DE2743708A1 - Heat sink for hermetically sealed equipment - has modular heat exchanger and fan as part of housing wall - Google Patents

Heat sink for hermetically sealed equipment - has modular heat exchanger and fan as part of housing wall

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    • H05K7/206—Air circulating in closed loop within cabinets wherein heat is removed through air-to-air heat-exchanger

Abstract

The heat-sink, for removing heat from hermetically sealed equipment, has a modular heat exchanger and fan forming part of the wall of the equipment's housing. The heat exchanger has two chambers (1, 2) ventilated by two fans (8, 9). One chamber (1) is connected to the inside of the equipment and the other to the outside. The fans suck air in axially and expel it tangentially. The two fans are driven by the same external-rotor motor.

Description

Einrichtung zur Ableitung der Wärme aus einem hermetischDevice for the dissipation of heat from a hermetic

gekanselten Gerät Um die Wärme aus einem hermetisch gekapselten Gerät abzuleiten, wurde entweder die Gehäuseoberfläche entsprechend groß gemacht oder es wurde durch Luftumwälzung im Innern des Gehäuses des Gerätes und durch Anblasen des Gerätes von außen für einen ausreichenden Wärmeausgleich gesorgt.enclosed device To remove the heat from a hermetically sealed device to derive, either the housing surface was made correspondingly large or it was created by circulating air inside the housing of the device and by blowing on it of the device from the outside for sufficient heat compensation.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Wärmeableitung aus hermetisch gekapselten Geräten nicht nur zu vereinfachen, sondern auch zu intensivieren. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch eine Einrichtung erreicht, die dadurch gekennzeichnet ist, daß ein als Baueinheit ausgebildeter Wärmetauscher mit Lüfter einen Teil einer Gehäusewand des Gerätes bildet. Vorzugsweise besteht der Wärmetauscher aus zwei durch Lufträder belüftbaren Kammern, wobei die eine Kammer mit dem Innenraum des Gerätes und die andere Kammer mit dem Außenraum in Verbindung steht.The invention is based on the object, the heat dissipation from hermetically Encapsulated devices not only to simplify, but also to intensify them. These The object is achieved according to the invention by a device which is characterized in that is that a designed as a unit heat exchanger with fan is part of a Forms the housing wall of the device. The heat exchanger preferably consists of two chambers ventilated by air wheels, one chamber with the interior of the Device and the other chamber is in communication with the outside space.

Anhand der Zeichnung, in der mehrere Ausführungsbeispiele dargestellt sind, wird die Erfindung näher erläutert; es zeigen: Figur 1 eine Einrichtung zur Ableitung der Wärme aus einem hermetisch gekapselten Gerät, Figur 2 eine Schnittansicht nach der Linie AB der Figur 1, Figur 3 einen Schnitt nach der Linie CD der Figur 1, Figur 4 einen Schnitt nach der Linie CD der Figur 1, Figur 5 einen Schnitt nach der Linie EF der Figur 1, Figur 6 einen Schnitt nach der Linie EF, Jedoch anderer Formgebung der Wand der WErmetauscherrund Figur 7 eine Ansicht auf dem Wärmetauscher ohne Abdeckung.Based on the drawing, in which several exemplary embodiments are shown are, the invention is explained in more detail; show: Figure 1 a device for Dissipation of the heat from a hermetically sealed device, FIG. 2 a sectional view according to the line AB of Figure 1, Figure 3 is a section along the line CD of Figure 1, Figure 4 a section along the line CD of Figure 1, Figure 5 a Section along the line EF in FIG. 1, FIG. 6 a section along the line EF, However, the wall of the heat exchanger has a different shape, and FIG. 7 shows a view the heat exchanger without a cover.

Wie Figur 1 und 2 zeigen, besteht der Wärmetauscher aus zwei Kammern 1 und 2, die durch Anbringung zweier Abdeckbleche 3 und 4 auf einer Wand 5 des Wärmetauschers gebildet sind. Zwischen den Abdeckblechen 3 und 4 sind Luftleitbleche 6 angeordnet, die auch für die nötige Versteifung der Abdeckbleche 3 und 4 sorgen. Die Abdeckbleche 3 und 4 können mit der Wand des Wärmetauschers 5 durch Schweißen, Nieten oder dergleichen verbunden sein. Bohrungen 7 im Rand dienen zur Befestigung des Wärmetauschers in einer entsprechenden Ausnehmung eines Gerätes, aus dem die Wärme abgeführt werden soll. In beiden Kammern 1 und 2 angeordnete Lufträder 8 und 9 dienen zur Luftumwälzung.As shown in FIGS. 1 and 2, the heat exchanger consists of two chambers 1 and 2, by attaching two cover plates 3 and 4 on a wall 5 of the heat exchanger are formed. Air baffles 6 are arranged between the cover plates 3 and 4, which also ensure the necessary stiffening of the cover plates 3 and 4. The cover plates 3 and 4 can be connected to the wall of the heat exchanger 5 by welding, riveting or the like be connected. Holes 7 in the edge are used to attach the heat exchanger in a corresponding recess of a device from which the heat can be dissipated target. Air wheels 8 and 9 arranged in both chambers 1 and 2 are used for air circulation.

