專利名稱：可冷卻密封殼的高效冷卻設(shè)備及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冷卻密封殼的方法及設(shè)備。更確切地說，本發(fā)明涉及一種低成本的冷卻密封殼的方法和設(shè)備，同時(shí)，它的冷卻效率和防水特性得到了改進(jìn)，組件的數(shù)量減少了。
日本發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)亻_平5-102687號(hào)公報(bào)和特開平7-113589號(hào)公報(bào)描述了一種冷卻密封殼的設(shè)備，該密封殼可以保護(hù)用于野外的無(wú)線電通信設(shè)備。以上專利是熱管型的冷卻設(shè)備。其結(jié)構(gòu)為殼內(nèi)裝集熱片，殼外裝散熱片。


圖1A是常規(guī)的冷卻密封殼設(shè)備正視圖。圖1B是沿圖1A中線Ⅲ-Ⅲ的剖視圖。圖2是沿圖1A中線Ⅱ-Ⅱ的剖視圖。
在這個(gè)常規(guī)的冷卻裝置中，密封殼組件上部裝有三組熱管5。熱管5的工作溫度互不相同。集熱片4裝在熱管5的殼1內(nèi)，散熱片4a裝在殼1外。
熱管5做成一個(gè)熱管組件，使其可以與集熱片4、散熱片4a、絕熱材料1a、安裝板7裝配在一起，成為一個(gè)整體組件。這個(gè)熱管組件通過一個(gè)孔(圖中未示出)被插入到殼1中。這個(gè)孔形成在殼1的上部，其形狀與熱管組件的絕熱材料1a的形狀一致。熱管組件的安裝板7用螺栓固定于殼1上。而且，可以用適當(dāng)?shù)臉渲畛湓诳椎拈g隙中以固定安裝板7。遮光罩6做為熱管組件的一部分裝在殼1的外部。
上述常規(guī)用于冷卻密封殼的冷卻裝置具有以下問題由于散熱片4a暴露于密封殼1外，其有可能直接從太陽(yáng)吸熱導(dǎo)致密封殼1內(nèi)的溫度反而升高，起不到散熱片4a應(yīng)有的功能。
而且，散熱片4a的很大部分暴露在密封殼1的外部，使得密封殼1與散熱片4a之間的密封距離很長(zhǎng)，導(dǎo)致密封殼1的防水性能較差。另外，由于上述孔的尺寸過大，可能導(dǎo)致冷卻設(shè)備的防水/漏水問題。位于殼1上部的孔用于將熱管組件插入殼1中。
該常規(guī)冷卻設(shè)備還有另一個(gè)問題，即需要使用昂貴的熱管型冷卻元件。另外，由于熱管型散熱單元需用大量的結(jié)構(gòu)部件，組裝步驟繁多，導(dǎo)致冷卻設(shè)備的造價(jià)很高。
日本實(shí)用新型專利申請(qǐng)?zhí)亻_平7-41262公布了另一種冷卻結(jié)構(gòu)。它由熱管1的散熱片2和空氣管道12構(gòu)成。散熱片2安裝在殼11外，殼11包含散熱源10?？諝夤艿?2做成連續(xù)變化的形狀，通過空氣與散熱片2相接觸用來排送來自殼11的空氣。空氣管道12裝于殼11外，散熱片2裝于殼11的側(cè)壁的滲透單元的上部。
然而，這種熱管型冷卻設(shè)備也不能解決上面提到的問題。
日本發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)亻_平7-83582)公布了下述冷卻設(shè)備。這種常規(guī)的冷卻設(shè)備將鋸齒形收縮管熱管2穿過分隔板1。分隔板1的兩側(cè)表面做有鋸齒形的軌道，構(gòu)成針尖形狀的針型片組。
然而，這種常規(guī)的冷卻設(shè)備也不能解決上面提到的問題。
