DE102006011961B4

DE102006011961B4 - Lüftermodul und dafür vorgesehener Lüfterkanal

Info

Publication number: DE102006011961B4
Application number: DE102006011961A
Authority: DE
Inventors: Po-Hao Yu; Wen-Shi Huang
Original assignee: Delta Electronics Inc
Current assignee: Delta Electronics Inc
Priority date: 2005-04-22
Filing date: 2006-03-15
Publication date: 2013-08-08
Anticipated expiration: 2026-03-16
Also published as: TWI281849B; JP2006303510A; DE102006011961A1; US20060237453A1; TW200638851A

Abstract

Ein zur Verwendung mit einem Lüfter (3) angepasster Lüfterkanal (2) mit: – einem Körper (21), der einen Aufnahmeraum (211) aufweist; einem Führungsteil (22), das im Aufnahmeraum (211) angeordnet ist, wobei das Führungsteil (22) eine erste Stirnfläche (221) sowie eine zweite Stirnfläche (222) aufweist und die Ausdehnung der ersten Stirnfläche (221) grösser als die der zweiten Stirnfläche (222) ist, wodurch eine Öffnungsabmessung (a) der ersten Stirnfläche (221) kleiner als eine zweite Öffnungsabmessung (b) der zweiten Stirnfläche (222) ist, durch die der Luftstrom durch den Lüfterkanal (2) geleitet wird, wobei der Lüfterkanal (2) nahe am Einlass oder Auslass des Lüfters (3) angeordnet sein kann und mindestens einem Stützelement (23), das im Aufnahmeraum (211) angeordnet ist, um den Körper (21) und das Führungsteil (22) zu verbinden.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Modul und einen dafür vorgesehenen Kanal sowie insbesondere auf ein Lüftermodul und einen dafür vorgesehenen Lüfterkanal.
Stand der Technik
Durch die rasche technologische Entwicklung sind elektronische Geräte, wie Computer, unabdingbare Hilfsmittel geworden. Begleitend dazu steigt die Zahl der Transistoren innerhalb eines Schaltkreises in einem elektronischen Gerät immer weiter an und viele funktionelle Einheiten sind im elektronischen Gerät zusammengefasst, sodass im elektronischen Gerät während seines Betriebs eine erhebliche Hitze entsteht.
Im Allgemeinen steigt die Betriebstemperatur in einem Computersystem nach einer bestimmten Betriebszeit der Transistoren und der Transformatoren an. Ist die Betriebstemperatur zu hoch, wird das Computersystem instabil oder schaltet sich ab.
Um das elektronische Gerät innerhalb seines Betriebstemperaturbereiches zu betreiben, werden zur Wärmeableitung ein Lüfter und eine Wärmesenke eingesetzt. Wie in 1 gezeigt, umfasst eine herkömmliche wärmeableitende Vorrichtung 1 eine Wärmesenke 10 und einen Lüfter 20. Die Wärmesenke 10 und der Lüfter 20 sind nacheinander über einer Wärmequelle (wie zum Beispiel einen Mikroprozessor, CPU) angeordnet. Die durch die Wärmequelle entstehende Wärme wird über die Wärmesenke 10 nach Außen abgeleitet. Ferner erzeugt der Lüfter 20 einen Luftstrom, um die wärmeableitende Wirkung der Wärmesenke 10 zu erhöhen.
Um die Anforderungen an ein Computersystem, wie Multitasking und hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit zu erfüllen, werden Spannung und Betriebsfrequenz ständig erhöht, was zu einem Anstieg der Betriebstemperatur des Computersystems führt. Um die Betriebstemperatur innerhalb eines geeigneten Betriebstemperaturbereiches zu halten, muss der Wirkungsgrad der Wärmeableitung erhöht werden.
Normalerweise ermöglicht eine Vergrößerung oder eine Verlängerung der Rotorblätter des Ventilators 20, eine Erhöhung der Rotorgeschwindigkeit des Ventilators 20 oder der Einsatz von mehr als einem Ventilator 20 eine wirkungsvollere Wärmeableitung. Jedoch wird dann der durch den Ventilator 20 erzeugte Luftstrom nicht in die Wärmesenke 10 geführt, sondern nach Außen weit weg vom Ventilator 20 verteilt. Daher wird nicht genug Luftstrom zur Wärmesenke 10 geführt, sodass die Wärme nicht wirkungsvoll abgeleitet werden kann.
