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Die
Erfindung betrifft einen Lufthutzenkühler eines Computers oder eines
elektronischen Systems, und insbesondere einen Luftführungskanal
mit einem integrierten Gebläse,
welcher Mikroprozessoren und andere elektronische Bauelemente oder
Einrichtungen an einer Hauptplatine abdeckt. An zwei offenen Enden
eines Chassis erzeugen Gebläse
des Lufthutzenkülers
eine aktive Konvektion der Luft-Einleitung und der Entlüftung, um
elektronische Bauelemente oder Einrichtungen zu kühlen, wobei
der Luftführungskanal
auch Geräusche
reduziert.
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Die
Elektronikindustrie entwickelt sich und wächst sehr schnell. Integrierte
Schaltkreise (ICs) werden kleiner, verbrauchen mehr Energie und
erzeugen auch viel Wärme,
besonders einige moderne Mikroprozessoren, wie Zentraleinheiten
(CPUs) 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.
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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
aktive Strömung
des Luftstroms. Diese einfache Technik kann Wärme effizient nur dann übertragen,
wenn die Umgebungstemperatur viel geringer als die Wärmequelle
ist, und diese Kühler
Baugruppe bzw. dieses Kühlsystem
kann nur die Temperatur von bestimmten Bauelementen verringern.
Bei einem geschlossenen Chassis wird herkömmlich die Wärme aus
dem Bauelement nur in 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.
Außerdem
bedeuten mehrere Gebläse
mehr Geräusche
der Motoren oder des Luftstroms. Hochfrequenzbrummen ist für den Benutzer
unangenehm und stört
bei der Benutzung. Mehrere Gebläse
bedeuten auch mehr Energieverbrauch, mehr Kosten und auch mehr Wärme.
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Das
Hauptproblem ist das Erzeugen einer Konvektion, um Kaltluft von
außen
in das Chassis einzuführen
und Wärme
nach außen
abzuführen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung
löst die
vorgenannten Probleme.
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Mit
der Erfindung wird ein Lufthutzenkühler mit einem Luftführungskanal
geschaffen, der die Zentraleinheit (CPU), ihr eigenes Kühlsystem
und andere elektronische Bauelemente der Hauptplatine in dem Chassis
abdeckt, der Geräusche
des Gebläse-Kühlers der Zentraleinheit (CPU)
reduziert und in den zum Erzeugen einer aktiven Konvektion ein Luftstrom
in das/aus dem Chassis ein- und abgeführt wird, so dass die Temperatur
der CPU und anderer elektronischer Bauelemente verringert wird.
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Dies
wird gemäß der Erfindung
durch eine Lufthutzenkühler-Anordnung erreicht.
Ein Luftführungskanal,
der eine Lufthutze bildet, deckt die Hauptplatine ab und ist an
dem Chassis angeordnet. Ein Teil der elektronischen Bauteile an
der Hauptplatine, wie eine CPU oder andere in hohem Maße wärmeabgebende
Bauelemente sind in dem Luftführungskanal
enthalten bzw. von diesem abgedeckt. Ein an der Seite des Luftführungskanals
angeordnetes Gebläse
kann einen Luftstrom ausblasen. Im obersten Abschnitt des Luftführungskanals
ist eine Eintritts-Öffnung
zum Einlassen von Luft ausgebildet. Der Luftführungskanal weist einen Griffabschnitt,
einen Zapfen und ein Befestigungselement, die an geeigneter Stelle
im Chassis installiert werden können, und
zum Befestigen am Chassis ferner eine Mehrzahl von Vorsprüngen auf.
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Zum
Isolieren der Geräusche
des Kühler-Gebläses der
CPU sind die CPU und ihr eigenes Kühlsystem sowie andere elektronische
Bauelemente an der Hauptplatine mittels des Luftführungskanals abgedeckt,
wobei das Gebläse
des Luftführungskanals
die innere Hochtemperatur-Luft ausbläst und zum zügigen Abkühlen der
CPU und anderer elektronischer Bauelemente Kaltluft von außerhalb
des Chassis über
die Eintritts-Öffnung
in den Luftführungskanal
hinein strömt.
