專利名稱：：用于冷卻電子部件的風(fēng)機(jī)冷卻單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種用于冷卻電子部件的風(fēng)機(jī)冷卻單元，尤其是用于諸如空氣冷卻的遠(yuǎn)程通訊基站中暴露于天氣中部位的風(fēng)機(jī)冷卻單元。
背景技術(shù)：
：WO00/04980中描述了一種用于空氣冷卻的遠(yuǎn)程通訊基站的現(xiàn)有技術(shù)的風(fēng)機(jī)冷卻單元。它包括用來容納遠(yuǎn)程通訊電子部件的外殼，外殼中的至少一個(gè)空氣入口開口和至少一個(gè)空氣出口開口，產(chǎn)生從空氣入口開口通過外殼到空氣出口開口的氣流的至少一個(gè)風(fēng)機(jī)，以及至少一個(gè)保護(hù)性覆蓋器，其至少全部地覆蓋空氣入口開口，以便從進(jìn)入外殼的氣流中除去顆粒。保護(hù)性覆蓋器包括復(fù)合過濾介質(zhì)和框架，復(fù)合過濾介質(zhì)安裝在框架內(nèi)，以在過濾介質(zhì)和框架之間形成氣密的配合。過濾介質(zhì)包括具有多孔聚合物薄膜的薄膜過濾層，以及在該薄膜過濾層前面和后面上的支承材料，諸如無紡織物、紡織織物、針織織物、網(wǎng)或打孔薄片。支承材料和薄膜過濾層可拆卸地疊放，或可形成疊層。薄膜過濾層可由合成的聚合物組成，這樣的聚合物可選自以下組群聚乙烯、聚丙烯和含氟聚合物，含氟聚合物包括四氟乙烯/(全氟烴基)乙烯乙垸基共聚物(PFA)、四氟乙烯/六氟丙烯共聚物(FEP)以及聚四氟乙烯(PTFE)，最好是膨脹聚四氟乙烯(ePTFE)?？稍诒Ｗo(hù)性覆蓋器前面的外部之上配裝百葉窗板，以保護(hù)抵御故意破壞和機(jī)械損壞，但也可防止飛濺水直接到達(dá)復(fù)合過濾介質(zhì)?，F(xiàn)有技術(shù)的風(fēng)機(jī)冷卻單元特別適用于這樣的地方帶有電子部件的外殼位于敞開的空氣中，很少或沒有保護(hù)并暴露在天氣條件之下。薄膜過濾介質(zhì)允許通過高速氣流，并通過風(fēng)機(jī)冷卻單元即使在環(huán)境溫度升高情況下也允許達(dá)到小于10k的溫差，并還根據(jù)嚴(yán)格的歐洲遠(yuǎn)程通訊標(biāo)準(zhǔn)確保抵御水和潮氣滲透的保護(hù)。本發(fā)明的目的是提出一種風(fēng)機(jī)冷卻單元，其具有改進(jìn)的保持水、潮氣和任何其它包含在氣流中可導(dǎo)致電子部件毀壞或損壞的元素的保持能力。
發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明，通過風(fēng)機(jī)冷卻單元來實(shí)現(xiàn)上述目的，該風(fēng)機(jī)單元是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的風(fēng)機(jī)單元，但它帶有保護(hù)性覆蓋器的不同復(fù)合過濾介質(zhì)。本發(fā)明的復(fù)合過濾介質(zhì)除了薄膜過濾層外還包括至少一層深度過濾介質(zhì)層，該介質(zhì)層相對(duì)于通過過濾器的氣流方向設(shè)置在薄膜過濾層的上游側(cè)上。該深度過濾介質(zhì)層較佳地包括具有靜電荷的纖維，該電荷的強(qiáng)度不會(huì)影響到外殼內(nèi)的電子部件。盡管可用各種已知技術(shù)制造帶電的過濾材料，但US5,401,446中描述了一種對(duì)纖維網(wǎng)冷態(tài)充電的簡便方法。通過吸引小顆粒進(jìn)入纖維并保持在纖維內(nèi)，可提高該充電的纖維的過濾特性。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，它由此在過濾介質(zhì)內(nèi)的壓降下降速率的增加比深度過濾介質(zhì)層內(nèi)沒有電荷的情況更慢。在深度過濾介質(zhì)層(預(yù)過濾器)內(nèi)除去小顆粒可以防止因在薄膜表面(與"深"過濾介質(zhì)相比，它是"表面"過濾介質(zhì))上形成濾餅引起的薄膜過濾層早期阻塞。因此在較長時(shí)間內(nèi)維持濾餅的滲透性。據(jù)估計(jì)根據(jù)本發(fā)明的過濾器可設(shè)計(jì)成在高度污染的區(qū)域內(nèi)在電子部件壽期內(nèi)連續(xù)地使用而不需更換過濾器。不同于深度過濾介質(zhì)的支承層較佳地設(shè)置在薄膜上游側(cè)或下游側(cè)上，以提供支承而承受氣流和造成的壓降。然而，應(yīng)該指出的是，支承層將顯著地影響到過濾介質(zhì)的總體滲透性。這在支承層是層疊到薄膜上時(shí)是尤其優(yōu)選的情形。因此，由于與支承層層疊，過濾器的滲透性可減小到原來的1/5。盡管深度過濾介質(zhì)層較佳地包括無紡纖維網(wǎng)，尤其是熱熔的吹制網(wǎng)，但薄膜過濾層較佳地由多孔聚四氟乙烯(ePTFE)制成。ePTFE是疏水的，精細(xì)的微孔結(jié)構(gòu)形成抵抗水進(jìn)入并在高效捕捉小顆粒的表面；因此，它也可有效地防止鹽粒通過。