DE102004028410A1

DE102004028410A1 - Vorrichtung zum Ableiten von Wärme

Info

Publication number: DE102004028410A1
Application number: DE102004028410A
Authority: DE
Inventors: Shih-Ying Hsu; Chung-Ter Yang
Original assignee: Wincomm Corp
Current assignee: Wincomm Corp
Priority date: 2004-02-05
Filing date: 2004-06-11
Publication date: 2005-09-01
Also published as: TW200527185A; US20050173096A1

Abstract

Eine Vorrichtung zum Ableiten von Wärme besteht aus einem Flüssigkeitsbehälter (2), welcher aus einem wärmeleitenden Material hergestellt ist und eine wärmeableitende Wandung (24) gegenüber einer wärmeaufnehmenden Wandung (21) und eine umgebende Wandung (22) aufweist, die mit den wärmeableitenden und wärmeaufnehmenden Wandungen (21, 24) zusammenwirkt und eine versiegelte Dampfkammer (20) bildet. Eine Wärmetauschereinrichtung (3) ist innerhalb der Dampfkammer (20) angeordnet und steht in wärmeleitendem Kontakt mit der wärmeaufnehmenden Wandung (21) und enthält eine Menge eines Arbeitsmediums (300), welches sich durch Aufnahme von Wärme von der wärmeaufnehmenden Wandung (21) in Dampf (301) umwandelt, der die Dampfkammer (20) ausfüllt. Der Dampf (301) kann sich in Kondensat umwandeln, wenn er aufgrund des Kontaktes mit der wärmeableitenden Wandung (24) abkühlt. Eine wärmeleitende Platte (5) ist auf der wärmeableitenden Wandung (24) des Flüssigkeitsbehälters (2) von dieser beabstandet angeordnet und wirkt mit der wärmeableitenden Wandung (24) so zusammen, dass ein wärmeableitender Übergang (6) gebildet wird, so dass die Wärme, die von der wärmeableitenden Wandung (24) aufgenommen wird, durch den wärmeableitenden Übergang (6) abgeleitet wird.

Description

Diese Anmeldung nimmt die Priorität der Taiwanesischen Anmeldung Nr. 93102657, eingereicht am 05. Februar 2004, in Anspruch.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ableiten von Wärme, insbesondere eine Vorrichtung zum Ableiten von Wärme, die eine relativ hohe wärmeableitende Leistung aufweist.

Eine bekannte Vorrichtung zum Ableiten von Wärme weist eine wärmeübertragende Platte auf, die eine erste Oberfläche aufweist, welche in wärmeleitenden Kontakt mit einer Mikroprozessoreinheit (CPU) steht, und eine der ersten Oberfläche gegenüberliegende zweite Oberfläche, ein Wärmetauschrohr, welches einen ersten Endabschnitt aufweist, der mit der zweiten Oberfläche der wärmeübertragenden Platte verbunden ist, und einen dem ersten Endabschnitt gegenüberliegenden zweiten Endabschnitt, einen Kühlkörper, der mit dem zweiten Endabschnitt des Wärmetauschrohres verbunden ist, und eine Lüftereinrichtung, die ein Lüftergehäuse mit einem Lufteinlass und einem Luftauslass aufweist. Der Kühlkörper ist im Lüftergehäuse am Luftauslass angebracht.

