SE514171C2 - Anordning och förfarande för luftkylning av en elektrisk anordning - Google Patents

Description

20 25 30 35 514 171 2 fläktar.

Således finns det ett problem med att åstadkomma en effektiv kylning för värmealstrande anordningar i radiotransmissions- system, särskilt då de värmealstrande anordningarna är placerade på ställen som är svåra att nå.

Vidare beskriver US A 4 901 029 ett effektförstärkararrangemang som innehåller ett kylarrangemang.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Det är ett syfte med föreliggande uppfinning att lösa problemet med att åstadkomma en effektiv kylning för värmealstrande anordningar i radiotransmissionssystem.

Detta syfte uppnås genom att placera ett munstycke, särskilt ett Laval-munstycke, i närheten av den värmealstrande anordningen. I en föredragen utföringsform matas munstycket via en luftmatningsslang, varvid lufttrycket företrädesvis är högre än trycket vid utgångssidan på munstycket.

På detta sätt kan luften som flödar ut ur munstycket ha hög hastighet. Exempelvis kan hastigheten vara ljudhastigheten eller högre. Därigenom ökas den termiska överföringsfaktorn signifikant.

Användningen av ett sådant arrangemang åstadkommer flera fördelar. Således kan medeltiden mellan fel i transmissionssystemet förväntas att minska och service kommer att kunna utföras mycket enklare och till lägre kostnad eftersom inga rörliga delar finns på ställen som är svåra att nå.

Munstycket kan vara placerat näraianordningen som den är avsedd att kyla, medan enheten som matar munstycket med luft, t ex en fläkt eller en kompressorïkan finnas på ett annat ställe. Detta är mycket fördelaktigt då elektriska anordningar som skall kylas befinner sig på ställen som är 1:' 10 15 20 25 30 35 Matningsenheten kan då vara placerad vid antenntornets fot där reparation och service enkelt kan utföras.

KORTFATTAD BESKRIVNING AV RITNINGARNÄ Föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas mer i detalj med hjälp av icke begränsande exempel och med hänvisning till de bilagda ritningarna, på vilka: - Figur 1 är ett snitt genom ett Laval-munstycke.

- Figur 2 är en allmän vy över ett antenntorn i ett radiotransmissionssystem.

- Figur 3 är ett snitt genom en kabel, som kan användas för att mata ett Laval-munstycke.

- Figur 4 är ett snitt genom ett lufttätt hölje, som innehåller ett munstycke och en värmealstrande effektförstärkare.

Bssxnrvuxuc Av rönnnnacun umrönrucsronnnn I figur 1 visas ett Laval-munstycke 101.-Ett Laval-munstycke bildas av en konvergerande inloppsdel 105 och en divergerande utloppsdel 103 som är formade för att åstadkomma en adiabatisk expansion i munstycket. På grund av den Laval-munstycken beskrivs närmareii boken, "Mechanics of fluids", Massey, IsBN-0442 05167-X.

Temperatursänkningen i ett Laval-munstycke kan erhållas ur formeln där T betecknar temperaturen och P trycket: 10 15 20 25 30 35 40 T1 = ( Pb ; lä? 13 P1 C Där k =_lï CV T1 är gastemperaturen vid munstyckets inlopp, T2 är temperaturen vid munstyckets utlopp, Pi är trycket vid munstyckets inlopp och P2 är trycket vid munstyckets utlopp. är det specifika värmekapaciteten för en termodynamisk tillståndsändring vid konstant tryck och cv är den specifika värmekapaciteten för en termodynamisk tillståndsändring vid konstant volym.

Således måste trycket P1 vara 1,35 atm för luft, för att erhålla en temperaturminskning från 298 K till 273 K, där CP/CV approximativt är 1,4 för luft.

I figur 2 visas ett antenntorn 201. Antenntornet 201 uppbär en antenn 203. Antennerna matas med signaler som har förstärkts av effektförstärkare 205, som är placerade nära antennerna vid antenntornets 201 topp.

I syfte att kyla effektförstärkarna 205, och/eller andra värmeavgivande anordningar placerade på samma ställe, finns Laval-munstycken, såsom beskrivna ovan, också placerade på samma ställe, dvs intill effektförstärkarna 205.

Laval-munstyckena är i en föredragen utföringsform matade med luft genom en slang 207, som i sin andra ände är ansluten till en luftmatningsenhet 209, såsom en fläkt eller en kompressor. Luftmatningsenheten är placerad vid antenntornets 201 fot, där den är enkel att komma åt för att utföra olika sorters service. Det kan också vara möjligt att rikta utflödet från munstycket direkt mot komponenten/anordningen som skall kylas.

Fördelen med att mata Laval-munstycket med luft på detta sätt I! 10 15 20 25 30 35 " 514 171 ~fljiilšíflšßï? 5 är att fläkten kan vara placerad på ett ställe som enkelt kan nås för att utföra service av olika slag.

Figur 3 visare ett snitt genom slangen 207 i en föredragen utföringsform. I denna utföringsform är slangen 207 en kombinerad slang, som på ett integrerat sätt kan mata luft, elektrisk kraft och en transmissionssignal till antenntornets topp. I en annan föredragen utföringsform har den integrerade slangen också organ för att återmata luften som matas till antenntornets topp. Således innefattar den integrerade slangen en transmissionsledning 301, en elektrisk kraftförsörjningsledning 303, och en luftmatningsledning 305.

Den kombinerade slangens diameter är ungefär 50-60 mm.

