KR20020080536A - device for base station cooling in mobile communication system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이동통신 시스템의 기지국에 관한 것으로, 특히 기지국에 사용되는 선형 전력 증폭기(Linear Power Amplifier)의 주요 부품인 고주파 트랜지스터(RF transistor)가 높은 발열 온도 이상으로 발열되는 것을 방지하는 이동통신시스템의 기지국 냉각장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a base station of a mobile communication system. In particular, the present invention relates to a base station of a mobile communication system for preventing a high frequency transistor (RF transistor), which is a main component of a linear power amplifier, used for a base station. A base station cooling apparatus.
주지된 바와 같이 이동통신 시스템의 기지국에 설치되어 무선 주파수에 의해 송신된 신호, 또는 수신된 신호를 증폭하는 선형 전력 증폭기(Linear Power Amplifier)는 매우 중요한 소자로서, 기지국의 내부 일측에 격리되어 고정되며, 이러한 선형 전력 증폭기에 장애가 발생하였는지를 지속적으로 진단하고 만일 장애가 발생하였으면 선형 전력 증폭기를 예비로 교체하여 사용한다.As is well known, a linear power amplifier installed at a base station of a mobile communication system and amplifying a signal transmitted or received by a radio frequency is a very important element, and is isolated and fixed to one side of the base station. In addition, the linear power amplifier is continuously diagnosed as a failure and if a failure occurs, the linear power amplifier is replaced with a spare.
그리고 상기 기지국의 내부로 전달되는 신호는 안테나를 통하여 외부로 전송하며, 이 전송되는 신호의 출력을 크게 하여 전송하려면 출력이 큰 전력 증폭기가 사용되고, 입력된 신호에 비례하여 선형적으로 증폭해주는 고주파 트랜지스터의 발열량이 커짐에 따라 시스템의 운영 중에 발생되는 열을 기지국의 외부로 방출하여야 하며, 이러한 열의 방출은 이동통신 시스템의 성능 및 안전도 면에서 중요한 요소로 작용하고 있다.In addition, the signal transmitted to the inside of the base station is transmitted to the outside through an antenna, and to transmit the transmitted signal with a large output, a power amplifier having a large output is used, and a high frequency transistor that linearly amplifies in proportion to the input signal. As the heat generation amount increases, the heat generated during the operation of the system must be released to the outside of the base station.
이렇게 기지국의 내부에서 발생되는 열을 방출하기 위하여 종래에는, 냉각팬을 이용한 공냉식이 주로 이용되고 있는데, 이러한 공냉식으로는 높은 출력이 요구되는 고주파 트랜지스터의 높은 발열 온도를 제어하는데 한계가 있고, 높은 온도에서 출력되는 회로에 왜곡 현상이 발생하며, 외부와의 연결통로로 인한 방수 및 분진에 대해 취약한 문제점이 있었다.In order to dissipate heat generated inside the base station, air cooling using a cooling fan is mainly used in the related art. In such air cooling, there is a limit in controlling a high heat generation temperature of a high frequency transistor in which high output is required. Distortion occurs in the circuit output from the, there was a problem that is vulnerable to the waterproof and dust due to the connection path to the outside.
또한, 냉각팬이 구동할 때 발생하는 진동은 주변 장치로 전달되어 제품의 수명을 단축시키게 될 뿐만 아니라 냉각팬의 구동 소음으로 인하여 주변 환경을 저해시킴으로서, 사용자로 하여금 제품에 대한 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.In addition, the vibration generated when the cooling fan is driven is transmitted to the peripheral device to shorten the life of the product as well as to impair the surrounding environment due to the driving noise of the cooling fan, thereby reducing the user's reliability of the product. There is this.
상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 근래에 와서는 고주파 트랜지스터에서 발생하여 선형전력 증폭기(Linear Power Amplifier)로 전달된 열을 공기 보다 열전달 계수가 훨씬 큰 액체로 냉각하여 선형 전력 증폭기의 온도를 저하시킬 수 있는 냉각시스템이 제안되어 사용되고 있다.In order to solve the above-mentioned conventional problems, in recent years, the heat generated from the high frequency transistor and transmitted to the linear power amplifier is cooled by a liquid having a heat transfer coefficient much larger than that of air, thereby lowering the temperature of the linear power amplifier. A cooling system that can be used has been proposed and used.
