JP2023518314A - 電装素子の放熱装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】サイズを拡張することなく放熱性能を向上させることができる電装素子の放熱装置を提供する。【解決手段】本発明に係る電装素子の放熱装置は、発熱素子が実装された印刷回路基板が配置された第1チャンバと、冷媒を噴射する噴射部、および噴射部に冷媒を供給する冷媒供給部が配置され、第1チャンバから伝達される熱と熱交換するための第2チャンバと、第1チャンバと第2チャンバとの間に配置されて、第1チャンバの発熱素子から熱を受けて第2チャンバに供給する熱伝達部と、第2チャンバに噴射された冷媒を凝縮させる凝縮部と、を含む。第2チャンバに露出した熱伝達部の表面には、噴射部によって噴射された液相冷媒が吸着された後、下方にジグザグ方向に流れ落ちるように誘導する複数の蒸発誘導リブが形成されている。【選択図】図1

Description

本発明は、電装素子の放熱装置(A COOLING APPARATUS FOR ELECTRONIC ELEMENTS)に関し、より詳しくは、印刷回路基板に実装されるアンテナ素子のような熱源から発生する熱を効果的に放熱させるための電装素子の放熱装置に関する。
無線通信技術、例えば、MIMO(Multiple Input Multiple Output)技術は、複数のアンテナを用いてデータの伝送容量を画期的に増加させる技術であって、送信機ではそれぞれの送信アンテナを介して互いに異なるデータを伝送し、受信機では適切な信号処理により送信データを区分するSpatial multiplexing手法である。したがって、送受信アンテナの個数を同時に増加させることによりチャネル容量が増加してより多くのデータを伝送可能にする。例えば、アンテナ数を10個に増加させると、現在の単一アンテナシステムに比べて同じ周波数帯域を用いて約10倍のチャネル容量を確保する。
4G LTE-advancedでは8個のアンテナまで用いており、現在、pre-5G段階で64または128個のアンテナを装着した製品が開発されており、5Gでははるかに多い数のアンテナを有する基地局装備が使用されると予想され、これをMassive MIMO技術という。現在のCell運営が2-Dimensionであるのに対し、Massive MIMO技術が導入されると3D-Beamformingが可能になるので、FD-MIMO(Full Dimension)とも呼ぶ。
Massive MIMO技術では、ANTの数字が増えるにつれ、これによるtransmitterとFilterの数字も一緒に増加する。にもかかわらず、設置場所のリース費用や空間的な制約によって、RF部品(Antenna/Filter/Power Amplifier/Transceiver etc.)を小さくて軽く、安価に作ることが要求される。Massive MIMOはCoverage拡張のためには高出力が必要であるが、このような高出力による消耗電力と発熱量は重量およびサイズを低減するのに否定的な要因として作用する。
特に、RF素子とデジタル素子が実現されたモジュールが積層構造で結合されたMIMOアンテナを限られた空間に設置する時、設置の容易性や空間の活用性を極大化するために、MIMOアンテナを構成する複数のレイヤに対するコンパクト化および小型化設計の必要性が浮上し、この場合、複数のレイヤに実装された通信部品から発生する熱に対する新たな放熱構造に関する設計が要求される。
大韓民国公開特許公報第10-2019-0118979(2019.10.21.公開日)(以下、「従来技術」という)には、MIMOアンテナを構成する複数のレイヤに対するコンパクト化および小型化設計のための放熱構造が適用された「多重入出力アンテナ装置」が開示されている。
従来技術は、放熱フィンが突出して備えられた放熱本体と、放熱本体に設けられた複数の単位放熱体とを含む。複数の単位放熱体は、一端部がアンテナ基板の発熱素子に接触するように備えられており、他端部には前記発熱素子から伝導された熱を外部に放熱させる複数のサブ放熱フィンが備えられている。
ところが、従来技術は、発熱素子の熱を放熱するための構造が、外部空気と熱交換による空冷式放熱構造である機構的な構造のみからなっているため、速やかな放熱が難しいだけでなく、速やかな放熱のためにはより多くの機構的な放熱構造が必要になるので、サイズが大きくなる問題点があった。
本発明は、上記の技術的課題を解決するためになされたものであって、サイズの拡張を防止しながらも放熱性能が向上する電装素子の放熱装置を提供することを目的とする。これとともに、本発明は、発熱素子が配置された空間の一側に冷媒を噴射し、前記噴射された冷媒を速やかに蒸発させて前記発熱素子から発生した熱を速やかに放熱できる電装素子の放熱装置を提供することを他の目的とする。
また、本発明は、実質的な放熱の役割を果たす第2チャンバの内部では、貯水された冷媒を冷媒供給部を介して能動的にポンピングした後に噴射し、第2チャンバの外部では、送風部を用いて外気による冷媒の凝縮率を向上させる電装素子の放熱装置を提供することをさらに他の目的とする。
本発明の課題は以上に言及した課題に制限されず、言及されていないさらに他の課題は以下の記載から当業者に明確に理解されるであろう。
本発明による電装素子の放熱装置の一実施例は、発熱素子が実装された印刷回路基板が配置された第1チャンバと、冷媒を噴射する噴射部、および前記噴射部に前記冷媒を供給する冷媒供給部が配置され、前記第1チャンバから伝達される熱と熱交換するための第2チャンバと、前記第1チャンバと前記第2チャンバとの間に配置されて、前記第1チャンバの前記発熱素子から熱を受けて前記第2チャンバに供給する熱伝達部と、前記第2チャンバに噴射された冷媒を凝縮させる凝縮部とを含み、前記第2チャンバに露出した前記熱伝達部の表面には、前記噴射部によって噴射された液相冷媒が吸着された後、下方にジグザグ方向に流れ落ちるように誘導する複数の蒸発誘導リブが形成される。
ここで、前記複数の蒸発誘導リブは、前記噴射部に近接して配置され、上下垂直に配置された冷媒流入部と、前記冷媒流入部の下端から一側下方に傾斜して折曲延長された一側傾斜部と、前記一側傾斜部の下端から他側下方に傾斜して折曲延長された他側傾斜部とを含み、前記一側傾斜部と他側傾斜部が繰り返し形成されてなる。
また、前記複数の蒸発誘導リブは、前記第1チャンバから前記第2チャンバが備えられた方向に突出して前記噴射部から噴射される冷媒を吸着させかつ、前記第1チャンバから伝達される前記発熱素子の熱と熱交換される熱交換面積および吸着時間を増進させるようにジグザグ状の流路が形成される。
また、前記熱伝達部は、前記第1チャンバおよび前記第2チャンバの間を仕切るように配置された仕切板部と、前記仕切板部の両面のうち前記第1チャンバ側に露出した一面に突出して形成され、前記印刷回路基板に接触する複数の接触突起とを含み、前記複数の蒸発誘導リブは、前記仕切板部の両面のうち前記第2チャンバ側に露出した一面に一体に突出して形成される。
また、前記第2チャンバは、前記仕切板部の周縁端部から前方に陥没した空間であって、前記仕切板部の後方に前記凝縮部を構成する放熱板部がカバーリング結合されて形成される。
また、前記複数の接触突起は、前記印刷回路基板の実装された前記発熱素子の実装位置による発熱量を考慮して形状設計される。
