DE10223526A1

DE10223526A1 - Kühlvorrichtung von hoher Leistung

Info

Publication number: DE10223526A1
Application number: DE10223526A
Authority: DE
Inventors: Wen-Shi Huang; Bor Haw Chang; Yu Hung Huang
Original assignee: Delta Electronics Inc
Current assignee: Delta Electronics Inc
Priority date: 2001-06-13
Filing date: 2002-05-27
Publication date: 2003-04-10
Anticipated expiration: 2022-05-28
Also published as: TW581381U; JP2003003998A; US6688379B2; DE10223526B4; US20030000684A1

Abstract

Die Kühlvorrichtung beinhaltet einen Rahmen und ein Gebläserad. Der Rahmen weist einen Einlass und einen Auslass auf, wobei der Einlass nicht kreisförmig ist. Der Einlass kann mit einer Sperrplatte ausgestattet sein, so dass er nicht kreisförmig ist. Die Sperrplatte unterdrückt eine Luftströmung, die aus dem Hochdruckbereich des Luftströmungsweges abgeleitet wird, um die austretende Luftströmung zu verstärken.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung und insbesondere ein Kühlmodul mit hoher Kühlleistung.
Fig. 1(a) zeigt einen herkömmlichen Lüfter, der einen Rahmen 10 und ein Gebläserad 20 aufweist. Der Rahmen 10 weist einen kreisförmigen Einlass 11, der mit dem Gebläserad 20 zusammenpasst, und einen Auslass 12 auf. Das Gebläserad 20 weist eine Nabe 21, eine Basis 22 und eine Anzahl an Lamellen 23 auf, die radial auf der Basis 22 angeordnet sind. Die Lamellen 23 formen die eintretende axiale Luftströmung in die radial austretende Luftströmung des Lüfters um.
Mit zunehmender Leistung elektronischer Elemente kann die austretende Luftströmung durch Vergrößerung des Luftströmungsweges des Lüfters verstärkt werden, um die Kühlleistung zu verbessern. Jedoch besteht bezüglich des Luftströmungsweges eine Begrenzung, und der austretende Luftstrom 13 am Auslass 12 und der in den Einlass 11 eintretende Luftstrom überlagern sich aufgrund des Rückflusses 14, wie in Fig. 1(b) gezeigt, was zu ärgerlicher Geräuschentwicklung und verringerter austretender Luftströmung führt.
Folglich ist ein Lüfter mit verbesserter Kühlleistung erforderlich, um die austretende Luftströmung zu verstärken und um das vorstehend erwähnte Problem zu lösen.
In dieser Hinsicht offenbart die Erfindung eine Kühlvorrichtung mit speziell ausgebildetem Einlass.
Die Erfindung offenbart eine Kühlvorrichtung zum Verhindern der Überlagerung zwischen der am Einlass eintretenden Luftströmung und der am Auslass austretenden Luftströmung. Bei der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung wird die austretende Luftströmung deutlich verstärkt, wodurch die Kühlleistung verbessert wird.
Die erste Ausführungsform der Erfindung umfasst einen Rahmen und ein Gebläserad. Das Gebläserad ist in einer konkaven Ausnehmung des Rahmens angeordnet. In einer weiteren Ausführungsform weist das Gebläserad eine Nabe, eine Basis und eine Anzahl an Lamellen auf, die radial auf der Basis angeordnet sind. Die Lamellen wandeln die axial eintretende Luftströmung in die radial austretende Luftströmung der Kühlvorrichtung um.
Der Rahmen weist einen Einlass und einen Auslass auf. Das heißt, dass der Rahmen eine Stütze und eine Abdeckung darstellt, in der der Einlass ausgebildet ist, und der Auslass ist auf der Stütze ausgebildet. Es ist anzumerken, dass im Hochdruckbereich des Luftströmungsweges der Erfindung, der durch den Einlass, die konkave Ausnehmung des Rahmens und den Auslass begrenzt ist, eine Sperrplatte vorhanden ist und dass der Hochdruckbereich sich am Ende des Luftströmungsweges befindet. Das heißt, dass die Sperrplatte an einer Position vorhanden ist, wo der Einlass an den Auslass angrenzt, so dass der Einlass nicht kreisförmig ist.
