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Hintergrund der Erfindung
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1. Erfindungsgebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wärmeableitungs-Anordnung für ein elektronisches und insbesondere eine Wärmeableitungs-Anordnung des Gebläsetyps, die zwei diametral angeordnete Luftausgänge aufweist.
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2. Stand der Technik
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Im allgemeinen wird dann, wenn ein Computer oder ein elektronisches Gerät in Betrieb ist, eine Menge Wärme erzeugt, und diese Wärme muß nach außen gefördert werden, um die ordnungsgemäße Funktion des Gerätes aufrecht zu erhalten. Im einzelnen heißt das, daß ein Servergerät eine relativ große Wärmemenge erzeugt, so daß üblicherweise ein Wärmeableitungsmodul erforderlich ist, der eine höchst effiziente Wärmeableitungs-Qualität und -Menge aufweist, um die erzeugte Wärme abzuführen.
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Üblicherweise bildet ein Wärmeableitungsmodul, der in einem Computer zur Abkühlung des Mikroprozessors benutzt wird, im allgemeinen eine Gebläseeinheit und eine Wärmeableitungs-Vorrichtung, wobei letztere aus einem hoch leitfähigen Material wie Kupfer hergestellt ist und einen Basissitz mit einem Basisboden mit flacher Oberfläche aufweist sowie mehrere Ableitungsrippen an einem oberen Teil des Basissitzes. Bei Benutzung steht die flache Bodenoberfläche der Wärmeableitungs-Vorrichtung mit einer äußeren Oberfläche des Mikroprozessors, des Chips oder der anderen Prozeßeinheit in Berührung, um die erzeugte Wärme zu absorbieren, während die Gebläseeinheit auf dem Basissitz installiert ist, so daß nach dem Aktivieren der Gebläseeinheit die erzeugte Wärme aus dem Computer herausgetrieben wird, und zwar über die Wärmeableitungsrippen durch einen austretenden Luftstrom der Gebläseeinheit.
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Für die Servergeräte, die eine relativ große Wärmemenge erzeugen, ist jedoch der oben erwähnte Wärmeableitungsmodul nicht in der Lage, die erzeugte Wärme in ausreichendem Maße auszutreiben. Unter diesen Umständen dient eine Gebläseeinheit im allgemeinen dem Zweck des Wärmeableitungsmoduls und weist hierzu einen Befestigungsrahmen auf, der eine Achse hat, einen Lufteinlaß, der sich entlang der Achse erstreckt, einen Luftauslaß, der sich in einer seitlichen Richtung in der Achse erstreckt, sowie ein Gebläse, das auf dem Befestigungsrahmen in der Weise angebracht ist, daß beim Einschalten durch den Lufteintritt entlang der Achse ein Lufteintrittsweg hergestellt wird, während durch den Luftaustritt gleichzeitig ein Luftaustrittsweg gebildet wird, wodurch die unerwünschte Wärme aus dem Computer herausgefördert wird.
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Im allgemeinen ist die zum Stande der Technik gehörende Gebläseeinheit zum Ableiten der erzeugten Wärme üblicherweise an einer Steile installiert, die sich in der Nähe der Wärme erzeugenden Quelle befindet, so daß der Luftaustritt in Richtung auf die Wärme erzeugende Quelle ausgerichtet ist, weshalb nur die augenblickliche Temperatur der Wärme erzeugenden Quelle reduziert werden kann.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Daher besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Wärmeableitungs-Anordnung zu schaffen, die mit einer Gebläseeinheit ausgestattet ist, um dadurch die Wärmeableitungs-Qualität zu verbessern und das Geräusch auf ein Mindestmaß zu beschränken sowie die Lebensdauer der Anordnung zu verlängern. Ins Innere der Wärmeableitungs-Anordnung kann kein Staub eindringen.