業(yè)已證明，如US5,814,405中所述，使用ePTFE薄膜特別地有利。本文所述薄膜具有高的過濾效率、氣流和沖擊強(qiáng)度。制作合適的ePTFE薄膜的方法在文中作了充分描述，且以參見的方式納入本文。這些ePTFE薄膜可從特拉華州紐華克(Newark)的W丄.戈?duì)柭?lián)合公司(W丄.Gore&Associates,Inc.)購得。然而，也可使用用其它方法制造的同樣結(jié)構(gòu)的ePTFE薄膜業(yè)已發(fā)現(xiàn)，該特定類型的ePTFE薄膜在相關(guān)的因素之間提供了良好的權(quán)衡空氣滲透性、水和鹽保持力、顆粒過濾效率和處理。尤其是，當(dāng)在使用這種ePTFE薄膜時(shí)過濾介質(zhì)折疊而形成打褶的圓筒或板形過濾器看起來不再是問題時(shí)，通常會(huì)出現(xiàn)銷孔。薄膜的這些有利的特性可歸結(jié)于其微結(jié)構(gòu)。具體來說，US5,814,405中描述的ePTFE薄膜具有內(nèi)部的微結(jié)構(gòu)，其基本上由一系列由原纖互連的節(jié)點(diǎn)組成，其中，各節(jié)點(diǎn)通常平行地布置并高度拉長，且具有25:1或更大的縱橫比，較佳地是150:1或更大。當(dāng)ePTFE薄膜由PTFE均聚物和改性的PTFE聚合物兩者混合物形成時(shí)，就可實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。盡管US5，814,405中揭示的薄膜平均流動(dòng)孔大小在低于或等于1.5pm的范圍內(nèi)，但出于本發(fā)明的目的，平均流動(dòng)孔尺寸較佳地大于1.5pm，尤其是在1.5nm至15jim之間，在優(yōu)選實(shí)施例中，約為3fam。在薄膜制造過程中進(jìn)一步沿縱向和/或橫向方向膨脹薄膜直到獲得理想的多孔性為止，就可容易地實(shí)現(xiàn)上述結(jié)果。因此，可提供保護(hù)性覆蓋器，其包括帶有打褶疊層的復(fù)合過濾介質(zhì)，復(fù)合過濾介質(zhì)包括ePTFE薄膜和支承層以及至少一個(gè)帶靜電荷的熱熔吹制過濾介質(zhì)，該疊層具有約為3弗雷澤(Frazier)至15弗雷澤的空氣滲透性，以及對(duì)于0.3pm大小的顆粒在cm/s下的顆粒過濾效率至少為90%，而熱熔吹制過濾介質(zhì)具有約為30弗雷澤至130弗雷澤的空氣滲透性，以及對(duì)于0.3pm大小的顆粒的顆粒過濾效率至少為50%。從這種復(fù)合過濾器(H12-13)可獲得對(duì)于0.3nm顆粒的99%和更高的過濾效率，對(duì)于空氣冷卻的遠(yuǎn)程通訊基站來說是高度理想的。對(duì)于本發(fā)明，并不需要單獨(dú)的除霧器。還有，本發(fā)明的過濾介質(zhì)可用于一40。C至+70。C之間的環(huán)境中。最后，單獨(dú)的鹽過濾器也不是必要的，因?yàn)楸∧そ橘|(zhì)是抵抗水的(IPX5)，并還提供高的鹽保持力。因此有效地防止對(duì)電子部件的腐蝕。根據(jù)本發(fā)明的單級(jí)過濾介質(zhì)重量輕，據(jù)估計(jì)在最嚴(yán)重環(huán)境條件下可具有長的壽命。由于復(fù)合過濾介質(zhì)的多層結(jié)構(gòu)，僅某些非常小的空氣顆粒會(huì)穿過深度過濾介質(zhì)的預(yù)過濾器，并以一定的延遲達(dá)到薄膜表面。因此具有約90%的過濾效率的熱熔吹制預(yù)過濾器可過濾掉大部分的顆粒。隨著時(shí)間的推移，濾餅形成在預(yù)過濾器的上游側(cè)上。這種濾餅提供附加的過濾效應(yīng)。濾餅的過濾效率隨著時(shí)間推移而提高并構(gòu)成一種類型的預(yù)-預(yù)過濾器。當(dāng)以上述方式加載的過濾器暴露于具有大于90%相對(duì)濕度的潮濕氣候中時(shí)，濾餅對(duì)于全部過濾介質(zhì)呈現(xiàn)重要的功能。具體來說，如果濾餅直接形成在薄膜材料的表面上，則濾餅顆粒在潮濕氣候中的膨脹導(dǎo)致在過濾介質(zhì)上的壓降加大。然而，如果濾餅諸如借助于預(yù)過濾器與薄膜表面分離，那么這種壓降加大就會(huì)減小。圖1是根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)機(jī)冷卻單元，圖2是用于風(fēng)機(jī)冷卻單元的保護(hù)性覆蓋器的立體圖，圖3是環(huán)形保護(hù)性覆蓋器，圖4是類似于圖2中所示的保護(hù)性覆蓋器、但在上游側(cè)上具有百葉窗板的立體圖，圖5是通過圖2中保護(hù)性覆蓋器的一部分的剖視圖，圖6是用于本發(fā)明風(fēng)機(jī)冷卻單元的保護(hù)性覆蓋器的復(fù)合過濾介質(zhì)的剖視圖，圖7是具有位于過濾介質(zhì)下游側(cè)上的單獨(dú)支承層的另一復(fù)合過濾介質(zhì)的剖視圖，圖8是具有中心設(shè)置的單獨(dú)支承層的又一復(fù)合過濾介質(zhì)的剖視圖，圖9是具有位于過濾介質(zhì)上游側(cè)上的附加穩(wěn)定層的另一過濾介質(zhì)的剖視圖，圖10作為實(shí)例示出了形成復(fù)合過濾介質(zhì)部分的較佳薄膜過濾層結(jié)構(gòu)的放大剖視圖，以及圖11是示出復(fù)合過濾介質(zhì)相對(duì)于其它薄膜過濾器提高的特性的曲線圖。