FI121949B

FI121949B - Method and arrangement for cooling the device housing

Info

Publication number: FI121949B
Application number: FI20070318A
Authority: FI
Inventors: Jukka Pekka Antero Ohtonen; Visa Panu Pellervo Viertola
Original assignee: Epec Oy
Priority date: 2007-04-23
Filing date: 2007-04-23
Publication date: 2011-06-15
Also published as: EP2143313A1; FI20070318A0; EP2143313A4; FI20070318A; WO2008129134A1

Description

Menetelmä ja järjestely laitekotelon jäähdyttämiseksiMethod and arrangement for cooling the device housing

Keksinnön taustaBackground of the Invention

Esillä oleva keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaista menetelmää laitekotelon jäähdyttämiseksi.The present invention relates to a method for cooling a device housing according to the preamble of claim 1.

5 Keksintö koskee myös patenttivaatimuksen 9 johdannon mukaista järjestelyä sanotun laitekotelon jäähdyttämiseksi.The invention also relates to an arrangement according to the preamble of claim 9 for cooling said device housing.

Esillä oleva keksintö soveltuu erityisesti elektroniikkaa suojaavan laitekoteloinnin jäähdyttämiseen, jolloin sitä voidaan käyttää vaativissa käyttö-olosuhteissa tehokkaiden tietokoneiden tai jäähdytystarpeen kannalta vastaa-10 vien laitteiden jäähdytykseen. Elektronisten komponenttien suuren tehonkulutuksen aiheuttama laitekotelon lämpötilan nousu johtaa muutoin komponenttien ylikuumenemiseen ja laitteiston luotettavuusongelmiin.The present invention is particularly suitable for cooling an enclosure for electronics that can be used under demanding operating conditions to cool high performance computers or devices that are responsive to the cooling need. Otherwise, an increase in the temperature of the enclosure due to the high power consumption of the electronic components will result in overheating of the components and problems with the reliability of the equipment.

Aikaisemmasta on tunnettua jäähdyttää elektronisia komponentteja käyttäen esimerkiksi passiivista jäähdytystekniikkaa. Tällöin paljon lämpöä 15 tuottavat komponentit liitetään mahdollisimman hyvän termisen kontaktin kautta niitä ympäröivään laitekoteloon. Laitekotelon rakenteisiin tällä tavoin johdettu lämpöenergia on sovitettu siirtymään rakenteista ympäristöön esimerkiksi vapaan konvektion ja lämpösäteilyn kautta.It is known in the art to cool electronic components using, for example, passive cooling technology. In this case, the high heat generating components 15 are connected through the best possible thermal contact to the surrounding enclosure. The thermal energy thus supplied to the structures of the device housing is adapted to pass from the structures to the environment, for example, through free convection and thermal radiation.

Passiivisen jäähdytystekniikan käyttö ei kuitenkaan ole mahdollista 20 kaikissa tapauksissa, koska riittävän suuren lämmönsiirtokapasiteetin omaavaa jäähdytinpintaa ei aina voida toteuttaa ilman kohtuuttomia vaikeuksia.However, the use of passive cooling technology is not possible in all cases because a radiator surface with sufficient heat transfer capacity cannot always be implemented without undue difficulty.

Toisaalta tunnetaan myös niin sanottuja aktiivisia tekniikoita, joissa jäähdytysilma kierrätetään elektronisia komponentteja ympäröivän laitekotelon läpi ja jäähdytysilman virtausta pyritään samalla ohjaamaan mahdollisimman 25 tehokkaasti kohti paljon lämpöä tuottavia komponentteja.On the other hand, so-called active techniques are also known, in which cooling air is circulated through the enclosure enclosing the electronic components and at the same time it is aimed to direct the cooling air flow towards the high heat producing components as efficiently as possible.

o Laitekotelon läpi kiertävän jäähdytysilman vaatimat aukot laitekote- .A lon seinämissä estävät kuitenkin vesitiiviin rakenteen toteuttamisen, mikä ra- o ^ joittaa laitteiden käyttöä vaativissa ympäristöissä. Elektronisten komponenttien ° läpi kiertävän ilman epäpuhtaudet voivat myös aiheuttaa korroosiota ja johtaa £ 30 komponenttien vikaantumiseen. Käytettäessä tällaisessa ratkaisussa ilman- °o suodattimia vaativat ne säännöllistä huoltamista riittävän jäähdytystehon ylläpi- o tämiseksi. Lisäksi jäähdytystä suunniteltaessa on huomioitava, että suodatti- § met heikentävät ilman virtausta jonkin verran myös puhtaana.However, the openings required by the cooling air circulating through the device housing on the walls of the device housing prevent the implementation of a waterproof structure, which limits the use of the equipment in demanding environments. Impurities in the air circulating through the electronic components can also cause corrosion and lead to component failure of £ 30. When using such a solution, air filters require regular maintenance to maintain sufficient cooling capacity. In addition, when cooling is being planned, it should be noted that the filters will also slightly reduce the air flow when clean.

C\JC \ J

22

Keksinnön lyhyt selostusBrief Description of the Invention

Keksinnön tavoitteena on siten ollut kehittää menetelmä ja menetelmän toteuttava järjestely siten, että yllä mainitut ongelmat saadaan ratkaistua. Tämä tavoite saavutetaan siten, että menetelmällä sekä järjestelyllä laite-5 kotelon jäähdyttämiseksi on tämän keksinnön mukaisesti patenttivaatimuksissa määritellyt tunnusmerkit.It has thus been an object of the invention to provide a method and an arrangement implementing the method so that the above problems can be solved. This object is achieved in that the method and the arrangement for cooling the device casing 5 according to the present invention have the features defined in the claims.

