DE102006002449A1

DE102006002449A1 - Kühlungsmodul-Halterung

Info

Publication number: DE102006002449A1
Application number: DE102006002449A
Authority: DE
Inventors: Alex Hong; Masaharu Miyahara
Original assignee: Sunonwealth Electric Machine Industry Co Ltd
Current assignee: Sunonwealth Electric Machine Industry Co Ltd
Priority date: 2005-11-29
Filing date: 2006-01-18
Publication date: 2007-05-31
Also published as: TW200721957A; JP2007150222A; US20070121293A1

Abstract

Eine verbesserte Kühlungsmodul-Halterung umfasst einen Hauptkörper (21) mit zwei Hauptflächen, auf denen ein Kühlungslüfter (30) bzw. ein Kühlkörper (10) angeordnet sind, um ein Kühlungsmodul zu bilden. Ferner ist im Hauptkörper (21) eine an die Form des Kühlungslüfters (30) angepasste Lüftungsöffnung (23) ausgebildet. Vom Innenrand der Lüftungsöffnung (23) erstreckt sich wenigstens eine unbewegliche Lamelle (26, 27) nach innen. Wenn der Kühlungslüfter (30) eine Luftströmung durch diese Lamellen (26, 27) schiebt, ermöglichen diese eine Verringerung des Geräuschs, das durch die druckbedingte Resonanz entsteht, außerdem beseitigen sie einen unerwünschten Druckverlust, der durch die Turbulenz der Luftströmung hervorgerufen wird. Schließlich wird in tangentialer Richtung des stationären Blatts (26, 27) ein zusätzlicher Winddruck erzeugt, der den Winddruckverlust ausgleichen kann. Die Kühlungsleistung des Kühlungslüfters (30) wird durch den erhöhten Winddruck verbessert, so dass eine schnellere und effizientere Kühlungswirkung erzielt werden kann und eine Überhitzung der unteren Hälfte des Kühlkörpers (10) vermieden werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet der CPU-Kühlvorrichtungen und insbesondere eine verbesserte Halterung eines auf der CPU eines elektronischen Produkts angeordneten Kühlungsmoduls, die einen zweckmäßigen Aufbau mit mehreren vorteilhaften Wirkungen, nämlich eine Druckerhöhung, eine Luftstromführung, eine Geräuschsenkung und eine Kühlungsleistungsverbesserung, schafft.

In 1 ist ein herkömmliches Kühlungsmodul gezeigt, das auf einer CPU eines elektronischen Produkts angeordnet ist und einen Kühlkörper 10, eine Halterung 20 und einen Kühlungslüfter 30 umfasst. Der Kühlkörper 10 ist mit einem wärmeerzeugenden Element in direktem Kontakt, um die Wärme hiervon zu absorbieren. Der Kühlungslüfter 30 ist über die Halterung 20 befestigt und auf der Oberseite des Kühlkörpers 10 angeordnet, um die Wärme abzuführen.

Der Kühlkörper 10 umfasst einen mittigen Wärmeleiter 11 und mehrere Kühlrippen 12, die sich vom Umfang des mittigen Wärmeleiters 11 nach außen erstrecken.

Die Halterung 20 besitzt einen Hauptkörper 21, in dem eine Lüfterpositionierungvertiefung vorgesehen ist, in der der Kühlungslüfter 30 angeordnet und befestigt ist. Der Hauptkörper umfasst außerdem eine Lüftungsöffnung 23, die dem Kühlungslüfter 30 entspricht. Von dem Innenrand der Lüftungsöffnung 23 erstrecken sich mehrere Positionierungsabschnitte 24, mit denen der Kühlkörper 10 durch Schrauben verbunden ist, wenn das Kühlungsmodul zusammengefügt ist. Weiterhin erstrecken sich vom Rand des Hauptkörpers 21 mehrere Füße 25 nach unten, die mit dem Kühlungsmodul an einer bestimmten Position auf dem wärmeerzeugenden Element zusammengefügt werden.

Im Ergebnis wird der Kühlungslüfter 30 durch direkten Kontakt mit dem Kühlkörper und durch Absorbieren der Wärme von dem Kühlkörper und durch Abführen der Wärme nach oben zu den umgebunden Kühlungsrippen 12 gleichzeitig zum Antreiben des Luftstroms und zum schnellen Abführen der Wärme genutzt.

