UNIDAD DE REFRIGERACIÓN MEDIANTE VENTILADOR PARA REFRIGERAR COMPONENTES ELECTRÓNICOS.

Unidad (100) de refrigeración mediante ventilador para refrigerar componentes electrónicos (7),

que comprende un alojamiento (8) para contener los componentes electrónicos (7), al menos una abertura (11) de entrada de aire y al menos una abertura (12) de salida de aire en el alojamiento (8), al menos un ventilador (6) para generar un flujo de aire desde la abertura (11) de entrada de aire, a través del alojamiento (8), hacia la abertura (12) de salida de aire, y al menos una cubierta protectora (1) para cubrir por completo al menos la abertura (11) de entrada de aire para eliminar las partículas de una corriente de aire que entre en el alojamiento (8), comprendiendo dicha cubierta protectora un medio de filtro compuesto (3) y un bastidor (2) en el que está montado el medio de filtro compuesto (3) con el fin de crear un ajuste hermético entre el medio de filtro (3) y el bastidor (2), en el que el medio de filtro (3) tiene una estructura multicapa, que comprende - una capa (20) de membrana de filtración que comprende una membrana de polímero porosa, y - al menos una capa (18) de medio de filtración en profundidad que comprende fibras y dispuesta en un lado de la parte de arriba de la capa (20) de membrana de filtración con relación a la dirección de circulación del gas a través del filtro

ANTECEDENTES

La presente invención se refiere a una unidad de refrigeración mediante ventilador para refrigerar componentes electrónicos, en particular para uso en lugares expuestos a los agentes atmosféricos, tal como en estaciones base de telecomunicaciones refrigeradas por aire.

En el documento WO 00/04980 se describe una unidad de refrigeración mediante ventilador de la técnica anterior para una estación base de telecomunicaciones refrigerada por aire. Comprende un alojamiento para contener los componentes electrónicos de telecomunicaciones, al menos una abertura de entrada de aire y al menos una abertura de salida de aire en el alojamiento, por lo menos un ventilador para generar un flujo de aire desde la abertura de entrada de aire, a través del alojamiento, hasta la abertura de salida de aire, y al menos una cubierta protectora para cubrir por completo, por lo menos, la abertura de entrada de aire con el fin de eliminar partículas de la corriente de aire que entra en el alojamiento. La cubierta protectora comprende un medio de filtro compuesto y un bastidor en el que está montado el medio de filtro compuesto con el fin de crear un ajuste hermético entre el medio de filtro y el bastidor. El medio de filtro comprende una capa de membrana de filtración que comprende una membrana de polímero porosa y un material de soporte en ambas caras, delantera y trasera de la capa de membrana de filtración, tal como un elemento laminar no tejido, tela tejida, tela tricotada, malla o chapa perforada. El material de soporte y la capa de membrana de filtración pueden disponerse separados uno encima de otro o pueden formar un estratificado. La capa de membrana de filtración puede estar constituida por un polímero sintético seleccionado del grupo del polietileno, polipropileno y fluoropolímeros que incluyen copolímeros de tetrafluoroetileno/(perfluoroalquil)vinil etilo (PFA), copolímeros de tetrafluoroetileno/hexafluoropropileno (FEP) y politetrafluoroetileno (PTFE), preferiblemente politetrafluoroetileno expandido (ePTFE). En el exterior, delante de la cubierta protectora, puede montarse un panel de persiana, con fines de protección contra el vandalismo y para evitar daños mecánicos, pero que también impide que el agua salpicada alcance directamente el medio de filtro compuesto.

La unidad de refrigeración mediante ventilador de la técnica anterior es particularmente útil cuando el alojamiento con los componentes electrónicos está situado al exterior, con poca o ninguna protección y expuesto a las condiciones atmosféricas. El medio de membrana de filtro admite una fuerte corriente de aire, permitiendo conseguir una diferencia de temperatura de menos de 10K mediante la unidad de refrigeración mediante ventilador, incluso con una temperatura ambiente elevada y, también, garantiza la protección contra la penetración de agua y de humedad, en cumplimiento de la exigente normativa europea sobre telecomunicaciones.

