DE8509176U1 - Luftwärmetauscher zum Kühlen von Bauelementen der Leistungselektronik - Google Patents
Luftwärmetauscher zum Kühlen von Bauelementen der LeistungselektronikInfo
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Description
Luftwärmetauscher zum Kühlen von Bauelementen
der Leistungselektronik
Die Neuerung betrifft einen Luftwärmetauscher zum Kühlen von Bauelementen der Leistungselektronik mit
wenigstens einem die zu kühlenden Bauelemente tragenden Kühlprofil und einem in Richtung der Kühlrippen blasenden
Axiallüfter.
Derartige Luftwärmetauscher mit speziell angefertigten
Profilen, die meist als Strangpress-Profile hergestellt werden und eine Anzahl von Rippen aufweisen,
sind bereits bekannt. Die Kühlprofile sind gekrümmt ausgebildet und so zusammengesetzt, daß ein Kanal mit
einem runden Inne„querschnitt gebildet wird, in den die Kühlrippen beispielsweise radial hineinragen. Derartige
Luftwärmetauscher sind jedoch wegen der Verwendung von
Spezialteilen teuer. Sollen jedoch preiswerte Standard-Kühlprofile
verwendet werden, die auf einer ebenen Grundplatte im rechten Winkel angeformte Kühlrippen
aufweisen, ergeben sich Probleme hinsichtlich des Wirkungsgrades der Wärmeabfuhr und hinsichtlich von
Kurzschlüssen die in Metall verarbeitenden Betrieben, insbesondere in Schweißereien mit einem sehr hohen
Anfall von Metall-Schleifstaub, durch elektrisch leitende
Staubbrücken verursacht werden.
Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Luftwärmetauscher
zu schaffen, der mit Standard-Kühlschienen ohne Kurzschlußgefahr eine wirksame Kühlung gewährleistet.
Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß
der Axiallüfter an einem Ende eines Kanals aus mehreren Kühlprofilen angeordnet ist, die mit ihren ebenen
Seiten nach außen und mit ihren die Kühlrippen tragenden Seiten nach innen in den Kanal weisen.
Bei einem zweckmäßigen Ausführungsbeispiel der Neuerung sind vier Kühlprofile vorgesehen, die über die an ihren
Rändern liegenden Kühlrippen mit Hilfe von Montagewinkeln miteinander verbunden sind. Eine im wesentliehen
quadratische Querschnittsform wird dadurch erreicht, daß alle Kühlprofile die gleiche Breite
haben. Die Kühlprofile verfügen in ihrer Mitte über einen kühlrippenfreien Bereich, auf dem die Bauelemente
mit Ihren Anschlüssen durch das Kühlprofil nach außen ragend befestigt sind. Auf diese Weise können Staubbrücken
im Inneren des Kanals 2 nicht mehr zu Kürzschlüssen führen. Wenn die Bauelemente Leistungstransistoren
sind, sind deren Kollektoranschlüsse thermisch und elektrisch mit den Kühlprofilen verbunden. Im Kühlprofil
sind Bohrungen für die Anschlüsse der Bauelemente vorgesehen, wobei mit Hilfe von Isolierstücken
ein luftdichter Abschluß des Kanalinneren gegenüber der Umgebung erreicht wird.
Um den Wirkungsgrad zu erhöhen, ist im Kanal ein Hohlzylinder vorgesehen, der fluchtend zum Motor des Axiallüfters
mit Hilfe von Bolzen im Kanal befestigt ist, und in etwa den gleichen Außendurchmesser wie der Motor
des Axiallüfters aufweist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Neuerung
dargestellt. Es zeigen:
y - 3 -
Fig. 1 den Luftwärmetaüscher gemäß der Neuerung in einer perspektivischen Ansicht bei demontiertem
Axiallüfter und Hohlzylinder,
Fig. 2 das den Axiallüfter tragende Ende des Luftwärmetauschers in einer Ansicht von oben und
Fig. 3 den Kanal des Luftwärmetauschers im radialen Schnitt.
