安裝在機殼或類似裝置中的電信設備冷卻系統的製作方法
2023-06-14 04:17:16
專利名稱：安裝在機殼或類似裝置中的電信設備冷卻系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及安裝在柜子、機殼或類似外罩中冷卻電信設備的冷卻系統。
背景技術：
說明用於行動電話通信系統的無線電臺站散發出大量的熱量，這些熱量必須移走。一般的機殼熱幅射可以達到1600～2500瓦，該熱幅射的高達80％發生在無線電發射裝置內。此冷卻作用比起控制無線電或電子設備來說更有助於控制機殼的機械結構。被汙染和溼的室外空氣不能直接用來冷卻這些電子設備。不過，室外空氣或周圍的空氣是從機殼中散發的熱量的最終接受者。
迄今為止，無線電臺站大多數安裝在室內，這些機械設備、電子設備和無線電設備的冷卻系統已設計出來以滿足室內環境提出的關於溫度和空氣中帶有的汙染物濃度的要求。不過，在行動電話系統生產中的一個總的趨勢是構造小的室外設備，它們被裝在柱子上或建築物外牆上且用於蜂窩網絡。到現在為止，這些室外設備基本上還是把室內系統在室外安裝在包括大的冷卻設備的外殼裡。將來室外設備可能變得越來越普遍，尤其是涉及到小型、微型或微微型無線電臺站的更小設備類型的情況。這將對冷卻系統和機械部分提出更新的要求。
目前使用的室外設備基本上有三種不同的類型即用室外空氣直接冷卻、裝備有換熱器的氣密密封空間和裝備有空調、冷卻設備的氣密密封機殼。
第一種類型的設備包括一個室外機殼，它安裝用室內型式製造的電子設備，且被經過有效過濾的室外空氣直接冷卻。儘管過濾工藝去掉了固體汙染物，但它沒有去掉潮溼的和酸性的氣體，這些氣體對電子元件有破壞性的影響。
在第二種類型設備中，散發的熱量通過換熱器釋放給周圍的室外氣體。在這種情況下，散發的熱量可能達到幾千瓦，分散給周圍的空氣之前必須經過以下幾個步驟從元件到散熱片到外罩或機殼裡的空氣，經過換熱器，最後出來到周圍的空氣。每一步驟或階段導致元件溫度一定的增加，換熱器能導致室內溫度比室外溫度增加15℃。在45～50℃的氣候條件下，這種設計將不能滿足保持電子和無線電元件在70～80℃溫度的要求，換熱器也必須為從那裡通過的所有熱量而設計。在功率為1～2千瓦的情況下，這意味著換熱器的尺寸與電子和無線電設備的尺寸相差不大或幾乎相等。
在第三種類型設備中使用的冷卻設備，包括冷卻設備，也可能包括換熱器，其尺寸可能是無線電和電子設備的一半大。多餘部分不容易實現。此系統相當複雜且需要一高級的控制系統。不帶多餘部分的一個系統目前的花費可能達到全部無線電臺站花費的三分之一或二分之一，操作費用也一樣高。超過熱輻射能量的三分之一，以及那些在電子設備中產生的能量，需要冷卻系統從外罩中移走，這多餘的熱量在某些位置和情況下易於影響環境。不過，這種類型的冷卻系統是滿足相對於室內和室外環境對電子設備溫度提出的要求唯一可用的類型。
前面提到的系統具有一些缺點浪費空間且複雜、需要額外的風扇使空氣通過系統循環、並招致高的操作費用。
發明概要本發明的目的是避免現有系統的缺陷且提供具有以下特點的冷卻系統a).功能上簡單且因此易於安裝；b).非常易於操作；c).不需要提供額外的風扇；d).能在低消耗下操作。此目的可以通過具有下面的權利要求書提出的特徵的冷卻系統達到。
本發明的冷卻系統包括第一空間，其中提供室外空氣通路或通道。此系統基於這樣的事實無線電傳送電路板和元件被電磁兼容性(EMC)屏蔽在外部安裝散熱片的氣密密封盒裡，熱量的主要部分在這裡散發。室外空氣通路導致平行的空氣流可以與散熱片直接接觸的型式經過無線電臺站。一股流經過一個小的散熱器。一股氣流經過一個小的換熱器，冷卻電子設備其餘部分的空氣經過它，電子設備的其餘部分安裝在第二氣密密封空間且散發遠少於前面提到元件的熱量。可以用一個小風扇來驅動空氣流經過換熱器，換熱器不需要好的效率，因此可以非常緊湊且具有橫向流換熱器的形式。因為在第二空間的電子設備散發出很少的均勻分布的熱量，且相對於相連的電路板具有比較好的熱交換，冷卻空氣和電路板之間的溫差可能比安裝在盒子裡的無線電發射器和類似設備的情況小很多。
本發明有以下的優點無線電臺站的尺寸比已知的系統能減少三分之一或更多；安裝更易於完成；系統遠不複雜(上述的第二種類型要求提供額外的風扇或鼓風機來強迫空氣通過換熱器，因為需要的高效率這將給空氣流提供很大的阻力)；操作費用遠低於已知系統必需的費用。
現在將參照其中優選實施例和附圖更詳細地說明本發明。
附圖簡要說明
圖1是本發明一個實施例的示意圖解說明。