Täsmällisemmin sanottuna on tälle keksinnön mukaiselle menetelmälle pääasiallisesti tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Keksinnön mukaiselle järjestelylle on toisaalta pääasialli-10 sesti tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 9 tunnusmerkkiosassa.More specifically, the method according to the invention is essentially characterized by what is stated in the characterizing part of claim 1. On the other hand, the arrangement according to the invention is essentially characterized by what is stated in the characterizing part of claim 9.

Keksinnön edulliset suoritusmuodot ovat epäitsenäisten patenttivaatimusten kohteena.Preferred embodiments of the invention are claimed in the dependent claims.

Keksintö perustuu ajatukseen, että elektronisten komponenttien te-15 hohäviöistä syntyvä lämpöenergia siirretään laitekotelon rakenteisiin johtumalla sekä konvektiolla ja mahdollisesti kierrättämällä puhdasta sisäilmaa laitekotelon sisällä. Laitekotelon rakenteisiin tällä tavoin siirtynyt lämpöenergia siirretään ympäristöön synnyttämällä laitteen ulkopuolinen ilmavirtaus, jota ohjataan laitekotelon ulkoilman kanssa tekemisissä olevien pintojen ja muotoilun avulla 20 laitekotelon rakenteisiin integroituihin ulkoisiin jäähdytyselimiin.The invention is based on the idea that the thermal energy resulting from the thermal loss of te-15 of electronic components is transferred to the device enclosure structures by convection and possibly recirculation of pure indoor air inside the device enclosure. The heat energy thus transferred to the device enclosure structures is transferred to the environment by generating an external air flow, which is directed to the external cooling elements integrated into the device enclosure structures by surfaces and in contact with the outside air of the device enclosure.

Keksinnön avulla saavutetaan huomattavia etuja. Niinpä esillä olevalla menetelmällä ja sitä toteuttavalla järjestelyllä ratkaistaan ongelma, kuinka elektronisia komponentteja sisältävien laitteiden jäähdytys voidaan toteuttaa tehokkaasti sovelluksissa, joissa laitekotelon tiiviysvaatimuksien takia ei voida 25 käyttää laitekotelon läpi virtaavaa ilmaa, mikä mahdollistaa vesi- ja pölytiiviin r- toteutuksen.The invention provides considerable advantages. Thus, the present method and its implementation solves the problem of how cooling of devices containing electronic components can be effected efficiently in applications where, due to the tightness requirements of the enclosure, air flowing through the enclosure cannot be used, allowing water and dust-tight r.

^ Keksintö tarjoaa myös passiivisia tekniikoita paremman jäähdytys- 5 tehon, jota vaaditaan esimerkiksi suurta laskentatehoa edellyttävissä sovelluk- ^ sissa. Tehokas ja helposti huollettava jäähdytys edesauttaa myös pitämään lai- x 30 tekotelon ympäröimät elektroniset komponentit pitempään toimintakykyisinä.The invention also provides better cooling power than passive techniques, which is required, for example, in applications requiring high computing power. Efficient and easy-to-maintain cooling also contributes to keeping electronic components surrounded by up to 30 casings longer in operation.

CCCC

Esillä oleva järjestely ratkaisee jäähdytyksen toteuttamisen sarjatuo-® tannossa vähentämällä oleellisesti tarvittavia käsityövaiheita jäähdytyksen ra- ^ kentamiseksi. Laitekotelon rakenteisiin johdettu lämpöenergia siirretäänkinThe present arrangement solves the implementation of cooling in serial production by substantially reducing the manual labor steps required to construct the cooling. Therefore, the thermal energy transferred to the device housing structures is transferred

Oo

o ympäristöön ilmavirtauksella, joka kiertää laitetta ainoastaan sen ulkopintoja 35 pitkin. Laite on varustettu yhdellä tai useammalla virtauskanavalla, jotka on suunniteltu siten, että ne ohjaavat ilmavirtauksen kohti laitekotelon ulkopintaa 3 ja siihen muodostettuja jäähdytyselimiä, mikä lisää jäähdytystehoa oleellisesti. Ollessaan sovitettuja laitekotelon ulkopintaan on jäähdytyselimien koko, muoto ja määrä helppo suunnitella vastaamaan parhaalla mahdollisella tavalla tarvittavaa jäähdytystehoa.o to the environment with a flow of air that only circulates the device along its outer surfaces 35. The device is provided with one or more flow ducts which are designed to direct the air flow towards the outer surface 3 of the device housing and the cooling elements formed therein, which substantially increases the cooling capacity. When fitted to the outer surface of the housing, the size, shape and quantity of the cooling elements are easily designed to best match the cooling power required.

5 Esillä olevan järjestelyn eräänä merkittävänä etuna on pidettävä myös sitä, että jäähdytysripojen puhtaus on helposti todettavissa visuaalisesti tutkimalla laitekotelon ulkopintaa. Niinpä tämän jäähdytystehon suuruuteen merkittävästi vaikuttava olosuhde on todettavissa ilman, että mitään osia tarvitsee irrottaa tai poistaa erityisesti tätä tarkoitusta varten. Vastaavasti jäähdyit) tyselimien, kuten jäähdytysripojen tai muiden laitekotelon ulkopinnalla olevien elimien, puhdistaminen on helppoa tehdä laitekoteloa avaamatta.Another important advantage of the present arrangement is that the purity of the cooling fins can be easily determined by visual inspection of the outer surface of the housing. Thus, a circumstance that significantly influences the magnitude of this cooling power is detectable without the need to remove or remove any of the components specifically for this purpose. Similarly, cleaning of cooled elements such as heat sinks or other elements on the outside of the housing is easy to do without opening the housing.

