KR100425987B1 - Cooling Module, Manufacturing Method thereof, and Communications System Employing the Same - Google Patents
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Abstract
냉각효율이 높고 제작 단계에서 생산성 및 조립성이 높으며 사용 과정에서 신뢰성이 높은 냉각모듈과, 이러한 냉각모듈을 제조하는 방법과, 이를 채용하는 통신 시스템. 냉각모듈은 소정의 발열체에 면접촉하도록 설치되며, 외부의 라디에이터에 유체적으로 접속되는 냉매순환관을 구비한다. 냉각모듈은 제1 금속 재질로 되어 있는 하우징과, 상기 하우징 내에 배치되어 있고 양 단부가 상기 하우징 외부로 노출되어 상기 라디에이터에 유체적으로 접속되는 제2 금속 재질의 냉매순환관을 포함한다. 하우징 내의 냉매순환관 이외의 부분은 상기 제2 금속 재질 소재로 빈틈없이 채워져 있어서, 냉매순환관이 상기 하우징 내부에서 상기 제2 금속 재질 소재에 매립되어 있는 구조를 갖는다.A cooling module with high cooling efficiency, high productivity and high assemblability in the manufacturing stage, and high reliability in use, a method for manufacturing such a cooling module, and a communication system employing the cooling module. The cooling module is installed to be in surface contact with a predetermined heating element, and has a refrigerant circulation tube fluidly connected to an external radiator. The cooling module includes a housing made of a first metal material, and a refrigerant circulation tube made of a second metal material disposed in the housing and having both ends exposed to the outside of the housing and fluidly connected to the radiator. Portions other than the refrigerant circulation tube in the housing are filled with the second metal material tightly, so that the refrigerant circulation tube is embedded in the second metal material in the housing.
Description
본 발명은 통신 시스템용 냉각모듈 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기지국과 같은 옥외용 통신 시스템의 히트파이프식 액체 냉각모듈의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a cooling module for a communication system, and more particularly, to a method for manufacturing a heat pipe type liquid cooling module for an outdoor communication system such as a base station.
기지국이나 중계기와 같은 옥외용 통신 시스템은 다수의 고전력증폭기(HPA: High Power Amplifier)를 채용하고 있기 때문에, 증폭단에서 많은 열이 발생된다. 따라서, 과열로 인해 통신 시스템이 오작동하거나 수명이 짧아지는 것을 방지하기 위해서는 효율적인 냉각 장치가 요구된다.Since outdoor communication systems such as base stations and repeaters employ a large number of high power amplifiers (HPAs), a large amount of heat is generated in the amplifier stage. Therefore, an efficient cooling device is required to prevent the communication system from malfunctioning or shortening its life due to overheating.
종래의 옥외용 통신 시스템 냉각 방식으로는 팬(Fan)을 사용하여 시스템 내부의 열을 외부로 방출하는 방식과, 열교환기를 사용하여 내부 공기가 열교환기 내부에서 순환되도록 하고 외부공기를 열교환기의 방열핀을 지나도록 하면서 열전도에 의해 내부 공기의 열이 방출되도록 하는 방식이 널리 사용되고 있다. 그런데 이러한 공랭식 냉각기는 그 구조가 비교적 간단하다는 장점이 있으나 냉각효율이 비교적 좋지 않기 때문에, 발열체에 냉매가 주입된 히트파이프를 배치하여 발열체의 열이 냉매에 전달되도록 한 후 냉매의 열을 라디에이터를 통해 방출하는 수냉식 냉각 장치의 사용도 증가되고 있다.In the conventional outdoor communication system cooling method, a fan is used to radiate heat inside the system to the outside, and a heat exchanger is used to allow the internal air to circulate inside the heat exchanger. While passing the heat of the internal air by heat conduction is widely used. However, the air-cooled cooler has an advantage that the structure is relatively simple, but because the cooling efficiency is relatively poor, by arranging a heat pipe in which the refrigerant is injected into the heating element, the heat of the heating element is transferred to the refrigerant, and then the heat of the refrigerant is transferred through the radiator. The use of releasing water cooled chillers is also increasing.
