beabstandet zum Luftauslass angeordnet ist. Die Zuleitungsverteileranordnung 12 kann entsprechend auf dem gleichen Prinzip beruhen wie die bereits erläuterte Luftverteileranordnung 3, wobei zur Ausgestaltung der Zuleitungsverteileran-ordnung 12 und insbesondere deren Verteilerkammer 13 insoweit auf alle Ausführungen zur Luftverteileranordnung 3 verwiesen werden darf. According to the embodiment shown in FIG. 4 a ) and in this respect preferred, the supply line distributor arrangement 12 has a distributor chamber 13 with an air inlet 14 , an outer air guiding surface and an air outlet for supplying the air distributor arrangements 3 . It is particularly preferred here that the air inlet 14 of the supply line distributor arrangement 12 is set up in such a way that the air inlet direction runs at least partially, in particular predominantly, in a plane perpendicular to the chamber axis of the distributor chamber 13 and that the air inlet 14 is arranged at a distance from the air outlet in relation to the chamber axis . The supply line distributor arrangement 12 can accordingly be based on the same principle as the air distributor arrangement 3 already explained, whereby reference may be made to all statements relating to the air distributor arrangement 3 for the configuration of the supply line distributor arrangement 12 and in particular its distribution chamber 13 .
Die äußere Luftleitfläche weist hierbei vorzugsweise einen in Bezug auf die Kammerachse näherungsweise rechteckigen Querschnitt auf, sodass die Luftverteileranordnungen 3 beispielsweise wie in Fig. 4a) gezeigt mit einem kompakten Aufbau auf der Verteilerkammer 13 der Zuleitungsverteileranordnung 12 angeordnet werden können. Über die Ausformung und Anordnung kann erreicht werden, dass mit der äußeren Luftleitfläche auch mit dem näherungsweisen rechteckigen Querschnitt eine rotatorische Strömung erreicht wird. Insbesondere weist die äußeren Luftleitfläche hierbei abgerundete Flächen auf, welche auch als Leitbleche in der Verteilerkammer 13 ausgestaltet sein können, womit die Strömungsverhältnisse eines runden Querschnitts näherungsweise nachgebildet werden. The outer air guiding surface preferably has an approximately rectangular cross-section with respect to the chamber axis, so that the air distributor arrangements 3 can be arranged with a compact structure on the distributor chamber 13 of the supply line distributor arrangement 12, for example as shown in FIG. 4a). The shape and arrangement can be used to achieve a rotary flow with the outer air-guiding surface even with the approximately rectangular cross-section. In particular, the outer air-guiding surface here has rounded surfaces, which can also be designed as baffles in the distribution chamber 13, with which the flow conditions of a round cross-section are approximately simulated.
Weiter ist es gemäß einer nicht dargestellten Ausgestaltung denkbar, dass eine Kaskade von Zuleitungsverteileranordnungen vorgesehen ist, wobei in der Kaskade mindestens einer Zuleitungsverteileranordnungen entlang des Kühlluftstroms mehrere Zuleitungsverteileranordnungen nachgeordnet sind, welchen wiederum Luftverteileranordnungen 3 nachgeordnet sind. Entsprechend kann mit einer Lüfteranordnung 2 eine hohe Anzahl an Luftverteileranordnungen 3 versorgt werden. Next, it is conceivable according to an embodiment not shown that a cascade of supply line distributor arrangements is provided, in which Cascade at least one supply manifold assemblies along the cooling air flow are a plurality of supply manifold assemblies downstream, which in turn air distributor assemblies 3 are downstream. Accordingly, a large number of air distributor arrangements 3 can be supplied with one fan arrangement 2 .
