KR100377799B1 - device for discharge cooling air of equipment communication for outdoor - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 옥외용 통신장비의 하부에 장착된 냉각수 발생부를 이용하여, 통신장비의 내부에 고정되어 높은 온도로 발열되는 발열체를 냉각시킨 고온의 냉각수를, 라디에이터를 통과한 외부의 냉각 공기와 열교환되어 저온의 냉각수를 형성하고, 상대적으로 고온으로 변환된 냉각 공기를 통신장비의 외부로 배출하는 배출장치에 있어서, 상기 냉각수 발생부의 라디에이터를 통과하여 고온의 냉각수를 저온의 냉각수로 열교환시킨 냉각 공기의 방향을 전환하는 원심팬을 구성하고, 상기 원심팬을 수용하며, 원심팬에 의해 방향이 전환된 냉각 공기를 외부로 배출되도록 유도하는 덕트를 구성함으로서, 라디에이터를 통해 들어오는 냉각 공기의 압력 손실을 최소화하고, 다른 구성 요소의 간섭을 받지 않도록 송풍팬으로 들어오는 냉각공기의 방향을 전환하고, 덕트를 사용하여 냉각 공기를 통신장비의 외부로 배출하여 압력 손실이 작고 냉각 공기의 흐름을 향상시켜 열전달 성능이 떨어지는 것을 방지함으로서, 공간을 효율적으로 사용하고, 제품에 대한 신뢰성을 향상시키는 옥외용 통신장비의 냉각공기 배출장치에 관한 것이다.The present invention, by using the cooling water generator mounted on the lower portion of the outdoor communication equipment, the high-temperature cooling water fixed in the communication equipment to cool the heat generating element to generate a high temperature heat exchanged with the external cooling air passing through the radiator In the discharge device for forming a cooling water of low temperature, and discharges the cooling air converted to a relatively high temperature to the outside of the communication equipment, the direction of the cooling air passing through the radiator of the cooling water generating unit to heat exchange the high temperature cooling water with low temperature cooling water By constructing a centrifugal fan for switching, and receiving the centrifugal fan, and by configuring a duct to guide the cooling air diverted by the centrifugal fan to the outside, to minimize the pressure loss of the cooling air coming through the radiator To redirect the cooling air to the blower fan to avoid interference from other components. By using the duct to discharge the cooling air to the outside of the communication equipment, the pressure loss is small and the flow of cooling air is improved to prevent the heat transfer performance from falling, thereby effectively using the space and improving the reliability of the product. It relates to a cooling air discharge device of communication equipment.
Description
본 발명은, 이동통신 시스템의 옥외용 통신장비에 관한 것으로, 특히 통신장비의 내부에 고정되어, 높은 온도로 발열되는 고주파 유니트(RF unit)(이하 "발열체"라 한다.)를 수냉식으로 냉각시키도록 구성되는 냉각시스템의 라디에이터를 통과한 공기를 통신장비의 외부로 배출하도록 유로를 형성하는 옥외용 통신장비의 냉각공기 배출장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to outdoor communication equipment of a mobile communication system, and in particular, to cool a high frequency unit (hereinafter referred to as a “heating element”) that is fixed inside the communication equipment and generates heat at a high temperature. It relates to a cooling air discharge device for outdoor communication equipment for forming a flow path to discharge the air passing through the radiator of the cooling system to the outside of the communication equipment.