また、前記凝縮部は、前記第2チャンバの後方側外形を構成しながら前記第2チャンバの空間の一部を構成する放熱板部と、前記放熱板部の後方側に突出して形成されかつ、前記第2チャンバの空間の一部が拡張されるように前記第2チャンバの空間で陥没して形成され、前記放熱板部の上下方向に多段形成された複数の凝縮リブとを含み、前記複数の凝縮リブは、前記放熱板部の後方側へいくほど次第に垂直断面積が小さくなるように形成される。
また、前記第2チャンバは、前記放熱板部の周縁端部から後方に陥没した空間であって、前記放熱板部の前方に前記熱伝達部を構成する仕切板部がカバーリング結合されて形成される。
また、前記複数の凝縮リブは、内側上面が後方に下向き傾斜し、内側下面が後方に上向き傾斜するように形成される。
また、任意の水平面に対する前記内側下面の上向き傾斜角は、任意の水平面に対する前記内側上面の下向き傾斜角より大きいか、等しいように備えられる。
また、前記複数の凝縮リブの内面は、複数の微細段差部を有するように形成される。
また、前記凝縮部は、前記複数の凝縮リブの前段と前記第1チャンバおよび前記第2チャンバの間を仕切るように配置された仕切板部の背面を支持するように備えられた複数のサポートバーをさらに含むことができる。
また、前記第1チャンバの前方側外形を構成するように配置されたレドームパネルをさらに含み、前記第1チャンバは、前記レドームと前記熱伝達部を構成する仕切板部との間に形成され、前記第2チャンバは、前記仕切板部と前記第2チャンバの後方側外形を構成する前記凝縮部の放熱板部との間に形成される。
また、前記放熱板部の後方側を取り囲みながら左側端部および右側端部がそれぞれ前記熱伝達部の仕切板部に固定され、所定部への結合を媒介するマウンティングブラケットをさらに含むことができる。
また、前記仕切板部と前記放熱板部との間の周縁に沿って介在して前記第2チャンバと外部空間とを遮蔽シーリングする遮蔽シーラーをさらに含むことができる。
また、前記熱伝達部は、前記第1チャンバから前記第2チャンバに伝達される発熱量は、冷媒の全熱(Total heat)により相互熱交換が行われるように構成され、前記第2チャンバに貯水された冷媒は、顕熱(sensible heat)と潜熱(Latent heat)のエンタルピー変化で蒸発および凝縮の相変化が行われ、前記第1チャンバから前記第2チャンバに熱伝達が行われるように備えられる。
また、前記凝縮部の後方に備えられ、前記凝縮部側に外気を送風する送風部をさらに含むことができる。
また、前記送風部は、前記凝縮部の後方側に上下に多段配列された複数の送風機と、前記複数の送風機の前記複数の凝縮リブに対する結合を媒介すると同時に、前記複数の送風機によって送風される空気を側方にガイドする一対のガイドブラケットパネルとを含むことができる。
また、前記送風部は、前記複数の送風機の動作を制御するように前記一対のガイドブラケットパネルのいずれか1つに備えられた送風制御用印刷回路基板をさらに含むことができる。
また、前記凝縮部の左右両端部にそれぞれ備えられ、左右水平方向に外気を送風する一対の送風部をさらに含むことができる。
また、前記冷媒供給部は、前記第2チャンバの下部に位置した冷媒供給ポンプで備えられ、前記噴射部は、前記第2チャンバの上部に位置し、前記冷媒供給部によってポンピング供給された前記冷媒を噴射させる冷媒噴射ノズルで備えられ、前記冷媒供給ポンプと前記冷媒噴射ノズルとは冷媒流動パイプによって連結される。
また、前記冷媒流動パイプは、前記仕切板部の左側端部または右側端部に上下垂直に固定され、前記冷媒噴射ノズルは、前記冷媒流動パイプの上端と連通して連結されかつ、前記仕切板部の上端部に左右水平に固定され、前記冷媒噴射ノズルには、下方に前記冷媒を吐出させる複数の噴射ノズル孔が左右方向に離隔して形成される。
また、前記第1チャンバと前記第2チャンバとの間の前記熱伝達部を貫通するように配置され、前記第1チャンバ内の印刷回路基板と前記第2チャンバ内の前記冷媒供給ポンプとを電気的に疎通させるように備えられた一対のコネクティングピンをさらに含むことができる。
また、前記第2チャンバ内の圧力を調節する圧力調節計をさらに含むことができる。
また、前記発熱素子は、アンテナ素子および無線信号処理部(RU:Radio Unit)の少なくとも1つを含むことができる。
本発明による電装素子の放熱装置の一実施例によれば、噴射部は、冷媒供給部が供給した冷媒を第2チャンバ内に噴射し、熱伝達部は、第1チャンバから第2チャンバに伝達される発熱量が冷媒の全熱(Total heat)により相互熱交換が行われるように構成され、第2チャンバに貯水された冷媒は、顕熱(Sensible heat)と潜熱(Latent heat)のエンタルピー変化で蒸発および凝縮の相変化が行われ、第1チャンバから第2チャンバに熱伝達が行われるように備えられて、第1チャンバ内に配置された印刷回路基板に実装された発熱素子から発生した熱を冷媒の相変化により速やかに放熱させることができる効果を有する。
また、本発明による電装素子の放熱装置の一実施例によれば、冷媒の相変化のための凝縮部を送風部を用いて効果的に冷却させることにより、放熱性能をさらに大きく向上させる効果を有する。
本発明の効果は以上に言及した効果に制限されず、言及されていないさらに他の効果は特許請求の範囲の記載から当業者に明確に理解されるであろう。
本発明の一実施例による電装素子の放熱装置を示す斜視図である。 本発明の一実施例による電装素子の放熱装置を示す斜視図である。 本発明の他の実施例による電装素子の放熱装置を示す斜視図である。 本発明の他の実施例による電装素子の放熱装置を示す斜視図である。 図2Aおよび図2Bの構成のうちレドームパネルの設置の様子を示す分解斜視図である。 図1Aの分解斜視図である。 図1Bの分解斜視図である。 図2Aの分解斜視図である。 図1AのA-A線に沿った断面図である。 図1AのB-B線に沿った切開斜視図およびその部分拡大図である。 熱伝達部の背面の一部を示す切開斜視図およびその一部拡大図である。 熱伝達部および凝縮部を示す分解斜視図である。 熱伝達部および凝縮部を示す分解斜視図である。 本発明の一実施例による電装素子の放熱装置の構成のうち送風部を示す分解斜視図である。 本発明の他の実施例による電装素子の放熱装置の構成のうち送風部を示す分解斜視図である。 本発明の他の実施例による電装素子の放熱装置の構成のうち送風部の変形例を示す後方斜視図である。 図2Bの分解斜視図である。 図12のB-B線に沿った一部切開斜視図である。
以下、本発明の実施例による電装素子の放熱装置を、添付した図面を参照して詳細に説明する。
各図面の構成要素に参照符号を付加するにあたり、同一の構成要素については、たとえ他の図面上に表示されてもできるだけ同一の符号を有するようにしていることに留意しなければならない。また、本発明の実施例を説明するにあたり、かかる公知の構成または機能に関する具体的な説明が本発明の実施例に対する理解を妨げると判断された場合、その詳細な説明は省略する。
