KR101343787B1 - 전자 디바이스용 하우징 - Google Patents

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칼-악셀 알름
마그누스 스왜베르그
사미르 헤라오우이
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엑시스 에이비
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Abstract

전자 디바이스용 하우징(101)이 제공된다. 하우징은 전자 디바이스를 적어도 부분적으로 에워싸는 제 1 외피(102), 제 2 외피(103), 및 적어도 제 1 송풍기(104)를 포함한다. 제 1 외피는 가스상 유체가 전자 디바이스를 둘러싸는 것을 허용하도록 배열된다. 제 2 외피는 제 1 외피를 적어도 부분적으로 에워싸며, 가스상 유체가 외피들 사이(110)에 존재할 수 있도록 제 1 외피에 관계하여 배열된다. 적어도 제 1 송풍기는, 제 1 외피에 있는 개구를 통하여 상기 제 2 외피로의 가스상 유체의 유동을 제공하고, 이에 의해 상기 전자 디바이스로부터 제 2 외피로 열 운반을 제공할 수 있도록 제 1 외피에 있는 개구(113)에 배열된다.

Description

전자 디바이스용 하우징{HOUSING FOR ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은 전자 디바이스용 하우징에 관한 것이며, 하우징은 저온 및 고온 환경, 특히 실외에 적합하다.
실외 환경에서 사용하기 위한 전자 디바이스용 하우징을 만들 때, 하우징이 큰 온도차에 잘 대처할 수 있어야만 하는 것이 중요한 고려 사항이다. 즉, 하우징은 저온 및 고온 환경 모두에 적응하여야만 한다. 그러므로, 단열 및 전력 소비에 많은 초점이 요구되었으며, 경제적 및 환경적 관점으로부터, 전력 소비를 낮은 수준으로 유지하는 것이 필요하다.
실외 환경을 위한 전자 디바이스용 보호 하우징들은 통상적으로 외피 내의 전자 디바이스들을 보호하기 위한 단일의 밀봉된 외피(shell)를 가진다. 전자 디바이스에 의해 발생된 외피 내의 열은 외기 온도가 낮으면 외피를 통해 용이하게 전도될 수 있다. 그러나, 외부 온도가 높거나 또는 외피가 태양 복사열에 의해 가열될 때, 내부 온도는 전자 디바이스와 외부 열로부터 발생된 열에 의해 상승하게 된다. 이러한 문제의 해법은 밀봉된 외피 외측에 햇빛 가리개를 배열하거나 또는 외피를 추가하는 것일 수 있다.
종래의 전자 디바이스용 이중 외피 하우징들은 외부 열이 내부 외피 내에 도달하는 것을 방지하도록 외피들 사이의 공기를 이용한다. 통기 개구는 전형적으로 외부 외피에 제공되고, 내부 외피의 내부가 외부 온도보다 높은 온도로 전자 디바이스에 의해 가열되면 공기의 자연적인 대류를 제공한다. 또 다른 방식은 내부 온도를 낮게 유지하기 위하여 외부로 전자 디바이스에 의해 발생된 열의 전달을 촉진하도록 열전도성 물질로 외피를 제조하는 것이다.
마찬가지로, 종래의 이중 외피 하우징들에서, 전자 디바이스 주위에서 내부 외피 내부에서 알맞은 조절 환경을 유지하도록 외피들 사이의 공기가 단열재로서 응용됨으로써, 외피들 사이의 공기는 저온 환경에서 유용할 수 있다.
그러나, 자연적인 대류와 외부 외피에 있는 개구들을 사용하는 이러한 이중 외피 하우징에서, 내부 외피의 내부로부터, 또한 내부 및 외부 외피 사이에서 비효율적인 열 운반이 있다는 문제가 있다.
