DE4310556A1 - Wärmerohr-Radiator für elektronische Einrichtungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmerohr-Radiator zum Kühlen von wärmeerzeugenden Komponenten.

In neueren elektronischen Einrichtung sind die wärmeerzeugen­ den Komponenten, wie z. B. LSI (große integrierte Schaltkreise) mit hoher Anordnungsdichte auf gedruckten Schaltungsplatten angeordnet, und eine große Anzahl dieser gedruckten Schaltungsplatten ist mit kleinem Abstand zwischen den Schal­ tungsplatten in einen Rahmen eingeschoben. Dadurch wird die Wärmeerzeugungsrate innerhalb jeder elektronischen Einrichtung deutlich erhöht, und ein herkömmlicher Luftstrom-Kühlungsra­ diator, welcher eine Ventilatoreinheit verwendet, hat die Grenze seiner Kühlfähigkeit bzw. Kapazität erreicht. Zusätz­ lich ist der Raum zum Anordnen für jeden Radiator enger gewor­ den, und die Wärmeabstrahlung innerhalb der elektronischen Einrichtungen hat eine äußerst schwierige Situation erreicht.

Nun wird ein Kühlungsaufbau verwendet, in dem ein Wärmerohr auf einer wärmeerzeugenden Komponente angebracht ist, und die in einem Verdampfungsbereich des Wärmerohrs absorbierte Wärme wird zu einem Kondensationsbereich in dem Wärmerohr transpor­ tiert, um die Wärme abzustrahlen. Da Wärmerohre durch Dampf eine große Menge latenter Wärme mit hoher Geschwindigkeit transportieren, transportieren Wärmerohre die Wärme bei einem geringen Temperaturunterschied zwischen dem Verdampfungsbe­ reich und dem Kondensationsbereich. Zusätzlich sind Wärme­ rohr-Radiatoren weitgehend dazu verwendet worden, Halbleiter­ elemente, wie z. B. LSI, zu kühlen, da die Wärmerohre ein her­ vorragendes Wärmeansprechverhalten aufweisen.

Fig. 10 ist eine schematische, perspektivische Ansicht, welche einen herkömmlichen Wärmerohr-Radiator darstellt. Bei diesem Radiator sind die auf einer gedruckten Schaltungsplatte 2 an­ gebrachten wärmeerzeugenden Komponenten, wie z. B. ein LSI 3, direkt oder durch eine Transportplatte 4 in Kontakt mit dem Verdampfungsbereich (Erwärmungsbereich) eines Wärmerohrs 1 gebracht, eine plattenartige Abstrahl-Rippe 5 ist direkt auf dem Kondensationsbereich (Kühlungsbereich) des Wärmerohrs 1 angebracht. Die in dem LSI 3 erzeugte Wärme wird durch die Plattenrippe 5 in die Umgebung (Umgebungsluft) abgegeben. Als Aufbau eines Wärmeabstrahlungselements, welches auf dem Ver­ dampfungsbereich des Wärmerohrs 1 angebracht werden soll, gibt es den in Fig. 10 dargestellten Plattentyp, und einen festen Typ, in welchem die Rippe und eine Wärmeleitplatte aus einem einzigen festen Stück von extrudiertem Aluminiummaterial ge­ formt sind, wie ebenso in Fig. 11 dargestellt.

Um den Betrieb von elektronischen Einrichtungen zu verbessern, werden die elektronischen Komponenten jedoch auf jeder ge­ druckten Schaltungsplatte mit einer großen Dichte angeordnet, und gleichzeitig wird der Abstand zwischen den nebeneinander liegenden gedruckten Schaltungsplatten kleiner, um mehrere gedruckte Schaltungsplatten in einen Rahmen einschieben zu können. Dementsprechend hat in den letzten Jahren die Wärmeer­ zeugungsrate zugenommen.

Daher reicht das herkömmliche Kühlverfahren, bei welchem die Rippe direkt auf wärmeerzeugende Komponenten montiert wird, nicht mehr aus, es ist jedoch ebenso schwierig geworden, die Wärmeabstrahlung selbst mit dem herkömmlichen Wärmerohr-Radia­ tor, wie oben beschrieben, durchzuführen.