이러한 이동통신 냉각시스템은, 선형전력 증폭기를 장착한 냉각판의 내부로 냉각수를 강제로 순환시켜 열을 흡수한 후 상온에서 열교환시키는 과정을 반복하여 선형전력 증폭기를 냉각시키도록 구성된다.The mobile communication cooling system is configured to cool the linear power amplifier by repeating the process of forcibly circulating the cooling water into the cooling plate equipped with the linear power amplifier to absorb heat and then exchanging heat at room temperature.
그런데 상기와 같은 종래의 냉각장치는, 라디에이터를 경유하여 상온에서 열교환된 냉각수가 냉각싸이클를 통하여 강제로 순환하도록 펌핑시키는 2개 1조의 펌프가 고장이 발생할 경우만 전환되도록 볼 밸브 제어방식으로 구성됨으로서, 장시간 고장이 발생하지 않고 주 펌프가 계속 가동할 경우 보조 펌프는 장시간 방치되어 내부에 녹이 발생하는 등 펌프 기능이 손상될 우려가 있다.However, the conventional cooling apparatus as described above is configured as a ball valve control method so that only one set of two pumps for pumping the coolant heat-exchanged at room temperature via a radiator forcibly circulates through the cooling cycle is switched. If the main pump continues to operate without a breakdown for a long time, the auxiliary pump may be left for a long time, causing internal rust to damage the pump function.
따라서 장시간 경과 후 주 펌프의 고장으로 인하여 보조 펌프를 가동시키고자 할 때 녹 발생 등으로 인하여 손상된 보조 펌프가 가동하지 못하여 냉각싸이클의 운전이 정지하여 선형전력 증폭기를 냉각시키지 못하는 문제점이 있다.Therefore, when trying to operate the auxiliary pump due to the failure of the main pump after a long time, there is a problem that the damaged auxiliary pump cannot be operated due to rust, etc., so that the operation of the cooling cycle is stopped and the linear power amplifier cannot be cooled.
또한 사각으로 구성된 라디에이터의 후방에 원심팬이 밀착된 상태로 장착되어 원심팬의 외곽, 즉, 라디에이터의 모서리부분까지 송풍력이 미치지 않음으로서, 라디에이터를 통과하는 냉각수의 열교환 효율을 저하시킨다.In addition, the centrifugal fan is mounted in close contact with the rear of the radiator, which is formed of a square, so that the blowing force does not reach the outer portion of the centrifugal fan, that is, the corner of the radiator, thereby reducing the heat exchange efficiency of the cooling water passing through the radiator.
또한 라디에이터를 통과하여 상온에서 열교환된 냉각수를 집수시키는 수조가 단일 공간으로 구성되어 수조 내부로 유입될 때 냉각수에서 발생한 기포가 그대로 펌핑되어 냉각수와 함께 순환됨으로서, 열교환 효율을 저하시키는 문제점이 있다.In addition, when the water tank passing through the radiator to collect the coolant heat exchanged at room temperature is composed of a single space, when the water is introduced into the tank, bubbles generated from the coolant are pumped as they are and circulated together with the coolant, thereby reducing heat exchange efficiency.