本発明の実施例の構成要素を説明するにあたり、第1、第2、A、B、(a)、(b)などの用語を使うことができる。このような用語はその構成要素を他の構成要素と区別するためのものに過ぎず、その用語によって当該構成要素の本質や順番、順序などが限定されない。また、他に定義されない限り、技術的または科学的な用語を含む、ここで使われるすべての用語は、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。一般的に使われる辞書に定義されているような用語は関連技術の文脈上有する意味と一致する意味を有すると解釈されなければならず、本出願において明らかに定義しない限り、理想的または過度に形式的な意味で解釈されない。
図1Aおよび図1Bは、本発明の一実施例による電装素子の放熱装置を示す斜視図であり、図2Aおよび図2Bは、本発明の他の実施例による電装素子の放熱装置を示す斜視図であり、図3は、図2Aおよび図2Bの構成のうちレドームパネルの設置の様子を示す分解斜視図であり、図4Aおよび図4Bは、図1Aおよび図1Bの各分解斜視図であり、図5は、図2Aの分解斜視図である。
本発明による電装素子の放熱装置1は、図1A~図4Bに示すように、印刷回路基板30が配置された第1チャンバC1と、第1チャンバC1から伝達された熱を冷却させるように第1チャンバC1と仕切られて配置された第2チャンバC2と、第1チャンバC1から第2チャンバC2に熱を伝達するように構成された熱伝達部110と、第2チャンバC2に噴射された冷媒を凝縮させる凝縮部140とを含む。
第1チャンバC1には、印刷回路基板30が配置される。印刷回路基板30には、複数の発熱素子31が実装される。複数の発熱素子31は、印刷回路基板30の両面のうち前面に実装される。しかし、複数の発熱素子31が必ずしも印刷回路基板30の前面にのみ実装されると限定されてはならず、印刷回路基板30の両面ともに実装されてもよいことはもちろん、印刷回路基板30の背面に実装されてもよい。特に、相対的に発熱量が多い発熱素子31の場合、印刷回路基板30の背面に実装されかつ、後述する熱伝達部110の前面と直接表面接触して直接熱伝導方式で放熱されることも可能である。
一方、第1チャンバC1は、非真空状態であってもよい。これとともに、第2チャンバC2は、後述する圧力調節計90によって圧力が調節可能な空間であってもよい。
すなわち、第2チャンバC2の上部または下部には、第2チャンバC2の内部の圧力を調節可能な圧力調節計90がさらに備えられる。圧力調節計90は、第2チャンバC2の内部圧力によって自動調節されるように備えられることはもちろん、手動開閉方式で備えられて、使用者が第2チャンバC2の内部圧力を手動調節することにより、放熱性能を任意に調節してもよいことはもちろんである。
仕切板部10は、図3に示すように、周縁11部位が前方側に突出して形成されて第1チャンバC1の空間を構成し、仕切板部10の周縁11にはレドームパネル20が付着できる。したがって、第1チャンバC1は、仕切板部10とレドームパネル20とによって遮蔽された内部空間と定義される。
第2チャンバC2には、噴射部83および冷媒供給部81が配置される。噴射部83は、冷媒を噴射することができる。ここで、冷媒供給部81は、第2チャンバC2の下部に位置した冷媒供給ポンプで備えられる。これとともに、噴射部83は、第2チャンバC2の上部に位置し、冷媒供給部81によってポンピング供給された冷媒を噴射させる冷媒噴射ノズルで備えられる。冷媒供給部81である冷媒供給ポンプと噴射部83である冷媒噴射ノズルとは冷媒流動パイプ85によって連結される。冷媒供給部81と冷媒流動パイプ85および噴射部83の具体的な結合関係および冷媒供給構造は、後により詳しく説明する。
熱伝達部110は、第1チャンバC1および第2チャンバC2の間に配置される。そのため、仕切板部10の前面は、第1チャンバC1から発生した熱を捕集する役割を果たし、仕切板部10の背面は、これに一体に形成された後述する複数の蒸発誘導リブ15によって、第1チャンバC1から仕切板部10を通して伝達される熱を第2チャンバC2に放熱する役割を果たす。
このような熱伝達部110は、第1チャンバC1から発生した熱を直接熱伝導方式で第2チャンバC2側に伝達する役割を果たすと同時に、第2チャンバC2内に噴射された冷媒と熱交換する役割を果たす。すなわち、噴射部83を介在して冷媒供給部81が供給した冷媒は、伝達部110の第2チャンバC2側後面に吸着されながら気化する潜熱を利用して、第1チャンバC1から伝達される印刷回路基板30の発熱素子31から発生した顕熱を冷却させ、冷媒は蒸発できる。
このような熱伝達部110は、第1チャンバC1から第2チャンバC2に伝達される発熱量は、冷媒の全熱(Total heat)により相互熱交換が行われるように構成されるとともに、第2チャンバC2に貯水された冷媒は、顕熱(Sensible heat)と潜熱(Latent heat)のエンタルピー変化で蒸発および凝縮の相変化が行われ、第1チャンバC1から第2チャンバC2に熱伝達が行われるように備えられる。
凝縮部140は、図1A~図4Bに示すように、熱伝導性材質で備えられ、第2チャンバC2の後方側外形を構成しながら第2チャンバC2の空間の一部を構成する放熱板部40と、放熱板部40の後方側に突出して形成されかつ、第2チャンバC2の空間の一部が拡張されるように第2チャンバC2の空間で陥没して形成され、放熱板部40の上下方向に多段形成された複数の凝縮リブ45とを含むことができる。
このような凝縮部140は、上述のように熱伝達部110の後面表面を通して、第2チャンバC2内で上述した顕熱および潜熱の原理によって噴射部83を通して噴射された液相の冷媒が気化した後、再度凝縮して液化するようにする役割を果たす。凝縮部140の具体的な凝縮原理および構造は、後により詳しく説明する。
本発明の一実施例による電装素子の放熱装置1は、図1Aおよび図1Bに示すように、後述する放熱板部40の背面側に結合されたマウンティングブラケット60を介在して支柱ポール(図示せず)のような所定部に固定設置される。
しかし、必ずしもマウンティングブラケット60を介在して支柱ポール(図示せず)に固定される必要はなく、図2Aおよび図2Bに示すような、本発明の他の実施例による電装素子の放熱装置1のように、支柱ポール(図示せず)に対する結合を媒介するとともに、チルティングまたはローテーティング回動可能に備えられて、発熱素子31として、アンテナ素子のような電装部品を含むアンテナ機器の方向性設定が容易となるように、クランピング装置200を介在して結合されることも可能である。
クランピング装置200は、図2Bに示すように、放熱板部40の背面と結合され、左右チルティング軸(図面符号不表記)を中心に上下方向にチルティング回動するチルティング部210と、チルティング部210のチルティング結合を媒介し、上下ローテーティング軸(図面符号不表記)を中心に左右方向にローテーティング回動するローテーティング部220と、ローテーティング部220のローテーティング結合を媒介し、支柱ポールに対する結合を媒介する結合部230とを含むことができる。
クランピング装置200は、それぞれ内部に電気的に駆動されるチルティング回動モータ(図示せず)およびローテーティング回動モータ(図示せず)が備えられて、遠隔でチルティング回動およびローテーティング回動動作が調節できるように備えられる。
一方、第1チャンバC1は、図1Aに示すように、後述する仕切板部10と、その前段に結合されるレドームパネル20とが形成する空間と定義される。
ここで、レドームパネル20は、仕切板部10の周縁端部11との固定ねじ(図示せず)による締結により結合されるねじ固定方式で結合可能である。
