KR20020068488A - 통신장비 및 기계장치 함체의 냉각용 복합 열교환장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 통신장비 및 기계장치 함체의 냉각용 복합 열교환장치에 관한 것으로, 통신장비내부를 복수개의 캠버로 분리하고, 그 내외부 캠버간의 격벽에 브레이징 열교환기를 장착하여 그 브레이징 열교환기를 통한 열전달을 이용하여 열교환이 기액 복합 상에서 이루어지도록 한 통신장비 및 기계장치 함체의 냉각용 복합 열교환장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 내부에 다수의 통신유닛이나 기계장치가 장착된 통신 및 기계장비의 함체에 있어서, 그 함체의 후면, 측면, 전면 중 어느 한면에 형성된 절개공에 착설되며, 사각의 외부 하우징으로 이루어지고, 그 내측벽과 외측벽에 각각 공기유로를 형성하기 위한 공기 흡입구와 공기 배출구가 형성된 열교환장치의 함체와; 그 함체 내부에 길이방향으로 장착되어 내부 공기유로와 외부 공기유로를 각각 분리시키는 격벽과; 상기 격벽의 중앙 소정부에 격벽 내외부를 관통하게 설치되며, 그 내부에 냉각수가 순환되어 내부 공기와 외부 공기의 열을 전달시키기 위한 브레이징 열교환기와; 상기 함체의 내측벽 공기흡입구에 장착되어 내부공기를 내부 공기유로를 통해 순환시키는 내부 순환팬과; 상기 함체의 외측벽 공기 흡입구에 장착되어 외부공기를 외부 공기유로를 통해 순환시키는 외부 순환팬 및; 상기 브레이징 열교환기 내부로 냉각수를 순환시키기 위해 상기 함체의 상단 소정부에 장착된 냉각수 순환모터로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명을 적용하면, 수냉 및 기냉 동작을 이용하여 통신장비나 기계장비 내부열을 방열시키게 되므로 매우 효과적으로 통신장비나 기계장비를 냉각시킬 수 있으며, 통신장비나 기계장비로부터 강제 유출된 공기가 다시 통신장비나 기계장비의 내부로 유입되는 것을 방지하기 위해 내부 및 외부 격벽과 브레이징 열교환기를 매개수단으로 하여 내/외부의 공기가 접촉되지 않으면서 효과적인 냉각효과를 갖게 된다.

Description

통신장비 및 기계장치 함체의 냉각용 복합 열교환장치{MULTI HEAT EXCHANGER APPARATUS FOR COMMUNICATION EQUIPMENT}

본 발명은 통신장비 및 기계장치 함체의 냉각용 복합 열교환장치에 관한 것으로, 보다 상세하게 통신장비내부를 복수개의 캠버로 분리하고, 그 내외부 캠버간의 격벽에 브레이징 열교환기를 장착하여 그 브레이징 열교환기를 통한 열전달을 이용하여 열교환이 기액 복합 상에서 이루어지도록 한 통신장비 및 기계장치 함체의 냉각용 복합 열교환장치에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 최근의 통신 시스템은 고성능화되면서 소형화됨에 따라 더욱더 집적화 되어 가며, 기지국이나 중계소에 설치되어 유/무선 주파수에 의해 송신된 신호, 또는 수신된 신호를 전달하는 고주파 유니트(RF unit)(발열체)가 통신장비의 내부 일측에 적층되게 고정되는 바, 그 유니트의 종류와 수량도 최근에는 급격한 증가로 인해 복잡한 조립구조를 갖는다. 이러한 유니트에 적용되는 소자들은 싸이즈가 크고 발열량이 많은 발열체가 대부분이며, 상기 발열체에서 발생되는 열을 통신장비의 외부로 방출하여 냉각시키고 외력으로부터 내부 장비들을 보호하기 위한 캐비넷(cabinet)은 그 성능 및 안전도 면에서 매우 중요한 장치로 분류되고 있다.

상기 캐비넷의 내부에 장착된 발열체를 냉각하는 종래의 냉각장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 사각의 함체로 형성된 몸체(11)내 중앙부에 판형 열교환기(13)를 설치하고, 몸체(11)의 일측면 상,하부에 냉각부재인 팬(12)을 설치하여, 내부공기는 상부에서 흡입하여 하단으로 배출하고, 외부공기는 하단에서 흡입하여 상단으로 배출시킬 수 있도록 구성되며, 상기 팬(12)의 이탈을 방지하기 위해 덮개(14)가 구비된다.