EP 0746 192 A1은 내부 및 외부 외피 사이에 제공된 다수의 송풍기(fan)들을 사용하여 이러한 문제를 다루며, 내부 외피는 기밀하게 밀봉되고, 외부 외피는 외부 외피 외부의 환경과의 순환을 유지하기 위한 바이메탈 밸브들을 가진다. 그러나, EP 0746 192 A1은 송풍기들과, 송풍기들에 연결된 임의의 전자 기기들이 외부 환경에 노출되는 결점을 가진다. 외부 환경이 춥고 습하면, 이러한 것은 송풍기들과, 임의의 접속된 전자 기기들에 대한 손상을 초래할 수 있다.
US 4984089에서, 카메라 조립체의 운동을 지지하는 실외 감시 장치가 개시된다. 장치는 히터와, 서모스탯들(thermostats)에 의해 조정되는 다수의 송풍기들의 사용에 의해 저온 및 고온에 적합하다.
US 4419716은 주위 대기로부터 전자 디바이스를 격리하기 위한 시스템과 함께 밀봉된 방습(vapor proof) 하우징을 개시한다. 열은 송풍기의 사용에 의해 전달되며, 금속제 하우징은 다수의 열교환 핀들로 이루어진다.
본 발명의 목적은 저온 및 고온 환경, 특히 실외에 적합한 전자 디바이스용 하우징을 제공하는 것이다.
종래기술의 해법들을 개선하기 위하여, 제 1 양태에 따라서, 제 1 외피, 제 2 외피, 및 적어도 제 1 송풍기를 포함하는 전자 디바이스용 하우징이 제공된다. 적어도 하나의 개구를 가지는 제 1 외피는 전자 디바이스를 적어도 부분적으로 에워싸며, 가스상 유체가 전자 디바이스를 둘러싸는 것을 허용하도록 배열된다. 상기 제 1 외피를 적어도 부분적으로 에워싸는 제 2 외피는, 가스상 유체가 상기 외피들 사이에 존재할 수 있도록 상기 제 1 외피에 관계하여 배열된다. 적어도 제 1 송풍기는, 상기 제 1 외피에 있는 적어도 하나의 개구를 통해 제 2 외피로 가스상 유체의 유동을 제공하고, 이에 의해 전자 디바이스로부터 제 2 외피로 열 운반을 제공할 수 있도록 제 1 및 제 2 외피들에 관계하여 배열된다.
즉, 상기된 바와 같은 결점들은 외피들 사이에서 열의 유동을 가능하게 할 수 있는 제 1 외피에 개구를 제공하는 것에 의해 다루어진다. 이러한 것은 외피들 사이에서 열의 유동을 가능하게 할 수 있다. 이러한 것은 알맞은 온도로 전자 디바이스의 주위를 유지하게 된다. 송풍기가 구동할 때, 제 1 외피로부터 외피들 사이의 가스상 유체로의 열 운반이 개선되고, 송풍기가 구동하지 않을 때, 외피들 사이의 가스상 유체는 단열재로서 기능한다. 주위 환경이 춥고 송풍기가 꺼져 있을 때, 가스상 유체의 층은 제 1 외피 내부의 열을 유지하도록 외피들 사이에서 유지된다. 그러므로, 하우징은 저온 및 고온 환경 모두에 대해 최적화될 수 있다.
본 발명은 하우징이 주위 환경에 대하여 밀봉된 하우징의 실시예들과 제 1 송풍기가 제 1 외피에 있는 개구에 배열되는 하우징의 실시예들을 포함한다. 밀봉된 하우징은 비우호적인 환경에서 오염으로부터의 격리를 개선한다. 개구에서의 제 1 송풍기의 배열은 내부로부터 외부로 열의 유동을 증가시키고, 이에 의해, 개선된 열의 운반을 제공한다.
본 발명은 적어도 제 2 송풍기가 제 1 및 제 2 외피들 사이에 배열되는 실시예를 포함한다. 이러한 실시예에서, 외피들 사이의 가스상 유체의 증가된 유동이 얻어지고, 그러므로, 개선된 열 유동이 또한 얻어진다. 이러한 것은 주위 환경이 과잉으로 뜨거울 때 문제가 된다.