しかし、必ずしもレドームパネル20がねじ固定方式で結合されるべきではなく、図2Aおよび図2Bと図3に示すように、レドームパネル20は、仕切板部10の前段部に複数のクリップ部材25を介在したクリップ固定方式で結合可能である。このために、レドームパネル20の周縁部位にはクリップ前段係止部25aが形成され、仕切板部10の周縁部位にはクリップ後段係止部25bが形成されて、複数のクリップ部材25それぞれの前段と後段がクリップ前段係止部25aとクリップ後段係止部25bに弾性変形されて固定される。
一方、第2チャンバC2は、図4Aおよび図4Bに示すように、後述する仕切板部10の後方空間と放熱板部40の前段との間に形成された空間と定義することができる。
より詳しくは、図4Aに示すように、仕切板部10の背面には、後段から前方に所定の深さ陥没した状態の所定空間が形成され、放熱板部40が仕切板部10の後段を覆う形態でカバーリング結合されて、上述した第2チャンバC2の空間を形成することができる。ここで、放熱板部40に備えられた凝縮部140のうち複数の凝縮リブ45の前段は、放熱板部40の前段と同じ位置に設定できる。
しかし、必ずしも第2チャンバC2が図4Aに示すように定義されるべきではなく、図4Bに示すように、仕切板部10の背面に形成された熱伝達部110の後段が仕切板部10の後段と同じ位置に設定され、放熱板部40の前段から凝縮部140中の複数の凝縮リブ45の前段が所定の深さ後方に位置するように設定され(図4Bの図面符号D1参照)、仕切板部10が放熱板部40の前方にカバーリング結合されることにより、実質的に放熱板部40側に第2チャンバC2が形成されたものと定義されることも可能である。この時、放熱板部40は、凝縮部140一体型放熱ハウジングとしての意味を有することができる。
一方、本発明の一実施例による電装素子の放熱装置1は、図1A~図4Bに示すように、送風部150をさらに含むことができる。
送風部150は、凝縮部140の後方側に備えられて、金属材質で備えられた凝縮部140によって第2チャンバC2内部の蒸発冷媒がより速やかに凝縮するように外気を送風する役割を果たす。送風部150の具体的な送風原理および構造は、後により詳しく説明する。
図6は、図1AのA-A線に沿った断面図であり、図7は、図1AのB-B線に沿った切開斜視図およびその部分拡大図であり、図8は、熱伝達部の背面の一部を示す切開斜視図およびその一部拡大図である。
本発明の一実施例による電装素子の放熱装置1は、図6および図7に示すように、第1チャンバC1と、第2チャンバC2とを含むことができる。第1チャンバC1には、印刷回路基板30が上下方向に垂直に配置され、印刷回路基板30の前面または後面の少なくともいずれか1つには、電気的に駆動されて発熱する複数の発熱素子31が実装される。本実施例では、発熱素子31が印刷回路基板30の両面のうち前面に実装され、印刷回路基板30の両面のうち後面は、後述する熱伝達部110の複数の接触突起13が挿入されて面接する複数の熱伝達溝33が加工形成されるもので採用している。
印刷回路基板30の前面に実装される発熱素子31は、アンテナ素子および無線信号処理部(RU:Radio Unit)の少なくとも1つを含むことができる。アンテナ素子は、無線信号を送受信することができる。無線信号処理部は、無線信号を処理することができる。
このように発熱素子31がアンテナ素子から構成される場合、本発明の実施例による電装素子の放熱装置1は、基地局を設置する通信事業者の多重入出力アンテナ装置になってもよい。
また、発熱素子31が無線信号処理部から構成される場合、本発明の実施例による電装素子の放熱装置1は、基地局を作るネットワーク装置メーカーの無線信号処理処置であってもよい。
第1チャンバC1と第2チャンバC2は、図6および図7に示すように、熱伝達部110によって前後方に相互仕切り可能である。
より詳しくは、熱伝達部110は、第1チャンバC1および第2チャンバC2の間を仕切るように備えられた仕切板部10と、仕切板部10の両面のうち第1チャンバC1側に露出した一面に突出して形成され、印刷回路基板30に接触する複数の接触突起13とを含むことができる。
これとともに、熱伝達部110は、第2チャンバC2側に相当する後面に一体に形成された複数の蒸発誘導リブ15をさらに含むことができる。ここで、仕切板部10と複数の接触突起13および複数の蒸発誘導リブ15は一体に形成されるとともに、熱伝導率に優れた金属材質で形成されることが好ましい。
仕切板部10は、周縁11部位が前方側に突出して形成されて第1チャンバC1の空間を構成し、仕切板部10の周縁11には、レドームパネル20が付着できる。したがって、第1チャンバC1は、仕切板部10とレドームパネル20とによって遮蔽された内部空間と定義される。しかし、必ずしも第1チャンバC1が上述のように定義される必要はなく、図面に示さないが、レドームパネル20の周縁部分が後方に延びて第1チャンバC1の実質的な空間を形成するように定義されてもよいことは当然である。
印刷回路基板30は、第1チャンバC1を構成する仕切板部10とレドームパネル20との間に配置されかつ、印刷回路基板30の後面に形成された熱伝達溝33に仕切板部10の前面に形成された複数の接触突起13がそれぞれ挿入されて面接するように仕切板部10に密着設置されることが好ましい。ただし、印刷回路基板30の背面に熱伝達溝33が別途に備えられず直接発熱素子31が実装された場合には、複数の接触突起13は、発熱素子31の背面に直接表面熱接触してもよいことは当然である。ここで、熱伝達溝33の大きさおよび形状とこれに接触するように形成された複数の接触突起13の大きさおよび形状は、印刷回路基板30の前面に実装された発熱素子31の実装位置による発熱量を考慮して形状設計可能である。
仕切板部10の両面のうち第2チャンバC2側に露出する面である背面に形成された複数の蒸発誘導リブ15は、図7および図8の拡大図に示すように、第2チャンバC2の上部側に備えられた噴射部83に近接して配置され、上下垂直に配置された冷媒流入部16と、冷媒流入部16の下端から一側下方に傾斜して折曲延長された一側傾斜部17と、一側傾斜部17の下端から他側下方に傾斜して折曲延長された他側傾斜部18とを含むことができる。これとともに、図5の拡大図に示すように、複数の蒸発誘導リブ15は、第2チャンバC2の下側に一側傾斜部17と他側傾斜部18の繰り返し形状が終わる部分から上下垂直方向に所定の長さ延びた冷媒流出部19をさらに含むことができる。
このように、仕切板部10の後面に形成された蒸発誘導リブ15は、上下方向に長く一側傾斜部17と他側傾斜部18が繰り返し形成されると同時に、これと同一に形成された隣接する蒸発誘導リブ15の間に液相冷媒が吸着されながら流れることができるジグザグ状の波状冷媒流路が複数個形成される。一側傾斜部17と他側傾斜部18の繰り返し形成は、できるだけ複数の蒸発誘導リブ15の全体熱交換表面積を増加させるためである。このように、複数の蒸発誘導リブ15は、発熱素子31から伝達される熱の熱交換面積および冷媒の吸着時間を増加させる役割を果たす。
すなわち、複数の蒸発誘導リブ15は、第2チャンバC2の上部で噴射部83によって噴射された噴霧状の液相冷媒が吸着されると、第1チャンバC1から伝達された熱によって気体状態で蒸発し、蒸発しない残留液相冷媒が冷媒流路に沿って下方にジグザグに流れながらより速い速度で蒸発するように補助する役割を果たす。