Virtauskanavien ja jäähdytysripojen ollessa kiinteinä rakenteina lai-tekotelossa syntyvät ne edullisesti laitekotelon valukappaleiden valmistuksessa käytetyn valuprosessin tuloksena. Niinpä virtauskanavia ja jäähdytysripoja ei 15 jouduta enää mekaanisesti työstämään tai kokoamaan. Tämä lisää ratkaisun kustannustehokkuutta ja tuloksien tasalaatuisuutta tuotettaessa laitteita sarjatuotannossa.When the flow ducts and the cooling fins are solid structures in the die housing, they are preferably formed as a result of the casting process used to make the die castings in the die housing. Thus, the flow channels and cooling fins are no longer mechanically machined or assembled. This increases the cost-effectiveness of the solution and the uniformity of results in serial production.

Laitekotelorakenteeseen integroidut virtauskanavat mahdollistavat ulkoisen jäähdytysilman virtauksen suuntaamisen tarkasti laitekotelon pintaan 20 ja jäähdytysripoihin, mikä siirtää laitekotelon rakenteisiin laitetilasta johtuneen lämpöenergian tehokkaasti ympäristöön verrattuna passiiviseen jäähdytykseen.The flow ducts integrated in the device enclosure structure allow the precise flow of external cooling air to the device enclosure surface 20 and the cooling fins, effectively transferring thermal energy from the device compartment to the enclosure structures as compared to passive cooling.

Jäähdytyksessä tarvittavan ilmavirtauksen synnyttämiseksi voidaan käyttää laitekoteloon integroituja komponentteja tai ulkoista puhallinta tai muu-25 ta ilmavirtausta aikaansaavaa välinettä, kuten ajoneuvon tai kiinteistön ilman-vaihto- tai jäähdytysilmastointilaitetta.Components integrated in the housing or an external fan or other means for generating air flow, such as a vehicle or property air-conditioning or cooling air conditioner, may be used to generate the airflow required for cooling.

o Ilmavirtauksen synnyttämiseen käytettyjen komponenttien kiinnitys ja orientaatio mahdollistavat tunnettuja ratkaisuja matalamman laitekotelora-^ kenteen. Erityisesti keksinnön mukaisessa rakenteessa soveltuvat käytettä- ° 30 väksi radiaalipuhaltimet. Koska erilaiset puhaltimet voidaan sovittaa laitekote- £ lon ulkopinnalle ovat ne vaihdettavissa helposti ilman laitekotelon avaamista, “ jolloin laitekotelon sisustaa ei tarvitse altistaa ympäristön epäpuhtauksille ja o esimerkiksi kosteudelle huoltotyön aikana. Tämän merkitys korostuu erityisesti o vaativissa ympäristöolosuhteissa. Puhaltimen elinikä on joka tapauksessa ra-The attachment and orientation of the components used to generate the airflow provide known solutions for a lower device enclosure structure. Especially in the structure according to the invention, radial fans are suitable for use. Because the various fans can be fitted to the exterior of the housing, they can be easily replaced without opening the housing, "eliminating the need to subject the interior of the housing to environmental contaminants and, for example, moisture during maintenance work. This is particularly important in the case of demanding environmental conditions. The lifetime of the fan is in any case

CMCM

35 joitettu ja tämä huoltotoimenpide on edullista suunnitella mahdollisimman vaivattomasti tehtäväksi.It is advantageous to plan this service as easily as possible.

44

Puhaltimien ollessa sovitettuja laitekotelon ulkopinnalle ei niiden fyysiselle koolle liioin aseteta yhtä suuria vaatimuksia kuin jos ne olisi sovitettava laiteillaan. Laitekotelon ulkopinnalle sovitetut puhaltimet voidaan jopa valita olemaan halkaisijaltaan suurempia kuin laitetilan korkeus, jotta varmistettai-5 siin riittävä jäähdytyselimiin kohdistuva ilmavirta.Furthermore, when the fans are fitted to the outer surface of the housing, they are not subject to the same physical size requirements as if they had to be fitted with their appliances. Fans mounted on the outer surface of the device housing may even be selected to be larger in diameter than the height of the device space to ensure sufficient air flow to the cooling members.

Esillä olevan keksinnön mukaisesti puhaltimia tai muita ilmavirtausta aikaansaavia välineitä voidaan laitekotelon kompaktista rakenteesta huolimatta asentaa laitekoteloon useampia kuin yksi, jolloin kokonaisuuden Vikasietoisuus paranee entisestään, koska järjestelyn toiminta voi jatkua normaalisti yhden 10 komponentin vikaantumisesta huolimatta.In accordance with the present invention, despite the compact design of the enclosure, more than one fan or other air flow generating means may be installed, thereby further improving the fault tolerance of the assembly, since the arrangement may continue to operate normally despite one component failure.