Wenn man z. B. die Dimensionen des Kühlungsbereichs des in Fig. 10 dargestellten Wärmeradiators betrachtet, sind die Dimensio­ nen a, b und c jeweils durch die Größe der gedruckten Schal­ tungsplatte 2, den Abstand zwischen den gedruckten Schaltungs­ platten und die Größe des Rahmens bestimmt, und daher wird, je höher die erreichte Anordnungsdichte ist, der Wärmeabstrah­ lungsraum darin kleiner. Dann ist es nötig, ein hochentwickel­ tes Kühlelement zu verwenden, es bestehen jedoch einige Beschränkungen bei der Weiterentwicklung der Wärmeabstrah­ lungsfähigkeit. Z. B. bei dem in Fig. 10 dargestellten Radia­ tor, da die durch das Wärmerohr 1 transportierte Wärme nicht ausreichend zu dem entfernten Bereich Y geleitet werden kann, welcher von dem Wärmerohr 1 weiter entfernt angeordnet ist. Ferner nähert sich, bei dem in Fig. 11 dargestellten Radiator, ein Wärmeabstrahlungselement 6 als Ganzes mehr einer gleich­ förmigen Temperaturverteilung an; der resultierende Oberflä­ chenbereich zur Wärmeabstrahlung ist jedoch klein. Es besteht somit immer noch eine Beschränkung in der Weiterentwicklung der Wärmeabstrahlungsfähigkeit.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Wärme­ abstrahlungsfähigkeit eines Wärmerohr-Radiators weiter zu ent­ wickeln, und den Radiator zu miniaturisieren.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Wärmerohr-Radiator für eine elektronische Einrichtung, welcher Wärme von wärmeer­ zeugenden elektronischen Komponenten durch einen Verdampfungs­ bereich eines Wärmerohrs absorbiert und die absorbierte Wärme durch ein auf einem Kondensationsbereich des Wärmerohrs ange­ brachtes Wärmeabstrahlungselement abstrahlt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Wärmeabstrahlungselement von einer Wärme­ leitplatte, welche an dem Kondensationsbereich des Wärmerohrs angebracht ist, sowie von einer Abstrahlrippe gebildet ist.

Die oben beschriebenen, sowie weitere Aufgaben und Kennzeichen der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung bevor­ zugter Ausführungsformen der Erfindung in Zusammenschau mit den beiliegenden Zeichnungen offensichtlich, in welchen:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht ist, welche einen Wärmerohr-Radiator einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht ist, welche den Wärme­ rohr-Radiator der Fig. 1 zeigt;

Fig. 3 eine schematische Ansicht ist, welche eine Abstrahlrip­ pe eines Wärmerohr-Radiators einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 4 ein charakteristischer Graph zum Vergleichen der Fähig­ keiten verschiedener Wärmerohr-Radiatoren miteinander ist;

Fig. 5 eine schematische Ansicht ist, welche eine Abstrahlrip­ pe eines Wärmerohr-Radiators einer weiteren bevorzugten Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 6 eine schematische Seitenansicht ist, welche einen Wär­ merohr-Radiator einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 7 eine schematische, perspektivische Ansicht ist, welche einen Wärmerohr-Radiator einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 8 eine schematische Ansicht ist, welche einen Wärmerohr- Radiator einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindung zeigt;

Fig. 9 eine schematische, perspektivische Ansicht ist, welche einen Wärmerohr-Radiator einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 10 eine schematische, perspektivische Ansicht ist, welche einen Wärmerohr-Radiator des Stands der Technik zeigt; und

Fig. 11 eine schematische, perspektivische Ansicht ist, welche einen weiteren Wärmerohr-Radiator des Stands der Technik zeigt.