また、熱伝達部110は、第1チャンバC1から第2チャンバC2に伝達される顕熱(sensible heat)と冷媒が液相から蒸発する潜熱原理を利用して相互熱交換させるように備えられた構成と定義される。より詳しくは、熱伝達部110は、第1チャンバC1から第2チャンバC2に伝達される発熱量は、冷媒の全熱(Total heat)により相互熱交換が行われるように構成されかつ、第2チャンバC2に充填されている冷媒が、冷媒の顕熱(Sensible heat)と潜熱(Latent heat)のエンタルピー変化で蒸発および凝縮の相変化をなしつつ第1チャンバC1から第2チャンバC2に熱伝達が行われるように備えられた構成であってもよい。
一方、凝縮部140は、図6および図7に示すように、第2チャンバC2の後方側外形を構成しながら第2チャンバC2の空間の一部を構成する放熱板部40と、放熱板部40の後方側に突出して形成されかつ、第2チャンバC2の空間の一部が拡張されるように第2チャンバC2の空間から後方に陥没して形成され、放熱板部40の上下方向に多段形成された複数の凝縮リブ45とを含むことができる。
ここで、凝縮部140は、複数の蒸発誘導リブ15によって蒸発した気体状態の冷媒と熱交換して液相冷媒に凝縮する役割を果たすことができる。
複数の凝縮リブ45は、それぞれ放熱板部40を貫通して第2チャンバC2と連通した空き空間を形成しながら放熱板部40の後方側に所定の長さ突出して形成され、略左右に長く形成された長方形の垂直断面を有するように形成される。
より詳しくは、複数の凝縮リブ45は、図6および図7に示すように、放熱板部40の後方側へいくほど次第に垂直断面積が小さくなるように形成される。ここで、複数の凝縮リブ45は、それぞれ内側上面が後方に下向き傾斜し、内側下面が後方に上向き傾斜するように形成される。
したがって、第2チャンバC2の内部で液相冷媒が複数の凝縮リブ45の内側表面に凝縮(凝結)した場合、傾斜した内側上面または傾斜した内側下面に沿って重力方向に流れ落ちることにより、第2チャンバC2の下部空間上に液相冷媒が容易に捕集できる。
好ましくは、複数の凝縮リブ45は、任意の水平面に対する内側下面の上向き傾斜角が、任意の水平面に対する内側上面の下向き傾斜角より大きいか、等しいように形成されて、第2チャンバC2の下側への液相冷媒の捕集をさらに容易にできる。
これとともに、複数の凝縮リブ45の内面は、複数の微細段差部46を有するように形成される。これは、複数の凝縮リブ45の表面積を増加させることにより、気体状態の蒸発冷媒の凝縮(凝結)時間を短縮させるためである。すなわち、複数の凝縮リブ45に対する表面処理により表面の疎水性を向上させることにより、冷媒の回収量を増加させる。したがって、第2チャンバC2の内部で蒸発した気化冷媒は、複数の凝縮リブ45と熱交換しながら熱を複数の凝縮リブ45に伝達すると同時に、速やかに複数の微細段差部46による増加表面積により凝縮(凝結)して第2チャンバC2の下部空間側に流れ落ちて捕集できる。
すなわち、凝縮部140は、外気の顕熱(sensible heat)と第2チャンバC2内で冷媒が気相から凝縮する潜熱原理を利用して相互熱交換させるように備えられた構成と定義される。
また、凝縮部140は、図5および図6に示すように、前後両端がそれぞれ複数の凝縮リブ45の前段と仕切板部10の背面を支持するように備えられた複数のサポートバー48をさらに含むことができる。複数のサポートバー48は、第2チャンバC2を形成するために前後に離隔した複数の凝縮リブ45の前段を複数箇所で支持することにより、外力による形状変形が生じるのを防止する役割を果たす。
一方、熱伝達部110の構成のうち仕切板部10の周縁部11は、凝縮部140の構成のうち放熱板部40の周縁部分と面接するように結合され、仕切板部10と放熱板部40との間の周縁に沿って遮蔽シーラー70が介在して第2チャンバC2と外部空間とを遮蔽シーリングすることができる。
遮蔽シーラー70は、ゴム材質からなることにより、熱伝達部110の仕切板部10と凝縮部140の放熱板部40とが複数の組立ねじによる結合力で結合される時、それぞれ仕切板部10の後面と放熱板部40の前面との間に密着結合されることにより、第2チャンバC2と外部空間との間を完全にシーリングする役割を果たす。したがって、第2チャンバC2の間に充填された冷媒が外部に漏れるのを防止することができる。
図9Aおよび図9Bは、熱伝達部および凝縮部を示す分解斜視図であり、図10Aおよび図10Bは、本発明の一実施例および他の実施例による電装素子の放熱装置の構成のうち各送風部を示す分解斜視図であり、図11は、本発明の他の実施例による電装素子の放熱装置の構成のうち送風部の変形例を示す後方斜視図であり、図12は、図2Bの分解斜視図であり、図13は、図12のB-B線に沿った一部切開斜視図である。
図9Aおよび図9Bに示すように、第2チャンバC2の空間中の下部には、冷媒供給部81が備えられ、第2チャンバC2の空間中の上部には、噴射部83が備えられる。
ここで、冷媒供給部81は、第2チャンバC2の下部に位置した冷媒供給ポンプで備えられ、噴射部83は、第2チャンバC2の上部に位置し、冷媒供給部81によってポンピング供給された液相の冷媒を噴霧状に噴射させる冷媒噴射ノズルで備えられる。
これとともに、冷媒供給ポンプと冷媒噴射ノズルとは冷媒流動パイプ85によって相互連結可能である。
より詳しくは、冷媒流動パイプ85は、図6および図9Bに示すように、仕切板部10の左側端部または右側端部のいずれか1つに上下垂直に固定される。冷媒流動パイプ85の下端は、冷媒供給ポンプに連結され、冷媒流動パイプ85の上端は、冷媒噴射ノズルに連結される。
一方、冷媒噴射ノズルは、冷媒流動パイプ85の上端と連通して連結されかつ、仕切板部10の上端部に左右水平に固定される。冷媒噴射ノズルには、下方に冷媒を吐出させる複数の噴射ノズル孔84が左右方向に離隔して形成される。
したがって、第2チャンバC2の下部空間に捕集された液相の冷媒を冷媒供給ポンプで備えられた冷媒供給部81がポンピングすると、液相冷媒は、冷媒流動パイプ85に沿って第2チャンバC2の上部空間に供給され、冷媒噴射ノズルで備えられた噴射部83によって第2チャンバC2の上部空間から下方に噴霧状に噴射され、熱伝達部110の構成のうち仕切板部10の後面に形成された複数の蒸発誘導リブ15に吸着されながら気体状態で蒸発した後、凝縮部140の複数の凝縮リブ45により液体状態に凝縮した後、再度第2チャンバC2の下部空間に捕集されることを繰り返しながらより速やかに第1チャンバC1の熱を放熱させることができる。
ここで、冷媒供給部81である冷媒供給ポンプは、第2チャンバC2の下部空間に複数の凝縮リブ45よりも大きく形成された液相冷媒貯蔵リブ43に固定設置される。複数の凝縮リブ45によって凝縮して液化した液相冷媒は、通常、液相冷媒貯蔵リブ43に貯蔵されて、少なくとも冷媒供給ポンプの冷媒吸入配管(図示せず)の入口が浸かるようにする。
