KR100801677B1 - 통신 중계기의 냉각 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 통신 모듈이 내장된 함체를 가진 통신 중계기의 냉각 장치에 있어서, 리니어 모터에 의해 피스톤이 직선 왕복 운동을 하면서 작동 가스를 팽창 및 압축시킴으로써 발열 및 흡열 기능을 수행하며, 흡열부의 냉각 밴드와 발열부를 포함하는 자유 피스톤 스터링 쿨러; 상기 함체의 후측판의 외측면에 접촉하도록 장착되는 편평한 흡열판; 상기 자유 피스톤 스터링 쿨러의 냉각 밴드와 상기 흡열판 사이에 연장되도록 설치되어 냉기를 전달하는 냉각 블럭 조립체; 상기 함체 내부의 온도를 측정하는 온도 센서; 및 상기 온도 센서에서 측정된 온도와 설정 온도를 비교하여 상기 자유 피스톤 스터링 쿨러의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하는 통신 중계기의 냉각 장치에 관한 것이다.

중계기 냉각장치

Description

통신 중계기의 냉각 장치 {Apparatus for cooling communication repeaters}

본 발명은 유·무선 통신 중계기의 냉각 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 비교적 간단한 구성에 의해 중계기를 소형화할 수 있고, 효과적인 냉각을 수행할 뿐만 아니라 유지 보수도 편리한 유·무선 통신 중계기의 냉각 장치에 관한 것이다.

유·무선 통신 중계기는 예를 들어, HPA(High Power Amplifier), LPA(Linear Power Amplifier)와 같은 고출력 증폭기와 전원 공급 장치 등을 내장하고 있는데, 이들 모듈들은 작동시 비교적 높은 열을 발생한다. 특히, 건물 외부에 설치되는 옥외형 중계기의 경우에는 중계기 내부로부터 발생하는 열뿐만 아니라, 직사광선 등 외부로부터 유입되는 열에 의해 중계기 내부의 온도가 상승하는 현상도 발생하게 된다. 따라서, 이와 같은 유·무선 통신 중계기를 효과적으로 냉각시킬 수 있는 냉각 장치가 필수적으로 요구되고 있다.

종래에 유·무선 통신 중계기를 냉각시키는 방법으로서 중계기 함체의 후측면에 히트싱크(Heatsink)를 부착하고 자연 대류 또는 강제 대류에 의하여 열을 분 산 및 방출시키는 방식이 일반적이었다.

자연 대류 방식의 경우 중계기의 함체 재질에 따른 전도와 대류에 의존하기 때문에 고출력이 요구되는 중계기의 경우에는 냉각에 한계가 있는 것이 사실이다. 따라서, 고출력 중계기의 경우에는 함체의 하부에 팬을 추가로 설치하여 강제적인 송풍을 통해 방열핀을 냉각시키도록 구성된다.

국내 실용신안등록 제0310965호는 중계기 함체의 후방에 방열판과 다공판을 수직으로 설치하여 냉각부를 형성하고, 이 냉각부의 상부에 배기팬을 설치하여 열을 외부로 방출하는 이동통신 중계기의 냉각 장치가 개시되어 있다.

또한 국내 실용신안등록 제0364155호는 고출력 증폭기의 일면에 일체로 고정되어 외기와 접촉하는 다수의 방열핀을 가진 방열판을 설치하고, 팬을 이용하여 중계기 함체를 냉각하는 장치를 보여준다.

하지만, 위와 같은 종래의 통신 중계기 냉각 장치들은 다음과 같은 문제점을 가지고 있다.

첫째, 종래의 냉각 장치는 방열핀이 형성된 대형 방열판과 팬 등을 구비하여야 하므로 부피가 크고 중량이 무거워 운반 및 취급이 어렵다. 특히, 통신용 중계기는 전봇대와 같이 높은 곳에 설치되어야 하므로 작고 가벼운 것이 바람직하지만 냉각 장치로 인해 크기와 무게를 줄이는 데에는 한계가 있었다.