Die Fig. 1 und 2 sind schematische, perspektivische Ansichten, welche jeweils eine schematische Seitenansicht eines Wärme­ rohr-Radiators für eine elektronische Einrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen. In der Beschreibung zu diesen Zeichnungen werden Teile, die in Fig. 10 dargestellten Teilen entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Der in dieser bevorzugten Ausführungsform dargestellte Wärme­ rohr-Radiator weist einen Aufbau auf, in welchem eine Kühl­ platte 4 auf jedem Verdampfungsbereich (Erwärmungsbereich) zweier flacher Wärmerohre 1 angebracht ist, eine Wärmeleit­ platte 10 an jedem Verdampfungsbereich (Kühlungsbereich) ange­ bracht ist und eine Abstrahlrippe 11 jeweils auf den vorderen und hinteren Oberflächen der Wärmeleitplatte 10 angebracht ist. Die Kühlplatte 4 besteht aus einem Hauptkörper 4a und einem Abdeckkörper 4b. Der Verdampfungsbereich des Wärmerohrs 1 ist in einem in der Oberfläche des Hauptkörpers 4a vorgese­ henen Vertiefungsbereich befestigt, und der Abdeckkörper 4b ist auf den Hauptkörper 4a gesetzt und somit an einer gedruck­ ten Schaltungsplatte 2 festgelegt. Der Abdeckkörper 4b ist an dem Hauptkörper 4a so befestigt, daß ein LSI 3, welcher auf der gedruckten Schaltungsplatte 2 angebracht ist, durch ein hochwärmeleitendes Gummielement 7 mit guter Wärmeleitfähigkeit in Kontakt mit der hinteren Oberfläche des Hauptkörpers 4a gebracht werden kann.

Die Wärmeleitplatte 10 weist die Struktur einer flachen Platte mit einer Dicke von 2,5 mm auf, welche durch das Verbinden von zwei Aluminiumplatten miteinander hergestellt ist, und der Verdampfungsbereich des Wärmerohrs 1 ist so angeordnet, daß er in dem Vertiefungsbereich, welcher in einer oder in beiden der miteinander verbundenen Platten vorgesehen ist, befestigt ist. Die Wärmeleitplatte 10 ist so angebracht, daß sie außerhalb des Rahmens liegt, wenn die gedruckte Schaltungsplatte 2 in den Rahmen eingeschoben ist.

Die Abstrahlrippe 11, welche auf den vorderen und hinteren Oberflächen der Wärmeleitplatte 10 durch Löten befestigt ist, ist aus Aluminium hergestellt, und weist eine Struktur auf, in welcher Rippenelemente 11b und 11c, welche die gleiche Form haben und in eine rechteckige Wellenform gepreßt sind, auf beiden Oberflächen eines flachen Rippenelements 11a mit einer Dicke von 0,1 mm durch Löten oder Hartlöten angebracht sind, wie in Fig. 3 dargestellt. Somit ist durch die Wärmeleitplatte 10 und die Abstrahlrippe 11 ein Wärmeabstrahlungselement ge­ bildet.

Die Rippenelemente 11b und 11c sind derart strukturiert, daß Aluminiumplatten, welche jeweils eine Dicke (t) von 0,3 mm aufweisen, in Platten mit einer rechteckigen Wellenform mit jeweils einer Breite (w) von 2 mm und einer Höhe (h) von 2 mm gepreßt sind, und die Phasen der sich daraus ergebenden Plat­ ten sind in der Breitenrichtung W immer nach einer Tiefe (d) von 4 mm zueinander verschoben. Die Rippenelemente 11b und 11c sind derart vorgesehen, daß die Breitenrichtung W der Längs­ richtung des Wärmerohrs 1 entspricht. Eine Ventilatoreinheit (nicht dargestellt) ist vorgesehen, so daß Luftkühlungswind in der Tiefenrichtung D der Rippenelemente 11b und 11c geblasen werden kann.

Ferner können Kupfer, Aluminium und deren Legierungen oder ähnliche Materialien mit guter Wärmeleitfähigkeit für das Wär­ merohr, die Wärmeleitplatte und die Abstrahlrippe verwendet werden.