본 발명은 또한 온도 센서가 제 1 외피 내부에 배열되고 제어 유닛에 연결되는 실시예들을 포함한다. 제어 유닛은 온도 센서에 의해 감지된 온도가 사전 결정된 온도 상한을 초과할 때 적어도 상기 제 1 송풍기를 구동하도록 구성된다. 제어 유닛은 또한 온도 센서에 의해 감지된 온도가 사전 결정된 온도 하한보다 낮을 때 적어도 제 1 송풍기가 구동하는 것을 방지하도록 구성될 수 있다.
이러한 실시예에서, 제 1 외피 내의 환경의 온도 제어는 더욱 용이해진다. 이러한 것의 이점은, 적어도 제 1 송풍기가 단지 필요할 때 구동하도록 제어될 수 있으며, 이에 의해, 송풍기가 제한된 작동 수명을 가지는 가동 부품들을 구비한 기계적인 디바이스인 사실을 고려하면, 적어도 제 1 송풍기가 구동할 전체 시간을 최소화할 뿐만 아니라, 과잉의 전력 소비를 방지한다는 것이다.
외피들은 플라스틱 및 금속과 같은 단열재 및 열전도성 재료로 만들어질 수 있다. 본 발명은 제 1 외피가 단열재로 만들어진 실시예들과 제 2 외피가 열전도성 재료로 만들어진 실시예를 포함한다. 제 1 외피가 단열재로 만들어지고 제 2 외피가 열전도성 재료로 만들어진 조합은 하우징이 덥고 추운 환경에서 적어도 제 1 송풍기의 효율적인 사용에 대해 최적화되게 한다.
제 2 양태에서, 제 1 양태에 따른 하우징과, 단일 전기 접속부를 구비한 카메라를 포함하는 시스템이 제공된다. 이러한 전기 접속부는 카메라와 적어도 제 1 송풍기에 대한 전력 및 통신 채널을 제공한다. 또한, 전기 접속부는 이더넷(Ethernet) 접속부일 수 있다. 이러한 시스템의 이점은, 상기된 이점에 부가하여, 단일 전기 접속부가 시스템에 대한 모든 필요한 전력을 제공할 수 있다는 것이다. 예를 들어, 별도의 전력 접속부가 필요없다.
도 1a는 하우징의 개략 단면도.
도 1b는 장착될 때 도 1a의 하우징의 개략 단면도.
도 2는 카메라를 구비한 시스템의 실시예를 개략적으로 도시하는 단면도.
도 3은 카메라를 구비한 시스템의 또 다른 실시예를 개략적으로 도시하는 단면도.
도 4는 카메라를 구비한 시스템의 또 다른 실시예를 개략적으로 도시하는 단면도.
실시예들은 첨부된 도면을 참조하여 지금 설명된다.
도 1a 및 도 1b는 벽 또는 천정(112)에 장착될 수 있는 전자 디바이스를 위한 하우징(101)의 개략 단면도들이다. 하우징(101)은 제 1 외피(102)를 포함하고, 전자 디바이스(109)는 제 1 외피(102) 내에 배열된다. 제 1 외피(102)의 외부에는 제 1 외피(102)를 덮는 제 2 외피(103)가 배열된다. 외피(102, 103)들의 배열은 외피(102, 103)들 사이에 공간(110)을 생성한다. 작동 동안, 전자 디바이스(109)는 열을 발생시키고, 이러한 열은 전자 디바이스(109)를 에워싸는 가스상 유체를 가열하게 된다. 제 1 외피(102)에 있는 제 1 개구(113)와 제 2 개구(114)들은 제 1 외피(102) 내부로부터 외부 환경(100)으로부터 밀봉된 제 2 외피(103)로 가열된 가스상 유체의 유동이 가능할 수 있도록 제공된다. 제 2 외피(103)의 밀봉은 국제 보호 등급(IP)에 따라서 필요한 수준에 부합할 수 있다. 예를 들어, IP66 등급의 하우징은 방진 뿐만 아니라 강력한 물 분출물을 받을 때 방수성이다.
