DE10200667A1

DE10200667A1 - Wärmeableitung mit niedrigem Luftstromwiderstand in einem Notebook-Computer

Info

Publication number: DE10200667A1
Application number: DE10200667A
Authority: DE
Inventors: Young-Kwang Sheu
Original assignee: Uniwill Computer Corp
Current assignee: Elitegroup Computer Systems Co Ltd
Priority date: 2001-08-24
Filing date: 2002-01-10
Publication date: 2003-03-20
Anticipated expiration: 2022-01-11
Also published as: TW577578U; DE10200667B4; US20030039096A1; US6654243B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt ein Wärmeableitungsgerät für einen Notebook-Computer mit einem niedrigen Luftstromwiderstand bereit. Der Notebook-Computer besitzt eine CPU, ein Wärmeableitungsgerät, einen Lufteinlaß und einen Luftauslaß. Das Wärmeableitungsgerät besitzt einen Kühlkörper (31), zumindest einen Ventilator (32), einen Leitblock (33) und ein Wärmerohr (34). Der Kühlkörper wird dazu verwendet, die Wärme zu übertragen. Der Leitblock ist eng an einer oberen Fläche der CPU im Notebook-Computer kontaktiert, um die Wärme von der CPU zu absorbieren. Das Wärmerohr ist mit dem Leitblock und dem Kühlkörper verbunden. Das Wärmerohr ist so ausgebildet, um Wärme im Leitblock zum Kühlkörper zu übertragen. Dann wird die Wärme, welche zum Kühlkörper übertragen wird, durch den Luftstrom, der durch den Ventilator erzeugt wird, abtransportiert. Bei der Erfindung sind die Luftstromrichtungen, welche durch den Lufteinlaß und den Luftauslaß verlaufen, parallel zueinander. Der Luftstromwiderstand wird wesentlich reduziert, um die Wärmeableitung zu beschleunigen.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht betrifft ein Wärmeableitungsgerät für einen Notebook-Computer, insbesondere ein Wärmeableitungsgerät für einen Notebook-Computer, das einen niedrigen Luftstromwiderstand aufweist.
Es ist bekannt, daß Computer und andere elektronische Einrichtungen im allgemeinen Komponenten aufweisen, die während des Betriebs Wärme erzeugen. Es gibt keinen Zweifel, daß die Wärmeableitung eines der größten Schwierigkeiten bei der Computerplanung war. Um Computer oder elektronische Einrichtungen innerhalb von Betriebstemperaturgrenzen zu halten, wurden verschiedene Arten von Wärmeableitungssystemen vorgeschlagen, um Wärme von den wärmeerzeugenden Komponenten zu entfernen. In früheren Jahren wurde das passive Kühlverfahren vorgeschlagen, um das Wärmeableitungsproblem zu lösen. Während der vergangenen fünf Jahre jedoch hat sich die Wärme, die durch die CPU des Computers erzeugt wird, wesentlich vergrößert, und zwar von 7W, 8W 12W, 17W, . . . bis zu 60W. Dies ist fast zehnmal mehr als die Wärme, die vorher durch die CPU erzeugt wurde. Nicht vergleichbar dazu wurden Materialien einer guten Wärmeableitungsfähigkeit langsam entwickelt. Beispielsweise betrug der thermische Leitfähigkeitskoeffizient von Aluminium, welches früher verwendet wurde, ungefähr 200 w/m °C, und der thermische Leitfähigkeitskoeffizient von Kupfer, welches heutzutage verwendet wird, beträgt ungefähr 400 w/m °C. Daher wurden die Wärmeableitungsprobleme des Computers viel schwieriger als jemals zu vor.
Glücklicherweise löst die Einführung eines Wärmerohrs das Wärmeableitungsproblem. Das Material des Wärmerohrs ist lediglich eine Kombination von Kupfer und Fluid. Der thermische Leitfähigkeitskoeffizient des Wärmerohrs ist auf ungefähr 10 000 w/m °C vergrößert, der 50 Mal größer ist als der von Aluminium. Daher hat das Wärmerohr das Potential, Wärme von einem Prozessorchip oder anderen Wärmeerzeugungs-Komponenten schnell abzutransportieren. Die Anwendung des Wärmerohrs auf einen Notebook-Computer löst nicht nur das Wärmeableitungsproblem, sondern hat außerdem den Vorteil, leicht hergestellt werden zu können. Allmählich wurde das Wärmerohr normalerweise bei Notebook-Computern eingeführt, um die Wärme abzuführen.
