DE20208670U1

DE20208670U1 - Heatsink with improved airflow efficiency

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Publication number: DE20208670U1
Application number: DE20208670U
Authority: DE
Original assignee: Enlight Corp
Current assignee: Enlight Corp
Priority date: 2002-06-04
Filing date: 2002-06-04
Publication date: 2002-09-19
Anticipated expiration: 2012-06-05

Description

Enlight Corporation
15-16, Ting-Hu, Takang
Kwei-Shan
Taoyuan Hsien
Taiwan, R.O.C.Enlight Corporation
15-16, Ting-Hu, Takang
Kwei Shan
Taoyuan Hsien
Taiwan, ROC

14136 RE-ph
04. Juni 200214136 RE-ph
04 June 2002

KÜHLKÖRPER MIT VERBESSERTER LUFTSTRÖMUNGSEFFIZIENZHEATSINK WITH IMPROVED AIRFLOW EFFICIENCY

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kühlkörper mit verbesserter Luftströmungseffizienz, der aus einem Kühlkörper und einem Kühlventilator aufgebaut ist.The present invention relates to a heat sink with improved air flow efficiency, which is constructed of a heat sink and a cooling fan.

Da die Rechengeschwindigkeit der gegenwärtigen CPUs laufend verbessert und erhöht wird, benötigen diese eine angemessenere Abkühlung bei höheren Temperaturen der Abwärme während dem Betrieb, um die Stabilität des Computersystems beim Betrieb weiter gewährleisten zu können. Gegenwärtig stellt die Kühlung der CPU das dringendste Problem der durch Intel und AMD hergestellten P4-CPUs dar. Der herkömmliche Kühlkörper für CPUs der Serie P4 oder höher ist jedoch für diesen Zweck unzureichend, was zu einer Unstabilität des Computersystems während dem Betrieb oder zu einer Überhitzung der CPU führt. Angesichts dieses Problems hat sich die Herstellindustrie mit der Verbesserung der Kühleffizienz des Kühlkörpers auseinandergesetzt, um den Anforderungen beim Betrieb der CPUs der Serie P4 und höher zu entsprechen.As the computing speed of current CPUs is constantly improved and increased, they require more appropriate cooling at higher waste heat temperatures during operation to further ensure the stability of the computer system during operation. At present, CPU cooling is the most pressing problem of P4 CPUs manufactured by Intel and AMD. However, the conventional heat sink for P4 series or higher CPUs is insufficient for this purpose, resulting in instability of the computer system during operation or overheating of the CPU. In view of this problem, the manufacturing industry has been focusing on improving the cooling efficiency of the heat sink to meet the requirements of P4 series and higher CPUs during operation.

Zudem besitzen die herkömmlichen Kühlkörper mit dem Zentrifugalkühlventilator eine hohe Rotationsgeschwindigkeit. Trotz der Ableitung der Abwärme mit hoher Geschwindigkeit hängt die praktische Effizienz vom Installationsraum des Kühlventilators ab, wenn diese für den effektiven Kühlbereich der CPU angewandt wird, was somit zu einem begrenzten Ableitungsraum führt, wodurch die Kühleffizienz dieses effektiven Kühlbereichs wiederum eingeschränkt wird. Dies stellt einen bedeutenden Nachteil der herkömmlichen Kühlventilatoren dar. Außerdem erzeugen die Flügel des Zentrifugalkühlventilators beim Betrieb wegen der hohen Rotationsgeschwindigkeit zum Ableiten des Luftstromes relativ viel Lärm, so daß er die Anforderungen der Geräuschschutznormen für die gegenwärtigen Computerartikel nicht erfüllt. Mit der zunehmend größeren Betonung der gegenwärtigen Herstellindustrie auf geräuscharme Kühlkörper können die herkömmlichen Kühlkörper allmählich diesen Anforderungen nicht mehr entsprechen.In addition, the conventional heat sinks with the centrifugal cooling fan have a high rotation speed. Despite the high-speed dissipation of waste heat, the practical efficiency depends on the installation space of the cooling fan when it is applied to the effective cooling area of the CPU, thus resulting in a limited dissipation space, which in turn limits the cooling efficiency of this effective cooling area. This is a major disadvantage of the conventional cooling fans. In addition, the blades of the centrifugal cooling fan generate relatively high noise during operation due to the high rotation speed to dissipate the airflow, so it does not meet the requirements of the noise control standards for the current computer products. With the increasing emphasis of the current manufacturing industry on low-noise heat sinks, the conventional heat sinks gradually cannot meet these requirements.

