DE20206231U1 - Wärmestrahler - Google Patents

Wärmestrahler

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Description

Wärmestrahler
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmestrahler. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Wärmestrahler, bei dem äußere und innere wärmeabstrahlende Rippen gemeinsam verwendet werden und außerdem ein Hohlraum zur Aufnahme einer Kühlflüssigkeit angepasst ist, um eine verbesserte Wärmeabstrahlungswirkung infolge der Konvektionseigenschaften von Flüssigkeit und Luft zu erreichen.
Heutzutage kann sich kein Aspekt des täglichen Lebens dem Einfluß wissenschaftlicher Technologien entziehen. Der wissenschaftliche Fortschritt zeigt sich hauptsächlich in der Erfindung des Computers. Insbesondere der Einfluss der zentralen Verarbeitungseinheit (CPU = „central processing unit") im Computer hat auf das tägliche Leben starken Einfluß genommen.
Im Zuge der schnellen Entwicklung der Computerindustrie besitzen-Computer eine zunehmend stärkere Leistungsfähigkeit, und die Betriebsgeschwindigkeiten von CPUs werden immer schneller. Darüber hinaus geben CPUs immer mehr Wärme ab. Um die CPUs bei zulässigen Temperaturen betreiben zu können, sind diverse Arten von Wärmestrahlern zur Anwendung bei elektronischen Bauteilen mit größerer Wärmeabgabe, wie CPUs, vorgeschlagen worden.
Die wärmeabstrahlende Wirkung herkömmlicher wärmeabstrahlender Rippen ist jedoch kaum mehr geeignet, um bei den immer stärker ansteigenden Betriebsgeschwindigkeiten das Problem der Wärmeabfuhr zu lösen, welches durch die im Betrieb der CPUs erzeugte Wärme hervorgerufen wird.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, weist in einem Tischcomputer nach dem Stand der Technik eine CPU 10a im allgemeinen als Wärmestrahler eine Mehrzahl aufrechter, wärmeabstrahlender Rippen 11a mit offenem Ende auf. Wärme, die von der CPU 10a in dem Computer erzeugt wird, wird von einer Bodenfläche 12a zu den wärmeabstrahlenden Rippen 11a hin verteilt. Außerdem ist ein Gebläse 13a vorgesehen, um die Wärme abzuführen.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, sind eine Mehrzahl wärmeabstrahlender Rippen 2 0a entlang eines Kreisumfanges angeordnet, wobei in der Mitte ein zentraler Zylinder-Wärmeverteiler 21a vorgesehen ist. Ein Gebläse 22a ist ebenfalls angepasst, um die gesamte wärmeabstrahlende Wirkung zu erreichen.
15
Bei den obigen bekannten Wärmestrahlern ist jedoch ein Gebläse zum Abführen der Wärme erforderlich, um eine bestimmte wärmeabstrahlende Wirkung zu erreichen. Die Anordnung des Gebläses führt zu einem vergrößerten Raumbedarf, und die Kosten werden ebenfalls erhöht.
Außerdem ist, da es sich bei der dem Gebläse gegenüberliegenden Seite der oben genannten wärmeabstrahlenden Rippen um eine geschlossene Fläche handelt, das Wärmeabstrahlungsvermögen auf begrenztem Raum stark eingeschränkt. Darüber hinaus sind die bekannten wärmeabstrahlenden Rippen mit offenem Ende aus festem Material, das Wärme mittels Wärmeleitung abstrahlt.
Infolgedessen ist die Wärmeabstrahlungsgeschwindigkeit wesentlich geringer als die Geschwindigkeit, mit der im Betrieb der CPU Wärme mittels Wärmekonvektion abgegeben wird.
Die wärmeabstrahlende Wirkung dieser Vorrichtung ist somit nicht ausreichend.
Die oben beschriebenen Wärmestrahler weisen somit im praktischen Gebrauch Unzulänglichkeiten und Nachteile auf. Ziel der vorliegende Erfindung ist es daher, einen Wärmestrahler anzugeben, bei dem die bei dem Stand der Technik vorhandenen Probleme vermieden werden.
Durch die vorliegende Erfindung ist ein Wärmestrahler geschaffen, bei dem äußere und innere wärmeabstrahlende Rippen gemeinsam verwendet werden, um den Wärmeabstrahlungsbereich wesentlich zu vergrößern, die Wärmeabfuhr- und Kühlwirkung zu vergrößern und so eine verbesserte Wärmeabstrahlungswirkung zu erreichen.