本發(fā)明可解決上述現(xiàn)有冷卻設(shè)備中存在的問題，因而，本發(fā)明的目的是提供一種可冷卻密封殼的冷卻設(shè)備，該設(shè)備具有高的冷卻效率，不使用熱管型的冷卻元件及暴露型的散熱單元，同時(shí)可避免直射熱和/或輻射熱的影響。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種可冷卻密封殼的冷卻設(shè)備，在該設(shè)備中，由于散熱件與密封殼之間的密封距離被最大限度地減小，所以它的防水性能得到了改進(jìn)。另外，它易于制造，成本很低，只需要不多的結(jié)構(gòu)件，并可用于野外。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一方面，可冷卻密封殼的冷卻設(shè)備包括一裝于殼內(nèi)并形成一在殼的上部具有一開口部分的通道的散熱件；一裝在散熱件通道表面的至少一部分中的散熱單元；以及一裝在散熱件周邊部分中的吸熱單元。這樣，從散熱單元散發(fā)的熱量依照煙囪效應(yīng)從散熱件的開口部分通過通道排出。
在這種情況下，通道的形成是沿著密封殼的基本垂直的方向伸展的。
在這種情況下，散熱件基本上做成圓柱型，其中，散熱單元裝在散熱件的內(nèi)表面，吸熱單元裝在散熱件的外表面。
而且，在這種情況下，散熱單元具有基本下凹的或基本上凸的形狀以增加通道的傳熱面積，并且吸熱單元具有基本上凸的形狀。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的另一個(gè)方面，散熱件基本上做成圓柱型，其中散熱單元具有下凹部分，吸熱單元具有上凸部分。
在這種情況下，除了上部的開口部分外，通道在殼下部具有另一個(gè)開口部分。
在這種情況下，散熱件和散熱單元被置于殼內(nèi)。
在這種情況下，殼由多個(gè)結(jié)構(gòu)件組成，連接起來以保證殼的防水特性。
在這種情況下，殼由多個(gè)結(jié)構(gòu)件組成，并且其中散熱件裝于多個(gè)結(jié)構(gòu)件中的一個(gè)中。
在這種情況下，冷卻設(shè)備包括多個(gè)散熱件。
在這種情況下，冷卻設(shè)備包括多個(gè)散熱件，其中殼內(nèi)含有一個(gè)發(fā)熱源，多個(gè)散熱件被置于發(fā)熱源的兩側(cè)。
在這種情況下，每一個(gè)吸熱單元和散熱單元是一個(gè)片。
在這種情況下，每一個(gè)吸熱單元和散熱單元包括多個(gè)片，并且其中多個(gè)片中的每一個(gè)片都基本上沿著密封殼的垂直方向布置。
在這種情況下，冷卻設(shè)備還包括一個(gè)導(dǎo)熱板，使得殼內(nèi)的熱量傳遞到吸熱單元上。
在這種情況下，冷卻設(shè)備包括多個(gè)散熱件，其中殼內(nèi)包含一個(gè)發(fā)熱源，多個(gè)散熱件被置于發(fā)熱源的兩側(cè)，并且冷卻設(shè)備還包括一個(gè)裝在多個(gè)散熱件中的第一散熱件的吸熱單元和第二散熱件的吸熱單元之間的導(dǎo)熱板，使得殼內(nèi)的熱量傳遞到第一和第二散熱件的吸熱單元上。
在這種情況下，散熱件是金屬制成的。
在這種情況下，除了開口部分外，通道在殼的下部具有另一個(gè)開口部分，并且冷卻設(shè)備還包括一個(gè)裝在殼的另一開口部分中的支撐件，以便支撐散熱件。支撐件從殼的下表面凸出。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的又一個(gè)方面，一種冷卻密封殼的方法包括如下步驟在殼內(nèi)提供一通道，該通道基本沿垂直方向設(shè)置，并且在殼的上部有一個(gè)開口部分，殼內(nèi)的熱量被傳遞到該通道，根據(jù)通道內(nèi)氣體與通道外氣體的密度差，通道內(nèi)的氣體向上運(yùn)動(dòng)，從開口處帶走熱量。
在這種情況下，提供通道的步驟包括除了一個(gè)開口部分外，通道在殼的下部具有另一個(gè)開口部分。
在這種情況下，提供通道的步驟包括以增加通道的表面積的方式提供通道。
