DE102004031368A1

DE102004031368A1 - Lufthutzenkühler mit aktiver Konvektion

Info

Publication number: DE102004031368A1
Application number: DE102004031368A
Authority: DE
Inventors: Daniel Shyr
Original assignee: Avance Technologies Inc
Current assignee: Avance Technologies Inc
Priority date: 2004-03-08
Filing date: 2004-06-29
Publication date: 2005-10-06
Also published as: DE202004020364U1; TW200530790A; TWI242706B; US20050195568A1

Abstract

Lufthutzenkühler (10) mit aktiver Konvektion, aufweisend eine Lufthutze, die mit beiden offenen Enden an der Wand eines Chassis (20) zum Strömen von Luft angepasst ist, ein Gebläse (104, 105), das in der Lufthutze eingebaut ist, um einen aktiven Luftstrom zu erzeugen, ein Befestigungsmodul (106) zum Fixieren in dem Chassis (20), wobei der Lufthutzenkühler (10) eine Hauptplatine (203) in dem Chassis (20) abdeckt, die Temperatur des Luftstroms durch Außenluft verringert und Wärme von innen aus dem Chassis (20) herausführt, um Mikroprozessoren und/oder andere elektronische Bauelemente oder Geräte an der Hauptplatine (203) zu kühlen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Lufthutzenkühler mit aktiver Konvektion für einen Computer oder ein elektronisches System, und insbesondere einen Luftführungskanal mit einem eingebauten Gebläse, welcher Mikroprozessoren und andere elektronische Bauelemente oder Geräte an der Hauptplatine abdeckt. An zwei offenen Enden des Chassis erzeugen Gebläse eine aktive Konvektion der Be- und Entlüftung, um elektronische Bauelemente oder Geräte zu kühlen, und schalldämmendes Material, das in dem Luftführungskanal ausgelegt ist, kann Geräusche reduzieren.
Die Elektronikindustrie entwickelt sich und wächst sehr schnell. Integrierte Schaltkreise (IC) werden kleiner, verbrauchen mehr Energie und erzeugen auch viel Wärme, besonders einige moderne Mikroprozessoren, wie Zentraleinheiten (CPU) im Computer. Wärme verringert die Effizienz von elektronischen Bauelementen, beschädigt oder zerstört sogar Bauelemente. In einem Computersystem sind zum Beispiel ICs, Chips und andere elektronische Bauelemente auf einer gedruckten Leiterplatte oder einer Hauptplatine integriert und in einem geschlossenen Chassis installiert. Dies sind alles Wärmequellen, die Wärme abgeben und die Innentemperatur im Chassis erhöhen.

Herkömmlich werden meist Gebläse und Kühler für die Wärmeableitung verwendet. Ein Kühler mit Rippen ist an einem wärmeabgebenden elektronischen Bauelement angebracht, um die Fläche zu vergrößern, und ein Gebläse sorgt für aktiven Luftstrom zur Konvektion. Diese einfache Technik kann Wärme effizient nur dann übertragen, wenn die Umgebungstemperatur viel geringer als die Wärmequelle ist, und dieses Kühlsystem kann nur die Temperatur von bestimmten Bauelementen verringern. Bei einem herkömmlichen geschlossenen Chassis wird die Wärme aus dem Bauelement nur auf das Chassis übertragen, und nach einer bestimmten Betriebszeit steigt die gesamte Innentemperatur an und die Wärmeübertragungseffizienz wird zunehmend geringer. Ferner werden herkömmlich an Seiten des Chassis Gebläse eingesetzt, die Luft ein- und ausblasen, die jedoch dadurch eingeschränkt sind, dass Leitungen und Bauteile in dem Chassis hinderlich sind, die Konvektion noch zu langsam ist und die Effizienz nur geringfügig ansteigt. Mehr Gebläse bedeuten mehr Geräusche der Motoren oder des Luftstroms. Hochfrequenzbrummen ist für den Benutzer unangenehm und stört bei der Benutzung. Mehr Gebläse bedeuten auch mehr Energieverbrauch, mehr Kosten und auch mehr Wärme.

Der Hauptproblem ist eine aktive Konvektion, um Kühlluft von außen in das Chassis einzuführen und Wärme nach außen abzuführen.

Mit der Erfindung wird ein Lufthutzenkühler geschaffen, der die Hauptplatine im Chassis abdeckt, an beiden Enden offen ist und mit einem Gebläse versehen ist, um eine aktive Konvektion zu erzeugen, die Luftstrom in dem Chassis ein- und abführt.