Kylmissä käyttöolosuhteissa vaadittava laitteen esilämmitys tapahtuu keksinnön mahdollistaman umpinaisen laitekotelorakenteen ansiosta nopeammin kuin laitekotelossa, jossa on jäähdytysaukkoja. Tällä on merkitystä erityisesti vaativissa ajoneuvo- ja työkonesovelluksissa, kuten metsäkoneissa, 15 kallionporauskoneissa ja muissa liikkuvissa työkoneissa. Tällaiset koneet toimivat usein hyvinkin kylmissä olosuhteissa, jolloin saatetaan vaatia pitkäaikainenkin esilämmitys ennen kuin niissä oleva tietokone voidaan käynnistää.In cold operating conditions, the required device preheating is faster due to the enclosed device enclosure structure enabled by the invention than in a device enclosure having cooling openings. This is particularly relevant for demanding vehicle and machine applications, such as forestry machines, 15 rock drilling machines and other mobile machinery. Such machines often operate in very cold conditions, which may require long-term preheating before the computer can be started.

Keksintöä voidaan soveltaa elektroniikan laitekotelointiin ja jäähdytykseen kaikissa sovelluksissa, joissa laitekoteloinnilta vaaditaan hyvää vesi-ja 20 pölytiiviyttä sekä suurta lämmönsiirtokykyä.The invention can be applied to electronics device enclosure and cooling in all applications where device water enclosure requires high water and dust resistance and high heat transfer capacity.

Keksinnön muita mukanaan tuomia etuja on esitetty seuraavassa, kun keksinnön erityisiä suoritusmuotoja on kuvattu tarkemmin.Other advantages of the invention are set forth below when specific embodiments of the invention have been described in more detail.

Kuvioiden lyhyt selostusBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Seuraavassa keksinnön eräitä edullisia suoritusmuotoja selostetaan 25 lähemmin viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa o kuviossa 1 on esitetty esillä olevan keksinnön mukaisen järjestelynIn the following, some preferred embodiments of the invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawing, in which: Figure 1 shows an arrangement of the present invention.

CVJCVJ

± suoritusmuodon aksonometrinen yläprojektio, ° kuviossa 2 on esitetty kuvion 1 mukaisen järjestelyn aksonometri- ° nen alaprojektio, | 30 kuviossa 3 on esitetty kuvion 1 mukaisen järjestelyn sivuprojektio, oo kuviossa 4 on esitetty kuvion 1 mukaisen järjestelyn etupäädyn pro- S jektio, o kuviossa 5 on esitetty kuvion 1 mukaisen järjestelyn takapäädyn ^ projektio, 35 kuviossa 6 on esitetty kuvion 1 mukaisen järjestelyn osittainen pi tuusleikkaus, 5 kuviossa 7 on esitetty kuvion 1 mukainen järjestely kansiosa poistettuna aksonometrisenä yläprojektiona, ja kuviossa 8 on esitetty esillä olevan keksinnön mukaisen järjestelyn vaihtoehtoisen suoritusmuodon aksonometrinen alaprojektio.± upper axonometric projection of the embodiment, ° Fig. 2 shows an axonometric lower projection of the arrangement of Fig. 1, | Figure 3 is a side elevation of the arrangement of Figure 1, o Figure 4 is a projection of the front end of the arrangement of Figure 1, o Figure 5 is a projection of the rear end of the arrangement of Figure 1; Fig. 7 shows the arrangement of Fig. 1 as a top axonometric projection removed, and Fig. 8 shows an axonometric sub-projection of an alternative embodiment of the arrangement of the present invention.

5 Edullisten suoritusmuotojen yksityiskohtainen selostusDetailed Description of Preferred Embodiments

Esillä olevan menetelmän sekä järjestelyn laitekotelon jäähdyttämiseksi eräitä edullisia suoritusmuotoja on seuraavassa kuvailtu viitaten edellä mainittuihin kuvioihin. Tällöin menetelmää on kuvailtu käyttäen apuna mainittua järjestelyä, joka käsittää kuvioihin viitenumeroin merkityt rakenneosat, jotka 10 vastaavat tässä selityksessä käytettäviä viitenumerolta.Some preferred embodiments of the present method and arrangement for cooling the device housing are described below with reference to the above figures. In this case, the method is described using the above arrangement, which comprises the components denoted by the reference numerals in the figures which correspond to the reference numerals used in this specification.

Kuviossa 1 on näytetty eräs suoritusmuoto järjestelyksi laitekotelon jäähdyttämiseksi. Tällöin laitekotelo 1 käsittää toisiinsa liitetyn pohjaosan 2 ja kansiosan 3, jotka ympäröivät sähkö- ja/tai elektroniikkakomponentteja vastaanottavaa laitetilaa 4. Laiteilla on edullisesti eristetty vesi- ja pölytiiviisti ym-15 päristöstään, jotta siihen suljettua laitetta tai laitteita voidaan käyttää hyvinkin vaativissa olosuhteissa.Figure 1 shows an embodiment of an arrangement for cooling the device housing. Hereby, the device housing 1 comprises an interconnected base part 2 and a cover part 3 surrounding the device space 4 receiving the electrical and / or electronic components. The devices are preferably water and dust tightly insulated so that the device or devices enclosed therein can be operated under very demanding conditions.