도 1a는 종래의 수냉식 냉각장치의 냉각모듈의 일 예를 보여준다. 도 1a의 냉각모듈은 발열체(10)에 열전도성 그리스(12)를 바르고 동파이프(14)를 얹은 후 알루미늄 커버(16) 및 발열체(10)를 나사를 체결하는 구조로 되어 있다. 그런데 이와 같은 냉각모듈에 따르면, 발열체(10)와 동파이프(14)가 열전도성 그리스(12)를 매개하여 접촉되고 특히 동파이프(14)와 열전도성 그리스(12)의 접촉면적이 작기 때문에, 발열체(10)와 동파이프(14)사이의 열저항이 커져서 냉각효율이 낮다는 문제점이 있다.Figure 1a shows an example of a cooling module of the conventional water-cooled chiller. The cooling module of FIG. 1A has a structure in which a thermally conductive grease 12 is applied to the heating element 10, the copper pipe 14 is placed, and the aluminum cover 16 and the heating element 10 are screwed together. However, according to such a cooling module, since the heating element 10 and the copper pipe 14 are contacted through the thermally conductive grease 12, in particular, the contact area between the copper pipe 14 and the thermally conductive grease 12 is small, The heat resistance between the heating element 10 and the copper pipe 14 is large, there is a problem that the cooling efficiency is low.
냉각효율을 높이기 위한 방안으로서 도 1b와 같은 구조의 냉각모듈도 사용되고 있다. 도 1b의 냉각모듈은 발열체(10)에 부착되는 알루미늄 판(22)에 드릴로 상하방향 및 수평방향으로 다수의 구멍을 뚫되 상하방향 및 수평방향 구멍들이 십자 형상으로 만나도록 가공하여 냉매순환로(22)를 만든 다음, 냉매입구(24) 및 냉매출구(26)를 제외한 각 구멍들의 끝은 스톱퍼(28) 즉, 탭으로 막는 구조로 되어 있다. 그러나, 이러한 냉각모듈은 가공이 어렵고 이에 따라 생산비용이 상승한다는 문제점이 있다. 아울러, 다수의 구멍 끝을 탭으로 막게 되어 있기 때문에 냉매 유출 측면에서 신뢰성에서 문제가 발생될 수 있고, 냉매순환이 원활하지 않을 수 있으며 시간이 경과할수록 내부에 이물질이 끼거나 부식되는 경우가 발생할 수 있다.As a method for improving the cooling efficiency, a cooling module having a structure as shown in FIG. 1B is also used. The cooling module of FIG. 1B drills a plurality of holes in the vertical direction and the horizontal direction with a drill in the aluminum plate 22 attached to the heating element 10, and processes the vertical and horizontal directions to meet the cross-shaped holes in the refrigerant circulation path 22. ), And the ends of the holes except for the refrigerant inlet 24 and the refrigerant outlet 26 are closed by a stopper 28, that is, a tab. However, such a cooling module is difficult to process and accordingly there is a problem that the production cost increases. In addition, since the end of the plurality of holes are tabbed, there may be a problem in reliability in terms of refrigerant leakage, the refrigerant circulation may not be smooth, and as time passes, foreign matter may be caught or corroded. have.
이와 같이 동파이프만을 사용하거나 내부에 냉매순환로가 형성된 알루미늄 판만을 사용하는 종래의 냉각모듈은 냉각효율이 낮기 때문에 5 킬로와트(Kw) 이하의 소비전력을 사용하는 통신 시스템의 방열은 가능하지만, 소비전력이 5 Kw 이상인 시스템에서는 방열이 원활하게 이루어지기를 기대하기가 어렵다.As described above, the conventional cooling module using only copper pipes or using only aluminum plates having a refrigerant circulation path therein has low cooling efficiency, so that heat dissipation of a communication system using power consumption of 5 kilowatts (Kw) or less is possible. It is difficult to expect the heat dissipation to be smooth in this system of 5 Kw or more.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 냉각효율이 높고 제작 단계에서 생산성 및 조립성이 높으며 사용 과정에서 신뢰성이 높은 냉각모듈을 제공하는 그 기술적 과제로 한다.The present invention has been made to solve the above problems, the technical problem of providing a cooling module with high cooling efficiency, high productivity and assembly in the manufacturing stage, and high reliability in the use process.
