TW497377B - Apparatus and method for air-cooling an electric device - Google Patents

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TW497377B TW088101555A TW88101555A TW497377B TW 497377 B TW497377 B TW 497377B TW 088101555 A TW088101555 A TW 088101555A TW 88101555 A TW88101555 A TW 88101555A TW 497377 B TW497377 B TW 497377B
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Nils-Goran Larsson
Bjorn Gudmundsson
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Description

497377 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明(1 ) 技術範If; 本發明係關於-種以空氣冷卻熱產生設備,尤其無線兩 輸送系統中熱產生設備之方法及裝置。 见 相關技藝之說明 無線電輸送系統中,熱產生設備,如功率放大器,通常 位於與用於輸送無線電信號之天線成若干距離之位置 此,饋送放大信號至天線時,信號必須經饋電纜傳播。然 而,饋電纜傳播作用中所產生之損失,對饋電纜相冬 利。 田、 饋電纜損失問題之一種解決方法為使功率放大器之位置 接近應進饋放大乜號之天線。然而,無線電輸送系統中天 線一般係位於難以到達之位置。例如,位於天線塔或類似 物之頂部。 進而5之,功率放大器位於天線塔内之情況下,功率放 大器應小巧及具有低重量,因此需以有效方式冷卻。冷卻 作用必須極有效及能冷卻大量熱。僅利用冷卻突緣及類似 物在大多數情況將不足以提供有效冷卻作用。此點係由於 一般使用之放大器極小巧及發射大量熱。 為解決此一問題,當然可設置風扇於功率放大器附近。 然而’此舉為不利者,因風扇為具有需時常維獲之活動零 件之機械裝置。如此,風扇將位於難以到達,及因此難以 維護、修理或更換之位置。可能發生之另一問題,由於此 等風扇之位置,全部輸送系統之平均失效前時間(meaI1 time before failure,下文簡稱MTBF)減少。 4- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) M規格(210X297公楚) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} -裝- 訂 497377 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(2 ) 如此’有對無線電輸送系統中熱產生設備提供有效冷卻 作用之問題,尤其熱產生設備位於難到達之位置時。 此外,US 5,067,047說明冷卻安裝於印刷電路板前表面上 產生熱構件之裝置。加壓冷卻流體經位於需要冷卻位置之 孔供應。 US A 4 901 029亦揭示包括一冷卻裝置之功率放大器裝 置。 然而,此等文件所述方法均不適於冷卻無線電輸送系統 中構件’主要由於冷卻容量過低及與冷卻系統相關連之成 本〇 總結 本發明之一目的為解決對無線電輸送系統中熱產生設備 提供有效冷卻作用之問題。 此目的藉將一拉閥噴嘴與熱產生設備共同定位而達成。 一較佳具體實例中,噴嘴經一空氣進饋管進饋,較佳者, 2氣壓力數在噴嘴出口側之壓力為高。 此一方式下,流出噴嘴之空氣能具有高速度。例如,速 度能為音速或更高。因此,熱傳遞因素顯著增加。 利用此種裝置提供數次優點。因無活動零件位於難接近 位蕈,故輸送系統之MTBF何減小,及維護較易進行及成本 低。 噴嘴能位於接近需加冷卻之裝置之位置,供應空 嘴之單位例如風扇或壓縮機能位於另—位置。需加 氣裝置位於難到達或接近位置如天線塔頂時,此點極為= 本紙張尺度適财關家標準(CNS 公釐[ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
