DE202004010340U1

DE202004010340U1 - Interne Kühlvorrichtung und elektronisches Gerät mit einer solchen

Info

Publication number: DE202004010340U1
Application number: DE200420010340
Authority: DE
Original assignee: Waffer Technology Corp
Current assignee: Waffer Technology Corp
Priority date: 2004-07-01
Filing date: 2004-07-01
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2014-07-02

Abstract

Interne Kühlvorrichtung mit:
– einem Kühlelement (2) mit einer ersten Kühleinheit (24), einer zweiten Kühleinheit (25) und einem Tiefkühlelement ( 21); und
– einem Kopplungselement (1) mit einer oberen Wand und mehreren Seitenwänden, wobei die obere Wand über ein Loch zum Anbringen des Tiefkühlelements verfügt und wobei die obere Wand und die Seitenwände einen Luftkanal (14) bilden;
– wobei die erste Kühleinheit mit der zweiten Kühleinheit so gekoppelt ist, dass die obere Wand und das Tiefkühlelement dazwischen eingebettet sind.

Description

Die Erfindung betrifft allgemein interne Kühlvorrichtungen, insbesondere solche für ein elektronisches Gerät.
Moderne elektronische Geräte, wie Großcomputer und Kommunikationsvorrichtungen, enthalten verschiedene Hochgeschwindigkeits-Rechenelemente. Da ein elektronisches Gerät meistens über ein Außengehäuse verfügt, sammelt sich die durch derartige Rechenelemente erzeugte Wärme leicht in diesem an, wodurch die Temperatur im Inneren des Gehäuses ansteigt. Wenn die Temperatur zu sehr ansteigt, besteht die Wahrscheinlichkeit, dass das elektronische Gerät fehlerhafte Ergebnisse erzeugt oder beschädigt wird. Daher ist eine Kühlvorrichtung dazu erforderlich, die Temperatur im Inneren eines solchen Geräts auf einem relativ niedrigen Wert zu halten.
Die üblichste Art, ein elektronisches Gerät zu kühlen, besteht darin, am Gehäuse desselben einen Kühllüfter zu installieren. Dieser Kühllüfter leitet Außenluft in das Gehäuse, um so die Temperatur in diesem abzusenken. Jedoch wird auf diese Weise nur auf Raumtemperatur befindliche Außenluft in das elektronische Gerät eingeleitet. Da die Raumtemperatur im Sommer jedoch z. B. 35°C betragen kann, ist sie in diesem Fall nicht ausreichend kühl, um das Gerät zu kühlen. Daher kann die Temperatur im Geräteinneren unabhängig davon, wieviele Kühllüfter installiert werden, nicht ausreichend abgesenkt werden. Außerdem bildet das Gehäuse nicht ausreichend viel Raum, um sehr viele Kühllüfter installieren zu können.
Um diesen Problemen abzuhelfen, wurden verschiedene Kühlvorrichtungen zum Kühlen von Großrechnern vorgeschlagen. Zum Beispiel offenbaren die beiden taiwanesischen Patentveröffentlichungen Nr. 505378 und 526959 eine steckbare Kühlvorrichtung, die in einem Steckplatz eines Computergehäuses für ein Festplattenlaufwerk oder ein optisches Plattenlaufwerk angebracht wird. Jedoch verfügen viele moderne Computersysteme wie Barebonesysteme über höchstens zwei Steckplätze zum Installieren eines Festplattenlaufwerks und eines optischen Laufwerks. Daher ist kein zusätzlicher Steckplatz zum Anbringen einer derartigen Art von Kühlvorrichtung vorhanden. So können die herkömmlichen Kühlvorrichtungen, wie sie in den oben genannten Patenten offenbart sind, nicht an moderne Computersysteme angepasst werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine interne Kühlvorrichtung sowie ein elektronisches Gerät mit einer solchen zu schaffen, die über gute Kühleigenschaften verfügen.
Diese Aufgabe ist durch die Kühlvorrichtung gemäß dem beigefügten Anspruch 1 sowie das elektronische Gerät gemäß dem beigefügten Anspruch 8 gelöst.
