CN107535068A - 模块化电气系统 - Google Patents

Abstract

一种电气系统，包括：模块(101，102)以及用于在冷却空气的到达方向上相继地机械支撑模块的框架结构(103)。每个模块包括与一个或多个电气部件处于热传导关系的冷却元件(106，107)。框架结构机械地支撑模块，使得冷却元件基本上处于相同的姿态并且相继地在冷却空气的到达方向上。冷却元件被成形为使得当模块由框架结构机械地支撑时冷却元件在偏离冷却空气的到达方向的方向上引导冷却空气。进而，每个冷却元件的热传递部的侧翼(108)的至少一部分相对于冷却空气的到达方向倾斜。因而，每个冷却元件接收到冷却空气的新鲜部分。

Description

模块化电气系统

技术领域

本公开内容一般涉及电气系统的冷却。更特别地，涉及包括模块和用于机械地支撑模块的框架结构的电气系统的冷却。

背景技术

众多电气系统为模块化的，使得电气系统包括提供电气系统的功能的模块和用于机械地支撑模块以及用于通信地将模块彼此连接的框架结构。以上所述种类的电气系统能够例如但不一定为电信设备，其中，模块能够为例如电信设备的插入式单元并且框架结构能够为电信设备的支架。以上提及的模块中的每个模块典型地包括电路板、电路板上的一个或多个电气部件、以及与电气部件中的一个或多个电气部件处于热传导关系的一个或多个冷却元件。每个冷却元件典型地包括冷却鳍片和/或管式冷却通道。当电气部件产生的热相对于电气部件的机械尺寸而言高到电气部件的外表面传递热到周围空气的能力不足时，需要冷却元件。冷却元件典型地与能够为例如处理器的高性能集成电路一起使用。

以上所述种类的模块化电气系统的机械布置能够使得冷却空气首先遇到冷却第一模块的一个或多个电气部件的冷却元件，并且接着相同的冷却空气遇到冷却第二模块的一个或多个电气部件的另一冷却元件。正如明显地，因为当冷却第一模块的电气部件时冷却空气被加热并且第二模块的电气部件被经加热的冷却空气冷却，第二模块的电气部件的冷却没有第一模块的电气部件的冷却有效。上述情形例如发生在电信设备中，其中冷却空气垂直地流动并且两个或多个插入式单元被相继地安装在垂直方向上，使得这些插入式单元的电路板是共面的，即在相同的几何平面中。

发明内容

下面给出简化的概述，从而提供对各种发明实施例的某些方面的基本理解。发明内容并非本发明的广泛概括。其既不意图确定本发明的关键或重要单元也不描绘本发明的范围。下面的概述仅仅以简化的形式给出了本发明的某些概念，作为本发明的示例性的实施例的更详细的描述的前序。

按照本发明，提供了能够例如但不一定为电信设备的新的电气系统。根据本发明的电气系统包括：

-模块，每个模块包括电路板、电路板上的一个或多个电气部件、以及与电气部件中的一个或多个电气部件处于热传导关系的冷却元件，以及

-框架结构，用于在第一方向上相继地机械支撑模块使得模块的电路板基本上共面并且模块的冷却元件基本上处于相同的姿态并且在第一方向上相互连续。

每个冷却元件包括用于将热传递到冷却空气的热传递部。冷却元件的热传递部能够提供有冷却鳍片和/或管式冷却通道，以提供用于将热传递到冷却空气的热传递表面。

热传递部被成形为使得当模块由框架结构机械地支撑时，热传递部被布置成在偏离以上提及的第一方向的第二方向上传导冷却空气。进而，每个热传递部的侧翼的至少一部分相对于第一方向倾斜，使得侧翼的所述至少一部分与第二方向之间的锐角小于第一与第二方向之间的锐角。

以上提及的第二方向偏离第一方向，其中冷却元件为相继的，由冷却元件中的一个冷却元件加热的冷却空气的大部分被导向到旁路冷却元件中的另一冷却元件，当在冷却空气的到来方向观看时，所述另一冷却元件在第一个提及的冷却元件之后。进而，每个热传递部的侧翼的所述至少一部分相对于第一方向的倾斜促进了将新鲜的冷却空气传导到每个冷却元件，该新鲜的冷却空气即未被其他冷却元件加热的冷却空气。

以上提及的模块能够例如但不一定为电信设备的插入式单元并且框架结构能够为电信设备的支架。

本发明的多个示例性且非限制性的实施例在所附从属权利要求中描述。

当结合所附附图阅读时，将从以下的具体的示例性实施例的描述中最佳地理解与构造和操作的方法有关的本发明的各种示例性且非限制性的实施例以及其附加的目的和优点。

动词“包括”和“包含”在本文献中用作开放性的限定，其既不排除也不要求未记载的特征的存在。除非另有明确说明，在从属权利要求中记载的特征可彼此自由组合。进而，将理解到通篇本文献中对“一”、“一个”(即，单数形式)的使用不排除多个。