Aus Fig. 1 geht weiter hervor, dass die Luftverteileranordnung 3 vorzugsweise eine, hier und weiter vorzugsweise durch eine Gehäusewandung 15 begrenzte, entlang des Kühlluftstroms nach dem Luftauslass 7 angeordnete, Aufnahme 16 für die elektronischen Bauteile aufweist. Gemäß der dargestellten Ausgestaltung weist die Gehäusewandung 15 eine geschlossene Ringform um die Kammerachse A, insbesondere eine Zylinderform um die Kammerachse A auf. Die innere Luftleitfläche 9 kann sich hierbei, wie in Fig. 2 angedeutet, in Richtung der Kammerachse A über den Luftauslass 7 hinaus erstrecken und als Halteelement für die elektronischen Bauteile eingerichtet sein. Der durch die innere Luftleitfläche 9 gebildete, in Richtung der Kammerachse A verlaufende Durchgang durch die Verteilerkammer 4 kann insbesondere zur Anbindung und Versorgung der elektronischen Bauteile eingerichtet sein. Hier und vorzugsweise weist die Aufnahme 16 zudem einen Abluftauslass 17 auf, welcher beispielsweise etwa analog zu dem bereits erläuterten Luftauslass 7 ausgestaltet ist. Auf alle Ausführungen zum Luftauslass 7 darf insofern verwiesen werden. 1 also shows that the air distributor arrangement 3 preferably has a receptacle 16 for the electronic components, here and more preferably delimited by a housing wall 15 and arranged along the cooling air flow after the air outlet 7 . According to the illustrated embodiment, the housing wall 15 has a closed ring shape around the chamber axis A, in particular a cylindrical shape around the chamber axis A. As indicated in FIG. 2, the inner air guiding surface 9 can extend beyond the air outlet 7 in the direction of the chamber axis A and can be set up as a holding element for the electronic components. The passage formed by the inner air guiding surface 9 and running in the direction of the chamber axis A through the distribution chamber 4 can be set up in particular for connecting and supplying the electronic components. Here and preferably, the receptacle 16 also has an exhaust air outlet 17, which is configured, for example, approximately analogously to the air outlet 7 already explained. In this respect, reference may be made to all statements relating to the air outlet 7 .
Zudem weist die Luftverteileranordnung vorzugsweise eine entlang des Kühlluftstroms nach dem Luftauslass 7, und insbesondere nach der Aufnahme 16 für die elektronischen Bauteile, angeordnete Luftableitfläche 18 auf. Zudem ist die Luftableitfläche 18 vorzugsweise als Halterung für mindestens eine weitere Luftverteileranordnung 3 der Luftkühlungsanordnung 1 vorgesehen. Besonders bevorzugt ist die Luftverteileranordnung 3 stapelbar ausgebildet, wie dies auch weiter anhand von Fig. 4b) verdeutlich ist. Insbesondere sind mehrere Luftverteileranordnungen 3 säulenförmig über die jeweiligen Luftableitflächen 18 aufeinander gestapelt und in vorgegebenen Abständen zueinander angeordnet. Eine solche Anordnung der Luftverteileranordnung 3 lässt sich entsprechend der jeweiligen Anforderungen auf einfache Weise erweitern, wobei gleichzeitig eine effektive Kühlung mit geringer Temperaturspreizung der elektronischen Bauteile gewährleistet wird. Die Lüfteranordnung 2 kann eine klimatechnische Vorrichtung 19 für den Kühlluftstrom aufweisen, welche insbesondere zur Temperierung der Kühlluft eingerichtet ist. Die klimatechnische Vorrichtung 19 kann insofern eine Heizanordung und/oder eine Kältemaschine für den Kühlluftstrom aufweisen. Eine Kältemaschine kann hierbei eine Kompressionskältemaschine, Absorptionskältemaschine, eine adiabatische Verdunstungskühlung oder dergleichen aufweisen. Vorteilhaft ist zudem, dass die Verteilerkammer 4 auch aufgrund des umlaufenden Kühlluftstroms als Abscheider für etwaige in der Kühlluft anfallende Tröpfchen wirken kann. In addition, the air distributor arrangement preferably has an air discharge surface 18 arranged along the cooling air flow after the air outlet 7, and in particular after the receptacle 16 for the electronic components. In addition, the air deflection surface 18 is preferably provided as a holder for at least one further air distributor arrangement 3 of the air cooling arrangement 1 . The air distributor arrangement 3 is particularly preferably designed to be stackable, as is also illustrated further with reference to FIG. 4b). In particular, a plurality of air distributor arrangements 3 are stacked on top of one another in the form of columns over the respective air deflection surfaces 18 and are arranged at predetermined distances from one another. Such an arrangement of the air distributor arrangement 3 can be expanded in a simple manner in accordance with the respective requirements, effective cooling with a low temperature spread of the electronic components being ensured at the same time. The fan arrangement 2 can have an air-conditioning device 19 for the flow of cooling air, which is set up in particular to control the temperature of the cooling air. The air-conditioning device 19 can in this respect have a heating arrangement and/or a refrigerating machine for the flow of cooling air. A refrigeration machine can have a compression refrigeration machine, absorption refrigeration machine, adiabatic evaporative cooling or the like. It is also advantageous that the distribution chamber 4 can also act as a separator for any droplets occurring in the cooling air due to the circulating flow of cooling air.