둘째, 종래의 냉각 장치는 원하는 냉각 효율을 얻기 위해 방열판 외에도 실리콘 방열 그리스, 방열 패드, 냉각 팬, 히트 파이프 등과 같이 복잡한 구성들을 채용하여야만 하고, 이들을 고정하거나 설치하기 위해 많은 수의 브래킷이 사용되 어야만 한다. 따라서, 복잡하고 많은 수의 부품을 가공, 설치하여야 하므로 제작 기간과 제작 비용이 증가할 수밖에 없었다.

셋째, 종래의 냉각 장치는 냉각 팬을 회전시켜 강제 송풍에 의해 열을 발산시키므로 효율이 낮을 뿐만 아니라, 냉각 팬에서 발생하는 소음 또한 심각하였다. 또한, 냉각 팬에 의해 외부 공기가 흡입 및 송풍되는 과정에서 공기 중의 이물질이나 먼지가 유입되기 쉬우며 비나 습기에도 취약하므로, 이들 먼지와 습기의 침입을 차단하는 추가적인 설비가 요구된다.

넷째, 그럼에도 불구하고 종래의 공랭 방식에 의한 냉각 장치는 냉각 효율이 낮아서 중계기 함체의 내부 온도를 일정하게 유지시키는 것이 곤란하여, 기온이 높은 여름철의 경우에는 유·무선 통신 중계기 함체의 내부 온도가 적정 온도 이상으로 과열되어 중계기가 오작동하거나 고장이 빈번하게 발생한다.

다섯째, 종래의 냉각 장치에 있어서는 낮은 냉각 효율을 보상하기 위해 방열핀이 형성된 방열판을 함체에 부착하는 과정에서 실리콘 방열 그리스 등을 사용하여 완전히 밀착시키기 때문에 설치 작업이 번거로우며, 실리콘 방열 그리스의 고착화로 인해 유지보수를 위해 방열판을 다시 분리하는 것이 매우 어렵다는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 비교적 간단한 구 조에 의해 중계기를 소형화할 수 있고, 제작도 용이할 뿐만 아니라, 효과적인 냉각이 가능함과 동시에 오작동이나 고장의 염려가 없어서 유지 보수에도 유리한 통신 중계기의 냉각 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 통신 중계기의 냉각 장치는, 리니어 모터에 의해 피스톤이 직선 왕복 운동을 하면서 작동 가스를 팽창 및 압축시킴으로써 발열 및 흡열 기능을 수행하며, 흡열부의 냉각 밴드와 발열부를 포함하는 자유 피스톤 스터링 쿨러; 상기 함체의 후측판의 외측면에 접촉하도록 장착되는 흡열판; 상기 자유 피스톤 스터링 쿨러의 냉각 밴드와 상기 흡열판 사이에 연장되도록 설치되어 냉기를 전달하는 냉각 블럭 조립체; 상기 함체 내부의 온도를 측정하는 온도 센서; 및 상기 온도 센서에서 측정된 온도와 설정 온도를 비교하여 상기 자유 피스톤 스터링 쿨러의 동작을 제어하는 제어부;를 포함한다.

바람직하게, 상기 흡열판은, 상기 함체의 후측판과 접촉하는 메인 플레이트; 및 상기 메인 플레이트의 양단부에서 함체의 양측판을 따라서 직각으로 연장되는 연장부;를 포함한다.

또한, 상기 냉각 블럭 조립체는, 상기 자유 피스톤 스터링 쿨러의 냉각 밴드에 결합되는 서포트 블럭; 및 상기 서포트 블럭과 결합되는 동시에 상기 흡열판과 접촉하여 냉기를 전달하는 냉각 블럭;을 포함하고, 상기 서포트 블럭과 냉각 블럭 의 결합부에는 상기 냉각 밴드가 결합되는 결합홈이 형성되어 있다.

