用于安装到容器中的帕尔帖空气除湿装置的制作方法

文档序号:16814063发布日期:2019-02-10 14:06阅读:130来源:国知局
用于安装到容器中的帕尔帖空气除湿装置的制作方法

本发明涉及一种用于对容器中的空气除湿的除湿装置,其具有至少一个帕尔帖元件。本发明还涉及一种具有这样的除湿装置的、尤其是变流器容器的容器以及一种具有这样的除湿装置的车辆、特别是轨道车辆。此外,本发明涉及一种用于对容器的内部空间中的空气除湿的方法。



背景技术:

除湿有利于保护电子或功率电子组件和模块。它们大部分布置在容器、也称为container中。在车辆、例如轨道车辆中,这些容器通常以防护等级ip54实施为地下容器、顶部容器、机车变流器柜,以便为所包围的技术构件和整体系统的功能提供抵御环境影响的限定的最低保护。然而,由此并不阻止或仅仅非充足地阻止空气湿气侵入到容器中。

湿气的可能影响在于:在半导体结构和焊料上、特别是未封装的功率半导体上出现具有显著损坏潜能的腐蚀现象和迁移;以及减少寿命的影响,甚至使寿命明显低于在数据表单中给出的、对于相对湿度的允许值。

用于保护电子部件抵御环境影响的完全气封的容器实施方案昂贵并且导致相应容器非常重。然而恰好对于车辆来说,市场当前要求低成本并且轻便的解决方案。

减少容器内部的空气湿度的另一个可行方案在于,在该容器中置入干燥剂,例如膏状干燥剂,其将湿气从空气中吸出。然而存在缺点是,必须在膏体饱和时定期更换干燥剂。在空气湿度高或湿度强烈波动的地区恰恰由此导致维护间隔较短。该维护工作限制了相应的设备或车辆的可用性并且此外提高了运行成本。干燥剂的外部再生或者使用新干燥剂进一步提高了使用该干燥剂的成本。

通常利用交流电动机驱动具有冷却剂循环的商业上通用的开关柜冷却装置,该开关柜冷却装置部分地通过借助于附件进行的扩展而适用于空气除湿。这具有的缺点则在于相对耗费成本的、空间需求相当大的结构。

此外,在市场上能够获得用于直至大约30℃的环境温度的帕尔帖除湿装置,其以壁式安装应用在开关柜等中。在此,除湿装置的热侧如下地置入到柜壁中,即热侧通过开关柜之外的空气进行冷却,并且湿气在开关柜的内部空间中的、例如实施为冷凝板的冷侧上冷凝。在例如用于通信技术的、室外区域中的规定设备和安装也装配有如此规划和准备的壁式安装部,以便使用较低的外部温度潜能,这有利于装置的功能和低能量使用。

冷侧的过冷越显著(在大约0℃与露点温度>0℃之间),冷凝功率就越高,并且在特定的空气温度下,最小能达到的相对空气湿度也越大。冷凝功率表示为每单位时间冷凝的湿气量。

为了提升冷却功率,通常平行地布置多个帕尔帖元件。

在一些应用情况中,例如使用在车辆上时,被证实为不利的是,在开关柜或其它容器的外壁中设置留空部,在其中能够引入除湿装置,以便利用周围空气冷却热侧。这些容器与那些具有封闭表面的容器相比具有明显减小的稳定性。为了达到所期望的或所要求的机械稳定性,容器必须例如通过引入另外的支撑进行增强。这再次造成容器进而装配有该容器的车辆的重量负担。



技术实现要素:

本发明的目的在于,说明用于对容器中的空气除湿的解决方案。

该目的通过一种用于对容器中的空气除湿的具有至少一个帕尔帖元件的除湿装置实现,其中,帕尔帖元件构成为单级的帕尔帖元件,其中,帕尔帖元件与冷侧并且与热侧热学连接,其中,冷侧设计使得在除湿装置运行时在冷侧上冷凝空气中的湿气,其中,帕尔帖元件借助于螺旋弹簧和紧固销钉夹紧在热侧与冷侧之间。

