DE2947000C2 - Gehäuse für elektronische Vorrichtungen - Google Patents
Gehäuse für elektronische VorrichtungenInfo
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- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/2029—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant with phase change in electronic enclosures
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
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Description
Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für elektronische Vorrichtungen, die wärmeerzeugende Elemente aufweisen, mit wenigstens einem ersten, vertikalen Wandteil,
welches gegenüber der Außenluft abgeschlossene Kanäle enthält, in denen sich verdampf- und kondensierbare Flüssigkeit befindet, wobei die wärmeleitende Verbindung mit den wärmeerzeugenden Elementen am unteren, einen Wärmeaufnahmeteil bildenden Endabschnitt des vertikalen Wandteils herzustellen ist.
Ein derartiges Gehäuse geht aus der DE-AS 12 84 506
als bekannt hervor.
Wenn elektronische Vorrichtungen, wie z. B. ein Leistungsverstärker in einem Gehäuse angeordnet wird, ist
es erforderlich, die beim Betrieb erzeugte Wärme abzuleiten. Häufig werden mit Rippen ausgebildete Wärmeabstrahlblöcke verwendet, an denen die besonders viel
Wärme erzeugenden Elemente, wie z. B. Leistungstransistoren befestig! werden. Um eine wirkungsvolle Wärmeableitung zu erzielen, muß die Gesamtoberfläche der
Wärmeabstrahlblöcke und der Rippen groß sein. Dies führt dazu, daß das Volumen und das Gewicht der Wärmeabstrahlblöcke zunehmen. Wenn eine ausreichend
große Oberfläche vorgesehen ist, wird der Wärmeübertragungsweg von den die Wärme erzeugenden Elementen zu der Abstrahlfläche groß, so daß sich ein relativ
großer thermischer Widerstand ergibt.
Es ist auch bekannt, zum Ableiten der von einem elektronischen Bauteil erzeugten Wärme dieses an einer
wärmeleitenden Platte anzuordnen, die vertikal ausgerichtet ist und geschlossene Kanäle aufweist, in denen
sich eine verdampf- und kondensierbare Flüssigkeit befindet. Die von dem Bauelement abgegebene Wärme
bewirkt, daß die Flüssigkeit in den Kanälen in einem Bereich verdampft und sich in einem anderen Bereich
wieder kondensiert und in den erstgenannten Bereich
zurückfließt
Aus der DE-AS 12 84506 sind zur Befestigung von
wänrieerzeugenden, elektronischen Bauelementen Trägerbleche bekannt, bei denen zur Kühlung der Bauelemente dieses Prinzip einer Verdampfungskühlung vor
gesehen ist Diese Trägerbleche können auch ein oder mehrere Gehäuse bilden. Bei diesen Trägerblechen ist
der Wärmewiderstand zur Übertragung der Wärme von den elektronischen Bauelementen zu dem Bereich der
ίο eine verdampf- und kondensierbare Flüssigkeit enthaltenden Kanälen relativ groß, so daß zwar eine relativ
gute Kühlung erzielt werden kann, jedoch wegen des genannten Wärmewiderstandes die Packungsdichte der
zxi befestigenden elektronischen Bauteile nicht sehr
git)ß sein darf, um eine ausreichende Kühlung zu erreichen.
