ВЕНТИЛЯЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО, ПРЕЖДЕ ВСЕГО ДЛЯ ЭЛЕКТРОШКАФА Российский патент 2018 года по МПК F04D29/40 F04D29/54 H05K7/20 

Изобретение относится к вентиляционному устройству, прежде всего для электрошкафа.

Из уровня техники известны вентиляционные устройства, которые содержат держатель вентилятора, а также вентилятор, который удерживается держателем вентилятора. В таких вентиляционных устройствах сравнительно далеко внизу в электрошкафу через фильтровальный холст всасывается холодный воздух и сравнительно далеко вверху выдавливается наружу через (грубый) выходной фильтровальный холст. За счет этого должно предотвращаться внесение пыли и создаваться в шкафу избыточное давление. Известные из уровня техники вентиляторы воспринимаются как сравнительно неэффективные и, прежде всего, как мало изменяемые.

Одна задача изобретения заключается в том, чтобы предложить вентиляционное устройство, обеспечивающее эффективное охлаждение с возможностью работы в нескольких компоновках соответственно потребностям пользователя.

Еще одна задача заключается в минимизации аэродинамического сопротивления, создаваемого устройством.

Предложено вентиляционное устройство, содержащее держатель вентилятора для вентилятора, имеющий раму с отверстием, через которое в процессе эксплуатации течет поток газообразной среды и которое образует приемную область, приспособленную для размещения различных заменяемых вставок, включающих в себя клапанное устройство, и имеющую по меньшей мере одно крепежное средство для фиксации соответствующей вставки. Держатель вентилятора также содержит отделяемую крышку, посредством которой приемная область держателя вентилятора является закрываемой наружу и которая имеет фронтальную решетку, выполненную в виде диффузора и имеющую несколько проходных шлицев с эллиптическим поперечным сечением. Клапанное устройство имеет клапанную раму, вставляемую в приемную область держателя вентилятора и несущую по меньшей мере один клапан. В соответствии с изобретением продольная ось проходных шлицев ориентирована по существу параллельно клапанам в открытом состоянии, что позволяет свести к минимуму аэродинамическое сопротивление проходных шлицев.

Кроме того изобретение позволяет предусмотреть держатель вентилятора, в котором может быть размещено, как клапанное устройство, так и фильтрующая вставка. Для этого на раме или же в приемной области предусмотрено соответствующее удерживающее устройство. Благодаря этому пользователь может вставлять в держатель вентилятора клапанное устройство. В общем, можно вариабельно реагировать на особые потребности пользователя. В этой связи было признано, что главная задача вентиляционного устройства для электрошкафов состоит в том, чтобы охлаждать электрошкаф за счет циркуляции воздуха. За счет этого должно быть предотвращено внесение пыли. Однако последнее не является главной задачей. Кроме того, было признано, что при встройке фильтровального устройства в верхних третях электрошкафа может происходить более эффективное охлаждение. Поэтому была продумана идея выдувать воздух из электрошкафа не через фильтровальный холст (следствием чего был бы уменьшенный расход воздуха), а через клапанное устройство, следствием чего является улучшенный поток воздуха. В вентиляционных устройствах из уровня техники всегда предусматривался фильтровальный холст для обеспечения соответствующей защиты от пыли. В результате монтажа выпускного фильтра в верхней области электрошкафа (например в верхней половине, прежде всего в верхней трети электрошкафа) воздушный поток распределяется равномерно на впускной фильтр, который может быть расположен, прежде всего, в нижней половине, прежде всего в нижней трети электрошкафа. За счет этого фильтровальный холст впускного фильтра является сравнительно долговечным и загрязняется менее сильно. Благодаря тому, что держатель вентилятора может вмещать, как клапанное устройство, так и фильтрующую вставку, пользователь держателя вентилятора может сделать выбор. В результате, пользователь может выбирать между улучшенной циркуляцией воздуха и улучшенным избеганием пыли.

