NL1023197C2

NL1023197C2 - Improvements to or relating to the cooling of electrical and / or electronic components, in particular computer equipment.

Info

Publication number: NL1023197C2
Application number: NL1023197A
Authority: NL
Inventors: Jan Van Der Werff
Original assignee: J Van Der Werff Holding B V
Priority date: 2002-05-31
Filing date: 2003-04-16
Publication date: 2005-10-26
Also published as: NL1023197A1

Description

\\

VERBETERINGEN AAN OF MET BETREKKING TOT DE KOELING VAN ELEKTRISCHE ΕΝ/OF ELEKTRONISCHE COMPONENTEN, IN HET BIJZONDER COMPUTERAPPARATUURIMPROVEMENTS TO OR RELATING TO THE COOLING OF ELECTRIC / OR ELECTRONIC COMPONENTS, IN PARTICULAR COMPUTER EQUIPMENT

De uitvinding heeft betrekking op verbeteringen aan of met betrekking tot de koeling van elektrische en/of elektronische componenten, in het bijzonder computerapparatuur. Met name heeft de uitvinding betrekking 5 op een verbeterde kast voor elektrische en/of elektronische componenten, in het bijzonder computerapparatuur, omvattende een kast voor elektrische en/of elektronische componenten, in het bijzonder computerapparatuur, omvattende een frame en een voorwand, zijwanden, een achterwand en een bovenwand, welke 10 wanden het frame in hoofdzaak alzijdig omsluiten, en waarin ten minste één aanzuigopening en tenminste één uitblaasopening voor de koellucht is gevormd, waarbij althans de aanzuigopening is voorzien van filtermateriaal. Een dergelijke computerkast is bekend uit het Duitse 15 gebruiksmodel 201 07 242.The invention relates to improvements to or relating to the cooling of electrical and / or electronic components, in particular computer equipment. In particular, the invention relates to an improved cabinet for electrical and / or electronic components, in particular computer equipment, comprising a cabinet for electrical and / or electronic components, in particular computer equipment, comprising a frame and a front wall, side walls, a rear wall and an upper wall, which walls substantially enclose the frame on all sides, and in which at least one suction opening and at least one blow-out opening for the cooling air is formed, wherein at least the suction opening is provided with filter material. Such a computer case is known from the German utility model 201 07 242.

Door de toenemende miniaturisering van elektrische en elektronische componenten en het toenemende vermogen daarvan, wordt door dergelijke componenten steeds meer warmte geproduceerd in een steeds kleinere ruimte. Het koelen van de 20 componenten wordt daardoor een steeds groter probleem. Dit wordt nog versterkt door het feit dat het oppervlak dat beschikbaar is voor warmteoverdracht ook steeds kleiner wordt.Due to the increasing miniaturization of electrical and electronic components and the increasing power thereof, more and more heat is produced by such components in an increasingly smaller space. The cooling of the components is therefore becoming an ever greater problem. This is further reinforced by the fact that the surface available for heat transfer is also becoming smaller.

Om dit probleem het hoofd te bieden worden in 25 toenemende mate grotere en sterkere ventilatoren toegepast, waardoor meer koellucht langs de componenten geleid kan worden. Ook wordt gekozen voor koelblokken met grotere 1 Θ23 197 2 afmetingen. Hierdoor gaat de ruimtewinst die mogelijk zou zijn door de verkleining van de componenten weer goeddeels verloren. Daarnaast vragen ventilatoren met een hoger vermogen meer stroom en leidt de grotere luchtverplaatsing 5 tot problemen met betrekking tot lawaai en stof.To overcome this problem, larger and stronger fans are increasingly being used, so that more cooling air can be passed along the components. Also opted for cooling blocks with larger 1 Θ23 197 2 dimensions. As a result, the space gain that would be possible due to the reduction of components is largely lost again. In addition, fans with a higher power demand more power and the greater air displacement 5 leads to problems with regard to noise and dust.

Het hierboven aangehaalde Duitse gebruiksmodel 201 07 242 is gericht op een computerkast met aan- en afzuigopeningen en een filter. Dit document beschrijft een ventilatorunit met filter, die kan worden aangebracht in de 10 voorzijde van een computerkast, voor het aanzuigen van koellucht die vervolgens door een - verder niet aangegeven -uitblaasopening de kast weer verlaat. De ventilator/filterunit omvat een gevouwen stoffilter, dat verwisselbaar in een opening aan de voorzijde van de kast is 15 aangebracht, en een met het filter verbonden ventilatorhuis.The German utility model 201 07 242 cited above is aimed at a computer cabinet with suction and extraction openings and a filter. This document describes a fan unit with filter, which can be arranged in the front of a computer cabinet, for sucking in cooling air which subsequently leaves the cabinet again through a - not further indicated - outlet opening. The fan / filter unit comprises a folded dust filter which is interchangeably arranged in an opening at the front of the cabinet and a fan housing connected to the filter.

De uitvinding heeft nu tot doel verbeteringen voor te stellen op het gebied van de koeling van elektrische en/of elektronische componenten, waardoor de hiervoor beschreven problemen zich niet, of althans in mindere mate voordoen.The invention now has for its object to propose improvements in the field of cooling of electrical and / or electronic components, as a result of which the problems described above do not occur, or at least to a lesser extent.

20 Volgens de uitvinding wordt dit bij een kast voor elektrische en/of elektronische componenten als beschreven in de aanhef bereikt, doordat de wanden als een geheel gevormd en om het frame gevouwen zijn. Zo wordt een kast verkregen, die eenvoudig te assembleren en af te dichten is. Door gebruik te 25 maken van filtermateriaal kan bovendien het meevoeren van stof met de koellucht worden voorkomen.According to the invention this is achieved with a cabinet for electrical and / or electronic components as described in the preamble, in that the walls are formed as a whole and folded around the frame. A cabinet is thus obtained that is easy to assemble and seal. Moreover, by making use of filter material, the entrainment of dust with the cooling air can be prevented.

Bij voorkeur is het filtermateriaal losneembaar in het kast opgenomen, zodat dit eenvoudig kan worden verwijderd om te worden gereinigd of vervangen.The filter material is preferably detachably received in the cabinet, so that it can easily be removed for cleaning or replacement.

