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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Wärmeableitungssystem für eine Computervorrichtung.
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Verschiedene Komponenten einer Computervorrichtung erzeugen während Vorgängen Wärmeenergie. Eine Beschädigung und/oder eine verringerte Betriebslebensdauer der gesamten Computervorrichtung und/oder der Komponenten selbst tritt ein, wenn die Wärmeenergie nicht angemessen abgeleitet wird. Jedoch schränken räumliche Einschränkungen in der Computervorrichtung, besonders einer tragbaren Computervorrichtung, den Umfang und die Art von Wärmeableitungssystemen, die bei einer Computervorrichtung implementiert werden können, ein.
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Die
US 5,339,214 A , die
US 6,038,128 A und die
US 6,125,035 A beschreiben jeweils Anordnungen zum Abführen von Wärme aus dem Inneren eines Computers an einen Wärmetauscher, der eine Mehrzahl von parallel angeordneten, planaren Rippen aufweist. Die
US 5,625,229 A beschreibt eine Wärmesenke mit einer Mehrzahl von Rippen, die entsprechend einer ersten Ausführung parallele, planare Rippen umfassen. Gemäß einer zweiten Ausführung sind nichtplanare Rippen vorgesehen, beispielsweise wird durch Anordnen von Nuten in den Seitenwänden der Rippen, durch eine zick-zack-artige Ausgestaltung der Rippen oder durch zueinander versetzte Abschnitte.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Vorrichtung zum Abführen von Wärme aus einem Innenbereich einer Computervorrichtung zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Computervorrichtung-Wärmeableitungssystem gemäß Anspruch 1 gelöst.
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1 ist eine perspektivische Ansicht eines Innenbereichs einer Computervorrichtung, bei der ein beispielhaftes Wärmeableitungssystem eingesetzt wird;
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2 ist eine perspektivische Ansicht eines Wärmetauschers des Wärmeableitungssystems in 1;
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3 ist eine Draufsicht auf das in 2 veranschaulichte Wärmeableitungssystem;
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4A zeigt eine Draufsicht eines Wärmeableitungssystems für eine Computervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
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4B zeigt eine Draufsicht eines beispielhaften Wärmeableitungssystems für eine Computervorrichtung.
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1 ist eine perspektivische Ansicht eines Innenbereichs einer Computervorrichtung 10, bei der ein beispielhaftes Wärmeableitungssystems 12 vorteilhaft eingesetzt wird. Die Computervorrichtung 10 umfasst eine Notebook- oder Laptop-Computervorrichtung 14, die ein Anzeigebauglied 16 aufweist, das drehbar mit einem Basisbauglied 18 gekoppelt ist. Jedoch sollte man sich darüber im Klaren sein, dass die Computervorrichtung 10 eine beliebige Art von Vorrichtung umfassen kann, beispielsweise, jedoch nicht beschränkt auf, einen Desktop-Computer, einen Tablett-Personal-Computer, einen umrüstbaren tragbaren Computer, einen persönlichen digitalen Assistenten, eine Spielvorrichtung oder eine beliebige andere Art von tragbarer oder nicht-tragbarer Computervorrichtung. Bei dem gezeigten Beispiel umfasst das Basisbauglied 18 ein Gehäuse 20, das eine Arbeitsoberfläche 22, eine untere Wand 24, eine vordere Wand 26, eine Rückwand 28 und ein Paar von Seitenwänden 30 und 32 aufweist.
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Bei dem gezeigten Beispiel ist das Wärmeableitungssystem 12 in dem Gehäuse 20 des Basisbauglieds 18 angeordnet und dahin gehend konfiguriert, Wärmeenergie, die durch eine oder mehrere Computer-Betriebskomponenten (z. B. Betriebskomponente 34), die in dem Basisbauglied 18 angeordnet ist bzw. sind, erzeugt wird, aus dem Gehäuse 20 abzuleiten und/oder auf andere Weise zu beseitigen. Jedoch sollte man sich darüber im Klaren sein, dass sich das Wärmeableitungssystem 12 auf andere Weise in der Vorrichtung 10 (z. B. in einem Gehäuse 36 des Anzeigebauglieds 16) befinden kann und/oder dazu verwendet werden kann, Wärmeenergie, die von anderswo in der Vorrichtung 10 (z. B. von in dem Anzeigebauglied 16 angeordneten Betriebskomponenten) erzeugt wird, abzuleiten. Die Computer-Betriebskomponente 34 kann eine Vielzahl verschiedener Arten von Betriebskomponenten der Computervorrichtung 10 umfassen, die Wärmebelastungen erzeugen können (z. B. einen Prozessor, einen Graphikchip, eine Batterie, ein Plattenlaufwerk, ein optisches Laufwerk oder eine beliebige sonstige Vorrichtung, die beim Betrieb der Computervorrichtung 10 verwendet wird).
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Bei dem gezeigten Beispiel umfasst das Wärmeableitungssystem 12 ein Gebläse 38, einen Wärmetauscher 46 und ein Wärmetransportelement 42, das die Computer-Betriebskomponente 34 thermisch mit dem Wärmetauscher 46 koppelt. Bei dem gezeigten Beispiel ist das Gebläse 38 dahin gehend konfiguriert, zu ermöglichen, dass ein Luftstrom durch den Wärmetauscher 46 (z. B. über die Oberflächen von Rippen 48 des Wärmetauschers 46 hinweg) strömt. Das Wärmetransportelement 42 kann eine beliebige Art von thermisch leitfähigem Element umfassen, das in der Lage ist, Wärme von der Betriebskomponente 34 zu dem Wärmetauscher 46 zu übertragen. Bei dem gezeigten Beispiel umfasst das Wärmetransportelement 42 ein Wärmerohr 44, das vorzugsweise mit einer verdampfbaren Flüssigkeit gefüllt ist, um die Wärmeübertragungsleistung zu erhöhen. Bei dem gezeigten Beispiel ist der Wärmetauscher 46 mit einem Gehäuseauslass 50 ausgerichtet und/oder auf andere Weise in der Nähe eines Gehäuseauslasses 50 positioniert, um einen Luftstrom über und/oder durch den Wärmetauscher 46 und einen Austritt desselben durch den Gehäuseauslass 50 zu ermöglichen.
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Bei dem gezeigten Beispiel umfasst der Wärmetauscher 46 eine Mehrzahl von nichtplanaren Rippen 48, die dem durch das Gebläse 38 erzeugten Luftstrom auf eine Weise ausgesetzt sind, die Wärmeenergie, die von dem Wärmerohr 44 an den Rippen 48 empfangen wird, ableitet. Allgemein vergrößert das Wärmeableitungssystem 12 den Oberflächenbereich, in dem der Luftstrom Rippen 48 berührt, was zu einer höheren Wärmeübertragungsrate und/oder zu erhöhter Konvektion (z. B. Ableitung von Wärmeenergie) weg von der Computervorrichtung 10 führt. Beispiele von Rippen 48 umfassen eine nichtplanare Konfiguration 100, und bei dem gezeigten Beispiel ist die nichtplanare Konfiguration 100 eine Sinuswellenkonfiguration 102. Jedoch ist zu beachten, dass die nichtplanare Konfiguration 100 eine beliebige Struktur und/oder Form sein kann (z. B. eine Sägezahnkonfiguration, eine Rechteckwellenkonfiguration, eine kreisförmige Konfiguration, eine lineare Konfiguration, eine beliebige Kombination derselben usw.). Überdies ist zu beachten, dass die nichtplanare Konfiguration 100 mit Abschnitten jeder Rippe 100, die verschiedene Konfigurationsstrukturen 100 aufweisen, uneinheitlich sein kann (z. B. kann ein Abschnitt jeder Rippe 100 einen linearen und/oder Planaren Abschnitt umfassen usw.). Ferner sind bei dem gezeigten Beispiel Rippen 48 allgemein in der Richtung 66 angeordnet und/oder orientiert und ermöglichen dadurch, dass der Luftstrom 58 der Konfiguration der Rippen 48 in der Richtung 66 folgt. Gemäß anderen Beispielen können Rippen 48 jedoch in einem beliebigen Winkel relativ zu dem Luftstrom 58 (z. B. Richtung 68, beliebiger Winkel zwischen Richtung 66 und Richtung 68 usw.) orientiert sein. Somit wird bei manchen Beispielen Kühlluft durch das Gebläse 38 in das Gehäuse 20 gesogen (z. B. durch zumindest einen Gehäuseeinlass), und diese Kühlluft erzwingt einen Luftstrom über den Wärmetauscher 46 hinweg, wodurch sie Wärmeenergie, die durch das Wärmerohr 44 von der Betriebskomponente 34 an den Wärmetauscher 46 übertragen wird, ableitet.
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2 ist eine perspektivische Ansicht des Wärmetauschers 46 des Wärmeableitungssystems 12 in 1. Bei dem gezeigten Beispiel umfasst der Wärmetauscher 46 eine Mehrzahl von sinuswellenkonfigurierten Rippen 48. Jedoch sollte man sich bei anderen Beispielen im Klaren sein, dass der Wärmetauscher 46 Rippen 48 umfassen kann, die verschiedene nichtplanare Konfigurationen 100 aufweisen und/oder mit einer anderen nichtplanaren Konfiguration gemischt sind. Bei dem gezeigten Beispiel umfassen Rippen 48 eine im Wesentlichen einheitliche, gleichmäßig verteilte Sinuswellenkonfiguration 102. Bei dem gezeigten Beispiel umfasst jede Rippe 48 zumindest eine Apertur 70, die sich durch zumindest einen Abschnitt derselben erstreckt und im Wesentlichen entlang einer Länge L1 für jede Rippe 48 ausgerichtet ist. Öffnung(en) 70 sind dahin gehend konfiguriert, ein Rauschen, das mit einem Luftstrom 58 zusammenhängt, der über und/oder neben Rippen 48 strömt, zu verringern bzw. abzuschwächen. Bei dem gezeigten Beispiel umfasst jede Halbwellenlänge einer Wellenlänge WL1 jeder Rippe 48 eine Apertur 70, die allgemein in der Mitte oder medialen Position einer Höhe H1 jeder Rippe 48 angeordnet ist. Bei alternativen Beispielen können Apertur(en) 70 in jeder Halbwellenlänge der Wellenlänge WL1 angeordnet sein, und Apertur(en) 70 können in einer anderen Position auf unterschiedlicher Höhe relativ zu der Höhe H1 angeordnet sein (z. B. ein oberer Abschnitt 74, ein unterer Abschnitt 76, ein Seitenabschnitt 80 usw.). Jedoch ist zu beachten, dass Apertur(en) 70 nicht auf eine bestimmte Größe und/oder Form beschränkt ist bzw. sind und eine Vielzahl alternativer Größen und/oder Formen umfassen kann, die ein Rauschen, das damit zusammenhängt, dass der Luftstrom 58 über und/oder neben Rippen 48 strömt, abschwächen. Ferner kann die Position und/oder Stelle der Apertur(en) 70 andernfalls auf einer bestimmten Rippe 48 variiert werden (näher bei dem oberen und/oder unteren Ende der Rippe 48), und/oder sie kann auf einer oder mehreren Rippen entlang der Richtung des Luftstroms 58 variiert werden (z. B. nahe bei dem unteren Ende der Rippe 48 in der Nähe des Gebläses 38, und sie wird allmählich auf der Rippe 48 direktional nach oben bewegt, während die Rippe 48 eine Abzugsöffnung (z. B. Auslass 50) erreicht.
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3 ist eine Draufsicht auf das in 2 veranschaulichte Wärmeableitungssystem 12. Bei dem gezeigten Beispiel umfasst das Wärmeableitungssystem 12 ein Gebläse 38, das einen Luftstrom 58 durch eine Mehrzahl von Rippen 48 des Wärmetauschers 46 schiebt, die eine Sinuswellenkonfiguration 102 aufweisen. Bei dem gezeigten Beispiel sind Rippen 48 dahin gehend konfiguriert, einen vergrößerten Oberflächenbereich bereitzustellen, den der Luftstrom 58 berühren kann. Somit folgt der Luftstrom 58 im Betrieb der Sinuswellenkonfiguration 102 der Rippen 48, während der Luftstrom 58 von der vorderen Oberfläche 90 zu der Rückoberfläche 92 mit Rippen 48 wandert (z. B. wandert der Luftstrom 58 bei der Sinuswellenkonfiguration 102 zwischen Rippen 48 und wandert allgemein in der Richtung 66, wenn er durch die Aperturen 70 für jede Rippe 48 wandert (2).
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4A zeigt eine Draufsicht eines Wärmeableitungssystems für eine Computervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und 4B zeigt eine Draufsicht eines beispielhaften Wärmeableitungssystems für eine Computervorrichtung. In den 4A und 4B umfasst das Wärmeableitungssystem 12 ein Gebläse 38 und einen Wärmetauscher 46. Bei dem in 4A gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung weisen die Rippen 48 des Wärmetauschers 46 eine Sägezahnwellenkonfiguration 104 auf, die sich mit Rippen 48, die eine lineare und/oder planare Konfiguration 106 aufweisen, abwechseln. Bei manchen Ausführungsbeispielen ist bzw. sind in Rippen 48, die die Sägezahnwellenkonfiguration 104 aufweisen, Öffnung(en) 70 angeordnet (wie z. B. in 2 veranschaulicht ist); jedoch sollte man sich darüber im Klaren sein, dass bei Rippen 48, die die Sägezahnwellenkonfiguration 104 aufweisen, eventuell keine Öffnung(en) 70 vorhanden ist bzw. sind. Ferner ist bzw. sind bei Rippen 48, die die lineare Konfiguration 106 aufweisen, eventuell keine Öffnungen) 70 vorhanden. Im Betrieb folgt der Luftstrom 58 allgemein der Konfiguration des Bereichs und/oder Zwischenraums zwischen jeder Rippe 48, Es ist jedoch zu beachten, dass Rippen 48 eine größere oder geringere Anzahl und/oder verschieden konfigurierte Rippen 48 umfassen können.
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Bei 4B wechseln sich Rippen 48, die eine Sinuswellenkonfiguration 102 aufweisen, mit Rippen 48, die eine Rechteckwellenkonfiguration 108 aufweisen, ab. Im Betrieb folgt der Luftstrom 58 allgemein der Konfiguration des Bereichs und/oder Zwischenraums zwischen jeder Rippe 48. Es ist jedoch zu beachten, dass Rippen 48 eine größere oder geringere Anzahl und/oder verschieden konfigurierte Rippen 48 umfassen können. Bei 4B können Rippen 48, die eine Sinuswellenkonfiguration 102 aufweisen, und/oder Rippen 48, die eine Rechteckwellenkonfiguration 108 aufweisen, (eine) Öffnung(en) 70 umfassen; jedoch sollte man sich darüber im Klaren sein, dass entweder bei den Rippen 48, die die Sinuswellenkonfiguration 102 aufweisen, oder bei den Rippen 48, die die Rechteckwellenkonfiguration 108 aufweisen, oder bei beiden, eventuell keine Apertur(en) 70 vorhanden ist bzw. sind.
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Das Wärmeableitungssystem 12 kann hergestellt werden, indem ein Wärmetauscher 46 bereitgestellt wird, der eine Mehrzahl von Rippen 48 aufweist, die zumindest eine Rippe 48 aufweisen, die zumindest eine Apertur 70 umfasst, und wobei die Mehrzahl von Rippen mit einem Wärmerohr gekoppelt sind. Das Wärmeableitungssystem kann auch hergestellt werden, indem zumindest eine Rippe bereitgestellt wird, die eine nichtplanare Konfiguration aufweist. Das Wärmeableitungssystem kann hergestellt werden, indem zumindest eine Rippe bereitgestellt wird, die eine lineare Konfiguration aufweist. Das Wärmeableitungssystem kann auch hergestellt werden, indem zumindest eine Rippe bereitgestellt wird, die einen linearen Abschnitt aufweist. Das Wärmeableitungssystem kann auch hergestellt werden, indem die Mehrzahl von Rippen bereitgestellt werden, die zumindest zwei verschiedene nichtplanare Konfigurationen aufweisen. Das Wärmeableitungssystem kann auch zumindest eine Apertur umfassen, die dahin gehend konfiguriert ist, Luftströmungsrauschen abzuschwächen. Das Wärmeableitungssystem kann auch zumindest eine Apertur umfassen, die dahin gehend konfiguriert ist, zu ermöglichen, dass der Luftstrom in einem im Wesentlichen parallelen Strom durch die zumindest eine der Mehrzahl von Rippen wandert. Das Wärmeableitungssystem kann auch hergestellt werden, indem ein Wärmetauscher bereitgestellt wird, der zumindest eine Rippe aufweist, die zumindest entweder eine Sinuswellenkonfiguration, eine Sägezahnwellenkonfiguration und/oder eine Rechteckwellenkonfiguration aufweist.
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Die gezeigten Ausführungsbeispiele liefern ein Wärmeableitungssystem 112, das dahin gehend konfiguriert ist, Wärmenotfall aus der Rechenvorrichtung 10 abzuleiten. Ausführungsbeispiele des Wärmeableitungssystems 112 dehnen den Oberflächenbereich, in dem der Luftstrom 58 Rippen 48 des Wärmetauschers 46 berührt, aus, was zu einer höheren Wärmeübertragungsrate weg von der Computervorrichtung 10 bei gleichzeitiger Beibehaltung der Gesamtgröße des Wärmetauschers 46 führt. Ferner ermöglicht eine Apertur 70 des Wärmetauschers 70 auch ein Rauschabschwächungsmerkmal, wodurch das Gesamtrauschen, das in dem System durch die verschiedenen Strukturkonfigurationen 100 der Rippen 48 erzeugt wird, verringert wird.