아울러, 본 발명은 이러한 냉각모듈을 제조하는 방법을 제공하는 것을 다른 기술적 과제로 한다.In addition, another object of the present invention is to provide a method for manufacturing such a cooling module.
아울러, 본 발명은 상기 냉각모듈이 일체로서 결합되어 있는 통신 시스템을 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다.In addition, another object of the present invention is to provide a communication system in which the cooling module is integrated as one body.
도 1a와 도 1b는 종래의 냉각모듈의 예들을 보여주는 도면.1A and 1B show examples of a conventional cooling module.
도 2는 본 발명에 의한 냉각모듈의 일 실시예가 고전력증폭기와 일체화된 상태를 보여주는 절개 사시도.Figure 2 is a perspective view showing an embodiment of the cooling module according to the present invention is integrated with a high power amplifier.
도 3은 도 2의 냉각모듈의 제조 과정을 보여주는 흐름도.3 is a flow chart showing a manufacturing process of the cooling module of FIG.
도 4는 복수의 고전력증폭기 및 냉각모듈을 구비하는 통신 시스템의 일 예를 보여주는 도면.4 is a diagram illustrating an example of a communication system including a plurality of high power amplifiers and a cooling module.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10: 발열체 12: 열전도성 그리스10: heating element 12: thermal conductive grease
14: 동파이프 16: 알루미늄 커버14: copper pipe 16: aluminum cover
20: 알루미늄 판 22: 냉매순환로20: aluminum plate 22: refrigerant circulation passage
100: 고전력증폭기 110: 냉각모듈100: high power amplifier 110: cooling module
120: 하우징 122: 방열핀120: housing 122: heat radiation fin
124: 하우징 내부 130: 냉매순환관124: inside the housing 130: refrigerant circulation tube
132: 냉매입구 134: 냉매출구132: refrigerant inlet 134: refrigerant outlet
150: 냉매주입관 152: 커플러150: refrigerant injection pipe 152: coupler
160: 냉매배출관 162: 커플러160: refrigerant discharge pipe 162: coupler
170: 라디에이터 172a, 172b: 냉매펌프170: radiator 172a, 172b: refrigerant pump
174: 제어박스 176: 냉매탱크174: control box 176: refrigerant tank
178: 냉각팬178: cooling fan
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 냉각모듈은 소정의 발열체에 면접촉하도록 설치되며, 외부의 라디에이터에 유체적으로 접속되는 냉매순환관을 구비한다. 냉각모듈은 제1 금속 재질로 되어 있는 하우징과, 상기 하우징 내에 배치되어 있고 양 단부가 상기 하우징 외부로 노출되어 상기 라디에이터에 유체적으로 접속되는 제2 금속 재질의 냉매순환관을 포함한다. 하우징 내의 냉매순환관 이외의 부분은 상기 제2 금속 재질 소재로 빈틈없이 채워져 있어서, 냉매순환관이 상기 하우징 내부에서 상기 제2 금속 재질 소재에 매립되어 있는 구조를 갖는다.The cooling module of the present invention for achieving the above technical problem is provided so as to be in surface contact with a predetermined heating element, and has a refrigerant circulation pipe fluidly connected to an external radiator. The cooling module includes a housing made of a first metal material, and a refrigerant circulation tube made of a second metal material disposed in the housing and having both ends exposed to the outside of the housing and fluidly connected to the radiator. Portions other than the refrigerant circulation tube in the housing are filled with the second metal material tightly, so that the refrigerant circulation tube is embedded in the second metal material in the housing.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 냉각모듈의 제조 방법에있어서는, 먼저 (a) 대략 직육면체와 같은 형태의 내부 공간을 가지고 일 내측면에 소정 형상의 주기적인 요철이 형성되어 있는 내열성 재질의 주형을 마련한다. (b) 제1 재질의 금속 파이프를 구부려서 냉매순환관을 가공한다. 냉매순환관은 열전도성이 높은 금속관 예컨대 동파이프를 사용하는 것이 바람직하며, 금속관의 단면은 원형, 타원형, 직사각형, 정삼각형 또는 여타의 형태를 가질 수 있다. 