KR0182794B1

KR0182794B1 - 공압적으로 연결된 히트 싱크 조립체

Info

Publication number: KR0182794B1
Application number: KR1019950030406A
Authority: KR
Inventors: 비. 위드메이어 로버트
Original assignee: 안토니 제이. 샬리; 제이알.; 모토롤라 인크
Priority date: 1994-09-19
Filing date: 1995-09-18
Publication date: 1999-03-20
Also published as: TW307070B; US5582240A; KR960013151A; BR9504030A; CN1125319A; NZ280015A; CO4370140A1; EP0702405A1; ZA957902B; EP0702405B1; CN1082724C; DE69530732D1; DE69530732T2

Abstract

본 발명은 공압적으로 연결된 공기 유동 통로를 제공하도록 병치된 다수의 히트 싱크(401 내지 403)를 사용한 히트 싱크 조립체(100)에 관한 것이다. 적어도 하나의 히트 싱크(401)가 히트 싱크의 가장자리를 향해 공기 유동을 강제하는 공기 순환기를 포함하는 것이 좋다. 다수의 방열 면은 공기 유동을 위한 공기 통로(201)를 제공하며, 적어도 두 개의 공기 통로(201)가 평행하지 않게 배치된다. 이러한 방식으로, (공기 순환기가 제공된 때) 공기가 히트 싱크(200)의 중심 점으로부터 가장자리를 향해 방사상으로 가압된다. 마찬가지로, (공기 순환기가 제공되지 않을 때) 공기는 히트 싱크(300)의 가장자리로부터 중심을 향한다.

Description

공압적으로 연결된 싱크 조립체

제1도는 본 발명에 따른 히트 싱크 조립체의 사시도.

제2도는 본 발명에 따른 공기 순환기로부터의 공기 유동을 도시한 도면.

제3도는 본 발명에 따른 인접 히트 싱크로부터의 공기 유동을 도시한 도면.

제4도는 본 발명에 따른 세 개의 인접한 히트 싱크 내의 공기 유동을 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 히트 싱크 조립체 201 : 공기 통로

200, 300, 401, 402, 403 : 히트 싱크

본 발명을 일반적으로 히트 싱크에 관한 것이며, 특히, 통신 장비에 사용되는 히트 싱크(heat sink)에 관한 것이다.

핸드폰 및 카폰 통신 서비스(cellular and land mobile communication servi ce)를 제공하는 무선 통신 시스템(radio communication system)이 기술 분야에 공지되어 있다. 그러한 시스템은 하나 이상의 사이트(site)에 위치된 장비를 포함하는 인프라 장비(infrastructure equipment) 및 휴대용 및 이동 통신 유니트(portable and mobile communication unit)를 포함하는 가입자 유니트로 구성된다. 통상, 여러 가지 장비가 각 사이트에 필요하다. 그러한 장비는 통신 채널(communication channel)을 확보한(support) 무선 베이스 스테이션(radio base station)을 포함한다. 베이스 스테이션은 수신기 및 송신기를 포함하며, 송신기는 송신전 신호를 증폭한다. 이러한 증폭은 송신기의 내부 부품에 의해 작동중 매우 많은 양의 열을 발생시킨다. 여러 경우에서, 제어되지 않을 경우, 발생된 열에 의해 이들 내부 부품이 영구적으로 손상될 수 있다.

송신기의 소정 작동 온도를 유지하기 위해, 여러 가지 방법으로 송신기가 냉각될 수 있다. 널리 사용되는 하나의 방법은 송신기의 열 발생 장치가 알루미늄과 같은 양호한 열 전도성 재질로 구성된 히트 싱크 상에 장착되는 강제 공냉 방법(forced air cooling)이다. 가압된(forced) 공기가 히트 싱크에 인접하여 위치된 팬에 의해 제공된다. 장치에 의해 발생된 열은 히트 싱크로 전달되며, 팬으로부터의 공기 유동은 주변 공기로 열을 소산시킨다. 수냉과 같은 다른 냉각 방법에 비해, 강제 공냉은 베이스 스테이션의 설계 및 제조에서 사용되기에 비교적 용이한 경제적인 해결책을 제시한다.