일반적으로 이동통신 시스템은, 셀룰러 이동통신(DCS), 개인 휴대 통신(PCS), IMT-2000 시스템 등에서 전송된 신호는 이동국(MS: Mobile Station)으로 전송되고, 이 이동국(MS: Mobile Station)은 기지국(BTS: Base Station Transciever Subsystem)과 무선으로 통신을 수행하며, 제어국(BSC: Base Station Controller)에서는 상기 기지국(BTS)을 제어한다. 교환국(MSC: Mobile Switching Center)은 상기 이동국(MS)에서 송신된 신호는 다른 통신망으로 스위칭 해주고, 다른 통신망에서 송신된 신호는 스위칭하여 상기 이동국(MS)에 연결하여 사용된다.In general, a mobile communication system transmits a signal transmitted from a cellular mobile communication (DCS), a personal mobile communication (PCS), an IMT-2000 system, etc. to a mobile station (MS), and the mobile station (MS: Mobile Station) is A base station transceiver (BTS) communicates wirelessly, and a base station controller (BSC) controls the base station (BTS). A mobile switching center (MSC) switches a signal transmitted from the mobile station (MS) to another communication network, and switches a signal transmitted from another communication network to connect to the mobile station (MS).
이러한 이동통신 시스템에 있어, 기지국에 설치되어 무선 주파수에 의해 송신된 신호, 또는 수신된 신호를 전달하는 고주파 유니트(RF unit)(발열체)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 통신장비(10)의 내부 일측에 적층되게 고정되며, 유니트의 종류와 수량이 많다. 이러한 유니트에 적용되는 소자들은 싸이즈가 크고 발열량이 많은 발열체(11)가 대부분이며, 상기 발열체(11)에서 발생되는 열은 히트싱크를 통해 통신장비(10)의 외부로 방출하며, 이러한 열의 방출은 통신장비의 성능 및 안전도 면에서 매우 중요한 요소로 작용하고 있다.In such a mobile communication system, an RF unit (heating element) installed in a base station and transmitting a signal transmitted by a radio frequency or a received signal is, as shown in FIG. 1, the communication equipment 10. It is fixed to be stacked on one side of the inside, and the type and quantity of the unit are many. The elements applied to such a unit are mostly the heating element 11 having a large size and a large amount of heat generation, the heat generated from the heating element 11 is released to the outside of the communication equipment 10 through a heat sink, the release of such heat It is very important in terms of performance and safety of communication equipment.
상기와 같은 발열체(11)를 냉각하는 냉각장치는, 펌프(25)의 펌핑력에 의해 강제로 순환되는 냉각수를 냉각시키는 통상의 구성으로 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 콘트롤 박스(21)의 제어에 의해 외부의 공기를 흡입하는 송풍팬(22)이 구비되며, 이 송풍팬(22)의 송풍력에 의해 발열체(11)를 냉각시킨 고온의 냉각수를 상온에서 열교환시키는 라디에이터(radiator)(23)가 구비되고, 이 라이에이터(23)를 통해 상온에서 저온으로 열교환된 냉각수를 저장하는 수조(24)가 구비되며, 이 수조(24)에 저장된 냉각수를 발열체(11)측으로 강제로 펌핑하는 펌프(25)로 구비된 냉각수 발생부(20)가 통신장비(10)의 하부에 구성된다.The cooling device for cooling the heating element 11 as described above is a control box 21 as shown in FIGS. 2 and 3 in a conventional configuration for cooling the cooling water forcedly circulated by the pumping force of the pump 25. And a blower fan 22 that sucks outside air by controlling the radiator, and a radiator that heat-exchanges high-temperature cooling water at which the heating element 11 is cooled by the blowing force of the blower fan 22 at room temperature. (23) is provided, the tank 24 for storing the cooling water heat-exchanged from room temperature to low temperature through the writer 23 is provided, forcibly pumping the cooling water stored in the water tank 24 toward the heating element (11) side. Cooling water generating unit 20 provided with a pump 25 is configured in the lower portion of the communication equipment (10).
그런데 상기와 같은 종래의 냉각장치는, 냉각수 발생부를 한 곳으로 집중시켜 냉각 공기의 흐름에 대한 저항을 최소화하였으나, 냉각 공기의 흐름을 위한 공간이 상.하 방향으로 높게 형성되어 냉각이 비효율적이며, 전체 장비가 높아지는 문제점이 있었다.However, the conventional cooling device as described above minimizes the resistance to the flow of cooling air by concentrating the cooling water generating unit, but the space for the flow of cooling air is formed high in the up and down direction, and cooling is inefficient. There was a problem that the entire equipment is high.