これとともに、冷媒供給ポンプは、図6に示すように、一対のコネクティングピン87を介在して第1チャンバC1の印刷回路基板30と電気的に疎通可能である。より詳しくは、図6に示すように、一対のコネクティングピン87は、第1チャンバC1と第2チャンバC2との間の熱伝達部110(すなわち、仕切板部10)を貫通するように配置され、第1チャンバC1内の印刷回路基板30と第2チャンバC2内の冷媒供給ポンプとを電気的に疎通させるように連結する役割を果たす。一対のコネクティングピン87のいずれか1つは、負極電源端子に対応する役割を果たし、一対のコネクティングピン87の他の1つは、正極電源端子に対応する役割を果たして、冷媒供給ポンプの動作電源の供給および遮断が制御できる。
送風部150は、図9Aおよび図9Bと図10Aを参照すれば、凝縮部140の後方側に上下に多段配列された複数の送風機51と、複数の送風機51の複数の凝縮リブ45に対する結合を媒介すると同時に、複数の送風機51によって送風される空気を側方にガイドする一対のガイドブラケットパネル53a、53bとを含むことができる。
すなわち、複数の送風機51は、後方から外気を送風させて複数の凝縮リブ45の間に送風する役割を果たすことができる。したがって、複数の送風機51によって送風された外気は、複数の凝縮リブ45の外部に送風供給されることにより、第2チャンバC2の内部に存在する気相冷媒の凝縮時間を短縮させることができる。
ここで、一対のガイドブラケットパネル53a、53bは、図10Aに示すように、凝縮部140の構成のうち複数の凝縮リブ45の後方面の真ん中に配置された複数の送風機51を基準としてそれぞれ左側部分と右側部分を塞ぐことにより、複数の送風機51によって流入した外気を、複数の凝縮リブ45の間を通して側方に流動させる役割を果たす。
一方、送風部150の構成のうち一対のガイドブラケットパネル53a、53bは、図10Bに示すように、複数の送風機51による送風方向をガイドする役割を果たすと同時に、その背面に複数の放熱フィン54が突出するように形成されて、複数の凝縮リブ45の先端を通して伝達される熱を吸収して放熱することができる。
また、本発明の一実施例による電装素子の放熱装置は、図10Aに示すように、複数の送風機51が直接一対のガイドブラケット53a、53bにそれぞれ組立てられた方式を採用しているが、図10Bに示すように、複数の送風機51は、一対のガイドブラケット53a、53bに対する結合を媒介するように送風機ブラケット52に1次固定された後、一体に一対のガイドブラケット53a、53bに組立てられる方式も採用可能である。ここで、送風部150は、図10Bに示すように、送風機のブラケット52の前面を覆うブラケット蓋パネル57をさらに含むことができる。ブラケット蓋パネル57は、送風機51による後方の外気が流入できるグリル状に形成されることが好ましい。
これとともに、送風部150は、図9A~図10Aに示すように、複数の送風機51の動作を制御するように一対のガイドブラケットパネル53a、53bのいずれか1つ53aに備えられた送風機用印刷回路基板55をさらに含むことができる。送風機用印刷回路基板55は、図面に示さないが、第1チャンバC1の内部に位置した印刷回路基板30と通電するように備えられるか、第1チャンバC1の印刷回路基板30とは関係なく独立して電源を受けて複数の送風機51の動作電源を供給するように制御することができる。
一方、送風部150a、150bは、図11に示すように、凝縮部140の左右両端部にそれぞれ一対で備えられる。ここで、送風部150a、150bは、複数の凝縮リブ45の高さに応じて送風方向が異なるように設定可能である。仮に、図11に示すように、凝縮部140の最上端に備えられた送風機51は、少なくとも3つの複数の凝縮リブ45の間を通過して左右水平方向のいずれか一方向に送風されるように設けられ、その下部に位置した送風機51は、少なくとも3つの複数の凝縮リブ45の間を通過して左右水平方向の他の一方向に送風されるように設けられるといったように、繰り返し送風方向が反対となるように備えられる。
ここで、図12に示すように、送風部150が凝縮部140の背面中央に上下に長く単数個のみで備えられた場合、複数の凝縮リブ45の後段部は、送風機51による送風抵抗が最小化されるように尖状型リブ45’形態で備えられる。尖状型リブ45’は、後方へいくほど端部分が三角形の断面を有するように収斂されて形成されることにより、送風機51による複数の凝縮リブ45の間への送風時に送風抵抗を最小化させることができる。
一方、本発明の一実施例による電装素子の放熱装置1は、図7および図10Aに示すように、放熱板部40の後方側を取り囲みながら左側端部および右側端部がそれぞれ熱伝達部110の仕切板部10に固定され、所定部への結合を媒介するマウンティングブラケット60をさらに含むことができる。
仮に、マウンティングブラケット60は、図7および図10Aに示すように、アンテナ素子が印刷回路基板30に実装されたアンテナ機器(図面符号不表記)を、設置場所に備えられた支柱ポール(図示せず)などの所定部に対する結合を媒介する役割を果たす。
マウンティングブラケット60の左側端部61aおよび右側端部61bは、それぞれ送風部150の後方側から放熱板部40の左側および右側に向かって前方に所定の長さ延び、仕切板部10の左側端部と右側端部に備えられたねじ結合部13(図4A参照)に仮組立てられた、図示しない固定ねじが下部から上部に開口した形態のねじ載置溝63に載置させる動作で載置させた後、固定ねじの強固な締結で固定を完了することができる。
マウンティングブラケット60の左側端部61aと右側端部61bは、ブラケット本体パネル62を介して連結され、ブラケット本体パネル62が上述した支柱ポールなどの所定部に固定されることにより、本実施例による電装素子の放熱装置1を固定させることができる。
しかし、支柱ポールに対する電装素子の放熱装置1の設置のために必ずしもマウンティングブラケット60が備えられるべきではなく、本発明の他の実施例として、図10B、図11~図13に示すように、クランピング装置200を介在して支柱ポールに設けられる場合には、クランピング装置200の構成のうちチルティング部210の先端の結合フランジ211が、直接複数の凝縮リブ45の後段に結合されるように備えられることも可能である。
この場合、チルティング部210は、送風部150を後方で取り囲む形態で結合され、一対のガイドブラケットパネル53a、53bには、チルティング部210の先端に形成された結合フランジ211がそれぞれ干渉なしに直接複数の凝縮リブ45の後段にボルティング結合またはねじ結合方式で結合されるように所定部分が切開された回避切開部58a、58bが形成される。
一方、凝縮部140の構成のうち複数の凝縮リブ45の前段部には、図13に示すように、複数のサポートバー48が一体に形成され、その前段が仕切板部10の背面に組立ねじ49によるねじ結合可能である。しかし、複数のサポートバー48が必ずしも複数の凝縮リブ45と一体に形成される必要はなく、図面に示さないが、別のバー形状に備えられて、前後両端がそれぞれ組立ねじ49によってねじ結合されることも可能である。
以上、本発明による電装素子の放熱装置の一実施例を、添付した図面を参照して詳細に説明した。しかし、本発明の実施例が必ずしも上述した一実施例により限定されるものではなく、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者による多様な変形および均等な範囲での実施が可能であることは当然であろう。そのため、本発明の真の権利範囲は後述する特許請求の範囲によって定められる。