그 다음 (c) 주형 내에 냉매순환관을 삽입한 후, (d) 제2 재질의 금속 재료를 용융시켜 냉매순환관이 삽입된 주형 내부에 주입하고 냉각 응고시켜 상기 냉매순환관과 상기 제2 재질의 금속재료가 일체화되도록 하게 된다. 여기서, 상기 주형에는 냉매순환관의 일부가 통과할 수 있는 두 개의 홀들이 형성되어 있는 것이 바람직하며, 이러한 경우 (c)단계에서는 주형에 냉매순환관이 삽입된 상태에서 냉매순환관의 양단부가 상기 홀들을 통해 주형 외부로 노출되도록 하게 된다.In the manufacturing method of the cooling module of the present invention for achieving the above another technical problem, first, (a) of the heat-resistant material having an internal space of the shape of a substantially rectangular parallelepiped and the periodic irregularities of a predetermined shape is formed on one inner surface Prepare a template. (b) Bending the metal pipe of the first material to process the refrigerant circulation pipe. The refrigerant circulation tube is preferably a metal tube having a high thermal conductivity such as copper pipe, and the cross section of the metal tube may have a circular, elliptical, rectangular, equilateral triangle, or other shape. Then, (c) inserting the refrigerant circulation tube into the mold, and (d) melting the metal material of the second material, injecting the refrigerant circulation tube into the mold into which the refrigerant circulation tube is inserted, and cooling and solidifying the refrigerant circulation tube and the second material. The metal material of the is to be integrated. Here, the mold is preferably formed with two holes through which a portion of the refrigerant circulation tube can pass. In this case, in step (c), both ends of the refrigerant circulation tube are inserted in the state where the refrigerant circulation tube is inserted into the mold. Holes allow exposure to the outside of the mold.
상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 통신 시스템은 복수의 고전력증폭기와, 각각이 상기 복수의 고전력증폭기 중 어느 하나에 면접촉하도록 설치되며 그 내부에 냉매가 흐르는 냉매순환관을 구비하는 복수의 냉각모듈과, 상기 복수의 냉각모듈의 냉매순환관에 유체적으로 접속되는 라디에이터와, 상기 복수의 냉각모듈의 냉매순환관과 라디에이터에 유체적으로 접속되어 냉매를 순환시키는 냉매펌프와, 라디에이터를 냉각시키기 위한 냉각팬을 구비한다. 여기서, 복수의 냉각모듈 각각은 제1 금속 재질로 되어 있는 하우징과, 하우징 내에 배치되어 있고 양 단부가 상기 하우징 외부로 노출되어 라디에이터 및 냉매펌프에 유체적으로 접속되는 제2 금속 재질의 냉매순환관을 포함한다. 여기서, 하우징 내의 냉매순환관이외의 부분은 상기 제2 금속 재질 소재로 빈틈없이 채워져 있어서 냉매순환관이 하우징 내부에서 제2 금속 재질 소재에 매립되어 있는 구조로 되어 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a communication system including a plurality of high power amplifiers and a plurality of high power amplifiers, each of which is provided in surface contact with any one of the plurality of high power amplifiers and includes a refrigerant circulation tube through which a refrigerant flows. A radiator fluidly connected to the cooling modules of the plurality of cooling modules, the refrigerant circulation pipes of the plurality of cooling modules, a refrigerant pump fluidly connected to the refrigerant circulation tubes and the radiators of the plurality of cooling modules, and a radiator. A cooling fan for cooling is provided. Here, each of the plurality of cooling modules is a housing made of a first metal material, and a refrigerant circulation tube made of a second metal material disposed in the housing and both ends thereof are exposed to the outside of the housing and fluidly connected to the radiator and the refrigerant pump. It includes. Here, the portion other than the refrigerant circulation tube in the housing is filled with the second metal material without any gap, and the refrigerant circulation tube is embedded in the second metal material in the housing.