DE4114576A1

DE4114576A1 - Verfahren zur selbstkuehlung von transformatoren und batterieladegeraeten oder anderen waermeerzeugenden stromversorgungsgeraeten in geschlossenen gehaeusen

Info

Publication number: DE4114576A1
Application number: DE19914114576
Authority: DE
Inventors: Norbert Fiedler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-05-04
Filing date: 1991-05-04
Publication date: 1991-10-24

Description

STAND DER TECHNIK

An Transformatoren oder anderen stromerzeugenden Teilen, insbesondere in Batterieladegeräten, treten bei Transformierung auf die erforderliche Spannung Strom-Wärmeverluste (I² t) im Transformator auf. Bei weiterer Gleichrichtung der Wechselspannung und deren weiterer Regelung treten ebenfalls Wärmeverluste an den Halbleitern auf.

Die entstehende Wärme wird durch Luftkonvektion oder durch Selbstkühlung oder Fremdbelüftung oder durch Isolieröle abgeführt.

Bei Selbstkühlung muß für genügend Luftdurchsatz kon struiert werden. Dimensionsmäßig erfolgt eine größere Ausführung als die Baugruppen sonst benötigen.

Bei Fremdbelüftung wird die Kühlluft durch Lüftermo toren durch die Gehäuse geblasen. Luftfilter und deren Wartung werden erforderlich.

ZIEL

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Anordnungen zur flexiblen Wärmeableitungen mit Fernwärmetransport für Transformatoren und anderen Stromversorgungsanlagen zu schaffen, die es ermöglichen, Kompakteinheiten in unbelüfteten abgeschlossenen Räumen ohne Fremd belüftung oder Kühlmedienumwälzung auch spritzwassergeschützt, z. B. als Einschübe in Elektroflurförderfahrzeuge oder Elektrofahrzeuge oder anderen unbelüfteten Räumen, z. B. in Batterietrögen oder Schaltschränken unterzubringen.

LÖSUNG

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Transformator, das Batterieladegerät oder das Stromver sorgungsgerät in einer kompakten Konstruktion ohne Kühlmedium, eigen- oder fremdbelüftet, schutzisoliert oder in einem spritz wassergeschützten Gehäuse so untergebracht wird, daß an den wärmeerzeugenden aktiven Bauteilen, wie Transformatoren, Gleichrichtern, Transistoren, Drosseln (1) und anderen wärme erzeugenden verlustbehafteten Bauteilen in der kompakten Ein heit konstruktiv gut wärmeleitende und wärmekapazitätaufnehmen de Elemente angeordnet werden (2).

In diesen wärmekapazitätaufnehmenden Elementen (2) sind Bohrungen angeordnet, in welche abgeschlossene Metallrohre "Spezialwärmerohre" (3) mit einem Rohrende eingepaßt werden. Diese Spezialwärmerohre (3) sind als geschlossene Einheiten mit dem anderen Rohrende auf eine Kühlkörperfläche auf der Geräteoberseite geführt (5) und ebenfalls eingepaßt. Die se Kühlkörperfläche kann auch als Wärmezwischenspeicher im Gerät angeordnet sein. Von dieser Kühlkörperfläche (5) können wieder eingepaßte Spezialwärmerohre (6) über eine beliebige, technisch mögliche Länge die abzuführende Wärme auf eine weiter entfernte Kühlkörperfläche (7) dem Haupt kühlelement geführt werden (8). Es ist aber auch möglich, die Spezialwärmerohre (3) so lang auszuführen, daß sie di rekt in die Kühlkörperfläche (7) des Hauptkühlelementes geführt werden. In jedem Spezialwärmerohr befindet sich eine unter Vakuum gefüllte Kühlflüssigkeit, welche in ihrer physikalischen Eigenschaft den Anwendungsbedingun gen angepaßt wird. Es würde z. B. eine Flüssigkeit einge setzt, welche bei einer Temperatur oberhalb 30-50°C seinen festen Zustand ins gasförmige verändert, in den Spezialwärmerohren aufsteigt und in Hauptkühlelemente oder in Wärmezwischenspeichern wieder kondensiert und als feste Flüssigkeit zurückläuft (Physik-Wärmelehre).