Особо предпочтительным является держатель вентилятора, в котором отверстие по бокам ограничено удерживающими поверхностями, которые удерживают в раме соответствующую вставку. Прежде всего, приемная область содержит удерживающее устройство, прежде всего по меньшей мере один эластичный элемент или по меньшей мере один фиксирующий выступ, который в процессе эксплуатации оказывает удерживающее усилие на соответствующую вставку. Таким образом вставка может быть без проблем заменена пользователем и приспособлена к различным случаям применения. Например, для фиксации вставок в приемной области может быть расположен соответственно один эластичный элемент в углах приемной области, которые соединяют удерживающие поверхности.

Кроме того, является особо благоприятным, если предусмотрена отделяемая, прежде всего установленная с возможностью откидывания крышка, посредством которой держатель вентилятора, прежде всего его приемная область, является закрываемым относительно внешнего окружения. Рама держателя вентилятора, предпочтительно, образует, прежде всего проходящий по периметру, уступ, на который может быть положена крышка.

Изобретение также может быть реализовано в комплекте, содержащем держатель вентилятора согласно изобретению, клапанное устройство, а также фильтрующую вставку, причем клапанное устройство и фильтрующая вставка выполнены с возможностью размещения в одной и той же приемной области держателя вентилятора.

Предлагаемое в изобретении вентиляционное устройство служит, прежде всего, для применения в или же на электрошкафе и содержит держатель вентилятора согласно изобретению, а также вентилятор. Является особо благоприятным, если вентилятор посредством раструба вентилятора соединен с держателем вентилятора. Держатель вентилятора благоприятным образом обеспечивает гомогенизацию воздушного потока.

Клапанное устройство предусмотрено для применения с держателем вентилятора согласно изобретению и содержит клапанную раму, которая выполнена с возможностью вставки в приемную область держателя вентилятора, и несет на себе по меньшей мере один клапан, прежде всего несколько клапанов, которые для отклонения потока, по меньшей мере, частично перекрывают клапанную раму. Благоприятным образом клапаны соединены с клапанной рамой с возможностью отсоединения. Кроме того, держатель вентилятора расположен, предпочтительно, в верхней половине электрошкафа, прежде всего в верхней трети электрошкафа.

В дальнейшем, изобретение поясняется более детально на чертеже. Показано на:

Фиг. 1: схематическое покомпонентное изображение вентиляционного устройства,

Фиг. 2: схематическое покомпонентное изображение держателя вентилятора,

Фиг. 3: схематическое покомпонентное изображение держателя вентилятора с клапанным устройством согласно изобретению,

Фиг. 4: поперечное сечение через собранный комплект, содержащий держатель вентилятора с клапанной вставкой, вентилятор и крышку,

Фиг. 5: схематическое изображение электрошкафа с двумя вентиляционными устройствами.

В последующем описании для одинаковых и одинаково действующих деталей используются одни и те же ссылочные обозначения.

Фиг. 1 показывает вентиляционное устройство, содержащее держатель 10 вентилятора с крышкой 11, которая в направлении внешней стороны 12 закрыта фронтальной решеткой 13. В направлении внутренней стороны 14 к держателю 10 вентилятора примыкает раструб 15 вентилятора. В свою очередь, к раструбу 15 вентилятора примыкает вентилятор 16. Вентилятор 16 может быть выполнен, прежде всего, как аксиальный вентилятор.

В одном примере применения вентиляционное устройство соединено с электрошкафом (не показан). При этом вентиляционное устройство вставлено в выемку в стенке электрошкафа и там зафиксировано соответствующим крепежным средством, которое находится, прежде всего, на держателе 10 вентилятора. Таким образом, вентиляционное устройство устанавливает соединение между внутренним пространством электрошкафа и его внешним окружением. В зависимости от направления вращения находящегося в электрошкафу вентилятора 16 воздух может всасываться посредством вентиляционного устройства в электрошкаф и выталкиваться из него.