Die Wärmeableitung lediglich auf der Basis eines Leitmechanismus erfüllt das Erfordernis heutzutage jedoch nicht. Wie das Wärmeaustauschverhalten einzubringen ist, um Wärme zur Atmosphäre zu transportieren, ist ein anderer Schlüsselaspekt für die Wärmeableitung von Notebook-Computern. Der Wärmeaustausch tritt zwischen kühler Luft und dem Wärmealbleitungsgerät auf. Das Forcieren des Wärmeaustausches, das durch einen Ventilator erzielt wird, ist eines der effektivsten Arten, Wärme zur Atmosphäre zu übertragen.
In Fig. 1 zeigt einen Notebook-Computer, der ein herkömmliches Wärmeableitungsgerät aufweist. Der Notebook-Computer weist eine CPU, einen Lufteinlaß und einen Luftauslaß auf. Das herkömmliche Wärmeableitungsgerät besitzt einen Ventilator, einen Kühlkörper, einen Leitblock und ein Wärmerohr. Die durch die CPU erzeugte Wärme wird im Leitblock absorbiert. Das Wärmerohr ist mit dem Leitblock und dem Kühlkörper verbunden. Das Wärmerohr ist so ausgebildet, Wärme im Leitblock zum Kühlkörper zu übertragen. Dann wird die Wärme, welche zum Kühlkörper transportiert wird, durch den Luftstrom, der durch den Ventilator erzeugt wird, abtransportiert. Der oben erwähnte Ventilator ist jedoch häufig vertikal in einem Notebook-Computergehäuse eingebaut. Wenn die Größe des Notebook-Computers schrumpfen soll, ist das Wärmeableitungsgerät auf einen begrenzten Raum eingeschränkt. Aufgrund der Dicke des begrenzten Raums des Notebook- Computers ist es nicht möglich, den Ventilator bezüglich Anzahl und Baugröße zu vergrößern. Außerdem sind die Richtung des Luftstroms, der durch den Lufteinlaß und durch den Luftauslaß läuft, nicht parallel zueinander. Folglich hat das Wärmeableitungsgerät einen großen Luftstromwiderstand und eine nicht-effektive Wärmeableitung.
Fig. 2 zeigt einen anderen Notebook-Computer, der ein herkömmliches Wärmeableitungsgerät aufweist. Der Notebook-Computer besitzt eine CPU, einen Lufteinlaß und einen Luftauslaß. Das herkömmliche Wärmeableitungsgerät umfaßt eine flache Patrone, auf welcher ein Ventilator angeordnet ist, einen Luftkanal, einen Kühlkörper benachbart zu einer Seitenwand der flachen Patrone, einen Leitblock und ein Wärmerohr. Die Wärme, welche durch die CPU erzeugt wird, wird im Leitblock absorbiert. Das Wärmerohr ist mit dem Leitblock und dem Kühlkörper verbunden. Das Wärmerohr ist ausgebildet, um die Wärme im Leitblock zum Kühlkörper hin zu übertragen. Dann wird die zum Kühlkörper übertragene Wärme durch den Luftstrom, der durch den Ventilator erzeugt wird, abtransportiert. Der oben erwähnte Ventilator ist horizontal auf der flachen Patrone in einem Notebook- Computergehäuse angeordnet. Da der Ventilator horizontal angeordnet ist, ist es möglich, die Fähigkeit einer Wärmeableitung unter Verwendung eines größeren Ventilators zu verbessern. Die Luftrichtungen, die durch den Lufteinlaß und den Luftauslaß laufen, sind jedoch nicht parallel zueinander. Folglich besitzt das oben erwähnte Wärmeableitungsgerät ebenfalls einen großen Luftstromwiderstand und eine enttäuschende Wärmeableitungsfähigkeit.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Wärmeableitungsgerät bereit, um die Wärmeableitungsfähigkeit für einen Notebook-Computer zu unterstützten, insbesondere für einen Notebook-Computer mit einer hohen Durchflußmenge und einer hohen Eingangsleistung.
Bei der vorliegenden Erfindung wird ein Wärmerohr verwendet, um Wärme von der CPU wegzutransportieren. Danach wird die Wärme durch Ventilatoren abtransportiert. Außerdem legt die vorliegende Erfindung auf eine Betonung bezüglich der Luftstromrichtung Wert. Die Luftstromrichtungen, welche durch den Lufteinlaß und den Luftauslaß verlaufen, sind parallel zueinander. Nachteile beim Stand der Technik werden beseitigt, um die Wärmeableitung wirksamer wegen der Beschränkung durch den eingeschränkten Raum zu verbessern.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Wärmeableitungsgerät bereit, welches einen Kühlkörper, zumindest einen Ventilator, einen Leitblock und ein Wärmerohr aufweist. Der Kühlkörper wird zur Übertragung von Wärme verwendet. Der Leitblock ist eng an der oberen Fläche einer CPU im Notebook-Computer angebracht, um die Wärme von der CPU zu absorbieren. Das Wärmerohr ist mit dem Leitblock und dem Kühlkörper verbunden. Das Wärmerohr ist so ausgebildet, um die Wärme im Leitblock zum Kühlkörper zu übertragen. Dann wird die zum Kühlkörper übertragene Wärme durch den Luftstrom, der durch den Ventilator erzeugt wird, abtransportiert. Bei der vorliegenden Erfindung sind die Richtungen des Luftstroms, welche durch einen Lufteinlaß und einen Luftauslaß verlaufen, parallel zueinander. Daher wird der Luftstromwiderstand vermindert, um die Wärmeableitung zu beschleunigen.