상기와 같이 구성된 냉각장치는, 팬(12)의 전면이 흡입공(111)을 향하게 하여 몸체(11)에 스크류로 고정시키고, 팬(12')은 상기 팬(12)의 반대 방향으로 몸체(11)의 상부에 스크류로 고정시킨 후, 몸체(11)의 일측에 덮개(14)를 덮어 스크류로 고정시킨다.

그런데, 상기와 같은 종래의 냉각장치는 몸체의 하부에서 배출된 가열 공기를 몸체의 상부에서 그대로 흡입할 수 있으므로 가열공기를 외부로 배출하기 위해 팬(12)을 구동시키지만, 그 점에 의해 오히려 역효과가 발생된다는 문제점이 있다.

또한, 통상 팬(12)을 이용한 기냉식 냉각방식이 대부분인 바, 단지 팬(12)만을 구동시켜 상기 통신장비의 내부를 냉각시키기에는 최근의 통신장비가 더 복잡화되고 더 적층된 구조이므로 발산열이 많다는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 통신장비내부를 복수개의 캠버로 분리하고, 그 내외부 캠버간의 격벽에 브레이징 열교환기를 장착하여 그 브레이징 열교환기를 통한 열전달을 이용하여 열교환이 기액 복합 상에서 이루어지도록 한 통신장비 및 기계장치 함체의 냉각용 복합 열교환장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 실시예에 따른 통신장비용 열교환장치를 도시한 사시도,

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 통신장비 및 기계장치 함체의 냉각용 복합 열교환장치의 브레이징 열교환기를 도시한 정면도,

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 통신장비 및 기계장치 함체의 냉각용 복합 열교환장치에 적용한 다층의 브레이징 열교환기를 도시한 측면도,

도 4a, 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 통신장비 및 기계장치 함체의 냉각용 복합 열교환장치가 장착된 통신장비를 도시한 도면,

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 통신장비 및 기계장치 함체의 냉각용 복합 열교환장치의 열교환과정을 도시한 상태도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

200:복합식 열교환장치, 201:함체,

202:격벽, 204:내부유로,

206:외부유로, 207,230:유출공,

208,209:유입공, 210:브레이징 열교환기,

232:내부순환팬, 234:외부순환팬.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 내부에 다수의 통신유닛이나 기계장치가 장착된 통신 및 기계장비의 함체에 있어서, 그 함체의 후면, 측면, 전면 중 어느 한면에 형성된 절개공에 착설되며, 사각의 외부 하우징으로 이루어지고, 그 내측벽과 외측벽에 각각 공기유로를 형성하기 위한 공기 흡입구와 공기 배출구가 형성된 열교환장치의 함체와; 그 함체 내부에 길이방향으로 장착되어 내부 공기유로와 외부 공기유로를 각각 분리시키는 격벽과; 상기 격벽의 중앙 소정부에 격벽 내외부를 관통하게 설치되며, 그 내부에 냉각수가 순환되어 내부 공기와 외부 공기의 열을 전달시키기 위한 브레이징 열교환기와; 상기 함체의 내측벽 공기흡입구에 장착되어 내부공기를 내부 공기유로를 통해 순환시키는 내부 순환팬과; 상기 함체의 외측벽 공기 흡입구에 장착되어 외부공기를 외부 공기유로를 통해 순환시키는 외부 순환팬 및; 상기 브레이징 열교환기 내부로 냉각수를 순환시키기 위해 상기 함체의 상단 소정부에 장착된 냉각수 순환모터로 이루어진 것을 특징으로 하는 통신장비 및 기계장치 함체의 냉각용 복합 열교환장치가 제공된다.