El documento US 2005/0108996 A1 describe una unidad de refrigeración mediante ventilador para componentes electrónicos de estructura similar, en la que el medio de filtro respectivo se incorpora como un sistema de filtro con dos elementos separados, un elemento de filtro en la parte de arriba para filtrar la materia en partículas y un elemento de filtro en la parte de abajo, de PTFE, para filtrar el vapor de agua.

El objeto de la presente invención es proponer una unidad de refrigeración mediante ventilador con una capacidad mejorada de retención de agua, humedad y cualesquiera otros elementos que estén contenidos en una corriente de aire y que pudieran provocar el deterioro o la destrucción de los componentes electrónicos.

CARACTERÍSTICAS DE LA INVENCIÓN

Lo anterior se consigue, de acuerdo con la invención, gracias a la unidad de refrigeración mediante ventilador de acuerdo con la técnica anterior mencionada en lo que antecede con, sin embargo, un medio de filtro compuesto diferente de la cubierta protectora. El medio de filtro compuesto comprende, en la presente invención, además de la capa de membrana de filtración, al menos una capa de medio de filtración en profundidad dispuesta en un lado en la parte de arriba de la capa de membrana de filtración con relación a la dirección del flujo de gas a través del filtro.

La capa de medio de filtración en profundidad comprende, preferiblemente, fibras que tienen una carga electrostática, cuya carga no es tan fuerte como para afectar a los componentes electrónicos del alojamiento. Si bien puede conseguirse material de filtro cargado eléctricamente mediante una serie de técnicas conocidas, una forma conveniente de cargar en frío el elemento laminar de fibras se describe en el documento US 5.401.446. Las fibras cargadas mejoran el comportamiento del filtro atrayendo las partículas pequeñas hacia las fibras y reteniéndolas en ellas. Se ha encontrado que la caída de presión en el medio de filtro aumenta, por tanto, de manera más lenta de lo que lo hace sin carga eléctrica en el medio de filtración en profundidad.

La eliminación de las pequeñas partículas en el medio de filtración en profundidad (prefiltro) evita el atasco prematuro de la capa de membrana de filtración debido a la acumulación de una torta de filtro sobre la superficie de la membrana (que es un medio de filtración "superficial" en comparación con el medio de filtración en profundidad). La permeabilidad de la torta de filtro se conserva, por tanto, durante un período de tiempo más largo. Se estima que el filtro de acuerdo con la presente invención puede diseñarse para uso continuo en zonas altamente polucionadas durante la vida útil de los componentes electrónicos, sin necesidad de sustituir el filtro.

Preferentemente, en el lado de la parte de arriba o en el lado de la parte de abajo de la membrana hay prevista una capa de soporte diferente del medio de filtración en profundidad, para proporcionar soporte para soportar el flujo de aire y la caída de presión resultante. Ha de hacerse notar, sin embargo, que la capa de soporte afectará sustancialmente a la permeabilidad global del medio de filtro. Este es, en particular, el caso preferido cuando la capa de soporte está estratificada con la membrana. En conclusión, la permeabilidad del filtro podría verse reducida en un factor de 5 debido a la estratificación con la capa de soporte.