该目的还通过一种具有这样的除湿装置的容器实现,其中,除湿装置完全布置在容器的内部。

此外,该目的通过一种具有这样的容器的车辆、特别是轨道车辆实现。

另外,该目的通过一种用于借助于这样的除湿装置对容器的内部空间中的空气除湿的方法实现,其中,取决于冷侧的温度来控制或调节除湿装置的冷凝功率。

本发明的优选的设计方案在从属权利要求中说明。

本发明所基于的认知在于,当在热侧与冷侧之间能得到的温度差相应较大的时候,除湿装置能够完全布置在容器的内部。这在运行时容器的内部空间升温时有重大意义。为了能够使热侧与冷侧之间的温度差具有相应地较大的值,热侧和冷侧必须相互良好地热绝缘。对此,帕尔帖元件借助于螺旋弹簧和紧固销钉夹紧在热侧与冷侧之间。该紧固销钉形成高接触热阻,从而使热侧和冷侧相互良好地热绝缘。

于是,即使在温度高于环境温度时,在容器内部的该布置也要求冷凝运行,因为除湿装置的热侧通过容器、确切地说通过容器壁与环境空气分隔,并且因此不再与环境空气接触。由此出发,即,容器的内部通过位于其中的装置和构件而升温。因此要求在大约8℃与大约50℃之间的温度范围中的高效冷凝运行。在此,温度界限并不是严格的、通过技术条件强制的边界条件,而是示出,替代地在温度界限之外能达到的冷凝功率仅是临界的并且因此在经济观点上存在问题。因此必须以能够使用的冷凝功率达到50℃的上温度界限,因为观察到具有电学或电子组件的容器的典型内部空间温度在大约45℃。特别是在变流器容器中,基于变流器的取决于负载的损失和环境温度,出现该值。对于在容器内部中的使用来说证实有利的是,通过与热侧和冷侧的良好热退耦、即通过避免到冷侧的寄生热回流,有效率地设计除湿装置,从而由通过帕尔帖效应产生的温度差使尽可能多的部分以与壳体内部温度相比过冷的形式提供到冷侧上,有效地达到冷凝湿气的目的。

变流器容器基于其安装的构件以特别的程度取决于内部空间中的已充分除湿的空气。此外,变流器的平稳运行对于驱动以其来驱动的车辆、特别是轨道车辆来说是强制要求的。为了保障车辆的可使用性,需要变流器可靠地运行。此外,车辆、特别是轨道车辆必须常常满足防火方面的特殊要求。在此必须保障防止烧穿容器的包围面。对于满足该要求证明为合理的是,除湿装置布置在容器的内部并且放弃利用位于容器之外的周围空气进行冷却。通过布置在容器的内部并且在容器外表面中没有开口,提高了对抗烧穿的稳定性。其简化了有关满足防火技术上所要求的许可程序。常常能够放弃高成本的单独查证。

除湿装置在车辆中的使用同样证实是适宜的,因为由于借助于紧固销钉的夹紧而使得除湿装置仅具有相对于振动负荷或冲击的低敏感度,在车辆和轨道车辆中通常由在内部的构件承受该冲击。

现在市场上能够使用的装置在所述的大约40℃至50℃的空气温度范围中仅具有不充分的冷凝功率,或者经过冷侧上的温度上升而完全丧失冷凝能力。这示出,能够通过冷侧和热侧之间的热绝缘减少温度上升。因此需要较少的用于运行除湿装置的电功率,从而也产生较小的电损失。通过较小的电损失进一步减小了冷侧的升温,并且还能够达到热侧与冷侧之间的更大的温度差。

市场上能够使用的装置设计用于例如具有80%相对空气湿度、30℃的空气温度的额定工作点。在这样的装置中确定的是,在壳体内部温度进一步升高时,不再达到为了在冷侧上冷凝而要求下降到露点温度以下。对此的主要原因在于帕尔帖元件自身上的温度差过小。

