Die
Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung nach dem Oberbegriff des
Patentanspruches 1, eine Kühlkörperanordnung
nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 12 sowie eine Vorrichtung
zur Kühlung
nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 13.The
The invention relates to a clamping device according to the preamble of
Claim 1, a heat sink assembly
according to the preamble of claim 12 and a device
for cooling
according to the preamble of claim 13.
Eine
derartige Kühlvorrichtung
ist aus der WO 2005/055319 A2 bekannt. Das bekannte System weist
einen Verdampfer zur Aufnahme von Wärme eines elektronischen Bauteils
sowie einen Kondensator zur Abgabe der Wärme an die Umgebung auf. Von
einem Ausgang des Verdampfers erstreckt sich ein Steigrohr, welches
in den Kondensator mündet.
In dem Steigrohr steigen Blasen verdampften Kältemittels von dem Verdampfer
in den Kondensator und bewirken so eine Umwälzung des Kältemittels in dem System.A
such a cooling device
is known from WO 2005/055319 A2. The known system has
an evaporator for receiving heat of an electronic component
and a condenser for dissipating the heat to the environment. From
an outlet of the evaporator extends a riser, which
flows into the condenser.
Bubbles of vaporized refrigerant from the evaporator rise in the riser
into the condenser and thus cause a circulation of the refrigerant in the system.
Eine
Befestigung von Kühlkörpern auf
wärmeabgebenden
Komponenten erfolgt oft mittels eines Spannsteges aus Blech, der
an Nasen eines Rahmens der wärmeabgebenden
Komponente eingehängt
ist. Hierbei verläuft
der Spannsteg mittig über
den Kühlkörper und überträgt die aufzubringende
Spannkraft auf den Kühlkörper. Nachteilig
hierbei ist, dass für
ein Aufsetzen des Spannsteges auf den Kühlkörper ein gewisser Freiraum
freigehalten werden muss, der später
ungenutzt bleibt und nicht immer ohne weiteres zur Verfügung steht.A
Fixing of heat sinks on
exoergic
Components are often made by means of a clamping web of sheet metal, the
on noses of a frame of the heat-emitting
Component mounted
is. This is going on
the tensioning web in the middle over
the heat sink and transmits the applied
Tension on the heat sink. adversely
here is that for
a placement of the clamping web on the heat sink a certain amount of space
must be kept free later
remains unused and is not always readily available.
Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine platzsparende Befestigung
eines Kühlkörpers an
einer wärmeabgebenden
Komponente aufzufinden.It
is the object of the present invention, a space-saving attachment
a heat sink
a heat-emitting
Find component.
Diese
Aufgabe wird durch eine Spannvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1,
durch eine Kühlkörperanordnung
mit den Merkmalen des Patentanspruches 12 sowie durch eine Kühlvorrichtung
mit den Merkmalen des Patentanspruches 13 gelöst.These
The object is achieved by a clamping device having the features of claim 1,
through a heat sink assembly
with the features of claim 12 and by a cooling device
solved with the features of claim 13.
Grundgedanke
der Erfindung ist es, einen Kühlkörper in
Spannrichtung in eine Aufnahme der Spannvorrichtung einzusetzen,
so dass auf einer Seite des Kühlkörpers entgegen
der Spannrichtung, wie Oberseite, kein Platz für die Spannvorrichtung und/oder
den Spannvorgang benötigt
wird. Haltelemente zur Übertragung
einer Spannkraft in Spannrichtung auf den Kühlkörper sind nicht mehr notwendigerweise
auf der Oberseite des Kühlkörpers angeordnet,
sondern können
neben dem Kühlkörper mit entsprechenden
Gegenelementen des Kühlkörpers zusammenwirken.
Auf diese Weise kann der Kühlkörper in
die Spannvorrichtung unter Bildung einer Kühlkörperanordnung eingesetzt werden,
wonach die Kühlkörperanordnung
auf eine wärmeabgebende Komponente
spannbar ist. Andererseits ist es möglich, die Spannvorrichtung
zunächst
auf eine wärmeabgebende
Komponente zu spannen und anschließend den Kühlkörper in die Spannvorrichtung
einzusetzen.basic idea
The invention is a heat sink in
Insert clamping direction in a receptacle of the clamping device,
so that on one side of the heat sink counter
the clamping direction, such as top, no space for the clamping device and / or
needed the clamping process
becomes. Holding elements for transmission
a clamping force in the clamping direction on the heat sink are no longer necessary
arranged on top of the heat sink,
but you can
next to the heat sink with appropriate
Interact counter elements of the heat sink.
In this way, the heat sink in
the tensioning device is used to form a heat sink assembly,
after which the heat sink assembly
on a heat-emitting component
is tensionable. On the other hand, it is possible the tensioning device
first
on a heat-emitting
To clamp component and then the heat sink in the clamping device
use.
Vorteilhafte
Ausführungsformen
sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche
und/oder werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
näher erläutert. Es
zeigen:advantageous
embodiments
are the subject of the dependent
claims
and / or will be described below with reference to the drawings
explained in more detail. It
demonstrate:
1 eine
perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zur Kühlung von elektronischen Bauelementen, 1 a perspective view of a device for cooling electronic components,
2 eine
Explosionsansicht einer Vorrichtung zur Kühlung von elektronischen Bauelementen, 2 an exploded view of a device for cooling electronic components,
3 eine
Seitenansicht einer Vorrichtung zur Kühlung von elektronischen Bauelementen, 3 a side view of a device for cooling electronic components,
4 einen
Längsschnitt
einer Vorrichtung zur Kühlung
von elektronischen Bauelementen, 4 a longitudinal section of a device for cooling electronic components,
5 einen
Querschnitt einer Vorrichtung zur Kühlung von elektronischen Bauelementen, 5 a cross section of a device for cooling electronic components,
6 eine
Aufsicht einer Vorrichtung zur Kühlung
von elektronischen Bauelementen, 6 a top view of a device for cooling electronic components,
7 einen
Längsschnitt
eines Verteilbehälters
eines Gaskühlers, 7 a longitudinal section of a distribution container of a gas cooler,
8 eine
Seitenansicht einer Vorrichtung zur Kühlung von elektronischen Bauelementen, 8th a side view of a device for cooling electronic components,
9 eine
perspektivische Ansicht einer Spannvorrichtung zum Andrücken eines
Kühlkörpers an
eine wärmeabgebende
Komponente, und 9 a perspective view of a clamping device for pressing a heat sink to a heat-emitting component, and
10 sechs
Seitenansichten einer Spannvorrichtung zum Andrücken eines Kühlkörpers an eine
wärmeabgebende
Komponente. 10 six side views of a clamping device for pressing a heat sink to a heat-emitting component.