Weiter ist durch die vorliegende Erfindung ein Wärmestrahler geschaffen, welcher einen darin vorgesehenen Hohlraum aufweist, um Kühlflüssigkeit aufzunehmen und so die Zirkulationswirkung einer Wärmekonvektion zu erreichen. Eine verbesserte Wärmeabstrahlungswirkung kann mittels der Konvektionseigenschaften von Flüssigkeit und Luft erreicht werden. Außerdem ist eine die inneren wärmeabstrahlenden Rippen umgebende Wärmerohrleitung zur schnellen Wärmeabfuhr vorgesehen, wodurch das Wärmeabsorptionsvermögen und die Wärmeabsorptionsgeschwindigkeit der Kühlflüssigkeit vergrößert werden.
Durch die vorliegende Erfindung wird ein Wärmestrahler geschaffen, welcher einen Außenring-Wärmeverteiler mit einer ringförmigen Wandung, eine Mehrzahl äußerer wärmeabstrahlender Rippen und eine Mehrzahl innerer wärmeabstrahlender Rippen aufweist. Von der Innenseite der ringförmigen Wandung ist ein Aufnahmeraum gebildet. Die äußeren wärmeabstrahlenden Rippen sind außerhalb des Außenring-Wärmeverteilers angeordnet. Die inneren wärmeabstrahlenden Rippen sind innerhalb des Aufnahmeraums des Außenring-Wärmeverteilers angeordnet. Auf
diese Weise wird ein Wärmestrahler mit verbesserter Wärmeabstrahlungswirkung geschaffen.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beschreibung und unter Bezugnahme auf die beigefügten Abbildungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Wärmestrahlers gemäß dem Stand der Technik;
10
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Wärmestrahlers gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 3 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in zusammengebautem Zustand; 20
Fig. 5 eine Längs-Querschnittsansicht gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 eine transversale Querschnittsansicht gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 eine transversale Querschnittsansicht gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 9 eine Längs-Querschnittsansicht gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 10 eine transversale Querschnittsansicht gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Wie in Fig. 3, Fig. 4, Fig. 5 und Fig. 6 gezeigt ist, wird durch die vorliegende Erfindung ein Wärmestrahler geschaffen, welcher einen Außenring-Wärmeverteiler 1, eine Mehrzahl äußerer wärmeabstrahlender Rippen 2 und eine Mehrzahl innerer wärmeabstrahlender Rippen 3 aufweist. Die inneren wärmeabstrahlenden Rippen 3 und die äußeren wärmeabstrahlenden Rippen 2 werden gemeinsam verwendet und sind oberhalb einer CPU 6 angeordnet. Zwischen diesen kann die Zirkulation einer Kühlflüssigkeit erzeugt werden, um die im Betrieb der CPU erzeugte Wärme nach außen hin abzustrahlen.
Der Außenring-Wärmeverteiler 1 ist aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit hergestellt und weist eine Sitzbodenfläche 11 und eine ringförmige Wandung 10 auf. Die ringförmige Wandung 10 ist aus einem zylindrischen Ring gebildet. Die Sitzbodenfläche 11 ist integral ausgebildet und an der Außenseite der ringförmigen Wandung 10 befestigt. Von der Innenseite der ringförmigen Wandung 10 wird ein hohler Aufnahmeraum begrenzt, welcher sich durch zwei Enden des Außenring-Wärmeverteilers 1 hindurch erstreckt.
Die äußeren wärmeabstrahlenden Rippen 2 sind außerhalb des Außenring-Wärmeverteilers 1 angeordnet. Die äußeren wärmeabstrahlenden Rippen 2 ragen von der Außenwand des Außenring-Wärmeverteilers 1 vor und erstrecken sich radial nach außen. Die äußeren wärmeabstrahlenden Rippen 2 sind aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit hergestellt und sind an der Außenseite des Außenring-Wärmeverteilers 1 integral ausgebildet oder an der Außenseite des Außenring-Wärmeverteilers 1 befestigt.
• ·
Die inneren wärmeabstrahlenden Rippen 3 sind innerhalb des Aufnahmeräumes 12 des Außenring-Wärmeverteilers 1 angeordnet. Die inneren wärmeabstrahlenden Rippen 3 verlaufen zur Mitte des Außenring-Wärmeverteilers 1 hin in radialer Richtung aufeinander zu. Die inneren wärmeabstrahlenden Rippen 3 sind aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit hergestellt und innerhalb des Aufnahmeraumes 12 des Außenring-Wärmeverteilers 1 integral ausgebildet (d. h. ragen von der inneren Wand des Außenring-Wärmeverteilers 1 aus vor), oder sind innerhalb des Außenring-Wärmeverteilers 1 befestigt.