在热有效负载相同时,在该情况下为空气湿度的待散发的冷凝热量相同时,由帕尔帖元件产生的温度差的所要求的增高仅能够通过提高穿过帕尔帖元件的电流产生。随之而来的待散发到内部空间空气的热能的明显的上升仅非充分地进行,从而使得帕尔帖除湿装置的有源部件的整体温度上升。包括在其中的是,帕尔帖除湿装置冷侧上的温度上升并且因此冷凝功率也减少或者甚至是由于超过露点温度而损失冷凝能力。

此外,冷侧上的温度升高的效果还通过容器的内部空间中的温度上升加强。令人满意的冷凝功率在迄今为止的装置中是几乎不能满足或无法满足的,因为为此冷凝板(冷侧)的温度一定明显地在露点温度之下。

通过多种措施得到如下优点,即除湿装置设计用于对具有在直到50℃范围中的温度的空气除湿,并且在该温度下能够持续运行,所述措施例如用于改善热侧上的散热和用于避免从除湿装置的热侧到冷侧的寄生热回流。通过改善的热退耦得到如下优点,即除湿装置设计用于对具有在10%至30%范围中的相对湿度和/或具有在40℃至50℃范围中的温度的空气除湿,并且能够运行。对此,在热侧与冷侧之间设定至少40k的温度差。通过将除湿装置安装到容器中,能够不利用周围空气温度而仅利用内部空间温度来冷却除湿装置的热侧。由于布置在容器中的电学和/或电子装置和元器件、例如半导体元器件而使得容器的内部空间升温,从而在大约40℃至50℃的温度下运行除湿装置。在空气中的绝对湿度相同的情况下,通过上升的温度相对空气湿度降低到例如20%至30%相对湿度的值。这些环境条件恰恰是对于除湿装置的高要求。在市场上能够使用的除湿装置在此不再具有令人满意的冷凝功率,与之相反地,所提出的除湿装置在特别的程度上也适于在所述条件下实现令人满意的冷凝功率。

所证实的是,冷凝功率能够由此进一步提升,即,除湿装置的热侧和冷侧在热学上还更好地相互分隔、即相互热绝缘,以便避免到冷侧的寄生式作用的热回流。对此,帕尔帖元件借助于一个或多个螺旋弹簧和一个或多个紧固销钉夹紧在热侧与冷侧之间。以该方式在热侧与冷侧之间产生机械连接的长力传导路径,用于帕尔帖除湿装置的结构上的接合,然而具有如下的可行性,在相应地选择材料和设计横截面时提升力传导部件的热阻。由此使得到冷侧的寄生式作用的热回流最小化,借此使得冷侧上的温度保持较低并且因此提升冷凝功率。同时,热交换的减少允许温度差由于在电损失适度上升时提升经过帕尔帖元件的电流而进一步提升。只要更高的温度差的效果相对于提升的电损失来说占优,那么就能够进一步升高冷凝功率。这使得,即使当容器内部中的温度在容器的构件运行时升高,布置在容器内部中的除湿装置也能够运行。

此外,通过螺旋弹簧和紧固销钉实现了将帕尔帖元件限定地压在热侧和冷侧上。由此产生帕尔帖元件在除湿装置的热侧上以及冷侧上的最优的热耦合。此外,不需要或需要至少仅一点填充间隙的导热剂。这简化了除湿装置的制造。

此外,该结构借助于通过螺旋弹簧和紧固销钉的夹紧提供了冷侧(冷凝板)特别是在有关在车辆或轨道车辆中应用时预期的振动负荷方面的牢固的机械固定。

此外,根据本发明的结构提供了冷的冷凝板(冷侧)与相对较热或至少温的热侧越过长导热路线的热退耦。在此证明尤其适宜的是长销钉连接。

根据本发明的实施方案的另外的优点在于简化的安装,而不要求使与在重复生产中较大的不安全性相关联的拧紧扭矩(例如0.5nm)精确地保持得非常低,如在应用通用的尺寸m3或者m4的螺栓时要求该拧紧扭矩。