30 Zoals gebruikelijk vertoont de kast volgens de onderhavige uitvinding openingen die toegang geven tot de daarin opgenomen component(en). Teneinde het binnendringen van stof in de kast zoveel mogelijk te vermijden, en de 1023197 o 3 * aanzuiging van koellucht optimaal te laten verlopen, vertoont de kast met voordeel middelen voor het in hoofdzaak luchtdicht afsluiten van althans een deel van de toegangsopeningen.As usual, the cabinet according to the present invention has openings which give access to the component (s) contained therein. In order to prevent the intrusion of dust into the cabinet as much as possible, and to allow the suction of cooling air to run optimally, the cabinet advantageously comprises means for substantially air-tight closing of at least a part of the access openings.

5 Voor het opwekken van een stroming van koellucht door de kast is deze met voordeel voorzien van ten minste één tussen de aanzuigopening (en) en de uitblaasopening(en) geplaatste ventilator. Een zeer efficiënte koeling, die bovendien slechts een gering vermogen vraagt, wordt bereikt, 10 wanneer de ten minste ene ventilator zodanig uitgevoerd is, dat de daardoor opgewekte stroming van de koellucht een radiale of centrifugale component heeft.For generating a flow of cooling air through the cabinet, it is advantageously provided with at least one fan placed between the suction opening (s) and the discharge opening (s). A highly efficient cooling, which moreover requires only a small power, is achieved if the at least one fan is designed such that the flow of cooling air generated thereby has a radial or centrifugal component.

Wanneer de ten minste ene ventilator in de nabijheid van de ten minste ene uitblaasopening is aangebracht, wordt 15 de koellucht door de kast gezogen in plaats van geblazen, waardoor een meer gelijkmatige stroming langs de componenten wordt gewaarborgd. Bovendien wordt zo de opgewarmde lucht direct uit de kast geblazen, zodat niet het risico bestaat dat deze wordt gecirculeerd.When the at least one fan is arranged in the vicinity of the at least one blow-out opening, the cooling air is sucked through the cabinet instead of blown, thereby ensuring a more uniform flow along the components. Moreover, the heated air is thus directly blown out of the cabinet, so that there is no risk of it being circulated.

20 Teneinde optimaal gebruik te maken van de natuurlijke neiging van warme lucht om op te stijgen, zijn bij voorkeur de aanzuigopening(en) nabij de onderzijde, en de ventilator(en) en de uitblaasopening(en) nabij de bovenzijde van de kast aangebracht.In order to make optimum use of the natural tendency of hot air to rise, the suction opening (s) are preferably arranged near the bottom side, and the fan (s) and the discharge opening (s) are arranged near the top side of the cabinet.

25 Een optimale koeling van de verschillende componenten in de kast, die ten minste één processor, ten minste één voeding en ten minste één opslageenheid kunnen omvatten, wordt bereikt, wanneer voor elk daarvan een afzonderlijke ventilator voorzien is. Voor een goede geleiding van de 30 koellucht verdient het daarbij de voorkeur, dat elke ventilator via een verbindingsstuk en/of een slang of kanaal met de bijbehorende elektrische en/of elektronische component verbonden is. Een snelle installatie wordt gewaarborgd, 1 0 2 3 1 § 7 9 \ 4 wanneer het of elk verbindingsstuk een snelkoppeling omvat. Ingeval in de kast een aantal opslageenheden opgenomen is, zijn deze bij voorkeur verbonden met een gemeenschappelijk, naar de bijbehorende ventilator voerend kanaal, waardoor de 5 circulatie van koellucht langs deze eenheden wordt geoptimaliseerd.Optimal cooling of the various components in the cabinet, which can comprise at least one processor, at least one power supply and at least one storage unit, is achieved when a separate fan is provided for each of them. For a good conduction of the cooling air, it is then preferred that each fan is connected to the associated electrical and / or electronic component via a connecting piece and / or a hose or channel. A rapid installation is guaranteed, 1 0 2 3 1 § 7 9 \ 4 if the or each connecting piece comprises a quick coupling. If a number of storage units are included in the cabinet, they are preferably connected to a common channel leading to the associated fan, whereby the circulation of cooling air along these units is optimized.

Voor een betere koeling is in de kast volgens de uitvinding verder ten minste één met de elektrische en/of elektronische component verbonden koelblok aangebracht. Een 10 efficiënte warmteoverdracht wordt verkregen, wanneer het of elk koelblok een met de te koelen component te verbinden basis en een aantal daaruit stekende, in hoofdzaak evenwijdige koelribben omvat.For a better cooling, at least one cooling block connected to the electrical and / or electronic component is provided in the cabinet according to the invention. An efficient heat transfer is obtained when the or each cooling block comprises a base to be connected to the component to be cooled and a number of substantially parallel cooling ribs protruding therefrom.

De uitvinding wordt nu toegelicht aan de hand van een 15 aantal voorbeelden, waarbij verwezen wordt naar de bij gevoegde tekening, waarin:The invention is now elucidated on the basis of a number of examples, wherein reference is made to the appended drawing, in which:

Fig. 1 een perspectivisch aanzicht is van een kast voor elektrische en/of elektronische componenten, in het bijzonder computerapparatuur, volgens de uitvinding, 20 Fig. 2 een detailaanzicht is volgens de pijl II in fig. 1, waarin een losneembaar filter in uitgetrokken toestand getoond is,FIG. 1 is a perspective view of a cabinet for electrical and / or electronic components, in particular computer equipment, according to the invention, FIG. 2 is a detailed view in the direction of the arrow II in FIG. 1, showing a detachable filter in the extended position,

Fig. 3 een schematisch perspectivisch aanzicht is van een aantal onderdelen van de kast van fig. 1, 25 Fig. 4 een gedeeltelijk doorgesneden vooraanzicht is volgens de pijl IV in fig. 3, waarin een aantal opslageenheden en een bijbehorende koelventilator te zien zijn,FIG. 3 is a schematic perspective view of a number of parts of the cabinet of FIG. 1, FIG. Fig. 4 is a partially sectioned front view according to the arrow IV in Fig. 3, in which a number of storage units and an associated cooling fan can be seen,