具體實(shí)施方式圖1示意地示出了風(fēng)機(jī)冷卻單元100，其中布置了諸如電路、放大器、半導(dǎo)體等的電子部件，電子部件整體上用標(biāo)號(hào)7表示。借助于布置在外殼8后壁13上的一個(gè)或多個(gè)風(fēng)機(jī)6產(chǎn)生氣流，其流動(dòng)方向如箭頭所示。風(fēng)機(jī)數(shù)量取決于外殼8的尺寸和所要冷卻的部件7。合適的風(fēng)機(jī)6是軸流和徑流風(fēng)機(jī)。氣流穿過空氣入口開口11進(jìn)入到外殼8內(nèi)并從外殼8會(huì)聚在相對(duì)側(cè)上而穿過空氣出口開口12。空氣入口和出口開口11、12用保護(hù)性覆蓋器1密封，其中保護(hù)性覆蓋器是水密封的多孔材料，這樣，由風(fēng)機(jī)6抽吸的空氣可進(jìn)入到外殼內(nèi)部并唯獨(dú)地通過保護(hù)性覆蓋器1，并因此過濾通過過濾介質(zhì)3。保護(hù)性覆蓋器1可選擇地布置在外殼8內(nèi)或如圖1示意地所示布置在外殼8外。呈百葉窗板形式的板5設(shè)置在保護(hù)性覆蓋器1前面的外面以保護(hù)而抵御機(jī)械損壞、毀壞和濺水?？諝廨^佳地在外殼8的整個(gè)前表面上吸入，穿過電子部件7之間并借助于折流板9導(dǎo)向到風(fēng)機(jī)6后面，而進(jìn)到空氣出口開口12。折流板9幫助將氣流連接到角落上并將熱空氣導(dǎo)向到空氣出口開口12。建立在露天中的遠(yuǎn)程通訊裝置的基站或開關(guān)柜的外殼8的典型尺寸是1500X1000X1000mm3(HXWXD)，而保護(hù)覆蓋器1例如具有的尺寸為1000X450X100mm3(HXWXD)。該尺寸取決于外殼8的大小和需運(yùn)輸?shù)目諝饬?。圖2至5示出保護(hù)性覆蓋器1的特定結(jié)構(gòu)。圖5示出可用塑料或金屬制成的框架2，這里，由于穩(wěn)定性和重量的原因，鋁框架是優(yōu)選的。在框架2中，布置了呈打褶形式折疊的過濾介質(zhì)3。各褶垂直地布置以允許收集在過濾介質(zhì)前表面上的潮氣向下流動(dòng)。如圖2所示，框架2的深度應(yīng)選擇為使折疊的過濾介質(zhì)3的兩個(gè)長側(cè)邊緣不突出超過框架2的壁2c，以在過濾介質(zhì)3和框架2之間可形成氣密的連接，以防止空氣繞過過濾介質(zhì)3。過濾介質(zhì)3較佳地以圖2所示打褶方式折疊在其自身上，以提供更佳的結(jié)構(gòu)整體性并顯著地提高用于過濾的暴露表面的面積。各褶的高度較佳地不大于250mm，最好在約30至90mm范圍內(nèi)。盡管過濾介質(zhì)3在圖2中顯示為打褶而形成打褶板，但也可以將板的兩個(gè)邊緣連結(jié)起來而形成如圖3所示的圓筒性過濾介質(zhì)。在此情形中，過濾介質(zhì)3布置成圓形，其側(cè)部邊緣用相應(yīng)的封口帽2a、2b進(jìn)行封口?？蚣?由兩個(gè)封口帽2a，2b來形成的這種覆蓋器的結(jié)構(gòu)，基本上對(duì)應(yīng)于呈圓筒形式的環(huán)形過濾器。封口帽2a具有允許空氣沿箭頭方向移動(dòng)的開口15。具有開口15的封口帽2a連接到外殼8。打褶的過濾介質(zhì)3的各褶較佳地用上游側(cè)和/或下游側(cè)上的間隔裝置加以穩(wěn)定，以使過濾器能在高達(dá)和超過5cm/s的高的表面速度下運(yùn)行。理想地是，過濾介質(zhì)3使用制陶材料4安裝到框架2上(圖5)，材料4諸如聚亞氨酯、環(huán)氧樹脂、硅樹脂、熱溶粘結(jié)劑或塑料溶膠。為了建立起緊密的密封，制陶材料4應(yīng)選擇或處理成打濕放置到過濾介質(zhì)3內(nèi)以確保有連續(xù)的密封。在一板形的實(shí)例中，過濾介質(zhì)3可設(shè)計(jì)為空氣流量高達(dá)1500m3/h，最好約為200mVh至500m3/h。圖4示出類似于圖2所示的保護(hù)性覆蓋器1，但其帶有一體地形成在其上游側(cè)上的百頁窗板5。該百頁窗板5可借助于制陶材料4連同過濾介質(zhì)3—起密封在其位置上。用于本發(fā)明風(fēng)機(jī)冷卻單元100的保護(hù)性覆蓋器1內(nèi)的復(fù)合過濾介質(zhì)3提供了至少兩個(gè)過濾層薄膜過濾層和深度過濾層。薄膜過濾層包括多孔的聚合物薄膜。相對(duì)于氣流方向在薄膜過濾層的上游設(shè)置有至少一個(gè)深度過濾介質(zhì)層。復(fù)合的過濾介質(zhì)可選擇地包括支承層。該支承層可以相對(duì)于通過過濾器的氣流定位在薄膜過濾層的上游或下游。