Dies wird gemäß der Erfindung erreicht durch einen Lufthutzenkühler mit aktiver Konvektion. Nach einer Ausführungsform ist ein Luftführungskanal vorgesehen, der eine Lufthutze bildet, die Hauptplatine abdeckt und mit dessen beiden offenen Enden an einem Chassis angebracht ist. Ein Teil von elektronischen Bauelementen an der Hauptplatine, wie eine CPU oder andere stark wärmeabgebende Bauelemente, sind in dem Luftführungskanal abgedeckt. An den beiden Enden des Luftführungskanals, die durch die Wände des Chassis hindurch offen sind, kann ein Gebläse, das in dem Luftführungskanal eingesetzt ist, Luftstrom durch den Luftführungskanal hindurch blasen, der Außenluft von dem einen offenen Ende einführt und Wärme aus dem anderen offenen Ende herausführt.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist eine austauschbare erweiterte Abdeckung an der Seite des Luftführungskanals vorgesehen, um noch einen oder mehrere Mikroprozessoren und/oder andere wärmeabgebende elektronische Bauelemente anzupassen.

Zur Reduzierung von Brummgeräuschen ist nach der einen Ausführungsform ein Schalldämmstoff in dem Luftführungskanal ausgelegt, um Geräusche des Gebläsemotors oder des Luftstroms zu absorbieren.

Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 eine perspektivische Explosionsansicht eines Luftführungskanals nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung, wobei die strichpunktierten Linien anzeigen, wie die einzelnen Module zusammenzubauen sind;
2 eine perspektivische Ansicht des Luftführungskanals aus 1;
3 eine perspektivische Ansicht eines Luftführungskanals nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
4 eine Ansicht des Luftführungskanals aus 2, der in einem Computerchassis eingebaut ist, wobei die Pfeile die Montagerichtung anzeigen; und
5 einen Schnitt des Luftführungskanals in dem Computerchassis aus 4, wobei die Pfeile den Luftstrom durch das Modul hindurch anzeigen.
Mit Bezug auf die Zeichnung werden Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.
Mit Bezug auf 1 bis 3 weist ein Lufthutzenkühler 10 mit aktiver Konvektion einen Luftführungskanal 101 und eine austauschbare erweiterte Abdeckung 102 auf. Der Luftführungskanal 101 ist innen mit einem Geräuschdammstoff 103 ausgelegt und weist ein Lufteinlassgebläse 104 und ein Luftauslassgebläse 105 auf, die zweckmäßig an den beiden offenen Enden des Luftführungskanals 101 eingebaut sind. Das Lufteinlassgebläse 104 bläst Außenluft in den Luftführungskanal 101 in dem Chassis hinein, während das Auslassgebläse 105 warme Luft aus dem Chassis heraus nach außen bläst, so dass ein aktiver Konvektionsluftstrom innerhalb des Luftführungskanals 101 gebildet wird. An den Enden des Luftführungskanals 101 sind jeweils ein Befestigungsmodul 106 zum Befestigen des Luftführungskanals 101 in dem Chassis sowie ein Vorsprung 107 zum festen Sitz des Luftführungskanals 101 in dem Chassis angebracht. An der einen Unterseite des Luftführungskanals 101 ist ein Einschnitt 1011 mit einer Abschrägung 1012 ausgebildet. Die erweiterte Abdeckung 102 ist mit der Abschrägung 1012 verkeilt und deckt den Einschnitt 1011 des Luftführungskanals 101 ab, um noch einen oder mehrere Mikroprozessoren und/oder andere wärmeabgebende elektronische Bauelemente einzupassen. Bei der ersten Ausführungsform in 2 ist die erweiterte Abdeckung 102 eine Haube 1021, und bei der zweiten Ausführungsform in 3 ist die erweiterte Abdeckung 102 eine Blende 1022. Die Abschrägung 1012 an dem Luftführungskanal 101 ist mit der Haube 1021 verkeilt, die den Abdeckbereich des Luftführungskanals 101 erweitert, um zusätzliche wärmeabgebende elektronische Bauelemente, wie noch eine CPU oder einen Mikroprozessor im Falle eines Servers, an der Hauptplatine einzupassen, und ist bei normaler Benutzung mit der Blende 1022 verkeilt.
Mit Bezug auf 4 ist der komplette Lufthutzenkühler 10 mit aktiver Konvektion in einem Computerchassis 20 angebracht, wobei der Luftführungskanal 101 mit der Haube 1021 einen CPU-Doppelsatz 204 an einer Hauptplatine 203 abdeckt. Beim Einbau des Lufthutzenkühlers 10 in das Chassis 20 wird das Befestigungsmodul 106 an den Enden des Luftführungskanals 101 in die Seite 201 des Chassis 20 gedrückt, wie durch die Pfeile angezeigt ist, und die Vorsprünge 107 an dem Luftführungskanal 101 fixieren diesen in der Seite 201 des Chassis 20.
5 zeigt die Wirkungsweise des Luftführungskanals 101 nach der ersten Ausführungsform, wobei die Pfeile die Richtung des Luftstroms anzeigen. Der CPU-Doppelsatz 204 mit einem Kühler 205 und einem Gebläse 206 und ein Teil der Hauptplatine 203 sind im Abdeckbereich des Luftführungskanals 101. Das Gebläse 206 bläst Warmluft von dem CPU-Doppelsatz 204 über den Kühler 205 in den Luftführungskanal 101 hinein. Das Lufteinlassgebläse 104 bläst Außenluft in den Luftführungskanal 101 hinein, und das Luftauslassgebläse 105 bläst Warmluft an der anderen Seite heraus, so dass eine aktive Konvektionsluft in dem Luftführungskanal 101 strömt, wie die Pfeile anzeigen, und es wird weder Wärme in dem geschlossenen Chassis verbleiben, noch wird die gesamte Innentemperatur ansteigen, wobei im Falle des Versagens des Lufteinlassgebläses 104 oder des Luftauslassgebläses 105 dieser ausgetauscht werden kann, selbst wenn das System läuft. Die Kühlluft, die von dem Lufteinlassgebläse 104 eingeblasen wird, kann auf den Kühler 205 zum Abkühlen gerichtet werden. Ferner reduziert der Schalldämmstoff 103, der in dem Luftführungskanal 101 ausgelegt ist (in 5 nicht gezeigt), Brummgeräusche des Gebläses 206, des Lufteinlassgebläses 104 und des Luftauslassgebläses 105.