1 zeigt
eine Kühlvorrichtung 110,
die zur Kühlung
einer nicht dargestellten wärmeabgebenden Komponente,
bevorzugt eines Prozessors einer Rechenmaschine vorgesehen ist.
Die Kühlvorrichtung 110 weist
einen Verdampfer 120, einen Kondensator 130, eine
erste Kältemittelleitung 140 und
eine in 1 verdeckte zweite Kältemittelleitung
auf. Die erste Kältemittelleitung 140 verbindet
einen Verdampferausgang 150 mit einem verdeckten Kondensatoreingang
und die zweite Kältemittelleitung
verbindet einen verdeckten Kondensatorausgang mit einem ebenfalls
verdeckten Verdampfereingang. Der Verdampfer 120 ist in
eine Spannvorrichtung 160 eingesetzt, mit der die Kühlvorrichtung 110 auf
die wärmeabgebende
Komponente gespannt wird. 1 shows a cooling device 110 , which is provided for cooling a heat-emitting component, not shown, preferably a processor of a calculating machine. The cooling device 110 has an evaporator 120 , a capacitor 130 , a first refrigerant line 140 and one in 1 concealed second refrigerant line on. The first refrigerant line 140 connects an evaporator outlet 150 with a concealed condenser inlet and the second refrigerant line connects a concealed condenser outlet to a concealed evaporator inlet. The evaporator 120 is in a jig 160 used with the cooling device 110 is stretched on the heat-emitting component.
Der
Kondensator 130 weist eine Befüllvorrichtung 165 auf,
welche an einem rohrförmigen
Verteilbehälter
des Kondensators 130 angelötet ist. Der Kondensator 130 ist
zwischen einer im Wesentlichen rechteckigen Abdeckung 170 mit
einer Aussparung 180 und einem Axiallüfter 190 eingefasst.The capacitor 130 has a filling device 165 on which at a tubular distribution container of the capacitor 130 is soldered. The capacitor 130 is between a substantially rectangular cover 170 with a recess 180 and an axial fan 190 edged.
Der
aus dem Verdampfer 120, dem Kondensator 130 und
der ersten und zweiten Kältemittelleitung
bestehende Kältemittelkreislauf
wird vor einem Einsatz über
die Befüllvorrichtung 165 erst
evakuiert und dann mit Kältemittel
befüllt,
wobei vorzugsweise das aus der Technik bekannte Kältemittel
R134a zur Anwendung kommt.The from the evaporator 120 , the capacitor 130 and the first and second refrigerant line existing refrigerant circuit is before use on the filling 165 first evacuated and then filled with refrigerant, preferably using the known from the art refrigerant R134a is used.
Im
Betrieb überträgt der Verdampfer 120 Wärme von
der wärmeabgebenden
Komponente auf das in ihm befindliche Kältemittel, welches zumindest teilweise
verdampft und über
die erste Kältemittelleitung 140 in
den Kondensator 130 gelangt. Der Kondensator 130 überträgt Wärme von
dem in ihm befindlichen Kältemittel
auf Luft, die konvektiv oder von dem Axiallüfter 190 angetrieben
durch einen Rohr-Rippen-Block des Kondensators 130 und
durch die Aussparung 180 strömt. Somit wird das Kältemittel
in dem Kondensator 130 gekühlt und gegebenenfalls zumindest
teilweise kondensiert. Anschließend strömt das Kältemittel
von dem Kondensator 130 über die zweite Kältemittelleitung
wieder zurück
in den Verdampfer.In operation, the evaporator transfers 120 Heat from the heat-emitting component to the refrigerant in it, which at least partially evaporated and via the first refrigerant line 140 in the condenser 130 arrives. The capacitor 130 transfers heat from the refrigerant in it to air that is convective or from the axial fan 190 driven by a tube-rib block of the capacitor 130 and through the recess 180 flows. Thus, the refrigerant in the condenser 130 cooled and optionally at least partially condensed. Subsequently, the refrigerant flows from the condenser 130 back to the evaporator via the second refrigerant line.
2 zeigt
eine Kühlvorrichtung 210,
welche im Wesentlichen der Kühlvorrichtung 110 in 1 entspricht,
in Explosionsdarstellung. Die Kühlvorrichtung 210 weist
einen Verdampfer 220, einen Kondensator 230, eine
erste Kältemittelleitung 240 und
eine zweite Kältemittelleitung 245 auf.
Die erste Kältemittelleitung 240 verbindet
einen Verdampferausgang 250 mit einem verdeckten Kondensatoreingang
und die zweite Kältemittelleitung 245 verbindet einen
verdeckten Kondensatorausgang mit einem ebenfalls verdeckten Verdampfereingang. 2 shows a cooling device 210 which is essentially the cooling device 110 in 1 corresponds, in exploded view. The cooling device 210 has an evaporator 220 , a capacitor 230 , a first refrigerant line 240 and a second refrigerant line 245 on. The first refrigerant line 240 connects an evaporator outlet 250 with a hidden condenser inlet and the second refrigerant line 245 connects a hidden condenser outlet to a concealed evaporator inlet.
Der
Verdampfer 220 ist in eine Spannvorrichtung 260 eingesetzt,
mit der die Kühlvorrichtung 210 in 2 nach
unten auf die wärmeabgebende
Komponente gespannt wird. Die Spannvorrichtung 260 weist
hierzu ein erstes Zugelement 262 und ein zweites Zugelement 263 sowie
einen zwischen dem ersten und dem zweiten Zugelement angeordneten Spannsteg 264 auf.
Zum Andrücken
der Kühlvorrichtung 210 an
die wärmeabgebende
Komponente wird zunächst
das als Öse
ausgebildete und in 2 nach unten weisende erste
Zugelement 262 in ein als Nase an der wärmeabgebenden Komponente oder einem
mit ihr verbundenen Rahmenteil ausgebildetes Gegenstück eingehängt und
danach das ebenfalls als Öse
ausgebildete und nach unten weisende zweite Zugelement 263 nach
unten gedrückt
und ebenfalls in ein Gegenstück
eingehängt,
wodurch über
den Spannsteg 264 eine Spannkraft auf den in eine Aufnahme 266 des
Spannsteges 264 eingesetzten Verdampfer 220 einwirkt,
welche den Verdampfer an die wärmeabgebende
Komponente nach unten andrückt.