下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明，將有助于對(duì)本發(fā)明的理解。其中圖1A是顯示常規(guī)的可冷卻密封殼的冷卻設(shè)備的正視圖的剖視圖；圖1B是顯示常規(guī)冷卻設(shè)備的沿圖1A中線Ⅲ-Ⅲ的剖視圖；圖2是顯示常規(guī)冷卻設(shè)備的沿圖1A中線Ⅱ-Ⅱ的剖視圖；圖3A是顯示本發(fā)明的實(shí)施例的一個(gè)可冷卻密封殼的冷卻設(shè)備的正視圖；圖3B是顯示本發(fā)明的該實(shí)施例的一個(gè)可冷卻密封殼的冷卻設(shè)備的俯視圖；圖3C是顯示本發(fā)明的該實(shí)施例的一個(gè)可冷卻密封殼的冷卻設(shè)備的仰視圖；圖4A是顯示該冷卻設(shè)備的沿圖3B的線A-A的剖視圖；圖4B是顯示該冷卻設(shè)備的沿圖3A的線B-B的剖視圖；圖4C是顯示該冷卻設(shè)備的沿圖3A的線C-C的剖視圖。
下面參照附圖描述本發(fā)明的最佳實(shí)施例。
應(yīng)當(dāng)指出本發(fā)明的實(shí)施例的可冷卻密封殼的冷卻設(shè)備適用于比如野外無(wú)線電通信設(shè)備的密封柜。
冷卻設(shè)備的結(jié)構(gòu)在圖3A到圖4A中，示出了本發(fā)明一個(gè)最佳實(shí)施例的可冷卻密封殼的冷卻設(shè)備。嚴(yán)格地講，圖3A是顯示本發(fā)明該實(shí)施例的可冷卻密封殼的冷卻設(shè)備的正視圖。圖3B是顯示圖3A的可冷卻密封殼的冷卻設(shè)備的俯視圖。圖3C是顯示圖3A的可冷卻密封殼的冷卻設(shè)備的仰視圖。圖4A是顯示該冷卻設(shè)備的沿圖3B的線A-A的剖視圖。圖4B是顯示該冷卻設(shè)備的沿圖3A的線B-B的剖視圖。而且，圖4C是顯示該冷卻設(shè)備的沿圖3A的線C-C的剖視圖。
如圖3A和圖3B所示，本實(shí)施例的冷卻設(shè)備包括一個(gè)前殼11，一個(gè)后殼12，一個(gè)金屬散熱件13，一個(gè)蓋11a，這個(gè)蓋11a用來將散熱件13固定于前殼11上。
需要特別指出的是，雖然，前面提到在冷卻設(shè)備中用了兩個(gè)散熱件13和13，如有必要，這里只解釋其中的一個(gè)。
如圖4A所示，散熱件13是圓柱形，具有一通孔14。這個(gè)通孔14沿上下走向穿過散熱件13。與散熱件13的通孔14的位置相對(duì)應(yīng)，在前殼11的上下表面形成兩套開口部分。應(yīng)該這樣理解上述的蓋11a，它是一個(gè)包含防水襯墊的輔助部件。
如圖4A和圖4C所示，在圓柱形的散熱件13的外表面13c上，形成有多個(gè)集熱片13a，這些集熱片13a沿徑向方向及上下方向向外凸出。在圓柱形的散熱件13的內(nèi)表面13d上沿上下方向形成有多個(gè)散熱片13b。多個(gè)散熱片13b中的每一個(gè)都形成弧形槽部分，弧形槽部分沿徑向向外擴(kuò)展，以增加內(nèi)表面13d的表面積。
沿著軸向，圓柱形散熱件13的兩個(gè)端部通過上述的蓋11a而裝配在前殼11上。蓋11a密封不包括通孔14的前殼11的開口部分。因而，前殼11和后殼12的內(nèi)部可以相對(duì)于外界環(huán)境完全密封。而且，散熱片13b并沒有暴露在前殼11的外面。
如圖4C所示，在冷卻設(shè)備部件1b(例如，導(dǎo)熱板)的兩側(cè)，布置兩套上述圓柱形散熱件13和13。導(dǎo)熱板1b被直接連接到圓柱形散熱件13的集熱片138上，這是用連接件諸如螺栓完成的。如圖4A和4C的虛線所示，在上述兩套散熱件13和13之間，導(dǎo)熱板1b具有較大的表面積，因而，導(dǎo)熱板1b易于在前殼11和后殼12之間的空間吸收熱量。