Der Betrieb ist wie folgt: Die in dem LSI 3 erzeugte Wärme wird durch das hochwärmeleitende Gummielement 7 zur Kühlplatte 4 geleitet und erwärmt den Verdampfungsbereich des Wärmerohrs 1. Dann erwärmt und verdampft die transportierte Wärme ein in dem Wärmerohr 1 eingeschlossenes Arbeitsfluid. Der Dampfdruck innerhalb des Raums des Verdampfungsbereichs des Wärmerohrs 1 wird dadurch angehoben und erzeugt einen Dampfstrom in Rich­ tung auf den Kondensationsbereich zu, welcher einen geringeren Druck aufweist. Die Wärme des zu dem Kondensationsbereich transportierten Dampfs wird auf die flache Wärmeleitplatte 10 übertragen und durch die gesamte Oberfläche der Abstrahlrippe 11, welche auf der Wärmeleitplatte 10 angebracht ist, in die Umgebung abgestrahlt bzw. abgegeben.

Da die Wärmeleitplatte 10 die Wärme durch den Kondensations­ bereich des Wärmerohrs 1 zu dem entfernten Bereich, welcher weiter von dem Wärmerohr 1 entfernt angeord­ net ist, transportieren und abstrahlen kann, nähert sich die Wärmeleitplatte 10 als Ganze mehr einer nahezu gleichförmigen Temperaturverteilung an. Die auf der Wärmeleitplatte 10 ange­ brachte Abstrahlrippe 11 weist einen doppelten oder mehrfachen Oberflächenbereich pro Volumeneinheit im Vergleich mit demje­ nigen eines herkömmlichen Rippenelements auf. Ferner ist der Abstand zwischen der Wärmeleitplatte und dem Rippenelement kleiner, als dies bei dem herkömmlichen Rippenelement der Fall ist, obwohl das Rippenelement aus drei Schichten zusammenge­ setzt sein kann. Daher wird selbst in dem entferntesten Be­ reich der Wärmeleitplatte 10 kein großer Temperaturabfall er­ zeugt, und die Wärmeleitplatte 10 als ganze nähert sich mehr einer im wesentlichen gleichförmigen Temperaturverteilung an, so daß eine Verbesserung der Wärmeabstrahlungsfähigkeit durch das Vergrößern des Oberflächenbereichs der Abstrahlrippe er­ reicht wird.

Daher kann die durch den Kondensationsbereich des Wärmerohrs 1 transportierte Wärme gleichmäßig auf die gesamte Wärmeleit­ platte 10 und die Abstrahlrippe 11 geleitet werden, d. h. auf das ganze Wärmeabstrahlungselement. Da die Abstrahlrippe 11 mit einem großen Oberflächenbereich dadurch insgesamt einen ausreichenden Wärmeabstrahlungseffekt bietet, weist der Wärme­ rohr-Radiator gemäß der vorliegenden Erfindung eine hervorra­ gende Wärmeabstrahlungsfähigkeit auf. Zusätzlich erzeugt, da die Rippenelemente 11b und 11c so angeordnet sind, daß sie in einem vorbestimmten Intervall um eine halbe Periode zueinander verschoben sind, der Luftkühlungs-Windstrom Wirbel, wodurch die resultierende Wärmeabstrahlungsfähigkeit wesentlich ver­ bessert wird, so daß die Wärmeabstrahlungsfähigkeit deutlich stärker verbessert wird, als das durch das Vergrößern des Oberflächenbereichs der Abstrahlrippe der Fall wäre.

Fig. 4 ist ein Graph, welcher einen Vergleich der Wärmeab­ strahlungsfähigkeit zwischen einem Wärmerohr-Radiator des Stands der Technik und einem Wärmerohr-Radiator der vorliegen­ den Erfindung zeigt. In der Zeichnung gibt die Abszisse eine Wärmeerzeugungsrate Q (Watt) pro Einheit LSI an, und die Ordi­ nate gibt den Temperaturanstieg ΔT (°C) des Gehäuses des LSI an.