더욱 바람직하게, 상기 냉각 블럭은 상기 흡열판과 접촉하는 부분은 편평하게 형성되고, 공기와 접촉하는 반대쪽에는 경사면이 형성되도록 구성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 함체의 후측판의 내측면에는 고출력 증폭기가 설치되고, 상기 흡열판은 상기 고출력 증폭기를 커버할 수 있는 크기를 가지도록 구성된다.

또한, 상기 함체의 하면에는 베이스 프레임이 부착되고, 상기 베이스 프레임은 상기 함체의 후면 하방에서 개구부가 형성되도록 구성되며, 본 발명의 냉각 장치는 상기 개구부가 형성되어 있는 베이스 프레임의 상부에 설치되는 것으로서 외부 공기와의 소통을 위한 다수의 에어홀이 형성되어 있는 그레이팅;을 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 흡열판과 냉각 블럭 조립체는 알루미늄으로 제조되는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 통신 모듈이 내장된 함체를 가진 유,무선 통신 중계기의 냉각 장치에 있어서, 리니어 모터에 의해 피스톤이 직선 왕복 운동을 하면서 작동 가스를 팽창 및 압축시킴으로써 발열 및 흡열 기능을 수행하며, 흡열부의 냉각 밴드와 발열부를 포함하는 자유 피스톤 스터링 쿨러; 상기 함체의 후측판 및 양측판의 외측면에 접촉하도록 설치되며 상기 자유 피스톤 스터링 쿨러의 냉각 밴드 주위를 감싸는 열교환부를 포함하는 히트파이프; 상기 함체 내부의 온도를 측정하는 온도 센서; 및 상기 온도 센서에서 측정된 온도와 설정 온도를 비 교하여 상기 자유 피스톤 스터링 쿨러의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하는 통신 중계기의 냉각 장치가 제공된다.

바람직하게, 상기 히트파이프는 한 쌍의 박판 사이에 개재되어 구성된다.

본 발명의 유·통신 중계기의 냉각 장치에 따르면, 종래의 냉각 장치에 사용되었던 방열핀을 구비한 대형 방열판과 냉각팬 등의 구성들을 모두 제거하고, 비교적 간단한 구성의 흡열판과 냉각 블럭 조립체를 채용하기 때문에 운반 및 취급이 용이하고 중계기를 소형화하는데에도 매우 유리하다.

이러한 구성은 기존의 방열판과 냉각팬 또는 냉각 파이프를 제작하는데 소요되는 시간과 비용을 현저히 감소시켜 준다.

또한, 흡열판의 크기와 형상을 원하는 용도에 맞도록 쉽게 변형할 수 있으므로 함체 내부의 발열 모듈이 차지하는 위치 및 면적에 따라서 용이하게 설계 및 제작이 가능하다.

그리고, 흡열판과 냉각 블럭 조립체의 구성이 극히 간단하므로 종래의 냉각 팬을 사용하던 방식에 비해 소음이나 고장이 발생하지 않고, 조립 및 분해가 용이하여 유지 보수도 매우 간편하다.

나아가, 냉각팬 방식에 비해 냉각 성능을 비교적 정밀하게 제어할 수 있으므로 원하는 적정 온도를 구현할 수 있고 전력소모를 현저히 줄일 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유·무선 통신 중계기의 냉각 장치를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉각 장치가 설치되는 유·무선 통신용 중계기의 개략적인 구성이 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 유·무선 통신용 중계기는 외관을 이루는 함체(10)와, 상기 함체(10) 내에 내장되는 통신 모듈로 구성된다.

상기 함체(10)는 금속으로 구성되는데, 바람직하게는 알루미늄과 같이 열전도성이 우수한 금속으로 제작되며, 더욱 바람직하게는 표면이 내부식성을 가지도록 처리될 수 있다. 상기 함체(10)는 도면에 도시된 바와 같이 전면이 개방된 직육면체 형상으로 제작되지만, 반드시 이것에 한정되는 것은 아니며 그 외에도 통신 모듈을 내장할 수 있는 하우징 형태라면 그 형상이 다양하게 변형될 수 있다.