Detta är fördelaktigt eftersom endast en kabel behöver sammankoppla antenntornets fot med dess topp. Elektrisk kraft och en signaltransmissionsledning måste alltid matas till antennens topp, och genom att kombinera dem till en enda kabel, tillsammans med luftmatningsledningen, underlättas sammankopplingen.

I en föredragen utföringsform innefattar slangen 207 också en -återmatningskanal för luft 307. Detta är fördelaktigt eftersom effektförstärkarna och munstycket då kan vara placerade i ett lufttätt hölje. Ett sådant arrangemang kommer att förhindra smuts från att komma in i kylsystemet. Dessutom förhindras oxidation om ett sådant lufttätt hölje används. I figur 4 visas ett snitt genom ett lufttätt hölje 401. Höljet 401 innehåller en förstärkare 403, som är ansluten till transmissionsledning 301 och den elektriska kraftförsörjningsledningen 303. Förstärkare 403 kyls av luft som flödar ut ur utloppet på ett munstycke 405. Munstycket matas med luft som har ett tryck högre än en atmosfär via slangen 305. Luften som kommer in i det lufttäta höljet 401 går ut ur höljet via återföringskanalen 307 såsom visas av pilen 407.

I en annan föredragen utföringsform är munstycket 405 termiskt isolerat. Detta är en fördel då munstycket 10 15 a 514 1717? ' 6 åstadkommer en adiabatisk expansion som leder till en temperaturminskning. Om munstycket inte är termiskt isolerat kan en del av kyleffekten som åstadkoms av temperaturminskningen förloras.

Förfarandet och anordningen för att kyla elektroniska anordningar såsom beskrivits häri är särskilt väl lämpade för att kyla vid ställen som är svåra att nå. Således kan de delar av kylsystemet som mest sannolikt behöver repareras och ges service placeras på ställen som är enkla att nå och anordningar som behöver kylas kan placeras där de bäst fyller sitt syfte, vilket kan vara ett ställe som inte är lämpat för enkel åtkomst.

Claims (18)

'514 17Trüfiä%# PArsmxRAv i ?

1. Anordning för att luftkyla en elektrisk anordning (403) via ett munstycke (405), anslutet till en luftmatningsenhet (209), som matar munstycket med luft genom en slang, varvid munstycket är placerat i närheten av den elektriska anordningen, känneteck- nad av att munstycket är ett Laval-munstycke (101).

2. Anordning enligt krav 1, kânnetecknad av att munstycket är anslutet till luftmatningsenheten via en slang (207), som också innehåller en strömledning (303) och/eller en transmissionsledning (301).

3. Anordning enligt något av kraven 1-2, kânnetecknad av att slangen också har organ (307) för att återmata luften som matas till munstycket.

4. Anordning enligt något av kraven 1-3, kânnetecknad av att munstycket är placerat på ett radiotransmissionsställe.

5. Anordning enligt något av kraven 1-4, kânnetecknad av organ för att mata ut luft från munstycket med en hastighet som är högre än ljudhastigheten.

6. Anordning enligt något kraven 1-5, kânnetecknad av att munstycket är termiskt isolerat.

7. Anordning enligt något av kraven 1-6, kännetecknad av att munstycket är placerat i ett lufttàtt hölje.

8. Anordning enligt något av kraven 1-7, då den elektriska anordningen är placerad vid toppen på ett antenntorn, känneteck- nad av att luftmatningsenheten är placerad vid antenntornets fOt. 514 171i~%+fi.ßëå%=§f* 8

9. Anordning för att luftkyla en elektrisk anordning (401), via ett munstycke (405), anslutet till en luftmatningsenhet, som matar munstycket med luft genom en slang (207), varvid munstyck- et år placerat i närheten av den elektriska anordningen, känne- tecknad av att munstycket är anslutet till luftmatningsenheten via en slang, som också innehåller en strömledning (303) och/eller en transmissionsledning (301).

10. Förfarande för att kyla en elektrisk anordning, innefattande stegen att luft blåses ut ur ett munstycke och riktas mot eller i närheten av den elektriska anordningen, varvid munstycket âr anslutet till en luftmatningsenhet som matar munstycket med luft via en slang, kânnetecknat av att luften blåses ut ur ett Laval- munstycke.

11. Förfarande enligt krav 10, kânnetecknat av att munstycket ansluts till luftmatningsenheten via en slang som också innehåller en kraftledning och/eller en transmissionsledning.

12. Förfarande enligt något av kraven 10-ll, kânnetecknat av att luft som matas till munstycket återmatas genom matningsslangen.

13. Förfarande enligt något av kraven 10-12, kânnetecknat av att munstycket placeras på ett radiotransmissionsställe_

14. Förfarande enligt något av kraven 10-13, kånnetecknat av att luft matas ut ur munstycket med en hastighet som är högre än ljudhastigheten.

15. Förfarande enligt något av kraven 10-14, kånnetecknat av att munstycket isoleras termiskt.

16. Förfarande enligt något av kraven 10-15, kânnetecknat av att 514 17flïïïlffilial' “i munstycket placeras i ett lufttâtt hölje.

17. Anordning enligt något av kraven 10-16, då den elektriska anordningen är placerad vid toppen av ett antenntorn, känneteck- nad av att luftmatningsenheten är placerad vid foten av antênntOrnet .

18. Förfarande för att kyla en elektrisk anordning, innefattande stegen att luft blàses ut ur ett munstycke och riktas mot eller i närheten av den elektriska anordningen, varvid munstycket är anslutet till en luftmatningsenhet som matar munstycket med luft via en slang, kännetecknat av att munstycket ansluts till luftmatningsenheten via en slang som också innehåller en kraft- ledning och/eller en transmissionsledning.