In der Zeichnung zeigen Linien A, B, C und D jeweils die Wär­ meabstrahlungsfähigkeit eines Wärmerohr-Radiators A (Fig. 10) des Stands der Technik, welcher eine auf das Wärmerohr 1 mon­ tierte Platten-Abstrahlrippe 5 aufweist, die Wärmeabstrah­ lungsfähigkeit eines Wärmerohr-Radiators B (Fig. 11) des Stands der Technik, welcher ein fest mit der Rippe und der Wärmeleitplatte verbundenes und auf das Wärmerohr 1 montiertes Wärmeabstrahlungselement 6 aufweist, die Wärmeabstrahlungsfä­ higkeit eines Wärmerohr-Radiators C, welcher eine Abstrahlrip­ pe 11 aufweist, die in einer Rechteckswellenform geformt ist und durch Löten direkt auf dem Wärmerohr 1 angebracht ist, und die Wärmeabstrahlungsfähigkeit eines Wärmerohr-Radiators D (Fig. 1), welcher das Wärmeabstrahlungselement der vorliegen­ den Erfindung, umfassend die flache Wärmeleitplatte 10 und die Wärmeabstrahlrippe 11 mit Rechteckswellenform, aufweist, wel­ ches am Wärmerohr 1 angebracht ist.

Ferner ist genau die gleiche Struktur an der Seite der ge­ druckten Schaltungsplatte 2 jedes Wärmerohr-Radiators angeord­ net, so daß vier LSI, welche jeweils eine Wärmeerzeugungsrate von 15 Watt aufweisen, auf der gedruckten Schaltungsplatte 2 angeordnet sind, und die Kühlplatte 4 mit neun Schrauben an der gedruckten Schaltungsplatte 2 angebracht ist. Zusätzlich ist der Wärmeabstrahlungsraum der Abstrahlrippe in jedem Wär­ meabstrahlungselement gleich gewählt, und zwei flache Wärme­ rohre 1 mit einer Größe von 1,5 mm × 5 mm werden verwendet. Der Abstand zwischen den gedruckten Schaltungsplatten wird auf 10 mm gesetzt, und die Geschwindigkeit des Luftstroms, welcher auf das Wärmeabstrahlungselement auftrifft, wird auf einen konstanten Wert von 3 m/s gesetzt.

Im allgemeinen ist die maximale erlaubte Temperatur des LSI beschränkt, und bei den momentan verwendeten LSI ist ein An­ stieg der Gehäusetemperatur um nur 40° erlaubt. Man erkennt daher aus Fig. 4, daß die erlaubte Wärmeerzeugungsrate des LSI bei dem Wärmerohr-Radiator A 4,7 Watt ist, bei dem Wärmerohr- Radiator B 5 Watt ist, bei dem Wärmerohr-Radiator C 7 Watt ist und bei dem Wärmerohr-Radiator D 15 Watt ist. Bei dem Aufbau, bei welchem die Abstrahlrippe auf dem LSI ohne Verwendung eines Wärmerohrs angebracht ist, beträgt bei dem in dieser Ausführungsform verwendeten Abstand zwischen den gedruckten Schaltungsplatten die erlaubte Wärmeerzeugungsrate nur etwa 2 Watt.

Wenn die Wärmeleitplatte 10 aus dem Aufbau der vorliegenden Erfindung weggelassen wird, und die Abstrahlrippe 11 direkt auf das Wärmerohr 1 montiert wird, wie bei dem Wärmerohr-Ra­ diator C dargestellt, wird der Oberflächenbereich für die Wär­ meabstrahlung groß. Jedoch wird in der Abstrahlrippe 11 selbst eine große Temperaturverteilung erzeugt, und die Wärmeabstrah­ lungsfähigkeit der Abstrahlrippe in der Umgebung des Endes und des entfernten Bereichs, welcher weit von dem Wärmerohr ent­ fernt angeordnet ist, verschwindet annähernd. Es ist somit herausgefunden worden, daß die Wärmeabstrahlungsfähigkeit durch den Wärmerohr-Radiator D, welcher dem Aufbau der vorlie­ genden Erfindung entspricht, deutlich verbessert wird.