Die zweite Ausführungsform der Erfindung offenbart ein Kühlmodul, das einen zentrifugalen Lüfter oder ein Gebläse umfasst. Das Kühlmodul ist dafür vorgesehen, an eine Wärmequelle zu grenzen. Das Kühlmodul beinhaltet einen Rahmen und ein Gebläserad, wobei der Rahmen einen Auslass und einen nicht kreisförmigen Einlass aufweist. Darüber hinaus ist der Rahmen wahlweise mit einer Abdeckung ausgestattet.
Das Gebläserad kann ein Zentrifugallüfter oder Gebläse sein. In dieser Ausführungsform weist das Gebläserad eine Nabe, eine Basis und eine Anzahl an Lamellen auf, die auf der Basis ausgebildet sind. Das Gebläserad ist in einer konkaven Ausnehmung des Rahmens angeordnet, wobei sich der Luftströmungsweg auf den Weg vom Einlass zum Auslass durch die konkave Ausnehmung des Rahmens bezieht. Die Lamellen wandeln die axiale eintretende Luftströmung in die radial austretende Luftströmung des Kühlmoduls um.
Ähnlich der ersten Ausführungsform weist die zweite Ausführungsform der Erfindung eine Sperrplatte auf, die in dem Hochdruckbereich des Luftströmungsweges vorhanden ist, und der Hochdruckbereich befindet sich am Ende des Luftströmungsweges. Das heißt, dass die Sperrplatte an einer Position vorhanden ist, wo der Einlass an den Auslass angrenzt, so dass der Einlass nicht kreisförmig ist. Die Sperrplatte unterdrückt eine Luftrückströmung vom Einlass aus, so dass der austretende Luftstrom am Auslass weiter verstärkt wird.
Des Weiteren weist das Kühlmodul eine Wärmeleitplatte auf, die sich von einer seitlichen Oberfläche des Rahmens aus erstreckt. Somit kann die Wärmequelle, wie bspw. eine CPU, auf der Wärmeleitplatte angeordnet werden, so dass sie an das Kühlmodul angrenzt. Des Weiteren ist der Auslass des Kühlmoduls mit einer Anzahl an Kühlrippen versehen, und die Wärmeleitplatte ist mit einem Wärmeübertragungsrohr ausgestattet, das an die Wärmequelle angrenzt, um Wärme von der Wärmequelle auf die Kühlrippen zu übertragen.
Die Erfindung wird deutlicher durch Lektüre der folgenden detaillierte Beschreibung zusammen mit den Beispielen und Bezugnahmen auf die begleitenden Zeichnungen verständlich, in denen:
Fig. 1(a) eine Darstellung eines herkömmlichen Lüfters, in Einzelteile aufgelöst, ist;
Fig. 1(b) eine schematische Ansicht des herkömmlichen Lüfters von Fig. 1(a) ist;
Fig. 2 eine Ansicht der ersten Ausführungsform der Erfindung, in Einzelteile aufgelöst, ist;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der ersten Ausführungsform der Erfindung ist; und
Fig. 4 eine Ansicht der zweiten Ausführungsform der Erfindung, in Einzelteile aufgelöst, ist.
Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung, um eine Überlagerung zwischen der eintretenden Luftströmung und der austretenden Luftströmung am Einlass bzw. am Auslass zu verhindern. Bei der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung wird die austretende Luftströmung deutlich verstärkt, wodurch die Kühlleistung verbessert wird. Es ist im Voraus anzumerken, dass, obwohl die Erfindung nachstehend in bevorzugten Ausführungsformen beschrieben ist, die in einem Zentrifugallüfter, einem Gebläse oder einem Kühlmodul eingesetzt werden, die Erfindung nicht auf diese Konstruktionen beschränkt ist.