In Figur 3 sind die beiden Lufträder 8 und 9 vergrößert dargestellt. Wie zu ersehen ist, wird das Luftrad 8 von dem Außenläufer 10 eines Elektromotors 11 gebildet, dessen Welle 12 in einem Ansatz 13 der Wand 5 des Wärmetauschers gelagert ist. Die Welle 12 ist axial so weit verlängert, daß daran das in der Innenkammer 1 befindliche Luftrad 9 montiert werden kann. Zum Antrieb der beiden Lufträder 8 und 9 wird also nur ein einziger Motor verwendet.In Figure 3, the two pneumatic wheels 8 and 9 are shown enlarged. As can be seen, the pneumatic wheel 8 is driven by the external rotor 10 of an electric motor 11 formed, the shaft 12 of which is mounted in a projection 13 of the wall 5 of the heat exchanger is. The shaft 12 is axially extended so far that it is in the inner chamber 1 located air wheel 9 can be mounted. To drive the two pneumatic wheels 8 and 9 so only a single motor is used.

Figur 4 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel, wobei Jedoch gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen sind. Wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 3 wird das Luftrad 8 durch den Außenläufer 10 eines Elektromotors gebildet. Die Motorwelle 12 ist wiederum in einem Ansatz 13 der Wand 5 des Wärmetauschers angeordnet, Jedoch geht die Welle 12 nicht durch die Wand, wie bei dem Ausführungabeispiel nach Figur 3. Für das Luftrad 9 ist eine eigene Welle 14 vorgesehen, die in einem Ansatz 15 der Wand 5 des Wärmetauschers gelagert ist. Die beiden Lufträder 8 und 9 sind mit ringförmigen Kuppelmagneten 16 bzw.FIG. 4 shows another exemplary embodiment, but with the same Parts are provided with the same reference numbers. As in the embodiment According to Figure 3, the pneumatic wheel 8 is formed by the external rotor 10 of an electric motor. The motor shaft 12 is in turn in a shoulder 13 of the wall 5 of the heat exchanger arranged, however, the shaft 12 does not go through the wall, as in the embodiment example according to Figure 3. For the air wheel 9, a separate shaft 14 is provided, which in one Approach 15 of the wall 5 of the heat exchanger is mounted. The two Pneumatic wheels 8 and 9 are equipped with ring-shaped coupling magnets 16 and

17 versehen, mit der die Kraftübertragung vom Läufer 10 auf das Luftrad 9 stattfindet. Diese Ausführung hat nicht nur den Vorteil, daß beide Kammern 1 und 2 absolut dicht voneinander getrennt sind, sondern hat auch noch den Vorteil, daß die durch die beiden Magnetringe 16 und 17 gebildete Magnetkupilung eine Begrenzung des Drehmoments erlaubt.17 provided, with which the power transmission from the rotor 10 to the pneumatic wheel 9 takes place. This design not only has the advantage that both chambers 1 and 2 are absolutely tightly separated from each other, but also has the advantage that the magnetic coupling formed by the two magnetic rings 16 and 17 is a limitation of the torque allowed.

Als Antrieb können sowohl Gleichstrom- als auch Wechselstrommotoren verwendet sein. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines elektronisch kommutierten Gleichstrommotors. Hierbei können sowohl die elektronischen Bauelemente des Elektronikmotors als auch andere elektronische Bauelemente in der Wand 5 des Wärmetauschers angebracht sein. Figur 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem in der Wand 5 ein elektronisches Bauelement 18 angeordnet ist. Das Bauelement 18 kann auch ein Temperaturfühler sein, der die Temperatur der Wand 5 des Wärmetauschers überwacht. Damit ist eine Drehzahlregelung des Motors in Abhängigkeit von der Temperatur der Wand 5 des Wärmetauschers leicht möglich.Both DC and AC motors can be used as drive be used. The use of an electronically commutated one is particularly advantageous DC motor. Both the electronic components of the electronic motor as well as other electronic components mounted in the wall 5 of the heat exchanger be. Figure 5 shows an embodiment in which in the wall 5 an electronic Component 18 is arranged. The component 18 can also be a temperature sensor, which monitors the temperature of the wall 5 of the heat exchanger. This is a speed control of the motor depending on the temperature of the wall 5 of the heat exchanger easily possible.

Der Wärmetauscher kann aus elektrisch leitendem oder isolierendem Material bestehen.The heat exchanger can be made of electrically conductive or insulating Material.