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Verglichen
mit der herkömmlichen
Technik des Kühlkörpers der
CPU, bläst
ein Gebläse
Rippen eines in dem Chassis der CPU beigefügten Kühlers an und überträgt zum Verringern
der Temperatur der CPU die Wärme
an die Umgebung. Jedoch ist in den meisten Fällen die Umgebung im Chassisinneren
nahezu geschlossen, so dass aufgrund der an die Umgebung abgegebenen
Wärme von
der CPU, die gesamte Umgebungstemperatur im Inneren des Chassis
zunehmend höher
wird. Aufgrund der niedrigen Effizienz der Luft-Konvektion zwischen
der Innenseite und der Außenseite
des Chassis, wird auch die Effizienz des Kühlers der CPU mit der Zeit
zunehmend geringer. Gemäß der Erfindung
deckt ein einziger Luftführungskanal
des Lufthutzenkühlers
die CPU inklusive ihres Gebläses
und Teile der elektronischen Bauelemente an der Hauptplatine ab.
Mit dem an der Seite des Luftführungskanals
festgelegten Gebläses und
der Eintrittsöffnung
schafft der Lufthutzenkühler eine
Konvektion in dem Chassis. Zum Wärmetauschen
bläst das
Gebläse
gemäß der Erfindung Warmluft
aus dem Inneren des Chassis heraus und lässt Kaltluft von außerhalb
in das Chassis einfließen. Der
Luftführungskanal
bildet eine Lufthutze zum Wärmeübertragen
(zur Konvektion) von Luftströmung
im Inneren.
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Die
Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine
Seitenansicht einer Ausführungsform
gemäß der Erfindung;
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2 eine
Seitenansicht einer Ausführungsform
gemäß der Erfindung,
installiert im Chassis;
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3 eine
Seitenansicht einer Ausführungsform
gemäß der Erfindung,
in der mittels Pfeilen die Richtung der Luftströmung angezeigt wird.
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Nachfolgen
werden verschiedene Aspekte einer bevorzugten Ausführungsform
anhand der Figuren detailliert beschrieben.
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In 1 ist
eine Seitenansicht einer Ausführungsform
gemäß der Erfindung
dargestellt. Ein Lufthutzenkühler 10 weist
einen haubenförmigen
Luftführungskanal 101 auf,
welcher als ein einziges Bauteil ausgebildet ist und der einen hohlen
Raum schafft. Der Luftführungskanal 101 weist
an einer Stirnseite eine Ausblas-Öffnung 103 und nahe
der dieser gegenüberliegenden,
geschlossenen Stirnseite an der oberen Seite eine Luft-Eintritts-Öffnung 102 auf,
so dass in dem hohlen Raum des Luftführungskanals 101 eine
Luftströmung
durch die beiden Öffnungen hindurch
entsteht. Der Luftführungskanal 101 weist ferner
einen Griffabschnitt 104, einen Zapfen 105 und einen
als Haken 106 ausgebildeten Befestigungsabschnitt auf,
welche einfach an einer entsprechenden Stelle des Chassis installiert
werden können.
Zur Befestigung am Chassis weist der Luftführungskanal 101 ferner
eine Mehrzahl von Vorsprüngen 107 auf.