Der Notebook-Computer weist gemäß der Erfindung bei einer Ausführungsform eine CPU, einen Lufteinlaß, einen Luftauslaß und ein Wärmeableitungsgerät auf. Das Wärmeableitungsgerät weist einen Kühlkörper, zumindest einen Ventilator, einen Leitblock und ein Wärmerohr auf. Der Lufteinlaß wird dazu verwendet, Luft anzusaugen, und der Luftauslaß wird dazu verwendet, Luft auszustoßen. Der Kühlkörper wird dazu verwendet, Wärme zu übertragen. Der Leitblock ist eng an der oberen Fläche der CPU im Notebook- Computer kontaktiert, um die Wärme von der CPU zu absorbieren. Das Wärmerohr ist mit dem Leitblock und dem Kühlkörper verbunden. Das Wärmerohr ist so ausgebildet, um Wärme im Leitblock zum Kühlkörper zu übertragen. Dann wird die Wärme, welche zum Kühlkörper übertragen wird, durch den Luftstrom, der durch den Ventilator erzeugt wird, abtransportiert. Bei der vorliegenden Erfindung sind die Richtungen des Luftstroms, welche durch den Lufteinlaß und den Luftauslaß verlaufen, parallel zueinander. Daher wird der Luftstromwiderstand reduziert, um die Wärmeableitung zu beschleunigen.
Fig. 1 zeigt einen Notebook-Computer mit einem herkömmlichen Wärmeableitungsgerät;
Fig. 2 zeigt einen anderen Notebook-Computer mit einem herkömmlichen Wärmeableitungsgerät;
Fig. 3 zeigt ein Wärmeableitungsgerät nach der vorliegenden Erfindung für einen Notebook-Computer;
Fig. 4(a) und Fig. 4(b) zeigen zusammen eine erste Ausführungsform eines Notebook-Computers mit dem Wärmeableitungsgerät nach der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5(a) und Fig. 5(b) zeigen zusammen eine zweite Ausführungsform eines Notebook-Computers mit dem Wärmeableitungsgerät nach der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 zeigt ein Vergleichsdiagramm des Luftstromwiderstands zwischen dem herkömmlichen Wärmeableitungsgerät in Fig. 2 und dem Wärmeableitungsgerät nach der vorliegenden Erfindung in Fig. 3; und
Fig. 7 zeigt ein Vergleichsdiagramm des Temperaturanstiegs zwischen dem herkömmlichen Wärmeableitungsgerät in Fig. 2 und dem Wärmeableitungsgerät nach der vorliegenden Erfindung in Fig. 3.
Fig. 3 zeigt eine Wärmeableitungsgerät nach der vorliegenden Erfindung für einen Notebook-Computer. Der Notebook-Computer besitzt eine CPU, einen Lufteinlaß und einen Luftauslaß.
Das Wärmeableitungsgerät weist einen Kühlkörper 31, zumindest einen Ventilator 32, einen Leitblock 33 und ein Wärmerohr 34 auf. Der Kühlkörper 31 wird dazu verwendet, um Wärme zu übertragen. Der Leitblock 33 ist an der oberen Fläche der CPU (nicht gezeigt) im Notebook-Computer eng kontaktiert.
Das Wärmerohr 34 ist mit dem Leitblock 33 und dem Kühlkörper 31 verbunden.
Das Wärmerohr 34 ist so ausgebildet, um Wärme im Leitblock 33 zum Kühlkörper 31 zu übertragen. Dann wird die Wärme, welche zum Kühlkörper 31 übertragen wird, durch den Luftstrom, der durch den Ventilator 32 erzeugt wird, abtransportiert. Bei der vorliegenden Erfindung sind die Luftstromrichtungen, welche durch den Lufteinlaß und den Luftauslaß verlaufen, parallel zueinander. Daher wird der Luftstromwiderstand wesentlich reduziert, um die Wärmeableitung zu beschleunigen.
Fig. 4(a) und Fig. 4(b) zeigen zusammen eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für einen Notebook-Computer. Bei der vorliegenden Erfindung besitzt der Kühlkörper 31 eine obere Fläche 31a und eine untere Fläche 31b. Die obere Fläche 31a des Kühlkörpers 31 ist unterhalb des Ventilators 32 angeordnet, wobei der Ventilator 31 zum Lufteinlaß paßt und die Bodenfläche 31b des Kühlkörpers 31 zum Luftauslaß paßt.