바람직하게, 상기 브레이징 열교환기는 적어도 하나이상이 각각 적층되어 구비되며 각각 일정거리 이격되고, 어느 한 개측벽에 냉각수 유입구와 배출구가 구비된 헤더 파이프와; 상기 헤더 파이프의 내부에 구비되어 냉각수의 흐름을 일정방향으로 제어하는 배플과; 상기 복수개의 헤더 파이프 사이가 연통되도록 그 헤더 파이프에 각각 다수개가 수직으로 장착된 방열튜브와; 상기 방열튜브의 사이에서 그 방열튜브와 수직으로 장착되어 방열튜브의 열을 공기중으로 방출하기 위한 방열핀으로 이루어진 것을 특징으로 하는 통신장비 및 기계장치 함체의 냉각용 복합 열교환장치가 제공된다.

상세하게, 상기 브레이징 열교환기는 각 교환기층 사이에 냉각수를 순환시키기 위한 연결튜브가 결합된 것을 특징으로 한 통신장비 및 기계장치 함체의 냉각용 복합 열교환장치가 제공된다.

보다 상세하게, 상기 함체의 내부 공기유로를 통해 유통되는 공기흐름은 상기 외부 공기유로를 통해 유통되는 공기흐름과 반대되는 것을 특징으로 하는 통신장비 및 기계장치 함체의 냉각용 복합 열교환장치가 제공된다.

이하, 본 발명에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 통신장비 및 기계장치 함체의 냉각용 복합 열교환장치의 브레이징 열교환기를 도시한 정면도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 통신장비 및 기계장치 함체의 냉각용 복합 열교환장치에 적용한 다층의 브레이징 열교환기를 도시한 측면도이다.

이를 참조하면, 본 발명에 따른 통신장비 및 기계장치 함체의 냉각용 복합 열교환장치(도 4b 참조: 200)는 통신기기 함체의 후단에 설치되어 그 통신기기 함체의 내부공기를 일정온도 이하로 강하시키기 위한 것으로, 본 발명의 통신장비 및 기계장치 함체의 냉각용 복합 열교환장치(200)에는 다층의 브레이징 열교환기(210)가 장착되어 기상과 액상의 열교환을 이용하여 상기 통신기기 함체의 내부공기의 온도를 강하시킨다.

상기 브레이징 열교환기(210)는 적어도 복수개 이상의 브레이징열교환기(210)가 각각 일정거리 이격된 상태로 다층으로 적층되어 있으며, 어느 한 개의 열교환기(212)는 그 측벽에 냉각수 유입구(215a)와 배출구(215b)가 구비된 복수개의 헤더 파이프(212a, 212b)가 제공된다.

또, 상기 헤더 파이프(212a, 212b)의 내부에는 구비되어 냉각수의 흐름을 일정방향으로 제어할 수 있도록 헤더 파이프(212a, 212b) 내부 유로를 막는 배플(213)이 구비되어 있으며, 상기 복수개의 헤더 파이프(212a, 212b)가 각각 연통되도록 그 헤더 파이프(212a, 212b)에 각각 다수개가 수직으로 장착된 방열튜브(214)가 제공된다. 상기 방열튜브(214)는 비열이 큰 알루미늄 재질의 튜브로 이루어져 열전달이 매우 용이하다.

또한, 상기 방열튜브(214) 사이에서 그 방열튜브(214)와 수직으로 다수개의 방열핀(216)이 접합되는 바, 그 방열핀(216)은 공기와의 접촉 면적을 높이기 위해 핀 형태로 제작되어 있으며 상기 방열튜브(214)로부터 열을 전달받아 공기와 접촉시킴으로써 열을 공기중으로 방출하게 되어 있다.

한편, 다수개가 각각 그 상하부로 적층된 상기 브레이징 열교환기(210: 212, 218, 220)는 각각 내부 유로에서 저장수가 순환될 수 있도록 연결튜브(222a, 222b)에 의해 연결되어 있다.

따라서, 상기 브레이징 열교환기(210)의 최상단에 위치된 열교환기(212)로 냉각수가 유입되면, 그 냉각수는 그 하층에 적층된 다음 열교환기(218)로 순환되고 다시 그 하층에 적층된 열교환기(220)로 순환되어 그 열교환기(220)의 측단부에 형성된 배출구(215b)를 통해 배출되게 된다.

도 4a, 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 통신장비 및 기계장치 함체의 냉각용 복합 열교환장치가 장착된 통신장비를 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 통신장비 및 기계장치 함체의 냉각용 복합 열교환장치의 열교환과정을 도시한 상태도이다.

