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Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung zum Abtransport von Wärme von einer Wärmequelle über wenigstens einen Kühlkörper an ein Kühlmedium, wobei der Kühlkörper eine an die Wärmequelle thermisch angekoppelte Grundplatte und eine von der Wärmequelle abgewandte erste Oberfläche aufweist, auf der eine Mehrzahl von Kühlstäben angeordnet ist.
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Bei bekannten Kühlvorrichtungen werden Wärmequellen wie beispielsweise Komponenten der Leistungselektronik, Computerprozessoren oder Leuchtdioden durch die thermische Ankopplung an einen Kühlkörper entwärmt, wobei der Kühlkörper typischerweise die Wärme an ein Kühlmedium wie Luft oder Wasser abgibt. Der Kühlkörper kann dabei eine an die Wärmequelle thermisch angekoppelte Grundplatte aufweisen, auf der eine Mehrzahl von Kühlstäben angeordnet ist, so dass die Wärme von der Wärmequelle zunächst auf die Grundplatte, von dieser auf die Kühlstäbe und von den Kühlstäben an das flüssige oder gasförmige Kühlmedium abgegeben wird. Es sind auch Ausführungen mit Kühlrippen anstelle von Kühlstäben bekannt. Stäbchenförmige Aufsätze eignen sich jedoch besonders gut, wenn der Kühlkörper aktiv von einem flüssigen oder gasförmigen Kühlmedium umströmt wird. Eine Alternative zur aktiven Umströmung ist die Ausbildung von thermischer Konvektionsströmung um die Kühlstäbe ohne eine äußere Strömungsquelle. In beiden Fällen findet eine seitliche Anströmung der Kühlstäbe statt, die zumindest eine Richtungskomponente parallel zu der Richtung der Grundplatte aufweist.
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Bei der Kühlung mit einem flüssigen Kühlmedium wird oft eine aktive Strömungsquelle verwendet, wobei beispielsweise eine Pumpe eingesetzt wird, um Wasser oder ein anderes flüssiges Kühlmittel über einen seitlichen Einlass in einen Kühlmittelkanal einzuströmen. Dabei sind die Kühlstäbe des Kühlkörpers innerhalb des durchströmten Kühlmittelkanals angeordnet, so dass die Kühlstäbe durch den Flüssigkeitsdruck umspült werden und kontinuierlich Wärme an die Kühlflüssigkeit abgeben können. Es kann aber auch Luft beispielsweise durch einen Ventilator an den Kühlstäben vorbei geströmt werden, so dass eine Wärmeabgabe an den Luftstrom erfolgt.
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Vor allem bei der Kühlung von Bauteilen der Leistungselektronik müssen immer größere Wärmemengen von immer dichter angeordneten elektronischen Komponenten möglichst schnell und effizient abgeführt werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Kühlvorrichtung mit einem Kühlkörper anzugeben, durch den eine effizientere Kühlung einer Wärmequelle erreicht werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 beschriebene Kühlvorrichtung gelöst. Die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung ist zum Abtransport von Wärme von einer Wärmequelle über wenigstens einen Kühlkörper an ein Kühlmedium ausgebildet. Sie umfasst wenigstens einen Kühlkörper, der eine an die Wärmequelle thermisch angekoppelte Grundplatte und eine von der Wärmequelle abgewandte erste Oberfläche aufweist, auf der eine Mehrzahl von Kühlstäben angeordnet ist. Die Kühlstäbe weisen jeweils eine nicht rotationssymmetrische zylindrische Form mit einem stromlinienförmigen Querschnitt auf.