Kuten kuviosta voidaan havaita on tässä esillä olevan suoritusmuodon mukaiseen kansiosaan 3 muodostettu joukko siitä ulkonevia jäähdytyseli-miä 5. Nämä jäähdytyselimet ulottuvat oleellisesti laitekotelossa 1 olevan kah-20 den vastakkaisen ulkoreunan 6 ja 7 välille siten, että niiden toinen pää on laitekotelon ulkoreunaan integroidun ainakin yhden laitetilasta 4 erillään olevan virtauskanavan 8 läheisyydessä.As can be seen from the figure, there is a plurality of cooling members 5 projecting therefrom on the cover portion 3 of the present embodiment. These cooling members extend substantially between the two opposing outer edges 6 and 7 of the housing 1 with at least one end integrated with the outer edge of the housing. in the vicinity of the flow channel 8, which is separate from the device space 4.

Tällainen, esimerkiksi kuvioissa 6 ja 7 erottuva, virtauskanava 8 käsittää pohjaosasta 2 kansiosaan 3 ulottuvan poikkileikkaukseltaan oleellisesti 25 C-muotoisen ja vastakkaisista päistään avonaisen putkimaisen elimen. Laite-o kotelon pohjaosassa virtauskanava liittyy edullisesti pohjaosaan muodostet- C\1 ^ tuun asennussyvennykseen 9. Virtauskanavan poikkileikkaus on myös järjes- ° tettävissä supistumaan lähestyessään joko laitekotelon kansiosaa tai pohja- ° osaa, virtauskanavassa aikaansaatavan ilmavirran nopeuden säätelemiseksi.Such a flow passage 8, for example in Figures 6 and 7, comprises a tubular member having a substantially C-shaped cross-section extending from the base portion 2 to the cover portion 3 and having open ends at opposite ends. Preferably, the flow passage in the bottom portion of the device housing is associated with a mounting recess 9 formed in the bottom portion. The flow channel cross-section may also be arranged to contract when approaching either the cover portion or the bottom portion of the device enclosure to control the velocity of

| 30 Koska laitekotelo 1 pääsääntöisesti valmistetaan käyttäen tavan- oo omaista valuprosessia, syntyvät valmiit laitekotelon osat ja jäähdytyksessä tar- g vittavat virtauskanavan 8 osat edullisesti samassa valmistusprosessissa. Näin o ollen jäähdytyksen mekaanisia rakenteita ei tarvitse enää erikseen työstää ^ mekaanisesti tai koota.| Since the device housing 1 is, as a rule, manufactured using a conventional molding process, the finished parts of the device housing and parts of the flow passage 8 required for cooling are preferably produced in the same manufacturing process. Thus, the mechanical structures of the cooling need no longer be machined or assembled separately.

35 Virtauskanavaan 8 aikaansaadaan ilmavirta, joka on sovitettu ulot tumaan kansiosassa 3 olevaan yläpintaan 10 sekä siihen edullisesti muodos- 6 tettuihin jäähdytyselimiin. Tällainen ilmavirta kulkeutuu tällöin pohjaosasta 2 kohti kansiosaa, jolloin virtauskanava on suunniteltu siten, että se ohjaa ilmavirran kohti laitekotelon ulkopintaa ja siinä edullisesti olevia jäähdytyselimiä 5, aikaansaaden suuren ilmanpaineen ja virtausnopeuden. Tätä tarkoitusta var-5 ten pohjaosan asennussyvennykseen 9 on sovitettu ainakin yksi väline 11, esimerkiksi radiaalipuhallin, ilmavirran synnyttämiseksi virtauskanavaan 8. Luonnollisesti radiaalipuhaltimen voi korvata esimerkiksi aksiaalipuhaltimella tai jollain muulla vastaavan kaltaisella välineellä. Pohjaosaan sovitetut välineet ovat asennussyvennyksessä myös suojassa mekaanisilta kolhuilta. Välineiden 10 orientaatio ja kiinnitystäpä mahdollistavat lisäksi tavallista matalamman kokonaisratkaisun.A flow of air is provided in the flow passage 8, which is arranged to extend to the upper surface 10 of the cover part 3 and to the cooling members 6 preferably formed therein. Such an air flow is then carried from the bottom portion 2 towards the lid portion, wherein the flow passage is designed to direct the air flow towards the outer surface of the device housing and the cooling elements 5 therein, providing high air pressure and flow rate. To this end, at least one means 11, for example a radial fan, is provided in the mounting recess 9 of the base part for generating a flow of air into the flow passage 8. Naturally, the radial fan can be replaced by, for example, an axial fan or other similar device. The means fitted to the bottom part are also protected from mechanical impacts in the mounting recess. Furthermore, the orientation of the means 10 and the attachment head allow for a lower overall solution.

Toki virtauskanavaan 8 on aikaansaatavissa ilmavirta myös yhdistämällä asennussyvennykseen 9 ainakin yksi järjestelyn ulkopuolinen laite. Tällainen laite voi esimerkiksi olla työkoneen ilmastointilaite.Of course, airflow can also be provided to the flow passage 8 by connecting at least one non-arrangement device to the mounting recess 9. For example, such a device may be a machine air conditioner.

15 Toisaalta voidaan myös ajatella, että ilmavirta kulkeutuu kansiosas- ta 3 kohti pohjaosaa 2. Tällöin virtauskanava 8 aikaansaa ilmavirtauksen laite-kotelon 1 ulkopintaan ja siinä edullisesti oleviin jäähdytyselimiin 5. Tätä tarkoitusta varten pohjaosan asennussyvennykseen on sovitettu ainakin yksi väline 11, esimerkiksi keskipakoimuri, ilmavirran synnyttämiseksi virtauskanavaan. 20 Toki virtauskanavaan on aikaansaatavissa ilmavirta myös muodostamalla asennussyvennykseen alipaine siihen yhdistetyllä järjestelyn ulkopuolisella laitteella.On the other hand, it is also conceivable that the air flow passes from the cover part 3 towards the base part 2. In this case, the flow duct 8 provides an air flow to the outer surface of the device housing 1 and preferably to the cooling elements 5. to create a flow channel. Of course, airflow into the flow duct can also be achieved by depressurizing the mounting recess with an external device connected thereto.