Claims

Lufthutzenkühler (10) mit aktiver Konvektion, aufweisend: eine Lufthutze, die mit beiden Enden offen in der Wand eines Chassis (20) zum Strömen von Luft angepasst ist; ein Gebläse (104, 105), das in der Lufthutze eingebaut ist, um einen aktiven Luftstrom zu erzeugen; ein Befestigungsmodul (106) zum Fixieren in dem Chassis (20), wobei der Lufthutzenkühler (10) eine Hauptplatine (203) in dem Chassis (20) abdeckt, die Temperatur des Luftstroms durch Außenluft verringert, und Wärme von innen aus dem Chassis (20) herausführt, um Mikroprozessoren und/oder andere elektronische Bauelemente oder Geräte an der Hauptplatine (203) zu kühlen.
Lufthutzenkühler nach Anspruch 1, wobei ein Schalldämmstoff (103) in der Lufthutze ausgelegt ist.
Lufthutzenkühler nach Anspruch 1, wobei das Gebläse (104) in dem offenen Ende der Lufthutze eingesetzt ist, um Luft in das Chassis (20) hinein zu blasen.
Lufthutzenkühler nach Anspruch 1, wobei das Gebläse (105) in dem offenen Ende der Lufthutze eingesetzt ist, um Luft aus dem Chassis (20) heraus zu blasen.
Lufthutzenkühler nach Anspruch 1, wobei das Gebläse (206) an der Innenseite der Lufthutze eingesetzt ist, um Luft durch das Chassis (20) hindurch zu blasen.
Lufthutzenkühler nach Anspruch 1, wobei das Befestigungsmodul (106) mittels Zunge und Nut befestigt ist.
Lufthutzenkühler nach Anspruch 1, wobei das Befestigungsmodul (106) mittels Bolzen befestigt ist.
Lufthutzenkühler nach Anspruch 1, wobei das Befestigungsmodul (106) mittels Schrauben befestigt ist.
Lufthutzenkühler nach Anspruch 1, wobei die Lufthutze eine austauschbare erweiterte Abdeckung (102) aufweist.
Lufthutzenkühler nach Anspruch 9, wobei die erweiterte Abdeckung (102) eine andere erweiterbare Zentraleinheit (CPU) und/oder irgendwelche andere elektronische Bauelemente oder Geräte an der Hauptplatine (203) abdeckt.