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명에 의한 냉각모듈의 일 실시예를 보여주는데, 도면에는 발열체인 고전력증폭기(100)가 일체화된 상태로 함께 도시되어 있다. 냉각모듈(110)은 알루미늄 재질의 하우징(120)과 상기 하우징(120) 내부에 배치되어 있는 구리 재질의 냉매순환관(130)을 포함한다. 냉매순환관(130)의 양측 단부는 하우징(120) 외부로 노출되어 냉매입구(132) 및 냉매출구(134)로서의 기능을 하게 된다. 하우징(120)의 일 측면에는 방열핀(122)이 형성되어 있어서, 표면적이 넓어져서 냉각효율이 높아지고 아울러 상하방향 공기흐름 경로가 마련될 수 있게 되어 있다. 냉매순환관(130)을 제외한 하우징(120) 내부(124)는 하우징(120) 외피와 동일한 소재인 알루미늄으로 채워져 있으며, 이에 따라 냉매순환관(130)이 하우징(120) 내부에서 하우징 재질의 소재 즉, 알루미늄에 매립되어 있는 구조로 되어 있다. 한편, 이와 같은 냉각모듈(110)은 볼트(미도시됨) 및 너트(미도시됨)를 사용하여 고전력증폭기(100)에 면접촉한 상태로 체결될 수 있다.Figure 2 shows an embodiment of a cooling module according to the present invention, the drawing is shown together in a state in which the high power amplifier 100 is a heating element is integrated. The cooling module 110 includes a housing 120 made of aluminum and a refrigerant circulation tube 130 made of copper disposed in the housing 120. Both ends of the refrigerant circulation tube 130 are exposed to the outside of the housing 120 to function as the refrigerant inlet 132 and the refrigerant outlet 134. The heat dissipation fins 122 are formed at one side of the housing 120, so that the surface area is widened to increase the cooling efficiency and to provide a vertical air flow path. The interior 120 of the housing 120 except for the refrigerant circulation tube 130 is filled with aluminum, which is the same material as that of the housing 120, so that the refrigerant circulation tube 130 is formed of a housing material within the housing 120. That is, it is a structure embedded in aluminum. On the other hand, such a cooling module 110 may be fastened in a surface contact state with the high power amplifier 100 using a bolt (not shown) and a nut (not shown).
도 3은 도 2의 냉각모듈을 제조하는 과정을 보여준다.3 shows a process of manufacturing the cooling module of FIG.
먼저, 하우징(120)을 제작하기 위한 주형을 제작한다(제200단계). 이와 같은 주형은 보통강, 내열강, 공구강 또는 구리 합금 등의 내열성 재료를 사용하여 제작되며, 대략 직육면체와 같은 형태의 내부 공간을 가지고 일 측면에는방열핀(122)에 대응하는 요철이 형성되어 있다. 아울러, 주형의 측면에는 냉매입구(132) 및 냉매출구(134)를 배치하기 위한 두 개의 홀들이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 주형이 제작된 상태에서는, 냉매순환관(130)을 가공한다(제202단계). 바람직한 실시예에 있어서, 냉매순환관(130)은 열전도가 잘되고 이온화 경향이 작아 잘 부식되지 않는 동파이프를 구부려서 제작한다.First, a mold for manufacturing the housing 120 is manufactured (step 200). Such a mold is manufactured using heat resistant materials such as ordinary steel, heat resistant steel, tool steel, or copper alloy, and has an inner space of a substantially rectangular parallelepiped shape, and irregularities corresponding to the heat radiating fin 122 are formed on one side thereof. In addition, the side of the mold is preferably formed with two holes for arranging the refrigerant inlet 132 and the refrigerant outlet 134. In this state, the refrigerant circulation tube 130 is processed (step 202). In a preferred embodiment, the refrigerant circulation tube 130 is manufactured by bending copper pipes that are not easily corroded because of their good thermal conductivity and low ionization tendency.