Wie Figur 1, 6 und 7 zeigen, kann die Luftführung vielfältig gestaltet sein. In Jedem Falle wird aber die Luft axial angesaugt und tangential abgegeben. Die Axial angesaugte Luft wird nach Durchströmen der durch die Luftleitbleche 6 gebildeten Kanäle bei 18 und 19 abgegeben.As Figure 1, 6 and 7 show, the air duct can be designed in many ways be. In any case, however, the air is sucked in axially and released tangentially. After flowing through the air baffles 6 channels formed at 18 and 19 released.

Figur 6 zeigt eine Ausführungsform, bei der zur Bildung der Luftkanäle die Wand 5 und auch Teile der Bleche 4 meanderförmig gestaltet sind.Figure 6 shows an embodiment in which to form the air channels the wall 5 and also parts of the metal sheets 4 are designed in a meander shape.

Ferner können die beiden Lufträder identisch oder spiegelbildlich ausgebildet sein, wie Figur 3 und 4 zeigen. Auch die in den beiden Kammern 1 und 2 angeordneten Luftleitbleche 6 können in beiden Kammern verschieden gestaltet sein.Furthermore, the two pneumatic wheels can be identical or mirror images be designed, as Figure 3 and 4 show. Also in the two chambers 1 and 2 arranged air baffles 6 can be designed differently in the two chambers.

12 Patentansprüche 7 Figuren12 claims 7 figures

Claims (12)

Patentansprüche Einrichtung zur Ableitung der Wärme aus einem hermetisch gekapselten Gerät, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ein als Baueinheit ausgebildeter Wärmetauscher mit Lüfter einen Teil einer Gehäusewand des Gerätes bildet. Device for dissipating the heat from a hermetically encapsulated device, d u r c h e k e n n n e i c h n e t that one as a structural unit trained heat exchanger with fan part of a housing wall of the device forms. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher aus zwei durch Lufträder (8 und 9) belüftbaren Kammern (1 und 2) besteht, wobei die eine Kammer (1) mit dem Innenraum des Gerätes und die andere Kammer (2) mit dem Außenraum in Verbindung steht. 2. Device according to claim 1, characterized in that the heat exchanger consists of two chambers (1 and 2) which can be ventilated by air wheels (8 and 9), wherein one chamber (1) with the interior of the device and the other chamber (2) with communicates with the outside space. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufträder (8 und 9) die Luft axial ansaugen und tangential abgeben. 3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that the air wheels (8 and 9) suck in the air axially and release it tangentially. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lufträder ( 8 und 9) durch einen einzigen Motor angetrieben sind. 4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the two pneumatic wheels (8 and 9) are driven by a single motor. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Außenkammer (2) angeordnete Luftrad (8) durch den Außenläufer eines Motors gebildet ist. 5. Device according to claim 4, characterized in that the in the outer chamber (2) arranged air wheel (8) formed by the external rotor of a motor is. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Außenkammer (2) angeordnete, als Luftrad (8) ausgebildete Läufer des Motors mit dem in der Innenkammer (1) angeordneten Luftrad (9) über eine Magnetkupplung (16,17) in Antriebsverbindung steht. 6. Device according to claim 5, characterized in that the in the outer chamber (2) arranged as an air wheel (8) designed rotor of the motor with the air wheel (9) arranged in the inner chamber (1) via a magnetic coupling (16,17) is in drive connection. 7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines elektronisch kommutierten Gleichstrommotors die elektronischen Bauelemente (18) auf der Wand (5) des Wärmetauschers angebracht sind (Fig.5). 7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that that when using an electronically commutated DC motor, the electronic Components (18) are attached to the wall (5) of the heat exchanger (Fig. 5). 8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Wand (5) des Wärmetauschers Therinofühler angebracht sind und der Motor in Abhängigkeit von der Temperatur der Wand des Wärmetauschers in der Drehzahl regelbar ist.8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that that on the wall (5) of the heat exchanger there are thermal sensors and the motor The speed can be regulated depending on the temperature of the wall of the heat exchanger is. 9. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher aus elektrisch leitendem oder isolierendem Material besteht.9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that that the heat exchanger consists of electrically conductive or insulating material. 10. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren der Kammern (1 und 2) Luftleitbleche (6) angeordnet sind.10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that that inside the chambers (1 and 2) air baffles (6) are arranged. 11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftleitbleche (6) durch meanderförmige Ausbildung der Gehäusewand (4,5) gebildet sind.11. The device according to claim 10, characterized in that the Air baffles (6) formed by a meander-shaped design of the housing wall (4, 5) are. 12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest an einer der beiden Kammern (1 und 2) Kühlrippen vorgesehen sind.12. Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that that at least one of the two chambers (1 and 2) cooling fins are provided.
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