DE202011050768U1

DE202011050768U1 - Wärmerohr-Befestigungsverfahren und Wärmerohr-Baugruppe

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Publication number: DE202011050768U1
Application number: DE202011050768U
Authority: DE
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Priority date: 2011-03-04
Filing date: 2011-07-19
Publication date: 2012-01-27
Anticipated expiration: 2021-07-20
Also published as: JP6240372B2; DE102011052710B4; US8881793B2; US20140150990A1; KR20120100675A; JP2012184913A; DE102011052710A1; CN102218487A; KR101247391B1; CN102218487B; US20120222840A1; US8806748B2

Abstract

Ein Heat-Pipe-Baugruppe umfassend: Einen Wärme-Transferblock, der eine Oberfläche aufweist, eine Vielzahl von dicht aneinander angeordneten Heat-Pipe-Rillen sind auf der Oberfläche ausgebildet, eine Unterstützungs-Rippe, die zwischen jeder der Heat-Pipe-Rillen ausgebildet ist, ein Auflage-Bereich, der auf der Unterstützungs-Rippe ausgebildet ist; und eine Vielzahl von Heat-Pipes, die in die jeweilige Heat-Pipe-Rillen eingepresst ist, ein anstoßender Bereich, der an den Heat-Pipes entlang jeden Auflagebereichs der angrenzenden Unterstützungs-Rippe ausgebildet ist, die anstoßenden Bereiche zwischen jeder Heat-Pipe sind einander fluchtend.

Description

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Wärmetransfer-Technologie; insbesondere auf eine Wärmerohr-Baugruppe.
Ein Wärme-Transferblock wird oft mit Wärmerohren/Heat-Pipes verwendet, um die Wärme-Transferleistung zu verbessern. Um Wärmerohre aufzunehmen wird der Wärme-Transferblock oftmals mit Wärmerohrrillen bereitgestellt. Diese Heat-Pipe-Rillen sind durch eine bestimmte Distanz beabstandet voneinander, im Allgemeinen können die Wärmerohre nicht dicht zueinander angeordnet werden. Somit ist die Anzahl von Heat-Pipes, die für einen Wärme-Transferblock erlaubt sind, beschränkt. Ferner ist der Wärme-Transfer zwischen den Wärme-Rohren/Heat-Pipes unbefriedigend. Sind die äußeren Heat-Pipes weit entfernt von der Wärme-Quelle, so ist die Wärme-Transferleistung weniger effektiv. Da die Heat-Pipes voneinander beabstandet sind, können die inneren Heat-Pipes nicht die Wärme direkt zu den äußeren Heat-Pipes übertragen.
Weiterhin, wenn Heat-Pipes mit den jeweiligen Heat-Pipe-Rillen des Wärme-Transferblocks verbunden werden, wird oftmals ein Löt-Material verwendet. Alternativ können lötfreie Press-Fit-Methoden verwendet werden, um die Heat-Pipes mit den jeweiligen Heat-Pipe-Rillen des Wärme-Transferblocks zu verbinden. Diese Heat-Pipe-Rillen können konfiguriert werden, um gebogene oder ovale Querschnitte bereitzustellen. Wenn die Heat-Pipes in die jeweiligen Heat-Pipe-Rillen gezwungen werden, werden die Heat-Pipes eingepresst, um ein ungewolltes Lösen zu vermeiden. Jedoch, da die Heat-Pipe-Rillen einen gebogenen oder ovalen Querschnitt aufweisen, neigen die Heat-Pipes dazu, sich zu lösen oder aus ihrer Position zufällig bei der Abwesenheit von Löt- oder klebenden Materialien herausgedrückt zu werden. Weiterhin bei mehr als einer Heat-Pipe zwingen die oval geformten Heat-Pipe-Rillen diese Heat-Pipes dazu, weiter voneinander beabstandet zu sein. Aufgrund solcher Beschränkungen können die Heat-Pipes nicht nah zueinander angeordnet sein. Auf der anderen Seite, falls Löt-Material oder -Paste gewählt wird, um die Heat-Pipes zu befestigen, können folgende Situationen auftreten. Falls nicht genügend Löt-Materialien oder Paste vorhanden ist, können die Heat-Pipes nur leicht befestigt sein. Jedoch, falls zu viel Löt-Material oder Paste angewendet wird, kann die überschüssige Menge die Rillen überfließen, was einen optischen Schandfleck für die Benutzer bedeutet. Andere Nachteile umfassen den höheren Aufwand von Material und Herstellungskosten.