本発明は、サイズの拡張を防止しながらも放熱性能が向上し、発熱素子が配置された空間の一側に冷媒を噴射し、前記噴射された冷媒を速やかに蒸発させて前記発熱素子から発生した熱を速やかに放熱できる電装素子の放熱装置を提供する。
1:電装素子の放熱装置 10:仕切板部
11:仕切板部の周縁 12:ねじ結合部
13:接触突起 15:蒸発誘導リブ
16:冷媒流入部 17:一側傾斜部
18:他側傾斜部 19:冷媒流出部
20:レドームパネル 30:印刷回路基板
31:発熱素子 33:熱伝達溝
40:放熱板部 43:冷媒貯蔵リブ
45:凝縮リブ 46:微細段差部
51:送風機 53a、53b:ガイドブラケットパネル
55:送風機用印刷回路基板 60:マウンティングブラケット
61a:左側端部 61b:右側端部
63:載置溝 70:遮蔽シーラー
81:冷媒供給部 83:噴射部
85:冷媒流動パイプ 87:コネクティングピン
90:圧力調節計 110:熱伝達部
140:凝縮部 150:送風部
C1:第1チャンバ C2:第2チャンバ

Claims (25)

  1. 発熱素子が実装された印刷回路基板が配置された第1チャンバと、
    冷媒を噴射する噴射部、および前記噴射部に前記冷媒を供給する冷媒供給部が配置され、前記第1チャンバから伝達される熱と熱交換するための第2チャンバと、
    前記第1チャンバと前記第2チャンバとの間に配置されて、前記第1チャンバの前記発熱素子から熱を受けて前記第2チャンバに供給する熱伝達部と、
    前記第2チャンバに噴射された冷媒を凝縮させる凝縮部と、を含み、
    前記第2チャンバに露出した前記熱伝達部の表面には、前記噴射部によって噴射された液相冷媒が吸着された後、下方にジグザグ方向に流れ落ちるように誘導する複数の蒸発誘導リブが形成されている、電装素子の放熱装置。
  2. 前記複数の蒸発誘導リブは、
    前記噴射部に近接して配置され、上下垂直に配置された冷媒流入部と、
    前記冷媒流入部の下端から一側下方に傾斜して折曲延長された一側傾斜部と、
    前記一側傾斜部の下端から他側下方に傾斜して折曲延長された他側傾斜部と、を含み、
    前記一側傾斜部および他側傾斜部が繰り返し形成されている、請求項1に記載の電装素子の放熱装置。
  3. 前記複数の蒸発誘導リブは、前記第1チャンバから前記第2チャンバが備えられた方向に突出して前記噴射部から噴射される冷媒を吸着させ、かつ前記第1チャンバから伝達される前記発熱素子の熱と熱交換される熱交換面積および吸着時間を増進させるようにジグザグ状の流路が形成されている、請求項1に記載の電装素子の放熱装置。
  4. 前記熱伝達部は、
    前記第1チャンバおよび前記第2チャンバの間を仕切るように配置された仕切板部と、
    前記仕切板部の両面のうち前記第1チャンバ側に露出した一面に突出して形成され、前記印刷回路基板に接触する複数の接触突起と、を含み、
    前記複数の蒸発誘導リブは、前記仕切板部の両面のうち前記第2チャンバ側に露出した一面に一体に突出して形成されている、請求項1に記載の電装素子の放熱装置。
  5. 前記第2チャンバは、前記仕切板部の周縁端部から前方に陥没した空間であって、前記仕切板部の後方に前記凝縮部を構成する放熱板部がカバーリング結合されて形成される、請求項4に記載の電装素子の放熱装置。
  6. 前記複数の接触突起は、前記印刷回路基板の実装された前記発熱素子の実装位置による発熱量を考慮して形状設計される、請求項4に記載の電装素子の放熱装置。
  7. 前記凝縮部は、
    前記第2チャンバの後方側外形を構成しながら前記第2チャンバの空間の一部を構成する放熱板部と、
    前記放熱板部の後方側に突出して形成されかつ、前記第2チャンバの空間の一部が拡張されるように前記第2チャンバの空間で陥没して形成され、前記放熱板部の上下方向に多段形成された複数の凝縮リブと、を含み、
    前記複数の凝縮リブは、前記放熱板部の後方側へいくほど次第に垂直断面積が小さくなるように形成される、請求項1に記載の電装素子の放熱装置。
  8. 前記第2チャンバは、前記放熱板部の周縁端部から後方に陥没した空間であって、前記放熱板部の前方に前記熱伝達部を構成する仕切板部がカバーリング結合されて形成される、請求項7に記載の電装素子の放熱装置。
  9. 前記複数の凝縮リブは、内側上面が後方に下向き傾斜し、内側下面が後方に上向き傾斜するように形成される、請求項7に記載の電装素子の放熱装置。
  10. 任意の水平面に対する内側下面の上向き傾斜角は、任意の水平面に対する内側上面の下向き傾斜角より大きいか、等しい、請求項7に記載の電装素子の放熱装置。
  11. 前記複数の凝縮リブの内面は、複数の微細段差部を有するように形成される、請求項7に記載の電装素子の放熱装置。
  12. 前記凝縮部は、前記複数の凝縮リブの前段と前記第1チャンバおよび前記第2チャンバの間を仕切るように配置された仕切板部の背面を支持するように備えられた複数のサポートバーをさらに含む、請求項7に記載の電装素子の放熱装置。
  13. 前記第1チャンバの前方側外形を構成するように配置されたレドームをさらに含み、
    前記第1チャンバは、前記レドームと前記熱伝達部を構成する仕切板部との間に形成され、
    前記第2チャンバは、前記仕切板部と前記第2チャンバの後方側外形を構成する前記凝縮部の放熱板部との間に形成される、請求項1に記載の電装素子の放熱装置。
  14. 前記放熱板部の後方側を取り囲みながら左側端部および右側端部がそれぞれ前記熱伝達部の仕切板部に固定され、所定部への結合を媒介するマウンティングブラケットをさらに含む、請求項13に記載の電装素子の放熱装置。
  15. 前記仕切板部と前記放熱板部との間の周縁に沿って介在して前記第2チャンバと外部空間とを遮蔽シーリングする遮蔽シーラーをさらに含む、請求項13に記載の電装素子の放熱装置。
  16. 前記熱伝達部は、前記第1チャンバから前記第2チャンバに伝達される発熱量は、冷媒の全熱(Total heat)により相互熱交換が行われるように構成され、前記第2チャンバに貯水された冷媒は、顕熱(sensible heat)と潜熱(Latent heat)のエンタルピー変化で蒸発および凝縮の相変化が行われ、前記第1チャンバから前記第2チャンバに熱伝達が行われるように備えられる、請求項1に記載の電装素子の放熱装置。
  17. 前記凝縮部の後方に備えられ、前記凝縮部側に外気を送風する送風部をさらに含む、請求項7に記載の電装素子の放熱装置。
  18. 前記送風部は、
    前記凝縮部の後方側に上下に多段配列された複数の送風機と、
    前記複数の送風機の前記複数の凝縮リブに対する結合を媒介すると同時に、前記複数の送風機によって送風される空気を側方にガイドする一対のガイドブラケットパネルと、を含む、請求項17に記載の電装素子の放熱装置。
  19. 前記送風部は、
    前記複数の送風機の動作を制御するように前記一対のガイドブラケットパネルのいずれか1つに備えられた送風制御用印刷回路基板をさらに含む、請求項18に記載の電装素子の放熱装置。
  20. 前記凝縮部の左右両端部にそれぞれ備えられ、左右水平方向に外気を送風する一対の送風部をさらに含む、請求項7に記載の電装素子の放熱装置。