Die erste Ausführungsform

Die erste Ausführungsform der Erfindung ist ein Zentrifugallüfter oder ein Gebläse.
Die erste Ausführungsform ist mit Bezug auf Fig. 2 und Fig. 3 beschrieben, wobei Fig. 2 eine in Einzelteile aufgelöste Darstellung ist und Fig. 3 eine perspektivische Ansicht ist. Die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung weist einen Rahmen 100 und ein Gebläserad 200 auf. Das Gebläserad 200 ist in einer konkaven Ausnehmung 130 des Rahmens 100 angeordnet. Der Luftströmungsweg bezieht sich auf den Weg vom Einlass durch die konkave Ausnehmung des Rahmens zum Auslass. In dieser Ausführungsform ist das Gebläserad 200 ein Zentrifugallüfter, der eine Nabe 210, eine Basis 220 und eine Anzahl an Lamellen 230 aufweist, die auf der Basis 220 ausgebildet sind. Die Lamellen 230 wandeln die axial eintretende Luftströmung in die radial austretende Luftströmung der Kühlvorrichtung um. Zusätzlich weist jede Lamelle einen weggebrochenen Abschnitt auf, um einen stufenförmigen Abschnitt zu bilden, der auf jeder Lamelle radial nach außen ausgebildet ist, um die während des Betriebes erzeugten Geräusche weiter zu verringern.
Des Weiteren weist der Rahmen 100 einen Einlass 110 und einen Auslass 120 auf, wie in Fig. 2 und in Fig. 3 gezeigt. Das heißt, dass der Rahmen 100 aus einer Stütze 100a und einer Abdeckung 100b zusammengesetzt ist, wobei der Einlass 110 auf der Abdeckung 100b ausgebildet ist und der Auslass 120 auf der Stütze 100a ausgebildet ist. Es ist anzumerken, dass die Sperrplatte 150 in dieser Ausführungsform im Hochdruckbereich des Luftströmungsweges vorhanden ist, und der Hochdruckbereich befindet sich am Ende des Luftströmungsweges. Das heißt, dass die Sperrplatte 150 (in Strichlinie dargestellt) an einer Position vorhanden ist, an der der Einlass 110 an den Auslass 120 angrenzt, so dass der Einlass 110 nicht kreisförmig ist.
Erfahrungsgemäß tritt ein Rückfluss gegen den Einlass am Hochdruckbereich an der Nähe des Auslasses auf, was zu Überlagerungen mit der eintretenden Luftströmung führt. Als Ergebnis davon verhindert die erfindungsgemäße Sperrplatte 150 die Rückströmung gegen den Einlass 110, so dass die austretende Luftströmung weiter verstärkt wird. Experimente zeigen, dass die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung das Volumen der austretenden Luftströmung um einen Anteil von mindestens 20% gegenüber denjenigen eines herkömmlichen Lüfters mit ähnlicher Größe verstärkt. Somit kann die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung dasselbe austretende Luftstromvolumen mit einer geringeren Drehgeschwindigkeit erreichen, was die störende Geräuschentwicklung verringert.
Tabelle 1 zeigt die Daten der maximalen Strömungsgeschwindigkeit der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung im Vergleich mit einem herkömmlichen Lüfter. Tabelle 1
Aus Tabelle 1 ist zu schließen, dass bei einem herkömmlichen Lüfter die Drehgeschwindigkeit auf etwa 4900 U/m erhöht werden muss, um dieselbe maximale Strömungsrate Qmax zu erreichen. Folglich beweisen die Daten, dass gemäß der Erfindung ein vergrößertes austretendes Luftströmungsvolumen bei einer relativ geringeren Drehgeschwindigkeit erhalten wird.