Fig. 5 perspectivisch aanzicht met uiteengenomen 30 delen toont van de bovenzijde van de kast van fig. 1,FIG. 5 shows a perspective view with exploded parts of the top of the cabinet of fig. 1,

Fig. 6A een perspectivisch detailaanzicht is volgens de pijl VI in fig. 3 van een eerste uitvoeringsvorm van 1 0 2 3 1 9 7 % 5 koelblok en verbindingsstuk voor gebruik bij een bepaalde processor,FIG. 6A is a perspective detail view according to the arrow VI in FIG. 3 of a first embodiment of a cooling block and connecting piece for use with a particular processor,

Fig. 6B een vooraanzicht is van het koelblok en verbindingsstuk van fig. 6A, 5 Fig. 7 een met fig. 6B overeenkomend aanzicht is van een alternatieve uitvoeringsvorm van koelblok en verbindingsstuk voor gebruik bij een andere processor,FIG. 6B is a front view of the cooling block and connector of FIG. 6A; FIG. 7 is a view similar to FIG. 6B of an alternative embodiment of cooling block and connector for use with another processor,

Fig. 8 een opengewerkt achteraanzicht is van de kast volgens de pijl VIII in fig. 3, 10 Fig. 9 een opengewerkt perspectivisch aanzicht is van de koelventilator,FIG. 8 is a cut-away rear view of the cabinet according to the arrow VIII in FIG. 3, FIG. 9 is a cut-away perspective view of the cooling fan,

Fig. 10 een uitslag toont van de wanden van de kast in uitgevouwen toestand, enFIG. 10 shows a deflection of the walls of the cabinet in the unfolded state, and

Fig. 11 een langsdoorsnede is door een alternatieve 15 uitvoeringsvorm van de koelventilator., welke ingericht is voor het door de kast blazen van koellucht.FIG. 11 is a longitudinal section through an alternative embodiment of the cooling fan, which is adapted to blow cooling air through the cabinet.

Een kast 1 voor elektrische en/of elektronische componenten, zoals moederboards met processoren 2 (fig. 3), grafische kaarten, een voeding 3 en opslageenheden, 20 bijvoorbeeld een aantal harde schijfstations 4 en CD-ROM- en/of DVD-spelers en/of -schrijvers 5, omvat een frame 6, een voorwand 7, een tweetal zijwanden 8, een achterwand 9, een bovenwand 10 en een bodem 11 (fig. 1).A cabinet 1 for electrical and / or electronic components, such as motherboards with processors 2 (Fig. 3), graphic cards, a power supply 3 and storage units, for example a number of hard disk drives 4 and CD-ROM and / or DVD players and / or writers 5, comprises a frame 6, a front wall 7, two side walls 8, a rear wall 9, an upper wall 10 and a bottom 11 (Fig. 1).

De wanden 7-10 omsluiten het frame 6 nagenoeg 25 alzijdig, en vormen een in hoofdzaak luchtdichte kast. In het getoonde voorbeeld is het frame 6 van metaal vervaardigd, terwijl de voorwand 7, de bovenwand 10, de achterwand 9 en de zijwanden 8 als een geheel (fig. 10) zijn gevormd van kunststof, dat eventueel aan de binnenzijde bekleed is met 30 een laag geluiddempend materiaal, bijvoorbeeld vilt. Deze wanden 7-10 zijn door vouwlijnen 17 met elkaar verbonden, en vertonen aan de binnenzijde uitstekende strips 18 die in de samengebouwde toestand van de kast 1 ingrijpen in profielen 1 0 2 3 1 § 7The walls 7-10 enclose the frame 6 substantially on all sides, and form a substantially airtight cabinet. In the example shown, the frame 6 is made of metal, while the front wall 7, the top wall 10, the rear wall 9 and the side walls 8 are formed as a whole (Fig. 10) of plastic, which may be covered on the inside with 30 a layer of sound-damping material, such as felt. These walls 7-10 are connected to each other by folding lines 17 and have strips 18 protruding on the inside which engage in profiles 1 0 2 3 1 § 7 in the assembled state of the cabinet 1

VV

% 6 19 van het frame 6 (fig. 8). Daarnaast zijn de voorwand 7 en de zijwanden 8 langs hun onderrand voorzien van klemstrips 20, 21, die om een onderrand 22 van het frame 6 geklikt worden teneinde de wanden 7-10 aan het frame 6 te bevestigen.% 6 19 of the frame 6 (Fig. 8). In addition, the front wall 7 and the side walls 8 are provided along their lower edge with clamping strips 20, 21, which are clicked around a lower edge 22 of the frame 6 in order to attach the walls 7-10 to the frame 6.

5 De bodem 11 is open gelaten, en vormt zo een aanzuigopening 12, terwijl in de bovenwand 10 van de kast 1 een aantal uitblaasopeningen 13 is gevormd. Door deze openingen 12, 13 wordt koellucht in de kast 1 gezogen (pijlen S), respectievelijk daar weer uit geblazen (pijlen B).The bottom 11 is left open, and thus forms a suction opening 12, while a number of blow-out openings 13 is formed in the upper wall 10 of the cabinet 1. Cooling air is sucked through the openings 12, 13 into the cabinet 1 (arrows S) or blown out again (arrows B).

10 Hiertoe wordt gebruik gemaakt van ventilatoren 14, in het getoonde voorbeeld vier stuks, die tussen de aanzuigopeningen 12 en de uitblaasopeningen 13 zijn geplaatst. In het getoonde voorbeeld zijn de ventilatoren 14 nabij de uitblaasopeningen 13 aangebracht. Hierdoor zuigen de ventilatoren 14 de 15 koellucht door de kast 1, in plaats van deze daar doorheen te blazen. De uitblaasopeningen 13 zijn hier in de bovenwand 10 aangebracht. Door deze opstelling wordt een luchtstroming van onder naar boven door de kast 1 opgewekt, die de natuurlijke neiging van warme lucht om op te stijgen versterkt.Use is made for this purpose of fans 14, in the example shown four pieces, which are placed between the suction openings 12 and the discharge openings 13. In the example shown, the fans 14 are arranged near the outlet openings 13. As a result, the fans 14 suck the cooling air through the cabinet 1, instead of blowing it through it. The outlet openings 13 are provided here in the upper wall 10. Through this arrangement, an air flow is generated from the bottom to the top through the cabinet 1, which reinforces the natural tendency of hot air to rise.