Aus der US-PS 32 26 602 sind-Befestigungsplatten
aus insbesondere Metall zur Aufnahme elektronischer Bauteile bekannt In diesen Befestigungsplatten ist ein
geschlossenes Kanalsystem ausgebildet, welches eine verdampf- und kondensierbare Flüssigkeit enthält
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gehäuse der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, eine bessere Kühlung der wärmeerzeugenden EIe-
mente zu erreichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß die Querschnittsflache des Wandteils durch Ausbildung von Ausnehmungen in einem Bereich oberhalb des
unteren Endabschnittes verringert ist, wodurch
zwischen dem unteren Endabschnitt und dem oberen
Abschnitt des Wandteils ein vorbestimmter Wärmewiderstand herstellbar ist
Dadurch, daß erfindungsgemäß die Querschnittsfläche des Wandteils zwischen ihrem unteren Endab-
schnitt, an dem die wärmeerzeugenden Elemente anzubringen sind, und ihrem oberen Abschnitt verringert ist
kann zwischen diesen Abschnitten ein vorbestimmter Wärmewiderstand hergestellt werden. Wegen der dadurch hervorgerufenen, verminderter, Wärmeleitfähig-
keit »konzentriert« sich die Wärmeableitung auf eine Verdampfung der in den Kanälen vorhandenen Flüssigkeit im unteren Bereich. Die Wärmeabfuhr mittels Verdampfung ist äußerst wirkungsvoll, so daß eine gute
Kühlleistung erzielt wird. Wenn keine Verringerung der
Querschnittsfläche des Wandteils zwischen ihrem oberen und unteren Abschnitt vorgesehen ist, so besteht die
Gefahr, daß auch der obere Wandteil so weit erwärmt wird, daß die in den Kanälen eingeschlossene Flüssigkeit in dem oberen Wandteil nicht kondensiert und im
dampfförmigen Aggregatszustand verbleibt Um dieses in einem solchen Fall zu verhindern, müßte das vertikale
Wandteil sehr groß ausgebildet werden, um einen Bereich zu schaffen, der eine solche Temperatur aufweist,
bei der eine Kondensation der in den Kanälen einge
schlossenen Flüssigkeit erfolgt
Mithin wird durch die Erfindung einerseits eine sehr wirkungsvolle Kühlung erreicht und andererseits ist es
in vorteilhafter Weise nicht erforderlich, daß das Wandteil insbesondere in der vertikalen Richtung eine große
Aus der vorgenannten DE-AS 12 84 506 ist es zwar bekannt, einen Schlitz in einem Trägerblech vorzusehen, durch den die Wärmeleitung im Blech selbst unter-'
brachen wird, so daß ein Temperaturausgleich zwischen
den beiden Trägerblechteilen verhindert wird. Diese
Maßnahme ist dort jedoch getroffen, um die beiden Trägerblechteile auf unterschiedlichen Temperaturen zu
halten.
Vorteilharte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes
ergeben sich aus den Unteransprüchen,
Der Erfindungsgegenstand wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die
Zeichnungen näher erläutert Es zeigen
Fig. 1—4 jeweils ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 1-zeigt ein vertikales Wandteil 3, auf dessen einer
Seite an fljrem unteren Endabschnitt 5 elektronische,
wärmeerzeugende Bauteile 6 befestigt sind. Auf der dieser Seite gegenüberliegenden Seite des-Wandteils
3 rind im oberen Bereich Kühlrippen 24 vorgesehen. In dem Wandteil sind gegenüber der Außenluft
abgeschlossene Kanäle 4 ausgebildet, die eine verdampf-
und kondensierbare Flüssigkeit enthalten.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Querschnittsfläche des Wandteils 3 zwischen ihrem unteren Endabschnitt
5 und ihrem oberen Abschnitt dadurch verringert, daß mehrere Durchbrechungen 27 vorgesehen
sind, die sich in Richtung der Dickenabmessung des Wandteiis 3 durch diesen hindurch ersirecken. Dadurch
wird die Wärmeleitung zwischen dem unteren Endabschnitt 5 und dem -oberen Abschnitt des Wandteils 3
verringert, so daß die von den Bauelementen 6 abgegebene Wärme im unteren Endabschnitt 5 konzentriert
wird und eine solche Erwärmung des oberen Abschnittes des Wandteils 3 verhindert wird, die eine Kondensation
der in den Kanälen 4 enthaltenen Flüssigkeit im oberen Abschnitt des Wandteils 3 beeinträchtigen würde.