Die zweite Ausführungsform

Die zweite Ausführungsform der Erfindung offenbart ein Kühlmodul, das einen Zentrifugallüfter oder ein Gebläse beinhaltet. Fig. 4 zeigt ein Schema der zweiten Ausführungsform der Erfindung. Das Kühlmodul ist so angeordnet, dass es an eine Wärmequelle grenzt, wie bspw. eine (nicht gezeigte) CPU. Das Kühlmodul beinhaltet einen Rahmen 100 und ein Gebläserad 200, wobei der Rahmen 100 einen Auslass 120 und einen nicht kreisförmigen Einlass 110 aufweist. Des Weiteren ist der Rahmen 100 wahlweise mit einer Abdeckung 100b ausgestattet und kann aus Metall, wie bspw. Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt sein.
Das Gebläserad 200 von Fig. 4 kann ein Lüfter mit axialer Strömung, ein Zentrifugallüfter oder ein Gebläse sein, ohne Beschränkung bezüglich des nachstehenden. In dieser Ausführungsform ist das Gebläserad 200 ein Zentrifugallüfter, der eine Nabe 210 eine Basis 220 und eine Anzahl an Lamellen 230 aufweist, die auf der Basis 220 ausgebildet sind. Das Gebläserad 200 ist in einer konkaven Ausnehmung 130 des Rahmens 100 angeordnet, wobei der Luftströmungsweg sich auf den Weg vom Einlass 110 durch die konkave Ausnehmung des Rahmens zum Auslass 120 bezieht. Die Lamellen 230 formen die axial eintretende Luftströmung in die radial austretende Luftströmung des Kühlmoduls um.
Ähnlich zur ersten Ausführungsform weist die zweite Ausführungsform der Erfindung, wie in Fig. 4 gezeigt, eine Sperrplatte 150 auf, die im Hochdruckbereich des Luftströmungsweges vorhanden ist, und der Hochdruckbereich befindet sich am Ende des Luftströmungsweges. Das heißt, dass die Sperrplatte 150 (in Strichlinie gezeigt) an einer Position vorhanden ist, wo der Einlass 110 an den Auslass 120 angrenzt, so dass der Einlass 110 nicht kreisförmig ist. Die Sperrplatte 150 unterdrückt eine Luftrückströmung vom Einlass 110, so dass die am Auslass 120 austretende Luftströmung weiter verstärkt wird.
Des Weiteren weist das Kühlmodul eine Wärmeleitplatte 500 auf, die sich von einer Seitenoberfläche des Rahmens 100 aus erstreckt. Somit kann die Wärmequelle, wie bspw. eine CPU auf der Wärmeleitplatte angeordnet werden, um an das Kühlmodul anzugrenzen, und die Wärmeleitplatte 500 absorbiert Wärme von der Wärmequelle. Darüber hinaus ist der Auslass 110 des Kühlmoduls mit einer Anzahl an Kühlrippen 160 versehen. Die Kühlrippen 160 dieser Ausführungsform sind aus Metall, wie bspw. Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Des Weiteren ist die Wärmeleitplatte 500 mit einem Wärmeübertragungsrohr 170 ausgestattet, das an die (nicht gezeigte) Wärmequelle angrenzt, um die Wärme der Wärmequelle zu den Kühlrippen 160 zu leiten. Somit wird die Wärme mit der durch das Gebläserad 200 angetriebenen Luftströmung abgeleitet.

Claims

1. Kühlvorrichtung, aufweisend einen Rahmen (100) und ein Gebläserad (200), wobei der Rahmen einen Einlass (110) und einen Auslass (120) aufweist, wobei die Kühlvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass der Einlass nicht kreisförmig ist.

2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebläserad (200) in einer konkaven Ausnehmung (130) des Rahmens angeordnet ist.

3. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (100) eine Abdeckung (100b) zum Ausbilden des Einlasses darauf aufweist.

4. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass an einer Position, an der der Einlass an den Auslass angrenzt, mit einer Sperrplatte (150) versehen ist.

5. Kühlvorrichtung, aufweisend:
einen Rahmen (100) mit einem Einlass (110) und einem Auslass (120);
ein in dem Rahmen angeordnetes Gebläserad (200); und
eine Sperrplatte (150), die auf dem Einlass ausgebildet ist, um eine umgekehrte Luftströmung aus dem Einlass heraus zu unterdrücken.

6. Kühlvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass an einer Position, an der der Einlass an den Auslass angrenzt, mit einer Sperrplatte (150) versehen ist.

7. Kühlmodul, das dafür gedacht ist, an eine Wärmequelle anzugrenzen, wobei das Kühlmodul folgendes umfasst:
einen Rahmen (100) mit einem Auslass (120) und einem nicht kreisförmigen Einlass (110); und
ein in dem Rahmen angeordnetes Lamellengebläserad.

8. Kühlmodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Wärmeleitplatte (500) aufweist, die sich von einer Seite des Rahmens aus erstreckt.

9. Kühlmodul nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslass mit einer Anzahl an Kühlrippen (160) ausgestattet ist.

10. Kühlmodul nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Wärmeleitrohr aufweist, das auf der Wärmeleitplatte vorhanden ist, um an die Wärmequelle anzugrenzen, um Wärme von der Wärmequelle zu den Kühlrippen (160) zu leiten.

11. Kühlmodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Sperrplatte (150) an einer Position aufweist, an der der Einlass an den Auslass angrenzt, um eine nach hinten austretende Luftströmung zu unterdrücken.

12. Kühlmodul nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrplatte den nicht kreisförmigen Einlass bestimmt.

13. Kühlmodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (100) eine Abdeckung (100b) zum Ausbilden des Einlasses darauf aufweist.

14. Kühlvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen und die Abdeckung aus Metall hergestellt sind.