20 De kast 1 volgens de uitvinding is bedoeld om een aanzienlijk hogere koelcapaciteit te leveren dan conventionele computerbehuizingen, ondermeer door het vergoten van de hoeveelheid koellucht die door de kast 1 stroomt. Teneinde te voorkomen dat daarbij grote hoeveelheden 25 stof in de kast worden verzameld, waardoor de werking van de kwetsbare elektronische componenten zou worden beïnvloed, is de bodem 11, waarin de aanzuigopening 12 bepaald is, afgedekt met filtermateriaal 15. Dit filtermateriaal 15 is in de vorm van een mat losneembaar opgenomen in een lade 16, die op zijn 30 beurt verschuifbaar in een opening 23 nabij de onderrand van de voorwand 7 is opgenomen, zodat het filtermateriaal 15 eenvoudig kan worden verwisseld of gereinigd.The cabinet 1 according to the invention is intended to provide a considerably higher cooling capacity than conventional computer cases, inter alia by increasing the amount of cooling air flowing through the cabinet 1. In order to prevent large amounts of dust from being collected in the cabinet thereby influencing the operation of the vulnerable electronic components, the bottom 11, in which the suction opening 12 is determined, is covered with filter material 15. This filter material 15 is in the The form of a mat is removably received in a drawer 16, which in turn is slidably accommodated in an opening 23 near the lower edge of the front wall 7, so that the filter material 15 can easily be changed or cleaned.

1023197 71023197 7

In de voorwand 7 zijn verder openingen 24 gevormd, waardoor toegang wordt verkregen tot de DVD-spelers 5.Openings 24 are further formed in the front wall 7, as a result of which access is obtained to the DVD players 5.

Wanneer deze openingen 24 niet in gebruik zijn, bijvoorbeeld omdat er in de kast 1 minder dan het maximale aantal 5 componenten is opgenomen, worden zij luchtdicht afgesloten met (hier niet getoonde) kleppen. Bovendien is rond de openingen 24 afdichtingsmateriaal, bijvoorbeeld vilt, opgenomen om het aanzuigen van lucht door de openingen 24 zoveel mogelijk te voorkomen. Ook langs de opening 23 voor de 10 filterlade 16 kan soortgelijk afdichtingsmateriaal zijn opgenomen.When these openings 24 are not in use, for instance because less than the maximum number of components is accommodated in the cabinet 1, they are sealed airtight with valves (not shown here). Moreover, sealing material, for example felt, is included around the openings 24 in order to prevent the suction of air through the openings 24 as much as possible. Similar sealing material may also be included along the opening 23 for the filter drawer 16.

In de achterwand 9 is een relatief grote opening 25 gevormd, waardoor de noodzakelijke bekabeling eenvoudig kan worden aangesloten op de moederboards 2, grafische kaart(en), 15 en de voeding 3. Met name gaat het daarbij om voedingskabels en verbindingskabels naar randapparatuur, zoals een beeldscherm, een toetsenbord, een printer en dergelijke. Teneinde het aanzuigen van lucht door deze opening 25 zoveel mogelijk te voorkomen, wordt deze afgedicht door middel van 20 een naar buiten toe spits toelopende hoes 26, die met behulp van klittenband bevestigd is aan de omtreksrand 27 van de opening 25, en die een relatief smalle opening 28 vertoont, welke eveneens door klittenband nauw passend wordt afgesloten rond de daardoor gevoerde kabels.A relatively large opening 25 is formed in the rear wall 9, through which the necessary cabling can easily be connected to the motherboards 2, graphic card (s), 15 and the power supply 3. This is in particular power cables and connecting cables to peripheral equipment, such as a screen, a keyboard, a printer and the like. In order to prevent the suction of air through this opening 25 as far as possible, it is sealed by means of an outwardly pointed sleeve 26, which is attached to the peripheral edge 27 of the opening 25 by means of Velcro tape, and which has a relatively has a narrow opening 28, which is also tightly closed by Velcro around the cables fed therethrough.

25 Door de hiervoor beschreven combinatie van maatregelen wordt gewaarborgd dat koellucht slechts door de speciaal daartoe gevormde aanzuig- en uitblaasopeningen 12, 13 in de kast 1 kan binnendringen, respectievelijk deze weer kan verlaten. Hierdoor wordt een geleide stroming van de 30 koellucht door de kast 1 bereikt.The combination of measures described above ensures that cooling air can only penetrate into the cabinet 1 through the specially designed suction and discharge openings 12, 13 or can leave it again. A guided flow of the cooling air through the cabinet 1 is hereby achieved.

De geleiding van de koelende luchtstromen door de kast 1 wordt in het getoonde voorbeeld nog geoptimaliseerd, doordat de verschillende te koelen componenten 2-5 via 1023197 \ 8 * koelslangen 29 en/of -kanalen 30 met hun bijbehorende ventilator(en) 14 verbonden zijn. Hierdoor wordt voorkomen dat warme lucht die afkomstig is van de componenten 2-5 vrij door de kast 1 kan circuleren. Daarnaast zijn de ventilatoren 5 14 elk opgenomen in een eigen afgesloten compartiment 31 aan de bovenzijde van de kast 1. De scheidingswanden 32 tussen de compartimenten 31 kunnen daarbij overigens nog met een laag absorberend materiaal, bijvoorbeeld vilt, bekleed zijn om de geluidsproductie zoveel mogelijk te beperken. In het getoonde 10 voorbeeld is verder boven de compartimenten 31 nog een laag geluiddempendmateriaal 33 aangebracht, teneinde het uittreden van geluid uit de kast 1 in de omringende ruimte zoveel mogelijk te beperken. In plaats van een geluiddempende mat zou ook gebruik gemaakt kunnen worden van bijvoorbeeld een 15 labyrint, waardoor de koellucht de kast 1 zou moeten verlaten.The conduction of the cooling air flows through the cabinet 1 is still optimized in the example shown in that the various components to be cooled 2-5 are connected to their associated fan (s) 14 via cooling tubes 29 and / or channels 30 . This prevents hot air coming from components 2-5 from circulating freely through the cabinet 1. In addition, the fans 14 are each accommodated in their own closed compartment 31 on the upper side of the cabinet 1. The partition walls 32 between the compartments 31 can herein also be covered with a layer of absorbent material, for example felt, in order to minimize the noise production. limit. In the example shown, a layer of sound-damping material 33 is furthermore arranged above the compartments 31, in order to limit as far as possible the escape of sound from the cabinet 1 into the surrounding space. Instead of a sound-damping mat, use could also be made of, for example, a labyrinth, as a result of which the cooling air would have to leave the cabinet 1.