또한, 상기와 같은 문제점을 해결 하기 위해 장비의 높이를 낮추게 되면, 냉각 공기가 냉각수 발생부의 구성요소들 사이를 지나게 되어, 압력 손실이 커지고 유량이 감소하여 열전달 성능이 떨어져 제품에 대한 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있었다.In addition, if the height of the equipment is lowered to solve the above problems, the cooling air passes between the components of the coolant generator, the pressure loss is increased, the flow rate is reduced, the heat transfer performance is lowered, the reliability of the product is lowered There was this.
이에 본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로 그 목적은, 라디에이터를 통해 들어오는 냉각 공기의 압력 손실을 최소화하고, 다른 구성 요소의 간섭을 받지 않도록 송풍팬으로 들어오는 냉각공기의 방향을 전환하고, 덕트를 사용하여 냉각 공기를 통신장비의 외부로 배출하여 압력 손실이 작고 냉각 공기의 흐름을 향상시켜 열전달 성능이 떨어지는 것을 방지함으로서, 공간을 효율적으로 사용하고, 제품에 대한 신뢰성을 향상시키는 옥외용 통신장비의 냉각공기 배출장치를 제공함에 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described conventional problems. The object of the present invention is to minimize the pressure loss of the cooling air entering through the radiator and to adjust the direction of the cooling air entering the blowing fan so as not to interfere with other components. And use ducts to exhaust cooling air to the outside of communication equipment to reduce the pressure loss and improve the flow of cooling air, thereby preventing heat transfer performance to be reduced, thereby making efficient use of space and improving product reliability. The present invention provides a cooling air discharge device for outdoor communication equipment.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 옥외용 통신장비의 하부에 장착된 냉각수 발생부를 이용하여, 통신장비의 내부에 고정되어 높은 온도로 발열되는 발열체를 냉각시킨 고온의 냉각수를, 라디에이터를 통과한 외부의 냉각 공기와 열교환되어 저온의 냉각수를 형성하고, 상대적으로 고온으로 변환된 냉각 공기를 통신장비의 외부로 배출하는 배출장치에 있어서, 상기 냉각수 발생부의 라디에이터를 통과하여 고온의 냉각수를 저온의 냉각수로 열교환시킨 냉각 공기의 방향을 전환하는 원심팬과; 상기 원심팬을 수용하며, 원심팬에 의해 방향이 전환된 냉각 공기를 외부로 배출되도록 유도하는 덕트가 구성되는 것을 특징으로 하는 것이다.The present invention for achieving the above object, by using a coolant generating unit mounted to the lower portion of the outdoor communication equipment, the outside of the high temperature cooling water fixed to the inside of the communication equipment to cool the heating element that generates heat at a high temperature, passing through the radiator In the discharge device for heat exchange with the cooling air of the cooling water to form a low-temperature cooling water, and discharge the cooling air converted into a relatively high temperature to the outside of the communication equipment, passing the high temperature cooling water through the radiator of the cooling water generating unit to a low temperature cooling water A centrifugal fan for changing the direction of the heat-exchanged cooling air; The duct accommodates the centrifugal fan and guides the duct to discharge the cooling air whose direction is changed by the centrifugal fan to the outside.
도 1은 일반적인 옥외용 기지국의 정단면도1 is a front sectional view of a general outdoor base station
도 2는 종래의 냉각공기가 배출되는 상태를 나타낸 개략도Figure 2 is a schematic diagram showing a state in which the conventional cooling air is discharged
도 3은 종래의 냉각공기가 배출되는 상태를 나타낸 다른실시예의 개략도Figure 3 is a schematic diagram of another embodiment showing a state in which the conventional cooling air is discharged
도 4는 본 발명이 적용되는 냉각공기 배출장치의 개략도Figure 4 is a schematic diagram of a cooling air discharge apparatus to which the present invention is applied
도 5는 본 발명이 적용되는 냉각공기 배출장치의 정면도5 is a front view of a cooling air discharge apparatus to which the present invention is applied.