가스상 유체의 온도를 보다 효율적으로 감소시키기 위하여, 제 1 송풍기(104)는 제 1 외피(102)의 개구에 배열된다. 이러한 것은 제 1 외피(102)로부터 외피(102, 103)들 사이의 공간(110)으로 가스상 유체의 증가된 유동을 가능하게 한다.
온도 센서(106)는 제 1 외피(102) 내에 배열된다. 온도 센서(106)는 제어 유닛(108)에 연결되고, 제어 유닛은 제 1 외피(102) 내의 온도가 사전 결정된 온도 상한을 초과하는 것을 온도 센서(106)가 감지하였을 때 제 1 송풍기(104)를 구동하도록 구성된다. 제어 유닛(108)은 도 1에 도시된 바와 같이 별도의 유닛일 수 있거나, 또는 전자 디바이스(109)의 부분을 형성할 수 있다. 제 1 송풍기(104)가 구동될 때, 가스상 유체는 전자 디바이스(109) 주위에서 2개의 외피(102, 103) 사이의 공간(110) 내로 유동하게 된다. 가스상 유체는 전자 디바이스(109)를 통과할 때 가열되고 2개의 외피(102, 103)들 사이의 공간(110)을 통과할 때 냉각된다.
제어 유닛(108)은 또한 온도 센서(106)에 의해 감지된 온도가 사전 결정된 온도 하한보다 낮을 때 제 1 송풍기(104)가 구동하는 것을 방지하도록 구성될 수 있다. 제 1 송풍기(104)가 구동하지 않을 때, 가스상 유체는 본질적으로 2개의 외피(102, 103)들 사이의 공간(110)에서 여전히 계속 정지하고 있으며, 이에 의해, 단열재로서 작용한다. 이러한 배열은 외부의 추운 환경(100)에 대한 제 1 외피(102) 내부의 가스상 유체의 열손실을 최소화한다.
점선으로 도시된 바와 같은, 제 2 송풍기(105)가 제 1 외피(102)와 제 2 외피(103)들 사이의 공간(110)에 배열된 것은 상기된 실시예의 변형예이다. 이러한 제 2 송풍기(105)는 제어 유닛(108)에 연결되고, 온도가 사전 결정된 온도 상한을 초과한다는 것을 온도 센서(106)가 감지할 때 구동되도록 구성된다. 제 1 송풍기(104)에 대하여, 제 2 송풍기(105)는 사전 결정된 온도 하한보다 낮다는 것을 온도 센서(106)가 감지할 때 구동되는 것이 방지된다.
제 2 송풍기(105)의 사용의 결과로서, 가스상 유체의 유동은 외부 환경 온도가 사전 결정된 온도 한계보다 높을 때 제 1 외피(102)와 제 2 외피(103)들 사이의 공간(110)에서 증가하게 된다. 그러므로, 제 1 송풍기(104)와 제 2 송풍기(105)는 제어 유닛(108)에 의해 제어되는 바와 같은 온도 센서(106)로부터의 온도 감지에 기초하여 구동하게 된다.
이더넷 접속부(111)는 전자 디바이스(109)와 제어 유닛(108)에 연결된다. 이더넷 접속부(111)는 단일 전력 접속부로서 및 디바이스(109)와 외부 장비(도시되지 않음) 사이의 통신 채널로서 작용한다. 저전력 필요 조건을 가진 적절하게 구성된 송풍기(104)에 대해서, 이더넷 접속부(111)는 전자 디바이스(109)와 함께 하우징(101)을 위한 모든 필요한 전력을 제공할 수 있으며, 표준 PoE(Power over Ethernet standard)(IEEE 802.3af)는 접속된 시스템의 전력 예산에서 엄격한 제한을 부과함을 유의해야 한다.