베이스 스테이션의 송신기 출력이 증가됨에 따라, 발생된 열도 따라서 증가되며, 통상, 증가된 열량을 소산시키기 위해 보다 큰 히트 싱크 및 보다 많은 냉각팬이 사용된다. 그러나, 보다 큰 히트 싱크는 시스템 설계에서의 융통성을 감소시키며 제조 중 핸들링이 곤란하기 때문에 제조 비용이 상승된다. 보다 큰 히트 싱크에 대한 필요성을 경감시키기 위해, 베이스 스테이션에 의해 발생된 열을 소산시키도록 다수의 히트 싱크가 정렬되어 사용될 수도 있다. 그러나, 종래 기술의 히트 싱크에서는, 병치된(juxtaposed) 히트 싱크 사이에 열을 소산시키기 위해 제공된 공기 통로가 없기 때문에 효율성이 제한된다.

따라서, 제조하기 경제적이며 큰 히트 싱크에 관련한 단점 없이 보다 큰 열을 소산시킬 수 있는 히트 싱크 조립체에 대한 필요성이 존재하였다.

일반적으로, 본 발명은 다수의 히트 싱크가 병치될 때 보다 큰 열 소산이 가능한 공압적으로 연결된 히트 싱크를 제공한다. 이는 인접 히트 싱크의 공기 통로와 작동 가능하게 연결된 공기 통로를 사용함으로써 달성된다. 이러한 공기 통로는 적어도 두 개의 평행하지 않은(non-parallel) 공기 통로를 갖는 방열 면(heat radiating surface)을 통해 달성된다. 평행하지 않은 공기 통로를 통해 공기 순환기로부터 히트 싱크의 가장자리를 향해 공기가 유동될 수 있다. 이에 의해 공기가 열을 소산시키는 데 도움을 줄 수 있는 인접 히트 싱크로 전달될 수 있다.

본 발명을 제1도 내지 제4도를 참조하여 보다 충분히 설명하기로 한다. 제1도는 히트 싱크 조립체(100)의 사시도이다. 공기 유동(101)은 히트 싱크(100)에 장착된, 양호한 실시예에서는 팬인, 공기 순환기로부터 가압된 공기 유동은 표시한다. 팬은 대류 면(convective surface)에 대체로 수직하게 유동하는 제1 공기 유동(101)을 발생시킨다. 공기 유동(101)이 히트 싱크(100)로 향해질 때, 공기 유동은 공기 유동 경로(102) 내로 향해진다. 공기 유동 경로(102)는 대류 면에 대체로 평행하게 연장되며 방열 면을 통해 히트 싱크(100)의 가장자리를 향하는 공기 통로이다. 공기 유동은 후술되는 바와 같이 주변 공기로 또는 인접 히트 싱크로 소산된다.

제2도는 히트 싱크 조립체(200)를 통해 가압된 공기 유동을 도시한다. 공기 통로(201)가 방열 핀(fin)과 같은 방열 면에 의해 히트 싱크 조립체 전체에 형성된다. 공기 유동(202)은 공기 순환기의 구역으로부터 공기 통로(201)를 통해 히트 싱크(200)의 가장자리를 향한 공기 유동을 도시한다. 따라서, 이러한 공기 유동은 제3도에서 도시된 히트 싱크와 같은 인접 히트 싱크를 지날 수 있다.