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Bezug
nehmend auf die 2 ist eine Ausführungsform
gemäß der Erfindung
dargestellt, bei der der komplette Lufthutzenkühler 10 in einem Computer-Chassis 20 angeordnet
ist. Herkömmlicher Weise
sind der CPU 204 in dem Chassis 20 ein Kühler 205 und
ein Gebläse
zum Ableiten der Wärme
der arbeitenden CPU 204 beigefügt, um Überhitzungs-Unbeständigkeiten oder sogar ein Versagen/Zerstören der
CPU 204 zu vermeiden. Aufgrund der Entwicklung der Elektroindustrie
können
hochpräzise
elektronische Bauteile mit zunehmend größerer Taktfrequenz arbeiten
(Zeitsteuerung). Gleichzeitig jedoch verbrauchen die elektronischen
Bauelemente mehr Energie und erzeugen ferner mehr Wärme. Unter
Volllast-Lauf kann die Oberflächentemperatur
der elektronischen Bauteile mitunter mehr als 100°C betragen.
Die gängigen
herkömmlichen
Verfahren gestalten die Kühler 205 um,
indem deren Oberflächenbereich
vergrößert wird,
neues Material benutzt wird oder die Größe und Leistung des Gebläses erhöht werden,
um die (Wärme-)
Ableit-Effizienz zu
erhöhen.
Das größere Gebläse verbraucht
mehr Energie, die der Last des Energie-System zusätzlich zugeführt wird,
wobei durch eine höhere
Gebläse-Drehzahl
(Lüfterraddrehzahl)
auch lautere Geräusche
erzeugt werden. Der Lufthutzenkühler
gemäß der Erfindung
ist zum Einbauen in normale Computer-Chassis ausgebildet, ohne dass
zusätzliche
Ausstattungen benötigt
werden oder die Leistungsfähigkeit
weiter zu erhöhen
ist, wobei die Ausführung
der Hauptplatine oder des Chassis zum Teil geändert werden kann.
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Wie
in der 2 dargestellt ist, braucht ein Benutzer, wenn
er den Lufthutzenkühler 10 gemäß der Erfindung
im Inneren des Chassis 20 installiert, lediglich den Griffabschnitt 104 des
Luftführungskanals 101 zu
drücken,
um den Zapfen 105 in eine entsprechende Stelle in einer
Seitenwand 202 des Chassis 20 einzusetzen, und
anschließend
den Luftführungskanal 101 nach
vorn zu drücken,
um diesen mit der Rückwand 201 des
Chassis 20 zusammenzufügen.
Nach dem Einbau liegen die Vorsprünge 107 des Luftführungskanals 101 zur
Befestigung an der anderen Seitenwand (nicht dargestellt) an. Eine Hauptplatine 203 und
die CPU 204 mit ihrem Kühler sind
teilweise oder vollständig
von dem Lufthutzenkühler 10 umgeben
bzw. abgedeckt, so dass die Geräusche
des Kühler-Gebläses 205 an
der CPU 204 abgeblockt werden. Ein Ausblas-Gebläse 30 ist
in bzw. an der Auslassöffnung 103 angeordnet.
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Bezug
nehmend auf 3 ist eine Seitenansicht einer
Ausführungsform
gemäß der Erfindung dargestellt,
in der mittels Pfeilen die Richtung der Luftströmung angegeben ist. Wenn der
Luftführungskanal 101 in
dem Chassis 20 installiert ist, sind die CPU 204 und
die Hauptplatine 203 zum Teil oder vollständig in
dem Luftführungskanal 101 aufgenommen bzw.
von diesem abgedeckt. Der Kühler
der CPU 204 bläst
die von der Eintritts-Öffnung 102 kommende Kaltluft
zu der CPU 204, wodurch die Luft erwärmt und damit Wärme abführt wird.
Die Warmluft wird in den Luftführungskanal 101 geblasen
und das Ausblas-Gebläse 30 bläst die Warmluft
aus dem Luftführungskanal 101 hinaus,
so dass die Kaltluft außerhalb
des Chassis 20 über
die Eintritts-Öffnung 102 in den
Luftführungskanal 101 hinein
einströmt.
Die mittels der Einlass-Öffnung 102 einströmende Kaltluft
ist auf den Kühler 205 gerichtet,
um diesen abzukühlen.