Wenn die inneren wärmeabstrahlenden Rippen 3 innerhalb des Außenring-Wärmeverteilers 1 befestigt sind, müssen die inneren wärmeabstrahlenden Rippen 3 im voraus innerhalb eines Innenring-Wärmeverteilers 3 0 ausgebildet werden, und der Innenring-Wärmeverteiler 30 und die inneren wärmeabstrahlenden Rippen 3 werden anschließend innerhalb des Aufnahmeraums 12 angebracht. Zwischen dem Innenring-Wärmeverteiler 30 und dem Außenring-Wärmeverteiler 1 kann ein ringförmiger Hohlraum ausgebildet werden. In dem Hohlraum 31 kann Kühlflüssigkeit aufgenommen werden, um die Wärmeabfuhr- und Kühlwirkung des Wärmestrahlers zu vergrößern.
Außerdem kann innenseitig der inneren wärmeabstrahlenden Rippen 3 ein vorbestimmter Raum vorgesehen sein, so dass eine Pumpe oder eine Wärmerohrleitung (nicht gezeigt) entsprechend den jeweiligen Erfordernissen angebracht werden kann. Eine eingebaute Pumpe, eine externe Pumpe oder eine Wärmerohrleitung können verwendet werden, um die Kühlflüssigkeit in dem Hohlraum 31 zur Erzeugung einer zirkulierenden Strömung anzutreiben, wodurch eine verbesserte Wärmeabstrahlungswirkung erreicht wird.
Eine Mehrzahl von Sicherungslöchern 32 ist an der Außenwand des Innenring-Wärmeverteilers 3 0 angeordnet. An jedem Ende des
Hohlraums 31 ist eine ringförmige Abdeckung 3 3 angeordnet. Eine Mehrzahl von entsprechend den Sicherungslöchern 32 ausgebildeten Sicherungsbolzen 34 ist an der jeweiligen Abdeckung 33 angeordnet. Die Sicherungsbolzen 34 können innerhalb der Sicherungslöcher 32 gesichert werden, so dass die beiden Abdeckungen 3 3 an beiden Enden des Hohlraums 31 haltegesichert werden können, so daß sie die beiden Enden des Hohlraums 31 verschließen. Natürlich müssen die beiden Abdeckungen 33 nicht notwendigerweise an den beiden Enden des Hohlraums 31 in Form einer Haltesicherung befestigt sein. Die beiden Abdeckungen 3 3 können an den beiden Enden des Hohlraums 31 auch mittels Schrauben oder Löten befestigt sein. Auf diese Weise wird ein Wärmestrahler gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet.
Gemäß Fig. 5 und Fig. 6 kann die Sitzbodenfläche 11 des Außenring-Wärmeverteilers 1 der vorliegenden Erfindung an der CPU 6 angebracht sein, um die im Betrieb der CPU erzeugte Wärme an den Außenring-Wärmeverteiler 1, die äußeren wärmeabstrahlenden Rippen 2 und die inneren wärmeabstrahlenden Rippen 3 zu übertragen. Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die inneren wärmeabstrahlenden Rippen 3 und die äußeren wärmeabstrahlenden Rippen 2 gemeinsam verwendet werden, um den wärmeabstrahlenden Bereich signifikant zu vergrößern und die Wärmeabstrahlungs- und Kühlwirkung zu erhöhen.
Der Hohlraum 31 ist zur Aufnahme von Kühlflüssigkeit innerhalb des Außenring-Wärmeverteilers 1 angeordnet. Wenn die durch die CPU 6 erzeugte Wärme von dem Außenring-Wärmeverteiler 1 an die Kühlflüssigkeit weitergeleitet wird, kann diese Wärme schnell übertragen werden. Die verbleibende Wärme wird mittels konvektiver Zirkulation in die äußeren wärmeabstrahlenden Rippen 2 und die inneren wärmeabstrahlenden Rippen 3 ausgebreitet, um eine verbesserte Wärmeabstrahlungswirkung zu
erreichen. Mit anderen Worten macht sich die vorliegende Erfindung die Konvektionseigenschaften von Flüssigkeit und Luft zunutze, um eine verbesserte Wärmeabstrahlungswirkung zu erreichen.
5
Zusätzlich kann, wie in Fig. 8, Fig. 9 und Fig. 10 gezeigt ist, auch eine Wärmerohrleitung 3 5 in dem Hohlraum 31 angeordnet sein. Die Wärmerohrleitung 35 umgibt den Innenring-Wärmeverteiler 30 der inneren wärmeabstrahlenden Rippen 3.
Außerdem sind wärmeabstrahlende Rippen 4 außerhalb des Innenring-Wärmeverteilers 30 angeordnet. Die wärmeabstrahlenden Rippen 4 können mit der CPU 6 fest verbunden sein. An den wärmeabstrahlenden Rippen 4 ist auch eine Befestigungsrinne 40 zur Befestigung der Wärmerohrleitung 35 ausgebildet. Infolge der schnellen Wärmeübertragung der Wärmerohrleitung 35 können Wärmeabsorptionsvermögen und geschwindigkeit der Kühlflüssigkeit vergrößert werden.