외피들의 재료는 바람직하게 플라스틱과 금속의 조합이다. 위에서 요약된 바와 같이, 제 1 외피가 단열재로 만들어지고 제 2 외피가 열전도성 재료로 만들어진 조합은 하우징(101)이 덥고 추운 환경에서 적어도 제 1 송풍기의 효율적인 사용에 대해 최적화되게 한다.
지금 도 2, 도 3, 및 도 4를 참조하여, 카메라들의 형태를 갖는 전자 디바이스들을 위한 하우징들을 포함하는 시스템(201, 301, 401)들의 실시예들이 도시된다. 도 2에서, 제 1 외피(202)는 카메라(209)를 부분적으로 에워싼다. 제 1 외피(202)는 제 1 개구(213)와 제 2 개구(214)를 구비한다. 카메라(209)를 둘러싸는 가열된 공기는 도 1과 관련하여 상기된 바와 같은 송풍기(215)에 의해 순환된다. 제 2 외피(203)는 제 1 외피(202)를 부분적으로 에워싼다. 투명 돔(220)은 제 2 외피(203)에 부착된다. 돔(220)은 시스템(201)의 하우징의 부분을 형성하도록 제 2 외피(203)에 부착된다.
도 3에서, 제 1 외피(302)는 카메라(309)를 부분적으로 에워싼다. 제 1 외피(302)는 제 1 개구(313)와 제 2 개구(314)를 구비한다. 카메라(309)를 둘러싸는 가열된 공기는 도 1과 관련하여 상기된 바와 같은 송풍기(315)에 의해 순환된다. 제 2 외피(303)는 제 1 외피(302)를 부분적으로 에워싼다. 투명 돔(320)은 제 1 외피(302)에 부착된다. 돔(320)은 시스템(301)의 하우징의 부분을 형성하도록 제 1 외피(302)에 부착된다.
도 4에서, 제 1 외피(402)는 카메라(409)를 부분적으로 에워싼다. 제 1 외피(402)는 제 1 개구(413)와 제 2 개구(414)를 구비한다. 카메라(409)를 둘러싸는 가열된 공기는 도 1과 관련하여 상기된 바와 같이 송풍기(415)에 의해 순환된다. 제 2 외피(403)는 제 1 외피(402)를 부분적으로 에워싼다. 평탄 투명 윈도우(420)의 형태를 하는 "뷰포트(viewport)"는 제 2 외피(403)에 부착된다. 윈도우(420)는 시스템(401)의 하우징의 부분을 형성하도록 제 2 외피(403)에 부착된다.
당업자가 이해하게 되는 바와 같이, 도 2, 도 3, 및 도 4의 실시예들은 전형적으로 도 1과 관련하여 상기된 실시예와 유사하게 온도 센서, 전기 접속부 및 제어 유닛을 또한 각각 포함하게 된다. 또한, 외피(202, 203, 302, 303, 402 및 403)들을 위한 재료들의 선택은 도 1과 관련하여 기술된 실시예와 유사하게 된다.

