[发明专利]空气冷却方法和装置

说明书

本发明涉及产生热的装置尤其是无线电传输系统中产生热的装置的空气冷却方法和装置。

无线电传输系统中，产生热的装置如功率放大器通常位于与传输无线电信号的天线成一定距离的位置。因此，馈送放大信号至天线时，信号必须经馈电缆传送。然而，馈电缆中的传送并非无损失。馈电缆中这种损失是不希望有的。

馈电缆损失问题的一种解决方法是使功率放大器的位置接近要馈送放大信号的天线。然而，无线电传输系统中的天线一般位于难以到达的位置。例如，位于天线塔等的顶部。

此外，在功率放大器位于天线塔内的情况下，功率放大器应小巧且重量轻，因此需以有效方式冷却。冷却作用必须极有效及能冷却大量热。仅用突缘和类似物体冷却在大多数情况将不足以提供有效冷却作用。这是由于一般使用的放大器极小巧且发出大量的热。

为解决这一问题，当然可在功率放大器附近设置风扇。然而，此举并不理想，因为风扇属于要时常进行维护的活动器件。而且，风扇位于难以到达之处，因此难以维护、修理或更换。还可能出现另一问题，由于风扇所处位置，使全部传输系统的平均寿命降低。

如此，存在对无线电传输系统中产生热的装置提供有效冷却的需要，尤其是产生热的装置位于难以到达的位置时。

US5，067，047提出了一种冷却安装在印刷电路板前表面上的产生热的元件的装置。该装置对冷却流体加压使其流经位于需要冷却位置的孔。

USA4，901，029提出了包括一冷却装置的功率放大器装置。

然而，这些文件所述的方法均不适于冷却无线电传输系统中的元件，主要是存在冷却容量过低及与冷却系统有关的成本问题。

本发明目的在于解决对无线电传输系统中产生热的装置提供有效冷却的问题。

此目的借助将一拉伐尔喷嘴与产生热的装置共同设置而达到。在较佳实施例中，喷嘴经一空气馈送管进行馈送，其空气压力最好高于喷嘴出口侧的压力。

以此方式，流出喷嘴的空气具有高速度。例如，速度可达音速或更高，因此，热传递因素显著增加。

利用这种装置有多项优点。因无活动零件位于难接近位置，故传输系统的MTBF(平均无故障时间)改善，维护较易进行及成本低。

喷嘴可放在接近需要冷却的装置的位置，供应空气至喷嘴的单元例如风扇或压缩机可放在另一位置。在需要冷却的电气装置位于难以到达位置或接近如天线塔顶时，这样极为有利。供气单元可放在天线塔基部，这样便于修理和维护。

此外，因空气被压缩，用以互连喷嘴与供气单元的管的直径能减小。

本发明将参照附图以非限制性实例予以详细说明。

图1为拉伐尔喷嘴的剖面图。

图2为无线电传输系统天线塔的简图。

图3为用于馈送拉伐尔喷嘴的缆的剖面图。

图4为容纳喷嘴和产生热的功率放大器的气密式外壳的剖面图。

图1示出拉伐尔喷嘴101。拉伐尔喷嘴由收敛入口部分105和扩张出口部分103构成，其形状可提供在喷嘴中进行绝缘膨胀。由于绝热膨胀发生在喷嘴中，产生冷却效应而使温度降低。

流出喷嘴的空气具有高速度，一般为高于音速的速度，因而可获得高传热因数。

拉伐尔喷嘴的详细说明可参看Massey的“流体力学”(“Mechanicsof fluids”)，ISBN-0442 05176-X。

拉伐尔喷嘴中的温度降低量能由下述温度T和压力P的公式获得： T 1 T 2 = ( P 2 P 1 ) 1 - k k ]]>