그 다음, 제200단계에서 제작된 주형에 냉매순환관(130)을 삽입한다(제204단계). 이때, 냉매입구(132) 및 냉매출구(134)가 주형의 홀들을 통해 밖으로 노출되도록 하게 된다. 제206단계에서는, 알루미늄을 용융시켜 주형에 주입하게 된다. 여기서, 알루미늄을 사용하는 이유는 알루미늄은 가볍고 열전도성이 우수하며, 녹는점이 660℃ 정도로서 구리의 녹는점(약 1084℃)에 비해 높기 때문에 주형에 용융된 알루미늄을 주입하더라도 동파이프 재질의 냉매순환관(130)이 녹거나 변형되지 않기 때문이다. 용융된 알루미늄을 주형에 주입하는 방법은 중력을 이용하는 중력주조, 용융된 알루미늄을 가압하여 주형에 밀어넣는 다이캐스팅, 원심력을 이용하여 주형의 구석구석까지 용융된 알루미늄을 보내는 원심주조 등의 방법 중 어느 것을 사용해도 무방하여, 이들을 조합하여 사용할 수도 있다.Next, the refrigerant circulation tube 130 is inserted into the mold manufactured in step 200 (step 204). At this time, the refrigerant inlet 132 and the refrigerant outlet 134 are exposed to the outside through the holes of the mold. In step 206, aluminum is melted and injected into the mold. The reason for using aluminum is that aluminum is light and has excellent thermal conductivity, and its melting point is about 660 ° C., which is higher than the melting point of copper (about 1084 ° C.). This is because the 130 does not melt or deform. The method of injecting molten aluminum into a mold includes gravity casting using gravity, die casting pressurizing molten aluminum into the mold, and centrifugal casting sending molten aluminum to every corner of the mold using centrifugal force. You may use it, and you can use it in combination.
마지막으로 용융된 알루미늄을 냉각시켜 냉매순환관(130)과 일체화되도록 하게 된다(제208단계). 알루미늄은 밀착된 상태로 냉각되어, 냉각이 완료되면, 알루미늄은 냉매순환관(130) 주위를 치밀하게 메우면서 하우징(110)을 구성하게 된다. 여기서, 알루미늄을 급속히 냉각시키는 경우 온도응력이 발생되어 냉각모듈의 내구성이 떨어질 수 있고 냉매순환관과의 열저항이 증가할 수 있으므로, 용융된 알루미늄은 충분히 서서히 냉각시키는 것이 바람직하다.Finally, the molten aluminum is cooled to be integrated with the refrigerant circulation tube 130 (step 208). The aluminum is cooled in a state of being in close contact, and when the cooling is completed, the aluminum forms the housing 110 while densely filling around the refrigerant circulation tube 130. Here, in the case of rapidly cooling aluminum, since the temperature stress may be generated, the durability of the cooling module may be degraded, and the thermal resistance with the refrigerant circulation tube may increase, so that molten aluminum is sufficiently cooled slowly.
본 발명에 의하여 제조되는 냉각모듈은 단독으로 사용할 수도 있으나 여러 개를 연결하여 사용할 수도 있다. 예컨대 이동통신 시스템의 기지국이나 중계기에서는 통상 복수의 고전력증폭기가 채용되는데, 이와 같은 응용예에 있어서 각 고전력증폭기에 대해 본 발명의 냉각모듈을 배치하고 복수의 냉각모듈을 서로 연결시킬 수 있다. 도 4는 이와 같이 복수의 고전력증폭기 및 냉각모듈을 구비하는 냉각시스템의 일 예를 보여준다.The cooling module manufactured by the present invention may be used alone, or may be used by connecting several. For example, a plurality of high power amplifiers are generally employed in a base station or repeater of a mobile communication system. In such an application example, the cooling module of the present invention may be arranged for each high power amplifier and the plurality of cooling modules may be connected to each other. 4 shows an example of a cooling system including a plurality of high power amplifiers and cooling modules.