DE 202 00 683 U1 zeigt ein bekanntes Lüftermodul, jedoch ohne zugeordneten Lüfterkanal.
US 6,587,335 B1 zeigt ein weiteres bekanntes Lüftermodul, das einen Lüfter mit einem sich daran anschließenden Lüfterkanal aufweist. Der Lüfterkanal weist einen linearen Abschnitt mit konstantem Querschnitt und einen sich daran anschließenden Umlenkkanal auf, der zu seinem Auslass hin konvergiert.
US 6,538,888 B1 zeigt ein anderes bekanntes Lüftermodul, das einen Lüfter mit einem sich daran anschließenden Lüfterkanal mit konstantem Querschnitt aufweist. Dem Auslass des Lüfterkanals liegt eine Wärmesenke gegenüber.
US 5,546,272 A zeigt ebenfalls ein bekanntes Lüftermodul ohne zugeordneten Lüfterkanal.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, ein Lüftermodul und einen dafür vorgesehenen Lüfterkanal anzugeben, der die Wärme wirkungsvoll ableitet und die oben genannten Probleme löst.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Der Lüfterkanal ist für den Betrieb mit einem Lüfter angepasst und besitzt: einen Körper, der einen Aufnahmeraum aufweist; ein Führungsteil, das im Aufnahmeraum angeordnet ist, wobei das Führungsteil eine erste Stirnfläche und eine zweite Stirnfläche aufweist und die Ausdehnung der ersten Stirnfläche grösser als die der zweiten Stirnfläche ist; und mindestens ein Stützelement, das im Aufnahmeraum angeordnet ist, um den Körper und das Führungsteil zu verbinden.
Das Lüftermodul besitzt einen Lüfter und wenigstens einen Lüfterkanal. Der Lüfterkanal ist mit dem Lüfter gekoppelt und umfasst einen Körper, ein Führungsteil und mindestens ein Stützelement. Der Körper weist einen Aufnahmeraum auf, und das Führungsteil ist im Aufnahmeraum angeordnet. Das Führungsteil hat eine erste Stirnfläche sowie eine zweite Stirnfläche, wobei die Ausdehnung der ersten Stirnfläche größer als die der zweiten Stirnfläche ist, und wobei das Stützelement im Aufnahmeraum angeordnet ist, um den Körper und das Führungsteil zu verbinden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird durch die nachfolgende Beschreibung veranschaulicht, die keine Beschränkung der Erfindung darstellt:
1 zeigt eine schematische Ansicht einer herkömmlichen wärmeableitenden Vorrichtung;
2 zeigt eine schematische Ansicht mit einem Lüfterkanal und einem Lüfter gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3a und 3b zeigen Schnittansichten mit verschiedenen bevorzugten Ausführungsbeispielen eines Lüfterkanals gemäß der vorliegenden Erfindung;
4 zeigt eine schematische Ansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines Lüftermoduls gemäß der vorliegenden Erfindung; und
5 zeigt eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Lüftermoduls gemäß der vorliegenden Erfindung.
GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wird durch die folgende detaillierte Beschreibung mit den angefügten Zeichnungen offenbart, wobei sich identische Bezugszeichen auf identische Elemente beziehen.
Wie in 2 und 3 gezeigt, ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Lüfterkanals 2 gemäß der vorliegenden Erfindung zur Verwendung mit einem entsprechenden Lüfter 3 ausgebildet und weist einen Körper 21, ein Führungsteil 22 und mindestens ein Stützelement 23 auf.
Der Körper 21 weist einen Aufnahmeraum 211 auf, wobei das Führungsteil 22 im Aufnahmeraum 211 angeordnet ist. Wie in 3A gezeigt weist das Führungsteil 22 eine erste Stirnfläche 221 und eine zweite Stirnfläche 222 auf. Die Ausdehnung der ersten Stirnfläche 221 ist dabei größer als die der zweiten Stirnfläche 222. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Führungsteil 22 bevorzugt ein Kegel mit einer abgeflachten Spitze (also mit flacher Stirnfläche). Die erste Stirnfläche 221 und die zweite Stirnfläche 222 sind jeweils an zwei Enden des Führungsteils 22 vorhanden.