Fig. 5(a) und Fig. 5(b) zeigen zusammen eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei der vorliegenden Erfindung besitzt der Kühlkörper 31 eine obere Fläche 31a und einer untere Fläche 31b. Die untere Fläche 31b des Kühlkörpers 31 ist über dem Ventilator 32 angeordnet, die obere Fläche 31a des Kühlkörpers 31 entspricht dem Lufteinlaß und der Ventilator 32 entspricht dem Luftauslaß.
Fig. 6 zeigt ein Vergleichsdiagramm des Luftstromwiderstands zwischen dem herkömmlichen Wärmeableitungsgerät in Fig. 2 und dem Gerät nach der vorliegenden Erfindung in Fig. 3. Die X-Achse zeigt die Luftstromrate, und die Y-Achse zeigt den Luftstromwiderstand. In Fig. 6 sind die Luftstrom-Widerstandskurve A, die der vorliegenden Erfindung entspricht, und die Luftstrom-Widerstandskurve B, die dem herkömmlichen Wärmeableitungsgerät entspricht, gezeigt. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, ist der Luftstromwiderstand nach der vorliegenden Erfindung niedriger als der des herkömmlichen Wärmeableitungsgeräts. Man sieht, daß bei dem herkömmlichen Wärmeableitungsgerät nach Fig. 2 die Luftstromrichtungen, die durch den Lufteinlaß und durch den Luftauslaß verlaufen, nicht parallel zueinander sind. Im Unterschied zum Stand der Technik sind die Luftstromrichtungen, welche durch den Lufteinlaß und durch den Luftauslaß bei der vorliegenden Erfindung verlaufen, parallel zueinander. Daher wird der Luftstromwiderstand nach der vorliegenden Erfindung vermindert und die Wärmeableitungsfähigkeit viel besser unterstützt.
Fig. 7 zeigt ein Vergleichsdiagramm des Temperaturanstiegs zwischen dem herkömmlichen Wärmeableitungsgerät in Fig. 2 und dem Gerät nach der vorliegenden Erfindung in Fig. 3. Die X-Achse zeigt die CPU Eingangsleistung, und die Y-Achse zeigt den Temperaturanstieg. Wie in Fig. 7 gezeigt ist, ist der Temperaturanstieg des Wärmeableitungsgeräts nach der vorliegenden Erfindung viel geringer als der des herkömmlichen Wärmeableitungsgeräts. Aus Fig. 7 sieht man, daß die Wärmeableitungswirksamkeit nach der vorliegenden Erfindung besser ist als die Wärmeableitungsfähigkeit des herkömmlichen Wärmeableitungsgeräts in Fig. 2.
Wie in Fig. 6 und 7 gezeigt ist, reduziert das Wärmeableitungsgerät nach der vorliegenden Erfindung den Luftstromwiderstand und den Temperaturanstieg wesentlich, insbesondere bei einer hohen Luftstromrate und einer hohen Eingangsleistung. Daher erfüllt die vorliegende Erfindung die Erfordernisse nach einem Wärmeableitungsgerät des Notebook- Computers.
Ein Notebook-Computer gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt eine CPU, einen Lufteinlaß, einen Luftauslaß und ein Wärmeableitungsgerät. Das Wärmeableitungsgerät besitzt einen Kühlkörper 31, zumindest einen Ventilator 32, einen Leitblock 33 und ein Wärmerohr 34. Der Lufteinlaß wird dazu verwendet, die Luft anzusaugen, und der Auslaß wird dazu verwendet, die Luft auszustoßen. Der Kühlkörper 31 wird dazu verwendet, die Wärme zu übertragen. Der Leitblock 33 ist eng an der oberen Fläche der CPU (nicht gezeigt) im Notebook-Computer kontaktiert.
Das Wärmerohr 34 ist mit dem Leitblock 33 und dem Kühlkörper 31 verbunden. Das Wärmerohr 34 ist so ausgebildet, um die Wärme im Leitblock 33 zum Kühlkörper 31 zu übertragen. Dann wird die Wärme, die zum Kühlkörper 31 übertragen wurde, durch den Luftstrom, der durch den Ventilator 32 erzeugt wird, abtransportiert. Bei der Erfindung sind die Luftstromrichtungen, die durch den Lufteinlaß und durch den Luftauslaß verlaufen, parallel zueinander. Daher wird der Luftstromwiderstand im wesentlichen reduziert, um die Wärmeableitung zu beschleunigen.
In der obigen Beschreibung wurde die Erfindung mit Hilfe spezieller Ausführungsformen beschrieben. Es ist jedoch klar, daß verschiedene Modifikationen und Änderungen durchgeführt werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind somit beispielhaft und als nicht einschränkend anzusehen. Somit ist beabsichtigt, daß die vorliegende Erfindung die Modifikationen und Variationen dieser Erfindung abdecken, vorausgesetzt, daß sie in den Rahmen der beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente fallen.