附图说明

以下从示例的角度并且参照所附附图来更详细地解释本发明的示例性且非限制性的实施例以及其优点，其中：

图1a和1b图示了根据本发明的示例性且非限制性的实施例的电气系统；

图2图示了根据本发明的示例性且非限制性的实施例的电气系统的细节；以及

图3图示了根据本发明的示例性且非限制性的实施例的电气系统的细节。

具体实施方式

不应该将以下给出的具体描述的具体示例解释为限制所附权利要求的范围和/或适用性。除非另有明确说明，以下给出的具体描述中提供的示例的清单和多组示例并为非穷尽的。

图1a图示了根据本发明的示例性且非限制性的实施例的电气系统。电气系统包括模块101，模块101包括电路板104、电路板上的电气部件、以及与电气部件中的一个或多个电气部件处于热传导关系的冷却元件106。与冷却元件106处于热传导关系的所述一个或多个电气部件未在图1a中示出，因为这些电气部件被冷却元件106覆盖。电气系统包括模块102，模块102包括电路板105、电路板上的电气部件、以及与电气部件中的一个或多个电气部件处于热传导关系的冷却元件107。电气系统包括框架结构103，用于在第一方向上相继地机械支撑模块101和102，使得模块的电路板104和105基本上共面并且模块的冷却元件106和107基本上处于相同的姿态并且相继地在第一方向上。在图1a中所示的示例性情况中，以上提及的第一方向为坐标系190的z方向。在这一示例性情况中，电气系统包括吹风机115，用于第一方向上移动到或来自模块105和104的冷却空气。然而，还可能没有吹风机并且冷却空气流由烟囱效应引起。电气系统能够例如但不一定为电信设备，其中模块101和102为电信设备的插入式单元并且框架结构103为电信设备的支架。模块101和102中的一者或两者可以包括例如处理系统，用于支持以下数据传输协议中的至少一个：因特网协议“IP”、以太网协议、多协议标记交换“MPLS”协议、异步传输模式“ATM”。

每个冷却元件106和107都包括热传递部，用于将热传递到冷却空气。在图1a中图示的示例性情况中，冷却元件106和107的热传递部包括冷却鳍片和管式冷却通道。图1b示出了冷却元件106的截面视图，其中截面沿图1a中所示的线A-A截取。在图1b中，一个冷却鳍片以附图标记112来标记，并且一个管式冷却通道以附图标记114来标记。还可能仅仅存在冷却鳍片或仅仅存在管式冷却通道。

冷却元件106和107的热传递部被成形为在偏离第一方向——即z方向——的第二方向上传导冷却空气。其被实现为使得冷却元件106和107的冷却鳍片和管式冷却通道相对于第一方向——即z方向倾斜。在图1a中，第一与第二方向之间的锐角以α2来标记。角α2能够例如为从5度到45度，或者从10度到35度，或者从10度到45度，或者从20度到45度，或者从30度到45度。由于第二方向偏离其中冷却元件106和107为相继的第一方向，由冷却元件107加热的冷却空气的大部分被导向到旁路冷却元件106。在图1a中，冷却空气流以虚线箭头描绘。冷却元件107导向冷却空气以倾斜地流动的事实引起区域118轻微欠压。这一吸引效应如图1a中虚线箭头所图示地有助于到冷却元件106的流动，所述新鲜冷却空气即未被冷却元件107加热的冷却空气。进而，框架结构103、模块101、和/或模块102能够提供有一个或多个空气引导元件以进一步有助于新鲜冷却空气到冷却元件106的流动。在图1a中图示的示例性情况中，框架结构103提供有空气引导元件119。

冷却元件106和107的每个热传递部的第一侧翼108的一部分相对于第一方向——即z方向倾斜，使得第一侧翼108的倾斜部分与第二方向之间的锐角小于第一与第二方向之间的锐角α2。如能够从图1a中理解到的，侧翼108的所述一部分的倾斜促进了传导新鲜的冷却空气到冷却元件106，即，未被冷却元件107加热的冷却空气。在图1a中图示的示例性情况中，侧翼108的倾斜部分基本上与第二方向平行。因此，在这一情况中，侧翼108的倾斜部分与第二方向之间的锐角基本上为零。