Fig. 5 ist eine schematische Ansicht, welche eine Abstrahlrip­ pe 11 einer weiteren bevorzugten Ausführungsform zeigt. In der in Fig. 5(a) gezeigten bevorzugten Ausführungsform ist das flache Rippenelement 11a weggelassen, und die Rippenelemente 11b und 11c mit Rechteckswellenform bilden die Abstrahlrippe 11. In der in Fig. 5(b) dargestellten bevorzugten Ausführungs­ form weisen die Rippenelemente 11b und 11c die Form trapezför­ miger Rippenelemente 11b′ und 11c′ auf, und diese Rippenele­ mente 11b′ und 11c′ sind aufeinander gesetzt, um zusammen die Abstrahlrippe 11 zu bilden. Da das flache Rippenelement 11a vorgesehen ist, um das Zusammensetzen der Abstrahlrippe 11 zu erleichtern, kann das flache Rippenelement 11a, wie in der bevorzugten Ausführungsform der Fig. 5 gezeigt, weggelassen werden, und die Rippenelemente mit Rechteckswellenform oder mit Trapezform können direkt zusammengesetzt werden, um die Abstrahlrippe 11 zu bilden.

In dem Fall, daß nicht ausreichend Platz dazu ist, die Rippen­ elemente in mehreren Stufen aufeinander zu stapeln, kann es ausreichend sein, nur eine einzige Schicht des in einer Wel­ lenform geformten Rippenelements anzubringen.

Fig. 6 ist eine schematische Ansicht, welche einen Wärmerohr- Radiator für eine elektronische Einrichtung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Diese bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Verdampfungsbereiche und der Kondensationsberei­ che des Wärmerohrs 1 einen flachen Querschnitt aufweist, und daß der Zwischenbereich 1a zwischen dem Verdampfungsbereich und dem Kondensationsbereich einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.

Der Wärmerohr-Radiator der vorliegenden Erfindung zeigt selbst dann eine ausreichende Wärmeabstrahlungsfähigkeit, wenn ein Wärmerohr mit einem im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt über dessen gesamte Länge verwendet wird, was oft der Fall ist. Es ist jedoch aufgrund des beschränkten Raums, d. h. dem Abstand zwischen den Schaltungsplatten, und zum Zweck der ver­ besserten Erwärmungsfähigkeit bevorzugt, daß der Verdampfungs­ bereich einen flachen Querschnitt aufweist. Der Kondensations­ bereich weist bevorzugterweise ebenso einen flachen Quer­ schnitt auf, da der optimale Wert der Dicke der Wärmeleitplat­ te 10 normalerweise im Bereich eines dünnen Abschnitts der Wärmeleitplatte 10 erhalten wird, was jedoch aufgrund der Tat­ sache, daß die Dicke der Wärmeleitplatte 10 durch die Montier­ position des Wärmerohrs 1 und den Raum der Abstrahlrippe 11 bestimmt ist, schwer in eine Regel zu fassen ist.

Zusätzlich ist das Seitenverhältnis der Querschnittsform des Kondensationsbereichs im Vergleich zum Seitenverhältnis der Querschnittsform des Verdampfungsbereich groß gewählt, und die Querschnittsfläche in der Richtung orthogonal zur Richtung des Luftkühlungswinds ist klein gewählt. Daher kann dementspre­ chend die Rippenfläche im gleichen Raum erhöht werden, und ferner wird der Druckabfall des Winddrucks verringert, um so­ mit die Wärmeabstrahlungsfähigkeit zu verbessern. Ferner wird der Wärmetransportwert maximal, wenn das Wärmerohr einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Daher weist der Zwischen­ bereich 1a einen kreisförmigen Querschnitt auf, so daß die Leistungsfähigkeit des Wärmerohrs 1 maximal ist.

Die Fig. 7, 8 und 9 sind schematische, perspektivische Ansich­ ten, welche Wärmerohr-Radiatoren für eine elektronische Ein­ richtung jeweils dritter, vierter und fünfter bevorzugter Aus­ führungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen. Insbesondere sind weitere Ausführungsformen der Abstrahlrippen dargestellt.

In diesen bevorzugten Ausfürhungsformen besteht der in Fig. 7 gezeigte Wärmerohr-Radiator aus einer Drahtrippe, welche durch Anordnen einer großen Anzahl von sich zusammen in Form einer Sinuswelle erstreckenden Drahtstangen als auf der Wärmeleit­ platte 10 angebrachte Abstrahlrippe 11 gebildet ist. Selbst mit dieser Anordnung ist es möglich, ein Wärmeabstrahlungsele­ ment vorzusehen, welches einen großen Oberflächenbereich zur Wärmeabstrahlung pro Volumeneinheit aufweist, und welches ieicht ist und ebenso eine hervorragende Wärmeabstrahlungsfähigkeit aufweist.