冷卻設(shè)備的散熱操作參照?qǐng)D3A至圖4C，上述冷卻設(shè)備的散熱操作將被解釋如下。
無(wú)線電通信設(shè)備(未示出)被置于前殼11與后殼12之間。前殼11與后殼12被安裝成可使圓柱形散熱件13的通孔14沿上下方位布置的狀態(tài)。
在前后殼11和12之間的熱量由置于圓柱形散熱件13外側(cè)(即在密封的前后殼11/12內(nèi)側(cè))的集熱片13a所吸收。由集熱片13a所吸收的熱量可由前后殼11/12外側(cè)的散熱片13b散發(fā)出去。這些散熱片13b置于圓柱形散熱件13的內(nèi)部，即在通孔14的一側(cè)，通孔14沿著前后殼11/12的上下方向形成并且與外界環(huán)境相通。
結(jié)果，如上所述，由于在上下方向伸展的通孔14產(chǎn)生的所謂的“煙囪效應(yīng)”，前后殼11/12之間的熱量可以有效地排到外面。
在本實(shí)施例中，該“煙囪效應(yīng)”的意思是當(dāng)在垂直通道中的空氣和/或其它氣體被加熱時(shí)，其密度下降(相對(duì)于垂直通道外的空氣和/或其它氣體)。因而，垂直通道內(nèi)的空氣和/或其它氣體向上運(yùn)動(dòng)。
特別要指出從圖3A到圖4C，雖然只表示出了兩個(gè)上述的散熱件13，但可根據(jù)實(shí)際需要布置一個(gè)或任意數(shù)量的散熱件13。再有，上述集熱片13a和散熱片13b的形狀并不限于如圖3A到圖4C所表示的那樣。只要集熱/散熱片與氣體的接觸表面可以增加，則可以采用任何形狀的集熱/散熱片。
根據(jù)本實(shí)施例，如前文所述，在可冷卻密封殼的冷卻設(shè)備中，圓柱型散熱件13被布置得沿上下走向穿過密封殼。在前/后殼11/12之間的熱量可被有效地傳到外面，其機(jī)理是上述的圓柱型散熱件13的“煙囪效應(yīng)”。
由于前殼11與后殼12被聯(lián)接在一起，可以構(gòu)成一個(gè)有防水特性的密封殼。再有，在本實(shí)施例中，可在前殼11和后殼12中的任意一個(gè)上形成一套或多套開口部分。開口部分是沿著上下走向穿過的。上述的圓柱型散熱件13和13被裝配在這些開口部分上。借助于輔助蓋11a，這些圓柱型散熱件的兩端固定或支撐在開口的周邊上。
多個(gè)集熱片13a裝在圓柱型散熱件13的外表面上，并且是沿著上下走向布置的。這些集熱片13a可以吸收密封殼內(nèi)的熱量。再有，多個(gè)散熱片13b裝在圓柱型散熱件13的內(nèi)表面上。
根據(jù)本實(shí)施例，上述的集熱片13a置于密封殼(前后殼)11和12內(nèi)表面上，即在圓柱型散熱件13的外邊。再有，散熱片13b置于圓柱型散熱件13的內(nèi)表面上。散熱片13b可以是通孔14的一部分。這個(gè)通孔14穿過密封殼11的開口部分沿上下方向與外部環(huán)境相通。集熱片13a可吸收密封殼11/12之間的熱能(內(nèi)部熱量)。由此，由集熱片13a吸收的熱能可以由散熱片13b散出去，然后再由上述的煙囪效應(yīng)傳到前后(密封)殼11/12之外。
再有，由于金屬制圓柱型散熱件13被置于密封的前后殼11/12中間，這個(gè)散熱件13不會(huì)由于太陽(yáng)的直接傳熱而受到不良的影響。即這個(gè)散熱件13絕對(duì)不會(huì)從外界吸收不需要的熱量。因此，這個(gè)散熱件13具有很高的冷卻效率。