Aunque la capa o las capas de medio de filtración en profundidad comprenden, preferentemente, un elemento laminar fibroso no tejido, en particular un elemento laminar obtenido por soplado en fusión, la capa de membrana de filtración está hecha, preferiblemente, de politetrafluoroetileno poroso (ePTFE). El ePTFE es hidrófobo y la fina estructura microporosa da como resultado una superficie resistente a la entrada de agua y sumamente eficaz a la hora de capturar las partículas pequeñas; por tanto, también impide de forma eficaz que las partículas de sal pasen a través de la misma. Como se describe en el documento US 5.814.405, se ha mostrado ser particularmente ventajoso utilizar membranas de ePTFE. Las membranas descritas en ese documento tienen una eficacia de filtración elevada, permiten un buen flujo de aire y ofrecen una alta resistencia a la rotura. Métodos de fabricación de membranas de ePTFE adecuadas se describen en forma completa en el citado documento y se incorporan a esta memoria como referencia. Estas membranas de ePTFE están disponibles de W.L. Gore & Associates, Inc., de Newark, Delaware. Sin embargo, también pueden utilizarse membranas de ePTFE con la misma estructura, fabricadas por otros medios.

Se ha encontrado que esta clase particular de membrana de ePTFE ofrece un buen compromiso entre los factores relevantes: permeabilidad al aire, retención del agua y de la sal, eficacia en la filtración de partículas y manipulación. En particular, los diminutos orificios que se producen, típicamente, cuando se pliega el medio de filtro para formar un cartucho plegado o un filtro de panel, parece que ya no constituyen un problema cuando se utilizan tales membranas de ePTFE.

Estas propiedades ventajosas de la membrana son atribuibles a su microestructura. Más específicamente, las membranas de ePTFE descritas en el documento US 5.814.405 tienen una microestructura interna que consiste, esencialmente, en una serie de nodos interconectados mediante fibrillas, en la cual los nodos están dispuestos, en general, en paralelo, son muy alargados y tienen una relación de aspecto de 25:1 o superior, preferiblemente de

150:1 o mayor. Lo anterior puede conseguirse cuando las membranas de ePTFE... [Seguir leyendo]

1. Unidad (100) de refrigeración mediante ventilador para refrigerar componentes electrónicos (7), que comprende un alojamiento (8) para contener los componentes electrónicos (7), al menos una abertura (11) de entrada de aire y al menos una abertura (12) de salida de aire en el alojamiento (8), al menos un ventilador (6) para generar un flujo de aire desde la abertura (11) de entrada de aire, a través del alojamiento (8), hacia la abertura (12) de salida de aire, y al menos una cubierta protectora (1) para cubrir por completo al menos la abertura (11) de entrada de aire para eliminar las partículas de una corriente de aire que entre en el alojamiento (8), comprendiendo dicha cubierta protectora un medio de filtro compuesto (3) y un bastidor (2) en el que está montado el medio de filtro compuesto (3) con el fin de crear un ajuste hermético entre el medio de filtro (3) y el bastidor (2), en el que el medio de filtro (3) tiene una estructura multicapa, que comprende

- una capa (20) de membrana de filtración que comprende una membrana de polímero porosa, y

- al menos una capa (18) de medio de filtración en profundidad que comprende fibras y dispuesta en un lado de la parte de arriba de la capa (20) de membrana de filtración con relación a la dirección de circulación del gas a través del filtro.

2. Unidad de refrigeración mediante ventilador, de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la capa (20) de membrana de filtración comprende politetrafluoroetileno poroso (ePTFE).

3. Unidad de refrigeración mediante ventilador, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, en la que una capa de soporte (22) está dispuesta en el lado de la parte de arriba o en el lado de la parte de abajo de la capa

(20) de membrana de filtración y adyacente a ella.

4. Unidad de refrigeración mediante ventilador, de acuerdo con la reivindicación 3, en la que la capa de soporte (22) está estratificada con la capa (20) de membrana de filtración.

5. Unidad de refrigeración mediante ventilador, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que dicha al menos una capa (18) de medio de filtración en profundidad comprende un elemento laminar de polímero fibroso no tejido.

6. Unidad de refrigeración mediante ventilador de acuerdo la reivindicación 5, en la que el elemento laminar de polímero fibroso no tejido es un elemento laminar formado por soplado en fusión.