Gemäß der in Fig. 4a) gezeigten Ausgestaltung ist die klimatechnische Vorrichtung ferner zum Bereitstellen des Kühlluftstroms mit Umluft der Luftverteileranordnungen 3 eingerichtet. Hierbei kann die über die Abwärme aufgeheizte Abluft der Luftverteileranordnungen 3 steuerbar zur Zuluft der Luftkühlungsanordnung 1 beigemischt werden. Die klimatechnische Vorrichtung 19 kann auch der Einstellung der Luftfeuchtigkeit und/oder dem Filtern der Kühlluft dienen. According to the embodiment shown in FIG. 4a), the air-conditioning device is also set up to provide the cooling air flow with circulating air of the air distributor arrangements 3. In this case, the exhaust air from the air distributor arrangements 3 heated by the waste heat can be admixed in a controllable manner to the supply air of the air cooling arrangement 1 . The air-conditioning device 19 can also be used to adjust the air humidity and/or to filter the cooling air.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die Luftkühlungsanordnung 1 einen Abwärmeverwerter 20 für die Abluft der Luftverteileranordnung auf. Beispielsweise kann die Abwärme unmittelbar zum Beheizen von Innenräumen oder dergleichen genutzt werden. Vorzugsweise weist der Abwärmeverwerter 20 einen Wärmetauscher auf. Wird ein Abwärmeverwerter 20 aufweisend einen thermoelektrischen Generator eingesetzt, lässt sich ein Teil der Abwärme wiederum in elektrische Energie umwandeln und kann vorzugsweise zum Betrieb des elektronischen Systems genutzt werden. According to a further preferred embodiment, the air cooling arrangement 1 has a waste heat recycler 20 for the exhaust air from the air distributor arrangement. For example, the waste heat can be used directly to heat interior spaces or the like. The waste heat recycler 20 preferably has a heat exchanger. If a waste heat recycler 20 having a thermoelectric generator is used, part of the waste heat can in turn be converted into electrical energy and can preferably be used to operate the electronic system.
Gemäß einer weiteren Lehre, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird das angesprochene elektronische System als solches beansprucht. Das elektronische System weist elektronische Bauteile, insbesondere eine Prozessoranordnung, und eine vorschlagsgemäße Luftkühlungsanordnung 1 zum Kühlen der elektronischen Bauteile, auf. Die elektronischen Bauteile sind vorzugsweise in Richtung der Kammerachse A entlang des Kühlluftstroms nach dem Luftauslass 7 angeordnet. Besonders vorteilhaft hat sich eine um die Kammerachse A sternförmige Ausrichtung der elektronischen Bauteile erwiesen. Die elektronischen Bauteile sind beispielsweise auf Platinen angeordnet, welche mit einer Erstreckungsrichtung radial zur Kammerachse A angeordnet sind. Zum vor- schlagsgemäßen elektronischen System darf auf alle Ausführungen zur vorschlagsgemäßen Luftkühlungsanordnung 1 verwiesen werden. According to a further teaching, which is of independent importance, the electronic system in question is claimed as such. The electronic system has electronic components, in particular a processor arrangement, and a proposed air cooling arrangement 1 for cooling the electronic components. The electronic components are preferably arranged in the direction of the chamber axis A along the flow of cooling air after the air outlet 7 . A star-shaped alignment of the electronic components around the chamber axis A has proven to be particularly advantageous. The electronic components are arranged, for example, on printed circuit boards, which are arranged with a direction of extension radial to the axis A of the chamber. For the pertinent electronic system may be referred to all statements on the proposed air cooling arrangement 1.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung sind die elektronischen Bauteile und die Luftkühlungsanordnung in einem ein Gehäuse 21 , insbesondere einem Containergehäuse, des elektronischen Systems zum Betrieb des elektronischen Systems im Freien eingehaust. Bei dem Containergehäuse kann es sich beispielsweise um standardisierte Großraumbehälter, wie beispielsweise 20 Fuß- oder 40 Fuß-Seecontainer, handeln, sodass sowohl der Transport des elektronischen Systems erleichtert als die elektronischen Systeme auf einfache Weise kombiniert werden können. Alternativ zu einem Betrieb im Freien ist natürlich auch ein Betrieb im Innenraum denkbar. According to a preferred embodiment, the electronic components and the air cooling arrangement are housed in a housing 21, in particular a container housing, of the electronic system for operating the electronic system outdoors. The container housing can, for example, be a standardized large-capacity container, such as a 20-foot or 40-foot sea container, so that the electronic system can be transported more easily and the electronic systems can be combined in a simple manner. As an alternative to outdoor operation, indoor operation is of course also conceivable.
