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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung, insbesondere eine Kühlvorrichtung, die die Wärme wegtransportieren und den Kühlbereich vergrößern kann.
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Stand der Technik
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Mit der Entwicklung der Technologie ist die Funktion der elektronischen Produkte immer starker. Die Rechengeschwindigkeit der elektronischen Bauelemente, wie Zentraleinheit, Chip, Anzeigeeinheit, steigt, wodurch die Betriebswärme der elektronischen Bauelemente auch erhöht wird. Wenn diese Wärme nicht rechtzeitig abgeführt wird, wird die Arbeit der elektronischen Bauelemente beeinflusst. Sogar werden sie verbrannt.
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Die Kühlung der elektronischen Bauelemente verwendet üblicherweise Ventilator, Kühlkörper oder Wärmerohr. Der Kühlkörper steht mit der Wärmequelle in Kontakt. Das Wärmerohr transportiert die Wärme des Kühlkörpers weg. Der Kühlventilator erzeugt einen Luftstrom, der die Wärme des Kühlkörpers zwangsläufig abführt. Wenn der Raum eng und die Fläche der Wärmequelle groß ist, kann ein Vapor-Chamber-Kühler verwendet werden.
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Der Vapor-Chamber-Kühler weist zwei Platten auf, die an der einander zugewandten Seite Rillen und/oder eine Kapillarstruktur (wie Netzkörper und Sinterkörper) besitzen. Die beiden Platten sind miteinander verbunden und bilden einen geschlossenen Hohlraum. Der Hohlraum wird evakuiert und mit einem Arbeitsfluid gefüllt. Im Hohlraum ist eine Stützstruktur angeordnet, die durch Kupferstäbe, Sinterstäbe, Schaumstäbe usw. gebildet ist, um eine Stützwirkung zu erreichen und die Rückflusskanäle zu bilden. Wenn das Arbeitsfluid im Vapor-Chamber-Kühler verdampft wird, wird es in das gasförmige Arbeitsfluid umgewandelt. Das gasförmige Arbeitsfluid wird in der Kondensationszone in das flüssige Arbeitsfluid zurückgewandelt und fließt durch die Kupferstäbe in die Verdampfaungszone zurück. Das kondensierte flüssige Arbeitsfluid in der Kondensationszone kann durch die Schwerkraft oder die Kapillarwirkung in die Verdampfungszone zurückfließen, wodurch eine gleichmäßige Kühlung erreicht wird.
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Der Vapor-Chamber-Kühler kann zwar die Wärme der elektronischen Bauelemente ableiten, kann jedoch nicht die Wärme der elektronischen Bauelemente zum fernen Ende wegtransportieren, so dass der Kühlbereich klein ist.
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Daher weist die herkömmliche Lösung folgende Nachteile auf:
- 1. die Wärme kann nicht wegtransportiert werden,
- 2. kleiner Kühlbereich,
- 3. niedrige Kühlgeschwindigkeit.
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Aus diesem Grund hat der Erfinder in Anbetracht der Nachteile herkömmlicher Lösungen, basierend auf langjähriger Erfahrung in diesem Bereich, nach langem Studium, zahlreichen Versuchen und unentwegten Verbesserungen die vorliegende Erfindung entwickelt.
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Aufgabe der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kühlvorrichtung zu schaffen, die die Wärme wegtransportieren kann.
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Der Erfindung liegt eine weitere Aufgabe zugrunde, eine Kühlvorrichtung zu schaffen, die den Kühlbereich vergrößern kann.
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Der Erfindung liegt eine nochmals weitere Aufgabe zugrunde, eine Kühlvorrichtung zu schaffen, die die Kühlgeschwindigkeit erhöhen kann.
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Diese Aufgaben werden durch die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung gelöst, die umfasst: einen ersten Hauptkörper, der eine erste Platte und eine der ersten Platte gegenüberliegende zweite Platte aufweist, die miteinander verbunden sind und einen ersten Hohlraum bilden, wobei an der Innenwand des ersten Hohlraums eine erste Kapillarstruktur gebildet ist; einen zweiten Hauptkörper, der mit dem ersten Hauptkörper verbunden ist und sich in der Gegenrichtung des ersten Hauptkörpers erstreckt, wobei der zweite Hauptkörper einen zweiten Hohlraum aufweist, der mit dem ersten Hohlraum verbunden ist, wobei an der Innenwand des zweiten Hohlraums eine zweite Kapillarstruktur gebildet ist; und ein Arbeitsfluid, das in den ersten Hohlraum des ersten Hauptkörpers und den zweiten Hohlraum des zweiten Hauptkörpers gefüllt wird.