支承層可選擇地層疊到薄膜上。圖6至8示出復(fù)合過濾介質(zhì)3的若干個(gè)方面的剖視圖。深度過濾介質(zhì)層18設(shè)置在薄膜過濾層20的上游，流動(dòng)方向如箭頭所示(圖6)。圖7中所示的是過濾介質(zhì)3，其包括設(shè)置在薄膜過濾層20下游側(cè)上的支承層22。在圖3中，支承層22設(shè)置在薄膜過濾層20的上游側(cè)上介于深度過濾介質(zhì)層18和薄膜過濾層20之間。盡管支承層22較佳地層疊到薄膜過濾層20上，但深度過濾介質(zhì)層18可分別松散地與薄膜過濾層20和支承層22接觸。此外，如圖9所示，可布置呈纖維網(wǎng)形式的穩(wěn)定層23，其為位于深度過濾介質(zhì)層18頂上的最上層，以便在操作和處理過濾介質(zhì)IO過程中，防止擾亂深度過濾介質(zhì)層18內(nèi)的纖維。穩(wěn)定層23較佳地由無紡織物制成，該織物的面重量約為2至10g/m2，最好為3至5g/m2,并可用加熱、機(jī)械方法或借助于粘結(jié)劑附連到深度過濾介質(zhì)層18。復(fù)合過濾介質(zhì)3的深度過濾介質(zhì)層18較佳地是無紡的纖維聚合物網(wǎng)，諸如旋轉(zhuǎn)粘結(jié)或較佳地?zé)崛鄞抵频木W(wǎng)，其由聚丙烯或聚乙烯、無紡聚酯織物、玻璃纖維、微玻璃纖維、纖維素和聚四氟乙烯組成。熱熔吹制網(wǎng)是通過用會(huì)聚的加熱空氣流帶走熱熔的旋轉(zhuǎn)纖維而產(chǎn)生極其細(xì)的細(xì)絲而制成的。熱熔吹制工藝形成連續(xù)的次丹尼爾(sub-denier)纖維，其具有相當(dāng)小的直徑，直徑通常小于10微米。熱熔吹制聚合物纖維網(wǎng)層可用各種聚合物材料制成，包括有聚丙烯、聚酯、聚酰胺、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯以及聚乙烯。其中聚丙烯是更佳的聚合物材料。通常形成網(wǎng)的聚合物纖維的直徑在約0.5ym至10ym范圍內(nèi)。較佳地，纖維直徑為約1nm至約5um。深度過濾介質(zhì)層18的厚度不是關(guān)鍵的。如果深度過濾介質(zhì)是例如熱熔吹制網(wǎng)，則其厚度可以是約從0.25mm至3mm。較厚的厚度會(huì)導(dǎo)致較高的灰塵容量。然而，過厚的深度過濾介質(zhì)層會(huì)限制復(fù)合過濾介質(zhì)中所可使用的總層數(shù)。深度過濾介質(zhì)的基礎(chǔ)重量的選擇也在本
技術(shù)領(lǐng)域：
內(nèi)技術(shù)人員的能力范圍之內(nèi)。例如，熱熔吹制聚合物纖維網(wǎng)的重量可以是在約lg/n^至100g/i^的范圍之內(nèi)，較佳地，熱熔吹制聚合物纖維網(wǎng)的基礎(chǔ)重量在約10g/n^至50g/n^的范圍之內(nèi)。至少一個(gè)深度過濾介質(zhì)層形成為電介體的過濾介質(zhì)，其包括具有靜電荷的高效層。采用各種已知技術(shù)將電荷賦予熱熔吹制纖維網(wǎng)以提高其過濾特性。例如，根據(jù)授予Tsai等人的美國專利No.5,401,446中所描述的方式，通過使網(wǎng)順序地經(jīng)受一系列的電場，可方便地對(duì)合適的網(wǎng)進(jìn)行冷態(tài)充電，該相鄰的電場彼此基本上具有相對(duì)的電極。如文中所述，網(wǎng)的一側(cè)最初經(jīng)受正電荷，而網(wǎng)的另一側(cè)最初經(jīng)受負(fù)電荷。然后，網(wǎng)的第一側(cè)經(jīng)受負(fù)電荷，而網(wǎng)的另一側(cè)經(jīng)受正電荷。然而，電介體的過濾器材料也可用各種其它已知技術(shù)進(jìn)行制造。深度過濾介質(zhì)層18也可包含粘結(jié)劑以提高過濾特性，并也可具有低水平的可萃取的碳?xì)浠衔镆愿倪M(jìn)特性。纖維可包含某種熱熔的可處理的碳氟化合物，例如，含氟化合物的唑垸酮和哌嗪，以及含有全氟半族的低聚物的化合物。使用這樣的添加劑對(duì)于帶電網(wǎng)纖維的特性特別有利。此外，預(yù)過濾器可以用含有氟化聚合物的合適化學(xué)品進(jìn)行表面處理，以提供一定的水排斥性。微孔聚合物的薄膜過濾層20設(shè)置在深度過濾介質(zhì)層18的下游。微孔聚合物的薄膜過濾層20用來捕獲穿過深度過濾層的顆粒。微孔聚合物的薄膜在從流體流中去除顆粒和有機(jī)物方面顯示出可信度和可靠性。薄膜的特征通常在于，其聚合物的成分、空氣的滲透性、水?dāng)D入壓力和過濾效率。根據(jù)應(yīng)用的要求，各種微孔聚合物薄膜可用作為薄膜過濾層。薄膜過濾層可用以下示例材料構(gòu)造硝化纖維、三乙?；w維、聚酰胺、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚砜、聚氯乙烯、聚偏二氟乙烯、丙烯酸鹽共聚物。薄膜過濾層最好用能夠防止液體穿過的不沾水的材料構(gòu)成。