Aufgrund der Benutzung einer Lüftereinrichtung, treten bei schnellen Umdrehungszahlen Geräusche auf. Darüber hinaus behindert Staub der sich in dem Lüftergehäuse ansammelt die Effizienz der Wärmeableitung bei der bekannten Vorrichtung zum Ableiten von Wärme.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung zum Ableiten von Wärme zur Verfügung zu stellen, welche eine relative große Effizienz der Wärmeableitung aufweist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Vorrichtung zum Ableiten von Wärme auf:
Einen aus einem wärmeleitenden Material hergestellten Flüssigkeitsbehälter mit einer wärmeaufnehmenden Wandung, einer der wärmeaufnehmenden Wandung gegenüberliegenden wärmeableitenden Wandung und einer umgebenden Wandung, welche mit den wärmeaufnehmenden und wärmeableitenden Wandungen zusammenwirkt und so eine versiegelte Dampfkammer begrenzt;
eine Wärmetauschereinrichtung, die in der Dampfkammer angebracht ist, wobei die Wärmetauschereinrichtung in wärmeleitendem Kontakt mit der wärmeaufnehmenden Wandung steht und eine Quantität eines Arbeitsmediums enthält, wobei das Arbeitsmedium bei der Aufnahme von Wärme von der wärmeaufnehmenden Wandung in der Lage ist, sich in Dampf umzuwandeln, welcher die Dampfkammer füllt, und wobei der Dampf in der Lage ist, wenn er aufgrund eines Kontaktes mit der wärmeableitenden Wandung gekühlt wird, sich in Kondensat umzuwandeln; und
eine wärmeleitende Abdeckplatte, welche auf der wärmeableitenden Wandung des Flüssigkeitsbehälters von dieser beabstanded angeordnet ist und mit der wärmeableitenden Wandung derart zusammenwirkt, dass ein wärmeableitender Übergang eingeschlossen wird, so dass die von der wärmeableitenden Wandung aufgenommene Wärme über den wärmeableitenden Übergang abgeleitet wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, welche zeigen:
1 eine Explosionsansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ableiten von Wärme;
2 eine schematische Teilschnittansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform;
3 die vergrößerte Ansicht eines Bereiches der in 2 dargestellten Ausführungsform;
4 eine perspektivische Explosionsansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ableiten von Wärme;
5 eine schematische Teilschnittansicht einer dritten bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ableiten von Wärme; und
6 eine schematische Teilschnittansicht einer vierten bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ableiten von Wärme.
Bevor die vorliegende Erfindung genauer beschrieben wird, sie darauf hingewiesen, daß in der gesamten Offenbarung ähnliche Elemente mit den gleichen Referenznummern gekennzeichnet sind.
1 und 2 zeigen eine erste bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ableiten von Wärme, welche einen Flüssigkeitsbehälter 2, eine Wärmetauschereinrichtung 3 und eine wärmeleitende Abdeckplatte 5 aufweist.
Der Flüssigkeitsbehälter 2 besteht aus einem wärmeleitenden Material, z. B. Kupfer, und weist eine wärmeaufnehmende Wandung 21, eine der wärmeaufnehmenden Wandung 21 gegenüberliegende wärmeableitende Wandung 24 und eine diese umgebende Wandung 22 auf, die mit den wärmeaufnehmenden und wärmeableitenden Wandungen 21, 24 so zusammenwirkt, dass eine versiegelte Dampfkammer 20 begrenzt wird, die, wie in 1 gezeigt, bevorzugt eine Vakuumkammer ist. In dieser Ausführungsform ist die wärmeaufnehmende Wandung 21 dafür ausgelegt, in wärmeleitenden Kontakt mit einer Wärmequelle 7, z. B. einer Mikroprozessoreinheit, gebracht zu werden. In dieser Ausführungsform weist die wärmeableitende Wandung 24 eine wellenförmige Konfiguration auf, welche abgeflachte Spitzen 240 und abgerundete Täler 241 hat.