Wenn jedoch die durch den Kühlkörper 10 absorbierte Wärme von der Unterseite aufsteigt und allmählich in die Umgebung diffundiert, ergibt sich aufgrund der höheren Temperaturen des mittigen Wärmeleiters 11 und des unteren Halbabschnitts der Kühlungsrippen einerseits und aufgrund der niedrigeren Temperatur des oberen Halbabschnitts andererseits ein nicht isothermes Phänomen. Unter der Voraussetzung, dass sich die Stromspezifikation und die Umgebungskonfiguration nicht ändern, kann die Kühlungsleistung lediglich durch Erhöhen des Luftdurchflusses und des Drucks des Kühlungslüfters 30 verbessert werden, sofern das Problem der nicht isothermen Kühlungsrippen gelöst ist, wodurch eine schnellere und effizientere Wärmeabführungswirkung gegenüber einer Überhitzung des mittigen Wärmeleiters 11 und des unteren Halbabschnitts der Kühlungsrippen 12 geschaffen würde.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Kühlungsmodul-Halterung zu schaffen, mit der das oben erwähnte Problem des nicht isothermen Phänomens aufgrund der höheren Temperaturen des mittigen Wärmeleiters und des unteren Halbabschnitts der Kühlungsrippen einerseits und der niedrigeren Temperatur des oberen Halbabschnitts andererseits gelöst werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine verbesserte Kühlungsmodul-Halterung nach Anspruch 1. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die auf die Zeichnungen Bezug nimmt; es zeigen:

1 die bereits erwähnte Explosionsansicht des Aufbaus eines herkömmlichen Kühlungsmoduls;

2 eine Explosionsansicht des Kühlungsmoduls gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

3 eine Querschnittsansicht des Kühlungsmoduls von 2;

4 eine schematische Draufsicht des Kühlungsmoduls von 2;

5 eine Explosionsansicht des Kühlungsmoduls gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

6 eine Querschnittsansicht des Kühlungsmoduls von 5; und

7 eine schematische Draufsicht des Kühlungsmoduls von 5.