此外,与利用例如销钉将冷侧和热侧进行螺栓连接相比,在应用螺旋弹簧情况下的夹紧是对于温度波动不敏感的并且因此是有利的。与通常推荐的碟式弹簧相比,螺旋弹簧自身由于弹簧刚度较小而需要几毫米的非常大的弹性距离来建立夹紧力。这意味着,引导夹紧的组件在大温度波动的情况下产生的少量的1/10mm的长度变化在有关系统的弹力变化方面保持无关紧要。通过容器中不同电学装置、例如变流器的运行,在容器中出现温度波动。由此产生在夹紧设备上的高热应力。通过螺旋弹簧使得将热侧和冷侧在帕尔帖元件上的压力几乎与温度无关,从而能够明显地延长该设备的寿命。

此外证实适宜的是,螺旋弹簧布置在除湿装置的热侧上。螺旋弹簧在热侧上的该布置,特别是在应用冷却体时,其中螺旋弹簧以有利的方式布置在冷却肋之间,具有以下优点:该布置是一种与布置在冷凝板的侧面上的布置相比节省空间的安装方式。

通过根据本发明的除湿装置得到以足够的程度在安装空间中50℃时存在的冷凝以及高机械抗振动性和牢固性。此外,能够获得除湿装置的紧凑的结构形式。此外,通过避免在帕尔帖元件上热机械地引起应力,确保了根据本发明的除湿装置的高可靠性。

在本发明的一个有利的设计方案中,热侧在朝向帕尔帖元件的侧面上具有压盖式的密封部,其中,压盖式的密封部通过热侧上的凹陷设计有置入到其中的橡胶衬套,其中,橡胶衬套在内直径处包围紧固销钉。证实有利的是,保护冷侧(冷凝板)与热侧之间的空间受到保护防止含有水蒸汽的空气的进入。对此应用橡胶衬套,其置入到热侧上的凹陷中。其在内直径处包围紧固销钉。热侧上、特别是在该处以有利的方式安装的冷却体上的凹陷在其深度和形状上如下地确定尺寸,即,螺旋弹簧的力轻微挤压橡胶衬套并且以该方式实现在紧固销钉的周侧和热侧中的孔周侧上的密封。此外,通过橡胶衬套实现了热侧与冷侧之间的进一步的热退耦。通过针对含有水蒸汽的空气的密封,可靠地避免了帕尔帖元件上的有破坏性作用的腐蚀现象,其导致寿命明显地缩短。

在本发明的另一个有利的设计方案中,紧固销钉具有横截面收缩部。由于所期望和要求的力配合,紧固销钉强制形成在冷的冷凝板(冷侧)与相对较热的热侧之间的导热路径。由此产生的热流应当保持尽可能小,因为这是寄生损失。对此,横截面收缩部有利于提升导热路径中的热阻。这能够实现较高的冷凝功率。

在本发明的另一个有利的设计方案中,热侧包括热交换器、特别是冷却体,其中,在热交换器与帕尔帖元件之间布置有热扩散组件。通过热交换器减少热侧与周围温度(容器的内部空间空气的温度)之间的热阻。对于热阻的最小化来说证实特别适宜的是,通过应用热扩散组件尽可能有效地利用热交换器或者冷却体的热交换面,为了力求紧凑地确定尺寸而仅限制地提供该热交换面。热扩散组件使得热侧的热量在热交换器上均匀和大面积地分布。对此能够特别地也在周围温度和冷却体温度之差较小的情况下将热量可靠地散发到周围,从而也在较高温度、例如其可能在容器的内部中出现的情况下实现冷凝。此外,能够完全放弃应用导热剂,因为热扩散组件已经保障了到与其接触的表面的最优热学连接。