제3도는 히트 싱크 조립체(300)를 통한 공기 유동을 도시하는 도면이다. 히트 싱크 조립체(200)와 마찬가지로, 공기 통로(201)는 히트 싱크의 방열 면 사이에 형성된다. 공기 유동(302)은 인접 히트 싱크로부터 시작될 수도 있는 공기 유동이다. 공기 유동(301)은 대류 기부 면의 가장자리로부터 히트 싱크(300)를 통한 공기 유동을 도시한다. 그 후, 이러한 공기 유동(301)은, 예를 들어, 도시된 횡방향 공기 통로(303)와 같은 히트 싱크(300)의 다른 공기 통로를 통해 소산된다. 이러한 방식으로, 공기는 열 소산을 개선하도록 히트 싱크의 방열 면을 통해 유동될 수 있다.

제4도는 본 발명에 따른 패턴으로 배치된 세 개의 히트 싱크(401, 402, 403)를 포함하는 히트 싱크 조립체(400)를 도시한다. 양호한 실시예에서, 히트 싱크(401, 403)는 히트 싱크의 가장자리를 향해 히트 싱크의 방열 면을 통해 공기를 가압하는 공기 순환기를 포함한다. 히트 싱크(402)는 공기 순환기 없는 히트 싱크를 도시한다. 히트 싱크(402)는 히트 싱크(401, 403)의 가장자리로부터의 공기 유동을 받을 것이며, 이러한 공기 유동은 히트 싱크(402)의 방열 면 사이에 형성된 공기 통로 사이에서 분산될 것이다. 인접 히트 싱크의 공기 통로는 열 소산 능력을 증가시키도록 공압적으로 연결되도록 정렬된다. 양호한 실시예에서, 히트 싱크는 인접 히트 싱크는 열 소산 정도를 증가시키도록 완벽하게 정렬될 필요는 없다. 적어도 두 개의 공기 통로가 적어도 부분적으로 공압적으로 연결되는 한, 히트 싱크 조립체의 열 소산 능력은 증가될 것이다.

본 발명은 다수의 히트 싱크를 병치시킴으로써 열을 소산시키는 능력을 증가시킨다. 히트 싱크는 팬과 같은 공기 순환기를 포함할 수 있으며 또는 기술 분야에서 공지된 바와 같이 주변 공기 내로 열을 소산시킬 수 있다. 히트 싱크는 인접 히트 싱크에 의해 발생되어 히트 싱크를 연결하는 공기 통로 통과하는 열을 소산시킬 수도 있다.

본 발명에 따른 히트 싱크 조립체는 관련된 큰 히트 싱크에 관련된 단점 없이 보다 큰 열을 소산시킬 수 있으며 경제적으로 제조될 수 있다. 따라서, 본 발명은 제조하기가 보다 경제적이며 보다 많은 열을 소산시킬 수 있을 것이며, 보다 작은 히트 싱크를 보다 큰 히트 싱크로 교환하여야 할 만한 필요 없이 히트 싱크 조립체의 열 소산을 증가시킬 수 있는 방법을 제공한다. 본 발명은 현재 크지만 비경제적인 히트 싱크가 사용되는 경우 다수의 히트 싱크를 사용할 수 있는 융통성을 준다.