Voor een zo goed mogelijk luchtdichte verbinding tussen de componenten 2 en de daaraan te koppelen koelslangen 29 wordt gebruik gemaakt van een verbindingsstuk 34. Dit 20 verbindingsstuk 34 is in het getoonde voorbeeld zodanig gedimensioneerd, dat dit nauw passend aansluit op een koelblok 35 dat met de component 2 verbonden is (fig. 6, 7), teneinde de daardoor opgewekte warmte zo doelmatig mogelijk over te dragen aan de langs stromende koellucht.For the best possible airtight connection between the components 2 and the cooling hoses 29 to be coupled thereto, a connecting piece 34 is used. In the shown example, this connecting piece 34 is dimensioned such that it connects closely to a cooling block 35 component 2 is connected (fig. 6, 7) in order to transfer the heat generated thereby as efficiently as possible to the cooling air flowing past.

25 In het getoonde voorbeeld omvat het koelblok 35 een basis 36 die verbonden is met de te koelen component, dus hier het moederboard met de processor 2, en een aantal uit de basis 36 stekende evenwijdige koelribben 37. De basis en de koelribben zijn hier als een geheel gevormd van een materiaal 30 met een hoge warmtegeleiding, bijvoorbeeld koper of een legering daarvan. Teneinde het contact tussen de langs stromende koellucht en de koelribben 37 te intensiveren, zijn dwars op de koelribben 37 twee ombuigingswanden 38 gevormd, 1023197 » 9 die zich vanaf de vrije randen van de koelribben 37 over een deel van de hoogte van de koelribben 37 uitstrekken in de richting van de basis 36. Hierdoor wordt de koellucht gedwongen een slingerende baan (pijlen C) tussen de 5 koelribben 37 af te leggen, waardoor de stromingssnelheid wordt verlaagd en de contacttijd verlengd. De ombuigingswanden 38 zijn opgenomen in sneden 39 die gevormd zijn in de koelribben 37.In the example shown, the cooling block 35 comprises a base 36 which is connected to the component to be cooled, i.e. here the motherboard with the processor 2, and a number of parallel cooling ribs 37 protruding from the base 36. The base and the cooling ribs are here as a whole formed of a material 30 with a high thermal conductivity, for example copper or an alloy thereof. In order to intensify the contact between the cooling air flowing along and the cooling fins 37, two deflection walls 38 are formed transversely of the cooling fins 37, 1023197 »9 extending from the free edges of the cooling fins 37 over a part of the height of the cooling fins 37 in the direction of the base 36. As a result, the cooling air is forced to travel a winding path (arrows C) between the cooling ribs 37, whereby the flow speed is lowered and the contact time is extended. The deflection walls 38 are received in cuts 39 formed in the cooling ribs 37.

Naast de halve ombuigingswanden 38 is het koelblok 35 10 ook voorzien van twee ombuigingswanden 75 die zich vanaf de basis 36 over de gehele hoogte van de koelribben 37 uitstrekken. Deze wanden 75 dienen om te voorkomen dat de koelluchtstromen die zich vanaf de beide zijden van het koelblok 35 ontwikkelen elkaar in het midden van het blok 15 ontmoeten. Dit zou leiden tot grote wervelingen en daarmee gepaard gaande drukverliezen. De wanden 75 buigen deze koelluchtstromen op gecontroleerde wijze af, zodat deze nagenoeg dwars op de basis 36 wegstromen, en na het verlaten van het koelblok 35 een gelijkmatig stromingsbeeld opleveren. 20 Tussen de wanden 75 is een ruimte 76 bepaald, waardoor ook nog koellucht kan worden aangezogen. Indien nodig kunnen in deze ruimte 76 nog secundaire koelribben 77 geplaatst worden, die dwars op de koelribben 37 verlopen. In plaats van twee wanden 75 met een tussenruimte 76, zou ook een enkele, 25 centrale ombuigingswand 75 gebruikt kunnen worden.In addition to the half deflection walls 38, the cooling block 35 is also provided with two deflection walls 75 which extend from the base 36 over the entire height of the cooling ribs 37. These walls 75 serve to prevent the cooling air currents that develop from both sides of the cooling block 35 from meeting in the center of the block 15. This would lead to large swirls and associated pressure losses. The walls 75 deflect these cooling air flows in a controlled manner, so that they flow away substantially transversely to the base 36, and after leaving the cooling block 35 provide a uniform flow image. A space 76 is defined between the walls 75, as a result of which cooling air can also be drawn in. If necessary, secondary cooling ribs 77 can be placed in this space 76, which run transversely to the cooling ribs 37. Instead of two walls 75 with a gap 76, a single central deflection wall 75 could also be used.