Держатель 10 вентилятора имеет раму 26 и приемную область 28, которая образуется отверстием 27 в держателе 10 вентилятора. Кроме того, держатель 10 вентилятора имеет проходящий по периметру, расположенный внутри уступ 19, который выполнен на раме 26 и может прилегать к крышке 11 в закрытом состоянии приемной области 28.

В приемную область 28 держателя 10 вентилятора могут вставляться различные вставки и фиксироваться там соответствующими крепежными средствами. Прежде всего, отверстие 27 ограничивается удерживающими поверхностями 29, которые удерживают соответствующую вставку в раме. Впрочем, для фиксации соответствующей вставки в приемной области 28 могут быть предусмотрены специальные крепежные устройства. При этом речь может идти о фиксирующих, зажимных, резиновых или магнитных элементах. В показанной на фиг. 1 форме осуществления изобретения вставка удерживается эластичными элементами 30, которые оказывают на вставку удерживающее усилие. Эластичные элементы 30 расположены в углах 31 приемной области 28 и таким образом соединяют удерживающие поверхности 29 друг с другом.

Приемная область 28 является закрываемой посредством крышки 11. В открытом состоянии крышка 11 делает возможным доступ к приемной области 28. Крышка 11 закреплена на держателе 10 вентилятора с возможностью съема, предпочтительно с возможностью поворота, прежде всего, на в смонтированном состоянии вентиляционного устройства обращенной к днищу кромке рамы 26. Крышка 11 выполнена с возможностью стопорения на держателе 10 вентилятора в закрытом положении посредством соответствующих защелкивающихся и/или фиксирующих средств или тому подобного. Предпочтительно, максимальный угол открывания крышки 11 или же рамы 26 задан соответствующими ограничительными элементами. Таким образом, в целом, является возможной особо простая замена вставок в случае потребности.

Как показано на фиг. 2 и фиг. 3, в приемной области 28 в качестве заменяемой вставки может быть смонтировано клапанное устройство 21. Клапанное устройство 21 содержит клапанную раму 32 и перемычки 22 крепления клапанов, а также множество клапанов (пластин) 23 (из которых ради лучшей обзорности показаны только пять). Клапаны (пластины) установлены, прежде всего, с помощью пружинного зажима, на перемычках 22 крепления с возможностью поворота и могут поворачиваться выходящим воздухом в направлении стрелки 33. Является возможным, что также предусмотрено активное поворотное устройство (например, электродвигательное). В смонтированном состоянии клапанная рама 32 внешней поверхностью, предпочтительно, прилегает к удерживающим поверхностям 29.

Альтернативно клапанному устройству 21 в качестве заменяемой вставки также может применяться фильтрующая вставка 24 (см. фиг. 2), которая вставляется в приемную область 28. В случае с фильтрующей вставкой речь может идти, например, о фильтровальном холсте или подобном подходящем фильтрующем элементе. В то время, как главной целью фильтрующей вставки является отделение частиц, таких как пыль или т.п., клапанное устройство 21 служит для реализации повышенного расхода воздуха без фильтрации проходящего через клапанное устройство 21 воздуха. Следовательно, конечный пользователь вентиляционного устройства может сам решать, оснащает ли он держатель вентилятора клапанным устройством для оптимизированной циркуляции/охлаждения воздуха в электрошкафу, или фильтрующей вставкой для оптимизированного избегания пыли.

Фронтальная решетка 13 также может быть выполнена как сетка или из подобного воздухопроницаемого материала. Кроме того, например, для целей очистки или замены она может быть выполнена с возможностью съема с крышки. Без фронтальной решетки 13 крышка 11 образует прямоугольную (проходящую по периметру) раму (с двумя проходящими прямо кромками и двумя изогнутыми кромками, причем проходящие прямо и изогнутые кромки соответственно противолежат друг другу). Аналогичным образом и основной корпус 25 держателя 10 вентилятора тоже образует проходящую по периметру (имеющую прямоугольную форму) раму. Две противолежащие друг другу стороны основного корпуса 25 выполнены прямыми, другие противолежащие друг другу стороны выполнены изогнутыми. В смонтированном состоянии крышки 11 изогнутые стороны выровнены с изогнутыми сторонами основного корпуса 25 держателя 10 вентилятора. За счет этого достигается гомогенное единство.