在本发明的另一个有利的设计方案中,除湿装置具有至少一个通风装置和用于引导空气的器件,其中,通风装置和用于引导空气的器件布置使得产生气流,其中,气流延伸越过除湿装置的冷侧和热侧。在此证实有利的是,仅一部分、引导越过热侧的空气之前也被引导越过冷侧。空气的另一部分仅被引导越过热侧。为此在除湿装置上布置相应的用于引导空气的器件,例如空气导向叶片。为了在力求尽可能低的热侧温度等级排出馈送的驱动电能加上在水蒸气冷凝中产生的热量,而设置有通风装置。通过产生流过热侧的冷却气流的通风装置,获得在热侧与周围环境(容器的内部空间空气)之间的较低热阻。其特别适用于制造热侧与冷侧之间的高温差。在这些条件下-高周围温度具有相应地降低的空气密度-在同时要求热交换器(冷却体)上减少过热的情况下,能够以简单的方式通过升高气流实现散热。过热是必须的,因此热交换器能够以热量的形式放出能量。此外证实适宜的是,如下地引导气流,即,使得在引导空气经过热侧之前沿着冷侧引导。因此,通风装置在冷侧和热侧都引起空气运动。因此能够放弃使用另外的通风装置。因此能够保证将含有水蒸气的内部空间空气充分地输送到冷凝板上。通过延伸越过冷侧和热侧的气流仅需要一个使空气流动的通风装置。能够放弃分别用于冷侧和热侧的单独的通风装置。因此,通过省去一个通风装置实现成本节约和可靠性升高。通过仅应用一个通风装置不仅能够可靠地保证对冷凝板(冷侧)的新鲜空气供应,还保证热侧的冷却。

在本发明的另一个有利的设计方案中,通风装置具有轴向的排气方向,其中,轴向的排气方向垂直于冷侧的表面地布置。轴向的排气使得装置的有效作用的结构高度能够减小,因为对于限定的空气流出而不必考虑所要求的空气横截面。它们与除湿装置的能够达到的和技术上要求的冷却效果高度相关。此外,轴向的排气能够实现的是,将排气开口上的空气通道安装到容器内部中,从而能够相对简单地排除在新鲜空气(待除湿的空气)与排出空气(已除湿的空气)之间出现的流动短路,该流动短路的原因在于结构上存在的空间狭窄。

在本发明的另一个有利的设计方案中,除湿装置包括调节装置,其设置使得借助于脉冲宽度调制(pwm)调节经过帕尔帖元件的电流。为了避免在低温时结冰,证实有利的是,调节冷侧的温度进而经过帕尔帖元件的电流。相对于在可能的情况下配备有滞后功能的双状态控制器,在脉冲宽度调制情况中的优点在于,减少冷侧上的温度波动。由于经过帕尔帖元件的高电流引起的具有帕尔帖元件上的相应疲劳应力,其例如在上述双状态控制器中产生,频繁的热循环极有可能造成除湿装置的过早故障。相反地通过脉冲宽度调制能够如下精确地调节经过帕尔帖元件的电流,即,使得在冷侧上并不产生或仅产生很小的温度波动。其由于部件的较小的热应力而引起除湿装置的寿命明显延长。

在本发明的另一个有利的设计方案中,冷侧与密封框之间的密封部借助于由弹性或塑性材料制成的密封接缝实施而成。必须阻止的是,冷凝的湿气进入到除湿装置的内部。帕尔帖元件对于周围的不完善的密封在元件上导致了冷侧上(内置在有源的帕尔帖晶体上)的腐蚀并且因此导致其故障。在制造期间容易触及的接缝通过位置和简单的几何形状提供了用于制造高质量密封部的良好条件。密封部利用由弹性或塑料的材料制成的密封接缝实现。其与o环相比的优点在于对于密封无需按压密封组件的按压力。证实适宜的是,实施用于利用小导热截面实现低导热性的密封接缝。