Um auf die oben genannten Aspekte einzugehen, strebt der Erfinder unter Berücksichtigung von industrieller Erfahrung und akademischen Untersuchungen an die vorliegende Offenbarung zu entwickeln, welche effektiv die Beschränkungen, wie sie oben beschrieben wurde, verbessern kann.
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung liegt darin, ein eine Heat-Pipe-Baugruppe bereitzustellen. Wenn mehrere Heat-Pipes in einem Transferblock angeordnet sind, werden die Heat-Pipes nebeneinander angeordnet, ohne separiert zu sein. Somit kann die Wärme-Transferleistung verbessert werden.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung einer Heat-Pipe-Baugruppe, welche ein lötfreies Einpress-Verfahren verwendet, um die Heat-Pipes fest in den entsprechenden Heat-Pipe-Rillen des Wärme-Transferblocks zu befestigen, was einen Versatz der Heat-Pipes vermeidet. Dieses Verfahren ist auf die halbrund geformten Heat-Pipe-Rillen zum effektiven Gruppieren der Heat-Pipes anwendbar.
Um die oben genannten Ziele zu erreichen, offenbart die Heat-Pipe-Befestigung der vorliegenden Offenbarung die folgenden Aspekte: a) Bereitstellen eines Wärme-Transferblocks und eine Vielzahl von Heat-Pipes, wobei der Wärme-Transferblock eine Vielzahl von Heat-Pipe-Rillen aufweist, die darauf ausgebildet sind und eine unterstützende Rippe ist zwischen jeder der Heat-Pipe-Rillen ausgebildet, wobei ein Ablagebereich auf jeder der Unterstützungsripppen definiert ist; b) Einpressen der Heat-Pipes in die jeweiligen Heat-Pipe-Rillen; und c) Flachdrücken der Heat-Pipes, um den abgeflachten Teil einer der Heat-Pipes gegen den geplätteten Teil der anderen Heat-Pipe angrenzen zu lassen, wenn die Heat-Pipes in die Heat-Pipe-Rillen eingepresst werden, wobei die Heat-Pipes ohne Beabstandung aneinander angrenzen.
Der Wärme-Transferblock hat eine Oberfläche, wobei eine Vielzahl von Heat-Pipe-Rillen systematisch mit dichtem Abstand darauf ausgebildet ist, und eine Unterstützungsrippe ist zwischen jeder der Heat-Pipe-Rillen ausgebildet, wobei ein Auflage-Bereich auf jeder der Unterstützungsrippen definiert wird. Die Heat-Pipes werden in die jeweiligen Heat-Pipe-Rillen eingepresst. Ein angrenzender Bereich wird auf jeder der Heat-Pipes entlang des Auflage-Bereichs der Unterstützungsrippe ausgebildet. Der Angrenzungsbereich von jeder der Heat-Pipes ist in Flucht mit dem angrenzenden Bereich der benachbarten Heat-Pipes.
1 ist ein Flussdiagramm, das die Schritte eines Heat-Pipes-Befestigungsverfahrens auf einem Wärmetransfer-Block, gemäß der vorliegenden Offenbarung zeigt.
2 ist eine schematische Ansicht, die einen Schritt S1 der 1 zeigt.
3 ist eine schematische Ansicht, die einen Schritt S2 der 1 zeigt.
4 ist eine schematische Ansicht, die einen Schritt S3 der 1 zeigt.
5 ist eine planare Ansicht eines Kühlkörpers gemäß der vorliegenden Offenbarung.
6 ist eine perspektivische Ansicht eines Kühlkörpers gemäß der vorliegenden Offenbarung
7 ist eine perspektivische Ansicht eines Kühlkörpers einer anderen Ausführungsform in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung.
Die Vielzahl von Zielen und Vorteile der vorliegenden Offenbarung können durch die folgende detaillierte Beschreibung besser verstanden werden, wenn sie in Verbindung mit den angefügten Zeichnungen gelesen wird. Jedoch dienen die angefügten Zeichnungen lediglich zur Bezugnahme und zu Erklärungszwecken, und sollen daher nicht verwendet werden, um den Schutz der vorliegenden Offenbarung zu beschränken.