Claims (13)

  1. 하우징 및 카메라를 포함하는 시스템으로서,
    상기 하우징은 주위 환경에 대해 밀봉되며,
    - 단열재로 만들어지고 전자 디바이스를 적어도 부분적으로 에워싸는 제 1 외피로서, 가스상 유체가 상기 전자 디바이스를 둘러싸는 것을 허용하도록 배열되며, 적어도 하나의 개구를 가지는 상기 제 1 외피,
    - 열전도성 재료로 만들어지고 상기 제 1 외피를 에워싸는 제 2 외피로서, 상기 가스상 유체가 상기 외피들 사이에 존재될 수 있도록 상기 제 1 외피에 관계하여 배열되는 상기 제 2 외피, 및
    - 제 1 송풍기가 작동할 때, 상기 제 1 외피에 있는 상기 적어도 하나의 개구를 통하여 상기 제 2 외피로의 가스상 유체의 유동을 제공하고, 이에 의해 상기 전자 디바이스로부터 상기 제 2 외피로 열 운반을 제공할 수 있도록 상기 제 1 외피 및 상기 제 2 외피에 관계하여 배열되는 적어도 하나의 상기 제 1 송풍기를 포함하고,
    상기 제 1 송풍기가 작동하지 않을 때, 상기 가스상 유체가 기본적으로 여전히 상기 제 1 외피 및 상기 제 2 외피 사이에 있고 이에 의해서 외부 저온 환경으로부터 단열을 제공하도록, 상기 제 1 송풍기는 상기 제 1 외피 및 상기 제 2 외피에 관계하여 배열되며,
    상기 시스템은 상기 카메라 및 상기 적어도 제 1 송풍기에 전력 및 통신 채널을 제공하는 단일 전기 접속부를 또한 포함하는 하우징 및 카메라를 포함하는 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전기 접속부는 이더넷 접속부인 하우징 및 카메라를 포함하는 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 송풍기는 상기 개구에 배열되는 하우징 및 카메라를 포함하는 시스템.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 외피와 상기 제 2 외피 사이에 배열되는 적어도 하나의 제 2 송풍기를 포함하는 하우징 및 카메라를 포함하는 시스템.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 외피와 상기 제 2 외피 사이에 배열되는 적어도 하나의 제 2 송풍기를 포함하는 하우징 및 카메라를 포함하는 시스템.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 외피 내부에 배열되고 제어 유닛에 연결된 온도 센서를 포함하며, 상기 제어 유닛은 적어도 상기 온도 센서에 의해 감지된 온도가 사전 결정된 온도 상한을 초과할 때 상기 적어도 제 1 송풍기를 구동하도록 구성되는 하우징 및 카메라를 포함하는 시스템.
  7. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 외피 내부에 배열되고 제어 유닛에 연결된 온도 센서를 포함하며, 상기 제어 유닛은 적어도 상기 온도 센서에 의해 감지된 온도가 사전 결정된 온도 상한을 초과할 때 상기 적어도 제 1 송풍기를 구동하도록 구성되는 하우징 및 카메라를 포함하는 시스템.
  8. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 외피 내부에 배열되고 제어 유닛에 연결된 온도 센서를 포함하며, 상기 제어 유닛은 적어도 상기 온도 센서에 의해 감지된 온도가 사전 결정된 온도 상한을 초과할 때 상기 적어도 제 1 송풍기를 구동하도록 구성되는 하우징 및 카메라를 포함하는 시스템.
  9. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 외피 내부에 배열되고 제어 유닛에 연결된 온도 센서를 포함하며, 상기 제어 유닛은 적어도 상기 온도 센서에 의해 감지된 온도가 사전 결정된 온도 상한을 초과할 때 상기 적어도 제 1 송풍기를 구동하도록 구성되는 하우징 및 카메라를 포함하는 시스템.
  10. 제 6 항에 있어서, 상기 제어 유닛은 상기 온도 센서에 의해 감지된 온도가 사전 결정된 온도 하한보다 낮을 때 상기 적어도 제 1 송풍기가 구동하는 것을 방지하도록 구성되는 하우징 및 카메라를 포함하는 시스템.
  11. 제 7 항에 있어서, 상기 제어 유닛은 상기 온도 센서에 의해 감지된 온도가 사전 결정된 온도 하한보다 낮을 때 상기 적어도 제 1 송풍기가 구동하는 것을 방지하도록 구성되는 하우징 및 카메라를 포함하는 시스템.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 제어 유닛은 상기 온도 센서에 의해 감지된 온도가 사전 결정된 온도 하한보다 낮을 때 상기 적어도 제 1 송풍기가 구동하는 것을 방지하도록 구성되는 하우징 및 카메라를 포함하는 시스템.
  13. 제 9 항에 있어서, 상기 제어 유닛은 상기 온도 센서에 의해 감지된 온도가 사전 결정된 온도 하한보다 낮을 때 상기 적어도 제 1 송풍기가 구동하는 것을 방지하도록 구성되는 하우징 및 카메라를 포함하는 시스템.
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