Фиг. 4 показывает еще одно поперечное сечение через собранный комплект, который содержит держатель 10 вентилятора с клапанной вставкой 21, вентилятор 16 и крышку 11. Фиг. 4 отчетливо показывает, что крышка 11 и размещенная в ней фронтальная решетка 13 расположена перед держателем 10 вентилятора в направлении 39 выхода воздуха. Это расположение крышки 11 и фронтальной решетки 13 впереди благоприятным образом предотвращает то, что через один или несколько открытых клапан(-ов) 23 в вентиляционное устройство попадут инородные тела, прежде всего вода.

Прежде всего, фронтальная решетка 13 в показанной на фиг. 4 форме осуществления выполнена как диффузор, который предотвращает вход жидкости, например во время дождя, внутрь вентиляционного устройства и, прежде всего, в вентилятор. Дело в том, что при неработающем вентиляторе 16 существует опасность того, что клапаны 23 в результате вызванного, например, сквозняком разрежения или в результате механической блокировки откроются, причем, как следствие, при простаивающем вентиляторе 16 внутреннее пространство электрошкафа является открытым и может проникать грязь, вода и т.п. Диффузор выполнен так, что он соответствует стандарту, прежде всего, в отношении требований безопасности и имеет идеальную форму потока для выхода воздуха. Как показывает фиг. 4, для этого фронтальная решетка 13 имеет несколько проходных шлицев 40, которые имеют, прежде всего, овальное или же эллиптическое поперечное сечение. Продольная ось L проходных шлицев 40 ориентирована относительно клапанов 23 таким образом, что она по существу параллельна клапанам 23 в (максимально) открытом состоянии (см. линию L' на фиг. 4). За счет этого аэродинамическое сопротивление проходных шлицев 40 сводится к минимуму.

Фронтальная решетка 13 снаружи, предпочтительно, может открываться только с помощью отвертки, а с внутренней стороны может закрываться посредством блокировки задвижки. Тем самым реализуется простая защита от вандалов. Кроме того, фронтальная решетка 13 установлена в раме крышки 11, предпочтительно, с возможностью поворота для обеспечения работ по обслуживанию.

Фиг. 5 показывает еще один схематический случай применения изобретения с электрошкафом 34 и двумя вентиляционными устройствами 35 и 36. В то время как нижнее, расположенное близко к днищу, вентиляционное устройство 35 пронизывает стенку 37 электрошкафа в нижней трети, второе вентиляционное устройство 36 расположено в верхней трети стенки 37 электрошкафа. Разумеется, что оба вентиляционных устройства не должны быть расположены в одной и той же стенке электрошкафа.

Благоприятным образом может быть предусмотрено, что первое нижнее вентиляционное устройство 35 образует входное вентиляционное устройство, которое имеет фильтрующую вставку, например, фильтровальный холст, в приемной области 28, и при котором вентилятор всасывает воздух в электрошкаф 34 для создания избыточного давления. За счет избыточного давления в электрошкафу должно быть предотвращено то, что через дверцы, кабельные вводы или прочие отверстия в электрошкаф будут попадать частицы, прежде всего пыль или тому подобное.