Die Spannrichtung ist also in 1 und 2 nach
unten.The evaporator 220 is in a jig 260 used with the cooling device 210 in 2 is stretched down on the heat-emitting component. The tensioning device 260 has for this purpose a first tension element 262 and a second tension member 263 and a clamping web arranged between the first and the second pulling element 264 on. For pressing the cooling device 210 to the heat-emitting component is first designed as an eyelet and in 2 downwardly facing first tension element 262 mounted in a designed as a nose on the heat-emitting component or a frame part associated with it counterpart and then also designed as an eyelet and downwardly facing second tension element 263 pressed down and also hooked into a counterpart, causing over the tensioning web 264 a tension on the in a recording 266 of the tension bar 264 used evaporator 220 acting, which presses the evaporator to the heat-emitting component down. The clamping direction is thus in 1 and 2 downward.
Der
Kondensator 230 weist eine Befüllvorrichtung 265 auf,
welche an einem rohrförmigen
Verteilbehälter 232 des
Kondensators 230 angelötet
ist. Der Kondensator 230 ist zwischen einerseits einer
im Wesentlichen rechteckigen Abdeckung 270 mit einem den
Kondensator 230 umgreifenden Rahmen 275 und einer
Aussparung 280 und andererseits einem Axiallüfter 290 eingefasst.The capacitor 230 has a filling device 265 on which at a tubular distribution container 232 of the capacitor 230 is soldered. The capacitor 230 is between on the one hand a substantially rectangular cover 270 with a capacitor 230 encompassing framework 275 and a recess 280 and on the other hand, an axial fan 290 edged.
Im
Betrieb überträgt der Verdampfer 220 über in einer
Schutzhülle 222 befindliche
Wärmeleitpaste
und eine Kühlplatte 224 Wärme von
der wärmeabgebenden
Komponente auf das in ihm befindliche Kältemittel, welches zumindest
teilweise verdampft. Zur verbesserten Wärmeübertragung weist die Kühlplatte
bevorzugt Kühlelemente,
wie beispielsweise Rippen, Noppen oder Stifte auf, welche in den
Verdampfer hineinragen, um von Kältemittel umströmt zu werden.
Ein Deckel 226 schließt
den Verdampfer 220 und nimmt gegebenenfalls die Kühlelemente
in sich auf.In operation, the evaporator transfers 220 over in a protective cover 222 located thermal compound and a cooling plate 224 Heat from the heat-emitting component to the refrigerant in it, which at least partially evaporated. For improved heat transfer, the cooling plate preferably has cooling elements, such as ribs, knobs or pins, which project into the evaporator to be flowed around by refrigerant. A lid 226 closes the evaporator 220 and optionally takes up the cooling elements in it.
Über die
erste Kältemittelleitung 240 gelangt das
Kältemittel
in den Kondensator 230. Der Kondensator 230 überträgt Wärme von
dem Kältemittel
auf Luft, die konvektiv oder von dem Axiallüfter 290 angetrieben
durch einen Rohr-Rippen-Block 234 des Kondensators 230 und
durch die Aussparung 280 der Abdeckung 270 strömt. Der
Axiallüfter 290 weist
hierzu ein Lüfterrad
mit einer Nabe 292, Lüfterschaufeln 294 und
einem Außenring 296 auf,
welches in einem Lüftergehäuse 298 umläuft, angetrieben
durch einen von der Nabe verdeckten elektrischen Lüftermotor.About the first refrigerant line 240 the refrigerant enters the condenser 230 , The capacitor 230 transfers heat from the refrigerant to air that is convective or from the axial fan 290 powered by a tube and rib block 234 of the capacitor 230 and through the recess 280 the cover 270 flows. The axial fan 290 has a fan with a hub 292 , Fan blades 294 and an outer ring 296 on which is in a fan housing 298 revolves, driven by a hidden by the hub electric fan motor.
Das
Kältemittel
strömt
durch einen verdeckten Kondensatoreingang in den Verteilbehälter 232 des
Kondensators 230 ein und wird auf die Flachrohre 236 des
Rohr-Rippen-Blockes 232 verteilt, welche wiederum in Rohröffnungen
des Verteilbehälters 232 eingelötet sind.
Nach einem Wärmeübertrag
auf die die Rippen 237 umströmende Luft wird das gekühlte und
gegebenenfalls kondensierte Kältemittel
in dem Sammelbehälter 238 gesammelt
und strömt
anschließend über einen
Kondensatorausgang über
die zweite Kältemittelleitung 245 wieder
zurück
in den Verdampfer 220.The refrigerant flows through a hidden condenser inlet into the distribution tank 232 of the capacitor 230 one and gets on the flat tubes 236 of the tube-rib block 232 distributed, which in turn in tube openings of the distribution container 232 are soldered. After a heat transfer to the ribs 237 the air flowing around it becomes the cooled and possibly condensed refrigerant in the sump 238 collected and then flows through a condenser outlet via the second refrigerant line 245 back to the evaporator 220 ,
Der
Kondensator 230 und vorzugsweise auch der Verdampfer 230 und
die erste und zweite Kältemittelleitung
sind aus einem Metall, bevorzugt Aluminium, oder einer Legierung,
bevorzugt Aluminiumlegierung, hergestellt und gelötet. Die
Abdeckung 270, die Einzelteile des Axiallüfters 290 mit
Ausnahme des Lüftermotors
und/oder die Spannvorrichtung 260 sind vorzugsweise aus
Kunststoff hergestellt, bevorzugt durch ein Spritzgussverfahren.The capacitor 230 and preferably also the evaporator 230 and the first and second refrigerant pipes are made of a metal, preferably aluminum, or an alloy, preferably aluminum alloy, and soldered. The cover 270 , the parts of the axial fan 290 with exception me of the fan motor and / or the clamping device 260 are preferably made of plastic, preferably by an injection molding process.