Die vorliegende Offenbarung stellt eine Heat-Pipe-Baugruppe davon bereit. Es wird auf 1 verwiesen, welche das Heat-Pipe-Befestigung zeigt, das die folgenden Aspekte aufweist:
Für Schritt S1 wird auf 2 in Verbindung mit 1 verwiesen. In Schritt S1 werden zuerst eine Wärme-Transferblock 1 und eine Vielzahl von Heat-Pipes bereitgestellt. Der Wärme-Transferblock 1 kann aus Kupfer, Aluminium oder jeglichem anderen Material gefertigt sein, das eine gute thermische Leitfähigkeit aufweist. Der Wärme-Transferblock 1 kann als eine Basis eines Kühlkörpers verwendet werden, um mit einer Wärmequelle verbunden zu werden. Insbesondere weist der Wärme-Transferblock 1 zumindest eine Unterseitenoberfläche 10 zum Befestigen der Wärmequelle auf. Für die vorliegende Ausführungsform ist eine Vielzahl von Heat-Pipe-Rillen 100 auf der unteren Fläche 10 des Wärme-Transferblocks 1 ausgebildet, um die Heat-Pipes 2 aufzunehmen. Es versteht sich, dass die Anordnung der Heat-Pipe-Rillen 100 auf der Kontaktoberfläche 10 lediglich ein Beispiel ist und es ist nicht eine Beschränkung beabsichtigt. In der aktuellen Praxis können die Heat-Pipe-Rillen 100 an jeglicher anderen Seite des Wärme-Transferblocks 1 angeordnet sein. Der Querschnitt von jeder Heat-Piperille 100 ist in solch einer Weise gebogen, dass er im Wesentlichen größer als ein Halbkreis ist. Die Anzahl der Heat-Pipe-Rillen 100 ist äquivalent zu der Anzahl von Heat-Pipes 2. Ebenfalls sind die Heat-Pipe-Rillen in einem engen Abstand zueinander angeordnet. Eine Unterstützungsrippe 101 ist zwischen den Heat-Pipe-Rillen 100 ausgebildet. Ein Ablagebereich 102 ist auf jeder der Unterstützungsrippen 101 ausgebildet. Die Ablagebereiche 102 erreichen nicht ganz die Koplanarität mit der Bodenoberfläche 10, im Allgemeinen sind die Ablagebereiche 102 nicht auf der gleichen Ebene mit der Kontaktoberfläche 10 und erstrecken sich nicht über die Kontaktoberfläche 10.
Es wird auf 3 zusammen mit 1 Bezug genommen, wobei für Schritt S2 die Heat-Pipes 2 in die jeweiligen Heat-Pipe-Rillen 100 eingepresst sind.
Für Schritt S3 wird auf die 4 in Verbindung mit der 1 verwiesen. Wenn die Heat-Pipes 2 in die jeweilige Heat-Pipe-Rillen 100 gezwängt werden, werden die Heat-Pipes 2 durch Verwendung von Pressmitteln oder jeglichen anderen Werkzeug-Mitteln (die nicht gezeigt sind) geplättet, so dass ein Bereich von jeder Heat-Pipe 2 sich in Richtung der angrenzenden Heat-Pipes 2 erstreckt. Für die vorliegende Ausführungsform erreicht der Ablagebereich 102 jeder der Unterstützungsrippe 101 zwischen jeder Heat-Piperille 100 nicht ganz eine Koplanarität mit der Kontakt-Oberfläche 10. Daher ergibt sich, dass, wenn die Heat-Pipes 2 in die Heat-Pipe-Rillen 100 gequetscht werden, ein anstoßender Bereich 20 entlang des Auflagebereichs 102 der Unterstützungsrippe 101 geformt wird, sobald jede Heat-Pipe 2 plattgedrückt wird. Der angrenzende Bereich 20 von jeder Heat-Pipe 2 ist bündig mit dem angrenzenden Bereich 20 der angrenzenden Heat-Pipe 2, im Allgemeinen sind die anstoßenden Bereich 20 zwischen jeder Heat-Pipe 2 für den Auflagebereich 102 der Unterstützungsrippe 101 abdeckend. Die fluchtende Anordnung des anstoßenden Bereichs 20 zwischen jeder Heat-Pipe 2 ermöglicht es, dass die Heat-Pipes 2 sicher und fest mit der entsprechenden Heat-Piperille 100 verbunden sind.