Wie in 2 gezeigt, ist das Stützelement 23 im Aufnahmeraum 211 und zwischen dem Führungsteil 22 und dem Körper 21 angeordnet, um das Führungsteil 22 mit dem Körper 21 im Lüfterkanal 2 zu verbinden und abzustützen. Ferner ist das Stützelement 23 vorzugsweise eine Strebe oder eine stationäre Lamelle.
In 3A erstreckt sich das Führungsteil 22 von einem zum anderen Ende des Körpers 21. Weil die Ausdehnung der ersten Stirnfläche 221 größer ist als die der zweiten Stirnfläche 222, ist eine Öffnungsabmessung ”a” der ersten Stirnfläche 221 kleiner als eine Öffnungsabmessung ”b” der zweiten Stirnfläche 222. Das Führungsteil 22 kann sich aber auch von einem Ende in den Innenbereich des Körpers 21 erstrecken, sodass die zweite Stirnfläche 222 des Führungsteils 22, wie in 3B gezeigt, innerhalb des Aufnahmeraums 211 des Körpers 21 zum liegen kommt.
Gemäß den praktischen Anforderungen sind der Körper 21, das Führungsteil 22 und das Stützelement 23 zur Ausbildung des Lüfterkanals 2 als separate Bauteile miteinander verbunden, oder der Körper 21, das Führungsteil 22 und das Stützelement 23 sind durch die Herstellung als eine integrale Einheit ausgebildet. In diesem Fall ist der Lüfterkanal 2 sozusagen ein einziges Bauteil.
Wie in 2 gezeigt, umfasst der Lüfter 3 eine Nabe 31, eine Mehrzahl von Rotorblättern 32 und ein Gehäuse 33. Die Nabe 31 ist über der ersten Stirnfläche 221 des Führungsteils 22 angeordnet. Darüber hinaus sind die Nabe 31 und das Führungsteil 22 bezüglich derselben Axiallinie ausgerichtet. Die Rotorblätter 32 sind in einer Fläche positioniert, die in einer Projektionsrichtung zwischen dem Führungsteil 22 und dem Körper 21 liegt. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Nabe 31 des Lüfters 3 über der ersten Stirnfläche 221 angeordnet und das Gehäuse 33 ist mit dem Körper 21 des Lüfterkanals 2 verbunden, sodass der Lüfter 3 am Lüfterkanal 2 angeschlossen ist. Die Ausdehnung der ersten Stirnfläche des Führungsteils 22 entspricht im Wesentlichen derjenigen (ist im Wesentlichen genau so groß, wie die) der Nabe 31 des Lüfters 3. Weiterhin kann der Lüfter 3 als ein Axiallüfter oder ein Zentrifugallüfter ausgeführt sein.
Wie in 2 und 3A gezeigt, wird der durch den Lüfter 3 entstehende Luftstrom in den Lüfterkanal 2 geleitet, wenn der Lüfterkanal 2 dicht am Auslass des Lüfters 3 angeordnet ist. Durch die größere Öffnungsabmessung ”b” im Vergleich zur Öffnungsabmessung ”a” wird der dynamische Druck und die Luftstromgeschwindigkeit des in den Lüfterkanal 2 geleiteten Luftstroms erhöht.
Wenn alternativ der Lüfterkanal 2 nahe am Einlass des Lüfters 3 angeordnet ist, tritt der Luftstrom in den Lüfter 3 ein, bevor er durch den Lüfterkanal 2 strömt. Da die Öffnungsabmessung ”a” kleiner als die Öffnungsabmessung ”b” ist, erreicht der durch den Luftkanal 2 geleitete Luftstrom nur die Rotorblätter 32, aber nicht die Nabe 31. Der angesaugte Luftstrom wird daher konzentriert und führt somit zu einer vollständigen Ausnutzung des in den Lüfter 3 eintretenden Luftstroms, sodass die Leistung gesteigert wird.
Bezüglich 4 umfasst ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Lüftermoduls 4 gemäß der vorliegenden Erfindung einen Lüfter 3 und mindestens einen Lüfterkanal 2. Der Lüfterkanal 2 ist mit dem Lüfter 3 verbunden und umfasst einen Körper 21, ein Führungsteil 22 und mindestens ein Stützelement 23.