如上文所詳述的，基于本發(fā)明的冷卻設(shè)備，用于保護(hù)無(wú)線電通訊設(shè)備的密封殼是由前殼11和后殼12構(gòu)成的。通孔(即開口部分)是上下走向的，并且是布置在前殼11或后殼12的任一個(gè)上，圓柱形散熱件13被裝配在相應(yīng)于通孔的位置上。因而，根據(jù)本發(fā)明的冷卻設(shè)備，可以獲得很高的散熱效率，而且并不采用熱管和暴露式的散熱組件。再有，根據(jù)本發(fā)明的冷卻設(shè)備，簡(jiǎn)化了密封殼的防水和防雨措施，總的結(jié)構(gòu)件也減少了。再有，這個(gè)冷卻設(shè)備的總重量減少了，其安裝費(fèi)用也下降了。
權(quán)利要求
1．一種可冷卻殼(11,12)的冷卻設(shè)備，其特征在于，它包括一裝于所述殼(11,12)內(nèi)并形成一在所述殼(11,12)的上部具有一開口部分的通道(14)的散熱件(13)；一裝在所述散熱件(13)所述通道(14)表面的至少一部分中的散熱單元(13b)；以及一裝在所述散熱件(13)周邊部分中的吸熱單元(13a)，這樣，從所述散熱單元(13b)散發(fā)的熱量依照煙囪效應(yīng)從所述散熱件(13)的開口部分通過所述通道(14)排出。
2．按照權(quán)利要求1所述的可冷卻殼(11,12)的冷卻設(shè)備，其特征在于所述通道(14)的形成是沿著所述殼(11,12)的基本垂直的方向伸展的。
3．按照權(quán)利要求1或2所述的可冷卻殼(11,12)的冷卻設(shè)備，其特征在于所述散熱件(13)基本上做成圓柱型，其中所述散熱單元(13b)裝在所述散熱件(13)的內(nèi)表面(13d)上，并且其中所述吸熱單元(13a)裝在所述散熱件(13)的外表面(13c)上。
4．按照權(quán)利要求1或2所述的可冷卻殼(11,12)的冷卻設(shè)備，其特征在于所述散熱單元(13b)被形成具有基本下凹的或基本上凸的形狀以增加所述通道(14)的表面積，并且其中所述吸熱單元(13a)具有基本上凸的形狀。
5．按照權(quán)利要求1或2所述的可冷卻殼(11,12)的冷卻設(shè)備，其特征在于所述散熱件(13)基本上做成圓柱型，其中所述散熱單元(13b)具有下凹部分，并且其中所述吸熱單元(13a)具有上凸部分。
6．按照權(quán)利要求1或2所述的可冷卻殼(11,12)的冷卻設(shè)備，其特征在于除了所述開口部分外，所述通道(14)在所述殼(11,12)下部具有另一個(gè)開口部分。
7．按照權(quán)利要求1或2所述的可冷卻殼(11,12)的冷卻設(shè)備，其特征在于所述散熱件(13)和所述散熱單元(13b)被置于所述殼(11,12)內(nèi)。
8．按照權(quán)利要求1或2所述的可冷卻殼(11,12)的冷卻設(shè)備，其特征在于所述殼(11,12)由多個(gè)結(jié)構(gòu)件(11,12)組成，連接起來以保證所述殼(11,12)的防水特性。
9．按照權(quán)利要求1或2所述的可冷卻殼(11,12)的冷卻設(shè)備，其特征在所述殼(11,12)由多個(gè)結(jié)構(gòu)件(11,12)組成，并且其中所述散熱件(13)裝于所述多個(gè)結(jié)構(gòu)件(11,12)中的一個(gè)(11)中。
10．按照權(quán)利要求1或2所述的可冷卻殼(11,12)的冷卻設(shè)備，其特征在于所述冷卻設(shè)備包括多個(gè)所述散熱件(13,13)。
11．按照權(quán)利要求1或2所述的可冷卻殼(11,12)的冷卻設(shè)備，其特征在于所述冷卻設(shè)備包括多個(gè)所述散熱件(13,13)，其中所述殼(11,12)內(nèi)含有一個(gè)發(fā)熱源；并且所述多個(gè)散熱件(13,13)被置于所述發(fā)熱源的兩側(cè)。
12．按照權(quán)利要求1或2所述的可冷卻殼(11,12)的冷卻設(shè)備，其特征在于每一個(gè)所述吸熱單元(13a)和所述散熱單元(13b)是一個(gè)片。