在此在本发明的另一个有利的设计方案中,密封框由热固性材料实施而成。证实适宜的是,应用具有低导热性、低水蒸汽渗入性和相对较高的弹性模量。

在此,在本发明的另一个有利的设计方案中,在至少部分密封框上布置有具有热绝缘特性的水蒸汽屏蔽件。在相对空气湿度高的情况下,在具有接近露点或在其之下的温度的组件或组件部段上出现冷凝物。在这些组件上不希望出现冷凝物,这是因为在这些位置并未在结构上设置专门的冷凝物导管。冷凝物不受控地滴落,这在原则上是不希望的。出于该原因必须禁止含有水蒸汽的空气来到这些组件的表面上。

在本发明的另一个有利的设计方案中,除湿装置具有已经在上面描述的通风装置,其中,除湿装置在容器中布置使得至少逐步地沿着容器的外壁形成能通过通风装置产生的气流。证实特别有利的是,将除湿装置布置在容器外壁附近。特别有利的是,容器是地下容器或顶部容器并且壁温度低于内部空间温度。于是,吸入的空气具有相对较低的温度,这对于除湿器来说是更适宜的工作条件。能够期望更高的冷凝功率以及除湿作用。此外特别有利的是,通风装置的排风在轴向方向上对准容器内部,并且在相反的方向上从容器外壁进行抽吸。

在本发明的另一个有利的设计方案中,容器设计用于容纳电学和/或电子组件。电学和电子组件以及部分机械组件在空气湿度较高时通过与之伴随的冷凝而经受腐蚀。其能够导致相应的构件的错误行为或故障。此外,这明显地减少这些构件的寿命。

在本发明的另一个有利的设计方案中,容器是变流器容器并且在变流器容器中布置有变流器。只要涉及到车辆,变流器的故障就能够导致整个驱动器的故障。这产生用于回收和维修的成本。此外,能够例如在轨道车辆的情况下,产生车辆使用者的赔偿要求。此外,位于变流器中的半导体对于湿度的反应特别敏感。故障大部分不是由于腐蚀引起,从而也不能以肉眼预先识别。因此,高可靠性对于变流器来说有着重要的意义。

在本发明的另一个有利的设计方案中,控制或调节除湿装置的冷凝功率,使得冷侧的温度具有在-5℃与10℃之间的范围内中的值。调节例如能够通过径过帕尔帖元件的电流的变化控制或调节。温度越低,除湿效果就越好。由于除湿装置的工作效率高,即使在环境温度较高时也能够在冷侧上设定较低的温度,因此,能够在冷侧上具有的温度范围非常大。能够有利地如下地利用该大范围,即控制或调节冷侧的温度,使得在其中能以特别高的收益执行冷凝。这在-5℃与10℃之间的温度范围中得出。在此,在温度低于凝固点时能够容忍暂时与之伴随的冰冻。对此设置具有更高温度的运行时间,在其中冰融解并且作为水导出。

在应当避免结冰的时候证实有利的是,将冷侧的温度调节到0℃与5℃之间的范围中的值上。在此有意并不低于凝固点而阻止了结冰。因为不必设置融解的时间,所以证实适宜的是,将调节/控制范围的最大温度设定在5℃。

在本发明的另一个有利的设计方案中,控制或调节除湿装置的冷凝功率,使得冷侧的温度具有低于热侧的温度至少40k的值。在运行容器的内部中的除湿装置时,由于相对空气湿度的占优势的温度和值适宜地得出,以至少40℃的温度差运行冷侧和热侧。由于热退耦,能在除湿装置上实现该值。该值能够借助于经过帕尔帖元件的电流控制或调节。为了可靠地在经受内部空间升温的容器中执行除湿,除湿装置必须能够产生在内部空间温度与露点温度之间的温度差。对此证实特别适宜的是,该装置特别在热退耦方面如下地设置,在热侧和冷侧之间的温度差能设定为至少40℃,以便可靠地保障高冷凝功率。

在本发明的另一个有利的设计方案中,除湿装置具有第一运行状态和第二运行状态,其中,在第一运行状态中,来自空气的湿气在冷侧上冷冻为冰,并且在第二运行状态中,将位于冷侧上的冰转变为水,其中,运行状态通过控制或调节流过帕尔帖元件的电流进行设定。