薄膜過濾層必須能夠承受橫貫過濾介質(zhì)上施加的壓差而沒有任何液體通過。較佳的薄膜具有至少為0.2巴的水?dāng)D入壓力，較佳地大于0.5巴，空氣平均滲透率約為7弗雷澤至100弗雷澤，更佳地空氣平均滲透率至少約為30弗雷澤，最佳地至少約為60弗雷澤。較佳地是，薄膜過濾層是微孔的氟聚合物，例如，ePTFE、氟化的乙烯丙烯(FEP)、全氟烷氧基的聚合物(PFA)、聚丙烯(PU)、聚乙烯(PE)或超高分子量的聚乙烯(uhmwPE)。最佳的是，薄膜過濾層包括ePTFE。US5,814,405中描述了合適的ePTFE薄膜。文中描述的薄膜具有良好的過濾效率、高的空氣流量和沖擊強(qiáng)度。圖5示出取自上述美國專利的SEM圖像，將該圖引入到本申請(qǐng)中以給出這里所描述的eFTFE薄膜的微結(jié)構(gòu)的實(shí)例。如圖所示，薄膜的微結(jié)構(gòu)包括一系列通過原纖互連的節(jié)點(diǎn)，其中，各節(jié)點(diǎn)基本上平行地和高度拉長地布置，并具有25:1或以上的縱橫比。認(rèn)為微結(jié)構(gòu)的長節(jié)點(diǎn)可在過濾器打褶過程中幫助防止薄膜的任何開裂，由此，避免銷孔形成的危險(xiǎn)。薄膜過濾層20可選擇地包含過濾材料以提高過濾器的某些特性。US5,814,405中描述了合適的填充物和制備用于本發(fā)明中的填充薄膜的方法，合適的填充物諸如碳黑或其它導(dǎo)電填充物、催化劑顆粒、煙熏硅石、膠狀硅石或諸如活性碳或陶瓷填充物之類、諸如活性鋁和Ti02之類的的吸收材料。提供支承層22來穩(wěn)定過濾層20。因此，較佳的支承材料必須有足夠剛性以支承薄膜和深度過濾層，但也要足夠軟和柔順來避免薄膜的損壞。支承層22可包括無紡或紡織的織物。合適支承層材料的其它實(shí)例可包括(但不局限于)紡織的和無紡的聚酯、聚丙烯、聚乙烯、玻璃纖維、微玻璃纖維，以及聚四氟乙烯。支承層22的纖維厚度較佳地在10ym至30um的范圍內(nèi)，更佳地不小于15um。沿著打褶方向，材料應(yīng)在諸褶內(nèi)提供氣流通道，同時(shí)，保持諸褶分開(即，防止諸褶坍癟)。諸如旋轉(zhuǎn)粘結(jié)的無紡織物那樣的材料特別適用于本發(fā)明中。支承層22可以定位在薄膜過濾層20的上游或下游。支承材料22可以層疊到薄膜過濾層上以形成基層。在此方面，基層既有利地提供了對(duì)覆蓋的熱熔吹制介質(zhì)層的支承又用作最后的過濾表面。試驗(yàn)方法滲透性可根據(jù)弗雷澤數(shù)試驗(yàn)方法確定空氣滲透性。在此方法中，通過將一試驗(yàn)試樣夾緊在墊片-法蘭固定夾具內(nèi)測量空氣滲透性，該夾具提供直徑近似為2.75英寸和面積為6平方英寸的圓形截面以用于氣流的測量。該試樣夾具的上游側(cè)連接到一流量計(jì)，該流量計(jì)與干的壓縮空氣源串聯(lián)。該試樣夾具的下游側(cè)通向大氣。進(jìn)行試驗(yàn)是將0.5英寸水柱的氣壓施加到試樣上游側(cè)并記錄下穿過串聯(lián)流量計(jì)(浮球式轉(zhuǎn)子流量計(jì))空氣流率。試驗(yàn)前將該試樣調(diào)節(jié)到21°C和65%相對(duì)濕度并保持至少4小時(shí)。結(jié)果報(bào)告以弗雷澤數(shù)形式給出，其單位是0.5英寸水柱的氣壓下試樣的立方英尺/分鐘/平方英尺?；覊m容量可根據(jù)以下方法確定灰塵容量。使用恒定輸出的霧化器(明尼蘇達(dá)州肖維(Shoreview)的TSIModel3096)將3%的氯化鈉水溶液霧化。通過加熱到80°C使顆粒干燥，然后，用干凈的干空氣稀釋。用空氣動(dòng)力學(xué)的粒度分級(jí)器(例如，TSIModel3320;Shoreview,MN)測量顆粒大小的分布。確定出平均顆粒幾何直徑和標(biāo)準(zhǔn)偏差。直徑為44.4mm的過濾器試驗(yàn)試樣在試驗(yàn)前進(jìn)行稱重，并放置在過濾器固定架內(nèi)。表面速度設(shè)定為5.3cm/s。用壓力傳感器(例如，HeiseModelPM10;Stratford,CT)連續(xù)地監(jiān)視橫貫過濾器的壓降。用氯化鈉浮質(zhì)加載到過濾器上，直到橫貫過濾介質(zhì)上的最后壓降達(dá)到750Pa為止。試驗(yàn)的試樣在試驗(yàn)之后再次稱重以確定質(zhì)量加載?；覊m加載容量是試驗(yàn)試樣的最后和初始質(zhì)量之間的差。過濾效率用自動(dòng)的效率測試儀(例如，Model8160，由明尼蘇達(dá)州圣保羅的TSI公司(TSI，Inc.)出品)來測量顆粒的收集效率。該試驗(yàn)在室溫(70°F)和40%相對(duì)濕度條件下進(jìn)行。將鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)溶液霧化而產(chǎn)生含有直徑在0.03至0.5微米的顆粒的浮質(zhì)。過濾器試樣受到氣流速度為5.3cm/s的浮質(zhì)的挑戰(zhàn)。兩個(gè)冷凝核子顆粒計(jì)數(shù)器同時(shí)測量試驗(yàn)試樣上游和下游的粒子濃度。