In het getoonde voorbeeld worden de ombuigingswanden 38 gevormd door twee evenwijdige zijwanddelen 40 van het frame 41 van het verbindingsstuk 34. Dit frame 41 omvat verder twee dwarswanden 42, waarvan de tussenafstand gelijk 30 is aan de breedte van het koelblok 35, en een bovenplaat 43. In de bovenplaat 43 is een opening 44 gevormd voor het afzuigen van de koellucht naar de koelslang 29 of rechtstreeks naar de ventilator 14. De bovenplaat 43 vertoont 1§23 117 10 ook middelen 78 voor het daaraan bevestigen van hetzij een mondstuk 45 van de koelslang 29 (fig. 8), hetzij een basisplaat 46 van de ventilator 14 (fig. 9). Deze bevestigingsmiddelen 78 hebben hier de gedaante van een 5 viertal gaten voor het opnemen van schroeven of bouten.In the example shown, the deflection walls 38 are formed by two parallel side wall parts 40 of the frame 41 of the connecting piece 34. This frame 41 further comprises two transverse walls 42, the distance between which is equal to the width of the cooling block 35, and an upper plate 43 An opening 44 is formed in the top plate 43 for extracting the cooling air to the cooling hose 29 or directly to the fan 14. The top plate 43 also has means 78 for attaching thereto either a nozzle 45 of the cooling hose 29 (Fig. 8) or a base plate 46 of the fan 14 (Fig. 9). These fastening means 78 here have the shape of four holes for receiving screws or bolts.

Daarnaast is het verbindingsstuk 34 voorzien van middelen 47 voor het verbinden van het frame 41 met de te koelen component 2-5 of het daarop eventueel bevestigde koelblok 35. Teneinde deze verbinding snel en eenvoudig tot 10 stand te kunnen brengen, hebben de verbindingsmiddelen 47 hier de gedaante van een snelkoppeling.In addition, the connecting piece 34 is provided with means 47 for connecting the frame 41 to the component 2-5 to be cooled or the cooling block 35 possibly mounted thereon. In order to be able to establish this connection quickly and easily, the connecting means 47 have here the shape of a shortcut.

Deze snelkoppeling wordt in het getoonde voorbeeld gevormd door een tweetal haakdelen 48 en met elk van de haakdelen 48 verbonden spandelen 49. Elk haakdeel 48 bestaat 15 uit een plaat of strip met een aantal daarin gevormde openingen 50, die om uitstekende delen 51 van de te koelen component geschoven kunnen worden. Elk van de haakdelen 48 is met het frame 41 verbonden onder tussenkomst van het spandeel 49. Dit spandeel 49 omvat een hefboom 52, die zwenkbaar is om 20 een aan het frame 41 bevestigde as 54. De hefboom 52 vertoont een dwarsdrager 53, waaraan buitenbuizen 73 van twee telescopische benen zijn bevestigd. De overeenkomstige binnenbuizen 74 zijn bevestigd aan het overeenkomstige haakdeel 48. De telescopische benen worden naar hun getoonde 25 uitgestoken stand gedwongen door drukveren 55. Elke hefboom 52 is volgens de pijl P zwenkbaar tussen de in fig. 6B rechts getoonde stand, waarin de veren 55 ontspannen zijn, en een over ongeveer 180° gedraaide stand, links in fig. 6B, waarin de hefboom 53 tegen het frame 41 rust en de veren 55 zijn 30 gespannen en het verbindingsstuk 34 strak tegen het koelblok 35 trekken.In the example shown, this quick coupling is formed by two hook parts 48 and clamping parts 49 connected to each of the hook parts 48. Each hook part 48 consists of a plate or strip with a number of openings 50 formed therein, which around projecting parts 51 of the cooling component can be slid. Each of the hook parts 48 is connected to the frame 41 through the clamping part 49. This clamping part 49 comprises a lever 52 which is pivotable about an axis 54 secured to the frame 41. The lever 52 has a transverse support 53 on which outer tubes 73 of two telescopic legs are attached. The corresponding inner tubes 74 are attached to the corresponding hook part 48. The telescopic legs are forced to their extended position as shown by compression springs 55. Each lever 52 is pivotable according to the arrow P between the position shown on the right in Fig. 6B, in which the springs 55 are relaxed, and a position rotated about 180 ° on the left in Fig. 6B, in which the lever 53 rests against the frame 41 and the springs 55 are tensioned and pull the connecting piece 34 tightly against the cooling block 35.

Bij een alternatieve uitvoering van het verbindingsstuk 34, dat kan worden toegepast voor een ander 1023197 0 j « 11 type moederboard met een afwijkende processor 2, vertonen de haakdelen 48 elk twee uitsteeksels 50, en is het moederboard voorzien van openingen 51. Verder is bij deze uitvoering de dwarsdrager 53 van elke hefboom 52 met het haakdeel 48 5 verbonden door middel van twee trekveren 55.In an alternative embodiment of the connecting piece 34, which can be used for another type of motherboard with a different processor 2, the hook parts 48 each have two protrusions 50, and the motherboard is provided with openings 51. in this embodiment the cross-member 53 of each lever 52 is connected to the hook part 48 by means of two tension springs 55.

Voor het geleiden van de lucht die afkomstig is van de opslageenheden 4, 5 wordt in het getoonde voorbeeld geen gebruik gemaakt van een koelslang 29 en verbindingsstuk 34, maar van een kanaal 30 dat zich als een soort "schoorsteen" 10 uitstrekt langs de opslageenheden 4, 5 (fig. 3). Dit kanaal 30 wordt hier gevormd door een onderste deel 56 dat langs de harde schijfstations 4 loopt en een daarop aansluitend bovenste deel 57 dat langs de CD-ROM- of DVD-stations 5 loopt. In het kanaal 30 zijn openingen 58 aangebracht ter 15 plaatse van punten waar opslageenheden 4, 5 daarop kunnen worden aangesloten (fig. 4). Deze openingen 58 kunnen, wanneer op de betreffende plaats geen te koelen opslageenheid 4, 5 aanwezig is, luchtdicht worden afgesloten door deksels 59, zodat de koellucht uitsluitend langs de daadwerkelijk in 20 de kast 1 geïnstalleerde opslageenheden 4, 5 wordt gezogen.For guiding the air coming from the storage units 4, 5, use is not made in the shown example of a cooling hose 29 and connecting piece 34, but of a channel 30 extending along the storage units 4 as a kind of "chimney" 10 5 (FIG. 3). This channel 30 is formed here by a lower part 56 which runs along the hard disk drives 4 and an upper part 57 which runs thereafter and which runs along the CD-ROM or DVD drives 5. Openings 58 are provided in the channel 30 at the location of points where storage units 4, 5 can be connected thereto (Fig. 4). These openings 58, when no storage unit 4, 5 to be cooled is present at the location in question, can be sealed air-tight by covers 59, so that the cooling air is sucked only past the storage units 4, 5 actually installed in the cabinet 1.