Angesichts der Anforderung zur Kühlung der gegenwärtigen CPUs und der Geräuschschutznormen für Computerartikel hat sich der Erfinder mit einer Verbesserung der Kühlkörper befaßt und daher den erfindungsgemäßen Kühlkörper mit verbesserter Luftströmungseffizienz entwickelt. Nachstehend sollen die Technik und die Merkmale anhand der Veranschaulichung auf den beigelegten Zeichnungen der vorliegenden Erfindung näher erläutert werden.In view of the requirement for cooling of the current CPUs and the noise protection standards for computer goods, the inventor has been concerned with improving the heat sinks and has therefore developed the heat sink of the present invention with improved air flow efficiency. Hereinafter, the technique and features of the present invention will be explained in more detail with reference to the illustration in the accompanying drawings.

Fig. 1 zeigt eine dreidimensionale Darstellung der vorliegenden Erfindung.Fig. 1 shows a three-dimensional representation of the present invention.

Fig. 2 zeigt eine dreidimensionale Darstellung der vorliegenden Erfindung im auseinandergenommenen Zustand.Fig. 2 shows a three-dimensional representation of the present invention in the disassembled state.

Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Kühlkörpers.Fig. 3 shows a sectional view of the heat sink according to the invention.

Fig. 4 zeigt eine Darstellung des Vorgangs bei der Sammlung und Ableitung der Abwärme mit dem erfindungsgemäßen Kühlkörper.Fig. 4 shows a representation of the process of collecting and dissipating waste heat with the heat sink according to the invention.

Fig. 5 zeigt eine Darstellung der vorliegenden Erfindung mit den Stützplatten, deren Oberseiten zum Halten des Kühlventilators nach außen hervorstehend gebogen sind.Fig. 5 shows an illustration of the present invention with the support plates whose tops are bent outwardly to hold the cooling fan.

Fig. 6 zeigt eine Schnittansicht des rechteckigen Wärmesammlungsbereichs der vorliegenden Erfindung.Fig. 6 shows a sectional view of the rectangular heat collecting area of the present invention.

Fig. 7 zeigt eine Darstellung der vorliegenden Erfindung mit zwei abgeschrägten Seiten des erfindungsgemäßen Kühlkörpers.Fig. 7 shows a representation of the present invention with two beveled sides of the heat sink according to the invention.

Wie dies in den Fig. 1 bis 4 gezeigt ist, besteht der Kühlkörper mit höherer Luftströmungseffizienz nach der vorliegenden Erfindung aus einem KühlkörperAs shown in Figs. 1 to 4, the heat sink with higher air flow efficiency according to the present invention consists of a heat sink

1 und einem Kühlventilator 2, wodurch der in einem Bauteil ausgeführte Kühlkörper 1 ein allmählich erweitertes Design mit einem kleiner ausgeführten Untersatz aufweist, um somit den effektiven Kühlbereich oben auf dem Kühlkörper 1 mit einem daraufmontierten größer ausgeführten Kühlventilator1 and a cooling fan 2, whereby the heat sink 1 implemented in a component has a gradually expanded design with a smaller base, in order to thus increase the effective cooling area on top of the heat sink 1 with a larger cooling fan mounted thereon.

2 zu erhalten.2 to receive.

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Unten weist der Kühlkörper 1 eine Trägerplatte 11 auf, die so ausgeführt ist, daß sie eng an die CPU 4 montiert werden kann. Oben auf dieser Trägerplatte 11 befindet sich ein solider Wärmesammelbereich 12 mit mehreren Kühlrippen 13, die der Länge nach angordnet sind und sich in einem regelmäßigen Abstand auf dem Rand zueinander befinden, so daß die im Wärmesammelbereich 12 angesammelte Abwärme schnell abgeleitet werden kann.At the bottom, the heat sink 1 has a carrier plate 11 which is designed so that it can be mounted closely to the CPU 4. On top of this carrier plate 11 there is a solid heat collecting area 12 with several cooling fins 13 which are arranged lengthwise and are located at a regular distance from one another on the edge so that the waste heat accumulated in the heat collecting area 12 can be quickly dissipated.