도 4에는 6개의 고전력증폭기(100)가 도시되어 있는데, 각 고전력증폭기(100)에는 각각의 냉각모듈(110)이 부착되고 이와 같이 부착된 각 어셈블리는 브라켓(140)을 사용하여 통신 시스템 예컨대 기지국 송수신장치의 내측면에 고정된다. 한편, 각 냉각모듈(110)의 냉매순환관(130)에 있어서, 냉매입구(132)는 커플러(152)를 통해 냉매주입관(150)에 연결되고 냉매출구(134)는 마찬가지로 커플러(162)를 통해 냉매배출관(160)에 연결된다.Four high power amplifiers 100 are shown in FIG. 4, each cooling module 110 is attached to each of the high power amplifiers 100, and each assembly thus attached is connected to a communication system such as a base station using a bracket 140. It is fixed to the inner side of the transceiver. On the other hand, in the refrigerant circulation pipe 130 of each cooling module 110, the refrigerant inlet 132 is connected to the refrigerant injection pipe 150 through the coupler 152 and the refrigerant outlet 134 is similarly the coupler 162 It is connected to the refrigerant discharge pipe 160 through.
냉매주입관(150) 및 냉매배출관(160)은 라디에이터(170) 및 냉매펌프(172a, 172b)에 유체적으로 접속되어 있다. 제어박스(174)의 제어 하에 두 대의 냉매펌프(172a, 172b) 중 어느 하나만이 동작하게 되며, 나머지 한 대의 냉매펌프는 예비용으로 마련된다. 라디에이터(170)에는 냉매탱크(176)가 연결되어 있는데, 냉매탱크(176)에는 물 또는 물과 부동액이 6:4 내지 7:3의 비율로 혼합된 냉매가 적재되어 있어서 각 부재 및 호스/관 사이의 이음새에서 누출되거나 증발되는 냉매를 보충하게 된다. 한편, 통신 시스템의 내측 방향으로 라디에이터(170)의 일측에는 통신 시스템의 내부 공기를 외부로 배출시키면서 라디에이터(170)의 냉각을 촉진하기 위한 냉각팬(178)이 장착되어 있다.The coolant injection pipe 150 and the coolant discharge pipe 160 are fluidly connected to the radiator 170 and the coolant pumps 172a and 172b. Only one of the two refrigerant pumps 172a and 172b is operated under the control of the control box 174, and the other one of the refrigerant pumps is provided for reserve. The radiator 170 is connected to the refrigerant tank 176. The refrigerant tank 176 is loaded with a refrigerant mixed with water or water and an antifreeze at a ratio of 6: 4 to 7: 3. It will replenish refrigerant that leaks or evaporates at the seams in between. On the other hand, one side of the radiator 170 in the inward direction of the communication system is equipped with a cooling fan 178 for promoting cooling of the radiator 170 while discharging the internal air of the communication system to the outside.
도 6에 도시된 냉각시스템은 다음과 같이 동작한다.The cooling system shown in FIG. 6 operates as follows.