Das Kühlungsmodul gemäß der Erfindung umfasst einen Kühlkörper 10, eine Halterung 20 und einen Kühlungslüfter 30. Der Kühlkörper 10 ist mit einem wärmeerzeugenden Element in direktem Kontakt, um Wärme hiervon zu absorbieren. Der Kühlungslüfter ist auf der Oberseite des Kühlkörpers 10 mittels der Halterung 20 angeordnet und befestigt, um Wärme hiervon abzuführen. Im Folgenden werden zwei bevorzugte Ausführungsformen des Kühlungsmoduls gemäß der Erfindung erläutert.
Die 2 und 3 zeigen ein Kühlungsmodul gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Der Kühlkörper 10 umfasst einen mittigen Wärmeleiter 11 und mehrere Kühlungsrippen 12, die sich vom Umfang des mittigen Wärmeleiters 11 nach außen erstrecken.
Die Halterung 20 besitzt einen Hauptkörper 21, auf dessen Oberseite eine Lüfterpositionierungsvertiefung 22 vorgesehen ist, die die Anordnung und Befestigung des Kühlungslüfters 30 erleichtert, und eine Lüftungsöffnung 23, die dem Kühlungslüfter 30 entspricht. Vom Innenrand der Lüftungsöffnung 23 erstrecken sich mehrere Positionierungsabschnitte 24, die mit dem Kühlkörper 10 durch Schrauben verbunden sind, wenn das Kühlungsmodul zusammengefügt ist. Weiterhin erstrecken sich vom Rand des Hauptkörpers 21 mehrere Füße 25 nach unten, die mit dem Kühlungsmodul an einer bestimmten Position auf dem wärmeerzeugenden Element zusammengefügt werden.
Außerdem erstrecken sich von dem Innenrand der Lüftungsöffnung der Halterung 20 mehrere stationäre Blätter einwärts. Die stationären Blätter haben die Form einer Platte, die einen Neigungswinkel oder ein Neigungsmuster ähnli che jenen der Schaufeln des Kühlungslüfters 30 hat.
Wie in den 2, 3 und 4 gezeigt ist, dienen die stationären Blätter 26 dann, wenn der Kühlungslüfter 30 einen Luftstrom durch diese stationären Blätter 26 schiebt, dazu, den Luftstrom so zu führen, dass das Geräusch, das durch die druckbedingte Resonanz entsteht, verringert wird. Ferner wird in tangentialer Richtung des stationären Blatts 26 ein Winddruck erzeugt, der den Winddruckverlust, der durch die Turbulenz der Luftströmung einerseits und die Verbesserung der Kühlungsleistung des Kühlungslüfters 30 mittels des Winddrucks andererseits hervorgerufen wird, im Wesentlichen kompensiert. Die von dem Kühlkörper 10 absorbierte Wärme kann schnell abgeführt werden, so dass eine schnellere und effizientere Kühlungswirkung erhalten wird.
Die 5 und 6 zeigen eine zweite bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kühlungsmoduls. Der Innenrand der Lüftungsöffnung 23 der Halterung 20 ist mit mehreren stationären Blättern 27 versehen, die sich einwärts erstrecken. Diese stationären Blätter 27 haben die Form einer Platte, deren Neigungswinkel oder deren Neigungsmuster ähnlich jenem der Schaufeln des Kühlungslüfters 30 ist. Die stationären Blätter 27 der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kühlungsmoduls sind länger als die stationären Blätter der oben beschriebenen ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kühlungsmoduls, ferner ist die Innenseite jedes stationären Blatts 27 an einem Befestigungsring 28 befestigt.
Wie in den 5, 6 und 7 gezeigt ist, dienen die stationären Blätter 27 dann, wenn der Kühlungslüfter 30 den Luftstrom durch diese Lamellen 27 drängt, in ähnlicher Weise dazu, den Luftstrom zu führen, um das Geräusch, das aufgrund der druckbedingten Resonanz entsteht, zu verringern. Der Entwurf des Befestigungsrings 28 schafft eine ausreichende Festigkeit jedes stationären Blatts 27, so dass verhindert wird, dass die unbewegliche Lamelle eine Resonanz oder eine Schwingung aufgrund der Winddruckwirkung erzeugt. Darüber hinaus wird in tangentialer Richtung ein zusätzlicher Winddruck erzeugt. Andererseits wird ein Winddruckverlust, der sich aus der Turbulenz der Luftströmung ergibt, vermieden, ferner wird die Kühlungsleistung des Kühlungslüfters 30 durch den Winddruck verbessert, so dass die durch den Kühlkörper 10 absorbierte Wärme schnell abgeführt werden kann, um eine schnellere und effizientere Kühlungswirkung zu erhalten.
Zusammengefasst nutzt die Erfindung mehrere unbewegliche Lamellen, die sich vom Innenrand der Lüftungsöffnung der Halterung nach innen erstrecken, um erstens die Luftströmung zu führen, um das durch die druckbedingte Resonanz erzeugte Geräusch zu verringern und um zweitens einen zusätzlichen Winddruck zu erzeugen, um den Winddruckverlust aufgrund der Turbulenz der Luftströmung zu vermeiden. Darüber hinaus wird die gesamte Kühlungsleistung mittels des Winddrucks verbessert, wodurch eine schnellere und effizientere Kühlungswirkung erzielt wird. Daher weist der Gegenstand der Erfindung die Merkmale der Neuheit, der Erfindungshöhe und der industriellen Anwendbarkeit auf.
Die Erfindung ist oben anhand zweckmäßiger und derzeit bevorzugter Ausführungsformen beschrieben worden, sie ist jedoch nicht auf die offenbarten Ausführungsformen eingeschränkt. Vielmehr ist beabsichtigt, viele verschiedene Abwandlungen und ähnliche Anordnungen, die innerhalb des Erfindungsgedankens und des Umfangs der beigefügten Ansprüche liegen, die in ihrer weitesten Interpretation zu verstehen sind und somit alle derartigen Abwandlungen und ähnlichen Strukturen umfassen, abzudecken.

Claims

Kühlungsmodul-Halterung, mit einem Hauptkörper (21), der zwei Hauptflächen aufweist, auf denen ein Kühlungslüfter (30) bzw. ein Kühlkörper (10) angeordnet sind, um ein Kühlungsmodul zu schaffen, und einer Lüftungsöffnung (23) in dem Hauptkörper (21), die an die Form des Kühlungslüfters (30) angepasst ist, dadurch gekennzeichnet, dass vom Innenrand der Lüftungsöffnung (23) stationäre Blätter (26, 27) nach innen vorstehen.
Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren stationären Blätter (26, 27) die Form einer Platte haben, die einen Neigungswinkel besitzt.
Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren stationären Blätter (26, 27) dem Lüfterschaufel-Muster des Kühlungslüfters (30) ähnlich sind.
Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren Enden der mehreren stationären Blätter (27) mit einem Befestigungsring (28) verbunden sind.
Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich von der dem Kühlkörper (10) zugewandten Fläche des Hauptkörpers (21) mehrere Füße erstrecken, die zusammen mit dem Kühlkörper (10) an einer bestimmten Position auf einem wärmeerzeugenden Element angeordnet sind, wenn das Kühlungsmodul zusammengefügt ist.