Die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung verfügt über ein Tiefkühlelement, mit dem eine Kühlung von durch die Kühlvorrichtung bewegter Luft unter die Raumtemperatur möglich ist. Dieses Tiefkühlelement verfügt über eine kalte und eine warme Fläche, mit denen eine erste bzw. eine zweite Kühleinheit in Kontakt stehen. Ein erster Kühllüfter kann so angeordnet werden, dass er der ersten Kühleinheit entspricht, um dadurch kalte Luft zum Kühlen eines elektronisches Geräts zu erzeugen. In ähnlicher Weise kann ein zweiter Kühllüfter so angeordnet werden, dass er der zweiten Kühleinheit entspricht, um dadurch das Tiefkühlelement zu kühlen, damit es seiner Kühlfunktion dauerhaft nachkommen kann.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von durch Figuren veranschaulichten Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert.
1 ist eine Explosionsansicht einer Kühlvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
2 ist eine perspektivische Ansicht der Kühlvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
3 ist eine Explosionsansicht eines elektronischen Geräts mit einer Kühlvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
4 ist eine perspektivische Ansicht eines elektronischen Geräts mit einer Kühlvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
5 ist eine perspektivische Ansicht eines elektronischen Geräts mit einer Kühlvorrichtung und einer Abdeckplatte ge mäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
6 ist eine Schnittansicht des elektronischen Geräts gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
7 veranschaulicht schematisch den Betrieb der Kühlvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
8 ist eine Schnittansicht eines elektronischen Geräts gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
9 zeigt schematisch eine Kühlvorrichtung, die an einer anderen Position im elektronischen Gerät installiert ist.
10 ist eine Schnittansicht einer Kühlvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
Unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 wird nun eine interne Kühlvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung erläutert. Wie es aus den 1 und 2 erkennbar ist, verfügt die Kühlvorrichtung über ein Kopplungselement 1 und ein Kühlelement 2. Das Kühlelement 2 verfügt über eine erste Kühleinheit 24, eine zweite Kühleinheit 25 und ein Tiefkühlelement 21. Bei dieser speziellen Ausführungsform bestehen die erste und die zweite Kühleinheit 24, 25 aus Kühlrippengruppen, wie es aus den 1 und 2 erkennbar ist. Das Tiefkühlelement 21 verfügt über einen Tiefkühlchip mit einer kalten Fläche 22 in Kontakt mit der ersten Kühleinheit 24 und einer warmen Fläche 23 in Kontakt mit der zweiten Kühleinheit 25. Das Kopplungselement 1 verfügt über eine obere Wand 11 und mehrere Seitenwände 12. Im zentralen Abschnitt der oberen Wand 11 ist eine Öffnung 13 zum Anbringen des Tiefkühlelements 21 des Kühlelements 2 ausgebildet. Die obere Wand 11 und die Seitenwände 22 bilden einen Luftkanal 14. Außerdem verfügen die obere Wand 11 und die Sei tenwände 12 jeweils über mindestens einen vorstehenden Abschnitt 15. Die vorstehenden Abschnitte 15 werden dazu verwendet, die Kühlvorrichtung in einem elektronischen Gerät zu installieren. Die erste und die zweite Kühleinheit 24, 25 werden durch mehrere Schrauben 26 fest miteinander verbunden, um dabei die obere Wand 11 und das Tiefkühlelement 21 zwischen sich einzuschließen.
Unter Bezugnahme auf die 3 und 4 wird nun ein elektronisches Gerät 3 beschrieben, in dem die erläuterte Kühlvorrichtung installiert ist. Wie dargestellt, verfügt das elektronische Gerät 3 über ein Gehäuse 31 mit mehreren Rechenelementen. Außerdem weist es einen ersten Lufteinlass 32, einen zweiten Lufteinlass 33 und ein Warmluft-Ausblasloch 34 auf. Wenn die Kühlvorrichtung im Gehäuse 31 des elektronischen Geräts 3 installiert wird, wird die erste Kühleinheit 24 so angebracht, dass sie dem ersten Lufteinlass 32 entspricht. Die zweite Kühleinheit 25 der Kühlvorrichtung wird so angebracht, dass sie dem zweiten Lufteinlass 33 entspricht. Außerdem wird der Auslass des Luftkanals 14 so angeordnet, dass er dem Luftausblasloch 34 entspricht. Hierbei bedeutet der Auslass des Luftkanals 14 diejenige Öffnung, die die Luftströmung nach außen richtet. Ferner wird am Gehäuse 31 ein erster Kühllüfter 41 dem ersten Lufteinlass 32 entsprechend installiert, während ein zweiter Kühllüfter 42 dem zweiten Lufteinlass 33 entsprechend am Gehäuse installiert wird.