Zusammenfassend wird durch die vorliegende Erfindung ein Wärmestrahler geschaffen, welcher einen Außenring-Wärmeverteiler, eine Mehrzahl äußerer wärmeabstrahlender Rippen und eine Mehrzahl innerer wärmeabstrahlender Rippen aufweist. Der Außenring-Wärmeverteiler besitzt eine Sitzbodenfläche und eine ringförmige Wandung. Von der Innenseite der ringförmigen Wandung wird ein Aufnahmeraum gebildet. Die äußeren wärmeabstrahlenden Rippen sind außerhalb des Außenring-Wärmeverteilers angeordnet, ragen von der Außenwand des Außenring-Wärmeverteilers vor und erstrecken sich radial nach außen. Die inneren wärmeabstrahlenden Rippen sind innerhalb des Aufnahmeraums des Außenring-Wärmeverteilers angeordnet und verlaufen zur Mitte des Außenring-Wärmeverteilers hin in radialer Richtung aufeinander zu. Innerhalb des Außenring-Wärmeverteilers ist ein Hohlraum ausgebildet, um Kühlflüssigkeit und eine Wärmerohrleitung aufzunehmen. Auf diese Weise wird ein Wärmestrahler
geschaffen, dessen Wärmeausbreitungs- und Kühlwirkung vergrößert wird und der eine verbesserte Wärmeabstrahlungswirkung aufweist.

Claims (11)

1. Wärmestrahler, mit
einem Außenring-Wärmeverteiler (1) mit einer ringförmigen Wandung (10), wobei von der ringförmigen Wandung (10) ein Aufnahmeraum begrenzt wird;
einer Mehrzahl außerhalb des Außenring- Wärmeverteilers (1) angeordneter äußerer wärmeabstrahlender Rippen (2); und
einer Mehrzahl innerhalb des Aufnahmeraumes des Außenring-Wärmeverteilers (1) angeordneter innerer wärmeabstrahlender Rippen (3).
2. Wärmestrahler nach Anspruch 1, wobei eine Sitzbodenfläche (11) an der Außenseite der ringförmigen Wandung (10) des Außenring-Wärmeverteilers (1) befestigt ist.
3. Wärmestrahler nach Anspruch 1 oder 2, wobei innerhalb des Außenring-Wärmeverteilers (1) ein Hohlraum zur Aufnahme von Kühlflüssigkeit ausgebildet ist.
4. Wärmestrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die äußeren wärmeabstrahlenden Rippen (2) von einer äußeren Wand des Außenring-Wärmeverteilers (1) vorragen und sich radial auswärts erstrecken.
5. Wärmestrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die inneren wärmeabstrahlenden Rippen (3) zur Mitte des Außenring-Wärmeverteilers (1) hin in radialer Richtung aufeinander zu verlaufen.
6. Wärmestrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die inneren wärmeabstrahlenden Rippen (3) innerhalb des Aufnahmeraums des Außenring-Wärmeverteilers (1) integral ausgebildet sind und von einer inneren Wand des Außenring-Wärmeverteilers (1) vorragen.
7. Wärmestrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die inneren wärmeabstrahlenden Rippen (3) in dem Außenring- Wärmeverteiler (1) befestigt sind.
8. Wärmestrahler nach Anspruch 7, wobei die inneren wärmeabstrahlenden Rippen (3) innerhalb eines Innenring- Wärmeverteilers (30) ausgebildet sind, und wobei der Innenring-Wärmeverteiler (30) und die inneren wärmeabstrahlenden Rippen (3) innerhalb des Aufnahmeraums befestigt sind.
9. Wärmestrahler nach Anspruch 8, wobei zwischen dem Innenring-Wärmeverteiler (30) und dem Außenring- Wärmeverteiler (1) ein Hohlraum (31) zur Aufnahme von Kühlflüssigkeit ausgebildet ist.
10. Wärmestrahler nach Anspruch 9, wobei eine Mehrzahl von Sicherungslöchern (32) an einer äußeren Wand des Innenring-Wärmeverteilers (30) vorgesehen sind, wobei an jedem Ende des Hohlraums (31) eine Abdeckung (33) angeordnet ist, und wobei an den Abdeckungen (33) eine Mehrzahl von in den Sicherungslöchern (32) haltegesicherten Sicherungsbolzen (34) angeordnet sind, so dass die Abdeckungen (33) an beiden Enden des Hohlraums (31) so haltegesichert werden können, dass sie die beiden Enden des Hohlraums (31) verschließen.
11. Wärmestrahler nach Anspruch 9 oder 10, wobei in dem Hohlraum (31) eine Wärmerohrleitung (35) zur Erhöhung von Wärmeabsorptionsvermögen und -geschwindigkeit der Kühlflüssigkeit angeordnet ist.
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