먼저 고전력증폭기(100)에서 발생되는 열은 냉각모듈(110)의 하우징(120)과의 접촉면을 통해 하우징(120)으로 전도되고 다시 냉매순환관(130)으로 전도된다. 한편, 냉매펌프(172a, 172b)는 냉매를 냉매주입관(150)을 경유하여 각 냉각모듈(110)의 냉매입구(132)에 공급한다. 냉매입구(132)를 통해 공급되는 냉매는 냉각모듈(110)의 냉매순환관(130)을 순환하면서 고전력증폭기(100)로부터 냉각모듈(110)로 전도된 열을 흡수한다. 열을 흡수한 냉매는 냉매출구(134)를 통해 냉매배출관(160)으로 배출된다. 냉매배출관(160)으로 배출된 냉매는 라디에이터(170)에 공급되며, 냉매의 열은 라디에이터(170)로 전도된다. 이때, 라디에이터(170)의 일측에 설치된 냉각팬(178)은 통신 시스템의 내부 공기를 외부로 배출하면서 라디에이터(170)를 냉각시키게 된다. 라디에이터(170)에서 냉각된 냉매는 다시 냉매펌프(172a, 172b)로 이송된 후 다시 냉매주입관(150)으로 주입됨으로써, 위와 같은 순환 동작이 반복된다.First, the heat generated from the high power amplifier 100 is conducted to the housing 120 through the contact surface with the housing 120 of the cooling module 110 and back to the refrigerant circulation tube 130. Meanwhile, the refrigerant pumps 172a and 172b supply the refrigerant to the refrigerant inlet 132 of each cooling module 110 via the refrigerant injection pipe 150. The refrigerant supplied through the refrigerant inlet 132 circulates through the refrigerant circulation pipe 130 of the cooling module 110 to absorb heat conducted from the high power amplifier 100 to the cooling module 110. The refrigerant absorbing heat is discharged to the refrigerant discharge pipe 160 through the refrigerant outlet 134. The refrigerant discharged to the refrigerant discharge pipe 160 is supplied to the radiator 170, and heat of the refrigerant is conducted to the radiator 170. At this time, the cooling fan 178 installed on one side of the radiator 170 cools the radiator 170 while discharging the internal air of the communication system to the outside. The refrigerant cooled by the radiator 170 is transferred to the refrigerant pumps 172a and 172b and then injected into the refrigerant injection pipe 150 again, thereby repeating the above-described circulation operation.
한편, 바람직한 실시예에 있어서, 6개의 고전력증폭기(100) 및 냉각모듈(110) 결합체는 일정거리만큼 이격되어 배치되는데, 각 결합체 사이를 통해 시스템 내의 공기가 상방향으로 흐를 수 있게 된다. 이에 따라, 어느 한 냉각모듈(110)의 방열핀(122)과 인접한 고전력증폭기(100) 사이에서 상승하는 공기흐름에 의해 고전력증폭기(100)의 온도 상승이 추가로 억제될 수 있게 된다. 즉, 도 4의 시스템에 있어서는, 냉매에 의존하지 않고도 공기 대류에 의해 어느 정도 냉각효율을 유지할 수 있게 된다.On the other hand, in the preferred embodiment, the combination of the six high power amplifier 100 and the cooling module 110 are spaced apart by a certain distance, through which the air in the system can flow upward. Accordingly, the temperature rise of the high power amplifier 100 may be further suppressed by the air flow rising between the heat dissipation fin 122 of the cooling module 110 and the adjacent high power amplifier 100. That is, in the system of FIG. 4, the cooling efficiency can be maintained to some extent by air convection without depending on the refrigerant.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. Therefore, the above-described embodiments are to be understood as illustrative in all respects and not as restrictive. The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. do.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하여 제조된 냉각모듈은 모듈 본체 즉, 하우징과 냉매순환관이 일체화된 구조를 가지므로 냉각모듈 내에서의 냉매의 누수 염려가 적고 열저항이 작아 냉각효율이 뛰어나다. 또한 냉각모듈의 제조 공정이 간략화되므로 생산성이 높아지고 및 조립성이 높아지고, 냉각 모듈의 내부 구조가 단순화됨에 따라 불량률이 낮아지고 품질관리가 용이해지며 사용 과정에서 신뢰성이 높아지는 장점이 있다.As described above, the cooling module manufactured according to the present invention has a structure in which the module main body, i.e., the housing and the refrigerant circulation tube are integrated, so there is little fear of leakage of the refrigerant in the cooling module and the cooling resistance is excellent due to low thermal resistance. In addition, since the manufacturing process of the cooling module is simplified, the productivity is increased and the assemblability is increased. As the internal structure of the cooling module is simplified, the defect rate is lowered, the quality control is easy, and the reliability in the use process is improved.
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