7. Unidad de refrigeración mediante ventilador, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la que la capa de membrana de filtración tiene una permeabilidad de, al menos 7 Frazier, más preferiblemente de, al menos, 30 Frazier aproximadamente, del modo más preferible de 60 Frazier o mayor.

8. Unidad de refrigeración mediante ventilador, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la que cada una de dichas al menos una capa (18) de medio de filtración en profundidad, tiene una permeabilidad de, al menos, 30 Frazier aproximadamente, más preferiblemente de, al menos, 100 Frazier aproximadamente.

9. Unidad de refrigeración mediante ventilador, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende una capa estabilizadora (23) adyacente a dicha al menos una capa (18) de medio de filtración en profundidad y en el lado de la parte de arriba de la misma, para impedir que se desordenen las fibras de dicha al menos una capa (18) de medio de filtración en profundidad.

10. Unidad de refrigeración mediante ventilador, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en la que el medio de filtro compuesto (3) tiene una eficacia de filtración de partículas de, al menos, el 90% para partículas con un tamaño de 0,3 micras, a una velocidad, en superficie, de 10 cm/s o menor.

11. Unidad de refrigeración mediante ventilador, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en la que la capa (20) de membrana de filtración y dicha al menos una capa (18) de medio de filtración en profundidad, están plegadas.

12. Unidad de refrigeración mediante ventilador, de acuerdo con la reivindicación 11, en la que el medio de filtro (3) está conformado como un panel plegado.

13. Unidad de refrigeración mediante ventilador, de acuerdo con la reivindicación 12, en la que dos bordes del panel están unidos para formar un medio de filtro cilíndrico.

14. Unidad de refrigeración mediante ventilador, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en la que la capa (20) de membrana de filtración es una membrana de politetrafluoroetileno (ePTFE) microporosa, que tiene una microestructura interna consistente, esencialmente, en una serie de nodos interconectados por fibrillas, en la que los nodos están dispuestos generalmente en paralelo, son muy alargados y tienen una relación de aspecto de

25:1 o mayor.

15. Unidad de refrigeración mediante ventilador, de acuerdo con la reivindicación 14, en la que los nodos tienen una relación de aspecto de 150:1 o mayor.

16. Unidad de refrigeración mediante ventilador, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 14 o 15, en la que el politetrafluoroetileno (PTFE) es una mezcla de un homopolímero de PTFE y un polímero de PTFE modificado.

17. Unidad de refrigeración mediante ventilador, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 14 a 16, en la que la capa de membrana de filtración tiene un tamaño medio de poros para flujo mayor de 1,5 µm.

18. Unidad de refrigeración mediante ventilador, de acuerdo con la reivindicación 17, en la que el tamaño medio de poros para flujo es de, aproximadamente, 3 µm.

19. Unidad de refrigeración mediante ventilador, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, en la que la cubierta protectora (1) está montada en la abertura (11) de entrada de aire.

20. Unidad de refrigeración mediante ventilador, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, en la que el ventilador (6) está montado en el alojamiento (8) en una pared (13) del alojamiento situada en oposición a la abertura (11) de entrada de aire.

21. Unidad de refrigeración mediante ventilador, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 20, en la que el alojamiento (8) es un alojamiento resistente a la intemperie, para uso en un lugar expuesto a los efectos de las condiciones atmosféricas de intemperie.

22. Unidad de refrigeración mediante ventilador, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 21, en la que un panel de persiana (5) está montado en el exterior, delante de la cubierta protectora (1).

23. Unidad de refrigeración mediante ventilador, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22, en la que las fibras de la capa (18) de medio de filtración en profundidad tienen una carga electrostática.

24. Uso de una unidad de refrigeración mediante ventilador, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 23, para la refrigeración de componentes electrónicos (7).

25. Uso, de acuerdo con la reivindicación 24, para una estación base de telecomunicaciones refrigerada por aire.