이를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 통신장비 및 기계장치 함체의 냉각용 복합 열교환장치가 장착된 통신장비(300)는 육면체의 함체로 이루어지며, 그 내부(302) 전방에는 통신 유닛을 장착시키기 위한 다수의 선반(도시 생략)이 구비되어 있다.

그리고, 그 내부 배면에는 상기 복합식 열교환장치(200)가 삽입될 수 있을 정도의 크기로 절개되어 있어 그 절개부를 통해 상기 복합식 열교환장치(200)가 착설되게 된다. 상기 복합식 열교환장치(200)는 육면체의 함체(201)로 이루어지며, 그 함체(201)의 내측벽에 경사지게 격벽(202)이 장착된다. 상기 격벽(202)은 함체(201) 내부를 통해 내부 공기와 외부 공기가 각각 개별적으로 유통될 때 각각의 공기가 접촉되지 않도록 밀폐시키기 위한 밀폐수단이다. 그 격벽(202)으로 인해 상기 복합식 열교환장치(200)는 통신 장비의 내부 공기가 유통되는 내부 유로(204)와 통신장비의 외부 공기가 유통되는 외부 유로(206)로 각각 분리되게 된다.

또한, 상기 격벽(202)의 중앙 소정부에는 그 격벽(202)과 수직되게 상기 브레이징 열교환기(210)가 장착된다. 그 브레이징 열교환기(210)를 측면에서 바라보면 상기 격벽(202)이 그 브레이징 열교환기(210)를 수직으로 관통하는 형상을 갖도록 장착되게 된다.

또, 상기 복합식 열교환장치(200)의 함체(201)중 상기 통신장비(300) 함체의 내부(302)향 전면에는 상기 격벽(202)을 기준으로 그 상부에 각각 복수개의 절개공이 형성되어 있다. 그 절개공중 상단부에 형성된 절개공은 내부 공기를 유입하는 유입공(209)이며, 하부 절개공은 상기 복합식 열교환장치(200)의 내부 유로(204)를 통해 순환시킨 공기를 다시 통신장치(300)측으로 배출시키기 위한 유출공(230)이다.

또한, 상기 격벽(202)을 기준으로 그 하단부에는 상기 복합식 열교환장치(200)를 매개로 전달된 열을 공기접촉으로 방출시키기 위해, 상기 외부 유로(206)를 형성하기 위한 복수개의 절개공이 형성되는 바, 그 하단에 형성된 절개공은 외부 공기를 상기 외부 유로(206)로 유입시키기 위한 유입공(208)이며, 그 상단에 형성된 절개공은 상기 외부 유로(206)로 유입되어 유통된 공기를 상기 복합식 열교환장치(200) 외부로 배출시키기 위한 유출공(207)이다.

한편, 상기 내부 유로(204)에 형성된 유입공(209)의 내측벽에는 내부 순환팬(232)이 장착되며, 그 내부 순환팬(232)은 상기 유입공(209)를 매개로 통신장비(300) 내부의 공기를 상기 내부 유로(204)로 유입시켜 상기 유출공(230)을 통해 다시 통신장비의 내부(302)로 강제 순환시키게 된다.

또한, 상기 외부 유로(206) 하단에 형성된 유입공(234)의 내측벽에는 외부 순환팬(234)이 장착되며, 그 외부 순환팬(234)은 상기 유입공(234)를 매개로 상기 복합식 열교환장치(200) 외부의 공기를 상기 외부 유로(206)로 유입시켜 상기 유출공(207)을 통해 다시 통신장비의 외부로 강제 순환시키게 된다.

이때, 상기 브레이징 열교환기(210)는 상기 격벽(202)을 기준으로 상기 내부 유로(204)와 외부 유로(206)에 동시 접촉될 수 있도록 상기 격벽(202)에 대해 수직으로 장착되어 있다. 따라서, 상기 브레이징 열교환기(210)는 상기 내부 유로(204)의 공기에 함유된 열을 전달받아 상기 외부 유로(206)의 공기로 열교환시키게 된다.