Es wird nun auf die 5 Bezug genommen, in der das elektronische Gerät 3 mit der Kühlvorrichtung und einer Abdeckplatte 39 dargestellt ist. Die Abdeckplatte 39 verfügt über mehrere Löcher 38, die dem ersten Kühllüfter 41 und dem zweiten Kühllüfter 42 entsprechen, damit Luft in das Gehäuse 31 gelenkt werden kann.
Wie es aus der 6 erkennbar ist, verfügt das beschriebene elektronische Gerät 3 über mehrere an der Unterseite des Gehäuses 31 angebrachte Füße 37 zum Anheben des Geräts, so dass am Warmluft-Ausblasloch 34 ein Raum zum Ausblasen von Luft nach außen verbleibt.
Anhand der 7 wird nun der Betrieb dieser Kühlvorrichtung erläutert. Wie dargestellt, lenkt der Kühllüfter 41 Luft auf Raumtemperatur von der Umgebung in das Gehäuse 31. Die Luft durchströmt dann die erste Kühleinheit 24. Da diese mit der kalten Fläche 22 des Tiefkühlelements 21 in Kontakt steht, ist die Temperatur der Kühleinheit 24 viel niedriger als die der Luft. Nachdem die Luft durch die erste Kühleinheit 24 geströmt ist, ist sie kalt und trocken, so dass das elektronische Gerät effektiv kühlen kann. Bei diesem Kühlvorgang, bei dem die kalte Fläche 22 auf eine Temperatur deutlich unter der Raumtemperatur gekühlt wird, wird an der warmen Fläche 23 Wärme erzeugt. Daher wird die an dieser Wärmeabführfläche 23 des Tiefkühlelements 21 erzeugte Wärme an die zweite Kühleinheit 25 übertragen, die mit dieser warmen Fläche 23 in Kontakt steht. Durch Lenken von Luft unter Verwendung des zweiten Kühllüfters 42 zur zweiten Kühleinheit 25 wird diese gekühlt, so dass der Tiefkühlchip dauernd auf einer bestimmten Arbeitstemperatur arbeitet.
Anhand der 8 wird nun ein elektronisches Gerät 3 mit einer Kühlvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung erläutert. Wie dargestellt, ist diesmal die Kühlvorrichtung so im elektronischen Gerät 3 montiert, dass sie um 90° gegenüber der zuvor beschriebenen Stellung verdreht ist. Andere Merkmale und Funktionen sind im Wesentlichen dieselben wie bei der ersten Ausführungsform.
Die 9 zeigt eine Kühlvorrichtung, die an einer anderen Position eines elektronischen Geräts installiert ist, und zwar nun im hinteren Teil desselben. Obwohl somit zwei mögliche Positionen zum Installieren einer Kühlvorrichtung in einem elektronischen Gerät veranschaulicht und beschrieben wurden, ist es zu beachten, dass noch weitere Positionen möglich sind.
Anhand der 10 wird nun ein elektronisches Gerät 3 mit Kühlvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung erläutert. Wie dargestellt, trägt ein Gestell 30 das elektronische Gerät 3 und hebt es an, so dass unter der Basis 35 des Gehäuses 31 ein freier Raum geschaffen ist, der zum Erzeugen eines Luftkanals 14 genutzt wird. In der Basis 35 ist ein Loch 36 ausgebildet, über dem das Kühlelement 2 installiert ist, wobei wiederum eine kalte Fläche 22 und eine warme Fläche vorliegen. Ferner ist am Gehäuse 31 des elektronischen Geräts, entsprechend der Position der kalten Fläche 22 des Kühlelements 2 ein erster Lufteinlass 32 ausgebildet. An einer dekorativen Frontabdeckung 5 ist dem Luftkanal 14 entsprechend ein zweiter Lufteinlass 33 ausgebildet, an dem die warme Fläche 23 des Kühlelements 2 angeordnet ist. Demgemäß ist die zweite Kühleinheit 25 der Kühlvorrichtung vollständig außerhalb des Gehäuses 31 des elektronischen Geräts angeordnet. So kann die durch das Tiefkühlelement 21 erzeugte Wärme durch die zweite Kühleinheit 25 abgeführt werden, ohne dass Luft in das Gehäuse 31 des elektronischen Geräts 3 zu lenken wäre.