상기 함체(10)의 개방된 전면에는 도어(12)가 개폐가능하게 설치되는데, 상 기 도어 역시 함체(10)와 동일한 소재로 제작되는 것이 바람직하다. 이하에서는 함체(10)라고 하면, 도어(12)를 포함한 하우징 전체를 포괄적으로 일컫는 것으로 한다.

상기 함체(10) 내부에는 각종 통신 모듈이 설치된다. 상기 통신 모듈은 고출력 증폭기(14)를 비롯하여 유·통신 중계 기능을 수행하기 위한 다양한 소자와 부품들을 포함하며, 이러한 구성들은 이미 당업계에 알려진 사항이므로 본 명세서에서는 상세한 설명을 생략한다.

본 발명에 따르면, 바람직하게 발열량의 상당 부분을 차지하는 고출력 증폭기(14)는 함체(10)의 후측판(16)의 내측면에 설치되는데, 이것은 후술하는 바와 같이 냉각 장치와의 직접적인 접촉을 통해 효율적인 냉각이 이루어지도록 하기 위함이다.

상기 함체(10)의 하면에는 베이스 프레임(18)이 부착된다. 상기 베이스 프레임(18)은 함체(10)의 하부를 지지하는 동시에 후술하는 바와 같이 냉각 장치에 대해 공기가 원활하게 소통될 수 있도록 하는 기능을 가진다.

이를 위해, 베이스 프레임(18)은 함체(10)의 후면 하방에서 개구부(도 2의 20 참조)가 형성되도록 결합되며, 상기 개구부(20)를 통해 공기가 원활하게 소통될 수 있다.

바람직하게, 상기 베이스 프레임(18)은 함체(10)와 동일한 소재, 즉 알루미늄 또는 그에 상당하는 금속으로 제작되어 베이스 프레임(18)을 통해서도 열이 발산될 수 있도록 할 수 있다.

도 2 및 도 3에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유·무선 통신 중계기의 냉각 장치의 구성이 도시되어 있다.

이들 도면을 함께 참조하면, 본 발명의 유·무선 통신 중계기 냉각 장치는 냉각 모듈이 되는 자유 피스톤 스터링 쿨러(Free piston stirling cooler)(30), 중계기 함체(10)의 후측판(16)의 외측면에 접촉하도록 결합되는 흡열판(40), 및 열전달을 위해 이들을 상호 연결하는 냉각 블럭 조립체(50)로 구성된다.

상기 자유 피스톤 스터링 쿨러(30)는 리니어 모터에 의해 피스톤이 직선 왕복 운동을 하면서 헬륨과 같은 작동 가스를 팽창 및 압축시키는 과정에서 발열 및 흡열 기능을 수행하는 장치이다. 이러한 자유 피스톤 스터링 쿨러(30)는 국내 특허등록 제0343675호에 그 구성이 상세히 개시되어 있으며, 미국의 글로벌쿨링사(Global Cooling)나 일본의 트윈버드사(Twinbirds) 등에서 상업적으로 생산하고 있다. 본원발명에서는 상기 문헌 및 제품의 구성을 참조하는 것으로 설명을 대신하기로 한다. 이하에서는 자유 피스톤 스터링 쿨러를 단순히 '쿨러'로 약칭한다.

도 3에 도시된 쿨러(30)에서 참조번호 32는 흡열부에 있는 냉각밴드를 나타내고, 참조번호 34는 발열부를 나타낸다.

상기 쿨러(30)는 함체(10)의 후측판(16)의 외측면에 장착되는데, 바람직하게 서포트 브라켓(도 2의 22)에 의해 안정적으로 결합될 수 있다. 그러나, 상기 쿨러(30)의 결합은 이것에 한정되지 않으며 그 외 다양한 방식으로 결합이 가능하다.