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Der erste Hohlraum des ersten Hauptkörpers ist mit dem zweiten Hohlraum des zweiten Hauptkörpers verbunden. Wenn der Hauptkörper die Wärme absorbiert, wird das flüssige Arbeitsfluid verdampft und in das gasförmige Arbeitsfluid umgewandt. Dabei kann ein Teil des gasförmigen Arbeitsfluids von dem ersten Hohlraum in den zweiten Hohlraum fließen. Das Arbeitsfluid zirkuliert in dem ersten und zweiten Hohlraum, wodurch der erste Hauptkörper nicht nur eine gleichmäßige Kühlwirkung besitzt, sondern auch durch den zweiten Hauptkörper die Wärme wegtransportieren kann. Zudem kann der Kühlbereich vergrößert werden, so dass die Kühlgeschwindigkeit erhöht wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1A eine perspektivische Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
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1B eine Schnittdarstellung des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
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2 eine perspektivische Darstellung des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
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3 eine Schnittdarstellung des dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
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4 eine Schnittdarstellung des vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
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5 eine Schnittdarstellung des fünften Ausführungsbeispiels der Erfindung.
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Wege zur Ausführung der Erfindung
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen.
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Die 1A und 1B zeigen das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung, die einen ersten Hauptkörper 1, einen zweiten Hauptkörper 2 und ein Arbeitsfluid 3 umfasst. Der erste Hauptkörper 1 weist eine erste Platte 10 und eine der ersten Platte 10 gegenüberliegende zweite Platte 11 auf. Die erste und zweite Platte sind miteinander verbunden und bilden einen ersten Hohlraum 101. An der Innenwand des ersten Hohlraums 101 ist eine erste Kapillarstruktur 102 gebildet, die durch Sinterpulver, Netzkörper, Faserkörper, Schaumstoff oder poröses Material gebildet ist. Der erste Hauptkörper 1 weist ein Loch 103 auf.
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Der zweite Hauptkörper 2 ist mit dem ersten Hauptkörper 1 verbunden und erstreckt sich in der Gegenrichtung des ersten Hauptkörpers 1. Der zweite Hauptkörper 2 weist einen zweiten Hohlraum 211 auf, der mit dem ersten Hohlraum 101 verbunden ist. An der Innenwand des zweiten Hohlraums 211 ist eine zweite Kapillarstruktur 212 gebildet, die durch Sinterpulver, Netzkörper, Faserkörper oder Rillen gebildet ist. Der zweite Hauptkörper 2 weist an einem Ende eine Öffnung 213 auf (das andere Ende (nicht dargestellt) ist geschlossen und dem ersten Hauptkörper 1 abgewandt), die mit der ersten und zweiten Platte 10, 11 verbunden ist, wobei die Öffnung 213 in den Hohlraum 101 des ersten Hauptkörpers 1 einragt und mit dem Loch 103 verbunden ist.
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Das Arbeitsfluid 3 wird in den ersten Hohlraum 101 des ersten Hauptkörpers 1 und den zweiten Hohlraum 211 des zweiten Hauptkörpers 2 gefüllt.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der erste Hauptkörper 1 ein Vapor-Chamber-Kühler und der zweite Hauptkörper 2 ein Wärmerohr. Darauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt.
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Da das Loch 102 des Hauptkörpers 1 mit der Öffnung 213 des zweiten Hauptkörpers 2 verbunden ist, ist der erste Hohlraum 101 des ersten Hauptkörpers 1 mit dem zweiten Hohlraum 211 des zweiten Hauptkörpers 2 verbunden. Wenn der Hauptkörper 1 die Wärme absorbiert, wird das flüssige Arbeitsfluid 3 verdampft und in das gasförmige Arbeitsfluid umgewandt. Da der erste und zweite Hohlraum 101, 211 miteinander verbunden sind, kann ein Teil des gasförmigen Arbeitsfluids 3 von dem ersten Hohlraum 101 in den zweiten Hohlraum 211 fließen. Das Arbeitsfluid 3 zirkuliert in dem ersten und zweiten Hohlraum 101, 211, wodurch der erste Hauptkörper 1 nicht nur eine gleichmäßige Kühlwirkung besitzt, sondern auch durch den zweiten Hauptkörper 1 die Wärme wegtransportieren kann. Zudem kann der Kühlbereich vergrößert werden, so dass die Kühlgeschwindigkeit erhöht wird.