  21. 前記冷媒供給部は、前記第2チャンバの下部に位置した冷媒供給ポンプで備えられ、
    前記噴射部は、前記第2チャンバの上部に位置し、前記冷媒供給部によってポンピング供給された前記冷媒を噴射させる冷媒噴射ノズルで備えられ、
    前記冷媒供給ポンプと前記冷媒噴射ノズルとは冷媒流動パイプによって連結される、請求項1に記載の電装素子の放熱装置。
  22. 前記冷媒流動パイプは、仕切板部の左側端部または右側端部に上下垂直に固定され、
    前記冷媒噴射ノズルは、前記冷媒流動パイプの上端と連通して連結されかつ、前記仕切板部の上端部に左右水平に固定され、
    前記冷媒噴射ノズルには、下方に前記冷媒を吐出させる複数の噴射ノズル孔が左右方向に離隔して形成される、請求項21に記載の電装素子の放熱装置。
  23. 前記第1チャンバと前記第2チャンバとの間の前記熱伝達部を貫通するように配置され、前記第1チャンバ内の印刷回路基板と前記第2チャンバ内の前記冷媒供給ポンプとを電気的に疎通させるように備えられた一対のコネクティングピンをさらに含む、請求項21に記載の電装素子の放熱装置。
  24. 前記第2チャンバ内の圧力を調節する圧力調節計をさらに含む、請求項1に記載の電装素子の放熱装置。
  25. 前記発熱素子は、アンテナ素子および無線信号処理部(RU:Radio Unit)の少なくとも1つを含む、請求項1に記載の電装素子の放熱装置。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102285259B1 (ko) * 2019-06-28 2021-08-03 주식회사 케이엠더블유 안테나 장치
DE102022112003A1 (de) * 2022-05-13 2023-11-16 Connaught Electronics Ltd. Steuergeräteanordnung mit in einem Kanalsystem einer Leiterplatteneinheit angeordnetem Wärmeübertragungsmaterial und Verfahren zum Herstellen einer Steuergeräteanordnung
CN114843746B (zh) * 2022-05-25 2023-01-24 黑龙江龙廷信息技术有限公司 一种5g微基站一体化集成天线
CN117134110B (zh) * 2023-10-27 2023-12-22 泰州高意诚复合材料有限公司 一种天线用自动保护罩

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002505033A (ja) * 1996-05-16 2002-02-12 レイゼオン イー―システムズ インコーポレイティッド 発熱部品を冷却するための放熱システム及び方法
WO2002046677A1 (en) * 2000-12-04 2002-06-13 Fujitsu Limited Cooling system and heat absorbing device
JP2012222277A (ja) * 2011-04-13 2012-11-12 Toyota Motor Corp 熱交換器
KR20190118979A (ko) * 2018-04-11 2019-10-21 주식회사 케이엠더블유 다중 입출력 안테나 장치

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5943211A (en) * 1997-04-18 1999-08-24 Raytheon Company Heat spreader system for cooling heat generating components
JP3340948B2 (ja) * 1997-08-29 2002-11-05 本田技研工業株式会社 吸収式冷凍機
US6341645B1 (en) * 1998-11-19 2002-01-29 Denso Corporation Cooling device boiling and condensing refrigerant
US7180741B1 (en) * 2003-08-26 2007-02-20 Isothermal Systems Research, Inc. Spray cool system with a dry access chamber
CN1997861A (zh) * 2004-04-09 2007-07-11 艾尔研究公司 热质交换器
US7495914B2 (en) * 2006-02-06 2009-02-24 Isothermal Systems Research, Inc. Narrow gap spray cooling in a globally cooled enclosure
US8305759B2 (en) * 2009-03-09 2012-11-06 Hardcore Computer, Inc. Gravity assisted directed liquid cooling
US8773854B2 (en) * 2011-04-25 2014-07-08 Google Inc. Thermosiphon systems for electronic devices
EP2833084B1 (en) * 2013-08-02 2016-10-12 ABB Research Ltd. Refrigeration apparatus and method
JP2015090905A (ja) * 2013-11-05 2015-05-11 株式会社豊田自動織機 放熱装置
WO2016104727A1 (ja) * 2014-12-25 2016-06-30 三菱アルミニウム株式会社 冷却器
WO2017203847A1 (ja) * 2016-05-23 2017-11-30 パナソニックIpマネジメント株式会社 冷却装置、プロジェクタ、および、受熱ユニット
CN111788876B (zh) * 2017-12-08 2023-07-07 株式会社Kmw 电子元件的散热装置
EP3813098A1 (en) * 2019-10-25 2021-04-28 ABB Schweiz AG Vapor chamber

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002505033A (ja) * 1996-05-16 2002-02-12 レイゼオン イー―システムズ インコーポレイティッド 発熱部品を冷却するための放熱システム及び方法
WO2002046677A1 (en) * 2000-12-04 2002-06-13 Fujitsu Limited Cooling system and heat absorbing device
JP2012222277A (ja) * 2011-04-13 2012-11-12 Toyota Motor Corp 熱交換器
KR20190118979A (ko) * 2018-04-11 2019-10-21 주식회사 케이엠더블유 다중 입출력 안테나 장치

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