13．按照權(quán)利要求1或2所述的可冷卻殼(11,12)的冷卻設(shè)備，其特征在于每一個(gè)所述吸熱單元(13a)和所述散熱單元(13b)包括多個(gè)片，并且其中所述多個(gè)片中的每一個(gè)片都基本上沿著所述殼(11,12)的垂直方向布置。
14．按照權(quán)利要求1或2所述的可冷卻殼(11,12)的冷卻設(shè)備，其特征在于所述冷卻設(shè)備還包括一個(gè)導(dǎo)熱板(1b)，使得所述殼(11,12)內(nèi)的熱量傳遞到所述吸熱單元(13a)上。
15．按照權(quán)利要求1或2所述的可冷卻殼(11,12)的冷卻設(shè)備，其特征在于所述冷卻設(shè)備包括多個(gè)所述散熱件(13,13)，其中所述殼(11,12)內(nèi)包含一個(gè)發(fā)熱源，其中所述多個(gè)散熱件(13,13)被置于所述發(fā)熱源的兩側(cè)；并且其中所述冷卻設(shè)備還包括一個(gè)裝在所述多個(gè)散熱件(13,13)中的第一散熱件(13)的吸熱單元(13a)和第二散熱件(13)的吸熱單元(13a)之間的導(dǎo)熱板(1b)，使得所述殼(11,12)內(nèi)的熱量傳遞到所述第一和第二散熱件(13,13)的吸熱單元(13a,13a)上。
16．按照權(quán)利要求1或2所述的可冷卻殼(11,12)的冷卻設(shè)備，其特征在于所述散熱件(13)是金屬制成的。
17．按照權(quán)利要求1或2所述的可冷卻殼(11,12)的冷卻設(shè)備，其特征在于除了所述開口部分外，所述通道(14)在所述殼(11,12)的下部具有另一個(gè)開口部分；并且其中所述冷卻設(shè)備還包括一個(gè)裝在所述殼(11,12)的所述另一開口部分中的支撐件(11a)，以便支撐所述散熱件(13)，所述支撐件(11a)從所述殼(11,12)的下表面凸出。
18．一種冷卻殼(11,12)的方法，其特征在于，它包括在所述殼(11,12)內(nèi)提供一通道(14)，所述通道(14)基本沿垂直方向設(shè)置，并且在所述殼(11,12)的上部有一個(gè)開口部分；所述殼(11,12)內(nèi)的熱量被傳遞到所述通道(14)；以及根據(jù)所述通道(14)內(nèi)所述氣體與所述通道(14)外氣體的密度差，所述通道(14)內(nèi)的氣體向上運(yùn)動(dòng)，從所述開口部分處帶走所述傳遞的熱量。
19．按照權(quán)利要求18所述的冷卻殼(11,12)的方法，其特征在于所述提供所述通道(14)的步驟包括除了所述開口部分外，所述通道(14)在所述殼(11,12)的下部具有另一個(gè)開口部分。
20．按照權(quán)利要求18或19所述的冷卻殼(11,12)的方法，其特征在于所述提供所述通道(14)的步驟包括以增加所述通道(14)的表面積的方式提供所述通道(14)。
全文摘要
一種可冷卻殼(11,12)的冷卻設(shè)備包括一散熱件(13),一散熱單元(13b),及一吸熱單元(13a)。散熱件(13)置于殼(11,12)內(nèi)并形成一在殼(11,12)的上部有一個(gè)開口部分的通道(14)。散熱單元(13b)裝在散熱件(13)通道(14)表面的至少一部分中。吸熱單元(13a)裝在散熱件(13)周邊部分中,這樣,從散熱單元(13b)散發(fā)的熱量依照煙囪效應(yīng)從散熱件(13)的開口部分通過通道(14)排出。
文檔編號(hào)H05K7/20GK1236293SQ99102820
公開日1999年11月24日 申請(qǐng)日期1999年3月8日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月12日
發(fā)明者小松和夫 申請(qǐng)人:日本電氣株式會(huì)社