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2 in Verbindung mit 1A zeigt das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich von dem obengenannten Ausführungsbeispiel nur dadurch unterscheidet, dass der zweite Hauptkörper 2 eine obere Rohrfläche 21 und eine untere Rohrfläche 22 aufweist, die den zweiten Hohlraum 211 bilden. Der zweite Hauptkörper 2 ist flach ausgebildet. Da der erste und zweite Hohlraum 101, 211 miteinander verbunden sind, kann ein Teil des gasförmigen Arbeitsfluids 3 von dem ersten Hohlraum 101 in den zweiten Hohlraum 211 des zweiten Hauptkörpers 2 fließen. Das Arbeitsfluid 3 zirkuliert in dem ersten und zweiten Hohlraum 101, 211, wodurch der erste Hauptkörper 1 nicht nur eine gleichmäßige Kühlwirkung besitzt, sondern auch durch den zweiten Hauptkörper 1 die Wärme wegtransportieren kann.
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3 in Verbindung mit 1A zeigt das dritte Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich von dem obengenannten Ausführungsbeispiel nur dadurch unterscheidet, dass der erste Hauptkörper 1 mindestens eine Stützstruktur 4 aufweist, die durch Kupferstäbe, Sinterpulverstäbe oder ringförmige Stäbe gebildet ist. Die Stützstruktur 4 ist an den beiden Seiten mit der ersten und zweiten Platte 10, 11 verbunden. Wenn die zweite Platte 11 die Wärme absorbiert, wird das flüssige Arbeitsfluid 3 in das gasförmige Arbeitsfluid 3 umgewandelt. Das gasförmige Arbeitsfluid 3 fließt zu der ersten Platte 10 und wird durch den Kontakt mit der Innenwand der ersten Platte 10 in das flüssige Arbeitsfluid 3 zurückgewandelt. Das flüssige Arbeitsfluid 3 fließt durch die Stützstruktur 4 zu der zweiten Platte 11 zurück.
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4 in Verbindung mit 1A zeigt das vierte Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich von dem obengenannten Ausführungsbeispiel nur dadurch unterscheidet, dass der zweite Hauptkörper 2 mindestens eine Stützstruktur 4 aufweist, die durch Kupferstäbe, Sinterpulverstäbe oder ringförmige Stäbe gebildet ist. Die Stützstruktur 4 ist an den beiden Seiten mit der oberen und unteren Rohrfläche 21, 22 verbunden.
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5 in Verbindung mit 1A zeigt das fünfte Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich von dem obengenannten Ausführungsbeispiel nur dadurch unterscheidet, dass der erste Hauptkörper 1 und der zweite Hauptkörper 2 jeweils mindestens eine Stützstruktur 4 aufweisen. Wenn die zweite Platte 11 die Wärme absorbiert, wird das flüssige Arbeitsfluid 3 in das gasförmige Arbeitsfluid 3 umgewandelt. Nach der Kondensation im ersten und zweiten Hohlraum 101, 211 wird das gasförmige Arbeitsfluid 3 in das flüssige Arbeitsfluid 3 zurückgewandelt. Das flüssige Arbeitsfluid 3 fließt durch die Stützstruktur 4 zu der zweiten Platte 11 und der unteren Rohrfläche 22 zurück.
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Der Hauptkörper 1 und der Hauptkörper 2 können aus Kupfer, Aluminium oder Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit hergestellt werden.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel (nicht dargestellt) können ein erster Hauptkörper 1 mit mehreren zweiten Hauptkörpern 2 oder ein zweiter Hauptkörper 2 mit zwei ersten Hauptkörpern 1 oder mehrere erste Hauptkörper 1 mit mehreren zweiten Hauptkörpern 2 verbunden werden.
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Daher weist die Erfindung folgende Vorteile auf:
- 1. Wegtransport der Wärme,
- 2. Vergrößerung des Kühlbereiches,
- 3. Erhöhung der Kühlgeschwindigkeit.
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Die vorstehende Beschreibung stellt nur die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung dar und soll nicht als Definition der Grenzen und des Bereiches der Erfindung dienen. Alle gleichwertige Änderungen und Modifikationen gehören zum Schutzbereich dieser Erfindung.