3 zeigt
eine Kühlvorrichtung 310 in
einer Seitenansicht. Die Kühlvorrichtung 310 weist
einen Verdampfer 320, einen Kondensator 330, eine
erste Kältemittelleitung 340 und
eine zweite Kältemittelleitung 345 auf.
Die erste Kältemittelleitung 340 verbindet
einen Verdampferausgang 350 mit einem von einer Abdeckung 370 verdeckten
Kondensatoreingang und die zweite Kältemittelleitung 345 verbindet
einen verdeckten Kondensatorausgang mit einem Verdampfereingang 352.
Ein Axiallüfter 390 schließt sich an
den Kondensator 330 an und befindet sich in der Nähe des Verdampfers 320,
so dass zwischen dem Axiallüfter 390 und
dem Verdampfer 320 kein Raum für das Aufbringen einer Spannvorrichtung
verbleibt. 3 shows a cooling device 310 in a side view. The cooling device 310 has an evaporator 320 , a capacitor 330 , a first refrigerant line 340 and a second refrigerant line 345 on. The first refrigerant line 340 connects an evaporator outlet 350 with one of a cover 370 concealed condenser inlet and the second refrigerant line 345 connects a hidden condenser outlet to an evaporator inlet 352 , An axial fan 390 joins the capacitor 330 and is located near the evaporator 320 so that between the axial fan 390 and the evaporator 320 no space for the application of a clamping device remains.
Im
Betrieb überträgt der Verdampfer 320 über eine
Kühlplatte 324 Wärme von
einer wärmeabgebenden
Komponente auf in ihm befindliches Kältemittel, welches zumindest
teilweise verdampft. Ein Deckel 326 schließt den Verdampfer 320 und
nimmt gegebenenfalls vorhandene Kühlelemente in sich auf.In operation, the evaporator transfers 320 over a cooling plate 324 Heat from a heat-emitting component to refrigerant in it, which at least partially evaporated. A lid 326 closes the evaporator 320 and takes in any existing cooling elements in it.
Über die
erste Kältemittelleitung 340 gelangt das
Kältemittel
in den Kondensator 330. Der Kondensator 330 überträgt Wärme von
dem Kältemittel
auf Luft, die konvektiv oder von dem Axiallüfter 390 angetrieben
durch den Kondensator 330 strömt. Nach einem Wärmeübertrag
auf die Luft strömt
das gekühlte
und gegebenenfalls kondensierte Kältemittel über einen Kondensatorausgang
in die zweite Kältemittelleitung 345 und
von dort wieder zurück
in den Verdampfer 320. Die Zirkulation des Kältemittels
ist in 3 durch Pfeile angedeutet.About the first refrigerant line 340 the refrigerant enters the condenser 330 , The capacitor 330 transfers heat from the refrigerant to air that is convective or from the axial fan 390 driven by the capacitor 330 flows. After a transfer of heat to the air, the cooled and optionally condensed refrigerant flows via a condenser outlet into the second refrigerant line 345 and from there back to the evaporator 320 , The circulation of the refrigerant is in 3 indicated by arrows.
Um
eine Zirkulation des Kältemittels
in der gewünschten
Weise zu fördern,
ist der Verdampferausgang 350 geodätisch höher als der Verdampfereingang 352 angeordnet.
Da gegebenenfalls Dampfblasen im Kältemittel in dem Verdampfer
nach oben steigen, wird somit ein Übertritt der Dampfblasen über den
Verdampferausgang 350 in die erste Kältemittelleitung 340 unterstützt, ein Übertritt
der Dampfblasen über
den Verdampfereingang 352 in die zweite Kältemittelleitung 345 hingegen
behindert.In order to promote a circulation of the refrigerant in the desired manner, the evaporator outlet 350 geodetically higher than the evaporator inlet 352 arranged. As appropriate, vapor bubbles in the refrigerant in the evaporator rise to the top, thus a passage of the vapor bubbles through the evaporator outlet 350 in the first refrigerant line 340 supports, a passage of the vapor bubbles through the evaporator inlet 352 in the second refrigerant line 345 handicapped.
Darüberhinaus
wird die Zirkulation des Kältemittels
dadurch unterstützt,
dass die erste Kältemittelleitung 340 einen
vorzugsweise um etwa ein Viertel größeren Durchmesser besitzt als
die zweite Kältemittelleitung 345.
Vorteilhaft ist ein Durchmesser von 10 mm für die erste Kältemittelleitung 340 und ein
Durchmesser von 8 mm für
die zweite Kältemittelleitung.In addition, the circulation of the refrigerant is assisted by the fact that the first refrigerant line 340 preferably has a diameter about one quarter larger than the second refrigerant line 345 , Advantageously, a diameter of 10 mm for the first refrigerant line 340 and a diameter of 8 mm for the second refrigerant line.
Ebenfalls
vorteilhaft für
die Zirkulation des Kältemittels
sind der zumindest waagrechte Verlauf und größtenteils stetige Anstieg der
ersten Kältemittelleitung 340 von
dem Verdampferausgang 350 zu dem Kondensatoreingang sowie
das stetige Gefälle der
zweiten Kältemittelleitung 345 von
dem Kondensatorausgang zu dem Verdampfereingang 352.Also advantageous for the circulation of the refrigerant are the at least horizontal course and largely continuous increase of the first refrigerant line 340 from the evaporator outlet 350 to the condenser inlet and the steady slope of the second refrigerant line 345 from the condenser exit to the evaporator inlet 352 ,
4 zeigt
eine Kühlvorrichtung 410 in
einem Längsschnitt.
Die Kühlvorrichtung 410 weist
einen Verdampfer 420, einen Kondensator 430, eine erste
Kältemittelleitung 440 und
eine zweite Kältemittelleitung 445 auf.
Die erste Kältemittelleitung 440 verbindet
einen Verdampferausgang 450 mit einem Kondensatoreingang 455 und
die zweite Kältemittelleitung 445 verbindet
einen Kondensatorausgang 458 mit einem vor der Zeichenebene
angeordneten und daher nicht sichtbaren Verdampferingang. 4 shows a cooling device 410 in a longitudinal section. The cooling device 410 has an evaporator 420 , a capacitor 430 , a first refrigerant line 440 and a second refrigerant line 445 on. The first refrigerant line 440 connects an evaporator outlet 450 with a capacitor input 455 and the second refrigerant line 445 connects a capacitor output 458 with an arranged in front of the drawing plane and therefore not visible evaporator input.