Claims

Interne Kühlvorrichtung mit: – einem Kühlelement (2) mit einer ersten Kühleinheit (24), einer zweiten Kühleinheit (25) und einem Tiefkühlelement ( 21); und – einem Kopplungselement (1) mit einer oberen Wand und mehreren Seitenwänden, wobei die obere Wand über ein Loch zum Anbringen des Tiefkühlelements verfügt und wobei die obere Wand und die Seitenwände einen Luftkanal (14) bilden; – wobei die erste Kühleinheit mit der zweiten Kühleinheit so gekoppelt ist, dass die obere Wand und das Tiefkühlelement dazwischen eingebettet sind.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Tiefkühlelement (21) über einen Tiefkühlchip mit einer kalten Fläche in Kontakt mit der ersten Kühleinheit (24) und einer warmen Fläche in Kontakt mit der zweiten Kühleinheit (25) verfügt.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kühleinheit (24) einen ersten Kühlrippensatz aufweist.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kühleinheit (25) einen zweiten Kühlrippensatz aufweist.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwand des Kopplungselements (1) einen vorstehenden Abschnitt zum Installieren der Kühlvorrichtung an einem elektronischen Gerät (3) aufweist.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Wand des Kopplungselements (1) einen vorstehenden Abschnitt zum Installieren der Kühlvorrichtung an einem elektronischen Gerät (3) aufweist.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Kühllüfter (41) der ersten Kühleinheit (24) entsprechend angebracht ist und ein zweiter Kühllüfter (42) der zweiten Kühleinheit (25) entsprechend angebracht ist.
Elektronisches Gerät mit: – einem Gehäuse, das mehrere Rechenelemente enthält und über mindestens einen Lufteinlass verfügt; – einer im Gehäuse installierten Kühlvorrichtung mit: –– einem Kühlelement (2) mit einer ersten Kühleinheit (24) mit einem ersten Kühlrippensatz, einer zweiten Kühleinheit (25) mit einem zweiten Kühlrippensatz sowie einem Tiefkühlelement (21); und –– einem Kopplungselement (1) mit einer oberen Wand und mehreren Seitenwänden, wobei im zentralen Teil der oberen Wand ein Loch zum Anbringen des Tiefkühlelements des Kühlelements ausgebildet ist und wobei die obere Wand und die Seitenwände einen Luftkanal (14) bilden, und wobei an der oberen Wand und den Seitenwänden, jeweils ein vorstehender Abschnitt ausgebildet ist, um die Kühlvorrichtung am Gehäuse zu befestigen; – einem ersten Kühllüfter (41), der dem ersten Kühlrippensatz entsprechend am Gehäuse angebracht ist und Luft durch einen Lufteinlass in das Gehäuse lenkt; und – einem zweiten Kühllüfter (42), der dem zweiten Kühlrippensatz entsprechend am Gehäuse angebracht ist, um Luft in den Luftkanal zu lenken.
Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Tiefkühlelement (21) einen Tiefkühlchip mit einer kalten Fläche in Kontakt mit dem ersten Kühlrippensatz und eine warme Fläche in Kontakt dem zweiten Kühlrippensatz aufweist.
Gerät nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Abdeckplatte (39) zum Abdecken der Vorderseite des Gehäuses, die über mehrere Löcher verfügt, die dem ersten Kühllüfter (41) und dem zweiten Kühllüfter (42) entsprechend ausgebildet sind, damit Luft in das Gehäuse gelenkt werden kann.