이에 본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 주 펌프와 보조 펌프를 순차적인 전기적 신호를 인가하여 일정 시간씩 전환 가동되도록 함으로서, 펌프의 수명을 연장시키고, 원심팬의 송풍력이 라디에이터 전체에 균형있게 전달되어 라디에이터를 통과하는 냉각수의 열교환 효율을 증대시키며, 수조로 유입된 냉각수의 기포 발생을 억제하여 냉각판으로 순환되는 냉각수의 열교환 효율을 증대시킬 수 있는 이동통신시스템의 기지국 냉각장치를 제공함에 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object thereof is to apply a sequential electrical signal to the main pump and the auxiliary pump so as to operate by switching for a predetermined time, thereby extending the life of the pump, and centrifugal fan. The blowing force of the air is transmitted to the entire radiator in a balanced manner to increase the heat exchange efficiency of the cooling water passing through the radiator, and to suppress the bubbles of the cooling water flowing into the tank to increase the heat exchange efficiency of the cooling water circulated to the cooling plate. It is to provide a base station cooling device of the system.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명 냉각장치는, 2개 1조의 펌프를 일정 시간씩 자동으로 전환 가동되도록 구성되는 펌핑전환부와; 상기 라이에이터의 일측면과 원심팬의 사이에 일정 간격으로 이격되게 구성되는 공기유동부와; 상기 수조의 입구와 출구사이에 기포를 해체시키는 기포차단부를 구성함을 특징으로 하는 것이다.The present invention cooling apparatus for achieving the above object, the pumping switching unit is configured to automatically switch between two sets of pumps by a predetermined time; An air flow unit configured to be spaced at a predetermined interval between one side of the writer and a centrifugal fan; Characterized in that it comprises a bubble blocking portion for dissolving the bubble between the inlet and the outlet of the tank.
도 1은 본 발명이 적용되는 냉각사이클의 흐름도1 is a flowchart of a cooling cycle to which the present invention is applied.
도 2는 본 발명이 적용된 기지국의 단면도2 is a cross-sectional view of a base station to which the present invention is applied.
도 3은 본 발명의 설치 상태를 보인 평면 구성도Figure 3 is a plan view showing the installation state of the present invention
도 4는 본 발명의 설치 상태를 보인 측면 구성도Figure 4 is a side configuration view showing an installation state of the present invention
도 5는 본 발명 기포차단부의 단면 사시도5 is a cross-sectional perspective view of the present invention bubble blocking unit
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10: 라디에이터 11: 원심팬10: radiator 11: centrifugal fan
12: 공기유동덕트 20: 수조12: air flow duct 20: water tank
21: 기포차단판 30: 펌핑전환부21: bubble blocking plate 30: pumping switching unit
31: 제1펌프 32: 제2펌프31: first pump 32: second pump
33: 제1솔레노이드밸브 34: 제2솔레노이드밸브33: first solenoid valve 34: second solenoid valve
40: 냉각판40: cooling plate
이하 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명이 적용되는 냉각사이클의 흐름도이고, 도 2는 본 발명이 적용된 기지국의 단면도이며, 도 3은 본 발명의 설치 상태를 보인 평면 구성도이고, 도 4는 본 발명의 설치 상태를 보인 평면 구성도이며, 도 5는 본 발명 기포차단부의 단면 사시도이다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 is a flowchart of a cooling cycle to which the present invention is applied, FIG. 2 is a cross-sectional view of a base station to which the present invention is applied, FIG. 3 is a plan view showing an installation state of the present invention, and FIG. 4 is an installation state of the present invention. 5 is a cross-sectional perspective view showing a planar configuration shown in FIG. 5.
냉각수를 라디에이터(10)를 통해 상온에서 열교환시켜 수조(20)에 저장하고, 저장된 냉각수를 2개 1조의 펌프(31)(32)에 의해 선택적으로 펌핑하여 냉각판으로 순환시키며, 냉각판(40)을 통과한 냉각수를 다시 라디에이터(10)로 순환시키는 과정을 연속 반복적으로 수행하여 냉각판(40)에 부착된 발열체를 냉각시키도록 구성되는 냉각장치에 있어서, 상기 2개 1조의 펌프(31)(32)를 일정 시간씩 자동으로 전환 가동되도록 펌핑전환부(30)를 구성하고, 상기 라디에이터(10)의 일측면과 원심팬(11)의 사이에 일정 간격으로 이격되게 구성되는 공기유동덕트(12)를 구성하며, 상기 수조(20)의 입구와 출구사이에 기포를 해체시키는 기포차단판(21)을 구성하여 이루어지는 것으로, 이를 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The coolant is heat-exchanged at room temperature through the radiator 10 to be stored in the water tank 20, and the stored coolant is selectively pumped by two sets of pumps 31 and 32 to circulate to the cooling plate, and the cooling plate 40 In the cooling device configured to cool the heating element attached to the cooling plate 40 by continuously repeating the process of circulating the cooling water passed through the radiator 10 to the radiator 10, the two sets of pumps 31 The pumping switching unit 30 is configured to automatically convert the operation 32 by a predetermined time, and the air flow duct configured to be spaced apart at regular intervals between one side of the radiator 10 and the centrifugal fan 11 ( 12), and the bubble blocking plate 21 for disassembling the bubbles between the inlet and the outlet of the water tank 20, which will be described in more detail as follows.