優選實施例的詳細說明圖1示意地圖解說明電信設備，如無線電臺站，它包括如無線電發射機和無線電接收機、終端平臺、交流/直流轉換器、電源設備(平臺)等的電子元件。此設備被安裝在被分成第一空間2和第二氣密密封空間3的一柜子或機殼1裡。散發大部分熱量的那些元件，如電源設備、無線電發射機、終端平臺或類似裝置，它們被封裝在裝備有散熱片的電磁兼容性EMC屏蔽、氣密密封的盒子裡，在圖1中標示為A、B、C、D且被安裝在空間2裡。為了把熱量從這些元件中導走，空間2裝有一冷卻空氣進口4和出口5，熱量被帶走到周圍的空氣中，冷卻空氣藉助出口5提供的風扇6在空間2中循環。假如認為更加有利，風扇6自然也可以安裝在進口4中。
儘管圖中沒有畫出，在空間2裡提供的通道或類似的導管裝置引導空氣流經其中平行的元件盒子A-D，如圖中用虛線箭頭所示，更準確地說經過盒子上安裝的散熱片。該通道可以由塑料或橡膠管材或類似物質組成，或者也可以由塑料或薄金屬板構成。空氣流經過一換熱器E，如下面所說的，它也被安裝在空間2中。
無線電臺站的所有其它設備，即那些不散發如此多熱量的設備，被安裝在機殼內第二密閉的空間3中，此設備在圖中總體被標示為F。不過，這個設備散發的熱量也要被移走，因此，此熱量通過與空間2裡換熱器E中的冷卻空氣熱交換被移走。為此，將通道7和通道8排列在空間3和換熱器E之間，且風扇9被安裝在這些通道的其中一個之中，在圖示的情況下是通道8，用於在空間3中循環空氣且如箭頭所示通過換熱器。因為元件F不散發如其餘元件那麼多的熱量，上述熱量也比較均勻地分布，而且因為相連的電路板在電路板和冷卻空氣之間具有比較高的熱交換，所以換熱器E不需要好的效率，因此也可以是緊湊的。此空氣流以與經過空間2裡換熱器的空氣流成逆流方式方便地經過換熱器。
應該理解，圖中所示的元件盒A-D實際上可以多於或少於四個，且一般第二空間3中示出的元件F實際上包含許多互不相同的元件。空間2自然也可以被分成幾個獨立的部分，它們具有上面所述的相同功能且在其中選擇性布置一個或多個元件盒A-D和換熱器E。還應理解，本發明不受前述和其中圖解說明實施例的限制並且能在下面權利要求書的範圍裡作出修改。
權利要求
1.安裝在柜子、機殼或類似裝置中的電信設備的冷卻系統，其特徵在於散發大部分熱量的那些元件(A，B，C，D)如電源裝置、無線電發射機、終端平臺和類似裝置，安裝在機殼(1)中的第一空間(2)內，上述第一空間通過循環直接與元件接觸的周圍空氣被冷卻，上述空氣把這些熱量散發給環境；特徵還在於那些其餘的散發較少熱量的元件(F)安裝在上述機殼第二、氣密密封的空間(3)中，上述第二空間被通過換熱器(E)循環的空氣冷卻，換熱器安裝在第一空間裡並起一個傳熱器的作用。
2.如權利要求1所述的一冷卻系統，其特徵在於第一空間(2)包括通道或類似的管道，空氣在其中循環經過平行的元件(A-D)。
3.如權利要求1所述的一冷卻系統，其特徵在於第一風扇(6)的功能是循環從外邊進入系統的空氣通過第一空間。
4.如權利要求3所述的一冷卻系統，其特徵在於第二風扇(9)的功能是使空氣在第二空間中和在第一空間內的換熱器(E)中循環。
5.如權利要求4所述的一冷卻系統，其特徵在於被第一風扇(6)循環的空氣與被第二風扇(9)在換熱器(E)中循環的空氣成逆流流動。
6.如權利要求1所述的一冷卻系統，其特徵在於以上散發大部分熱量的元件被安裝在密封的盒子(A，B，C，D)裡，盒子具有安裝在它們外部的散熱片。
7.如權利要求6所述的一冷卻系統，其特徵在於氣密密封盒子(A，B，C，D)對環境是電磁兼容性(EMC)屏蔽的。
8.如權利要求1所述的一冷卻系統，其特徵在於第一空間(2)被分成多個單獨的部分，在其中有選擇地安裝一個或多個元件(A-D)和/或換熱器(E)。
全文摘要
本發明涉及安裝在柜子、機殼或相應裝置中的電信設備的冷卻系統。根據本發明,那些散發大部分熱量的元件(A,B,C,D),如電源裝置、無線電發射機、終端平臺和類似裝置,被安裝在第一機殼空間(2)中。那些散發較少熱量的其餘元件(F)被安裝在第二、氣密密封的空間(3)中。第一空間由循環空氣冷卻,此空氣從外邊進入系統且由通道或類似管道流經平行和直接接觸的元件(A－D)。第二空間由循環通過安裝在第一空間的換熱器(E)且在此移走熱量的空氣冷卻。那些散發大部分熱量的元件安裝在密封盒子(A,B,C,D)裡,這些盒子對環境最好是電磁兼容性(EMC)屏蔽且帶有安裝在它們外邊的散熱片。空氣藉助於風扇(6,9)可以在第一空間、第二空間和換熱器(E)中循環,在這裡由第一風扇(6)循環的空氣與由第二風扇(9)在換熱器(E)中循環的空氣成逆流流動。
文檔編號H05K7/20GK1170482SQ9519680
公開日1998年1月14日 申請日期1995年12月11日 優先權日1994年12月14日
發明者B·古德蒙特森 申請人:艾利森電話股份有限公司