Järjestelyn kykyä poistaa laitetilasta 4 sitä kuormittavaa termistä lämpökuormaa voidaan edullisesti säädellä vaikuttamalla jäähdytyselimien 5 25 muotoon ja sijoitteluun kansiosan 3 yläpinnassa 10. Niinpä jäähdytyselimet ^ ovat kuvion 1 mukaisesti edullisesti sovitettuja lähestymään toisiaan loitotes- δ saan virtauskanavasta.The ability of the arrangement to remove the thermal load exerted on the device space 4 can advantageously be controlled by influencing the shape and positioning of the cooling members 5 on the upper surface 10 of the cover member 3. Thus, according to Figure 1, the cooling members 1 are preferably adapted to approach each other

(M(M

.A Esillä olevaa järjestelyä laitekotelon 1 jäähdyttämiseksi käytetään o ^ seuraavasti. Laiteillaan 4 sovitetun elektroniikan tehohäviöistä syntyvää termi- ° 30 sen kuorman muodostavaa lämpöä siirretään laitekotelon 1 rakenteisiin johtu- £ maila. Lämmön siirtymistä voidaan myös tehostaa konvektiolla, jolloin laiteti- oo lassa on elimet erityisesti puhtaan sisäilman kierrättämiseksi laitetilan sisällä..A The present arrangement for cooling the housing 1 is operated as follows. The thermal load generated by the power dissipation of the electronics fitted in the devices 4 is transferred to the structures of the device housing 1. The heat transfer can also be enhanced by convection, whereby the device space has means for circulating especially clean indoor air inside the device space.

0 Laitekotelon rakenteisiin siirtynyt lämpö siirretään edelleen ympäristöön syn- § nyttämällä järjestelyn ulkopuolinen ilmavirta jota ohjataan laitekotelon mekaa- ^ 35 nisten rakenteiden avulla laitekoteloa sekä edullisesti tämän ulkopinnasta ul konevia ja laitekoteloon integroituja jäähdytyselimiä, kohti. Kuvioiden mukai- 7 sessa suoritusmuodossa nämä jäähdytyselimet siis käsittävät laitekotelon pinnasta työntyvät ripamaiset elimet.The heat transferred to the device enclosure structures is further transferred to the environment by generating an out-of-flow air flow directed by the device enclosure mechanical structures towards the device enclosure and preferably the external cooling and integrated cooling members of the device enclosure. Thus, in the embodiment shown in the figures, these cooling members comprise rib-like members projecting from the surface of the device housing.

Näiden jäähdytyselimien 5 ollessa pääasiallisesti sovitettuja laitekotelon 1 kansiosaan 3 aikaansaadaan laitekotelossa sen pohjaosan 2 ja kan-5 siosan välinen ilmavirta, joka ohjataan ainakin yhtä virtauskanavaa 8 pitkin ulottumaan kohti kansiosassa oleva yläpintaa 10 ja siitä ulkonevia jäähdy-tyselimiä. Virtauskanavat on suunniteltu siten, että syntyvä ilmanpaine ja virtausnopeus on suuri ja se suuntautuu kohti laitekotelon pintaa ja jäähdytyseli-miä.When these cooling elements 5 are substantially disposed within the cover portion 3 of the housing 1, an air flow is provided within the housing 2 which is guided along at least one flow channel 8 towards the upper surface 10 and the cooling members projecting therefrom. The flow passages are designed with high air pressure and flow velocity directed toward the housing surface and cooling members.

10 Laitekotelon 1 rakenteisiin ja edelleen jäähdytyselimiin 5 johdettu lämpö siirretään siis järjestelyn ympäristöön ilmavirralla, joka kiertää ainoastaan laitekotelon ulkopintoja pitkin. Virtauskanavat 8 on suunniteltu siten, että ne ohjaavat ilmavirran kohti laitekotelon pintaa ja jäähdytyselimiä, mikä lisää jäähdytystehoa oleellisesti.The heat supplied to the structures of the housing 1 and further to the cooling members 5 is thus transferred to the surroundings of the arrangement by an air flow which circulates only along the outer surfaces of the housing. The flow ducts 8 are designed to direct airflow towards the surface of the housing and the cooling members, which substantially increases the cooling capacity.

15 Ilmavirta on suunnattavissa niin pohjaosasta 2 kansiosaan 3 ohjaa malla se pohjaosasta kansiosaan ulottuvaan virtauskanavaan 8, kuin kan-siosasta pohjaosaan synnyttämällä pohjaosasta kansiosaan ulottuvaan virtauskanavaan alipaine. Tämä ilmavirta aikaansaadaan synnyttämällä laitekotelon pohjaosassa olevaan ja virtauskanavaan yhteydessä olevaan asennussy-20 vennykseen paikallinen paine-ero, joka voidaan muodostaa asennussyven-nykseen asennetulla puhaltimella tai imurilla, tai kohdistamalla asennussyven-nykseen ulkopuolinen ilmasuihku tai ulkopuolinen imu.The air flow can be directed both from the base part 2 to the lid part 3 by directing it from the bottom part to the lid flow part 8, as well as from the part to the bottom part by generating a vacuum from the bottom part to the lid part. This airflow is achieved by generating a local pressure difference in the mounting recess at the bottom of the device housing and communicating with the flow passage, which can be generated by a fan or vacuum mounted in the mounting recess or by applying an external air jet or external suction.