Der Lüfterkanal 2 weist die gleiche Konstruktion und Funktion wie vorher beschrieben auf. Daher wird auf eine entsprechende Beschreibung der Übersicht halber verzichtet. Auch die Verbindung zwischen dem Lüfterkanal 2 und dem Lüfter 3 entspricht der oben Beschriebenen. Die erste Stirnfläche 221 des Lüfterkanals 2 kann an einem Einlass oder Auslass des Lüfters 3 angeordnet sein, um den dynamischen Druck und die Strömungsgeschwindigkeit zu erhöhen oder aber um den Luftstrom zu konzentrieren, wobei sich die Wärmeableitungsleistung erhöht. Oder das Lüftermodul 4 kann zwei Lüfterkanäle 2 umfassen, die aneinander anschließend am Auslass des Lüfters 3 angeordnet sind. Oder das Lüftermodul 4 kann, wie in 5 gezeigt, zwei Lüfterkanäle 2 umfassen, die jeweils am Einlass und am Auslass des Lüfters 3 angeordnet sind.
Das heißt, der Körper und das Führungsteil mit verschiedenen Ausdehnungen an beiden Enden des Lüfterkanals führen einen Luftstrom, um den dynamischen Druck und die Luftstromgeschwindigkeit des Lüfters zu erhöhen. Verglichen mit dem Stand der Technik ist eine Öffnungsabmessung zwischen der ersten Stirnfläche und dem Körper kleiner als eine Öffnungsabmessung zwischen der zweiten Stirnfläche und dem Körper, weil die Ausdehnung der ersten Stirnfläche größer ist als die der zweiten Stirnfläche. Falls die erste Stirnfläche des Lüfterkanals mit dem Lüfter verbunden ist und der Lüfterkanal sich am Auslass des Lüfters 3 befindet, werden der dynamische Druck und die Stromgeschwindigkeit des Lüfters vergrößert, sodass das den Lüfter und den Lüfterkanal umfassende Lüftermodul die Wärme wirkungsvoller ableiten kann. Falls der Lüfterkanal am Einlass des Lüfters 3 angeordnet ist, wird der angesaugte Luftstrom konzentriert, um eine vollständige Verwendung des gesamten in den Lüfter eintretenden Luftstroms sicherzustellen, sodass die Qualität der Wärmeableitung gesteigert wird.
Obwohl die vorliegende Erfindung im Hinblick auf ein spezielles Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, sind damit keine Einschränkungen getroffen worden. Verschiedene Modifikationen der offenbarten Ausführungsbeispiele sowie alternative Ausführungsbeispiele sind für den Fachmann offensichtlich. Daher ist es beabsichtigt, dass die anhängenden Ansprüche alle Modifikationen, die in den tatsächlichen Schutzumfang der vorliegenden Erfindung fallen, abdecken.

Claims

Ein zur Verwendung mit einem Lüfter (3) angepasster Lüfterkanal (2) mit: – einem Körper (21), der einen Aufnahmeraum (211) aufweist; einem Führungsteil (22), das im Aufnahmeraum (211) angeordnet ist, wobei das Führungsteil (22) eine erste Stirnfläche (221) sowie eine zweite Stirnfläche (222) aufweist und die Ausdehnung der ersten Stirnfläche (221) grösser als die der zweiten Stirnfläche (222) ist, wodurch eine Öffnungsabmessung (a) der ersten Stirnfläche (221) kleiner als eine zweite Öffnungsabmessung (b) der zweiten Stirnfläche (222) ist, durch die der Luftstrom durch den Lüfterkanal (2) geleitet wird, wobei der Lüfterkanal (2) nahe am Einlass oder Auslass des Lüfters (3) angeordnet sein kann und mindestens einem Stützelement (23), das im Aufnahmeraum (211) angeordnet ist, um den Körper (21) und das Führungsteil (22) zu verbinden.
Lüfterkanal (2) nach Anspruch 1, wobei das Führungsteil (22) einen Kegel mit einer abgeflachten Spitze aufweist.
Lüfterkanal (2) nach Anspruch 1, wobei der Lüfter (3) ein Axiallüfter oder ein Zentrifugallüfter ist.
