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HINTERGRUND
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1. Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Netzteil, insbesondere ein Netzteil mit einer Wärmeableitungsverkleidung.
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2. Stand der Technik
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In einem allgemeinen Netzteil ist ein Transformatormodul angeordnet. Während des Betriebs erzeugt das Transformatormodul Wärme und diese Wärme wird meist nur durch passive Kühlung abgeleitet, z. B. durch einen Luftstrom, der das Transformatormodul durchströmt. Diese passive Kühlung kann die Wärme jedoch nicht effektiv und schnell von dem Transformatormodul ableiten, was zu einer Überhitzung des Transformatormoduls führt, wodurch dessen Betrieb beeinträchtigt wird.
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ÜBERBLICK
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Die vorliegende Offenbarung sieht ein Netzteil vor, welches das Transformatormoduls schnell von innen kühlen kann.
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Ein Netzteil gemäß einer Ausführungsform der vorliegende Offenbarung weist eine Wärmeableitungsverkleidung, mindestens ein erstes Wärmerohr, eine Leiterplatte und ein Wärmeerzeugungsmodul auf. Die Wärmeableitungsverkleidung weist einen Aufnahmeraum auf. Das mindestens eine Wärmerohr befindet sich in dem Aufnahmeraum der Wärmeableitungsverkleidung und steht in thermischem Kontakt mit der Wärmeableitungsverkleidung. Die Leiterplatte befindet sich in dem Aufnahmeraum der Wärmeableitungsverkleidung. Das Wärmeerzeugungsmodul weist eine Vielzahl von Stiften auf, wobei die Vielzahl von Stiften durch die Leiterplatte angeordnet und mit der Leiterplatte elektrisch verbunden sind, und wobei die Vielzahl von Stiften mit dem mindestens einen Wärmerohr thermisch gekoppelt sind.
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Gemäß dem wie in der vorstehenden Ausführungsform erläuterten Netzteil, befinden sich die ersten Wärmerohre in dem Aufnahmeraum der Wärmeableitungsverkleidung und stehen in thermischem Kontakt mit der Wärmeableitungsverkleidung, und die Stifte des Wärmeerzeugungsmoduls sind durch die Leiterplatte angeordnet und mit dem ersten Wärmerohr thermisch gekoppelt, so dass die von dem Wärmeerzeugungsmodul erzeugte Wärme über das erste Wärmerohr schnell zu der Wärmeableitungsverkleidung geleitet werden kann. Dadurch kann die Wärmeableitungsverkleidung mit ihrer großen Oberfläche einen Wärmeaustausch mit dem Außenluftstrom durchführen, so dass die vom Wärmeerzeugungsmodul erzeugte Wärme schnell abgeleitet werden kann.
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Die obige Beschreibung der vorliegenden Offenbarung und die nachfolgende Beschreibung der Ausführungsformen dienen der Demonstration und Erläuterung der Prinzipien der vorliegenden Offenbarung und dienen der weiteren Erläuterung des Umfangs der Ansprüche der vorliegenden Offenbarung.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Netzteils gemäß einer ersten Ausführungsform der Offenbarung;
- 2 zeigt eine explodierte Ansicht des Netzteils in 1;
- 3 zeigt eine Querschnittsansicht des Netzteils in 1;
- 4 zeigt eine explodierte Ansicht eines Netzteils gemäß einer zweiten Ausführungsform der Offenbarung;
- 5 zeigt eine Querschnittsansicht des Netzteils in 4;
- 6 zeigt eine explodierte Ansicht eines Netzteils gemäß einer dritten Ausführungsform der Offenbarung;
- 7 zeigt eine Querschnittsansicht des Netzteils in 6.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Es wird Bezug genommen auf 1 bis 3. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Netzteils gemäß einer ersten Ausführungsform der Offenbarung. 2 zeigt eine explodierte Ansicht des Netzteils in 1. 3 zeigt eine Querschnittsansicht des Netzteils in 1.
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In dieser Ausführungsform wird das Netzteil 1 beispielsweise bei einem Server oder einem Desktop-Computer angewandt. Das Netzteil 1 weist eine Wärmeableitungsverkleidung 10, eine Vielzahl von ersten Wärmerohren 20, eine Leiterplatte 40 und ein Wärmeerzeugungsmodul 60 auf. Außerdem kann das Netzteil 1 ferner eine Vielzahl von zweiten Wärmerohren 30, ein wärmeleitfähiges Gehäuse 50, eine Vielzahl von wärmeleitfähigen Blöcken 70 und 75 und ein wärmeleitfähiges Fluid 80 aufweisen.