또한, 상기 브레이징 열교환기(210)의 내부에 대해 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환모터(240)가 상기 복합식 열교환장치(200)의 내부 상단에 부착되며, 그 냉각수 순환모터(240)로부터 브레이징 열교환기(210)로 냉각수가 공급되고, 그 브레이징 열교환기(210)를 순환한 냉각수가 다시 냉각수 순환모터(240)측으로 유입될 수 있도록 복수개의 우레탄 호스(244a, 244b)가 각각 냉각수 순환모터(240)와 브레이징 열교환기(210)의 사이에 연결된다. 한편, 보조 냉각수를 저장하여 상기 우레탄 호스(244a, 244b)의 소정 분기부를 통해 냉각수 순환모터(240)로 냉각수를 제공하기 위한 보조 냉각수통(242)이 마련된다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 통신장비 및 기계장치 함체의 냉각용 복합 열교환장치는 단지 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니라 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변경이 가능하다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 통신장비 및 기계장치 함체의 냉각용 복합 열교환장치는 수냉 및 기냉 동작을 이용하여 통신장비나 기계장비 내부열을 방열시키게 되므로 매우 효과적으로 통신장비나 기계장비를 냉각시킬 수 있으며, 통신장비나 기계장비로부터 강제 유출된 공기가 다시 통신장비나 기계장비의 내부로 유입되는 것을 방지하기 위해 내부 및 외부 격벽과 브레이징 열교환기를 매개수단으로 하여 내/외부의 공기가 접촉되지 않으면서 효과적인 냉각효과를 갖게 된다.

Claims (4)

1. 내부에 다수의 통신유닛이나 기계장치가 장착된 통신 및 기계장비의 함체에 있어서,

   그 함체의 후면, 측면, 전면 중 어느 한면에 형성된 절개공에 착설되며, 사각의 외부 하우징으로 이루어지고, 그 내측벽과 외측벽에 각각 공기유로를 형성하기 위한 공기 흡입구와 공기 배출구가 형성된 열교환장치의 함체와;

   그 함체 내부에 길이방향으로 장착되어 내부 공기유로와 외부 공기유로를 각각 분리시키는 격벽과;

   상기 격벽의 중앙 소정부에 격벽 내외부를 관통하게 설치되며, 그 내부에 냉각수가 순환되어 내부 공기와 외부 공기의 열을 전달시키기 위한 브레이징 열교환기와;

   상기 함체의 내측벽 공기흡입구에 장착되어 내부공기를 내부 공기유로를 통해 순환시키는 내부 순환팬과;

   상기 함체의 외측벽 공기 흡입구에 장착되어 외부공기를 외부 공기유로를 통해 순환시키는 외부 순환팬 및;

   상기 브레이징 열교환기 내부로 냉각수를 순환시키기 위해 상기 함체의 상단 소정부에 장착된 냉각수 순환모터로 이루어져 장비 내부의 열전달을 위한 방열면적을 극대화시킨 것을 특징으로 하는 통신장비 및 기계장치 함체의 냉각용 복합 열교환장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 브레이징 열교환기는 적어도 하나이상이 상하로 적층되어 구비되며 각각 일정거리 이격되고, 어느 한 개측벽에 냉각수 유입구와 배출구가 구비된 헤더 파이프와; 상기 헤더 파이프의 내부에 구비되어 냉각수의 흐름을 일정방향으로 제어하는 배플과; 상기 복수개의 헤더 파이프 사이가 연통되도록 그 헤더 파이프에 각각 다수개가 수직으로 장착된 방열튜브와; 상기 방열튜브의 사이에서 그 방열튜브와 수직으로 장착되어 방열튜브의 열을 공기중으로 방출하기 위한 방열핀으로 이루어진 것을 특징으로 하는 통신장비 및 기계장치 함체의 냉각용 복합 열교환장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 브레이징 열교환기는 각 교환기층 사이에 냉각수를 순환시키기 위한 연결튜브가 결합된 것을 특징으로 한 통신장비 및 기계장치 함체의 냉각용 복합 열교환장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 함체의 내부 공기유로를 통해 유통되는 공기흐름은 상기 외부 공기유로를 통해 유통되는 공기흐름과 반대되는 것을 특징으로 하는 통신장비 및 기계장치 함체의 냉각용 복합 열교환장치.