Bei dem in Fig.2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Wandteil mit dem Bezugszeichen 26 bezeichnet
Dieses Ausführungsbeispiel ist dem in F i g. 1 gezeigten sehr ähnlich, weist jedoch keine Kühlrippen auf. Die
Durchbrechungen sind als durchgehende, kreisförmige Bohrungen 27 ausgebifdet Die Bezugszeichen 4,5 und 6
bezeichnen die gleichen Teile wie in F i g. 1.
Bei dem in F i g. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel, bei dem das Wandteil mit 26 bezeichnet ist, sind ebenso
wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 Kühlrippen 24 vorgesehen. Mit den Bezugszeichen 4,5 und 6
sind die gleichen Bauteile wie in F i g. 1 bezeichnet
Bei dem in F i g. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist
die Querschnittsfläche des Wandteils 26 zwischen seinem unteren Endabschnitt 5 und seinem oberen Abschnitt
dadurch verringert, daß eine sich in Längsrichtung erstreckende Bohrung 28 vorgesehen ist Die durch
diese Bohrung 28 erzielte Verringerung der Querschnittsfläche des Wandteils führt zu den analogen Bedingungen
im Hinblick s?if eine Wärmekonzentration und eine Kondensation der Flüssigkeit im oberen Abschnitt
des Wandteils 26, wie es im Zusammenhang mit der F i g. 1 erläutert worden ist
Fig.4 zeigt eine Ausführungsform, die mit der in
F i g. 1 gezeigten mit der Ausnahme übereinstimmt, daß
hier statt der Durchbrechungen 27 in Fig. 1 Ausnehmungen
29 in den Wandteil 26 in einem Bereich zwischen ihrem unteren Endabschnitt 5 und ihrem oberen
Abschnitt vorgesehen sind. Auch diese Ausnehmungen 23 rufen die erwünschte Verringerung der Querschnitts- to
fläche des Wandteils in diesem Bereich hervor, so daß die gleichen Wirkungen erzielt werden, wie sie im Zusammenhang
mit der F i g. 1 erläutert worden sind.
In vorteilhafter Weise wird durch die bei diesen gezeigten Ausführungsbeispielen vorgenommene Verringerung
der Querschnittsfläche zwischen dem unteren Endabschnitt des Wandteils und seinem oberen Abschnitt
eine Wärmekonzentration im Bereich des unteren Endabschnittes erreicht, in dem die elektronischen,
wärmeerzeugenden Bauteile 6 angeordnet sind. Die Verringeruüg der Querschnittsfläche des Wandteils Hi
einem Zwischenbereich, der dem unteren Endabschnitt folgt, stellt sicher, daß der obere Abschnitt des Wandteils
nicht soweit erwärmt wird, daß dort die Flüssigkeit in den Kanälen nicht kondensiert
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Gehäuse für elektronische Vorrichtungen, die wärmeerzeugende Elemente aufweisen, mit wenigstens einem ersten, vertikalen Wandten, welches gegenüber der Außenluft abgeschlossene Kanäle enthält, in denen sich verdampf- und kondensierbare
Flüssigkeit befindet, wobei die wärmeleitende Verbindung mit den wärmeerzeugenden Elementen am
unteren, einen Wärmeaufnahmeteil bildenden Endabschnitt des vertikalen Wandteils herzustellen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des Wandteils (3; 26) durch Ausbildung von Ausnehmungen (27; 28; 29) in einem Bereich oberhalb des unteren Endabschnittes (5) verringert ist, wodurch zwischen dem unteren Endabschnitt (5) und dem oberen Abschnitt des Wandteils
(3; 26) ein vorbestimmter Wärmewiderstand herstellbar ist
2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen eine sich in Querrichtung innerhalb des Wandteils (26) erstreckende
Durchbohrung (28) sind.
3. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen durch mehrere
Durchbrechungen (27) gebildet sind, die sich in Richtung der Dickenabmessung des Wandteils (3) erstrecken.
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