В то время как из уровня техники до сих пор фильтрующей вставкой было оснащено и верхнее вентиляционное устройство 36, чтобы еще больше уменьшить попадание частиц в электрошкаф, благоприятным образом вентиляционное устройство 36 может содержать показанное на фиг. 2 и фиг. 3 клапанное устройство 21 в приемной области 28. Верхнее вентиляционное устройство 36 служит в качестве выпускного вентиляционного устройства и, следовательно, вентилятор имеет направление вращения, которое приводит к вытеснению воздуха из электрошкафа 34. Возникающий за счет нижнего и верхнего вентиляционного устройства 35, 36 в электрошкафу 34 воздушный поток на фиг. 5 обозначен стрелкой 38. В отличие от фильтровального холста клапанное устройство 21 не уменьшает расход воздуха, так что в верхней области электрошкафа 34 становится возможным эффективное охлаждение электрошкафа. Результатом является улучшенный воздушный поток в электрошкафу, который также щадит фильтрующую вставку в нижнем вентиляционном устройстве 35, так как подсос воздуха на входе меньше и поэтому воздух фильтрует не только соответствующая импеллеру вентилятора 16 поверхность фильтрующей вставки, а вся поверхность фильтра. То есть, за счет этого всасываемый воздух в целом распределяется более равномерно на входной фильтрующей вставке. В результате этого фильтрующая вставка является более долговечной, и уменьшается загрязнение. Кроме того, клапанное устройство 21 благоприятным образом предотвращает то, что при неработающем вентиляторе в электрошкаф попадут нежелательные чужеродные тела, прежде всего пыль, вода или тому подобное. Этот благоприятный эффект достигается за счет того, что клапаны при неработающем вентиляторе закрыты и тем самым изолируют вентилятор или же внутреннее пространство электрошкафа от чужеродных тел. То есть, за счет установки клапанов с возможностью поворота они, предпочтительно за счет силы тяжести или с помощью электродвигателя, удерживаются в закрытом состоянии, когда вентилятор 16 выключен. Только во включенном состоянии вентилятора клапаны 23 за счет образующегося в результате воздушного потока переводятся в открытое положение.

Благодаря универсальным возможностям применения и модульной конструкции с помощью держателей вентилятора согласно изобретению настоящее изобретение может без проблем реализовать обе системы: во-первых, может быть реализовано оптимизированное предотвращение пыли, за счет того, что и верхний держатель 10 вентилятора без проблем в случае потребности может быть снабжен фильтрующей вставкой 24. Кроме того, для оптимизированной циркуляции воздуха и тем самым для стоящего на первом месте оптимизированного охлаждения в качестве альтернативы в держатель вентилятора может быть вставлена клапанная вставка 21, чтобы добиться описанного выше принципа действия оптимизированного охлаждения.

Модульность системы согласно изобретению делает возможной особо высокую универсальность, которая позволяет пользователю, приспособить держатель вентилятора индивидуально к существующим потребностям и при необходимости особо просто производить замену вставок в приемной области 28.