Über die
erste Kältemittelleitung 440 gelangt ein
schwarz dargestelltes Kältemittel
von dem Verdampfer 420 aus über den Verdampferausgang 450, die
erste Kältemittelleitung 440 und
den Kondensatoreingang 455 in einen im Wesentlichen zylindrischen
Verteilbehälter 432 des
Kondensators 430. Der Kondensator 430 überträgt Wärme von
dem Kältemittel
auf Luft, die durch den Rohr-Rippen-Block 434 des Kondensators 430 strömt. Nach
einem Wärmeübertrag
auf die Luft wird das gekühlte
und gegebenenfalls kondensierte Kältemittel in einem Sammelbehälter 438 gesammelt
und strömt über den Kondensatorausgang 458 in
die zweite Kältemittelleitung 445 und
von dort wieder zurück
in den Verdampfer 420.About the first refrigerant line 440 If a refrigerant shown in black comes from the evaporator 420 from via the evaporator outlet 450 , the first refrigerant line 440 and the capacitor input 455 in a substantially cylindrical distribution container 432 of the capacitor 430 , The capacitor 430 transfers heat from the refrigerant to air passing through the tube-fins block 434 of the capacitor 430 flows. After a transfer of heat to the air, the cooled and possibly condensed refrigerant in a collecting container 438 collected and flows over the capacitor output 458 in the second refrigerant line 445 and from there back to the evaporator 420 ,
Um
eine Zirkulation des Kältemittels
in der gewünschten
Weise zu fördern,
ist der Verdampferausgang 450 geodätisch höher als der Verdampfereingang
angeordnet. Darüberhinaus
wird die Zirkulation des Kältemittels
dadurch unterstützt,
dass die erste Kältemittelleitung 440 einen
vorzugsweise um etwa ein Viertel größeren Durchmesser besitzt als
die zweite Kältemittelleitung 445.
Vorteilhaft ist ein Durchmesser von 10 mm für die erste Kältemittelleitung 440 und
ein Durchmesser von 8 mm für
die zweite Kältemittelleitung.
Ebenfalls vorteilhaft für
die Zirkulation des Kältemittels
sind der zumindest waagrechte Verlauf und größtenteils stetige Anstieg der ersten
Kältemittelleitung 440 sowie
das stetige Gefälle
der zweiten Kältemittelleitung 445.In order to promote a circulation of the refrigerant in the desired manner, the evaporator outlet 450 geodetically higher than the evaporator inlet arranged. In addition, the circulation of the refrigerant is assisted by the fact that the first refrigerant line 440 preferably has a diameter about one quarter larger than the second refrigerant line 445 , Advantageously, a diameter of 10 mm for the first refrigerant line 440 and a diameter of 8 mm for the second refrigerant line. Also advantageous for the circulation of the refrigerant are the at least horizontal course and largely continuous increase of the first refrigerant line 440 and the steady slope of the second refrigerant line 445 ,
Vorteilhaft
ist es, den Strömungswiderstand für das in
der Kühlvorrichtung 410 zirkulierende
Kältemittel
zu verringern, indem die erste Kältemittelleitung 440 in
den Kondensatoreingang 455 mit einem Überstand hineingesteckt und
auf den Verdampferausgang 450 aufgesteckt wird. Ein ähnlicher
Vorteil wird dadurch erreicht, dass die zweite Kältemittelleitung 445 in
den Ver dampfereingang mit einem Überstand
hineingesteckt und auf den Kondensatorausgang 458 aufgesteckt
wird. Hierdurch werden Engstellen für das Kältemittel und/oder eine Wirbelbildung
des Kältemittels
verhindert beziehungsweise zumindest verringert, so dass die Zirkulation
des Kältemittels
in der gewünschten
Richtung auf kostengünstige
und einfache bauliche Weise gefördert
wird. Durch das Einstecken wird unter Umständen eine Rückströmung kondensierten Kältemittels
in die erste Kältemittelleitung 440 beziehungsweise
verdampfenden Kältemittels
in die zweite Kältemittelleitung 445 vermieden
oder zumindest gebremst.It is advantageous, the flow resistance for the in the cooling device 410 to reduce circulating refrigerant by the first refrigerant line 440 in the capacitor input 455 with a supernatant inserted and on the evaporator outlet 450 is plugged. A similar advantage is achieved in that the second refrigerant line 445 inserted into the evaporator inlet with a supernatant and onto the condenser outlet 458 is plugged. This will be Eng Provided for the refrigerant and / or vortex formation of the refrigerant is prevented or at least reduced, so that the circulation of the refrigerant in the desired direction is promoted in a cost effective and simple structural manner. Plugging in may cause a backflow of condensed refrigerant into the first refrigerant line 440 or evaporating refrigerant in the second refrigerant line 445 avoided or at least slowed down.
Eine
einfache Bauweise ist unter Umständen durch
das Vorsehen eines nach außen
abstehenden Kragens 451 am Verdampferausgang 450 und/oder eines
nach außen
abstehenden Kragens 459 am Kondensatorausgang 458.
Vorzugsweise haben der Kragen 451 und der Kragen 459 jeweils
einen ähnlichen
oder größeren Innendurchmesser
als die erste beziehungsweise zweite Kältemittelleitung, so dass keine
Engstelle für
das Kältemittel
entsteht. Die erste und die zweite Kältemittelleitung weisen dann
für das Aufstecken
ein erstes aufgeweitetes Rohrende 441 beziehungsweise ein
zweites aufgeweitetes Rohrende 446 mit Innenabmessungen,
die den Außenabmessungen
des Kragens 451 beziehungsweise des Kragens 459 entsprechen,
auf.A simple construction is possibly by the provision of an outwardly projecting collar 451 at the evaporator outlet 450 and / or an outwardly projecting collar 459 at the capacitor output 458 , Preferably, the collar 451 and the collar 459 each have a similar or larger inner diameter than the first or second refrigerant line, so that no bottleneck for the refrigerant is formed. The first and the second refrigerant line then have for attachment a first flared pipe end 441 or a second expanded pipe end 446 with inside dimensions corresponding to the outside dimensions of the collar 451 or of the collar 459 match, up.
5 zeigt
eine Kühlvorrichtung 510 in
einem Querschnitt, welche der Kühlvorrichtung 410 in 4 im
Wesentlichen entspricht. Die Kühlvorrichtung 510 weist
einen Verdampfer 520, einen Kondensator 530, eine
nicht in der Zeichenebene angeordnete erste Kältemittelleitung und eine zweite
Kältemittelleitung 545 auf.