能确定的是,随着冷侧的过冷的增加,冷凝功率升高。在以高冷凝功率为目标时,仅很小地低于露点温度并不足够。容器中的布置所要求的是,从冷凝板(冷侧)尽可能多地抽取能量,这要求帕尔帖“制冷功率”。该要求的帕尔帖“制冷功率”需要在帕尔帖除湿器的最优的工作点附近的“驱动电流”。

随着除湿器的湿度负载的下降以及周围环境温度的下降,在不减少帕尔帖电路中的电流的情况下温度将低于冷侧上的0℃线(例如在30℃/40%rf)。结为冰并且因此不能够再移走冷凝物。为了避免冷侧上的持续的结冰必须或者

a)将温度额定值设定为0℃+x;或者

b)更有效地:能够利用重复出现解冻阶段实现温度额定值以低于和高于0℃几度地摆动。该摆动在例如15-20min的时间间隔中以例如大约5k的幅值进行。

为了可靠地设定运行状态证实适宜的是,测量冷侧上的温度并且借助于经过帕尔帖元件的电流如下地影响,即在第一运行状态中将温度设定低于水的冰点、也就是说在正常条件下低于0℃,并且在第二运行状态中将温度设定高于水的冰点、也就是说在正常条件下高于0℃。在不同的气压值、例如由于高于海平面的运行高度中,该值能够变化。

附图说明

接下来根据附图所示的实施例详细描述和阐述本发明。在此示出:

图1示出除湿装置的立体图,

图2示出除湿装置的另一个立体图,

图3至图5各自示出通过除湿装置的截面图,

图6示出压盖式的密封部,以及

图7示出容器,其具有布置在其中的除湿装置。

具体实施方式

图1示出了除湿装置1的立体图。在此在前面部分能够观察到通风装置3。热侧12的热交换器13在该实施例中构成为冷却体。在侧面、在该图中仅从一侧观察,布置有导向叶片8。另外,为了对除湿装置1控制、调节以及供能而设置有插接连接器32,经由其能够将相应的信号和能量传输给除湿装置1。通风装置3产生气流,其沿着除湿装置1的冷侧11和热侧12构成。借助于图2对此进行详细描述。

图2从另一个方向示出了除湿装置1的立体图。为了避免重复而参考图1的描述以及在那里引入的标号。除湿装置1的引导空气片8如下地布置,即通风装置3在产生气流5时使得空气如下地运动,即,使得空气的一部分不仅沿着冷侧11还沿热交换器13运动。与之相反,空气的另一部分仅运动经过热交换器13。所表明的是,当仅一部分气流5引导经过冷侧11的时候,得出特别良好的冷凝功率。

图3示出了通过除湿装置1的截面,其中,未示出冷侧11。帕尔帖元件4以热接触的方式布置在热扩散组件26上(参见图5)。热扩散组件与热侧12接触。这些帕尔帖元件4共同组成在图5中示出的帕尔帖系统31。为了提高除湿装置1的工作效率,在该结构中热并联地布置有多个帕尔帖元件4。为了相对于周围空气将除湿装置1和在此未示出的特别易遭受湿气进入的冷侧11密封而设置有密封框27。优选由非金属材料制成的密封框27阻止了湿气进入到帕尔帖元件4,其在有湿气的情况下易受到腐蚀。该腐蚀能够导致帕尔帖元件4的暂时故障进而导致除湿装置1的故障。由此,腐蚀引起了除湿装置1的寿命明显缩短。

图4示出了贯穿图3中的除湿装置1的截面。在构成为冷却体的热交换器13与帕尔帖元件4之间布置有热扩散组件26。该组件将帕尔帖元件4的热能分布到冷却体13的表面上,从而使得冷却体13与帕尔帖元件4之间的温度差尽可能小。因此实现了冷却体13与帕尔帖元件4之间的较小的接触热阻,该接触热阻使得帕尔帖元件4能在相对较低的温度下运行。在忽略经由散热片26的温度下降的情况下,从热侧12的温度和对于冷侧11的冷凝来说所需要的温度,得出帕尔帖元件上的温度差。热侧12上的温度越低,因此通过帕尔帖元件产生的温度差就越小。因此也能够在温度差相对较小的情况下在帕尔帖元件上实现对空气的高效除湿,由此使得电能的使用最小化。此外,图4示出了除湿装置1的密封框27,其可靠地阻止了湿气进入到除湿装置1的内部。