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Unter der zylindrischen Form soll hierbei nach der allgemeinen geometrischen Definition die Form eines Körpers verstanden werden, der durch Verschiebung einer ebenen Grundfläche entlang einer Geraden entsteht. Es kann sich um gerade oder schiefe Zylinderformen handeln. Die Kühlstäbe sind nicht rotationssymmetrisch, es handelt sich also erfindungsgemäß nicht um Kreiszylinder. Stattdessen ist die Grundfläche der Zylinder stromlinienförmig ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass bei einer seitlichen Umströmung der Kühlstäbe mit einem fluiden Kühlmedium ein niedrigerer Strömungswiderstand wirkt als bei der Verwendung von kreiszylindrischen Kühlstäben. Durch die Stromlinienform des Querschnitts der Kühlstäbe ist eine besonders bevorzugte seitliche Strömungsrichtung vorgegeben, entlang der jeder Kühlstab einen besonders niedrigen Strömungswiderstand aufweist. Zweckmäßig weist eine Strömung des Kühlmediums bei jedem Kühlstab eine hohe Richtungskomponente entlang dieser bevorzugten seitlichen Strömungsrichtung auf. Durch die Verringerung des Strömungswiderstands entlang einer bevorzugten Strömungsrichtung wird die Kühlvorrichtung besonders effizient, da bei Vorliegen einer aktiven Strömungsquelle entweder ein niedrigerer Strömungsdruck eingesetzt werden kann, oder es kann bei gleichem Kühlmitteldruck eine höhere Strömung und somit eine höhere Wärmeübertragung von der Wärmequelle an das Kühlmittel erreicht werden. Alternativ kann sich auch durch thermische Konvektion eine höhere lokale Strömung des Kühlmediums um die Kühlstäbe ausbilden und so die Effizienz der Wärmeübertragung erhöht werden, ohne dass eine äußere Strömungsquelle vorliegt. In jedem Fall wird die Wärmeübertragung verbessert und/oder der Aufwand für die Erzeugung einer Kühlmittelströmung verringert. Durch die effizientere Wärmeabfuhr von der Wärmequelle können beispielsweise elektronische Bauteile bei höheren Leistungen betrieben werden und/oder es können mehrere Komponenten dichter gepackt in einem Modul angeordnet werden. Es können also durch eine höhere Leistungsdichte von Bauteilen Kosten und Platz eingespart werden.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den von Anspruch 1 abhängigen Ansprüchen hervor. Demgemäß kann die Kühlvorrichtung zusätzlich folgende Merkmale aufweisen:
Der Querschnitt der Kühlstäbe kann jeweils auf einer ersten Seite eine abgerundete Form aufweisen und auf einer von der ersten Seite abgewandten Seite eine spitz zulaufende Form aufweisen. Mit anderen Worten können die Kühlstäbe jeweils einen tropfenförmigen Querschnitt aufweisen. Ein tropfenförmiger Querschnitt ist besonders vorteilhaft, um bei seitlicher Anströmung der Kühlstäbe auf der abgerundeten Seite einen möglichst niedrigen Strömungswiderstand zu erreichen. Die genaue Form der Tropfen kann dabei entweder für die Mehrzahl der Kühlstäbe einheitlich sein, oder sie kann auch von Kühlstab zu Kühlstab variieren. Bei dem tropfenförmigen Querschnitt kann es sich beispielsweise entweder um rundlichere Tropfenformen oder auch um länglichere Formen handeln. Auf der spitz zulaufenden Seite kann die Begrenzungskurve entweder gerade oder auch konkav oder konvex zulaufend sein oder einen Wechsel zwischen verschiedenen Krümmungen aufweisen.
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Die Grundfläche der zylindrischen Kühlstäbe kann jeweils eine Länge aufweisen, die wenigstens das 1,5fache ihrer Breite beträgt. Mit anderen Worten, die Länge des tropfenförmigen Querschnitts ist mindestens 1,5 mal so groß wie die Breite. Es können jedoch auch noch wesentlich länger gezogene Querschnitte vorgesehen sein, um eine besonders günstige Anpassung an die Strömungsverhältnisse zu erreichen. Insbesondere können die verschiedenen Kühlstäbe auch mit unterschiedlichen Größenverhältnissen zwischen Länge und Breite ihrer Querschnitte ausgebildet sein, um lokalen Strömungsverhältnissen noch besser angepasst zu sein.
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Der Strömungswiderstand der Kühlstäbe gegenüber einer Anströmung mit dem Kühlmedium parallel zur Grundplatte kann durch den stromlinienförmigen Querschnitt gegenüber einem kreisförmigen Querschnitt um wenigstens 10% verringert sein. Besonders vorteilhaft kann der Strömungswiderstand in einer solchen Richtung um wenigstens 14% verringert sein. Simulationsrechnungen haben gezeigt, dass eine Reduktion des Strömungswiderstands um 14% mit einem einfachen tropfenförmigen Querschnitt leicht möglich ist. Eine Reduktion des Strömungswiderstands um einen bestimmten Faktor bewirkt auch eine entsprechende Reduktion des Druckverslusts in einem Strömungskanal mit einer aktiven Strömungsquelle. Die Verringerung des Strömungswiderstandes ergibt sich dabei bei gleichbleibender Stirnfläche durch eine durch die Änderung der Querschnittsform bewirkte Änderung des Widerstandsbeiwertes. Dadurch kann die Strömungsgeschwindigkeit insgesamt erhöht und/oder die Wärmeübertragung an ein fluides Kühlmedium verbessert werden.