粒子狀態(tài)的效率報(bào)告以過濾器收集的上游迎戰(zhàn)顆粒的百分?jǐn)?shù)給出。充電和放電的熱熔吹制產(chǎn)品的比較充電和放電的熱熔吹制產(chǎn)品的不同效率顯示在下面表1中，該表針對(duì)三個(gè)實(shí)例A、B禾口C。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>實(shí)例A涉及ePTFE薄膜層疊，其包括ePTFE薄膜并帶有203g/m3聚酯旋轉(zhuǎn)粘結(jié)的背襯作為支承層。薄膜的滲透性約為7.6弗雷澤并在一定試驗(yàn)條件下顯現(xiàn)6.4g/r^的灰塵容量。實(shí)例B涉及本發(fā)明的復(fù)合過濾介質(zhì)，其具有30g/m3的聚丙烯熱熔吹制產(chǎn)品，并用超聲波方法粘結(jié)到實(shí)例A的ePTFE薄膜疊層上。該實(shí)例中使用的熱熔吹制產(chǎn)品可從麻薩諸塞州的東沃爾波爾(Walpole)的H&V公司(HollingsworthandVosecompany)以零件號(hào)TR1462A購取。在具有大小約為0.8mm那樣小焊點(diǎn)的過濾器的整個(gè)表面上進(jìn)行a音速(alphasonic)的連接，大約為55500點(diǎn)/m3。復(fù)合過濾介質(zhì)的滲透性約為4.9弗雷澤，而在同樣試驗(yàn)條件下過濾介質(zhì)顯示的灰塵容量為9.1g/m3，這有43%的改進(jìn)。盡管根據(jù)本發(fā)明實(shí)例B中的復(fù)合過濾介質(zhì)帶有靜電荷，但實(shí)例C涉及同樣的復(fù)合過濾介質(zhì)，然而，其通過浸蘸在異丙基酒精或異丙醇內(nèi)來中和靜電荷實(shí)現(xiàn)放電，隨后進(jìn)行干燥。盡管滲透性變化不大，但可以期望實(shí)例C顯示比實(shí)例B低的灰塵容量，即，灰塵容量只有3.2g/m3。令人驚奇的是，未充電的復(fù)合過濾介質(zhì)造成的灰塵容量甚至低于單獨(dú)的ePTFE層疊的灰塵容量。對(duì)照實(shí)例可從W丄.戈?duì)柭?lián)合公司(W丄.Gore&Associates,Inc.)(特拉華州的紐華克(Newark))購得的微孔ePTFE薄膜層疊說明了薄膜過濾器的加載容量。ePTFE薄膜的空氣滲透性在18至29弗雷澤范圍之內(nèi)，球沖擊強(qiáng)度大于0.2巴，重量約為5g/m2。ePTFE薄膜粘結(jié)到聚酯旋轉(zhuǎn)粘結(jié)的支承材料上(可從日本的東麗公司(Toray)購得)，其具有基礎(chǔ)重量為270g/m2，空氣滲透性在28至32弗雷澤之間，且耐破度大于14巴。薄膜在180°C和350°C之間的溫度以及0.1至7巴之間的壓力下粘結(jié)到支承材料上。合成的ePTFE疊層的空氣滲透性在5至8弗雷澤之間。根據(jù)上述試驗(yàn)程序，過濾器用氯化鈉浮質(zhì)加載，直到壓降達(dá)到750Pa為止。在圖6中示出了疊層的灰塵加載曲線。總的灰塵加載容量是14mg。實(shí)例1一層10g/t^的熱熔吹制介質(zhì)(DelPore6001-10P,可從特拉華州的米德爾頓(Middletown)的德爾斯達(dá)公司(DelStar,Inc.)購得)放置在對(duì)照實(shí)例1的ePTFE薄膜層疊的上游以形成復(fù)合介質(zhì)。熱熔吹制介質(zhì)由10g/m2的聚丙烯熱熔吹制層和10g/n^的聚酯旋轉(zhuǎn)粘結(jié)的平紋棉麻織物制成。聚丙烯纖維的直徑為1至5pm。平均微孔尺寸約為15pm，而介質(zhì)厚度約為0.2mm。深度過濾層的空氣滲透性約為130弗雷澤。對(duì)介質(zhì)充電以提高顆粒的收集效率。根據(jù)上述試驗(yàn)程序，過濾器用氯化鈉浮質(zhì)加載，直到壓降達(dá)到750Pa為止。加載曲線顯示在圖6中。實(shí)例2一層30g/r^的熱熔吹制介質(zhì)的深度過濾介質(zhì)(DelPore6001-30P,可從特拉華州的米德爾頓(Middletown)的德爾斯達(dá)公司(DelStar，Inc.)購得)定位在對(duì)照實(shí)例1的微孔ePTFE疊層的上游以形成復(fù)合介質(zhì)。熱熔吹制介質(zhì)由30g/m2的聚丙烯纖維層和10g/r^的聚酯旋轉(zhuǎn)粘結(jié)的平紋棉麻織物制成。聚丙烯纖維的直徑為1至5pm。平均微孔尺寸約為15jim，而介質(zhì)厚度約為0.56mm。熱熔吹制物的空氣滲透性約為37弗雷澤。對(duì)介質(zhì)充電以提高顆粒的收集效率。將該熱熔介質(zhì)的兩層放置在微孔ePTFE疊層的上游。根據(jù)上述試驗(yàn)程序，過濾器用氯化鈉浮質(zhì)加載，直到壓降達(dá)到750Pa為止。結(jié)果顯示在圖6中。實(shí)例3一層30g/i^的熱熔吹制聚丙烯的深度過濾介質(zhì)(DdPore6001-30P,可從美國特拉華州的米德爾頓(Middletown)的德爾斯達(dá)公司(DelStar,Inc.)