Der in Fig. 1 teilweise zerlegt dargestellte Luftwärmeaustauscher
verfügt über einen Axiallüfter 1 , der im fertig montierten Zustand des Luftwärmetauschers auf
der in Fig. 1 hinten liegenden Seite eines Kanals 2 mit im wesentlichen quadratischen Querschnitt montiert ist.
Entlang der Achse des Kanals 2 ist im Innern des Kanals 2 ein Hohlzylinder 3 angeordnet s der in Fig. 1 im
herausgenommenen Zustand und in Fig. 3 im eingebauten Zustand dargestellt ist.
Der Axiallüfter 1 verfügt über einen Motor 4, dessen Durchmesser dem Außendurchmesser des Hohlzylinders 3 im
wesentlichen entspricht, weshalb der Hohlzylinder 3 den " kühlungsunwirksamen zylindrischen Raum im Innern des
Kanals 2 verkleinert.
Der Motor 4 des Axiallüfters 1 ist mit Luftschaufeln 5 versehen, die im Ringraum um den Hohlzylinder 3 eine in
axialer Richtung des Hohlzylinders 3 und des Kanals 2 bewegte Luftströmung erzeugen. Dieser Ringraum ist in
Fig. 3 durch das Bezugszeichen 6 veranschaulicht.
L Die Befestigung des Axiallüfters 1 an der rückseitigen ^
Stirnfläche des Kanals 2 ist in Fig. 2 in einer Ansicht von oben dargestellt. Zwischen dem Axiallüfter 1 und
dem Kanal 2 ist eine Isolierung 7 vorgesehen. ;
Wie man aus den Figuren 1 bis 3 erkennt, besteht der
Kanal 2 aus vier Kühlprofilen 8, die die Gestalt preis- \
werter Standard-Kühlschienen aufweisen. Die Kühlprofile ΐ ■
8 verfügen über eine ebene, nach außen weisende Seite 9 und eine mit Kühlrippen 10 versehene Innenseite 11.
Entlang eines mittleren Bereiches 12 sind auf der Innenseite 11 keine Kühlrippen 10 vorgesehen. Im mittleren
Bereich 12 der Kühlprofile 8 sind eine Vielzahl von Leistungstransistoren 13 thermisch und elektrisch
gut leitend mit den Kühlprofilen 8 verbunden. Die Basisanschlüsse 14 sowie die Emitteranschlüsse 15 sind
durch Bohrungen 16 hindurch nach außen geführt. Um zu verhindern, daß Kühlluft durch diese Bohrungen 16 den
Kanal verläßt sind dichtende Isolierstücke vorgesehen, die den Zwischenraum um die Basisanschlüsse 14 und die
Emitteranschlüsse 15 in den Bohrungen 16 ausfüllen.
Die Kühiprot'ile 8 sind an ihren äußeren Kühlrippen 17
mit Hilfe von Montagewinkeln 18 so verbunden, daß die Kühlprofile 8 sich mit den außenliegenden Kanten der
äußeren Kühlrippen 17 entlang einer Linie berühren. Durch das Verbinden von vier Kühlrippen 8 mit Hilfe von
vier Montagewinkeln 18 wird der Kanal 2 geschaffen, durch dessen Innenraum die Kühlluft mit Hilfe des
Axiallüfters 1 transportiert wird. Dabei führt die | Kühlluft die Wärme von elektronischen Bauteilen, bei- |
spielsweise Transistoren, Dioden, Thyristoren, Triac's |i'
J J J
und Widerständen ab, die in den durch die mittleren Bereiche 12 gebildeten Montage-Zwischenräumen im Innern
des Kanals 2 so angebracht sind, daß durch Metall-Schleifstaub-Ablagerungen
keine Kontaktbrücken geschaffen werden können, weil sämtliche Anschlüsse
durch die Bohrungen16 auf die Außenseite des Kanals 2
geführt sind, wo keine Kühlluft vorbeistreicht, die mit Staub und anderen Partikeln, insbesondere Metall-Schleif-Staub
belastet ist.