Im Folgenden wird auf die 2 bis 4 Bezug genommen. Für Schritt S1 kann jede Unterstützungsrippe 101 so ausgebildet sein, als hätte sie einen abgerundeten Vorsprung 103 in Richtung eines der angrenzenden Heat-Pipe-Rillen 100 oder für jede der angrenzenden Heat-Pipe-Rillen 100. Wenn die Heat-Pipes 2 in die jeweiligen Heat-Pipe-Rillen 100 gequetscht werden, werden die Vorsprünge 103 der Unterstützungsrippen 101 in Wirkverbindung mit dem Randbereich der jeweiligen Heat-Pipes 2 gezwungen, was einen Versatz der Heat-Pipes 2 von den jeweiligen Heat-Pipe-Rillen 100 verhindert. Weiterhin kann jede Heat-Piperille 100 zumindest eine Fixierungsrippe 104 aufweisen, die darauf ausgebildet ist. Wenn Heat-Pipes 2 in die jeweiligen Heat-Pipe-Rillen 100 in Schritt S2 gepresst werden, wird die Fixierungsrippe 104 gezwungen, sich in die korrespondierende Heat-Pipe 2 anzulegen und einzudrücken, so dass eine Einpressung 22 darauf ausgebildet wird. Aufgrund des Vorzuges der Fixierungsrippe 104 ist der ursprüngliche Kontaktbereich von jeder der gebogenen Heat-Pipe-Rillen 100 nicht länger abgerundet, was ebenfalls den Versatz oder das Lösen der Heat-Pipes 2 von den Heat-Pipe-Rillen 100 verhindert. Wenn ein Löt-Material nicht verwendet wird, ermöglichen die Fixierungsrippen 104, dass die Heat-Pipes 1 in einer lötfreien Einpressweise direkt auf dem Wärme-Transferblock 1 sicher angeordnet werden.
Es wird auf die 3 und 4 Bezug genommen. Die vorstehenden Bereiche jeder Heat-Pipe 2 werden abgeflacht, wodurch eine Wärme absorbierende Oberfläche 21 gebildet wird. Die Wärme absorbierende Oberfläche 21 kann koplanar mit der unteren Oberfläche 10 des Wärme-Transferblocks 1 ausgebildet sind, um die Wärmequelle einfach und sauber zu kontaktieren.
Wie in 5 und 6 gezeigt wird, wird basierend auf den Schritten, die oben beschrieben wurden, die Heat-Pipe-Baugruppe der vorliegenden Offenbarung erlangt. Weiterhin kann eine obere Oberfläche 11 auf dem Wärme-Transferblock 1, gegenüberliegend zu der unteren Oberfläche 10 gebildet werden. Für die vorliegende Ausführungsform kann weiterhin eine Vielzahl von Kühlrippen auf der oberen Oberfläche 11 des Wärme-Transferblocks 1 ausgebildet sein. Somit wird ein Kühler ausgebildet. Zusätzlich wird in 7 eine andere Ausführungsform des Kühlers der vorliegenden Offenbarung dargestellt. Gemäß dieser Ausführungsform wird ein vorstehender Block 23 ebenfalls auf der die Wärme absorbierenden Oberfläche 21 von jeder Heat-Pipe 2 bereitgestellt. Diese vorstehenden Blocks 23 sind parallel für einen direkten Kontakt mit dem zurückspringenden Oberflächenbereich der Wärmequelle (nicht gezeigt) angeordnet.
Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass die vorliegende Offenbarung in der Lage ist, die vorbestimmten Ziele und Aspekte zu lösen, die durch konventionelle Heat-Pipe-Baugruppen vorgegeben sind. Die vorliegende Offenbarung ist neu und nicht naheliegend, so dass sie mit den Anforderungen für einen Patentanmeldung konform ist. Daraus ergibt sich, dass die vorliegende Patentanmeldung eingereicht wurde, um ein Patent zu erlangen zum Schutz des geistigen Eigentums des Erfinders.
Die Beschreibung, die oben ausgeführt wurde, stellt lediglich die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung dar; jedoch sollen die Eigenschaften der vorliegenden Offenbarung darauf nicht beschränkt sein. Alle Änderungen und Abweichungen oder Modifikationen, die für einen Fachmann auf diesem Gebiet als naheliegend anzusehen sind, sollen innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Offenbarung liegen, die beschränkt wurde durch die folgenden Ansprüche.