Der solide Wärmebereich 12 kann quer angeordnet sein, wobei dessen Mitte leicht höher ist und die beiden äußeren Enden allmählich abfallen. Dieser solide Wärmesammelbereich 12 unten am Kühlkörper 1, dessen Mitte dicker und die beiden Seiten allmählich dünner ausgeführt sind, um das Gewicht niedriger zu halten sowie um Materialkosten einzusparen sowie um die von der CPU 4 während dem Betrieb erzeugte Abwärme vollständig im soliden Wärmesammelbereich 12 zu sammeln, ermöglicht, daß die Sammlung und Ableitung der Abwärme auf eine möglichst effiziente Weise erfolgt. Gleichzeitig enspricht die Wärmeableitung durch Abstrahlung nach außen (wie in Fig. 4 gezeigt) den Anforderungen für die beste Wärmeableitungseffizienz, wodurch sich das erweiterte Design auszeichnet. Der solide Wärmesammelbereich 12 kann ebenfalls wie üblich rechteckig und quer ausgeführt sein (siehe Fig. 6).The solid heat area 12 may be arranged transversely with its center being slightly higher and the two outer ends gradually sloping. This solid heat collection area 12 at the bottom of the heat sink 1, whose center is thicker and the two sides are gradually thinner in order to keep the weight lighter and to save material costs and to completely collect the waste heat generated by the CPU 4 during operation in the solid heat collection area 12, enables the collection and dissipation of the waste heat to be carried out in the most efficient manner. At the same time, the heat dissipation by radiation to the outside (as shown in Fig. 4) meets the requirements for the best heat dissipation efficiency, which is characterized by the advanced design. The solid heat collection area 12 may also be rectangular and transverse as usual (see Fig. 6).

Um den CPUs der Serie P4 und höher zu entsprechen, funktioniert der Kühlkörper 1 nach der vorliegenden Erfindung zusammen mit einem großen Kühlventilator 2, mit dem eine hohe Luftströmungseffizienz sichergestellt wird,To match the P4 series CPUs and above, the heatsink 1 according to the present invention works together with a large cooling fan 2 to ensure high airflow efficiency,

um die Kühlungseffizienz zu verbessern. Zum Montieren des großen Kühlventilators 2 oben auf dem Kühlkörper 1 erstrecken sich beide Seiten der Trägerplatte 11 schräg verlaufend nach oben, wodurch die Stützplatten 14 gebildet werden, die höher sind als die Kühlrippen 13. Die U-förmigen Tröge 141 oben auf diesen Stützplatten 14 ermöglichen ein Montieren des großen Kühlventilators 2 oben auf dem Kühlkörper 1, wobei diese Montage mit Hilfe der Schrauben 3 erfolgt. Gleichzeitig weisen beide Innenseiten dieser U-förmigen Tröge 141 für die Schrauben 3 je ein Gewinde auf, um ein festeres und sicheres Positionieren zu gewährleisten. Die Oberseiten der Stützplatten können als flach ausgeführte Plättchen 143 (siehe Fig. 5) ausgeführt sein, so daß der große Kühlventilator 2 auf einfachere Weise oben auf dem Kühlkörper 1 mit den Schrauben 3 positioniert und montiert werden kann, wobei dieser große Kühlventilator 2 zu einer Führung des Luftstromes dient.to improve cooling efficiency. To mount the large cooling fan 2 on top of the heat sink 1, both sides of the support plate 11 extend obliquely upwards, forming the support plates 14 which are higher than the cooling fins 13. The U-shaped troughs 141 on top of these support plates 14 enable the large cooling fan 2 to be mounted on top of the heat sink 1, this mounting being carried out with the aid of the screws 3. At the same time, both inner sides of these U-shaped troughs 141 each have a thread for the screws 3 to ensure firmer and safer positioning. The tops of the support plates can be designed as flat plates 143 (see Fig. 5), so that the large cooling fan 2 can be positioned and mounted more easily on top of the heat sink 1 with the screws 3, this large cooling fan 2 serving to guide the air flow.