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Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung ist in einem Basissitz zu sehen, der einen Basisboden aufweist, welcher ein zentrales Belüftungsloch bildet, sowie eine Umfangswand, die sich von einem Umfang, der den Basisboden umschließt, nach oben erstreckt, um auf diese Weise zwischen dem Basisboden und der Umfangswand einen Aufnahmeraum zu bilden. Die Umfangswand hat zwei diametral angeordnete Luftaustritte, die mit dem Aufnahmeraum in räumlicher Verbindung stehen. Der Basissitz bildet des weiteren zwei symmetrisch angeordnete Lufteintritte auf seinen beiden gegenüberliegenden Seiten, die unter dem Basisboden liegen. Eine Gebläseeinheit ist in dem Aufnahmeraum im Basissitz angeordnet. Bei Benutzung ist der Basissitz mit der Wärmeableitungs-Vorrichtung in der Weise zusammengebaut, daß das Belüftungsloch im Basisboden in Richtung auf mehrere Ableitungsrippen der Ableitungsvorrichtung ausgerichtet ist, und nach dem Einschalten der Gebläseeinheit wird durch die Lufteintritte ein Lufteintrittsweg geschaffen, der über das Belüftungsloch in den Aufnahmeraum führt, so daß die Luft über die Ableitungsrippen strömt, um dadurch die erzeugte Wärme zu absorbieren, und zwischenzeitlich wird ein Luftaustrittsweg durch die Luftaustritte geschaffen, so daß die erzeugte Wärme ausgetrieben werden kann. Aufgrund des Vorhandenseins von zwei diametral angeordneten Luftaustritten wird die Wärmeableitungswirkung so verstärkt, daß die Lebensdauer verlängert wird und das Geräusch der Wärmeableitungs-Anordnung der vorliegenden Erfindung gesenkt wird. Außerdem kann kein Staub ins Innere der Wärmeableitungs-Anordnung eintreten.
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Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, daß eine Wärmeableitungs-Anordnung des Gebläsetyps geschaffen wird, die einen Basissitz und eine Gebläseeinheit aufweist. Der Basissitz ist mit einem Basisboden, einer Umfangswand, die sich von einem Umfang, der den Basisboden begrenzt, nach oben erstreckt, um zwischen dem Basisboden und der Umfangswand einen Aufnahmeraum zu bilden, aufweist, wobei die Umfangswand zwei diametral angeordnete Luftauslässe bildet, während der Basisboden ein zentrales Belüftungsloch bildet, das mit dem Aufnahmeraum in räumlicher Verbindung steht. Der Basissitz bildet des weiteren zwei symmetrisch angeordnete Lufteinlässe an seinen beiden gegenüberliegenden Seiten, die unter dem Basisboden liegen. Die Gebläseeinheit ist in dem Aufnahmeraum im Basissitz angeordnet und bildet eine Achse, die konzentrisch mit einer Achse des zentralen Belüftungsloches in dem Basisboden liegt. Bei Betätigung der Gebläseeinheit wird durch die Lufteinlässe ein Einlaßweg geschaffen, so daß über das Belüftungsloch in den Aufnahmeraum hinein Kühlluft gesaugt wird, die über die Ableitungsrippen strömt, um dadurch die erzeugte Wärme zu absorbieren, und mittlerweile ein Luftauslaßweg durch die Luftauslässe gebildet, so daß die erzeugte Wärme nach außerhalb der Wärmeableitungs-Anordnung der vorliegenden Erfindung getrieben wird.
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Bei einer Ausführungsform weist die Wärmeableitungs-Anordnung der vorliegenden Erfindung des weiteren einen abdeckenden Schirm auf, der auf dem Basissitz angebracht ist, so daß der Aufnahmeraum bedeckt wird und die Gebläseeinheit auf dem Basissitz angeordnet werden kann.
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Es wird darauf hingewiesen, daß der Lufteintrittsweg, der durch die symmetrisch angeordneten Lufteintritte geschaffen wird, sich in einer ersten Richtung erstreckt, und daß der Luftaustrittsweg, den die Luftaustritte bilden, in einer zweiten Richtung verläuft, die lotrecht die erste Richtung kreuzt. Unter diesen Umständen kann die ausgetretene Wärme nicht in den Aufnahmeraum im Basissitz zurückzirkulieren, wodurch die Wärmeableitungswirkung der Wärmeableitungs-Anordnung der vorliegenden Erfindung verstärkt wird.
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Dank des Vorhandenseins der beiden diametral liegenden Luftaustritte in der Umfangswand, die sich in der zweiten Richtung erstrecken, wird bei der Aktivierung der Gebläseeinheit die Kühlluft in einer unteren Ebene in den Aufnahmeraum über das Belüftungsloch im Basisboden längs der ersten Richtung angesaugt, so daß sie über die Ableitungsrippen strömt, wodurch die erzeugte Wärme absorbiert wird. Daraufhin wird die absorbierte Wärme ins Äußere des Basissitzes ausgetrieben, und zwar über die diametral angeordneten Luftaustritte in der zweiten Richtung, die die erste Richtung lotrecht kreuzt. Damit wird die Wärmeableitungswirkung verstärkt.