Fig. 1 zeigt eine geschlossene Geräteeinheit ohne Belüftungs schlitze und ohne flüssiges Kühlmedium (4). An den wärmeerzeugenden Bauteilen, wie Transformator und Halb leitern (1), sind konstruktiv gut wärmeaufnehmende Kühl einheiten (2) montiert. Zum Wärmetransport sind in diese Kühlelemente Spezialwärmerohre (3) gearbeitet. Alle Spezialwärmerohre (3) enden als geschlossene Einheit in dem Oberflächenkühlelement (5).

Wenn das Oberflächenkühlelement (5) nur als Zwischen speicher benutzt wird, können weitere Spezialwärmerohre (6) die Wärme zu weiter entfernten Kühlflächen trans portieren und als Spezialwärmerohre (8) verlängert im Hauptkühlelement (7) als geschlossene Einheiten enden.

Fig. 2 zeigt Kühlelemente (2) an oberer und unterer Drossel- oder Transformatorkern (1) gut wärmeleitend angeordnet und die Anordnungen der Spezialwärmerohre (3) in den hierfür vorgesehenen Bohrungen.

Fig. 3 zeigt Kühlelemente um die Wicklungen von Drossel oder Trafo (1) gut wärmeleitend angeordnet und die Spezial wärmerohre angeordnet in den hierfür vorgesehenen Bohrun gen.

Fig. 4 zeigt Halbleiter auf einem Kühlelement montiert und die Anordnung der Spezialwärmerohre mit den erforderlichen Bohrungen.

Claims

1. Stromversorgungsgeräte, Transformatoren, Batterieladege räte oder auch andere elektrische Geräte, dadurch gekenn zeichnet, daß sie in einer geschlossenen Einheit - luft dicht oder auch spritzwassergeschützt - (Fig. 1) unterge bracht sind und die während des Betriebes erzeugte Wärme ohne Luftkonvektion durch das Gehäuse, ohne Fremdbelüftung durch Ventilatoren und ohne eingefülltes Kühlmedium z. B. Isolieröle oder andere Kühlmedien, sondern nur durch ein oder mehrere Spezialwärmerohre Fig. 1-4 (3) aus dem Ge häuse nach außen auf ein Kühlelement zur Abkühlung gebracht wird. Fig. 1 (5).

2. Stromversorgungsgeräte, Transformatoren, Batterieladege räte oder auch andere elektrische Geräte dadurch gekenn zeichnet, daß an Tansformatoren und Drosseln Fig. 1-4 (1) oder auch andere erwärmende Metallteile, wärmekapa zitätaufnehmende Elemente gut wärmeleitend angeordnet Fig. 2 (3) werden zur Wärmeübertragung außerhalb des Gehäuses. Fig. 1 (5).

3. Stromversorgungsgeräte, Transformatoren, Batterieladege räte oder auch andere elektrische Geräte dadurch gekenn zeichnet, daß um die wärmeerzeugende Wicklung von Trafo oder Drossel elektrisch isoliert gut wärmeleitend wärme kapazitätaufnehmende Elemente Fig. 3 (2) angeordnet werden, in den Spezialwärmerohre Fig. 3 (3) zur Wärmeübertragung außer halb des Gehäuses montiert sind.

4. Stromversorgungsgeräte, Transformatoren, Batterieladege räte oder auch andere elektrische Geräte dadurch gekenn zeichnet, daß die zur Gleichrichtung oder elektronischer Regelung benötigten Halbleiter Fig 4. (1) auf wärmekapazität aufnehmende Element gut wärmeleitend montiert sind Fig. 4 (2) in welche zum Wärmetransport nach außen Spezialwärmerohre angeordnet sind Fig. 4 (3).

5. Stromversorgungsgeräte, Transformatoren, Batterieladege räte oder auch andere elektrische Geräte dadurch gekenn zeichnet, daß die durch die Spezialwärmerohre aufge nommene Wärme auf ein Hauptkühlelement gebracht wird, welches auf der Oberfläche des zu kühlenden Gerätes an geordnet ist Fig. 1 (5).

6. Stromversorgungsgeräte, Transformatoren, Batterieladege räte oder auch andere elektrische Geräte dadurch gekenn zeichnet, daß die Kühlfläche (Anspruch 5) nur als Zwischenkühlelement benutzt wird und zum Wärmetrans port an eine geeignete weiter entfernte Stelle ein oder mehrere Hauptkühlelemente angeordnet werden Fig. 1 (7), welche wieder die mit einem oder mehreren Spezialwärme rohren Fig. 1 (6) die Wärme vom Zwischenkühlelement (5) zum Hauptkühlelement Fig. 1 (7) als geschlossene Einheit Fig. 1 (8) transportieren.