Die Wärmetauschereinrichtung 3, welche innerhalb der Dampfkammer 20 angeordnet ist, steht in wärmeleitendem Kontakt mit der wärmeaufnehmenden Wandung 21 und enthält eine Quantität eines Arbeitsmediums 300. Das Arbeitsmedium 300 kann in Dampf 301 übergehen, der die Dampfkammer 20 ausfüllt, wenn Wärme von der wärmeaufnehmenden Wandung 21 aufgenommen wird, wie in 3 gezeigt ist. Der Dampf 301 kann kondensieren, wenn er aufgrund eines Kontakts mit der wärmeableitenden Wandung 24 abkühlt. In dieser Ausführungsform weist die Wärmetauschereinrichtung 3 eine poröse Keramikplatte 30 auf, die das Arbeitsmedium 300 enthält. Das Arbeitsmedium 300 enthält zumindest Wasser und ein Kühlmittel. Es sei angemerkt, daß ein wärmeleitendes Mittel 31, wie z. B. ein wärmeleitender Kleber oder ein Lötmittel, wie in 3 gezeigt, für die Befestigung der Wärmetauschereinrichtung 3 auf der wärmeaufnehmenden Wandung 21 des Flüssigkeitsbehälters 2 verwendet werden kann.
Die wärmeleitende Abdeckplatte 5 ist auf der wärmeableitenden Wandung 24 des Flüssigkeitsbehälters 2 von dieser beabstanded angebracht und wirkt mit der wärmeableitenden Wandung 24 dergestalt zusammen, dass dazwischen ein wärmeableitender Übergang 6 eingeschlossen wird, wie in 2 gezeigt ist, so dass Wärme, die von der wärmeableitenden Wandung 24 aufgenommen wird über den wärmeableitenden Übergang 6 abgeleitet wird. In dieser Ausführungsform ist die Abdeckplatte 5 umgekehrt U-förmig, um zusammen mit den seitlichen, sich gegenüber liegenden Öffnungen 60, 61 den wärmeableitenden Übergang 6, wie in 1 gezeigt, zu bilden.
4 zeigt eine zweite bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ableiten von Wärme, die eine Abwandlung der ersten Ausführungsform darstellt. In dieser Ausführungsform weist der Flüssigkeitsbehälter 2' ein Paar längliche Stützrahmen 41 auf, welche in der Dampfkammer aufgenommen und zwischen der wärmeableitenden Wandung 24 und der Wärmetauschereinrichtung 3 angeordnet sind, um die wärmeableitende Wandung 24 zu stützen. In dieser Ausführungsform weist der Stützrahmen 41 eine Oberseite 410 auf, die an die Täler 241 der wärmeableitenden Wandung 24 anliegt und eine Unterseite 411, die an die Wärmeaustauscheinrichtung 3 anliegt.
5 zeigt eine dritte bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ableiten von Wärme, die eine Abwandlung der ersten Ausführungsform darstellt. In dieser Ausführungsform weist die Vorrichtung zum Ableiten von Wärme zusätzlich ein Wärmetauschrohr 12 auf, welches eine Geräteverbindungsseite 120 hat, die so ausgeführt ist, dass sie mit der Wärmequelle 7 in Kontakt gebracht werden kann und eine Wandungsverbindungsseite 121, die der Geräteverbindungsseite 120 gegenüberliegt und auf der wärmeaufnehmenden Wandung 21 des Flüssigkeitsbehälters 2 angeordnet ist.
6 zeigt eine vierte bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ableiten von Wärme, die eine Abwandlung der ersten Ausführungsform darstellt. In dieser Ausführungsform weist die Vorrichtung zum Ableiten von Wärme ein Wärmetauschrohr 8 mit einer unteren Geräteverbindungsseite 81 auf, die so ausgeführt ist, dass sie mit der Wärmequelle 7 in Kontakt gebracht werden kann und eine obere Wandungsverbindungsseite Seite 80, welche auf der wärmeaufnehmenden Wandung 21 des Flüssigkeitsbehälters 2 angeordnet ist. Es sei darauf hingewiesen, dass das Wärmetauschrohr 8 einen Vakuumbereich 800 aufweist und mit einer porösen Keramikröhre 82, die ein Arbeitsmedium enthält, ausgestattet ist.
Im Folgenden werden einige Vorteile der erfindungsgemäßen wärmeableitenden Vorrichtung beschrieben:

1. Aufgrund der Wärmetauschereinrichtung 3 und des Wärmetauschrohres 12, 8 mit dem Arbeitsmedium kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ableiten von Wärme eine höhere Wärmeableitungseffizienz als der Stand der Technik zur Verfügung stellen.
2. Aufgrund des Wärmetauschrohres 12, 8 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ableiten von Wärme für Wärmequellen geeignet, die in verschiedenen Positionen angebracht sind und verschiedene Größen aufweisen.
3. Lüftergeräusche, wie sie in den oben beschriebenen, herkömmlichen Vorrichtungen zum Ableiten von Wärme auftreten, können vermieden werden.
4. Aufgrund des wärmeableitenden Übergangs 6 wird mit der Vorrichtung zum Ableiten von Wärme ein Kamineffekt erzielt, um die Effizienz der Wärmeableitung zu vergrößern.
5. Aufgrund der wellenförmigen Ausführung der wärmeableitenden Wandung 24 weist die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ableiten von Wärme eine verhältnismäßig große wärmeableitende Fläche auf.

Claims

Eine Vorrichtung zum Ableiten von Wärme, dadurch gekennzeichnet, dass ein aus einem wärmeleitenden Material bestehender Flüssigkeitsbehälter (2) vorgesehen ist, welcher eine wärmeaufnehmende Wandung (21), eine der wärmeaufnehmenden Wandung (21) gegenüberliegenden wärmeableitende Wandung (24) und eine umgebende Wandung (22) aufweist, die mit den wärmeaufnehmenden und wärmeableitenden Wandungen (21, 24) zusammenwirkt und so eine versiegelte Dampfkammer (20) begrenzt eine Wärmetauschereinrichtung (3), die innerhalb der Dampfkammer (20) angeordnet ist, wobei die Wärmetauschereinrichtung (3) in wärmeleitendem Kontakt mit der wärmeaufnehmenden Wandung (21) steht und ein Arbeitsmedium (300) enthält, wobei das Arbeitsmedium (300) sich in Dampf (301) umwandeln kann, der die Dampfkammer (20) ausfüllt, wenn es von der wärmeaufnehmenden Wandung (21) Wärme aufnimmt, und der Dampf (301) sich in ein Kondensat umwandeln kann, wenn er durch einen Kontakt mit der wärmeableitenden Wandung (24) abgekühlt wird; und eine wärmeleitende Abdeckplatte (5), die auf der wärmeableitenden Wandung (24) des Flüssigkeitsbehälters (2) von dieser Beabstanded angeordnet ist und mit der wärmeableitenden Wandung (24) so zusammenwirkt, dass dazwischen ein wärmeleitender Übergang (6) eingeschlossen ist, so dass Wärme, die von der wärmeableitenden Wandung (24) aufgenom men wird, durch den wärmeleitenden Übergang (6) abgeleitet wird.
Eine Vorrichtung zum Ableiten von Wärme gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeableitende Wandung (24) wellenförmig ausgeführt ist.
Eine Vorrichtung zum Ableiten von Wärme gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wellenförmige Ausführung der wärmeableitenden Wandung (24) abgeflachte Spitzen (240) und abgerundete Täler (241) aufweist.
Eine Vorrichtung zum Ableiten von Wärme gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Wärmetauschereinrichtung (3) eine poröse Keramikplatte (30) angeordnet ist, die das Arbeitsmedium (300) enthält
Eine Vorrichtung zum Ableiten von Wärme gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsbehälter (2) einen länglichen Stützrahmen (41) aufweist, der in die Dampfkammer (20) aufgenommen und zwischen der wärmeableitenden Wandung (24) und der Wärmetauschereinrichtung (3) angeordnet ist, um die wärmeableitende Wandung (24) zu stützen.
Eine Vorrichtung zum Ableiten von Wärme gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampfkammer (20) als Vakuumkammer ausgebildet ist.
Eine Vorrichtung zum Ableiten von Wärme gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsmedium (300) zumindest Wasser und ein Kühlmittel enthält.
Eine Vorrichtung zum Ableiten von Wärme gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wärmetauschrohr (12, 8) vorgesehen ist, welches eine Geräteverbindungsseite (120, 81), die für die Verbindung mit der Wärmequelle (7) ausgebildet ist, sowie eine der Geräteverbindungsseite (120, 81) gegenüberliegenden Wandungsverbindungsseite (121, 80) aufweist, welche auf der wärmeaufnehmenden Wandung (21) des Flüssigkeitsbehälters (2) angeordnet ist.
Eine Vorrichtung zum Ableiten von Wärme gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmetauschrohr (8) einen Vakuumraum (800) aufweist und mit einer porösen Keramikröhre (82) ausgestattet ist, welche ein Arbeitsmedium enthält.
Eine Vorrichtung zum Ableiten von Wärme gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wärmeableitende Übergang (6) seitliche Öffnungen (60, 61) aufweist.
Eine Vorrichtung zum Ableiten von Wärme gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckplatte (5) umgekehrt U-förmig ausgeführt ist um den wärmeableitenden Übergang (6) mit seitliche Öffnungen (60, 61) zu bilden.
Eine Vorrichtung zum Ableiten von Wärme gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein wärmeleitendes Mittel (31) verwendet wird, um die Wärmetauschereinrichtung (3) auf der wärmeaufnehmenden Wandung (21) anzubringen.