Gemäß einer weiteren Lehre, der ebenfalls eigenständige Bedeutung zukommt, wird ein Verfahren zum Kühlen von elektronischen Bauteilen, insbesondere einer Prozessoranordnung, mittels einer Luftkühlungsanordnung 1 als solches beansprucht. Die Luftkühlungsanordnung 1 ist mit einer Lüfteranordnung 2, mittels welcher ein Kühlluftstrom bereitgestellt wird, und mit mindestens einer Luftverteileranordnung 3, welche eine Verteilerkammer 4 mit einem Lufteinlass 5, einer äußeren Luftleitfläche 6 und einem Luftauslass 7 aufweist, ausgestattet, wobei mittels des Lufteinlasses 5 der Kühlluftstrom in die Verteilerkammer 4 entlang einer Lufteinlassrichtung E zugeleitet wird, wobei die äußere Luftleitfläche 6 umfangsseitig um eine geometrische Kammerachse A der Verteilerkammer 4 angeordnet ist, und wobei mittels des Luftauslasses 7 die elektronischen Bauteile mit aus der Verteilerkammer 4 austretender Kühlluft versorgt werden. According to a further teaching, which is also of independent importance, a method for cooling electronic components, in particular a processor arrangement, by means of an air cooling arrangement 1 is claimed as such. The air cooling arrangement 1 is equipped with a fan arrangement 2, by means of which a cooling air flow is provided, and with at least one air distribution arrangement 3, which has a distribution chamber 4 with an air inlet 5, an outer air guiding surface 6 and an air outlet 7, with the air inlet 5 being used to Cooling air flow is fed into the distribution chamber 4 along an air inlet direction E, with the outer air guiding surface 6 being arranged circumferentially around a geometric chamber axis A of the distribution chamber 4, and with the electronic components being supplied with cooling air exiting from the distribution chamber 4 by means of the air outlet 7.
Wesentlich ist bei dem vorschlagsgemäßen Verfahren, dass mittels des Lufteinlasses 5 ein in Bezug auf die Kammerachse A rotatorischer Kühlluftstrom in der Verteilerkammer 4 mit einer zumindest teilweise, vorzugsweise überwiegend, in einer zur Kammerachse A senkrechten Ebene verlaufenden Lufteinlassrichtung E erzeugt wird und dass der Lufteinlass 5 in Bezug auf die Kammerachse A beabstandet zum Luftauslass 7 angeordnet ist. Zum vorschlagsgemäßen Verfahren darf auf alle Ausführungen zur vorschlagsgemäßen Luftkühlungsanordnung 1 und zum vorschlagsgemäßen elektronischen System verwiesen werden. What is essential in the proposed method is that the air inlet 5 generates a cooling air flow that rotates in relation to the chamber axis A in the distribution chamber 4 with an air inlet direction E running at least partially, preferably predominantly, in a plane perpendicular to the chamber axis A, and that the air inlet 5 is arranged at a distance from the air outlet 7 with respect to the chamber axis A. With regard to the proposed method, reference may be made to all statements relating to the proposed air cooling arrangement 1 and to the proposed electronic system.