Der in Fig. 8 dargestellte Wärmerohr-Radiator besteht aus ei­ ner Stiftrippe 13, welche durch aufrechtes Anordnen einer gro­ ßen Anzahl von stiftartigen Drahtstangen als auf die Wärme­ leitplatte 11 montierte Abstrahlrippe 11 gebildet ist. Der in Fig. 9 dargestellte Wärmerohr-Radiator besteht aus einer her­ ausgearbeiteten Rippe 14, welche durch Herausarbeiten z. B. durch Hobeln, Schälen oder dgl. oder durch Aufbiegen oder ei­ ner großen Anzahl von Platten in eine Bogenform als auf die Wärmeleitplatte 10 montierte Abstrahlrippe 11 gebildet ist. Selbst in diesen Anordnungen ist es möglich, ein Wärmeabstrah­ lungselement vorzusehen, welches eine große Oberfläche zur Wärmeabstrahlung pro Volumeneinheit aufweist, welches leicht ist und welches ebenso eine hervorragende Wärmeabstrahlungs­ fähigkeit aufweist.

Ferner ist in jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen, die Abstrahlrippe so angebracht, daß die Wellenrichtung des Rippenelements mit der Längsrichtung des Wärmerohrs überein­ stimmt. Es kann jedoch vorteilhaft sein, die Abstrahlrippe in einer Richtung orthogonal zur Längsrichtung des Wärmerohrs anzubringen. Das Rippenelement, welches in der oben beschrie­ benen bevorzugten Ausführungsform eine Rechteckswellenform aufweist, wird als ein Rippenelement verwendet, das durch For­ men dünner Platten in eine Wellenform gebildet wird, es be­ steht jedoch keine Einschränkung auf dieses Rippenelement. Zum Beispiel kann ebenso das in einer Sinuswellenform hergestellte Rippenelement verwendet werden. Als Wärmeleitplatte wird in der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform ein halbierter Typ verwendet, es besteht jedoch keine Einschrän­ kung auf diesen halbierten Typ.

Ferner sind in jeder der oben beschriebenen bevorzugten Aus­ führungsformen die Rippenelemente auf beiden Seiten der Wärme­ leitplatte angebracht. Es besteht jedoch keine Einschränkung auf diese Art. Das Rippenelement kann nämlich auch nur auf einer Seite der Wärmeleitplatte angebracht sein. In dieser Art und Weise ist ein weiteres Einsparen von Platz möglich. Ferner besteht bei den oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsfor­ men der vorliegenden Erfindung keine spezielle Einschränkung bezüglich der Kombinationen zwischen verschiedenen Arten der Rippenelemente und der Wärmerohre, sondern eine geeignete Aus­ wahl wird in Abhängigkeit vom Raum und der erforderlichen Wär­ meabstrahlungsfähigkeit jedes Wärmerohr-Radiators getroffen.

Zusammengefaßt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ei­ nen Wärmerohr-Radiator, welcher derart aufgebaut ist, daß eine Kühlplatte auf einem Verdampfungsbereich eines Wärmerohrs an­ gebracht ist, eine flache Wärmeleitplatte auf einem Kondensa­ tionsbereich angebracht ist, wärmeerzeugende elektronische Komponenten in Kontakt mit der Kühlplatte gebracht sind und eine aus einer dünnen Platte in eine Wellenform geformte Ab­ strahlrippe an beiden Oberflächen der Wärmeleitplatte ange­ bracht ist. Als weitere Strukturen für eine Abstrahlrippe sind herausgearbeitete Rippen, welche z. B. durch Hobeln, Schälen oder Biegen einer flachen Platte in eine Bogenform gebildet sind, eine Stiftrippe und eine Drahtrippe, welche aus Draht­ stangen gebildet sind, usw. vorgeschlagen. Da jede dieser Rip­ pen einen großen Oberflächenbereich zur Wärmeabstrahlung pro Volumeneinheit aufweist und leicht ist, sind diese zur Verwen­ dung als Wärmerohr-Radiatoren für eine elektronische Einrich­ tung geeignet. Die in den elektronischen Komponenten erzeugte und durch die Kühlplatte und das Wärmerohr zur Wärmeleitplatte transportierte Wärme wird von der gesamten Oberfläche der Ab­ strahlrippe in die Umgebung abgestrahlt. Die Wärmeleitplatte ist flach geformt, und daher kann die in den elektronischen Komponenten erzeugte Wärme zu dem entfernten Abschnitt gelei­ tet werden, welcher weiter entfernt von dem Wärmerohr angeord­ net ist. Ferner ist die Wärmeabstrahlungsfähigkeit verbessert, da die Abstrahlrippe einen großen Oberflächenbereich zur Wär­ meabstrahlung pro Volumeneinheit aufweist.