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Die Kühlvorrichtung kann mit einer Strömungsquelle versehen sein, die eine Anströmung der Kühlstäbe mit fluidem Kühlmedium bewirkt, wobei sich im Bereich der Kühlstäbe eine übergeordnete Strömungsrichtung ausbildet, die zumindest eine Richtungskomponente parallel zur Grundplatte aufweist. Mit anderen Worten, es kann eine aktiv erzeugte seitliche Anströmung der Kühlstäbe vorgesehen sein. Bei Vorliegen eines flüssigen Kühlmediums kann dies beispielsweise eine Pumpe sein, die die Flüssigkeit durch einen Kühlkanal pumpt, in dem die Kühlstäbe angeordnet sind. Es kann aber auch ein gasförmiges Kühlmittel mittels Überdruck oder durch einen Ventilator seitlich um die Kühlstäbe geströmt werden. Die seitliche Anströmung der Kühlstäbe mit dem Kühlmedium ist vorteilhaft, da sich so eine besonders effiziente Wärmeübertragung von der Kühlplatte über die Kühlstäbe an das Kühlmedium erreichen lässt. Insbesondere steht so immer wieder neues, kaltes Kühlmedium zur Aufnahme von Wärme zur Verfügung.
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Alternativ zu der beschriebenen Ausführungsform mit aktiver Strömungsquelle kann auch eine seitliche Anströmung der Kühlstäbe mit dem Kühlmittel durch thermische Konvektionsströmung vorgesehen sein. Dann ergeben sich die analogen Vorteile des besseren Wärmeübertrags in das strömende Medium, ohne dass eine aktive Strömungsquelle überhaupt benötigt wird. Auch für diesen Fall erleichtert der stromlinienförmige Querschnitt der Kühlstäbe die Ausbildung der Konvektionsströmung und verbessert die Wärmeübertragung.
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Bei der Ausführungsform mit einer aktiven Strömungsquelle kann die übergeordnete Strömungsrichtung im Bereich der Mehrzahl von Kühlstäben im Wesentlichen einheitlich sein, und die stromlinienförmigen Kühlstäbe können so ausgerichtet sein, dass der Strömungswiderstand entlang dieser einheitlichen Strömungsrichtung im Wesentlichen minimiert ist. Diese Ausführungsform ist insbesondere bei Vorliegen eines Kühlmittelkanals vorteilhaft, bei dem das Kühlmittel entlang einer vorgegeben Richtung durch den Kanal gepumpt wird. Dann sind die Kühlstäbe zweckmäßig alle gleich ausgerichtet, so dass durch ihren stromlinienförmigen Querschnitt der Strömungswiderstand für diese vorgegebene Strömungsrichtung im Wesentlichen minimiert wird.
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Alternativ zu einer exakt gleichen Ausrichtung der Kühlstäbe können aber auch lokale Anpassungen der Ausrichtung vorgesehen sein, um lokale Abweichungen von der Hauptströmungsrichtung, etwa durch Verwirbelungen, zu berücksichtigen.
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Das Kühlmedium kann aber auch im Bereich der einzelnen Kühlstäbe ganz unterschiedliche Strömungsrichtungen ausbilden, und jeder Kühlstab kann so ausgerichtet sein, dass der Strömungswiderstand entlang der dort vorherrschenden lokalen Strömungsrichtung im Wesentlichen minimiert ist. Eine solche Ausführungsform kann beispielsweise vorteilhaft sein, wenn eine aktive Strömungsquelle das flüssige oder gasförmige Kühlmedium in einem inneren Bereich der Mehrzahl der Kühlstäbe einströmt. Zum Beispiel kann ein flüssiges Kühlmedium durch einen Kühlmittelzulauf im Zentrum der Kühlstäbe eingespeist werden und dann von dort aus etwa radial nach außen transportiert werden. Dann ist es zweckmäßig die stromlinienförmigen Kühlstäbe alle mit ihren abgerundeten Seiten zu diesem Kühlmittelzulauf auszurichten, so dass der Strömungswiderstand für die radial verlaufende Strömung minimiert wird. Ähnlich kann bei einem gasförmigen Kühlmedium in einem inneren Bereich des Kühlkörpers ein Ventilator angeordnet sein, der beispielsweise Luft von dort aus beständig nach außen strömt. Auch dann ist eine Ausrichtung der jeweiligen Kühlstäbe zu diesem Ventilator hin zweckmäßig, bei der der Luftwiderstand für die lokale Strömungsrichtung minimiert wird.
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Wenigstens ein Teil der Kühlstäbe kann die Form zueinander paralleler, gerader Zylinder aufweisen und senkrecht zu der Ebene der Grundplatte angeordnet sein. Diese Ausführungsform ist besonders günstig, wenn die übergeordnete Strömungsrichtung des Kühlmediums im Wesentlichen parallel zur Grundplatte ist. Dann ist es besonders vorteilhaft, wenn die Kühlstäbe mit ihrer Längsausdehnung senkrecht zu dieser Strömungsrichtung liegen, so dass eine hohe Wärmeübertragung an das Kühlmedium erreicht werden kann.
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Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens ein Teil der Kühlstäbe die Form schiefer Zylinder aufweisen und/oder zueinander gewinkelt angeordnet sein. Eine solche Anordnung kann vorteilhaft sein, wenn die Strömungsrichtung des Kühlmittels nicht parallel zu der Grundplatte verläuft und/oder wenn die Kühlstäbe sich seitlich über die Fläche der Grundplatte hinaus erstrecken sollen, um eine Wärmeabgabe in einen größeren Bereich zu ermöglichen
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Die Wärmequelle kann wenigstens ein leistungselektronisches Bauteil umfassen. Insbesondere kann eine Mehrzahl solcher Bauteile in relativ dichter Anordnung mit dem Kühlkörper thermisch verbunden sein. Unter einem leistungselektronischen Bauteil soll hierbei ein Bauteil verstanden werden, bei dem ein oder mehrere Halbleiterbauelemente zur Umwandlung von elektrischer Energie im Leistungsbereich von etwa einem Watt bis zu einigen Gigawatt eingesetzt werden. Die eingesetzten elektrischen Spannungen liegen dabei typischerweise oberhalb von 5V, und die elektrischen Ströme liegen typischerweise oberhalb von 500 mA. Beispiele für solche Bauteile sind Wechselrichter, Gleichstromsteller und Leistungsschalter. Häufig darin eingesetzte Halbleiterbauelemente sind Bipolartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode (IGBTs). Die einzelnen Bauelemente können dabei auf einer Leiterplatte angeordnet sein, die wiederum an die Grundplatte des Kühlkörpers thermisch angekoppelt ist.
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Alternativ können jedoch auch andere Wärmequellen durch die Kühlvorrichtung gekühlt werden, wie zum Beispiel Computerprozessoren, Leuchtdioden, Laser oder andere Lichtquellen.
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Bei einem Betrieb der Kühlvorrichtung kann als Kühlmedium eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser, Glykol und/oder Öl verwendet werden. Beispielsweise kann auch eine Mischung verschiedener Flüssigkeiten eingesetzt werden. Bei der aktiven Anströmung der Kühlstäbe mit einem flüssigen Kühlmedium ist die Wärmeübertragung besonders effektiv, da Flüssigkeiten typischerweise hohe Wärmekapazitäten und große Wärmeübergangskoeffizienten aufweisen.
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Alternativ kann auch ein gasförmiges Kühlmedium, insbesondere Luft, verwendet werden. Der Vorteil hierbei liegt in einer einfacheren apparativen Umsetzung. So ist auch ein Schutz vor Korrosion und/oder elektrischen Überschlägen mit einer Luftkühlung leichter zu erreichen ist als bei einem Einsatz von Flüssigkeiten.
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Die Grundplatte und/oder die Kühlstäbe des Kühlkörpers können ein Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von wenigstens 15 W/(m·K), besonders vorteilhaft wenigstens 60 W/(m·K) umfassen. Besonders vorteilhafte Materialien sind Metalle wie beispielsweise Aluminium oder Kupfer. Grundplatte und die Kühlstäbe des Kühlkörpers können aus dem gleichen Material gefertigt sein. Der Kühlkörper kann in diesem Fall in einem Stück beispielsweise über ein Gussverfahren hergestellt werden. Oder er kann alternativ durch Fräsen von Ausnehmungen aus einem Ausgangskörper hergestellt werden.
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Die Kühlstäbe können auf der Grundplatte des Kühlkörpers in einem zweidimensionalen regelmäßigen Muster angeordnet sein. Besonders vorteilhaft ist hierbei ein hexagonales Muster. Es können aber auch andere regelmäßige Anordnungen, beispielsweise mit rechteckigen, quadratischen oder auch schiefwinkligen Grundformen oder auch radiale, zentrosymmetrische Anordnungen vorliegen.
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Die Kühlstäbe können einen geometrischen Füllfaktor zwischen 15% und 35%, besonders vorteilhaft zwischen 20% und 30% aufweisen. Dieser räumliche Füllfaktor ist bei einer senkrechten Anordnung der Kühlstäbe zur Grundplatte gleichzeitig der Flächenfüllfaktor in einer Schnittebene parallel zur Grundplatte. Bei einem zu hohen Füllfaktor der Kühlstäbe ist die Durchströmung mit Kühlmittel erschwert, bei einem zu niedrigen Füllfaktor ist dagegen die Wärmeübertragung weniger effizient. Es ergibt sich also abhängig von den übrigen Größenverhältnissen, dem Kühlmittel, dem Anströmungsdruck, der zu übertragenden Wärmemenge und der geometrischen Anordnung der Stäbe jeweils ein optimaler geometrischer Füllfaktor, der zu einer optimalen Wärmeübertragung führt. Der Füllfaktor bei der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung kann dabei ähnlich oder auch etwas höher gewählt werden als bei einer vergleichbaren Kühlvorrichtung mit kreiszylindrischen Kühlstäben. Durch die erfindungsgemäße Formgebung ist die Wärmeübertragung bei einem ähnlichen oder etwas höheren Füllfaktor verbessert.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen beschrieben, von denen:
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1 einen schematischen seitlichen Querschnitt einer Kühlvorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt,
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2 eine schematische Aufsicht des Kühlkörpers der in 1 dargestellten Kühlvorrichtung zeigt und
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3 eine schematische Aufsicht des Kühlkörpers einer Kühlvorrichtung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt.
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In 1 ist eine Kühlvorrichtung 1 nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung als schematischer seitlicher Querschnitt dargestellt. Gezeigt ist ein Kühlkörper 3, der eine Grundplatte 5 und eine Mehrzahl darauf angeordneter Kühlstäbe 7 umfasst. Die Grundplatte 5 hat in diesem Beispiel eine rechteckige Grundform, es sind jedoch auch andere Formen wie beispielsweise kreisförmige Grundformen möglich. Die zu entwärmende Wärmequelle 11 ist in diesem Beispiel ein Bauteil der Leistungselektronik, das auf einer Keramikplatine 9 montiert ist. Die Keramikplatine 9 ist wiederum flächig mit einer Seite der Grundplatte 5 verbunden. Somit ist eine gute thermische Ankopplung des zu entwärmenden Bauteils an den Kühlkörper 3 gegeben. Die Keramikplatine 9 kann alternativ auch mit einer Mehrzahl an einzelnen Bauelementen bestückt sein, die alle Wärme erzeugen. Auf der der Wärmequelle 11 abgewandten Seite der Grundplatte 5 sind die Kühlstäbe 7 angeordnet, die ebenfalls mit der Grundplatte 5 thermisch verbunden sind. In diesem Beispiel sind Grundplatte 5 und Kühlstäbe 3 aus demselben Material, nämlich Kupfer gefertigt. Der Kühlkörper 3 ist hier als Ganzes durch Fräsen der freien Zwischenräume aus einem gemeinsamen Ausgangswerkstück hergestellt. Die Anzahl der in 1 gezeigten Kühlstäbe 7 ist hier nur beispielhaft zu verstehen. Typischerweise kann ein Kühlkörper 3 eine wesentlich größere Anzahl an Kühlstäben 7 umfassen, beispielsweise 5 bis 500 Kühlstäbe 7.
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Die Kühlvorrichtung 1 ist ausgelegt, einen Abtransport von Wärme von der Wärmequelle 11 über den Kühlkörper 3 an ein die Kühlstäbe 7 umströmendes Kühlmedium zu bewirken. Das Kühlmedium ist im gezeigten Beispiel Wasser, was durch eine hier nicht gezeigte Pumpe als aktive Strömungsquelle durch einen Kühlmittelkanal 17 gepumpt wird, der von den Kühlstäben 7 durchsetzt ist. Der Kühlmittelkanal 17 ist weiterhin durch die Grundplatte 5 des Kühlkörpers 3 sowie durch weitere Begrenzungswände 15 begrenzt. Die Kühlstäbe 7 können dabei entweder zur gegenüberliegenden Begrenzungswand 15 reichen oder es kann, wie in 1 gezeigt, ein kleiner Zwischenraum zwischen den Kühlstäben 7 und der oberen Begrenzungswand 15 verbleiben. Das Kühlmedium, also hier das Kühlwasser, umströmt die Kühlstäbe 7 entlang der übergeordneten Strömungsrichtung 13, die durch die von der Pumpe erzeugte Druckdifferenz über dem Strömungskanal 17 vorgegeben ist. Im gezeigten Beispiel sind die Kühlstäbe 7 alle senkrecht zur Grundplatte 5 des Kühlkörpers 3 angeordnet.
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2 zeigt eine schematische Aufsicht des Kühlkörpers 3 der in 1 gezeigten Kühlvorrichtung 1. Dargestellt ist die rechteckige Grundplatte 5 des Kühlkörpers 3 sowie die darauf angeordneten Kühlstäbe 7. In diesem ersten Ausführungsbeispiel weisen alle Kühlstäbe 7 den gleichen tropfenförmigen Querschnitt auf. Sie haben die Form gerader Zylinder mit dieser einheitlichen, stromlinienförmigen Grundform und sind in einem regelmäßigen Muster mit hexagonaler Symmetrie angeordnet. Der Querschnitt der Kühlstäbe weist jeweils auf der der auftreffenden Strömung 13 zugewandten Seite eine abgerundete Form und auf der von dieser Seite abgewandten Seite eine spitz zulaufende Form auf. In diesem Beispiel weist die spitz zulaufende Seite gerade Begrenzungslinien auf. Es sind jedoch auch spitz zulaufende Formen mit gekrümmten Begrenzungslinien möglich, die sowohl konkav als auch konvex gekrümmte Bereiche aufweisen können. Durch die gezeigte einheitliche Ausrichtung der stromlinienförmigen Kühlstäbe 7 relativ zur vorherrschenden Strömungsrichtung 13 wird hier eine Verringerung des Strömungswiderstandes im Kühlmittelkanal 17 erreicht. Dadurch ist bei einem vorgegebenen Einlassdruck des Kühlwassers der Druckabfall im Kühlkanal 17 erniedrigt, und die Wärmeübertragung auf das Wasser wird bei gleichem angelegtem Druck verbessert.
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Die Länge 19 der Querschnittsform der Kühlstäbe 7 ist im gezeigten Beispiel etwa das 1,5fache der Breite 21. Es sind auch noch länglichere stromlinienförmige Querschnittsprofile denkbar, bei denen dieses Verhältnis noch größer ist und die ebenfalls einen niedrigen Strömungswiderstand bewirken können. Für die gezeigte geometrische Anordnung mit einem geometrischen Füllfaktor von 24% wurde in Simulationen eine Verringerung des Druckverlusts über den Kühlkanal von 14% berechnet.
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Die Größe der Grundfläche des Kühlkörpers 3 kann vorteilhaft im Bereich zwischen 10 und 500 cm2 liegen. Die Höhe der Kühlstäbe 7 kann vorteilhaft zwischen 5 und 15 mm liegen, bei einer vorteilhaften Dicke der Grundplatte 5 zwischen 1 und 5 mm. Die seitlichen Abmessungen der Kühlstäbe 7 in der Ebene parallel zur Grundplatte 5 können vorteilhaft zwischen 0,5 mm und 15 mm liegen.
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3 zeigt eine schematische Aufsicht eines entsprechenden Kühlkörpers 3 nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel werden die Kühlstäbe 7 des Kühlkörpers 3 von Luft als Kühlmedium umströmt. Dabei ist in einem inneren Bereich 23 des Kühlkörpers 3 durch eine dort angeordnete Luftzufuhr ein erhöhter Luftdruck vorhanden. Es entsteht eine von diesem inneren Bereich 23 radial nach außen gerichtete Luftströmung. Dementsprechend sind die Kühlstäbe 7 in diesem Beispiel so ausgerichtet, dass ihre abgerundete Seite dem inneren Bereich 23 zugewandt ist, so dass die von dort entlang der jeweiligen lokalen Strömungsrichtung 14 weg strömende Luft an dieser Anordnung einen verminderten Strömungswiderstand erfährt. Auch in diesem Beispiel führt die stromlinienförmige Ausgestaltung des Querschnitts der Kühlstäbe 7 zu einer verbesserten Strömung des Kühlmittels durch den Kühlkörper 1 und somit insgesamt zu einer besseren Wärmeübertragung.