图5示出了与图4类似的截面,然而不同在如下的位置,即在该位置上借助于螺旋弹簧21和紧固销钉22使得帕尔帖元件4夹紧在热侧12与冷侧11之间。此外,与图4不同的是,在该附图中也示出了冷侧11。其经由密封接缝28连接到密封框27上。为了避免重复而参考前述附图以及在那里引入的标号。帕尔帖元件4布置在帕尔帖系统31的内部并且彼此固定。在该结构中冷侧11和热侧12相互良好地热绝缘,以使得能通过帕尔帖元件4实现冷侧11与热侧12之间的高温度差。借助于用于检测冷侧11的温度的传感器30能够调节冷侧11的温度,从而产生在冷凝功率上的高收益,并且避免在周围温度和/或湿度负荷下降时冷凝物的冻结。

图6示出了有利的压盖式的密封部23的结构。在冷却体13中设置有凹陷24。在该凹陷24中安装有橡胶衬套25,其阻止了湿气沿冷侧11或者帕尔帖系统31和布置在其中的帕尔帖元件4的方向进入。对此,凹陷24的深度和形状如下地设计,即,橡胶衬套25在通过螺旋弹簧21和紧固销钉22固定时被压缩。热侧12与冷侧11之间经由螺旋弹簧21和紧固销钉22的不可避免的热传递能够如下地进一步减小,即,紧固销钉22具有收缩部。在此,该收缩部是横截面在长度上的缩小。在此,仅仅正如为了传导在热侧12与冷侧11之间所必要的挤压力而要求的那样来选择横截面的大小。

图7示出了容器2,在其中布置有除湿装置1。该容器2例如能够是车辆或轨道车辆的一部分,在其中布置有电驱动器的构件。例如变流器7属于电驱动器的一部分。为了保证车辆的可靠的运行以及为了实现较长的寿命,变流器必须在干燥的环境中运行。对此在容器2的内部中布置有除湿装置1。另外的电学或电子构件33、特别是对于高空气湿度敏感的构件能够布置在容器2中。包含变流器7的这些构件如下地加热容器2的内部空间中的空气10,即,在除湿装置1上必须提供冷侧11与热侧12之间的高温度差,以便从空气10中能够将湿气抽出。证实有利的是,除湿装置1如下地布置在容器2的外壁附近,使得由通风装置3吸入的并且在冷侧11上引导经过的空气10尽可能地、至少逐步地被沿着外壁引导。因为容器2之外的周围环境常常具有明显低于容器2的内部中的空气10的温度,所以能够通过空气10在外壁上的扫过实现空气10的温度下降。这使得除湿装置1能够有效地和低损失地运行。

总结地,本发明涉及一种用于对容器中的空气除湿的除湿装置,其具有至少一个帕尔帖元件。为了能够使除湿装置完全布置在容器的内部而提出,帕尔帖元件设计构成为单级的帕尔帖元件,并且帕尔帖元件与冷侧并且与热侧热连接,其中,冷侧设计使得在除湿装置运行时在冷侧上冷凝空气中的湿气。为了确保在安装到容器中以后的功效,帕尔帖元件借助于螺旋弹簧和紧固销钉夹紧在热侧与冷侧之间。本发明还涉及一种具有这样的除湿装置的容器,其中,除湿装置完全布置在容器的内部。此外,本发明涉及一种具有这样的容器的车辆、特别是轨道车辆。另外,本发明涉及一种借助于这样的除湿装置用于对容器的内部空间中的空气除湿的方法,其中,取决于冷侧的温度控制或调节除湿装置的冷凝功率。

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