Claims (11)

1. Wärmerohr-Radiator für eine elektronische Einrich­ tung, welcher die Wärme von wärmeerzeugenden elektronischen Komponenten durch einen Verdampfungsbereich eines Wärmerohrs (1) absorbiert und die absorbierte Wärme durch ein auf einem Kondensationsbereich des Wärmerohrs (1) angebrachtes Wärmeab­ strahlungselement abstrahlt, umfassend:
- eine auf dem Kondensationsbereich des Wärmerohrs (1) ange­ ordnete Wärmeleitplatte (10), und
- eine Abstrahlrippe (11),
wobei die Wärmeleitplatte (10) und die Abstrahlrippe (11) das Wärmeabstrahlungselement bilden.

2. Wärmerohr-Radiator für eine elektronische Einrich­ tung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärme­ rohr (1) derart aufgebaut ist, daß der Verdampfungsbereich und der Kondensationsbereich jeweils einen flachen Querschnitt aufweisen.

3. Wärmerohr-Radiator für eine elektronische Einrich­ tung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmerohr (1) derart aufgebaut ist, daß der Verdampfungsbe­ reich und der Kondensationsbereich jeweils einen flachen Quer­ schnitt aufweisen, und daß das Seitenverhältnis des Quer­ schnitts des Kondensationsbereichs größer ist als das der Querschnittsform des Verdampfungsbereichs.

4. Wärmerohr-Radiator für eine elektronische Einrich­ tung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmerohr (1) derart aufgebaut ist, daß der Verdamp­ fungsbereich und der Kondensationsbereich jeweils einen fla­ chen Querschnitt aufweisen, und daß der Zwischenbereich zwi­ schen dem Verdampfungsbereich und dem Kondensationsbereich einen annähernd kreisförmigen Querschnitt aufweist.

5. Wärmerohr-Radiator für eine elektronische Einrich­ tung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärme­ rohr (1) derart aufgebaut ist, daß der Verdampfungsbereich einen flachen Querschnitt aufweist, wobei der Kondensations­ bereich einen flachen Querschnitt mit einem Seitenverhältnis aufweist, welches größer ist als das der Querschnittsform des Verdampfungsbereichs, und daß der Zwischenbereich zwischen dem Verdampfungsbereich und dem Kondensationsbereich einen im we­ sentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweist.

6. Wärmerohr-Radiator für eine elektronische Einrich­ tung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstrahlrippe (11) ein aus einer dünnen Platte geform­ tes Rippenelement ist.

7. Wärmerohr-Radiator für eine elektronische Einrich­ tung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ab­ strahlrippe (11) ein in eine Wellenform geformtes Rippenele­ ment ist.

8. Wärmerohr-Radiator für eine elektronische Einrich­ tung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstrahl­ rippe (11) durch alternierendes Aufeinanderstapeln eines in eine Wellenform geformten Rippenelements und eines in eine flache Form geformten Rippenelements gebildet ist.

9. Wärmerohr-Radiator für eine elektronische Einrich­ tung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstrahlrippe (11) durch Verschieben der Wellen des wellen­ formartigen Rippenelements zueinander nach einem vorbestimmten Intervall gebildet ist.

10. Wärmerohr-Radiator für eine elektronische Einrich­ tung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstrahlrippe (14) eine herausgearbeitete Rippe ist.

11. Wärmerohr-Radiator für eine elektronische Einrich­ tung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstrahlrippe (11) von Drahtstangen gebildet ist.