DE202004001331U1 - Verbessertes Kühlelement - Google Patents

Abstract

Eine Kühlvorrichtung bestehend aus einem Tangentiallüfter mit einer Anzahl Lüfterblätter, die in einem Gehäuse rotieren, einem Luftkollektor, der die von den Lüfterblättern kommende Luft sammelt und einem Luftauslaß, über den die Luft aus dem Luftkollektor austritt;
bei der eine Kühlkörperbasis unter dem Tangentiallüfter angeordnet ist;
bei der eine Anzahl Wärmetauscherelemente von der Kühlkörperbasis ausgeht und in . Richtung des Tangentiallüfters zeigt;
so daß Luft, die von dem Tangentiallüfter angesaugt wird in dem Luftkollektor gesammelt und durch den Luftauslaß über die Wärmetauscherelemente auf die Kühlkörperbasis geblasen wird und so die Wärme abführt.

Description

• HINTERGRUND DER ERFINDUNG
• Die fortschreitende Miniaturisierung elektronischer Geräte bei gleichzeitiger Erhöhung der Leistung stellt immer schwerer zu erfüllende Anforderungen an die Abfuhr der beim Betrieb entstehenden Wärme.
• BESCHREIBUNG DES DERZEITIGEN STANDES DER TECHNIK
• Beim Einsatz von normalen Lüftern wird nur ein schwacher Luftstrom (H) über einer großen Fläche erzeugt und außerdem bilden sich tote Winkel. 2 zeigt z.B. einen Lüfter (D), bei dem die Flügel (A) die Luft direkt auf einen Kühlkörper (D) blasen. Direkt unter dem Propellerzentrum ist die Luftströmung, falls überhaupt vorhanden, nur schwach und es bildet sich ein toter Winkel (E).
• Da häufig die größte Hitzeentwicklung im Zentrum der Wärmequelle (B) erfolgt, ist leicht einzusehen, daß mit dieser Anordnung keine optimale Kühlung möglich ist. Da die Wärmeabgabe eines Kühlkörpers mit der Fläche steigt, müßte der Kühleffekt theoretisch mit steigender Anzahl der Kühlrippen bzw. -finger ebenfalls steigen. Unglücklicherweise steigt mit höherer Dichte der Kühlrippen bzw. Kühlfinger der Strömungswiderstand für die Kühlluft ebenfalls an, was die vorbeistreichende Luftmenge und damit die Wärmeabgabe verringert.
• 2-1 zeigt den Verlauf der Luftströmung beim Einsatz eines Tangentiallüfters (D 1). Die Luftmenge ist hier zwar größer, aber die Richtung der Luftströmung (H1) ist nicht bestimmbar und nicht stabil, so daß es leicht zu turbulenter oder überkritischer Strömung kommt, dabei entstehen dann tote Punkte (E2). Auch hier ist also der Kühleffekt prinzipiell begrenzt.
• Eine weitere Möglichkeit ist der Einsatz von Wasserkühlung, was jedoch wegen der leicht auftretenden Feuchtigkeit bei elektronischen Geräten weniger empfehlenswert ist.
• KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• 1 Perspektivische Darstellung einer herkömmlichen Kühleinrichtung 2 Strömungsverlauf bei einer herkömmlichen Kühleinrichtung
• 2-1 Strömungsverlauf bei einer herkömmlichen Kühleinrichtung bei Einsatz eines Tangentialgebläses
• 3 Perspektivische Explosionszeichnung der vorliegenden Erfindung
• 3–1 Andere Ausführung der vorliegenden Erfindung
• 4 Perspektivische Darstellung der vorliegenden Erfindung
• 5 Seitenansicht des Gebläses der vorliegenden Erfindung
• 5–1 Perspektivische Ansicht des Gebläses der vorliegenden Erfindung
• 6 Ausführung der vorliegenden Erfindung mit konkaver Kühlkörperbasis
• 6–1 Ausführung der vorliegenden Erfindung mit konvexer Kühlkörperbasis
• 7 Strömungsverlauf bei der Ausführung nach 6
• 7–1 Strömungsverlauf bei der Ausführung nach 6–1
• DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNG
• 3 und 4 zeigen ein Tangentialgebläse (2) mit einer Anzahl Lüfterblättern (21), einem Gehäuse (22) einem Luftkollektor (25) und einem Luftauslaß (24) in der Mitte des Luftkollektors (25). Unterhalb des Tangentiallüfters (2) befindet sich eine Kühlkörperbasis (3). Ihre Oberfläche (321, konkav bzw. 322, konvex) ist gekrümmt und eine Anzahl Kühlfinger (34), die in Richtung des Tangentiallüfters (2) zeigen, gehen aus ihr hervor. Wie 6 und 6-1 zeigen ist die Hüllfläche der Fingerspitzen in beiden Fällen konkav. An den vier Ecken der Kühlkörperbasis (3) befindet sich jeweils ein Bolzen (31). Auf diesen Bolzen (31) wird der Tangentiallüfter (2) mit Schrauben, die durch die Schraubenlöcher (23) gehen, befestigt.
• 7 (für konkave Kühlkörperbasis (3)) bzw. 7-1 (für konvexe Kühlkörperbasis (3)) zeigen den Strömungsverlauf während des Betriebs. Der Tangentiallüfter (2) saugt den Luftstrom (H3) an und bläst ihn über den Luftkollektor (25) und den Luftauslaß (24) über die Kühlfinger in Richtung Kühlkörperbasis. Ein Teil des Luftstroms bläst dabei direkt über die Spitzen der Kühlfinger, so daß auch diese zur Wärmeabfuhr beitragen, während der größere Teil in Richtung des Zentrums der Kühlkörperbasis (3) bläst. Durch die Konzentration der einströmenden Luft über den Luftkollektor (25) und den Luftauslaß (24), sowie die stetig geformten Oberflächen (321, 322) wird die Neigung zur Turbulenzbildung und damit zu toten Winkeln verringert. Dies verbessert die Wärmeabgabe an die strömende Luft und damit den Effekt der Kühlvorrichtung deutlich. Es können bei gleicher Kühlkörpergröße deutlich mehr Kühlfinger installiert werden, was den Kühleffekt weiter erhöht.

Claims (5)

1. Eine Kühlvorrichtung bestehend aus einem Tangentiallüfter mit einer Anzahl Lüfterblätter, die in einem Gehäuse rotieren, einem Luftkollektor, der die von den Lüfterblättern kommende Luft sammelt und einem Luftauslaß, über den die Luft aus dem Luftkollektor austritt; bei der eine Kühlkörperbasis unter dem Tangentiallüfter angeordnet ist; bei der eine Anzahl Wärmetauscherelemente von der Kühlkörperbasis ausgeht und in . Richtung des Tangentiallüfters zeigt; so daß Luft, die von dem Tangentiallüfter angesaugt wird in dem Luftkollektor gesammelt und durch den Luftauslaß über die Wärmetauscherelemente auf die Kühlkörperbasis geblasen wird und so die Wärme abführt.
2. Die Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Kühlkörperbasis eine konkave Oberfläche hat.
3. Die Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Kühlkörperbasis eine konvexe Oberfläche hat.
4. Die Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Wärmetauscherelemente als Kühlfinger ausgebildet sind.
5. Die Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Wärmetauscherelemente als Kühlrippen ausgebildet sind.