Zoals gezegd zijn in het getoonde voorbeeld in de kast 1 vier ventilatoren 14 opgenomen, waarvan er een bedoeld is voor het koelen van de opslageenheden 4, 5, een voor het koelen van de voeding 3 en een voor elk van de twee 25 moederboards 2. Wanneer slechts een moederboard 2 in de kast 1 wordt opgenomen, kan volstaan worden met in totaal drie ventilatoren 14. Overigens is de voeding 3 rechtstreeks, dus zonder tussenkomst van een koelslang 29 of kanaal 30, met de bijbehorende ventilator 14 verbonden.As stated, in the example shown, four fans 14 are included in the cabinet 1, one of which is intended for cooling the storage units 4, 5, one for cooling the power supply 3 and one for each of the two motherboards 2. If only one motherboard 2 is included in the cabinet 1, a total of three fans 14 will suffice. Incidentally, the power supply 3 is directly connected to the associated fan 14 without the intervention of a cooling hose 29 or channel 30.

30 De ventilatoren 14 zijn volgens de uitvinding ingericht voor het opwekken van een stroming met een radiale of centrifugale component. Daartoe is elke ventilator 14 in het getoonde voorbeeld voorzien van een huis 60 met een 1 ® 2 3 11 7 © 12 aanzuigopening 61, een uitblaasopening 62 en een daartussen aangebracht wiel 63, dat roteerbaar is om een as 64 en dat een aantal schoepen 65 draagt (fig. 9). Het huis 60 wordt gevormd door een basisplaat 46, waarin de aanzuigopening 61 5 aangebracht is, een spiraalvormige zijwand 66 met daarin de uitblaasopening 62 en een bovenplaat 67. De basisplaat 46 is voorzien van middelen 68 voor het bevestigen van de ventilator 14 op een verbindingsstuk 34, op een einddeel 69 van een koelslang 29 of op een bodem 70 van een compartiment 10 31. De verbindingsmiddelen 68 hebben hier de gedaante van een aantal gaten voor het opnemen van schroeven, bouten of andere bevestigingselementen.According to the invention, the fans 14 are adapted to generate a flow with a radial or centrifugal component. To that end, each fan 14 in the shown example is provided with a housing 60 with a suction opening 61, a blow-out opening 62 and a wheel 63 arranged therebetween, which is rotatable about an axis 64 and which has a number of vanes 65. carries (fig. 9). The housing 60 is formed by a base plate 46 in which the suction opening 61 is arranged, a spiral-shaped side wall 66 with the blow-out opening 62 therein and an upper plate 67. The base plate 46 is provided with means 68 for mounting the fan 14 on a connecting piece 34, on an end part 69 of a cooling hose 29 or on a bottom 70 of a compartment 31. The connecting means 68 here have the shape of a number of holes for receiving screws, bolts or other fastening elements.

De schoepen 65 strekken zich evenwijdig aan de rotatie-as 64 van het wiel 63 uit, en worden gevormd door 15 langwerpige, geprofileerde lamellen, die verdeeld zijn aangebracht tussen twee roteerbare ringen 71. De lamellen 65 liggen buiten de aanzuigopening 61. De rotatie-as 64 is gelagerd in de bovenplaat 67, en het schoepenwiel 63 wordt aangedreven door een motor 72, bijvoorbeeld een elektromotor, 20 die rond de as 64 aan de bovenplaat 67 bevestigd is.The vanes 65 extend parallel to the axis of rotation 64 of the wheel 63, and are formed by elongated, profiled lamellae arranged distributed between two rotatable rings 71. The lamellae 65 lie outside the suction opening 61. The rotation shaft 64 is mounted in the top plate 67, and the blade wheel 63 is driven by a motor 72, for example an electric motor, which is attached to the top plate 67 around the shaft 64.

Wanneer het schoepenwiel 63 door de motor 72 in rotatie gebracht wordt in de richting van de pijl R, wordt koellucht aangezogen door de opening 61 in de basisplaat 46 en ongeveer dwars op de richting van de as 64 uitgeblazen in 25 het huis 60. De ruimte tussen het schoepenwiel 63 en de spiraalvormige zijwand 66 van het huis neemt in de rotatierichting beschouwd geleidelijk toe, waardoor de stroming van de koellucht geleidelijk wordt afgeremd, en de lucht de ventilator 14 met relatief lage snelheid verlaat 30 door de uitblaasopening 62. Hierdoor is de geluidsproductie beperkt. Door de vorm en opstelling van het schoepenwiel 65 kan ook al bij relatief lage toerentallen een aanzienlijke hoeveelheid lucht verplaatst worden, waardoor de 1023197 0 13 koelcapaciteit relatief groot is. Bijvoorbeeld zou de ventilator 14 een toerental van ongeveer 3500 tpm kunnen hebben, waar bij axiaalventilatoren in het algemeen toerentallen in de orde van 7000 tpm toegepast worden.When the impeller 63 is rotated by the motor 72 in the direction of the arrow R, cooling air is drawn in through the opening 61 in the base plate 46 and blown out of the housing 60 approximately transversely of the direction of the shaft 64. The space between the paddle wheel 63 and the spiral side wall 66 of the housing, viewed in the direction of rotation, gradually increases, whereby the flow of the cooling air is gradually slowed down, and the air leaves the fan 14 at a relatively low speed through the outlet opening 62. As a result, the noise production limited. Due to the shape and arrangement of the blade wheel 65, a considerable amount of air can be displaced even at relatively low speeds, so that the cooling capacity is relatively large. For example, the fan 14 could have a speed of approximately 3500 rpm, where axial fans are generally used in the order of 7000 rpm.