상기 펌핑전환부(30)는, 수조(20)의 배출구에서 병렬로 인출된 두 개의 배출관에 일정시간 선택적으로 개폐되는 솔레노이드밸브(33)(34)가 각각 연결된다. 또한 상기 제1솔레노이드밸브(33)의 후방에는 제1솔레노이드밸브(33)가 개방되고 제2솔레노이드밸브(34)가 폐쇄되면 가동하는 제1펌프(31)가 연결되고, 상기 제2솔레노이드밸브(34)의 후방에는 제2솔레노이드밸브(34)가 개방되고 제1솔레노이드밸브(33)가 폐쇄되면 가동하는 제2펌프(32)가 연결된다.The pumping switching unit 30 is connected to the solenoid valves 33 and 34 that are selectively opened and closed for a predetermined time to the two discharge pipes drawn in parallel from the outlet of the water tank 20, respectively. In addition, the first solenoid valve 33 is connected to the rear of the first solenoid valve 33 when the first solenoid valve 33 is opened and the second solenoid valve 34 is closed, and the second solenoid valve ( At the rear of 34, the second solenoid valve 34 is opened and the second pump 32, which operates when the first solenoid valve 33 is closed, is connected.
이러한 2개 1조의 솔레노이드밸브(33)(34)와 펌프(31)(32)는 마이콤(미도시)의 전기적인 신호에 의해 일정시간 선택적으로 전환되도록 구성되는 것이다.The two sets of solenoid valves 33 and 34 and the pumps 31 and 32 are configured to be selectively switched for a predetermined time by an electrical signal of a microcomputer (not shown).
상기 공기유동덕트(12)는, 외부 공기를 흡입하여 내측 하향으로 송풍시키는 원심팬(11)의 외측과 라디에이터(10)의 내측 사이를 일정 간격 이격시켜 이에 전후방으로 개방되도록 구성한다.The air flow duct 12 is configured to be spaced apart at a predetermined interval between the outside of the centrifugal fan 11 for sucking outside air and blowing the inside downward, and the inside of the radiator 10 at a predetermined interval.
상기 기포차단판(21)은, 표면에 일정 간격으로 다수의 통공(211)이 형성되어 수조(20)의 냉각수 유입구측에 바닥과 전후방에 밀착되고 상부가 이격되게 구성된다.The bubble blocking plate 21 is formed with a plurality of through-holes 211 at predetermined intervals on the surface is in close contact with the bottom and front and rear on the cooling water inlet side of the water tank 20, the upper portion is spaced apart.
다음은 상기와 같이 구성된 본 발명 냉각장치의 작동과정을 상세히 설명한다.Next will be described in detail the operation of the present invention the cooling device configured as described above.
먼저 마이콤의 신호에 의해 제2솔레노이드밸브(34)가 폐쇄되고 제1솔레노이드밸브(33)가 개방된 상태에서 제2펌프(32)가 정지되고 제1펌프(31)가 가동된다.First, the second solenoid valve 34 is closed by the signal of the microcomputer, and the second pump 32 is stopped while the first solenoid valve 33 is opened, and the first pump 31 is operated.