在图1a中图示的示例性电气系统中，每个冷却元件106和107的整个前部区域提供有冷却鳍片并且因而每个冷却元件106和107的热传递部包括所考虑的冷却元件的整个前部区域。术语“前部区域”意指图1a中所示的每个冷却元件106和107的表面。图2图示了根据本发明的另一示例性且非限制性的实施例的电气系统的冷却元件206。在冷却元件206中，热传递部216不包括冷却元件206的整个前部区域，因为冷却元件206的一部分217缺少冷却鳍片。该部分217能够是需要的以例如用于提供与一个或多个电气部件的热传导关系。该部分217被布置成缺少冷却鳍片从而达到与使用图1a中所示的电气系统中的侧翼108的倾斜部分所达到的效果相同的效果。在图2中图示的示例性情况中，以上提及的热传递部216的侧翼208与第二方向之间的锐角为非零。该锐角在图2中以α1来标记。角α1能够例如为从-25度到25度，或者从-20度到20度，或者从-15度到15度，或者从-10度到10度，或者从-5度到5度。按照与1a中相同的方式，第一与第二方向之间的锐角以α2来标记。假设第一方向与坐标系290的z方向平行。

在图1a、1b以及2中图示的示例性情况中，冷却鳍片为线性的，但是这不是唯一可能的选择。图3图示了根据本发明的示例性且非限制性的实施例的电气系统的冷却元件306。在这一示例性的情况中，冷却鳍片为曲线的。在图3中，冷却鳍片中的一个冷却鳍片以附图标记312来标记。冷却元件306的曲线型侧翼308相对于坐标系390的z方向倾斜，从而达到与使用在图1a中所示的电气系统中的侧翼108的倾斜部分所达到的效果相同的效果。

在图1a中图示的示例性电气系统中，每个冷却元件的第一端比所考虑的冷却元件的第二端宽，第一和第二端基本上垂直于第一方向——即z方向，并且每个冷却元件的第二侧翼基本上平行于第一方向。在图1a中，冷却元件106的第一端以附图标记109来标记，冷却元件106的第二端以附图标记110来标记，以及冷却元件106的第二侧翼以附图标记111来标记。

以上给出的具体描述中提供的具体示例不应该解释为限制所附权利要求的适用性和/或解释。除非另有明确说明，以上给出的具体描述中提供的示例的清单和多组示例为非穷尽的。

Claims (12)

1.一种电气系统，包括：

-模块(101，102)，每个所述模块包括电路板(104，105)、在所述电路板上的一个或多个电气部件、以及与所述电气部件中的一个或多个电气部件处于热传导关系的冷却元件(106，107，206，306)，以及

-框架结构(103)，所述框架结构(103)用于在第一方向(z)上相继地机械支撑所述模块，使得所述模块的所述电路板基本上为共面，并且所述模块的所述冷却元件基本上为相同的姿态并且在所述第一方向上互为相继，

其中，每个所述冷却元件包括用于将热传递到冷却空气的热传递部，

所述电气系统的特征在于：

所述热传递部被成形为使得，当所述模块由所述框架结构机械地支撑时，所述热传递部被布置成在偏离于所述第一方向的第二方向上传导所述冷却空气，以及

每个所述热传递部的第一侧翼(108，208，308)的至少一部分相对于所述第一方向倾斜，使得在所述第一侧翼的所述至少一部分与所述第二方向之间的锐角(α1)小于在所述第一方向与所述第二方向之间的锐角(α2)。

2.根据权利要求1所述的电气系统，其中，

相对于所述第一方向倾斜的所述第一侧翼(108)的所述至少一部分基本上与所述第二方向平行，在所述第一侧翼的所述至少一部分与所述第二方向之间的所述锐角基本上为零。

3.根据权利要求1或2所述的电气系统，其中，

每个所述热传递部的第一端(109)比所述冷却元件中相应的一个冷却元件的第二端(110)宽。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的电气系统，其中，

每个所述热传递部的第一端和第二端(109，110)基本上垂直于所述第一方向。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的电气系统，其中，

每个所述热传递部的第二侧翼(111)基本上平行于所述第一方向。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的电气系统，其中，

每个所述冷却元件的所述热传递部包括用于引导所述冷却空气以在所述第二方向上流动以及用于将热传递到所述冷却空气的冷却鳍片(112)。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的电气系统，其中，

每个所述冷却元件的所述热传递部包括用于引导所述冷却空气以在所述第二方向上流动以及用于将热传递到所述冷却空气的管式冷却通道(114)。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的电气系统，其中，

在所述第一方向与所述第二方向之间的所述锐角(α2)为从5度到45度。

9.根据权利要求8所述的电气系统，其中，

在所述第一方向与所述第二方向之间的所述锐角(α2)为从10度到35度。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的电气系统，其中，

所述电气系统包括用于将所述冷却空气在所述第一方向上移动的吹风机(115)。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的电气系统，其中，

所述电气系统为电信设备，

所述模块为所述电信设备的插入式单元，以及

所述框架结构为所述电信设备的支架。

12.根据权利要求11所述的电气系统，其中，

至少一个所述模块包括用于支持以下数据传输协议中的至少一个数据传输协议的处理系统：

因特网协议“IP”、以太网协议、多协议标记交换“MPLS”协议、异步传输模式“ATM”。