Zusammenfassend umfasst die vorliegende Erfindung eine Heat-Pipe-Baugruppe, die durch das folgende Verfahren hergestellt werden kann: Bereitstellen eines Wärme-Transferblocks und einer Vielzahl von Heat-Pipes. Eine Vielzahl von Heat-Pipe-Rillen wird auf den Wärme-Transferblock ausgebildet. Die Heat-Pipes werden dann in entsprechende Heat-Pipe-Rillen eingepresst. Während des Einpress-Schrittes werden die Heat-Pipes flachgedrückt, um den flachgedrückten Teil der Heat-Pipes aneinander angrenzen zu lassen gegen den flachen Teil einer anderen Heat-Pipe in einer fluchtenden Weise. Dabei stoßen die Heat-Pipes aneinander an, wobei kein Abstand zwischen ihnen gegeben ist. Somit wird die Wärme-Transferleistung erhöht.

Claims

Ein Heat-Pipe-Baugruppe umfassend: Einen Wärme-Transferblock, der eine Oberfläche aufweist, eine Vielzahl von dicht aneinander angeordneten Heat-Pipe-Rillen sind auf der Oberfläche ausgebildet, eine Unterstützungs-Rippe, die zwischen jeder der Heat-Pipe-Rillen ausgebildet ist, ein Auflage-Bereich, der auf der Unterstützungs-Rippe ausgebildet ist; und eine Vielzahl von Heat-Pipes, die in die jeweilige Heat-Pipe-Rillen eingepresst ist, ein anstoßender Bereich, der an den Heat-Pipes entlang jeden Auflagebereichs der angrenzenden Unterstützungs-Rippe ausgebildet ist, die anstoßenden Bereiche zwischen jeder Heat-Pipe sind einander fluchtend.
Die Heat-Pipe-Baugruppe nach Anspruch 9, wobei die Oberfläche als eine Bodenoberfläche des Wärme-Transferblocks definiert ist.
Die Heat-Pipe-Baugruppe nach Anspruch 10, wobei eine obere Oberfläche auf den Wärme-Transferblock, gegenüber liegend zu der unteren Oberfläche ausgebildet ist und wobei eine Vielzahl von Kühlrippen auf der oberen Oberfläche des Wärme-Transferblocks ausgebildet sind.
Die Heat-Pipe-Baugruppe nach Anspruch 9, wobei die Heat-Pipe-Rillen des Wärme-Transferblocks etwas größer gebogen sind als eine halbrunde Form.
Die Heat-Pipe-Baugruppe nach Anspruch 9, wobei der Auflagebereich der Unterstützungs-Rippen des Wärme-Transferblocks nahezu koplanar fluchtend mit der unteren Oberfläche des Wärme-Transferblocks ist.
Die Heat-Pipe-Baugruppe nach Anspruch 9, wobei ein Vorsprung auf der Unterstützungs-Rippe in Richtung einer der angrenzenden Heat-Pipe-Rillen ausgebildet ist.
Die Heat-Pipe-Baugruppe nach Anspruch 9, wobei ein Vorsprung auf der Unterstützungs-Rippe in Richtung jeder angrenzenden Heat-Pipe-Rille ausgebildet ist.
Die Heat-Pipe-Baugruppe nach Anspruch 9, 14 oder 15, wobei zumindest eine Befestigungs-Rippe vorstehend auf der Heat-Pipe-Rille ist.
Die Heat-Pipe-Baugruppe nach Anspruch 16, wobei die Befestigungs-Rippe sich in die korrespondierende Heat-Pipe einprägt und eine Einprägung darauf ausbildet.
Die Heat-Pipe-Baugruppe nach Anspruch 9, wobei angrenzende Bereiche zwischen jeder Heat-Pipe die korrespondierenden Auflagebereiche der Unterstützungs-Rippen abdecken.
Die Heat-Pipe-Baugruppe nach Anspruch 9, wobei eine Wärme absorbierende Oberfläche auf der Heat-Pipe ausgebildet ist, die von der Heat-Pipe-Rille freigelegt ist.
Die Heat-Pipe-Baugruppe nach Anspruch 19, wobei ein vorstehender Block auf der Wärme absorbierenden Oberfläche der Heat-Pipe parallel bereitgestellt ist.