상기와 같이 제1펌프(31)에 의해 강제로 펌핑된 냉각수는 냉각판(40)의 냉각수 이동통로로 유입되어 고주파 트랜지스터에서 발생되어 냉각판(40)로 전달된 열을 흡수하여 고주파 트랜지스터를 냉각시킨다. 이러한 과정을 통하여 열을 흡수한 냉각수는 이동통로의 출구를 통하여 라디에이터(10)측으로 배출된다.The cooling water forcibly pumped by the first pump 31 as described above flows into the cooling water movement path of the cooling plate 40 to absorb the heat generated by the high frequency transistor and transferred to the cooling plate 40 to cool the high frequency transistor. Let's do it. The cooling water absorbed heat through this process is discharged to the radiator 10 through the outlet of the moving passage.
이렇게 고주파 트랜지스터에서 발생하는 열을 흡수한 높은 온도의 냉각수는 라디에이터(10)를 통과하면서 원심팬(11)의 흡입력에 의해 외부에서 내부로 흡입되는 공기와 열교환된다. 이때 원심팬(11)의 흡입력은 라디에이터(10) 사이를 이격시켜 형성된 공기유동덕트(12)에 의해 라디에이터(10) 전체에 균형있게 분포되어 열교환 효율을 증대시킨다.The high temperature cooling water absorbing the heat generated by the high frequency transistor is heat-exchanged with the air sucked from the outside by the suction force of the centrifugal fan 11 while passing through the radiator 10. At this time, the suction force of the centrifugal fan 11 is distributed evenly throughout the radiator 10 by the air flow duct 12 formed by separating the radiators 10 to increase the heat exchange efficiency.
상기와 같이 라디에이터(10)를 경유하면서 상온에서 열교환 된 냉각수는 수조(20)로 배출되고, 수조(20)로 유입된 냉각수는 기포차단판(21)의 통공(211)을 통과하면서 유입될 때 발생한 기포가 제거되고, 기포차단판(21)을 통과한 냉각수는 배출되어 제1솔레노이드밸브(33)를 경유 제1펌프(31)에 의해 펌핑되어 상기와 같은 순환 과정을 반복하면서 냉각기능을 연속적으로 수행하게 되는 것이다.Cooling water heat-exchanged at room temperature while passing through the radiator 10 as described above is discharged to the water tank 20, when the coolant introduced into the water tank 20 is introduced while passing through the through-hole 211 of the bubble blocking plate 21 The generated bubbles are removed, and the cooling water passing through the bubble blocking plate 21 is discharged and pumped by the first pump 31 via the first solenoid valve 33 to repeat the above-described circulation process and continuously perform the cooling function. Will be done.
이상에서와 같이 본 발명은, 두 개의 펌프를 일정 시간씩 자동으로 전환 가동되도록 구성하고, 상기 라이에이터의 일측면과 원심팬의 사이에 일정 간격으로 이격되게 공기 유동공간을 가지는 덕트를 구성하며, 수조의 입구와 출구사이에 기포를 해체시키는 기포차단판을 구성하여 주 펌프와 보조 펌프를 일정 시간씩 전환 가동되도록 하여 펌프의 수명을 연장시키고, 원심팬의 송풍력이 라디에이터 전체에 균형있게 전달되어 라디에이터를 통과하는 냉각수의 열교환 효율을 증대시키며, 수조로 유입된 냉각수의 기포 발생을 억제하여 냉각판으로 순환되는 냉각수의 열교환 효율을 극대화시킬 수 있는 이점이 있다.As described above, the present invention is configured to automatically switch between two pumps by a predetermined time, and constitute a duct having an air flow space spaced at regular intervals between one side of the writer and the centrifugal fan, By constructing the bubble blocking plate to dissipate bubbles between the inlet and outlet of the water tank, the main pump and the auxiliary pump are switched and operated for a certain period of time, extending the life of the pump, and the blowing force of the centrifugal fan is transmitted to the whole radiator Increasing the heat exchange efficiency of the cooling water passing through the radiator, there is an advantage that can maximize the heat exchange efficiency of the cooling water circulated to the cooling plate by suppressing the bubble generation of the cooling water introduced into the tank.
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Legal Events
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| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20100510 Year of fee payment: 8 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |