DE19856955A1

DE19856955A1 - Gehäuse für einen Kühlkörper

Info

Publication number: DE19856955A1
Application number: DE1998156955
Authority: DE
Inventors: Ameur Raouf Ben
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-12-10
Filing date: 1998-12-10
Publication date: 2000-06-15

Abstract

Eine Kühleinrichtung, insbesondere für integrierte Schaltkreise, bestehend aus einem Kühlkörper integriert in ein Gehäuse und einem Lüfter erzeugt eine raschere und effizientere Abkühlung als eine Kühleinrichtung ohne Gehäuse. Wo eine rasche, effiziente und schnelle Abkühlung bei einem integrierten Schaltkreis verlangt wird und wo eine Verkleinerung einer Leiterplatte und Produkte, wie ein tragbarer Rechner (Laptop) gesucht werden, findet das Gehäuse Anwendung.

Description

Das Gehäuse für einen Kühlkörper bietet die Möglichkeit mit Hilfe eines Lüfters die erzeugte Wärme eines integrierten Schaltkreises rascher und schneller herauszunehmen und nach außen abzuführen.

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für einen Kühlkörper, der mit Hilfe der Luftkreislaufströmungen die vorhandene Wärme aus dem inneren Raum des Kühlkörpers rasch und schnell nach außen abführt und sofort Frischluft zuführt.

Die Erfindung beschreibt ein Gehäuse, das die Möglichkeit bietet, die entstehende Wärme eines Kühlkörpers effizienter als herkömmliche Kühlkörper abzuführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gehäuse für einen Kühlkörper zu schaffen, bei welchem eine weitere Erhöhung des Kühlvorgangs erreicht wird.

Die Erfindung stellt die Peripherie eines Gehäuses und die Zusammenhänge zwischen einem Kühlkörper und einem Gehäuse dar. Der Höhenunterschied zwischen dem Kühlkörper und dem Gehäuse bewirkt eine höhere Kaminwirkung und damit eine raschere Abkühlung des Kühlkörpers und eine effektivere Wärmeabfuhr des integrierten Schaltkreises.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist das Gehäuse für einen Kühlkörper der eingangs genannten Art die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmale auf.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen des Gehäuses für einen Kühlkörper beschrieben.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß durch eine effizientere und schnellere Abkühlung eines integrierten Schaltkreises eine leistungsfähige und störungsfreie Betriebsumgebung erreicht wird.

Stand der Technik

Um einen integrierten Schaltkreis rasch zu kühlen, wurde ein umfangreiches Kühlmittel (flüssig, fest und gasförmig) realisiert und angewendet. Die meisten Kühlkörper verweisen auf eine quadratische Form mit sehr vielen Abzweigen und Säulen (siehe Datenblätter der Firma Fischer- Elektronik). Durch diese Abzweige und Säulen wird die Wärme vom Baustein genommen und durch die Luftströmung abgekühlt. Zu jedem Baustein gibt es einen spezifischen Kühlkörper. Die Wärmeabfuhr ist abhängig von der Entfernung und der Lage des Kühlkörpers zu dem am Gehäuse eines PCs eingebauten Lüfters. Manche integrierten Schaltkreise werden mit einem Kühlkörper und einen Lüfter abgekühlt. Die Luftströmungen und die Effektivität eines Lüfters sind von der Säulenhöhe des Kühlkörpers und dem Anstand des Lüfters zu der integrierten Schaltung abhängig.

Die Luftströmungen und die Effektivität eines Lüfters bei einem Kühlkörper integriert in ein Gehäuse sind unabhängig von der Säulenhöhe eines Kühlkörpers. Die Leistung eines Lüfters, warme Luft aus dem Kühlkörper herauszunehmen und frische Luft hineinzuführen, ist effektiver und effizienter mit einem Kühlkörper, der in ein Gehäuse integriert ist.

Nachteile

- Die Kühlkörper sind vom Volumen her und durch viele Abzweige sehr groß.
- Großer Platzbedarf bedingt durch die Größe des Kühlkörpers.
- Größere Leiterplattenfläche bedingt durch die Größe der Kühlkörper.
- Leistungsfähiger Lüfter, daher größerer Energiebedarf verbunden mit einem niedrigeren Wirkungsgrad des Abkühlungsprozesses.

Gezeigt wird:

Fig. 1: Vorderansicht eines Gehäuses

Fig. 2: Draufsicht eines Gehäuses

Fig. 3: Perspektivische Darstellung einer Kühleinrichtung bestehend aus Lüfter, Gehäuse und Kühlkörper montiert auf einen integrierten Schaltkreis

Fig. 4: Luftströmungen bei einer Kühleinrichtung.

Das Prinzip eines Gehäuses

Das Gehäuse gemäß Fig. 1, Pos. 1 hat die Form eines Würfels bestehend aus vier gleichen Seitenwänden gemäß Fig. 2, Pos. 3. Die vier Seitenwände stehen in einem 90°-Winkel zueinander gemäß Fig. 2, Pos. 3 und 4. Zwischen den vier Seitenwänden ist ein durchgehender und quadratischer Hohlraum gemäß Fig. 2, Pos. 7. Der Hohlraum gemäß Fig. 2, Pos. 7 verläuft in die vertikale Ebene des Gehäuses und entlang der vier Seitenwände gemäß Fig. 2, Pos. 3 und 4. Auf einer Ebene des Gehäuses befindet sich eine Oberwand gemäß Fig. 2, Pos. 8.

Die Oberwand des Gehäuses ist mit einem rechteckigen Durchbruch gemäß Fig. 1, Pos. 2 versehen. Der rechteckige Durchbruch ist an den Ecken abgefast gemäß Fig. 2, Pos. 5. Jede Fase gemäß Fig. 2, Pos. 5 verbindet zwei Seitenwände gemäß Fig. 2, Pos. 3 und 4. Jede Fase ist mit einer Aufnahmebohrung gemäß Fig. 2, Pos. 6 versehen.

Die Aufnahmebohrung dient zur Befestigung eines Lüfters gemäß Fig. 3, Pos. 9.

Modulares Aufbaukonzept einer Kühleinrichtung

Die Kühleinrichtung besteht aus einem Lüfter gemäß Fig. 3, Pos. 9, einem Gehäuse gemäß Fig. 3, Pos. 10 und einem Kühlkörper gemäß Fig. 3, Pos. 12. Das Gehäuse gemäß Fig. 3, Pos. 10 wird auf einen Kühlkörper gemäß Fig. 3, Pos. 12 plaziert. Das Gehäuse gemäß Fig. 3, Pos. 10 wird mit einer anhaftende Wärmeleitfolie gemäß Fig. 3, Pos. 11 auf den Kühlkörper gemäß Fig. 3, Pos. 12 angebracht.

Die Kühleinrichtung ist auf die Wärmeleitfolie gemäß Fig. 3 Pos. 27 eines integrierten Schaltkreises gemäß Fig. 3, Pos. 15 fest montiert. Die Säulenhöhe des Kühlkörpers gemäß Fig. 3, Pos. 15 und 14 ist höher als die Seitenwände des Gehäuses gemäß Fig. 3, Pos. 10. Wenn der Kühlkörper gemäß Fig. 4, Pos. 20 in ein Gehäuse gemäß Fig. 4, Pos. 24 und 25 plaziert wird, entsteht ein Höhenunterschied zwischen dem Gehäuse gemäß Fig. 4, Pos. 24 und 25 und dem Kühlkörper gemäß Fig. 4, Pos. 20. Durch den Höhenunterschied entsteht im Umfang des Kühlkörpers gemäß Fig. 4, Pos. 20 ein nicht bedeckter Säulenbereich gemäß Fig. 4, Pos. 21. Dadurch entsteht im unteren Bereich der Kühlrichtung und zwischen den Säulen ein Luftschacht. Der Zwischenabstand und die Höhe der Kühlkörpersäulen gemäß Fig. 3, Pos. 13 und 14 bestimmen die Luftmenge und die Luftströmung zwischen den Säulen. Die Luftströmungen gemäß Fig. 4, Pos. 16, 17, 18 und 19 verlaufen von der Grundfläche des Kühlkörpers gemäß Fig. 4, Pos. 20 und entlang der Säulen gemäß Fig. 4, Pos. 21 zum Lüfter gemäß Fig. 4, Pos. 22.

Dabei strömt die kalte Luft gemäß Fig. 4, Pos. 16, 17, 18 und 19 zwischen die Säulen gemäß Fig. 4, Pos. 21 des Kühlkörpers gemäß Fig. 4, Pos. 20 und kühlt den integrierten Schaltkreis gemäß Fig. 4, Pos. 23 von der Oberfläche heraus.

Bedingt durch den inneren Hohlraum des Gehäuses und den Seitenwänden gemäß Fig. 4, Pos. 24 und 25 des Gehäuses gemäß Fig. 4, Pos. 25 und den Spaltöffnungen zwischen Gehäuse und Kühlkörper entstehen kleinere Öffnungen in unteren Kühlkörperbereich, kalte Luft strömt gemäß Fig. 4, Pos. 16 und 19 durch die Kühlkörpersäulen und transportiert die Wärme schneller als ein Kühlkörper ohne Gehäuse. Der Lüfter gemäß Fig. 4, Pos. 22 saugt die entstehende warme Luft gemäß Fig. 4, Pos. 26 und 27 aus dem Innenraum des Gehäuses gemäß Fig. 4, Pos. 25 und 25 und erzeugt dadurch eine Kaminwirkung und durchgehende und gezielte Luftströmungen.

Die unteren Öffnungen gemäß Fig. 4, Pos. 16 und 19 bewirken effizientere und raschere Luftströmungen an der Basis des integrierten Schaltkreises gemäß Fig. 4, Pos. 23.

Vorteile eines Kühlkörpers integriert in einem Gehäuse

- Die Seitenwände des Gehäuses bewirken eine schnelle und reibungslose Abkühlung des integrierten Schaltkreises.
- Der Höhenunterschied zwischen dem Kühlkörper und dem Gehäuse bewirkt eine höhere Kaminwirkung und damit eine raschere Abkühlung des Kühlkörpers und eine effektivere Abkühlung des integrierten Schaltkreises.
- Der Wirkungsgrad des Kühlungsprozesses, verstärkt durch einen kaminwirkenden Effekt hervorgerufen durch die unterschiedlichen Gehäuse- und die Kühlkörperhöhe und die Öffnungen im unteren Bereich der Kühlkörper, ist hoch.
- Durch die Luftzufuhr ausgelöst durch die vier Seitenwände des Gehäuses und dem Spalt zwischen dem Gehäuse und dem Kühlkörper strömt die kühlere Luft dort, wo die meiste Wärme produziert wird.
- Durch den Kühlkörper und insbesondere durch die Anwendung eines Gehäuses aus NE-Metall ist die Aufnahmefläche der erzeugten Wärme größer.
- Kleinere Leiterplattenhöhe bei der Anwendung eines Kühlkörpers integriert in einem Gehäuse und einem Lüfter.
- Maschinell bestückbare Gehäuse.

Verwendung eines Gehäuses

Wo eine rasche, effiziente und schnelle Abkühlung eines integrierten Schaltkreises verlangt wird und wo eine Miniaturisierung einer Leiterplatte und Produkte, wie ein tragbarer Rechner(Laptop) gesucht wird, findet das Gehäuse Verwendung.

Die Seitenwände eines Gehäuses für einen Kühlkörper können, je nach Kühlkörper in jeder beliebigen Form z. B. rund (Zylinderform) oder quadratisch hergestellt werden.

Claims

1. Kühleinrichtung für integrierte Schaltkreise

- mit einem Kühlkörper, der zur Abgabe der Wärme an ein durchströmendes Medium mit Hohlräumen versehen ist, die Öffnungen an der Seitenränden mit Öffnungen an der Oberseite verbinden,
- mit einem Gehäuse, bei welchem die Öffnungen an den Seitenwänden zumindest im oberen Bereich abdeckbar sind, um eine Zwangsbelüftung zu erzeugen.