도 6은 본 발명이 적용되는 냉각공기 배출장치의 측단면도Figure 6 is a side cross-sectional view of the cooling air discharge apparatus to which the present invention is applied.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10: 통신장비 11: 발열체10: communication equipment 11: heating element
20: 냉각수 발생부 30: 원심팬20: cooling water generator 30: centrifugal fan
40: 덕트 41: 유로40: duct 41: euro
42: 라운드42: round
이하 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다. 도 4는 본 발명이 적용되는 냉각공기 배출장치의 개략도이고, 도 5는 본 발명이 적용되는 냉각공기 배출장치의 평면도이며, 도 6은 본 발명이 적용되는 냉각공기 배출장치의 측단면도이다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Figure 4 is a schematic view of a cooling air discharge device to which the present invention is applied, Figure 5 is a plan view of the cooling air discharge device to which the present invention is applied, Figure 6 is a side cross-sectional view of the cooling air discharge device to which the present invention is applied.
본 발명은, 옥외용 통신장비(10)의 하부에 장착된 냉각수 발생부(20)를 이용하여, 통신장비(10)의 내부에 고정되어 높은 온도로 발열되는 발열체(11)를 냉각시킨 고온의 냉각수를, 라디에이터(23)를 통과한 외부의 냉각 공기와 열교환되어 저온의 냉각수를 형성하고, 상대적으로 고온으로 변환된 냉각 공기를 통신장비(10)의 외부로 배출하는 배출장치에 있어서, 상기 냉각수 발생부(20)의 라디에이터(23)를 통과하여 고온의 냉각수를 저온의 냉각수로 열교환시킨 냉각 공기의 방향을 전환하는 원심팬(30)이 구성되고, 상기 원심팬(30)을 수용하며, 원심팬(30)에 의해 방향이 전환된 냉각 공기를 외부로 배출되도록 유도하는 덕트(40)가 구성되는 것으로, 이를 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The present invention, using the coolant generator 20 mounted to the lower portion of the outdoor communication equipment 10, the high-temperature cooling water to cool the heating element 11 is fixed to the inside of the communication equipment 10 and generates heat at a high temperature In the discharge device for heat-exchanging with the external cooling air passing through the radiator 23 to form a cooling water of low temperature, and discharge the cooling air converted to a relatively high temperature to the outside of the communication equipment 10, the cooling water generation A centrifugal fan (30) is provided which passes through the radiator (23) of the section (20) to change the direction of the cooling air heat-exchanged with the low temperature cooling water, and accommodates the centrifugal fan (30). The duct 40 is configured to guide the cooling air whose direction is changed by 30 to be discharged to the outside, which will be described in more detail as follows.
상기 덕트(40)는, 상기 냉각수 발생부(20) 라디에이터(23)의 일측에 부착되며, 상기 원심팬(30)을 수용하고, 원심팬(30)으로부터 방향이 전환되는 냉각 공기를 수직으로 변환시키며, 이 수직으로 변환된 냉각 공기를 다시 수평으로 방향을 전환시켜 외부로 배출하도록 형성되는 유로(41)가 형성되며, 상기 냉각 공기의 흐름을 향상시키기 위해 냉각 공기의 방향을 전환하는 모서리를 라운드(42)로 형성한다.The duct 40 is attached to one side of the radiator 23 of the coolant generator 20, accommodates the centrifugal fan 30, and converts cooling air that is diverted from the centrifugal fan 30 vertically. And a flow path 41 which is formed to discharge the vertically converted cooling air to the horizontal direction again and discharges it to the outside, and rounds an edge for changing the direction of the cooling air to improve the flow of the cooling air. It is formed with (42).