Claims

대류 면 및 상기 대류 면 상에 형성된 다수의 제1 방열 면을 포함하며, 상기 방열면 중 적어도 세 개의 방열 면이 적어도 두 개의 평행하지 않은 공기 통로(201)를 형성하도록 되어, 제1 및 제2 히트 싱크(401, 402)가 병치될 때, 제1 히트 싱크(401)의 적어도 두 개의 공기 통로가 제2 히트 싱크(402)의 적어도 두 개의 공기 통로와 공압적으로 연결되는 것은 특징으로 하는 히트 싱크 조립체.
제1항에 있어서, 방열 면에 인접하여 배치된 팬을 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 히트 싱크 조립체.
제2항에 있어서, 상기 팬은 가압된 공기 유동(101)이 대류 면에 대체로 수직하게 향해지도록 배치되며, 가압된 공기 유동은 공기 통로의 적어도 일부를 통해 대류 면에 대체로 평행하게 이동되는 것을 특징으로 하는 히트 싱크 조립체.
제1항에 있어서, 다수의 공기 통로(201)가 적어도 세 개의 방열 면을 통해 형성되어, 제1 및 제2 히트 싱크(200, 300)가 병치될 때 제1 히트 싱크의 다수의 공기 통로(201)가 제2 히트 싱크의 다수의 공기 통로(201)에 공압적으로 연결되는(302) 것을 특징으로 하는 히트 싱크 조립체.
제4항에 있어서, 다수의 방열 면을 통해 형성되어 다수의 공기 통로를 공압적으로 상호 연결하는 횡방향 공기 통로(303)를 포함하는 것을 특징으로 하는 히트 싱크 조립체.
제1항에 있어서, 대류 면 상에 형성된 다수의 제2 방열 면을 포함하며, 적어도 하나의 추가 공기 통로가 두 개의 방열 면을 통해 형성되는 패턴으로 방열 면 중 두 개의 방열 면이 배치되어, 제1 및 제2 히트 싱크가 병치될 때 제1 히트 싱크의 적어도 하나의 추가 공기 통로가 제2 히트 싱크의 적어도 하나의 추가 공기 통로에 공압적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 히트 싱크 조립체.
대류 면과 다수의 방열 면을 포함하고, 상기 다수의 방열 면은, 공기 순환기가 방열 면 근처에 위치될 때 공기 유동이 공기 통로를 통해 대류 면의 가장자리를 향해지며, 공기 순환기가 방열 면 근처에 위치되지 않을 때 공기 유동이 대류 면의 가장자리로부터 공기 통로를 통해 향해지며, 제1 및 제2 히트 싱크가 병치될 때 제1 히트 싱크의 다수의 공기 통로가 적어도 하나의 공통 가장자리에서 제2 히트 싱크의 공기 통로에 공압적으로 연결되고, 공기 순환기가 제1 히트 싱크의 방열 면 근처에 위치될 때 공기 유동이 제1 히트 싱크의 공기 통로를 통해 적어도 하나의 공통 가장자리를 통해 제2 히트 싱크의 공기 통로를 통해 향해지도록, 소정 패턴으로 배치된 다수의 공기 통로를 형성하는 대류 면으로부터 외향 연장되는 것을 특징으로 하는 히트 싱크 조립체.
제7항에 있어서, 상기 공기 순환기는 가압된 공기 유동이 대류 면에 대체로 수직하게(101) 향해지도록 배치되며, 가압된 공기 유동이 공기 통로의 적어도 일부를 통해 대류 면에 대체로 평행하게(102) 이동하는 것을 특징으로 하는 히트 싱크 조립체.
대류 면을 제공하는 단계와, 다수의 공기 통로(201)를 형성하는 대류 면으로부터 외향 연장된 다수의 방열면을 제공하는 단계와, 공기 순환기를 제공하는 단계와, 공기 순환기가 대체로 방열 면 근처에 위치될 때 공기 유동이 공기 통로를 통해 대류 면의 가장자리로 향해지며, 제1 및 제2 히트 싱크(401, 402)가 병치될 때 제1 히트 싱크의다수의 공기 통로(201)가 적어도 하나의 공통 가장자리에서 제2 히트 싱크의 공기 통로에 공압적으로 연결되어, 공기 순환기가 제1 히트 싱크의 방열 면 근처에 위치될 때 공기 유동이 제1 히트 싱크의 공기 통로를 통해 적어도 하나의 공통 가장자리를 통해 제2 히트 싱크의 공기 통로를 통해 향해지도록 소정 패턴으로 다수의 공기 통로를 배치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제9항에 있어서. 상기 공기 순환기는 가압된 공기 유동을 대류 면에 대체로 수직하게(101) 향하게 하며, 가압된 공기 유동은 공기 통로의 적어도 일부를 통해 대류 면에 대체로 평행하게(102) 이동하는 것을 특징으로 하는 방법.