Infolge des Einsatzes preiswerter Standard-Kühlprofile 8 ergibt sich eine hohe Kühlleistung bei niedrigen
Kosten wobei keine Kurzschlußgefahr durch Metall-Schleif■ Staub besteht, weil die kurzschlußgefährdeten Bauteileanschlüsse
außerhalb der Verstaubungszone im Innern des Kanals 2 liegen. Durch den Hohlzylinder 3 wird eine
besonders günstige Strömungsführung erreicht, durch die der Wirkungsgrad um ca. 10 bis 25 % erhöht wird. Die
Kühlrippen 10 der Kühlprofile 8 werden mit laminarer Strömung gekühlt und lassen sich, wenn Bedarf besteht,
leicht reinigen.
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Claims (10)
1. Luftwärmetauscher zum Kühlen von Bauelementen der
Leistungselektronik mit wenigstens einem die zu kühlenden Bauelemente tragenden Kühlprofil und
einem in Richtung der Kühlrippen blasenden Axiallüfter,
dadurch gekennzeichnet, daß der Axiallüfter (1) an einem Ende eines Kanals (2)
aus mehreren Kühlprofilen (8) angeordnet ist, die
sit ihren ebenen Seiten (9) nach außen und mit
ihren die Kühlrippen (10) tragenden Seiten (11) nach innen in den Kanal (2) weisen.
2. Luftwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß vier Kühlprofile (8) über die an ihren Rändern liegenden Kühlrippen
(17) mit Hilfe von Montagewinkeln (18) miteinander verbunden sind.
3. Luftwärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle Kühlprofile
(8) die gleiche Breite und die gleiche Länge haben.
4. Luftwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kühlprofile in ihrer Mitte einen kühlrippenfreien Bereich (12) aufweisen, auf dem die Bauelemente
(13) mit ihren Anschlüssen (14, 15) durch das Kühlprofil (8) nach außen ragend befestigt sind.
5. Luftwärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelemente Lei-
£tungstransistoren (13) sind, deren Kollektoranschluß mit den Kühlp.'üf ilen (8) thermisch und
elektrisch verbunden ist.
6. Luftwärmotauscher nach Anspruch 4 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, daß im Kühlprofil (8) Bohrungen (16) für die Anschlüsse (14, !5) mit
Isolierstücken vorgesehen sind, durch die der Kanal (2) nach außen luftdicht verschlossen ist.
• · ··· ♦ t · 4 t
7. Luftwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der
Mitte des Kanals (2) ein axial verlaufender zylindrischer Körper (3) angeordnet ist.
8. Luftwärmetauscher nach Anspruch 7. dadurch gekennzeichnet , daß der zylindrische
Körper ein Hohlzylinder (3) ist, der fluchtend zum Motor (4) des Axiallüfters (1)- angeordnet ist und
in etwa den gleichen Durchmesser wie der Motor (4) des Axiallüfters (1) aufweist.
9. Luftwärmetauscher nach Anspruch (8), dadurch gekennzeichnet , daß der Hohlzylinder (3)
durch radial verlaufende Bolzen im Kanal (2) befestigt ist.
10. Luftwärmetauscher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Durchmesser des
Hohlzylinders (3) größer als die halbe Breite der Kühlprofile (8) ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19858509176 DE8509176U1 (de) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | Luftwärmetauscher zum Kühlen von Bauelementen der Leistungselektronik |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19858509176 DE8509176U1 (de) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | Luftwärmetauscher zum Kühlen von Bauelementen der Leistungselektronik |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE8509176U1 true DE8509176U1 (de) | 1985-05-30 |
Family
ID=6779264
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19858509176 Expired DE8509176U1 (de) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | Luftwärmetauscher zum Kühlen von Bauelementen der Leistungselektronik |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE8509176U1 (de) |
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- 1985-03-27 DE DE19858509176 patent/DE8509176U1/de not_active Expired
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