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Die Wärmeableitungsverkleidung 10 besteht beispielsweise aus einem Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit, wie z. B. Metall. Die Wärmeableitungsverkleidung 10 weist eine Basis 11, eine Vielzahl von Seitenplatten 12 und eine Abdeckung 13 auf. Die Seitenplatten 12 stehen auf der Basis 11, die Abdeckung 13 ist über die Seitenplatten 12 mit der Basis 11 verbunden, und die Basis 11, die Seitenplatten 12 und die Abdeckung 13 bilden zusammen einen Aufnahmeraum S. In dieser Ausführungsform weist die Basis 11 eine Aufnahmenut 111 auf, und die Aufnahmenut 111 ist von einer dem Aufnahmeraum S zugewandten Oberfläche der Basis 11 ausgespart. Außerdem weist die Abdeckung 13 ferner eine Aufnahmenut 131 auf, und die Aufnahmenut 131 ist von einer dem Aufnahmeraum S zugewandten Oberfläche der Abdeckung 13 ausgespart. Mindestens eines aus der Basis 11, den Seitenplatten 12 und der Abdeckung 13 weist eine Lamellenstruktur 14 auf. Beispielsweise weisen die Basis 11, die Abdeckung 13 und mindestens eine Seitenplatte 12 eine Lamellenstruktur 14 auf, um die Oberfläche der Wärmeableitungsverkleidung 10 in Kontakt mit Außenluft zu vergrößern. Es sei darauf hingewiesen, dass die oben genannte Lamellenstruktur 14 eine optionale Struktur ist und entsprechend den tatsächlichen Anforderungen ausgelassen oder hinzugefügt werden kann.
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Die ersten Wärmerohre 20 sind beispielsweise U-förmig. Die ersten Wärmerohre 20 sind in der Aufnahmenut 111 der Basis 11 angeordnet und zum Aufnahmeraum S der Wärmeableitungsverkleidung 10 freigelegt, und die ersten Wärmerohre 20 stehen in thermischem Kontakt mit der Basis 11. Die zweiten Wärmerohre 30 sind beispielsweise L-förmig. Die zweiten Wärmerohre 30 sind in der Aufnahmenut 131 der Abdeckung 13 angeordnet und zum Aufnahmeraum S der Wärmeableitungsverkleidung 10 freigelegt, und die zweiten Wärmerohre 30 stehen in thermischem Kontakt mit der Abdeckung 13.
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Es sei darauf hingewiesen, dass die Aufnahmenut 111 der Basis 11 und die Aufnahmenut 131 der Abdeckung 13 optionale Strukturen sind. In einigen anderen Ausführungsformen haben sowohl die Basis als auch die Abdeckung ggf. keine Aufnahmenuten, das erste Wärmerohr kann direkt in thermischem Kontakt mit der dem Aufnahmeraum zugewandten Oberfläche der Basis stehen, und das zweite Wärmerohr kann direkt in thermischem Kontakt mit der dem Aufnahmeraum zugwandten Oberfläche der Abdeckung stehen.
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Die Leiterplatte 40 ist in dem Aufnahmeraum S der Wärmeableitungsverkleidung 10 angeordnet und befindet sich benachbart zu der Basis 11 der Wärmeableitungsverkleidung 10. Ein wärmeleitfähiges Gehäuse 50 kann beispielsweise ein quadratisches Gehäuse aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit, wie z. B. Metall, sein. Das wärmeleitfähige Gehäuse 50 befindet sich in dem Aufnahmeraum S der Wärmeableitungsverkleidung 10, und das wärmeleitfähige Gehäuse 50 kann beispielsweise eine Lamellenstruktur 51 aufweisen, um seine Oberfläche in Kontakt mit Außenluft zu vergrößern. Es sei darauf hingewiesen, dass die oben genannte Lamellenstruktur 51 eine optionale Struktur ist und nach Bedarf ausgelassen oder hinzugefügt werden kann.