Claims

1. Wärmeableitungsgerät für einen Notebook-Computer, der eine CPU, einen Lufteinlaß und einen Luftauslaß aufweist, mit:
einem Kühlkörper (31), der eine obere Fläche (31a) und eine untere Fläche (31b) hat;
zumindest einem Ventilator (32);
einem Leitblock (33), der an einer oberen Fläche der CPU eng kontaktiert ist; und
einem Wärmerohr (34), welches am Leitblock (33) bzw. am Kühlkörper (31) verbunden ist, um Wärme, welche im Leitblock (33) absorbiert wurde, zum Kühlkörper (31) zu übertragen;
wobei Luftstromrichtungen, welche durch den Lufteinlaß und den Luftauslaß verlaufen, parallel zueinander sind.

2. Wärmeableitungsgerät nach Anspruch 1, wobei die obere Fläche (31a) des Kühlkörpers (31) unterhalb des Ventilators (32) angeordnet ist, der Ventilator (32) dem Lufteinlaß entspricht und die untere Fläche (31b) des Kühlkörpers dem Luftauslaß entspricht.

3. Wärmeableitungsgerät nach Anspruch 1, wobei die obere Fläche (31a) des Kühlkörpers (32) über dem Ventilator (32) angeordnet ist, die obere Fläche des Kühlkörpers (31) dem Lufteinlaß entspricht und der Ventilator (32) dem Luftauslaß entspricht.

4. Notebook-Computer, mit:
einer CPU;
einem Lufteinlaß;
einem Luftauslaß;
einem Kühlkörper, welcher eine obere Fläche und eine untere Fläche hat;
zumindest einem Ventilator;
einem Leitblock, der eng an einer oberen Fläche der CPU kontaktiert ist; und
einem Wärmerohr, welches mit dem Leitblock bzw. dem Kühlkörper verbunden ist, um Wärme, welche im Leitblock absorbiert wird, zum Kühlkörper zu übertragen;
wobei Luftstromrichtungen, welche durch den Lufteinlaß und den Luftauslaß verlaufen, parallel zueinander sind.

5. Notebook-Computer nach Anspruch 4, wobei die obere Fläche des Kühlkörpers unterhalb des Ventilators angeordnet ist, der Ventilator dem Lufteinlaß entspricht und die untere Fläche des Kühlkörpers dem Luftauslaß entspricht.

6. Notebook-Computer nach Anspruch 4, wobei die obere Fläche des Kühlkörpers über dem Ventilator angeordnet ist, die obere Fläche des Kühlkörpers dem Lufteinlaß entspricht und der Ventilator dem Luftauslaß entspricht.