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Vorzugsweise wird ein hochleitendes Material, beispielsweise eine Legierung, für die Herstellung des Basissitzes der Wärmeableitungs-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung benutzt. Bei dieser Ausführungsform sind der Basisboden und die Umfangswand in Bezug aufeinander aus einem Stück ausgebildet, wodurch die Festigkeit des Basissitzes verstärkt wird. Dazu kommt, daß dank der Eigenschaft der effektiven Wärmeableitung die Temperatur des Luftstroms von den Austritten verringert wird, wodurch eine Kühlung der anderen Wärmequellen entsteht. Damit wird also der Wärmeableitungseffekt verstärkt.
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Kurz gesagt, bietet die Konstruktion der diametral angeordneten Luftaustritte in der Wärmeableitungs-Anordnung der vorliegenden Erfindung die folgenden Vorteile:
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- 1. Dank des Vorhandenseins der beiden diametral angeordneten Luftaustritte in der Umfangswand des Basissitzes ist der Druck des Luftstroms auf die innere Wandoberfläche stabiler ausgebildet, so daß Reibung und Schwingung verringert werden, wodurch die Luft gleichförmig in dem Aufnahmeraum ausgebreitet wird. Konzentrische Lagerung der Gebläseeinheit in Bezug auf den Basissitz, Rotation des Motors ist gleichmäßig und erzeugt daher wenig Schwingung aufgrund einer Geräuschreduzierung.
- 2. Da die heiße Luft über die diametral angeordneten Luftaustritte in den Außenraum des Basissitzes gefördert wird, wird daher auch die Wärmeableitungswirkung der Vorrichtung verstärkt, wodurch sich die Wärmeaustauschmenge vergrößert.
- 3. Da die eingesaugte Kühlluft an den Ableitungsrippen gleichmäßig vorbeiströmt, erhöht sich Wärmeableitungs-Qualität und -Wirkung.
- 4. Dank des Vorhandenseins des Basissitzes und des eingesaugten Luftstroms, der lotrecht zu dem Basissitz ausgerichtet ist, kann kein Staub in das Innere der Wärmeableitungs-Anordnung der vorliegenden Erfindung eindringen.
- 5. Nach Aktivierung der Gebläseeinheit ist die Lufteintrittsrichtung lotrecht zu der Luftaustrittsrichtung, die Lufteintrittskräfte und Luftaustrittskräfte heben sich gegenseitig zueinander auf, wodurch die Lebensdauer der Wärmeableitungs-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung verlängert wird.
- 6. Beim Aktivieren der Gebläseeinheit vergrößert sich aufgrund der Tatsache, daß die erzeugte Wärme über die diametral angeordneten Luftaustritte ausgetrieben wird, der Wärmeableitungsbereich, wodurch die Temperatur der Wärmeableitungs-Anordnung der vorliegenden Erfindung wirksam gesenkt wird.
- 7. Die Richtung der eingesaugten Luft ist lotrecht zu der Richtung der ausgetriebenen Warmluft, die Warmluft wird daran gehindert, in die Wärmeableitungs-Anordnung der vorliegenden Erfindung zurückzuzirkulieren, wodurch die Wärmeableitungs-Qualität und Wärmeableitungsmenge effektiv erhöht werden.
- 8. Das physikalische Phänomen, daß die Luft mit hoher Wärmedichte aufwärts strömt, führt dazu, daß die kühle Luft aus den beiden symmetrisch angeordneten Lufteinlässen von unterhalb des Sitzbodens eingesaugt wird und die heiße Luft mit geringerer Wärmedichte über die diametral angeordneten Auslässe ausgetrieben wird, während die Temperatur der Wärmeableitungs-Vorrichtung, auf der der Basissitz angeordnet ist, nicht beeinträchtigt wird, wodurch die Kühlwirkungen gesteigert werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden in der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung offenbart, und zwar unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, in denen sind:
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1 eine perspektivische Ansicht einer Wärmeableitungs-Anordnung der vorliegenden Erfindung;
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2 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Wärmeableitungs-Anordnung der vorliegenden Erfindung;
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3 eine Querschnittsansicht der Wärmeableitungs-Anordnung der vorliegenden Erfindung längs der Linie A-A in 1;
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4 eine Querschnittsansicht der Wärmeableitungs-Anordnung der vorliegenden Erfindung längs der Linie B-B in 1; und
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5 eine Querschnittsansicht der Wärmeableitungs-Anordnung der vorliegenden Erfindung längs der Linie C-C in 1.