Esillä olevaa järjestelyä voidaan soveltaa elektroniikan laitekoteloin-tiin ja jäähdytykseen kaikissa sovelluksissa, joissa laitekoteloinnilta vaaditaan 25 hyvää vesi- ja pölytiiviyttä sekä suurta lämmönsiirtokykyä.The present arrangement can be applied to electronics device enclosure and cooling in all applications where the device enclosure requires 25 good water and dust tightness and high heat transfer capacity.

Alan ammattilaiselle on ilmeistä, että tekniikan kehittyessä yllä ku- ^ vaillun ratkaisun perusajatus voidaan toteuttaa monin eri tavoin. Esitelty ratkai- A su ja sen suoritusmuodot eivät siten rajoitu yllä kuvattuihin esimerkkeihin vaan i^. ne voivat vaihdella patenttivaatimusten puitteissa, oIt will be obvious to a person skilled in the art that as technology advances, the basic idea of the solution described above can be implemented in many different ways. Thus, the presented solution and its embodiments are not limited to the examples described above, but rather. they may vary within the scope of the claims, o

XX

cccc

CLCL

00 cö o 1^ o o00 cö o 1 ^ o o

CMCM

Claims

1. Menetelmä laitekotelon (1) jäähdyttämiseksi, joka laitekotelo käsittää toisiinsa liitetyn pohjaosan (2) ja kansiosan (3), jotka ympäröivät ympäristöstään vesi-ja pölytiiviisti eristetyn laitetilan (4), jolloin 5 laitetilassa syntyvä lämpö johdetaan laitekotelon rakenteisiin ja siinä oleviin jäähdytyselimiin (5), ja kansiosassa (3) olevaa ja järjestelyn ympäristöön yhteydessä olevaa yläpintaa (10) kohti ohjataan ilmavirta, jossa yläpinnassa ilmavirta huuhtelee laitekotelosta ulkonevia jääh-10 dytyselimiä (5), tunnettu siitä, että ilmavirta aikaansaadaan laitekotelon (1) pohjaosasta (2) kansi-osaan (3) ulottuvaan virtauskanavaan (8), jolloin tämä järjestelyn ulkopuolella synnytetty ilmavirta, ohjataan ainakin 15 yhden laitekoteloon muodostetun virtauskanavan (8) välityksellä ulottumaan kohti kansiosassa (3) oleva yläpintaa (10), lämmön poistamiseksi laitekotelon rakenteista.A method for cooling an enclosure (1), comprising an interconnected base portion (2) and a lid portion (3) surrounding an enclosure (4) that is watertight and dust-tightly insulated from its surroundings, wherein heat generated in the enclosure 5 is conducted to the enclosure structures and 5), and an airflow is directed towards the upper surface (10) of the cover part (3) and in connection with the surroundings of the arrangement, wherein the airflow in the upper surface flushes the cooling elements (5) protruding from the housing. a flow channel (8) extending to the lid portion (3), whereby this out-of-arrangement air stream is directed through at least one flow channel (8) formed in the housing to extend toward the top surface (10) in the housing portion.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ilmavirta aikaansaadaan synnyttämällä laitekotelon (1) pohjaosassa (2) 20 olevaan ja pohjaosan kansiosaan (3) yhdistävän virtauskanavan (8) yhteydessä olevaan laitetilan (4) ulkopuoliseen asennussyvennykseen (9) paikallinen paine-ero.Method according to Claim 1, characterized in that an air pressure is produced by creating a local pressure difference in the external installation recess (9) in the bottom (2) 20 of the housing (1) and in connection with the flow channel (8) connecting the base (3) .

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ilmavirta suunnataan pohjaosasta (2) kansiosaan (3) ohjaamalla se 25 virtauskanavaan (8).Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the air flow is directed from the bottom part (2) to the cover part (3) by directing it to the flow channel (8).

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu ^ siitä, että ilmavirta suunnataan kansiosasta (3) pohjaosaan (2) synnyttämällä £ virtauskanavan (8) pohjaosan puoleiseen päähän alipaine.Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the air flow is directed from the cover part (3) to the bottom part (2) by applying a vacuum to the bottom part of the flow channel (8).

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, O x 30 että asennussyvennykseen (9) kohdistetaan ulkopuolinen ilmasuihku. CCMethod according to Claim 4, characterized in that an external air jet is applied to the mounting recess (9). CC

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, ” että asennussyvennykseen (9) kohdistetaan ulkopuolinen imu. CO6. A method according to claim 4, characterized in that an external suction is applied to the mounting recess (9). C/O

7. Jonkin aikaisemman patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, o tunnettu siitä, että laitetilassa (4) syntyvä lämpö johdetaan laitekotelon (1) 35 ulkopinnasta ulkoneviin jäähdytyselimiin (5), jolloin ilmavirta kohdistetaan erityisesti näihin jäähdytyselimiin.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the heat generated in the device space (4) is conducted to the cooling elements (5) projecting from the outer surface of the device housing (1) 35, whereby the air flow is specifically directed to these cooling elements.