Bei dieser Ausführungsform gewährleistet der oben auf dem Kühlkörper 1 montierte große Kühlventilator 2 eine höhere Luftströmungseffizienz. Die nach oben hervorstehenden Stützplatten 14, mit denen ein Führungsbereich abgedichtet wird, wird eine Abschrägung auf beiden Seiten des Kühlkörpers 1 gebildet, um eine kontinuierliche und mittlere Konvektion der durch den großen Kühlventilator 2 eingesogenen kühleren Luft und der Abwärme von den Kühlrippen 13 aller Wärmeabsorptionsleiter sicherzustellen, womit die Kühlungseffizienz voll genutzt und womit wiederum diese Kühlungseffizienz des erfindungsgemäßen Kühlkörpers 1 optimiert wird.In this embodiment, the large cooling fan 2 mounted on top of the heat sink 1 ensures higher air flow efficiency. The upwardly projecting support plates 14 sealing a guide portion are formed with a bevel on both sides of the heat sink 1 to ensure continuous and moderate convection of the cooler air drawn in by the large cooling fan 2 and the waste heat from the cooling fins 13 of all heat absorption conductors, thus making full use of the cooling efficiency and in turn optimizing this cooling efficiency of the heat sink 1 according to the invention.

Außerdem kann der große Kühlventilator 2 oben auf dem Kühlkörper nach derIn addition, the large cooling fan 2 on top of the heatsink can be

vorliegenden Erfindung als ein Kühlventilator mit einer niedrigeren
Rotationsgeschwindigkeit der Flügel ausgeführt sein, um das Geräusch
während dem Erzeugen der Luftströmung zu reduzieren. Eine solche
Ausfuhrung entspricht den Anforderungen der Geräuschschutznormen und bietet gleichzeitig eine praktischere Anwendbarkeit an.present invention as a cooling fan with a lower
Rotation speed of the blades to reduce the noise
during the generation of the air flow. Such a
Design meets the requirements of noise protection standards and at the same time offers more practical applicability.

Bei der Anwendung des Kühlkörpers 1 nach der vorliegenden Erfindung in einer CPU 4 für die Luftströmung und zum Kühlen wird die DichtigkeitWhen the heat sink 1 according to the present invention is used in a CPU 4 for air flow and cooling, the tightness

zwischen diesem Kühlkörper 1 und der CPU 4 durch die erhöhten elektrischen Bauteile um die CPU 4 herum auf der Hauptplatine direkt beeinflußt, wodurch wiederum die Luftströmungseffizienz beeinflußt wird. Daher können beide Seiten des Kühlkörpers 1 für ein praktischeres Montieren in abfallender Form 15 oder abgeschrägter Form 16 (siehe Fig. 7) ausgeführt sein.between this heat sink 1 and the CPU 4 is directly affected by the raised electrical components around the CPU 4 on the motherboard, which in turn affects the air flow efficiency. Therefore, both sides of the heat sink 1 can be designed in a sloping shape 15 or a beveled shape 16 (see Fig. 7) for more convenient mounting.

Claims

1. A heat sink with improved air flow efficiency, mainly consisting of a heat sink ( 1 ) and a large cooling fan ( 2 ), characterized in that:
the heat sink ( 1 ) embodied in a component has a gradually widening design with a smaller base, both sides of this heat sink ( 1 ) having two support plates ( 14 ) extending obliquely upwards to form a larger area on top of this heat sink ( 1 ); this heat sink ( 1 ) enables improved air flow guidance by means of the cooling fan ( 2 ) mounted thereon, this larger cooling fan ( 2 ) serving to conveceate air on top of the support plates ( 14 ); at the same time, the space sealed with the two support plates ( 14 ) has a continuous and medium convection of the cool air sucked in by the large cooling fan ( 2 ) and the waste heat coming from the cooling fins ( 13 ) of the heat sink ( 1 ), thereby optimizing the cooling efficiency; a plurality of cooling fins ( 13 ) are arranged between a pair of support plates ( 14 ) and on top of the solid heat collecting area at the bottom of the heat sink ( 1 ).

2. The heat sink with improved air flow efficiency according to claim 1, characterized in that the upper sides of the support plates ( 14 ) are designed as U-shaped troughs ( 141 ) or outwardly extending plates, onto which the large cooling fan ( 2 ) can then be attached with the screws ( 3 ).

3. The heat sink with improved air flow efficiency according to claim 1, characterized in that both sides of the heat sink 1 are designed in a sloping shape ( 15 ) or in a beveled shape ( 16 ) for easier assembly.