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Das Wärmeerzeugungsmodul 60 kann beispielsweise ein Transformatormodul sein. Ein Teil des Wärmeerzeugungsmoduls 60 befindet sich in dem wärmeleitfähigen Gehäuse 50. Das Wärmeerzeugungsmodul 60 weist eine Vielzahl von Stiften 61 auf. Die Stifte 61 befinden sich außerhalb des wärmeleitfähigen Gehäuses 50 und sind durch die Leiterplatte 40 hindurch angeordnet, um mit der Leiterplatte 40 elektrisch verbunden zu sein. Die beiden wärmeleitfähigen Blöcke 70 befinden sich zwischen den Stiften 61 des Wärmeerzeugungsmoduls 60 und den ersten Wärmerohren 20. Die Stifte 61 des Wärmeerzeugungsmoduls 60 sind über zwei wärmeleitfähige Blöcke 70 mit den Wärmerohren 20 thermisch gekoppelt, so dass von dem Wärmeerzeugungsmodul 60 während des Betriebs erzeugte Wärme über die beiden wärmeleitfähigen Blöcke 70 und die ersten Wärmerohre 20 an die Basis 11 der Wärmeableitungsverkleidung 10 geleitet werden kann und dann über die Basis 11 an die Seitenplatten 12 geleitet werden kann.
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Infolgedessen befinden sich die ersten Wärmerohre 20 in dem Aufnahmeraum S der Wärmeableitungsverkleidung 10 und stehen in thermischem Kontakt mit der Basis 11 der Wärmeableitungsverkleidung 10, und die Stifte 61 des Wärmeerzeugungsmoduls 60 sind durch die Leiterplatte 40 angeordnet und über die beiden wärmeleitfähigen Blöcke 70 mit dem ersten Wärmerohr 20 thermisch gekoppelt, so dass die von dem Wärmeerzeugungsmodul 60 erzeugte Wärme über die beiden wärmeleitfähigen Blöcke 70 und das erste Wärmerohr 20 schnell zu der Basis 11 und den Seitenplatten 12 der Wärmeableitungsverkleidung 10 geleitet werden kann. Dadurch können die Basis 11 und die Seitenplatten 12 der Wärmeableitungsverkleidung 10 mit ihrer großen Oberfläche einen Wärmeaustausch mit dem Außenluftstrom durchführen, so dass von dem Wärmeerzeugungsmodul 60 erzeugte Wärme schnell abgeleitet werden kann.
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Es sei darauf hingewiesen, dass die beiden wärmeleitfähigen Blöcke 70 optionale Komponenten sind. In einigen anderen Ausführungsformen können die Stifte des Wärmeerzeugungsmoduls direkt in thermischem Kontakt mit den Wärmerohren stehen. Außerdem ist die Anzahl der Wärmerohre in der Offenbarung nicht beschränkt und kann in einigen anderen Ausführungsformen zu eins geändert sein.
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Das wärmeleitfähige Fluid 80 ist beispielsweise Wärmeleitpaste oder Wachs. Das wärmeleitfähige Fluid 80 ist in das wärmeleitfähige Gehäuse 50 gefüllt, so dass das Wärmeerzeugungsmodul 60 über das wärmeleitfähige Fluid 80 mit dem wärmeleitfähigen Gehäuse 50 thermisch gekoppelt ist. Die beiden wärmeleitfähigen Blöcke 75 befinden sich zwischen dem wärmeleitfähigen Gehäuse 50 und den zweiten Wärmerohren 30. Das Wärmeerzeugungsmoduls 60 ist über das wärmeleitfähige Fluid 80, das wärmeleitfähige Gehäuse 50 und die beiden wärmeleitfähigen Blöcke 75 mit den zweiten Wärmerohren 30 thermisch gekoppelt, so dass die von dem Wärmeerzeugungsmodul 60 während des Betriebs erzeugte Wärme über das wärmeleitfähige Fluid 80, das wärmeleitfähige Gehäuse 50, die beiden wärmeleitfähigen Blöcke 75 und die zweiten Wärmerohre 30 an die Abdeckung 13 der Wärmeableitungsverkleidung 10 geleitet werden kann.
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Infolgedessen kann das Wärmeerzeugungsmodul 60 nicht nur einen Wärmeleitweg aufweisen, der die Wärme an die Basis 11 leitet, sondern auch einen anderen Wärmeleitweg, der die Wärme an die Abdeckung 13 leitet, die der von dem Wärmeerzeugungsmodul 60 während des Betriebs erzeugten Wärme ermöglicht, schneller an die gesamte Wärmeerzeugungsverkleidung 10 geleitet zu werden, wodurch die Wärmeableitungseffizienz des Wärmeerzeugungsmoduls 60 weiter verbessert wird.
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In dieser Ausführungsform ist ein Teil des Wärmeerzeugungsmoduls 60 von dem wärmeleitfähigen Gehäuse 50 umgeben, so dass das wärmeleitfähige Gehäuse 50 die von dem Wärmeerzeugungsmodul 60 erzeugte Wärme über seine flache Fläche in Kontakt mit dem wärmeleitfähigen Block 75 an dem wärmeleitfähigen Block 75 leiten kann, wodurch die Wärmeleiteffizienz verbessert wird.