Claims

Patentansprüche patent claims
1. Luftkühlungsanordnung zum Kühlen von elektronischen Bauteilen, insbesondere einer Prozessoranordnung, mit einer Lüfteranordnung (2) zur Bereitstellung eines Kühlluftstroms und mit mindestens einer Luftverteileranordnung (3), welche eine Verteilerkammer (4) mit einem Lufteinlass (5), einer äußeren Luftleitfläche (6) und einem Luftauslass (7) aufweist, wobei der Lufteinlass (5) zur Zuleitung des Kühlluftstroms in die Verteilerkammer (4) entlang einer Lufteinlassrichtung (E) eingerichtet ist, wobei die äußere Luftleitfläche (6) umfangsseitig um eine geometrische Kammerachse (A) der Verteilerkammer (4) angeordnet ist, und wobei der Luftauslass (7) zum Versorgen der elektronischen Bauteile mit aus der Verteilerkammer (4) austretender Kühlluft eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Lufteinlass (5) derart eingerichtet ist, dass die Lufteinlassrichtung (E) zum Erzeugen eines in Bezug auf die Kammerachse (A) rotatorischen Kühlluftstroms in der Verteilerkammer (4) zumindest teilweise, vorzugsweise überwiegend, in einer zur Kammerachse (A) senkrechten Ebene verläuft und dass der Lufteinlass (5) in Bezug auf die Kammerachse (A) beabstandet zum Luftauslass (7) angeordnet ist. 1. Air cooling arrangement for cooling electronic components, in particular a processor arrangement, with a fan arrangement (2) for providing a cooling air flow and with at least one air distribution arrangement (3) which has a distribution chamber (4) with an air inlet (5), an outer air guiding surface (6 ) and an air outlet (7), wherein the air inlet (5) is set up to feed the cooling air flow into the distributor chamber (4) along an air inlet direction (E), the outer air guiding surface (6) being arranged circumferentially around a geometric chamber axis (A) of the Distribution chamber (4) is arranged, and wherein the air outlet (7) is set up to supply the electronic components with cooling air exiting from the distribution chamber (4), characterized in that the air inlet (5) is set up in such a way that the air inlet direction (E) for generating a relative to the chamber axis (A) rotational flow of cooling air in the distribution chamber (4) at least partially ise, preferably predominantly, in a plane perpendicular to the chamber axis (A) and that the air inlet (5) is arranged at a distance from the air outlet (7) with respect to the chamber axis (A).
2. Luftkühlungsanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Lufteinlass (5) derart eingerichtet ist, dass die Lufteinlassrichtung (E) zumindest teilweise, vorzugsweise überwiegend, in einer Tangentialrichtung zur Kammerachse (A) verläuft. 2. Air cooling arrangement according to claim 1, characterized in that the air inlet (5) is set up such that the air inlet direction (E) runs at least partially, preferably predominantly, in a tangential direction to the chamber axis (A).
3. Luftkühlungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Luftleitfläche (6) eine geschlossene Ringform um die Kammerachse (A), insbesondere mit einem kreisförmigen Querschnitt in einer zur Kammerachse (A) senkrechten Ebene, bildet, und/oder, dass die äußere Luftleitfläche (6) in Bezug auf die Kammerachse (A) vom Lufteinlass (5) zum Luftauslass (7) zumindest abschnittsweise mit einem sich aufweitenden Querschnitt ausgestaltet ist, vorzugsweise, dass die äußere Luftleitfläche (6) zumindest abschnittsweise eine Kegelstumpfform um die Kammerachse (A) aufweist. 3. Air cooling arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the outer air guiding surface (6) forms a closed ring shape around the chamber axis (A), in particular with a circular cross-section in a plane perpendicular to the chamber axis (A), and/or that the outer air guiding surface (6) is designed at least in sections with a widening cross-section in relation to the chamber axis (A) from the air inlet (5) to the air outlet (7), preferably that the outer air guiding surface (6) at least in sections has a truncated cone shape around the Having chamber axis (A).
4. Luftkühlungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerkammer (4) eine Begrenzungsflä- ehe (8) aufweist, welche dem Luftauslass (7) in Bezug auf die Kammerachse (A) endseitig gegenüberliegend angeordnet ist, vorzugsweise, dass der Lufteinlass (5) benachbart zur Begrenzungsfläche (8) angeordnet ist. 4. Air cooling arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the distribution chamber (4) has a boundary surface before (8), which is arranged opposite the end of the air outlet (7) with respect to the chamber axis (A), preferably that the air inlet (5) is arranged adjacent to the boundary surface (8).
5. Luftkühlungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerkammer (4) eine innere Luftleitfläche (9) aufweist, welche zumindest teilweise von der äußeren Luftleitfläche (6) umschlossen ist, vorzugsweise, dass die innere Luftleitfläche (9) eine geschlossene Ringform um die Kammerachse (A), insbesondere mit einem kreisförmigen Querschnitt in einer zur Kammerachse (A) senkrechten Ebene, bildet, weiter vorzugsweise, dass die innere Luftleitfläche (9) zumindest abschnittsweise eine Zylinderform um die Kammerachse (A) aufweist. 5. Air cooling arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the distribution chamber (4) has an inner air-guiding surface (9) which is at least partially surrounded by the outer air-guiding surface (6), preferably that the inner air-guiding surface (9) is a closed Ring shape around the chamber axis (A), in particular with a circular cross section in a plane perpendicular to the chamber axis (A), more preferably that the inner air guiding surface (9) has at least sections of a cylinder shape around the chamber axis (A).
6. Luftkühlungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lufteinlass (5) rohrförmig ausgestaltet ist und die Erstreckungsrichtung der Rohrform des Lufteinlasses (5) zumindest teilweise, vorzugsweise überwiegend, in einer Tangentialrichtung zur Kammerachse (A) verläuft, und/oder, dass der Lufteinlass (5) an einer Ausnehmung der äußeren Luftleitfläche (6) angeordnet ist, wobei die Ausnehmung vorzugsweise an die Begrenzungsfläche (8) angrenzt. 6. Air cooling arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the air inlet (5) is tubular and the extension direction of the tubular shape of the air inlet (5) runs at least partially, preferably predominantly, in a tangential direction to the chamber axis (A), and/or that the air inlet (5) is arranged in a recess of the outer air-guiding surface (6), the recess preferably adjoining the boundary surface (8).
7. Luftkühlungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftauslass (7) eine Mehrzahl von Austrittsöffnungen (10) für die Verteilerkammer (4) aufweist, vorzugsweise, dass die Austrittsöffnungen (10) in einer in Bezug auf die Kammerachse (A) endseitig an der Verteilerkammer (4) angeordneten Austrittsfläche (11 ) vorgesehen sind, und/oder, dass die Austrittsöffnungen (10) in einer sich in Richtung der Kammerachse (A) an die äußere Luftleitfläche (6) und/oder die innere Luftleitfläche (9) anschließenden, umfangsseitig zur Kammerachse (A) angeordneten, Austrittsfläche vorgesehen sind. 7. Air cooling arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the air outlet (7) has a plurality of outlet openings (10) for the distribution chamber (4), preferably in that the outlet openings (10) are in one direction in relation to the chamber axis (A ) are provided at the end of the distribution chamber (4) arranged outlet surface (11), and / or that the outlet openings (10) in a direction of the chamber axis (A) on the outer air-guiding surface (6) and / or the inner air-guiding surface ( 9) adjoining exit surface arranged circumferentially to the chamber axis (A).
8. Luftkühlungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnungen (10) als Austrittsbohrungen und/oder Austrittsschlitze ausgebildet sind, vorzugsweise, dass die Austrittsschlitze eine zur Richtung der Kammerachse (A) radial, tangential und/oder axial verlaufende Erstreckungsrichtung aufweisen, und/oder, dass der Luftauslass (7) zumindest teilweise in - 18 - 8. Air-cooling arrangement according to Claim 6, characterized in that the outlet openings (10) are designed as outlet bores and/or outlet slots, preferably that the outlet slots have a direction of extension which runs radially, tangentially and/or axially to the direction of the chamber axis (A), and /or that the air outlet (7) is at least partially in - 18 -
Richtung der Kammerachse (A) verlaufende Austrittsleitflächen für die Austrittsöffnungen (10) aufweist. Has exit guide surfaces for the exit openings (10) running in the direction of the chamber axis (A).
9. Luftkühlungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Luftverteileranordnungen (3) zum Versorgen der elektronischen Bauteile mit aus der jeweiligen Verteilerkammer (4) austretender Kühlluft vorgesehen sind und dass mindestens eine Zuleitungsverteileranordnung (12), insbesondere eine Kaskade von Zuleitungsverteileranordnungen (12), vorgesehen ist, welche entlang des Kühlluftstroms zwischen der Lüfteranordnung (2) und den mehreren Luftverteileranordnungen (3) angeordnet ist, vorzugsweise, dass die Zuleitungsverteileranordnung (12) eine Verteilerkammer (13) mit einem Lufteinlass (14), einer äußeren Luftleitfläche und einem Luftauslass zum Versorgen der Luftverteileranordnungen (3) bzw. der in der Kaskade nachgeordneten Zuleitungsverteileranordnungen aufweist, weiter vorzugsweise, dass der Lufteinlass (14) der Zuleitungsverteileranordnung (12) derart eingerichtet ist, dass die Lufteinlassrichtung zumindest teilweise, insbesondere überwiegend, in einer zur Kammerachse der Verteilerkammer (13) senkrechten Ebene verläuft und dass der Lufteinlass (14) in Bezug auf die Kammerachse beabstandet zum Luftauslass angeordnet ist. 9. Air cooling arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that several air distributor arrangements (3) are provided for supplying the electronic components with cooling air exiting from the respective distributor chamber (4) and that at least one supply line distributor arrangement (12), in particular a cascade of supply line distributor arrangements ( 12), which is arranged along the cooling air flow between the fan arrangement (2) and the several air distributor arrangements (3), preferably that the feed distributor arrangement (12) has a distributor chamber (13) with an air inlet (14), an outer air guiding surface and an air outlet for supplying the air distributor arrangements (3) or the supply line distributor arrangements arranged downstream in the cascade, more preferably that the air inlet (14) of the supply line distributor arrangement (12) is set up in such a way that the air inlet direction is at least partially, in particular predominantly , runs in a plane perpendicular to the axis of the distribution chamber (13) and that the air inlet (14) is arranged at a distance from the air outlet with respect to the chamber axis.
10. Luftkühlungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftverteileranordnung (3) eine, vorzugsweise durch eine Gehäusewandung (15) begrenzte, entlang des Kühlluftstroms nach dem Luftauslass (7) angeordnete, Aufnahme (16) für die elektronischen Bauteile aufweist, vorzugsweise, dass der Luftauslass (7) und die Aufnahme (16) in Richtung der Kammerachse (A) nacheinander angeordnet sind, und/oder, dass sich die innere Luftleitfläche (9) in Richtung der Kammerachse (A) über den Luftauslass (7) hinaus erstreckt und als Halteelement für die elektronischen Bauteile eingerichtet ist. 10. Air cooling arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the air distributor arrangement (3) has a receptacle (16) for the electronic components, preferably delimited by a housing wall (15) and arranged along the cooling air flow after the air outlet (7), preferably that the air outlet (7) and the receptacle (16) are arranged one after the other in the direction of the chamber axis (A), and/or that the inner air guiding surface (9) extends in the direction of the chamber axis (A) via the air outlet (7) also extends and is set up as a holding element for the electronic components.
11. Luftkühlungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftverteileranordnung (3) eine entlang des Kühlluftstroms nach dem Luftauslass (7), und insbesondere nach der Aufnahme (16) für die elektronischen Bauteile, angeordnete Luftableitfläche (18) aufweist, vorzugsweise, dass die Luftableitfläche (18) als Halterung für mindestens - 19 - eine weitere Luftverteileranordnung (3) der Luftkühlungsanordnung vorgesehen ist. 11. Air cooling arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the air distributor arrangement (3) preferably has an air deflection surface (18) arranged along the cooling air flow after the air outlet (7), and in particular after the receptacle (16) for the electronic components that the air deflection surface (18) as a holder for at least - 19 - a further air distributor arrangement (3) of the air cooling arrangement is provided.
12. Luftkühlungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüfteranordnung (2) eine klimatechnische Vorrichtung (19) für den Kühlluftstrom aufweist, vorzugsweise, dass die klimatechnische Vorrichtung (19) eine Heizanordung und/oder eine Kältemaschine für den Kühlluftstrom aufweist, und/oder, dass die klimatechnische Vorrichtung zum Bereitstellen des Kühlluftstroms mit Umluft der Luftverteileranordnung (3) eingerichtet ist. 12. Air cooling arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the fan arrangement (2) has an air conditioning device (19) for the cooling air flow, preferably that the air conditioning device (19) has a heating arrangement and/or a refrigerating machine for the cooling air flow, and/or that the air conditioning device is set up to provide the cooling air flow with circulating air of the air distributor arrangement (3).
13. Luftkühlungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftkühlungsanordnung einen Abwärmeverwerter (20) für die Abluft der Luftverteileranordnung (3) aufweist, vorzugsweise, dass der Abwärmeverwerter (20) einen Wärmetauscher und/oder einen thermoelektrischen Generator aufweist. 13. Air cooling arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the air cooling arrangement has a waste heat converter (20) for the exhaust air from the air distributor arrangement (3), preferably that the waste heat converter (20) has a heat exchanger and/or a thermoelectric generator.
14. Elektronisches System aufweisend elektronische Bauteile, insbesondere eine Prozessoranordnung, und eine Luftkühlungsanordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Kühlen der elektronischen Bauteile, vorzugsweise, dass die elektronischen Bauteile in Richtung der Kammerachse (A) entlang des Kühlluftstroms nach dem Luftauslass (7), insbesondere in einer um die Kammerachse (A) sternförmigen Ausrichtung, angeordnet sind. 14. Electronic system having electronic components, in particular a processor arrangement, and an air cooling arrangement (1) according to one of the preceding claims for cooling the electronic components, preferably that the electronic components in the direction of the chamber axis (A) along the cooling air flow after the air outlet (7 ), in particular in a star-shaped alignment around the chamber axis (A).
15. Elektronisches System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronischen Bauteile und die Luftkühlungsanordnung (1 ) in einem ein Gehäuse (21 ), insbesondere einem Containergehäuse, des elektronischen Systems zum Betrieb des elektronischen Systems im Freien eingehaust sind. 15. Electronic system according to claim 14, characterized in that the electronic components and the air cooling arrangement (1) are housed in a housing (21), in particular a container housing, of the electronic system for operating the electronic system outdoors.
16. Verfahren zum Kühlen von elektronischen Bauteilen, insbesondere einer Prozessoranordnung, mittels einer Luftkühlungsanordnung (1 ) mit einer Lüfteranordnung (2), mittels welcher ein Kühlluftstrom bereitgestellt wird, und mit mindestens einer Luftverteileranordnung (3), welche eine Verteilerkammer (4) mit einem Lufteinlass (5), einer äußeren Luftleitfläche (6) und einem Luftauslass (7) aufweist, wobei mittels des Lufteinlasses (5) der Kühlluftstrom in die Verteilerkammer (4) entlang einer Lufteinlassrichtung (E) zugeleitet wird, wobei - 20 - die äußere Luftleitfläche (6) umfangsseitig um eine geometrische Kammerachse (A) der Verteilerkammer (4) angeordnet ist, und wobei mittels des Luftauslasses (7) die elektronischen Bauteile mit aus der Verteilerkammer (4) austretender Kühlluft versorgt werden, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Lufteinlasses (5) ein in Bezug auf die Kammerachse (A) rotatorischer Kühlluftstrom in der Verteilerkammer (4) mit einer zumindest teilweise, vorzugsweise überwiegend, in einer zur Kammerachse (A) senkrechten Ebene verlaufenden Lufteinlassrichtung (E) erzeugt wird und dass der Lufteinlass (5) in Bezug auf die Kammerachse (A) beabstandet zum Luftauslass (7) angeordnet ist. 16. Method for cooling electronic components, in particular a processor arrangement, by means of an air cooling arrangement (1) with a fan arrangement (2), by means of which a cooling air flow is provided, and with at least one air distributor arrangement (3), which has a distributor chamber (4) with a Air inlet (5), an outer air guiding surface (6) and an air outlet (7), wherein by means of the air inlet (5) the cooling air flow is fed into the distribution chamber (4) along an air inlet direction (E), wherein - 20 - the outer air guiding surface (6) is arranged circumferentially around a geometric chamber axis (A) of the distributor chamber (4), and the electronic components are supplied with cooling air exiting from the distributor chamber (4) by means of the air outlet (7), characterized that by means of the air inlet (5) a rotational flow of cooling air in relation to the chamber axis (A) is generated in the distribution chamber (4) with an air inlet direction (E) running at least partially, preferably predominantly, in a plane perpendicular to the chamber axis (A) and that the air inlet (5) is arranged at a distance from the air outlet (7) with respect to the chamber axis (A).
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