다음은 상기와 같이 구성된 본 발명 옥외용 통신장비의 냉각공기 배출장치의 제작 과정을 설명한다.The following describes the manufacturing process of the cooling air discharge device of the present invention outdoor communication equipment configured as described above.
먼저, 통신장비(10)의 일측에 라디에이터(23)를 설치하고, 상기 라디에이터(23)로 흡입되는 냉각 공기를 배출하는 덕트(40)를 통신장비(10)의 하부에 설치하며, 상기 라디에이터(23)의 일측에 형성되는 원심팬(30)은 덕트(40) 내부의 상부에 형성된다.First, the radiator 23 is installed on one side of the communication equipment 10, and a duct 40 for discharging cooling air sucked into the radiator 23 is installed under the communication equipment 10, and the radiator ( The centrifugal fan 30 formed at one side of the 23 is formed in the upper portion of the duct 40.
상기와 같이 형성되는 덕트(40)의 상부에, 고열로 발열되는 발열체(11)를 냉각시키는 냉각수 발생부(20)를 설치한다.In the upper portion of the duct 40 formed as described above, a cooling water generator 20 for cooling the heat generating element 11 generated by high heat is provided.
다음은 상기와 같이 조립된 본 발명 냉각공기 배출장치의 작동과정을 설명한다.The following describes the operation of the present invention, the cooling air discharge unit assembled as described above.
먼저, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 콘트롤 박스(21)의 제어에 의해 외부의 공기를 흡입하여 라디에이터(23)를 통해 냉각시키고, 냉각된 공기를 통신장비(10)의 내부로 흡입시킨다. 상기와 같이 흡입된 냉각 공기는 원심팬(30)의 영향으로 수직으로 이동한 후, 다시 수평으로 이동하여 통신장비(10)의 후면으로 배출하게 되는 것이다. 이때, 냉각 공기의 이동방향은, 덕트(40)의 유로(41)를 따라 이동하게 되며, 모서리 부분이 라운드(42)로 형성되어, 덕트(40)의 내부로 이동되는 냉각 공기의 흐름을 향상시키게 되는 것이다.First, as shown in FIGS. 5 and 6, the outside air is sucked by the control of the control box 21 to be cooled through the radiator 23, and the cooled air is sucked into the communication equipment 10. Let's do it. The cooling air sucked as described above is moved vertically under the influence of the centrifugal fan 30 and then moved horizontally again to discharge to the rear of the communication equipment 10. At this time, the movement direction of the cooling air is moved along the flow path 41 of the duct 40, and the corner portion is formed in a round 42 to improve the flow of the cooling air moved into the duct 40. It is to be made.
한편, 상기 통신장비(10)의 내부로 흡입되는 냉각 공기를 사용하여, 통신장비(10)의 내부에 고정된 발열체(11)를 냉각시키는 과정을 설명하면, 냉각수 발생부(20)의 수조(24)에 저장된 저온의 냉각수는, 펌프(25)에 의해 발열체(11)의 일측에 부착된 냉각플레이트(12)측으로 강제로 펌핑된다. 이렇게 펌핑되는 냉각수는 냉각플레이트(12)의 이동통로 입구로 유입되어 발열체(11)에서 발생된 열을 냉각플레이트(12)에서 흡수하게 됨으로서 발열체(11)를 냉각시키게 되는 것이다. 이러한 과정을 통하여 열을 흡수한 냉각수는 이동통로의 출구를 통하여 라디에이터(23)측으로 배출된다.On the other hand, using the cooling air sucked into the communication equipment 10, the process of cooling the heating element 11 fixed to the inside of the communication equipment 10 will be described, the tank of the coolant generator 20 ( The low temperature cooling water stored in 24 is forcibly pumped to the cooling plate 12 side attached to one side of the heating element 11 by the pump 25. The pumped coolant is introduced into the moving passage inlet of the cooling plate 12 to absorb the heat generated by the heating element 11 from the cooling plate 12 to cool the heating element 11. The cooling water absorbed heat through this process is discharged to the radiator 23 through the outlet of the moving passage.