Lüfterkanal (2) nach Anspruch 1, wobei der Lüfter (3) eine Nabe (31), eine Vielzahl von Rotorblättern (32) und ein mit dem Körper (21) verbundenes Gehäuse (33) aufweist, und wobei die Nabe (31) korrespondierend mit der ersten Stirnfläche (221) des Führungsteils (22) angeordnet ist.
Lüfterkanal (2) nach Anspruch 4, wobei die Ausdehnung der ersten Stirnfläche (221) des Führungsteils (22) im Wesentlichen gleich gross wie die der Nabe (31) ist.
Lüfterkanal (2) nach Anspruch 1, wobei das Stützelement (23) eine Strebe oder stationäre Lamelle ist.
Lüfterkanal (2) nach Anspruch 1, wobei sich das Führungsteil (22) von einem Ende zum anderen Ende des Körpers (21) erstreckt.
Lüfterkanal (2) nach Anspruch 1, wobei die zweite Stirnfläche (222) des Führungsteils (22) innerhalb des Aufnahmeraumes (211) angeordnet ist.
Lüfterkanal (2) nach Anspruch 1, wobei der Körper (21), das Führungsteil (22) und das Stützelement (23) integral als eine einzige Einheit ausgebildet sind.
Ein Lüftermodul (4) mit: – einem Lüfter (3); und einem ersten mit dem Lüfter (3) verbundenen Lüfterkanal (2), der einen Körper (21), ein Führungsteil (22) und mindestens ein Stützelement (23) aufweist, wobei der Körper (21) einen Aufnahmeraum (211) besitzt, das Führungsteil (22) im Aufnahmeraum (211) angeordnet ist und eine erste Stirnfläche (221) sowie eine zweite Stirnfläche (222) aufweist, die Ausdehnung der ersten Stirnfläche (221) grösser als die der zweiten Stirnfläche (222) ist, wodurch eine Öffnungsabmessung (a) der ersten Stirnfläche (221) kleiner als eine zweite Öffnungsabmessung (b) der zweiten Stirnfläche (222) ist, durch die der Luftstrom durch den Lüfterkanal (2) geleitet wird, wobei der Lüfterkanal (2) nahe am Einlass oder Auslass des Lüfters (3) angeordnet sein kann und das Stützelement (23) im Aufnahmeraum (211) angeordnet ist, um den Körper (21) und das Führungsteil (22) zu verbinden.
Lüftermodul (4) nach Anspruch 10, wobei das Führungsteil (22) ein Kegel mit einer abgeflachten Spitze aufweist.
Lüftermodul (4) nach Anspruch 10, wobei der Lüfter (3) ein Axiallüfter oder ein Zentrifugallüfter ist.
Lüftermodul (4) nach Anspruch 10, wobei der Lüfter (3) eine Nabe (31), eine Mehrzahl von Rotorblättern (32) und ein mit dem Körper (21) verbundenes Gehäuse (33) aufweist, und wobei die Nabe (31) korrespondierend mit der ersten Stirnfläche (221) des Führungsteils (22) angeordnet ist.
Lüftermodul (4) nach Anspruch 13, wobei die Ausdehnung der ersten Stirnfläche (221) des Führungsteils (22) im Wesentlichen gleich gross ist wie die der Nabe (31).
Lüftermodul (4) nach Anspruch 10, wobei das Stützelement (23) eine Strebe oder eine festsitzende Lamelle ist.
Lüftermodul (4) nach Anspruch 10, wobei das Führungsteil (22) sich von einem Ende zum anderen Ende des Körpers (21) erstreckt.
Lüftermodul (4) nach Anspruch 10, wobei die zweite Stirnfläche (222) des Führungsteils (22) innerhalb des Aufnahmeraums (211) angeordnet ist.
Lüftermodul (4) nach Anspruch 10, wobei der Körper (21), das Führungsteil (22) und das Stützelement (23) integral als eine einzige Einheit ausgebildet sind.
Lüftermodul (4) nach Anspruch 10, wobei die erste Stirnfläche (221) des ersten Lüfterkanals nahe am Einlass oder Auslass des Lüfters (3) angeordnet ist.
Lüftermodul (4) nach Anspruch 10, weiter umfassend einen zweiten Lüfterkanal, wobei der erste Lüfterkanal am Einlass und der zweite Lüfterkanal am Auslass des Lüfters (3) angeordnet sind.