상기 흡열판(40)은 열전도도가 우수한 알루미늄으로 제조된 편평한 플레이트로서 상기 쿨러(30)의 냉각 밴드(32)와 함체(10)의 후측판(16) 사이에 연장되도록 장착된다. 상기 흡열판(40)의 크기는 제한되지 않지만, 바람직하게 함체(10)의 후측판(16)을 전체적으로 커버할 수 있는 면적을 가지도록 구성된다. 전술한 바와 같이 함체(10)의 후측판(16)의 내측면에는 상당량의 열을 발생시키는 고출력 증폭기(14)가 위치하고 있으므로 상기 흡열판(40)은 적어도 그에 상응하는 크기를 가지도록 구성한다.

더욱 바람직하게, 본 발명에 따르면 상기 흡열판(40)은 함체(10)의 후측판(16) 뿐만 아니라 양측판(15)과도 접촉하도록 연장되는 연장부(44)를 구비한다. 상기 연장부(44)는 함체(10)의 후측판(16)과 접촉하는 메인 플레이트(42)의 양단부에서 함체(10)의 양측판(15)을 따라서 직각으로 연장되거나 결합되어 있다.

본 발명에 있어서, 흡열판(40)이 상기와 같이 메인 플레이트(42)와 연장부(44)를 가지는 것은 종래에 비해 특징적인 효과를 발휘하는 부분이다. 즉, 한 대의 쿨러(30)를 사용하여 함체(10)의 후측 뿐만 아니라 양측면까지도 골고루 냉각시킬 수 있게 된다. 종래에는 함체(10)의 양측면을 냉각하기 위해서는 별도로 방열핀과 냉각팬을 설치하여야만 했지만 본 발명에서는 이러한 추가적인 설치작업이 필요없다.

상기 냉각 블럭 조립체(50)는 쿨러(30)와 흡열판(40) 사이에 설치되어 냉기를 전달하는 기능을 한다. 본 발명에 따르면, 알루미늄으로 제조된 솔리드 블럭을 사용하므로 냉각 장치의 구성이 매우 간소화된다.

또한, 상기 냉각 블럭 조립체(50)는 상기 쿨러(30)의 흡열부에 있는 냉각 밴드(32)에 결합되며, 결합 및 지지를 위한 서포트 블럭(52)과, 상기 서포트 블 럭(52)과 결합되는 동시에 상기 흡열판(40)과 접촉하여 냉기를 전달하는 냉각 블럭(54)으로 구성된다.

상기 서포트 블럭(52)과 냉각 블럭(54)은 상호 면접촉 결합을 하며, 상호 결합 부위에는 상기 쿨러(30)의 냉각 밴드(32)가 결합될 수 있도록 그에 상응하는 형상의 결합홈(56)이 동일하게 형성되어 있다. 따라서, 상기 결합홈(56)에 쿨러(30)의 냉각 밴드(32)가 삽입되도록 서포트 블럭(52)과 냉각 블럭(54)을 결합한 다음, 체결볼트(55)에 의해 상호 고정될 수 있다.

상기 냉각 블럭(54)은 쿨러(30)의 냉기를 흡열판(40)으로 직접적으로 전달하는 기능을 하며, 상기 흡열판(40)과의 접촉 면적은 가능한 크게 하는 반면에 공기와의 접촉은 가능한 작도록 설계되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 냉각 블럭(54)이 흡열판(40)과 접촉하는 부분은 편평하게 형성되는 대신에 공기와 접촉하는 반대쪽에는 경사면(54a)이 형성되도록 할 수 있다.