Die zweite Kältemittelleitung 545 verbindet
einen Kondensatorausgang 558 mit einem Verdampfereingang 552 und
verlässt
abschnittsweise die Zeichenebene und ist daher nicht vollständig dargestellt. 5 shows a cooling device 510 in a cross section, which the cooling device 410 in 4 essentially corresponds. The cooling device 510 has an evaporator 520 , a capacitor 530 , a first refrigerant line not arranged in the drawing plane and a second refrigerant line 545 on. The second refrigerant line 545 connects a capacitor output 558 with an evaporator inlet 552 and leaves sections of the drawing and is therefore not fully represented.
In
dem Sammelbehälter 558 des
Kondensators 530 sind Rohröffnungen 531 vorgesehen,
in welche Flachrohre 536 eingesteckt und gelötet sind.
Die Flachrohre 536 sind durch Längstrennwände 539 in Strömungskanäle 535 unterteilt,
wobei die Strömungskanäle 535 während einer
Kondensation des Kältemittels
teilweise mit Kältemittel
gefüllt
sind und in denen kondensiertes Kältemittel ebenfalls gekühlt wird.In the collection container 558 of the capacitor 530 are pipe openings 531 provided, in which flat tubes 536 plugged in and soldered. The flat tubes 536 are by longitudinal partitions 539 in flow channels 535 divided, with the flow channels 535 during a condensation of the refrigerant are partially filled with refrigerant and in which condensed refrigerant is also cooled.
Eine
einfache Bauweise ist unter Umständen durch
das Vorsehen eines nach außen
abstehenden Kragens 559 am Kondensatorausgang 558.
Vorzugsweise hat der Kragen 459 einen ähnlichen oder größeren Innendurchmesser
als die zweite Kältemittelleitung 545,
so dass keine Engstelle für
das Kältemittel
entsteht. Die zweite Kältemittelleitung 545 weist für das Aufstecken
ein zweites aufgeweitetes Rohrende 546 mit Innenabmessungen,
die den Außenabmessungen
des Kragens 459 entsprechen, auf.A simple construction is possibly by the provision of an outwardly projecting collar 559 at the capacitor output 558 , Preferably, the collar has 459 a similar or larger inner diameter than the second refrigerant line 545 , so that no bottleneck for the refrigerant is created. The second refrigerant line 545 has a second flared pipe end for attaching 546 with inside dimensions corresponding to the outside dimensions of the collar 459 match, up.
6 zeigt
eine Kühlvorrichtung 610,
die zur Kühlung
einer nicht dargestellten wärmeabgebenden Komponente,
bevorzugt eines Prozessors einer Rechenmaschine vorgesehen ist.
Die Kühlvorrichtung 610 weist
einen Verdampfer 620, einen Kondensator 630, eine
erste Kältemittelleitung 640 und
eine zweite Kältemittelleitung 645 auf.
Der Verdampfer 620 ist in eine Spannvorrichtung 660 eingesetzt,
mit der die Kühlvorrichtung 610 auf
die wärmeabgebende
Komponente gespannt wird. 6 shows a cooling device 610 , which is provided for cooling a heat-emitting component, not shown, preferably a processor of a calculating machine. The cooling device 610 has an evaporator 620 , a capacitor 630 , a first refrigerant line 640 and a second refrigerant line 645 on. The evaporator 620 is in a jig 660 used with the cooling device 610 is stretched on the heat-emitting component.
Der
Kondensator 630 weist eine Befüllvorrichtung 665 auf,
welche an einem rohrförmigen
Verteilbehälter 632 des
Kondensators 630 angelötet
ist. Der Kondensator 630 ist zwischen einer nicht dargestellten
Abdeckung und einem Axiallüfter 690 eingefasst.The capacitor 630 has a filling device 665 on which at a tubular distribution container 632 of the capacitor 630 is soldered. The capacitor 630 is between a cover, not shown, and an axial fan 690 edged.
Der
aus dem Verdampfer 620, dem Kondensator 630 und
der ersten und zweiten Kältemittelleitung
bestehende Kältemittelkreislauf
wird vor einem Einsatz über
die Befüllvorrichtung 665 erst
evakuiert und dann mit Kältemittel
befüllt.The from the evaporator 620 , the capacitor 630 and the first and second refrigerant line existing refrigerant circuit is before use on the filling 665 first evacuated and then filled with refrigerant.
7 zeigt
den Schnitt A-A aus 6. Der Verteilbehälter 632 weist
einen Kondensatoreingang 655 für ein Einstecken und Einlöten der
ersten Kältemittelleitung 640 sowie
eine Befüllöffnung 656 für ein Einlöten der
Befüllvorrichtung 665 auf.
Die im Wesentlichen zylindrische Befüllvorrichtung 665 ist
als Stutzen längsseitig
am rohrförmigen
Verteilbehälter 632 angeordnet. 7 shows the section AA 6 , The distribution tank 632 has a capacitor input 655 for insertion and soldering in of the first refrigerant line 640 and a filling opening 656 for soldering the filling device 665 on. The substantially cylindrical filling device 665 is as a nozzle on the longitudinal side of the tubular distribution container 632 arranged.
Zum
Befüllen
der Kühlvorrichtung 610 wird eine
dritte Kältemittelleitung
an ein Ventilgehäuse 666 der
als Ventil ausgebildeten Befüllvorrichtung 665 angeschlossen,
indem ein am Ende der dritten Kältemittelleitung
angeordnetes Kupplungselement auf das Ventilgehäuse 666 aufgeschraubt
wird. Dabei verschiebt das Kupplungselement einen Ventileinsatz 668 in
einem Kanal 669 in 7 nach links in
eine Befüllposition,
wobei ein nicht gezeigtes Federelement innerhalb des Ventileinsatzes 668,
welches über
ein Anschlagelement 667 an der Befüllöffnung 656 des Verteilbehälters 632 oder
an dem Ventilgehäuse 666 abgestützt ist,
gespannt wird.For filling the cooling device 610 becomes a third refrigerant line to a valve body 666 the filling device designed as a valve 665 connected by a arranged at the end of the third refrigerant line coupling element on the valve body 666 is screwed on. The coupling element displaces a valve insert 668 in a canal 669 in 7 to the left into a filling position, wherein a not shown spring element within the valve core 668 , which has a stop element 667 at the filling opening 656 of the distribution container 632 or on the valve housing 666 is supported, is stretched.