/ J / / / J / / 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明( 利。 此外,因空氣祜 管之直徑能減’用以互連噴嘴與供應空氣單位之 里式之 本發明將參照!:符 圖1為-拉閥噴嘴實例予以詳細說明。 圖2為-無線雷齡 、 a处si、 ’.、系統之天線塔之概圖。 圖3為此用於淮# H4A~- 饋寶嘴之電纜之斷面圖。
圖4為包容-噴喈 M 之斷面圖。、 扁功率放大器之一氣密式外殼 請 先 閱 讀 背 I i 思 I f贏1 2_ 填I 本衣 頁 元件符號 1 0 1拉閥噴嘴 1 0 3出口部份 1 0 5入口部份 2 0 1天線塔 2 0 3天線 2 0 5功率放大器 207管 2X)9空氣供應單元 3 0 1輸送線 3 〇 3電力供應線 305空氣供應管 307空氣回行通遒 4 0 1氣密外殼 4 0 3放大器 4 0 5噴嘴 4 0 7箭標 較佳具體實例夕 圖1顯示拉閥噴嘴101。拉閥噴嘴由會聚入口部份ι〇5收發 散出口部份103構成,其形狀提供噴嘴中絕熱膨脹。由於絕 訂 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS )以規格(2ΐ〇χ 297公釐) 497377 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(4 ) 熱膨腾發生在噴嘴中,獲致冷卻效應而產生溫度減低。 流出嘴嘴之空氣亦能具有一高速度,一般為高於音速之 速度,因而獲致高熱傳遞因數。 拉間賣%詳細說明於Massey之,,流體力學,,("Mechanics of fluids1’)’ ISBN-0442 05176-X。 拉闕嘴嘴喷嘴中溫度減低量能自下述T表示溫度及p表示 壓力之公式獲得: / l-k .
L㈤T
T2 UJ 其中K>i
Cv
Ti為噴嘴入口之氣體溫度,丁2為喷嘴出口之溫度,Ρι為在 喷嘴入口之壓力,及P2為在噴嘴出口之壓力。Cp為定壓熱力 變化之比熱容量’及cv為定容熱力變化之比熱容量。 如此,為獲得自298 K至273 K之溫度減低,壓力Pl在空氣 需為1.3 5 atm,Cp/Cv在空氣為約1.4。 圖2顯示天線塔201。天線塔201承載天線203。天線饋有經 功率放大益205放大之彳§號’功率放大器205之位置接近在 天線塔201頂部之天線。 為冷卻功率放大器205及/或位於同一位置之其他產生熱裝 置,前文說明之拉閥噴嘴亦位於同一位置,亦即鄰靠功率 放大器205。 較佳具體實例中,拉閥噴嘴經管207供應空氣,及管2〇7 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ''' ----- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
497377 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明(5 ) 之另一端連接於空氣供應單元209如風扇或壓縮機。供應空 氣單位之位置在天線塔基部,易於接近進行不同維護工 作。亦可導引喷嘴出流直接趨向需加冷卻構件/裝置。 以此種方式供應拉閥噴嘴空氣之優點為風扇能位於易於 到達進行不同種類維護工作之位置。 圖3顯示較佳具體實例中管207之斷面。此具體實例中, 管207為一含併管,能以整體方式提供空氣、電力及輸送信 號至天線塔頂部。另一種較佳具體實例中,整體式管亦具 有將供至天線塔頂部之空氣送回之裝置。如此,管207整體 式包括輸送線301,電力供應線303及空氣供應管305。合併 式管之直徑為約50-60 mm。 此點為有利者,因僅需要一電纜互連天線塔基部與其頂 部。電力及一信號輸送線必須供至天線塔頂部,及藉將之 合併及連同供應空氣管成單獨一纜時,便利連接工作。 較佳具體實例中,管207亦包括空氣回行通道3 07。此點為 有利者,因功率放大器及噴嘴將能置於一氣密性外殼中。 此種配置將防止塵土進入冷卻系統。若採用此種氣密性外 殼時,將亦防止氧化作用。 圖4顯示氣密外殼401之斷面。外殼401包容放大器403, 放大器403連接於輸送線301及電力供應線303。放大器403 被自噴嘴405出口流出之空氣冷卻。