그러나, 상기 서포트 블럭(52)과 냉각 블럭(54)을 포함하는 냉각 블럭 조립체(50)의 구성은 본 실시예에 한정되지 않으며, 쿨러(30)의 냉기를 흡열판(40)으로 전달하는 적절한 형상으로 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들어, 냉각 블럭 조립체는 서포트 블럭과 냉각 블럭으로 구분되지 않고, 단일체로 제조되어 쿨러의 냉각 밴드와 결합될 수 있다. 이때 냉각 블럭 조립체에는 쿨러의 냉각 밴드 부위가 삽입되는 결합구가 형성될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 냉각 장치를 유·무선 통신 중계기의 함체에 조립하는 과정을 살펴보면, 먼저, 냉각 블럭 조립체(50)를 쿨러(30)의 냉각 밴드(32)에 결합시킨 다음, 흡열판(40)에 형성된 체결공(42a)을 통해 체결볼트(45)를 삽입함으로써 냉각 블럭 조립체(50)를 흡열판(40)에 고정시킬 수 있다. 그런 다음, 흡열판(40)을 함체(10)의 후측판(16)과 양측판(15)에 접촉시킨 채로 체결볼트(미도시)를 체결공(44a)으로 삽입시켜 고정시킬 수 있다.

위와 같은 결합에도 불구하고, 본 발명에 따른 냉각 장치를 중계기의 함체(10)에 결합하는 방법은 당업자의 기술 수준에 비추어 다양하게 변형되어 적용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.

상기와 같이 냉각 장치가 설치되면, 상기 쿨러(30)와 냉각 모듈을 보호하기 위해서 그레이팅(도 2의 60)을 추가적으로 설치할 수 있다. 상기 그레이팅(60)에는 외부 공기와의 소통을 위한 에어홀(62)이 다수개 형성되어 있다. 더욱 바람직하게, 상기 에어홀(62)은 내측에서 외측으로 갈수록 하향 경사지도록 형성되어 빗물이나 이물질이 상기 에어홀(62)을 통해서 쉽게 침투하지 못하도록 구성된다.

바람직하게, 상기 그레이팅(60)은 개구부(20)가 형성되어 있는 베이스 프레임(18)의 상부에 설치되는데, 이 경우 유·무선 통신 중계기를 설치한 상태에서 그레이팅(60)의 에어홀(62)과 베이스 프레임(18)의 개구부(20)를 통해 공기가 원활하게 유동할 수 있으므로 냉각 효율이 더욱 향상될 수 있다.

또한, 본 발명의 냉각 장치는 온도 설정과 동작 제어를 위한 스위치 등이 구비되어 있는 제어부(도 1의 17 참조)와, 함체(10) 내부의 온도를 측정하는 온도 센서(미도시)를 더 포함한다.

따라서, 사용자는 상기 제어부(17)를 통해 함체(10)의 동작 특성상 유지되어 야 하는 적정 온도(통상적으로, 10℃ ~ 50℃)를 설정할 수 있고, 제어부(17)는 온도 센서로부터 측정된 온도를 상기 설정 온도와 비교함으로써 쿨러(30)의 동작을 제어하게 된다.

본 실시예에 따른 유·무선 통신 중계기용 냉각 장치의 동작에 있어서, 쿨러가 동작함으로써 흡열부의 냉각 밴드(32)는 차가워지고, 이에 따라 냉기는 냉각 블럭 조립체(50)를 통해 흡열판(40)으로 전달된다.

상기 흡열판(40)은 고출력 증폭기(14)가 장착되어 있는 함체(10)의 후측판(16)과 그 양측판(15)에 직접적으로 접촉하고 있으므로, 함체(10) 내부의 통신 설비로부터 발생되는 열을 효과적으로 흡수하여 발산할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유·무선 통신 중계기의 냉각 장치가 도 4 및 도 5에 도시되어 있다. 도 4는 본 실시예의 구성 요지만을 도식적으로 나타낸 것이며, 도 5는 도 4의 히트파이프가 한 쌍의 박판 사이에 개재된 구성을 보여주는 것이다. 이들 도면에서 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 기능을 하는 구성요소를 가리킨다. 비록 도면에는 나타내지 않았으나 쿨러(30)를 지지하는 서포트 브라켓(22)이나 그레이팅(62) 등의 기타 구성요소들은 동일하게 채용될 수 있다.