8. Jonkin aikaisemman patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämmön siirtymistä laitekotelon (1) rakenteisiin tehostetaan kierrättämällä ilmaa laitetilassa.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the heat transfer to the structures of the device housing (1) is enhanced by circulating air in the device space.

9. Järjestely laitekotelon (1) jäähdyttämiseksi, joka laitekotelo käsit-5 tää toisiinsa liitetyn pohjaosan (2) ja kansiosan (3), jotka ympäröivät ympäristöstään vesi-ja pölytiiviisti eristetyn laitetilan (4), joka laitekotelo käsittää jäähdytyselimet (5) lämmön johtamiseksi lai- teti lasta, tunnettu siitä, että 10 pohjaosasta (2) ulottuu kansiosaan (3) ainakin yksi laitetilasta eril lään oleva virtauskanava (8) ja, että kansiosassa (3) oleva ja järjestelyn ympäristöön yhteydessä oleva yläpinta (10) käsittää laitekotelosta ulkonevat jäähdytyselimet (5), jolloin virtauskanavaan aikaansaatu ilmavirtaus on ohjattu laitekotelon (1) 15 kansiosaa kohti ollen sovitettu ulottumaan kansiosassa oleviin yläpinnan jääh-dytyselimiin.An arrangement for cooling a device enclosure (1) comprising a connected bottom part (2) and a cover part (3) surrounding a device space (4) which is watertight and dust-tightly insulated, the device enclosure comprising cooling means (5) for conducting heat. Tettle, characterized in that at least one flow channel (8) extends from the base member (2) to the lid member (3) and that the upper face (10) in the lid member (3) and in connection with the surroundings of the arrangement comprises cooling elements ( 5), wherein the air flow provided in the flow passage is guided towards the cover part 15 of the device housing (1), being adapted to extend to the upper surface cooling means in the cover part.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että kansiosassa (3) oleva yläpinta (10) käsittää virtauskanavasta (8) loittonevat ja yläpinnasta ulkonevat jäähdytyselimet (5).Arrangement according to Claim 9, characterized in that the upper surface (10) in the lid section (3) comprises cooling elements (5) extending from the flow channel (8) and protruding from the upper surface.

11. Patenttivaatimuksen 9 tai 10 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että laitekotelon (1) pohjaosa (2) käsittää virtauskanavan (8) yhteydessä olevan asennussyvennyksen (9) virtauskanavaan synnytettävän paikallisen paine-eron aikaansaamiseksi.Arrangement according to Claim 9 or 10, characterized in that the bottom part (2) of the housing (1) comprises a mounting recess (9) in connection with the flow duct (8) for providing a local pressure difference in the flow duct.

12. Patenttivaatimuksen 9, 10 tai 11 mukainen järjestely, tun- 25. ettu siitä, että pohjaosaan (2) on sovitettu ainakin yksi väline (11) ilmavir-ran synnyttämiseksi virtauskanavaan (8).Arrangement according to Claim 9, 10 or 11, characterized in that at least one means (11) is provided in the base part (2) for generating an air flow into the flow channel (8).

13. Patenttivaatimuksen 9, 10 tai 11 mukainen järjestely, tun- -A n e tt u siitä, että virtauskanavaan (8) on yhdistetty ainakin yksi järjestelyn ul- o ^ kopuolinen laite ilmavirran synnyttämiseksi. ° 30Arrangement according to Claim 9, 10 or 11, characterized in that at least one external device for generating an air flow is connected to the flow channel (8). ° 30

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen järjestely, tunnettu siitä, £ että sanottu laite käsittää työkoneessa olevan ilmastointilaitteen, pohjaosas- ® ta (2) kansiosaan (3) suuntautuvan ilmavirran aikaansaamiseksi,Arrangement according to Claim 13, characterized in that said device comprises an air conditioner on the work machine for providing a flow of air from the bottom (2) to the lid (3),

15. Jonkin patenttivaatimuksen 10-14 mukainen järjestely, t u n - o n e 11 u siitä, että jäähdytyselimet (5) ovat sovitettuja lähestymään toisiaan loi- CVJ 35 totessaan virtauskanavasta (8).Arrangement according to one of Claims 10 to 14, characterized in that the cooling means (5) are arranged to approach each other in a floating manner (8).

16. Jonkin patenttivaatimuksen 9-15 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että virtauskanava (8) on sovitettu laitekotelon (1) ulkoreunalle siten, että se muodostaa poikkileikkaukseltaan oleellisesti C-muotoisen pohjaosasta (2) kansiosaan (3) ulottuvan elimen.Arrangement according to one of Claims 9 to 15, characterized in that the flow channel (8) is arranged on the outer edge of the housing (1) so as to form an element extending substantially from the base (2) to the lid (3).

17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että virtauskanavan (8) poikkileikkaus on sovitettu supistumaan lähestyessään laitekotelon (1) kansiosaa (3).Arrangement according to Claim 16, characterized in that the cross-section of the flow channel (8) is arranged to contract as it approaches the cover part (3) of the device housing (1).

18. Patenttivaatimuksen 16 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että virtauskanavan (8) poikkileikkaus on sovitettu supistumaan lähestyessään 10 laitekotelon (1) pohjaosaa (2). δ (M δ i h-· o X en CL 00 δ o h-· o o (MArrangement according to Claim 16, characterized in that the cross-section of the flow channel (8) is adapted to contract as it approaches the bottom part (2) of the device housing (1). δ (M δ i h- · o X en CL 00 δ o h- · o o {M