이렇게 발열체(11)로부터 발생하는 열을 흡수한 높은 온도의 냉각수는, 라디에이터(23)를 통과하면서 상온에서 열교환된 후, 다시 수조(24)에 저장되고, 이 수조(24)에 저장된 냉각수는 펌프(25)의 강제 펌핑력에 의해 냉각플레이트(12)측으로 펌핑되며, 냉각플레이트(12)의 이동통로를 순환하는 과정을 반복하면서 냉각기능을 연속적으로 수행하게 되는 것이다.The high temperature cooling water absorbing the heat generated from the heating element 11 is heat-exchanged at room temperature while passing through the radiator 23, and then stored in the water tank 24 again, and the cooling water stored in the water tank 24 is pumped. It is pumped toward the cooling plate 12 by the forced pumping force of (25), it is to perform the cooling function continuously while repeating the process of circulating the moving passage of the cooling plate 12.
이때, 상기 발열체(11)로부터 발생한 열을 흡수한 높은 온도의 냉각수는 라디에이터(23)를 통과할 때, 원심팬(30)이 회전하여 외부의 공기를 유입하고, 이 유입되는 공기가 높은 온도의 냉각수와 열교환하고, 열교환된 공기는 통신장비(10)의 후면으로 배출되는 과정을 반복하면서, 상기와 같은 과정을 통해 냉각기능을 연속적으로 수행하게 되는 것이다.At this time, when the high temperature cooling water absorbed the heat generated from the heat generating element 11 passes through the radiator 23, the centrifugal fan 30 rotates to introduce external air, and the inflow air has a high temperature. Heat exchange with the cooling water, the heat exchanged air is to perform the cooling function continuously through the above process while repeating the discharge process to the rear of the communication equipment (10).
또한, 상기 통신장비(10)는 여러 대의 랙이 옆으로 나란히 설치되는 경우가 많으므로, 통신장비(10)의 옆면을 유로(41)로 사용할 수 없으며, 외부 냉각 공기는 통신장비(10)의 전면으로 흡입되고, 후면으로 배출되어야 하는 제한이 있고, 이 제한을 지키면서 통신장비(10)내의 공간을 최대한 효율적으로 사용할 수 있는 구조로 설치되어야 하는 것이다.In addition, since the communication equipment 10 has many racks installed side by side in many cases, the side surface of the communication equipment 10 cannot be used as the flow path 41, and the external cooling air of the communication equipment 10 There is a restriction to be sucked to the front and discharged to the rear, and to be installed in a structure that can use the space in the communication equipment 10 as efficiently as possible while keeping this restriction.
이상에서와 같이 본 발명 냉각장치는, 라디에이터를 통해 들어오는 냉각 공기의 압력 손실을 최소화하고, 다른 구성 요소의 간섭을 받지 않도록 송풍팬으로 들어오는 냉각공기의 방향을 전환하고, 덕트를 사용하여 냉각 공기를 통신장비의외부로 배출하여 압력 손실이 작고 냉각 공기의 흐름을 향상시켜 열전달 성능이 떨어지는 것을 방지함으로서, 공간을 효율적으로 사용하고, 제품에 대한 신뢰성을 향상시키는 이점이 있는 것이다.As described above, the present invention minimizes the pressure loss of the cooling air that enters through the radiator, redirects the cooling air that enters the blower fan so as not to interfere with other components, and uses the duct to cool the air. By discharging to the outside of communication equipment, the pressure loss is small and the flow of cooling air is improved to prevent the heat transfer performance from dropping, thereby effectively using space and improving the reliability of the product.
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| KR100463937B1 (en) * | 2002-10-25 | 2004-12-30 | 엠쏘정보통신(주) | Heat exchanger Having Subsidiary Cooling Device for outdoor Information Telecommunication System |
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