도면을 참조하면, 함체(10)의 후측판(16) 및 양측판(15)의 외측면에는 히트파이프(60)가 장착되어 있다. 상기 히트파이프(60)는 함체(10)와 직접적으로 접촉하도록 설치될 수도 있고, 또는 도 5에 도시된 바와 같이 한 쌍의 박판(62) 사이에 개재되어 설치될 수도 있다. 바람직하게, 상기 박판(62)은 열전도도가 우수한 알루 미늄 등의 소재로 제조된다.

상기 히트파이프(60)는 쿨러(30)의 냉각 밴드(32) 주위를 감싸는 열교환부(64)를 포함하며, 내부에는 물이나 그 밖의 냉매가 밀봉 내장되어 있다. 비록 본 실시예의 도면에서는 쿨러(30)가 하부에 위치하는 것으로 도시되어 있으나, 이것에 한정되지 않고 쿨러(30)가 히트파이프(60)보다 상부에 위치하는 것도 가능하다.

또한, 상기 열교환부(64)는 냉각 밴드(32)로부터 냉기가 전달되어 열교환이 이루어지기 위한 구성을 도식적으로 나타낸 것에 불과하며, 이러한 개념을 바탕으로 당해 기술 분야에 이미 알려진 다양한 방식으로 변형 설계될 수 있다.

이상과 같은 구성을 가진 본 실시예에 따른 유·무선 통신 중계기용 냉각 장치에 있어서, 히트파이프(60) 내부에 담겨 있는 냉매가, 함체(10)의 고온 영역과 쿨러(30)의 저온 영역(냉각 밴드) 사이의 온도 차이로 인해 자연적으로 유동하면서 중계기를 냉각시키게 된다.

비록 명세서 및 도면에 구체적으로 예시하지는 않았으나, 본 발명에 따른 유·무선 통신 중계기의 냉각 장치는 전술한 실시예들의 특징들을 다양하게 조합하여 구성될 수도 있다. 예를 들어, 상기 흡열판과 히트파이프의 구성을 조합하여, 함체의 일부에는 흡열판이 접촉하도록 설치되고, 또 다른 부분에는 히트파이프가 채용될 수 있다. 이때, 흡열판으로 냉기를 전달하는 냉각 블럭 조립체와 히트파이프의 열교환부는 일체로 구성될 수 있는데, 그 예로서 냉각 블럭 조립체에 히트파이프의 열교환부가 결합될 수 있는 홈 또는 리세스(recess)가 형성되어 양자가 쿨러의 냉각 밴드를 중심으로 조립될 수 있다.

본 발명자의 실험에 따르면, 본 발명에 따른 유·무선 통신 중계기의 냉각 장치는 종래의 동급 냉각팬 방식 냉각 장치에 비해 약 20%의 냉각 성능 향상을 확인하였으며, 총중량은 약 25%, 비용에 있어서는 약 30%의 절감 효과가 있는 것으로 나타났다.

본 발명은 아래 도면들에 의해 구체적으로 설명되지만, 이러한 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 것이므로 본 발명의 기술사상이 그 도면에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉각 장치가 채용된 유·무선 통신 중계기의 개략적인 구성을 보여주는 사시도이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유·무선 통신 중계기의 냉각 장치의 개략적인 구성을 보여주는 사시도이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유·통신 중계기의 냉각 장치의 흡열판, 쿨러, 냉각 블럭 조립체의 구성을 보여주는 분해사시도이다.

도 4는 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따른 유·무선 통신 중계기의 냉각 장치의 개략적인 구성을 보여주는 사시도이다.

도 5는 도 4의 구성에 있어서 히트파이프가 박판 사이에 개재된 상태를 보여주는 평면도이다.