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Es sei darauf hingewiesen, dass die beiden wärmeleitfähigen Blöcke 75 optionale Komponenten sind. In einigen anderen Ausführungsformen kann das wärmeleitfähige Gehäuse die zweiten Wärmerohre direkt und thermisch kontaktieren. Außerdem sind das wärmeleitfähige Gehäuse 50, das wärmeleitfähige Fluid 80 und die zweiten Wärmerohre 30 ebenfalls optionale Komponenten. Wenn das Leiten der von dem Wärmeerzeugungsmodul erzeugten Wärme zur Basis der Wärmeableitungsverkleidung die Anforderungen an die Wärmeableitung an das Wärmeerzeugungsmodul bereits erfüllt hat, können das oben genannte wärmeleitfähige Gehäuse, das wärmeleitfähige Fluid und die zweiten Wärmerohre ausgelassen werden.
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In dieser Ausführungsform können die zweiten Wärmerohre 30 nicht nur die von dem Wärmeerzeugungsmodul 60 erzeugte Wärme an die Abdeckung 13 der Wärmeableitungsverkleidung 10 leiten, sondern auch die von anderen Wärmeerzeugungskomponenten, -baugruppen oder -modulen erzeugte Wärme an die Abdeckung 13 der Wärmeableitungsverkleidung 10 leiten. Beispielsweise kann das Netzteil 1 auch ein anderes Wärmeerzeugungsmodul 90 aufweisen. Das Wärmeerzeugungsmodul 90 befindet sich in dem Aufnahmeraum S der Wärmeableitungskleidung 10, und die Oberseite des Wärmeerzeugungsmoduls 90 ist thermisch mit den zweiten Wärmerohren 30 gekoppelt, so dass die von dem Wärmeerzeugungsmodul 90 während des Betriebs erzeugte Wärme über die zweiten Wärmerohre 30 und die Abdeckung 13 abgeleitet werden kann. Es sei darauf hingewiesen, dass das Wärmeerzeugungsmodul 90 eine optionale Komponente ist und nach Bedarf ausgelassen oder hinzugefügt werden kann.
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Es wird im Folgenden Bezug genommen auf 4 und 5. 4 zeigt eine explodierte Ansicht eines Netzteils gemäß einer zweiten Ausführungsform der Offenbarung. 5 zeigt eine Querschnittsansicht des Netzteils in 4.
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Das Netzteil 1a dieser Ausführungsform ähnelt dem oben unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschriebenen Netzteil 1 und weist ebenfalls eine Wärmeableitungsverkleidung 10a, eine Vielzahl erster Wärmerohre 20a, eine Vielzahl zweiter Wärmerohre 30a, eine Leiterplatte 40a, ein wärmeleitfähiges Gehäuse 50a, ein Wärmeerzeugungsmodul 60a, eine Vielzahl wärmeleitfähiger Blöcke 70a und 75a und ein wärmeleitfähiges Fluid 80a auf. Der Unterschied zwischen dem Netzteil 1a dieser Ausführungsform und dem unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschriebenen Netzteil 1 besteht hauptsächlich in der Form der zweiten Wärmerohre. Wie in 4 gezeigt, sind die zweiten Wärmerohre 30a des Netzteils 1a dieser Ausführungsform gerade stabförmig. Was die detaillierten Strukturen der oben genannten Komponenten und die Verbindungsbeziehung zwischen ihnen in dieser Ausführungsform betrifft, so wird auf die Beschreibungen der vorherigen Ausführungsform verwiesen, und die folgenden Absätze werden nicht wiederholt eingeführt.
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Es wird Bezug genommen auf 6 und 7. 6 zeigt eine explodierte Ansicht eines Netzteils gemäß einer dritten Ausführungsform der Offenbarung. 7 zeigt eine Querschnittsansicht des Netzteils in 6.