Die
Kühlvorrichtung 610 wird
zunächst über den
in der Befüllposition
durch den Ventileinsatz 668 freigegebenen Kanal 669 und
die dritte Kältemittelleitung
evakuiert und anschließend über die
dritte Kältemittelleitung
und den Kanal 669 mit Kältemittel
befüllt.
Anschließend
wird das Kupplungselement wieder von der Befüllvorrichtung abgeschraubt,
wobei das Federelement in dem Ventileinsatz 668, unter Umständen unterstützt durch
einen Überdruck
des Kältemittels
in der Kühlvorrichtung 610,
den Ventileinsatz 668 in 7 nach rechts
in eine Verschlussposition bewegt, in der der Ventileinsatz 668 den
Kanal 669 versperrt und mittels zumindest eines Dichtringes
abdichtet.The cooling device 610 is initially on the in the filling position through the valve core 668 shared channel 669 and evacuate the third refrigerant line and then the third refrigerant line and the channel 669 filled with refrigerant. Subsequently, the coupling element is unscrewed again from the filling device, wherein the spring element in the valve core 668 , possibly supported by an overpressure of the refrigerant in the cooling device 610 , the valve core 668 in 7 moved to the right in a closed position in which the valve core 668 the channel 669 locked and by means of at least one you tringes seals.
8 zeigt
die Kühlvorrichtung 610 aus 6 in
einer Seitenansicht. Das Rohr-Rippen-Netz 634 ist dabei
zwischen dem zylindrischen Verteilbehälter 632 und einem
ebenfalls zylindrischen Sammelbehälter 638 des Kondensators 630 angeordnet. Die
Befülleinrichtung
ist rechtwinklig zu dem Rohr-Rippen-Netz
am Verteilbehälter
angeordnet. Hierdurch wird eine platzsparende Bauweise bei gleichzeitiger
guter Zugänglichkeit
der Befüllvorrichtung
erreicht. 8th shows the cooling device 610 out 6 in a side view. The tube-rib network 634 is between the cylindrical distribution tank 632 and a likewise cylindrical collecting container 638 of the capacitor 630 arranged. The filling device is arranged at right angles to the tube-rib network on the distribution container. As a result, a space-saving design is achieved while good accessibility of the filling.
9 zeigt
eine Spannvorrichtung 910, die für ein Andrücken eines Kühlkörpers an
eine wärmeabgebende
Komponente, beispielsweise an einen Prozessor einer Rechenmaschine
vorgesehen ist, in einer perspektivischen Ansicht. Die Spannvorrichtung 910 weist
ein erstes Zugelement 920 und ein zweites Zugelement 930 sowie
einen dazwischen angeordneten Spannsteg 940 auf. Der Spannsteg 940 weist
eine Aufnahme 950 für
einen Kühlkörper sowie ein
verdecktes erstes Halteelement 960 und ein zweites Halteelement 970 auf. 9 shows a clamping device 910 , which is provided for pressing a heat sink to a heat-emitting component, for example to a processor of a computing machine, in a perspective view. The tensioning device 910 has a first pulling element 920 and a second tension member 930 and a clamping web arranged therebetween 940 on. The tension bridge 940 has a recording 950 for a heat sink and a concealed first holding element 960 and a second retaining element 970 on.
Zum
Andrücken
des Kühlkörpers an
die wärmeabgebende
Komponente wird zunächst
der Kühlkörper in 9 von
oben in die Aufnahme eingesetzt. Ein seitlicher erster Vorsprung
des Kühlkörpers wird dabei
unter das als Absatz ausgebildete Halteelement 960 geschoben,
wonach ein dem ersten Vorsprung gegenüberliegender zweiter Vorsprung
des Kühlkörpers unter
das zweite Halteelement 970 gedrückt wird. Dies wird durch ein
elastisches Zurückweichen
des hinteren Teilsteges 945 des Spannsteges 940 ermöglicht und
durch eine schräge
Rampe 975 des zweiten Halteelementes 970 erleichtert.
Im Falle der Verwendung eines Verdampfers gemäß einer der 1 bis 8 als
Kühlkörper dient
beispielsweise ein Überstand
der Kühlplatte
gegenüber dem
Deckel des Verdampfers als Vorsprung.For pressing the heat sink to the heat-emitting component, the heat sink in 9 inserted from above into the receptacle. A lateral first projection of the heat sink is under the trained as a paragraph holding element 960 pushed, after which a first projection opposite the second projection of the heat sink below the second holding element 970 is pressed. This is achieved by an elastic retraction of the rear partial web 945 of the tension bar 940 allows and through an inclined ramp 975 of the second holding element 970 facilitated. In the case of using an evaporator according to any one of 1 to 8th As a heat sink, for example, a supernatant of the cooling plate relative to the lid of the evaporator serves as a projection.
Vorteilhafterweise
weist der Kühlkörper einen
Anschlag für
die Spannvorrichtung 910 nach oben auf, so dass die Spannvorrichtung 910 nach dem
Einsetzen des Kühlkörpers in
die Aufnahme 950 am Kühlkörper fixiert
ist. Im Falle der Verwendung eines Verdampfers gemäß einer
der 1 bis 8 als Kühlkörper dient beispielsweise die
fest mit dem Verdampfer verbundene, insbesondere gelötete erste
und/oder zweite Kältemittelleitung
als Anschlag.Advantageously, the heat sink has a stop for the clamping device 910 up on top, leaving the tensioning device 910 after inserting the heat sink into the receptacle 950 is fixed on the heat sink. In the case of using an evaporator according to any one of 1 to 8th As a heat sink is used, for example, the fixedly connected to the evaporator, in particular soldered first and / or second refrigerant line as a stop.
Die
auf diese Weise erhaltene Kühlkörperanordnung
wird schließlich
auf die wärmeabgebende Komponente
oder einen mit ihr verbundenen Rahmen, beispielsweise eine Elektronikplatine,
gespannt. Hierzu wird zunächst
das als nach unten weisende Öse
ausgebildete erste Zugelement 920 in eine Nase an dem Rahmen
eingehängt
und anschließend
das zweite Zugelement 930 niedergedrückt und ebenfalls in eine Nase
eingehängt.