Перечень ссылочных обозначений

10 Держатель вентилятора

11 Крышка

12 Внешняя сторона

13 Фронтальная решетка

14 Внутренняя сторона

15 Раструб вентилятора

16 Вентилятор

19 Уступ

21 Клапанное устройство

22 Удерживающие перемычки

23 Клапаны

24 Фильтрующая вставка

25 Основной корпус

26 Рама

27 Отверстие

28 Приемная область

29 Удерживающие поверхности

30 Эластичный элемент

31 Углы

32 Клапанная рама

33 Стрелка

34 Электрошкаф

35 Вентиляционное устройство

36 Вентиляционное устройство

37 Стенка электрошкафа

38 Стрелка

39 Направление выхода воздуха

40 Проходные шлицы

L Продольная ось

Изобретение относится к вентиляционному устройству, прежде всего для электрошкафа. Технический результат – создание вентиляционного устройства, обеспечивающего эффективное охлаждение с минимизацией аэродинамического сопротивления, создаваемого устройством. Это достигается тем, что вентиляционное устройство содержит держатель вентилятора для вентилятора, имеющий раму с отверстием, через которое в процессе эксплуатации течет поток газообразной среды и которое образует приемную область, приспособленную для размещения различных заменяемых вставок, включающих в себя клапанное устройство, и имеющую, по меньшей мере, одно крепежное средство для фиксации соответствующей вставки. Держатель вентилятора также содержит отделяемую крышку, посредством которой приемная область держателя вентилятора является закрываемой снаружи и которая имеет фронтальную решетку, выполненную в виде диффузора и имеющую несколько проходных шлицев с эллиптическим поперечным сечением. Клапанное устройство имеет клапанную раму, вставляемую в приемную область держателя вентилятора и несущую по меньшей мере один клапан. Продольная ось (L) проходных шлицев ориентирована по существу параллельно клапанам в открытом состоянии. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Вентиляционное устройство, содержащее держатель (10) вентилятора для вентилятора (16), имеющий раму (26) с отверстием (27), через которое в процессе эксплуатации течет поток газообразной среды и которое образует приемную область (28), приспособленную для размещения различных заменяемых вставок, включающих в себя клапанное устройство (21), и имеющую по меньшей мере одно крепежное средство для фиксации соответствующей вставки, причем держатель вентилятора также содержит отделяемую крышку (11), посредством которой приемная область (28) держателя вентилятора является закрываемой наружу и которая имеет фронтальную решетку (13), выполненную в виде диффузора и имеющую несколько проходных шлицев (40) с эллиптическим поперечным сечением, причем клапанное устройство (21) имеет клапанную раму (32), вставляемую в приемную область (28) держателя вентилятора и несущую по меньшей мере один клапан (23), отличающееся тем, что продольная ось (L) проходных шлицев (40) ориентирована по существу параллельно клапанам (23) в открытом состоянии.

2. Вентиляционное устройство по п. 1, отличающееся тем, что отверстие (27) по бокам ограничено удерживающими поверхностями (29), которые удерживают соответствующую вставку в раме (26).

3. Вентиляционное устройство по п. 1, отличающееся тем, что приемная область (28) имеет удерживающее устройство, включающее в себя по меньшей мере один эластичный элемент (30) или по меньшей мере один фиксирующий выступ, которое в процессе эксплуатации оказывает на соответствующую вставку удерживающее усилие.

4. Вентиляционное устройство по п. 2, отличающееся тем, что приемная область (28) имеет удерживающее устройство, прежде всего по меньшей мере один эластичный элемент (30) или по меньшей мере один фиксирующий выступ, которое в процессе эксплуатации оказывает на соответствующую вставку удерживающее усилие.

5. Вентиляционное устройство по п. 3, отличающееся тем, что по одному эластичному элементу (30) расположено в углах (31) приемной области (28), которые соединяют удерживающие поверхности (29).

6. Вентиляционное устройство по п. 4, отличающееся тем, что по одному эластичному элементу (30) расположено в углах (31) приемной области (28), которые соединяют удерживающие поверхности (29).

7. Вентиляционное устройство по п. 1, отличающееся тем, что рама (26) образует, прежде всего проходящий по периметру, уступ (19), на который может быть положена крышка (11).

8. Вентиляционное устройство по п. 1, отличающееся тем, что клапанное устройство (21) и фильтрующая вставка (24) выполнены с возможностью размещения в одной и той же приемной области (28) держателя (10) вентилятора.

9. Вентиляционное устройство по одному из пп. 1-7, также содержащее вентилятор (16) и предназначенное для электрошкафа.

10. Вентиляционное устройство по п. 9, отличающееся тем, что вентилятор (16) соединен с держателем (10) вентилятора посредством раструба (15) вентилятора.

11. Вентиляционное устройство по п. 1, отличающееся тем, что в выключенном рабочем состоянии вентилятора (16) клапаны (23) клапанного устройства (21) закрыты.

12. Вентиляционное устройство по п. 1 или 11, отличающееся тем, что клапаны (23) клапанного устройства (21) соединены с клапанной рамой (32) с возможностью съема.

13. Вентиляционное устройство по п. 1, отличающееся тем, что заменяемые вставки также включают в себя фильтрующую вставку (24).

14. Электрошкаф, содержащий вентиляционное устройство по п. 9 или 10, причем держатель (10) вентилятора расположен в верхней половине электрошкафа.

15. Электрошкаф по п. 14, в котором держатель (10) вентилятора расположен в верхней трети электрошкафа.