噴嘴經管305饋有壓力 高於1 atm之空氣。進入氣密性外殼401之空氣經箭標407所 示之回行通道脫離外殼401。 另一較佳具體實例中,喷嘴405為熱絕緣式。喷嘴提供產 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝· 訂 線 497377 A7 B7 五、發明説明(6 ) 生溫度降低之絕熱膨脹時,此點為有利者。如果喷嘴非熱 絕緣式’能損失溫度減低產生之若干冷卻效應。 本發明中說明之冷卻電子設備之方法及裝置特別適於在 難到達位置之冷卻作用。因此,冷卻系統之最可沪泰 理及維護之部份能位於易接近之位置,及需= 位於不易接近之最適宜達成其目的之位置。 置月匕 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝- 訂 nr 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 準 標 I家 國 I國 t 用 適I j 尺 張 紙 I本 一祕 I釐 公 7 9 2

Claims (1)

  1. 申請專利範圍 A8 B8 C8 D8 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ι·—種以空氣冷卻其中一噴嘴經一管連 接於進饋2氣至噴嘴空氣供應單元,喷嘴位於電氣 設備附近,特點為噴嘴為一拉閥噴嘴。 2 ·如申請專利範圍第丨項之裝置,其中該噴嘴經亦包容一 電力線及/或一輸送線之一管連接於空氣供應單元。 3 ·如申請專利範圍第丨項之裝置,其中管亦具有將饋入喷 嘴之空氣送回之裝置。 4 ·如申請專利範圍第丨項之裝置 輸送位置。 5 ·如申請專利範圍第1項之裝置 之速度脫離噴嘴。 6 ·如申凊專利範圍第1項之裝置, 7 ·如申請專利範圍第1項之裝置 外殼中。 8 ·如申請專利範圍第1項之裝置 一天線塔頂部時,空氣供應單元之位置在天線塔基部 9· 一種以空氣冷卻電氣裝置方法,其中將空氣吹離一噴嘴 並導向氣设備或其附近’赁嘴經一管連接於進饋办氣 至噴嘴之一空氣供應單元,特點為空氣係吹離一拉閥= .嘴。 10·如申請專利範圍第9項之方法,其中該噴嘴經亦包容一 電力線及/或一輸送線之一管連接於空氣供應單元。 11·如申請專利範圍第9項之方法,其中饋至噴嘴之空氣萨 饋送管送回。 : ’其中噴嘴位於一無線電 ,其中使空氣以高於音速 其中噴嘴為熱絕緣式。 ’其中噴嘴位於一氣密式 ’其中當該電氣設備位於 -10- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) M規格(210 X 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項存填寫本頁) -裝 線 ___08497377 A8 B8 C8 六、申請專利範圍 12. 如申叫專利範圍第9項之方法,其中噴嘴位於一無線電 輸送位置。 13. 如申請專利範圍第9項之方法,其中使空氣以高於音速 之速度脫離噴嘴。 M.如申請專利範圍第9項之方法’其中噴嘴為熱絕緣式。 15. 如申請專利範圍第9項之方法,其中噴嘴位於一氣密式外殼中。 16. 如申請專利範圍第9項之方法,其中當該電氣設備位於 一天線塔頂部時,空氣供應單元之位置在天線塔基部。 17· —種以空氣冷卻電氣設備之裝置,其中一噴嘴經一管連 接於進饋空氣至噴嘴之空氣供應單元,噴嘴位於電氣設 備附近,特點為噴嘴係經亦包容一電力線及/或一輸送線 之一管連接於該空氣供應單元。 18· —種以2氣冷卻電氣設備之方法,其中將空氣自一噴嘴 吹出並導至電氣設備或其附近,噴嘴經一管連接於進饋 空氣至噴嘴之空氣供應單元,特點為噴嘴係經亦包含二 電力線及/或一輸送線之一管連接於該空氣供應單元。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) • -1¼ I - 1·1 -裝· 訂 線 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 -11 - 本紙張尺度適财關家榡準(CNS) A4^ (21(}><297公4)
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