購得)設(shè)置在對(duì)照實(shí)例的微孔ePTFE疊層的上游以形成復(fù)合介質(zhì)。熱熔吹制介質(zhì)由30g/i^的聚丙烯纖維層和108/1112的聚酯旋轉(zhuǎn)粘結(jié)的平紋棉麻織物制成。平紋織物支承軟的熱熔吹制介質(zhì)。聚丙烯纖維的直徑為1至5pm。平均微孔大小約為15pm，而介質(zhì)厚度約為0.56mm。熱熔吹制物的空氣滲透性約為37弗雷澤。對(duì)介質(zhì)充電以提高顆粒的收集效率。將一層該熱熔介質(zhì)的放置在微孔ePTFE疊層的上游并連接到其上以形成復(fù)合過濾介質(zhì)，其中，平紋織物形成外部的上游側(cè)。根據(jù)上述試驗(yàn)程序，過濾器用氯化鈉浮質(zhì)加載，直到壓降達(dá)到760Pa為止。如圖3所示，使用復(fù)合介質(zhì)來形成筒形過濾器。該筒形過濾器包括布置成圓形的打褶的復(fù)合介質(zhì)材料，于是，至少一個(gè)側(cè)邊緣用相應(yīng)的封口帽密封。筒形過濾器包括70cm的高度和35cm的直徑。一個(gè)過濾器的打褶復(fù)合介質(zhì)材料具有12.61112的過濾面積。如果過濾器是新的話，那么，在近似為180Pa壓降下空氣流率達(dá)到1000m3/h。介質(zhì)材料圓的內(nèi)部15具有金屬柵格。過濾器的過濾效率顯示在以下表2中。表2示出ePTFE薄膜(如實(shí)例l所述)、一層30g/i^熱熔吹制物以及根據(jù)實(shí)例3的過濾器復(fù)合物三者之間的效率。所有三個(gè)實(shí)例用lcm/s和5.3cm/s的逼近速度進(jìn)行試驗(yàn)。根據(jù)實(shí)例3的復(fù)合物具有最高的過濾效率。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>0.1599.18996.84799.95495.55181.64399.1450.299.26597.65599.97496.65982.34999.4400.399.57098.58799.99398.36085.42499.779權(quán)利要求1.用來冷卻電子部件(7)的風(fēng)機(jī)冷卻單元(100)，該風(fēng)機(jī)冷卻單元包括容納所述電子部件(7)的外殼(8)、所述外殼(8)內(nèi)的至少一個(gè)空氣入口開口(11)和至少一個(gè)空氣出口開口(12)、產(chǎn)生從所述空氣入口開口(11)通過所述外殼(8)到所述空氣出口開口(12)的氣流的至少一個(gè)風(fēng)機(jī)(6)、以及至少一個(gè)保護(hù)性覆蓋器(1)，所述保護(hù)性覆蓋器完全地覆蓋至少所述空氣入口開口(11)以從進(jìn)入所述外殼(8)的氣流中除去顆粒，所述保護(hù)覆蓋器包括復(fù)合過濾介質(zhì)(3)和框架(2)，所述復(fù)合過濾介質(zhì)(3)安裝到所述框架中，從而在所述過濾介質(zhì)(3)和所述框架(2)之間形成氣密的配合，其中，所述過濾介質(zhì)(3)包括-薄膜過濾層(20)，所述薄膜過濾層包括多孔的聚合物薄膜，以及-至少一個(gè)深度過濾介質(zhì)層(18)，所述深度過濾介質(zhì)層包括纖維并相對(duì)于流過過濾器的氣流方向設(shè)置在所述薄膜過濾層(20)的上游側(cè)上，其中，所述深度過濾介質(zhì)層(18)的纖維較佳地帶有靜電荷。2.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)機(jī)冷卻單元，其特征在于，所述薄膜過濾層(20)包括多孔的聚四氟乙烯(ePTFE)。3.如權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的風(fēng)機(jī)冷卻單元，其特征在于，支承層(22)設(shè)置在所述薄膜過濾層(20)的上游側(cè)或下游側(cè)上并與所述薄膜過濾層(20)相鄰。4.如權(quán)利要求3所述的風(fēng)機(jī)冷卻單元，其特征在于，所述支承層(22)層疊到所述薄膜過濾層(20)上。5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的風(fēng)機(jī)冷卻單元，其特征在于，所述至少一個(gè)深度過濾介質(zhì)層(18)包括無紡纖維的聚合物網(wǎng)。6.如權(quán)利要求5所述的風(fēng)機(jī)冷卻單元，其特征在于，所述無紡纖維的聚合物網(wǎng)是熱熔吹制的網(wǎng)。7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的風(fēng)機(jī)冷卻單元，其特征在于，所述薄膜過濾層具有至少為7弗雷澤的滲透性，更佳地至少約為30弗雷澤，最佳地為60弗雷澤或更高。8.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的風(fēng)機(jī)冷卻單元，其特征在于，所述至少一個(gè)深度過濾介質(zhì)層(18)各具有至少約為30弗雷澤的滲透性，更佳地至少約為IOO弗雷澤。9.如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的風(fēng)機(jī)冷卻單元，其特征在于，包括穩(wěn)定層(23)，該穩(wěn)定層與所述至少一個(gè)深度過濾介質(zhì)層(18)相鄰并位于其上游側(cè)上，以防止擾亂所述至少一個(gè)深度過濾介質(zhì)層(18)內(nèi)的纖維。10.如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的風(fēng)機(jī)冷卻單元，其特征在于，所述復(fù)合過濾介質(zhì)(3)對(duì)于0.3微米大小的顆粒在10cm/s或更低的表面速度下具有至少為90%的顆粒過濾效率。11.如權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的風(fēng)機(jī)冷卻單元，其特征在于，所述薄膜過濾層(20)和所述至少一個(gè)深度過濾介質(zhì)層(18)是打褶的。12.如權(quán)利要求11所述的風(fēng)機(jī)冷卻單元，其特征在于，所述過濾介質(zhì)(3)的形狀為打褶板。13.如權(quán)利要求12所述的風(fēng)機(jī)冷卻單元，其特征在于，所述板的兩個(gè)邊緣連結(jié)起來而形成圓筒形過濾介質(zhì)。14.如權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的風(fēng)機(jī)冷卻單元，其特征在于，所述薄膜過濾層(20)是微孔的聚四氟乙烯(ePTFE)薄膜，該薄膜具有基本上由一系列由原纖互連的節(jié)點(diǎn)組成的內(nèi)部微結(jié)構(gòu)，其中，各節(jié)點(diǎn)基本上平行地布置、高度拉長并具有25:1或更大的縱橫比。15.如權(quán)利要求14所述的風(fēng)機(jī)冷卻單元，其特征在于，各節(jié)點(diǎn)具有150:1或更大的縱橫比。16.如權(quán)利要求14或15中任一項(xiàng)所述的風(fēng)機(jī)冷卻單元，其特征在于，聚四氟乙烯(PTFE)是PTFE均聚物和改性PTFE聚合物的混合物。17.如權(quán)利要求14至16中任一項(xiàng)所述的風(fēng)機(jī)冷卻單元，其特征在于，所述薄膜過濾層的平均流動(dòng)孔尺寸大于1.5|im。18.如權(quán)利要求17所述的風(fēng)機(jī)冷卻單元，其特征在于，所述平均流動(dòng)孔尺寸約為3|im。19.如權(quán)利要求1至18中任一項(xiàng)所述的風(fēng)機(jī)冷卻單元，其特征在于，所述保護(hù)性覆蓋器(1)安裝在所述空氣入口開口(11)。20.如權(quán)利要求1至19中任一項(xiàng)所述的風(fēng)機(jī)冷卻單元，其特征在于，所述風(fēng)機(jī)(6)配裝在所述外殼(8)內(nèi)位于與所述空氣入口開口(11)相對(duì)處的外殼壁(13)上。21.如權(quán)利要求1至20中任一項(xiàng)所述的風(fēng)機(jī)冷卻單元，其特征在于，所述外殼(8)是全天候的外殼，用于在暴露于全天候條件下的一位置處使用。22.如權(quán)利要求1至21中任一項(xiàng)所述的風(fēng)機(jī)冷卻單元，其特征在于，百葉窗板(5)配裝在所述保護(hù)覆蓋器(1)前面的外側(cè)上。23.如權(quán)利要求1至22中任一項(xiàng)所述的風(fēng)機(jī)冷卻單元的用途，用于冷卻電子部件(7)。24.如權(quán)利要求23所述的用途，其特征在于，用于空氣冷卻遠(yuǎn)程通訊基站。全文摘要一種用來冷卻諸如空氣冷卻遠(yuǎn)程通訊基站的電子部件的風(fēng)機(jī)冷卻單元(100)，其包括保護(hù)性覆蓋器，該覆蓋器用于容納電子部件的外殼(8)的至少空氣入口開口(11)。保護(hù)性覆蓋器(1)具有框架(2)，復(fù)合過濾介質(zhì)(3)安裝在框架上以形成氣密配合。復(fù)合過濾介質(zhì)(3)包括薄膜過濾層(20)和至少一個(gè)深度過濾介質(zhì)層(18)，薄膜過濾層(20)具有諸如膨脹聚四氟乙烯(ePTFE)的多孔聚合物隔膜，而深度過濾介質(zhì)層(18)設(shè)置在薄膜過濾層(20)的上游側(cè)上。深度過濾介質(zhì)層包括帶有靜電荷的纖維。ePTFE薄膜較佳地由PTFE均聚物和改性的PTFE聚合物的混合物制成。文檔編號(hào)H05K7/20GK101223838SQ200680025780公開日2008年7月16日申請(qǐng)日期2006年7月13日優(yōu)先權(quán)日2005年7月14日發(fā)明者C·魯?shù)婪?J·W·穆勒,R·施瓦茨,W·S·普恩申請(qǐng)人:W.L.戈?duì)栍邢薰?