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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Es wird auf die 1 und 2 Bezug genommen, bei denen in 1 eine perspektivische Ansicht einer Wärmeableitungs-Anordnung des Gebläsetyps der vorliegenden Erfindung ist und 2 eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht der Wärmeableitungs-Anordnung der vorliegenden Erfindung ist. Wie dargestellt, weist die Wärmeableitungs-Anordnung des Gebläsetyps der vorliegenden Erfindung einen Basissitz 1 und eine Gebläseeinheit 2 auf. Der Basissitz 1 ist mit einem Basisboden 10 und einer Umfangswand 11 mit kreisrunder innerer Wandoberfläche 110 versehen, die sich von einem Umfang, der den Basisboden 10 begrenzt, nach oben erstreckt, um einen Aufnahmeraum 101 zwischen der Umfangswand 11 und dem Basisboden 10 zu bilden. Die Umfangswand 11 hat zwei diametral angeordnete Luftaustritte 13, während der Basisboden 10 mit einem zentralen Belüftungsloch 14 versehen ist, das in räumlicher Verbindung mit dem Aufnahmeraum 101 steht. Der Basissitz 1 bildet des weiteren zwei symmetrisch angeordnete Lufteintritte 12 an zwei entgegengesetzten Seiten des Basissitzes, so daß die Lufteinlässe 12 unter dem Basisboden 10 liegen. Für diese Ausführungsform wird ein Material hoher Leitfähigkeit, beispielsweise als Legierung zur Herstellung des Basissitzes 1 verwendet, so daß der Basisboden 10 und die Umfangswand 11 in Bezug aufeinander aus einem Teil bestehen, um dadurch die Steifigkeit des Basissitzes 1 zu erhöhen. Die Gebläseeinheit 2 ist in dem Aufnahmeraum 101 des Basissitzes 1 befestigt und hat eine Achse, welche konzentrisch zu einer Achse des zentralen Belüftungsloches 14 in dem Basisboden 10 ist.
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Die Wärmeableitungs-Anordnung der vorliegenden Erfindung weist des weiteren einen abdeckenden Schirm 3 auf, der auf dem Basissitz 1 so angeordnet ist, daß er den Aufnahmeraum 101 von oben abdeckt, so daß der Aufnahmeraum 1 mit dem äußeren des Basissitzes 1 über die Luftaustritte 13 in räumlicher Verbindung steht. Bei dieser Ausführungsform ist der obere Teil der Umfangswand 11 mit mehreren Befestigungslöchern 15 und einer Eingriffsnut 16 ausgestattet. Der abdeckende Schirm 3 weist mehrere Befestigungslöcher 32 und eine Eingriffszunge 33 auf, so daß nach der Montage auf der Umfangswand 11 die Befestigungslöcher 15, 32 miteinander fluchtend ausgerichtet sind, während sich die eingreifende Zunge 32 in die Eingriffsnut 16 erstreckt. Mehrere Befestigungsschrauben erstrecken sich durch die Löcher 32 und stehen mit den Löchern 15 in Gewindeeingriff, wodurch der abdeckende Schirm über dem Basissitz 1 befestigt ist.
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Es wird darauf hingewiesen, daß der abdeckende Schirm 3 an einem zentralen Schirmteil mit einer Lagereinheit 34 versehen ist, um dadurch die Gebläseeinheit 2 in Bezug auf den abdeckenden Schirm 3 zu installieren. Natürlich sind ein Motor und gewisse Verkabelungen ebenfalls vorhanden (nicht sichtbar), um dadurch den Motor an eine elektrische Stromquelle anzuschließen (nicht gezeigt). Die Gebläseeinheit 2 ist tatsächlich ein Zentrifugalgebläse, so daß nach der Installation auf dem abdeckenden Schirm 3 die Achse der Gebläseeinheit 2 koaxial zu der Achse angeordnet ist, die von dem Lüftungsloch 14 gebildet wird, und zwar derart, daß nach dem Aktivieren der Gebläseeinheit von den Lufteinlässen 12 in einer ersten Richtung ein Lufteinlaßweg gebildet wird und gleichzeitig durch die Luftauslässe 13 in einer zweiten Richtung, die lotrecht die erste Richtung kreuzt, ein Luftauslaßweg entsteht.
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Die 3 und 4 zeigen einen Benutzungszustand, in dem der Basissitz 1, der von der Gebläseeinheit 2 und dem abdeckenden Schirm der vorliegenden Erfindung gebildet wird, auf einer Wärmeableitungs-Vorrichtung 4 gelagert ist, so daß das Belüftungsloch 14 in Richtung der Ableitungsrippen 41 der Wärmeableitungs-Vorrichtung 4 weist, während die Luftauslässe 12 von den beiden seitlichen Seiten der Vorrichtung in Richtung auf die Ableitungsrippen ausgerichtet sind.