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Das Netzteil 1b dieser Ausführungsform ähnelt dem unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschriebenen Netzteil 1 und weist ebenfalls eine Wärmeableitungsverkleidung 10b, eine Vielzahl von Wärmerohren 20b, eine Leiterplatte 40b, ein wärmeleitfähiges Gehäuse 50b, ein Wärmeerzeugungsmodul 60b, eine Vielzahl von wärmeleitfähigen Blöcken 70b und ein wärmeleitfähiges Fluid 80b auf. Der Hauptunterschied zwischen dem Netzteil 1b dieser Ausführungsform und dem unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschriebenen Netzteil 1 ist, dass das Netzteil 1b nicht das zweite Wärmerohr 30 jedoch einen Lüfter 30b aufweist. Im folgenden Abschnitt wird hauptsächlich die Position des Lüfters 30b in dem Netzteil 1b eingeführt, während für die detaillierten Strukturen anderer Komponenten des Netzteils 1b und die Verbindungsbeziehungen zwischen ihnen auf die Beschreibungen der vorherigen Ausführungsformen Bezug genommen werden kann und diese nicht wiederholt eingeführt werden.
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In dieser Ausführungsform weist eine Abdeckung 13b der Wärmeableitungsverkleidung 10b eine Vielzahl von Lüftungslöchern 132b auf, die mit einem Aufnahmeraum S der Wärmeableitungsverkleidung 10b verbunden sind. Der Lüfter 30b befindet sich in dem Aufnahmeraum der Wärmeableitungsverkleidung 10b und entspricht den Lüftungslöchern 132b der Abdeckung 13b. Der Lüfter 30b befindet sich oberhalb des wärmeleitfähigen Gehäuses 50b, so dass das wärmeleitfähige Gehäuse 50b sich zwischen der Leiterplatte 40b und dem Lüfter 30b befindet. Der Lüfter 30b ist dazu ausgebildet, einen Luftstrom in Richtung des wärmeleitfähigen Gehäuses 50b zu blasen, so dass der Luftstrom einen Wärmeaustausch mit dem wärmeleitfähigen Gehäuse 50b durchführen kann, das die von dem Wärmeerzeugungsmodul 60b erzeugte Wärme über das wärmeleitfähige Fluid 80b absorbiert und dadurch Wärme abführt.
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Gemäß den wie in den vorstehenden Ausführungsformen erläuterten Netzteilen, befinden sich die ersten Wärmerohre in dem Aufnahmeraum der Wärmeableitungsverkleidung und stehen in thermischem Kontakt mit der Basis der Wärmeableitungsverkleidung, und die Stifte des Wärmeerzeugungsmoduls sind durch die Leiterplatte angeordnet und über die beiden leitfähigen Blöcke mit dem ersten Wärmerohr thermisch gekoppelt, so dass die von dem Wärmeerzeugungsmodul erzeugte Wärme über die beiden wärmeleitfähigen Blöcke und das erste Wärmerohr schnell zu der Basis und den Seitenplatten der Wärmeableitungsverkleidung geleitet werden kann. Dadurch können die Basis und die Seitenplatten der Wärmeableitungsverkleidung mit ihrer großen Oberfläche einen Wärmeaustausch mit dem Außenluftstrom durchführen, so dass von dem Wärmeerzeugungsmodul erzeugte Wärme schnell abgeleitet werden kann.
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Außerdem ist das Wärmeerzeugungsmodul über das wärmeleitfähige Fluid, das wärmeleitfähige Gehäuse und die beiden wärmeleitfähigen Blöcke mit den zweiten Wärmerohren thermisch gekoppelt, so dass die von dem Wärmeerzeugungsmodul während des Betriebs erzeugte Wärme über das wärmeleitfähige Fluid, das wärmeleitfähige Gehäuse, die beiden wärmeleitfähigen Blöcke und die zweiten Wärmerohre an die Abdeckung der Wärmeableitungsverkleidung geleitet werden kann. Infolgedessen kann das Wärmeerzeugungsmodul nicht nur einen Wärmeleitweg aufweisen, der die Wärme an die Basis leitet, sondern auch einen anderen Wärmeleitweg, der die Wärme an die Abdeckung leitet, die der von dem Wärmeerzeugungsmodul während des Betriebs erzeugten Wärme ermöglicht, schneller an die gesamte Wärmeerzeugungsverkleidung geleitet zu werden, wodurch die Wärmeableitungseffizienz an das Wärmeerzeugungsmodul weiter verbessert wird.
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Obwohl die vorliegende Offenbarung anhand der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen offenbart ist, sind diese nicht dazu gedacht, den Umfang der Offenbarung einzuschränken. Jeder Fachmann kann leichte Änderungen und Verfeinerungen im Rahmen des Wesens und des Umfangs der vorliegenden Offenbarung vornehmen. Daher sollte der Umfang der Ansprüche der vorliegenden Offenbarung auf der Grundlage der dieser Beschreibung beigefügten Ansprüche bestimmt werden.