5 Hoewel de ventilator 14 hiervoor getoond en beschreven is in een opstelling waarin deze lucht aanzuigt, kan hij met behoud van de uit zijn configuratie voortvloeiende voordelen ook gebruikt worden voor het blazen van koellucht. Daartoe wordt de aanzuigopening 61 verbonden 10 met de aanzuigopening 12 in de kast 1, terwijl de uitblaasopening 62 via een koppeling 79 van aan het verbindingsstuk 34 bevestigd wordt (fig. 11). Dit verbindingsstuk 34 is weer op de bekende wijze bevestigd aan een te koelen component en het daarop aangebrachte koelblok 15 35. Teneinde de stroming vanaf de uitblaasopening 62 gelijkmatig verdeeld naar het verbindingsstuk 34 te geleiden, zijn in de koppeling 79 nog twee richtschoepen 80 aangebracht.Although the fan 14 has been shown above and described in an arrangement in which it draws in air, it can also be used to blow cooling air while maintaining the advantages resulting from its configuration. To this end, the suction opening 61 is connected to the suction opening 12 in the box 1, while the blow-out opening 62 is attached via a coupling 79 of to the connecting piece 34 (Fig. 11). This connecting piece 34 is again attached in the known manner to a component to be cooled and the cooling block 35 arranged thereon. In order to guide the flow from the blow-out opening 62 evenly distributed to the connecting piece 34, two aligning vanes 80 are arranged in the coupling 79.

Zo verschaft dus de uitvinding een kast waarin 20 elektrische en/of elektronische componenten met relatief eenvoudige middelen optimaal gekoeld kunnen worden. Dit maakt het mogelijk in een kast met compacte afmetingen een groot aantal hoogvermogende componenten op te nemen, zoals bijvoorbeeld gevonden wordt in een server. Uit metingen aan 25 een prototype is gebleken dat de temperatuur van een moederboard 2 in de kast 1 volgens de uitvinding zelfs bij zeer hoge processorbelasting niet hoger wordt dan ongeveer 25°C, terwijl de temperatuur van de processor zelf tussen ongeveer 40 en 55°C varieert. Een identiek moederboard in een 30 kast met dezelfde afmetingen en indeling, maar zonder de verbeterde koeling volgens de uitvinding bereikt bij dezelfde belasting een temperatuur van ongeveer 55 tot 60°C. Daarbij loopt de temperatuur van de processor op tot bijna 85°C.Thus, the invention thus provides a cabinet in which electrical and / or electronic components can be optimally cooled with relatively simple means. This makes it possible to accommodate a large number of high-power components in a cabinet with compact dimensions, as is found, for example, in a server. Measurements on a prototype have shown that the temperature of a motherboard 2 in the cabinet 1 according to the invention does not even exceed a very high processor load than approximately 25 ° C, while the temperature of the processor itself is between approximately 40 and 55 ° C varies. An identical motherboard in a cabinet with the same dimensions and layout, but without the improved cooling according to the invention reaches a temperature of approximately 55 to 60 ° C under the same load. The temperature of the processor rises to almost 85 ° C.

1 02 3 1 9 7 141 02 3 1 9 7 14

Hoewel de uitvinding hiervoor is toegelicht aan de hand van een aantal voorbeelden, zal het duidelijk zijn dat deze daartoe niet is beperkt, maar op velerlei wijze kan worden gevarieerd zonder uit te gaan buiten het kader van de 5 conclusies. Daarnaast zal het duidelijk zijn dat de verschillende onderdelen van de kast, zoals de ventilator, het verbindingsstuk en het koelblok, ook in andere combinaties toegepast kunnen worden met behoud van de daarmee samenhangende voordelen.Although the invention has been explained above on the basis of a number of examples, it will be clear that it is not limited thereto, but can be varied in many ways without departing from the scope of the claims. In addition, it will be clear that the various parts of the cabinet, such as the fan, the connecting piece and the cooling block, can also be used in other combinations while maintaining the associated advantages.

10 De omvang van de uitvinding wordt dan ook uitsluitend bepaald door de nu volgende conclusies.The scope of the invention is therefore solely determined by the following claims.

10231971023197

Claims

Cabinet (1) for electrical and / or electronic components (2-5), in particular computer equipment, comprising a frame (6) and a front wall (7), side walls (8), a rear wall (9) and a top wall (10), which walls (7-10) substantially enclose the frame (6) on all sides, and in which at least one suction opening (12) and at least one blow-out opening (13) are formed for the cooling air, at least the suction opening ( 12) is provided with filter material (15), characterized in that the walls (7-10) 10 are formed as a whole and folded around the frame (6).

Cabinet (1) according to claim 1, characterized in that the filter material (15) is detachably received in the cabinet (1).

Cabinet (1) according to claim 1 or 2, characterized by openings (24) giving access to the component (s) (2-5) contained therein, as well as means for closing off at least a part of the at least part of the access openings (24).

Cabinet (1) according to any one of the preceding claims, characterized by at least one fan (14) placed between the suction opening (s) (12) and the blow-out opening (s) (13).

5. Cabinet (1) according to claim 4, characterized in that the at least one fan (14) is designed such that the flow of cooling air generated thereby has a radial or centrifugal component.

6. Cabinet (1) according to claim 4 or 5, characterized in that the at least one fan (14) is arranged in the vicinity of the at least one blow-out opening (13). 1023 197

Cabinet (1) according to one of claims 4 to 6, characterized in that the suction opening (s) (12) near the bottom (11), and the fan (s) (14) and the blow-out opening (s) ( 13) are arranged near the top (10) thereof.

Cabinet (1) according to one of claims 4 to 7, characterized in that the electrical and / or electronic components comprise at least one processor (2), at least one power supply (3) and at least one storage unit (4,5) ), and a separate fan (14) is provided for each.

Cabinet (1) according to claim 8, characterized in that each fan (14) via a connecting piece (34) and / or a hose (29) or channel (30) with the associated electrical and / or electronic component ( 2-5) is connected.

Cabinet (1) according to claim 9, characterized in that the or each connecting piece (34) comprises a quick coupling.

Cabinet (1) according to one of claims 8 to 10, characterized by a number of storage units which are connected to a common channel (30) leading to the associated fan (14).

Cabinet (1) according to one of the preceding claims, characterized by at least one cooling block (35) connected to the electrical and / or electronic component (2-5).

Cabinet (1) according to claim 12, characterized in that the or each cooling block (35) comprises a base (36) to be connected to the component to be cooled and a number of substantially parallel cooling ribs (37) protruding therefrom. 1023197