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Die oben erwähnte Wärmeableitungs-Vorrichtung 4 sollte aus einem Material hoher Leitfähigkeit hergestellt werden, beispielsweise aus Kupfer, und weist eine Basisplatte auf, auf der mehrere Ableitungsrippen 41 ausgebildet sind. Die Wärmeableitungs-Vorrichtung 4 ist im allgemeinen auf der CPU (Wärme erzeugende Quelle) oder Chip installiert, um auf diese Weise die erzeugte Wärme zu absorbieren.
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Wie am besten aus den 3 und 5 ersichtlich, wird dank der diametral gelegenen Luftaustritte 13 beim Aktivieren der Gebläseeinheit die Luft mit größerer Kühlstärke über die symmetrisch angeordneten Lufteintritte 12 von den beiden seitlichen Seiten eingesaugt, so daß die Kühlluft gleichmäßig die Rippen 41 umströmt, wodurch die erzeugte Wärme absorbiert wird. Die heiße Luft, die eine geringere Kühlstärke aufweist, strömt in den Aufnahmeraum 104 entlang der ersten Richtung und wird dann über die Luftaustritte 13 entlang der zweiten Richtung ins Äußere des Basissitzes 1 ausgetrieben.
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Es ist darauf hinzuweisen, daß bei dieser Ausführungsform die erste und die zweite Richtung sich senkrecht einander kreuzen, um dadurch zu verhindern, daß die ausgetriebene heiße Luft in den Aufnahmeraum im Basissitz 1 zurückzirkuliert, so daß die Wärmeableitungswirkungen verstärkt und gleichzeitig der Luftausströmbereich der Wärmeableitungs-Anordnung der vorliegenden Erfindung vergrößert werden. Daher kann die Wärmeableitungs-Anordnung der vorliegenden Erfindung wirksam und direkt die Wärme von der Wärme erzeugenden Quelle ableiten, aber auch die Wärme erzeugenden Elemente in der Umgebung herunterkühlen, und zwar aufgrund des vergrößerten Luftaustrittsbereiches.
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Dank der diametral angeordneten Luftaustritte 13 in der Umfangswand 11 verteilt sich die eingesaugte Kühlluft gleichmäßig in dem Aufnahmeraum 101, der von der kreisrunden inneren Wandoberfläche 110 begrenzt wird. Da die Gebläseeinheit 2 konzentrisch in dem Basissitz 1 angeordnet ist, kann ihr Motor gleichförmig rotieren und somit ein geringere Taumelbewegung erzeugen sowie auch reduziertes Geräusch, weil die eingesaugte Kaltluft gleichförmig über die Wärme ableitenden Rippen strömt, um die Wärme zu absorbieren. Danach wird die erzeugte Wärme gleichmäßig über die Luftaustritte 13 von ihren beiden seitlichen Seiten nach außerhalb des Basissitzes 1 ausgetrieben. Dazu kommt, daß dank des Vorhandenseins des Abdeckungsschirms 3 Staub und Abluft daran gehindert werden, ins Innere der Wärmeableitungs-Anordnung der vorliegenden Erfindung einzudringen, wodurch ihre Lebensdauer verlängert wird.
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Obgleich die Erfindung in Verbindung mit dem beschrieben worden ist, was als höchstpraktikabel und bevorzugte Ausführungsformen anzusehen ist, versteht es sich, daß diese Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern zahlreiche andere Anordnungen abdecken soll, die im Schutzbereich der breitesten Interpretation der Erfindung liegen, so daß alle diese Modifikationen und äquivalenten Anordnungen vom Schutzumfang der Erfindung umfaßt werden.
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Zusammenfassend soll in diesem Zusammenhang nochmals darauf hingewiesen werden, daß die Erfindung eine Wärmeableitungs-Anordnung betrifft, die einen Basissitz mit einem Basisboden aufweist, sowie eine Umfangswand, welche sich von einem Umfang, der den Basisboden begrenzt, nach oben erstreckt, um dadurch einen Aufnahmeraum zu bilden, wobei die Umfangswand zwei diametral angeordnete Luftaustritte aufweist, während der Basisboden ein zentrales Belüftungsloch bildet, das mit dem Aufnahmeraum in räumlicher Verbindung steht, und der Basissitz des weiteren zwei symmetrisch angeordnete Lufteintritte an zwei seiner gegenüberliegenden Seiten bildet, die unter dem Basisboden liegen, und wobei schließlich ein Gebläse in dem Aufnahmeraum angeordnet ist, das eine Achse aufweist, die zu einer Achse des zentralen Lüftungsloches konzentrisch ist.