<도면의 주요 참조 번호에 대한 설명>

10:함체 12:도어 14:고출력 증폭기

15:양측판 16:후측판 17:제어부

18:베이스프레임 20:개구부 22:서포트 브라켓

30:자유 피스톤 스터링 쿨러 32:냉각밴드

34:발열부 40:흡열판 42:메인 플레이트

44:연장부 50:냉각 블럭 조립체 52:서포트 블럭

54:냉각 블럭 60:그레이팅

Claims (9)

1. 통신 모듈이 내장된 함체를 가진 통신 중계기의 냉각 장치에 있어서,

   리니어 모터에 의해 피스톤이 직선 왕복 운동을 하면서 작동 가스를 팽창 및 압축시킴으로써 발열 및 흡열 기능을 수행하며, 흡열부의 냉각 밴드와 발열부를 포함하는 자유 피스톤 스터링 쿨러;

   상기 함체의 후측판의 외측면에 접촉하도록 장착되는 편평한 흡열판;

   상기 자유 피스톤 스터링 쿨러의 냉각 밴드와 상기 흡열판 사이에 연장되도록 설치되어 냉기를 전달하는 냉각 블럭 조립체;

   상기 함체 내부의 온도를 측정하는 온도 센서; 및

   상기 온도 센서에서 측정된 온도와 설정 온도를 비교하여 상기 자유 피스톤 스터링 쿨러의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 중계기의 냉각 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 흡열판은,

   상기 함체의 후측판과 접촉하는 메인 플레이트; 및

   상기 메인 플레이트의 양단부에서 함체의 양측판을 따라서 직각으로 연장되는 연장부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 중계기의 냉각 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 냉각 블럭 조립체는,

   상기 자유 피스톤 스터링 쿨러의 냉각 밴드에 결합되는 서포트 블럭; 및

   상기 서포트 블럭과 결합되는 동시에 상기 흡열판과 접촉하여 냉기를 전달하는 냉각 블럭;을 포함하고,

   상기 서포트 블럭과 냉각 블럭의 결합부에는 상기 냉각 밴드가 결합되는 결합홈이 형성된 것을 특징으로 하는 통신 중계기의 냉각 장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 냉각 블럭은 상기 흡열판과 접촉하는 부분은 편평하게 형성되고, 공기와 접촉하는 반대쪽에는 경사면이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 통신 중계기의 냉각 장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 함체의 후측판의 내측면에는 고출력 증폭기가 설치되고, 상기 흡열판은 상기 고출력 증폭기를 커버할 수 있는 크기를 가지도록 구성된 것을 특징으로 하는 통신 중계기의 냉각 장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 함체의 하면에는 베이스 프레임이 부착되고,

   상기 베이스 프레임은 상기 함체의 후면 하방에서 개구부가 형성되도록 구성되며,

   상기 개구부가 형성되어 있는 베이스 프레임의 상부에 설치되는 것으로서 외부 공기와의 소통을 위한 다수의 에어홀이 형성되어 있는 그레이팅;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 중계기의 냉각 장치.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 흡열판과 냉각 블럭 조립체는 알루미늄으로 제조된 것을 특징으로 하는 통신 중계기의 냉각 장치.
8. 통신 모듈이 내장된 함체를 가진 통신 중계기의 냉각 장치에 있어서,

   리니어 모터에 의해 피스톤이 직선 왕복 운동을 하면서 작동 가스를 팽창 및 압축시킴으로써 발열 및 흡열 기능을 수행하며, 흡열부의 냉각 밴드와 발열부를 포 함하는 자유 피스톤 스터링 쿨러;

   상기 함체의 후측판 및 양측판의 외측면에 접촉하도록 설치되며 상기 자유 피스톤 스터링 쿨러의 냉각 밴드 주위를 감싸는 열교환부를 포함하는 히트파이프;

   상기 함체 내부의 온도를 측정하는 온도 센서; 및

   상기 온도 센서에서 측정된 온도와 설정 온도를 비교하여 상기 자유 피스톤 스터링 쿨러의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 중계기의 냉각 장치.
9. 제8항에 있어서,

   상기 히트파이프는 한 쌍의 박판 사이에 개재되어 구성된 것을 특징으로 하는 통신 중계기의 냉각 장치.

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