Um das Niederdrücken
zu erleichtern, weist die Spannvorrichtung 910 im Bereich
des zweiten Zugelementes 930 eine Aufnahme 980 für ein Werkzeug,
wie beispielsweise einen Schraubenzieher, auf.The heat sink assembly obtained in this way is finally tensioned onto the heat-emitting component or a frame connected to it, for example an electronic circuit board. For this purpose, first designed as a downwardly facing eyelet first tension element 920 hung in a nose on the frame and then the second tension element 930 depressed and also hung in a nose. To facilitate the depression, the tensioning device has 910 in the region of the second tension element 930 a recording 980 for a tool such as a screwdriver.
10 zeigt
sechs Seitenansichten einer Spannvorrichtung 1010, die
der Spannvorrichtung 910 in 9 im Wesentlichen
entspricht, von sechs verschiedenen Seiten. Die Spannvorrichtung 1010 weist
ein erstes Zugelement 1020 und ein zweites Zugelement 1030 sowie
einen dazwischen angeordneten Spannsteg 1040 auf. Der Spannsteg 1040 weist
eine Aufnahme 1050 für
einen Kühlkörper sowie
ein erstes Halteelement 1060 und ein zweites Halteelement 1070 auf. 10 shows six side views of a clamping device 1010 that of the tensioner 910 in 9 essentially corresponds, from six different sides. The tensioning device 1010 has a first pulling element 1020 and a second tension member 1030 and a clamping web arranged therebetween 1040 on. The tension bridge 1040 has a recording 1050 for a heat sink and a first holding element 1060 and a second retaining element 1070 on.
Zum
Andrücken
des Kühlkörpers an
die wärmeabgebende
Komponente wird zunächst
der Kühlkörper in
Spannrichtung in die Aufnahme eingesetzt. Ein seitlicher erster
Vorsprung des Kühlkörpers wird dabei
unter das als Absatz ausgebildete Halteelement 1060 geschoben,
wonach ein dem ersten Vorsprung gegenüberliegender zweiter Vorsprung
des Kühlkörpers unter
das zweite Halteelement 1070 gedrückt wird. Dies wird durch ein
elastisches Zurückweichen
des hinteren Teilsteges 1045 des Spannsteges 1040 ermöglicht und
durch eine schräge
Rampe 1075 des zweiten Halteelementes 1070 erleichtert.For pressing the heat sink to the heat-emitting component, the heat sink is first inserted in the clamping direction in the recording. A lateral first projection of the heat sink is under the trained as a paragraph holding element 1060 pushed, after which a first projection opposite the second projection of the heat sink below the second holding element 1070 is pressed. This is achieved by an elastic retraction of the rear partial web 1045 of the tension bar 1040 allows and through an inclined ramp 1075 of the second holding element 1070 facilitated.
Die
auf diese Weise erhaltene Kühlkörperanordnung
wird schließlich
auf die wärmeabgebende Komponente
oder einen mit ihr verbundenen Rahmen, beispielsweise eine Elektronikplatine,
gespannt. Hierzu wird zunächst
das als nach unten weisende Öse
ausgebildete erste Zugelement 1020 in eine Nase an dem
Rahmen eingehängt
und anschließend
das zweite Zugelement 1030 niedergedrückt und ebenfalls in eine Nase
eingehängt.
Um das Niederdrücken
zu erleichtern, weist die Spannvorrichtung 1010 im Bereich
des zweiten Zugelementes 1030 eine Aufnahme 1080 für ein Werkzeug,
wie beispielsweise einen Schraubenzieher, auf.The heat sink assembly obtained in this way is finally tensioned onto the heat-emitting component or a frame connected to it, for example an electronic circuit board. For this purpose, first designed as a downwardly facing eyelet first tension element 1020 hung in a nose on the frame and then the second tension element 1030 depressed and also hung in a nose. To facilitate the depression, the tensioning device has 1010 in the region of the second tension element 1030 a recording 1080 for a tool such as a screwdriver.
Darüberhinaus
ist das zweite Zugelement 1030 als nach außen schwenkbarer
Bügel,
vorzugsweise Metallbügel,
ausgebildet und weist einen Vorsprung 1035 als Montagehilfe
auf. Das zweite Zugelement 1030 kann damit selbst oder über den
Vorsprung 1035 im niedergedrückten Zustand leicht in das
dafür vorgesehene
Gegenstück,
beispielsweise in eine Nase eingeschwenkt und anschließend losgelassen
werden. Der Spannsteg 1040 ist dann gespannt und erzeugt
eine Spannkraft, die über
die Zugelemente als Zugkraft und über den Kühlkörper als Druckkraft auf die
wärmeabgebende
Komponente übertragen
wird, so dass ein ausreichender Wärmeübergang von der wärmeabgebenden
Komponente auf den Kühlkörper gewährleistet
ist.In addition, the second tension element 1030 as outwardly pivotable bracket, preferably metal bracket, formed and has a projection 1035 as an assembly aid. The second tension element 1030 can do it yourself or over the lead 1035 in the depressed state easily swung in the designated counterpart, for example, in a nose and then released. The tension bridge 1040 is then excited and generates a clamping force which is transmitted via the tension elements as a tensile force and the heat sink as a compressive force on the heat-emitting component, so that a sufficient heat transfer from the heat-emitting component is ensured on the heat sink.
Die
Erfindung wurde anhand einer Kühlvorrichtung
für ein
elektronisches Bauteil beispielhaft beschrieben, ist jedoch nicht
auf die beschriebenen Ausführungsformen
beschränkt.
Es wird darauf aufmerksam gemacht, dass die vorliegende Erfindung auch
anderweitig einsetzbar ist. Sämtliche
beschriebenen Gegenstände
sind beliebig untereinander kombinierbar. Ebenso sind sämtliche
Merkmale jedes beschriebenen Gegenstandes beliebig mit sämtlichen
Merkmalen der anderen Gegenstände
kombinierbar oder durch sie ersetzbar.The
Invention was based on a cooling device
for a
electronic component described by way of example, but is not
to the described embodiments
limited.
It should be noted that the present invention also
can be used elsewhere. All
described objects
can be combined with each other. Likewise, all are
Features of each item described arbitrary with all
Characteristics of the other objects
combinable or replaceable by them.