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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Wasserkühlungs-Wärmeabgabesystem,
und genauer, ein Wasserkühlungs-Wärmeabgabesystem, in dem ein Druck
in einem Rohr geregelt ist.
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Beschreibung
des Standes der Technik
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In
einem Computersystem sind die CPU, der Northbridge-Chip, der Southbridge-Chip
und der Grafikchip usw. integrierte Schaltkreise (IC) auf einem
Motherboard, und die IC-Chips erzeugen Wärme während des Betriebs. Um die
von den IC-Chips erzeugte Wärme
schnell von dem Motherboard zu entfernen, wird ein Wasserkühlungs-Wärmeabgabesystem
verwendet, in dem ein Wasserblock verwendet wird, um direkt die
Rückseite
des IC-Chips zu kontaktieren,
und die Wärme
wird durch ein Kühlmittel,
das durch den Wasserblock zirkuliert, zu einem Kühler übertragen. Im Allgemeinen ist
der Wasserkühler
außerhalb
des Gehäuses
eines Computers eingerichtet und umfasst einen Einlassanschluss
und einen Auslassanschluss, der mit einem Wassertank verbunden sind,
und einen Ventilator zur Kühlung
des zirkulierenden Kühlmittels
in dem Wasserkühler.
Außerdem
kann der Wassertank derart mit einer Pumpe zum Zirkulieren des Kühlmittels
ausgerüstet
sein, dass das Kühlmittel
in Richtung des Wasserblocks und dann zurück zu dem Tank strömt. Daher
kann die Wärme,
die durch den Betrieb des ICs erzeugt wird, durch das Zirkulieren
des Kühlmittels übertragen
und entfernt werden.
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Jedoch
sind Schläuche
erforderlich zur Verbindung des Wasserblocks des Tanks und der Pumpe
des Wasserkühlungs-Wärmeabgabesystems und wobei
die differenziellen zirkulierenden Drücke in dem Schlauch leicht
ein Auslaufen an den Verbindern und Anschlüssen der Schläuche verursachen
können.
Einige schlugen die Verwendung von Metallrohren anstelle von Schläuchen vor,
um das zuvor genannte Auslaufproblem zu beheben; jedoch, da die Temperatur
des flüssigen
Kühlmittels
während
des Betriebs des Systems ansteigt, was zu einer Änderung in dem Flüssigkeitsvolumen
führt,
steigt der Druck in dem Metallrohr entsprechend an, und wenn der
Druck eine Druckgrenze des Systems übersteigt, bestehen Explosionsrisiken.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Wasserkühlungs-Wärmeabgabesystem
bereitzustellen, in dem der Druck in dem Zirkulationsrohr durch einen
Druckpuffermechanismus geregelt wird.
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Das
Wasserkühlungs-Wärmeabgabesystem umfasst
einen Wasserblock, eine Pumpe, einen Wasserkühler und mehrere feste Rohre.
Der Wasserblock wird verwendet, um eine Wärmequelle zu kontaktieren,
und die Pumpe wird verwendet, um das flüssige Kühlmittel zu dem Wasserblock
zu übertragen,
und die Wärme,
die von der Wärmequelle
erzeugt wird, zu übertragen.
Außerdem
wird der Wasserkühler
verwendet, um das flüssige
Kühlmittel
zu kühlen,
das den Wasserblock passiert, und die festen Rohre sind mit dem
Wasserblock, der Pumpe beziehungsweise dem Wasserkühler verbunden,
um ein zu Zirkulationsrohr auszubilden; wobei zumindest ein Puffermaterial
in die festen Rohre eingesetzt ist, um den Druck in dem Zirkulationssystem
zu regeln.
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Ein
Wasserkühlungs-Wärmeabgabesystem gemäß einem
anderen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird bereitgestellt. Das Wasserkühlungs-Wärmeabgabesystem
umfasst einen Flüssigkeits-Wärmeabgabemechanismus,
einen Wasserkühler
und mehrere feste Rohre. Der Flüssigkeits-Wärmeabgabemechanismus umfasst
ein Gehäuse,
ein Kühlplattenmodul
und eine Antriebsvorrichtung. Das Kühlplattenmodul ist an dem Bodenrand
des Gehäuses
angeordnet, um eine Wärmequelle
zu kontaktieren, während
die Antriebsvorrichtung in dem Gehäuse angeordnet und mit dem
Kühlplattenmodul
verbunden ist. Die Antriebsvorrichtung ist ausgebildet zur Zirkulation
eines flüssigen
Kühlmittels,
das das Kühlplattenmodul
passiert, um die von der Wärmequelle
erzeugte Wärme
abzugeben. Außerdem
wird der Wasserkühler
verwendet, um das flüssige
Kühlmittel,
das das Kühlplattenmodul
passiert, zu kühlen,
und die festen Rohre sind mit dem Flüssigkeits-Wärmeabgabemechanismus und dem Wasserkühler verbunden,
um ein Zirkulationsrohr auszubilden; wobei zumindest ein Pufferelement
in den festen Rohren eingesetzt ist, um den Druck in dem Zirkulationsrohr
zu regeln.
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Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung sind die oben genannten festen Rohre
mit einem hervorstehenden Abschnitt mit einem jeweils oder entsprechend
größeren Durchmesser
versehen, und das Puffermaterial ist angeordnet, wobei es die Innenwand
des hervorstehenden Abschnitts umgibt.
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Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung sind die oben genannten festen Rohre
mit einem hervorstehenden Abschnitt mit einem jeweils oder entsprechend
größeren Durchmesser
versehen, und das Puffermaterial ist in dem hervorstehenden Abschnitt
angeordnet.
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Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird der oben beschriebene hervorstehende
Abschnitt durch ein Verbindungsrohr mit einem größeren Durchmesser ausgebildet.
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Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung kann das Volumen des oben beschriebenen
Puffermaterials verändert
werden, wenn sich der Druck in dem Rohr ändert.
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Da
eine Druckpufferstruktur in der vorliegenden Erfindung verwendet
wird, kann das Volumen verändert
werden, wenn sich der Druck in der Rohr ändert; dadurch kann der Druck
in dem Zirkulationsrohr geregelt werden. Daher kann die Wärme, die
auf Grund der Hochgeschwindigkeitsoperationen der Komponenten, wie
zum Beispiel der CPU, der Chipsätze
und Grafikchips in einem Computersystem, erzeugt wird, schnell durch
das Wärmeabgabesystem der
vorliegenden Erfindung entfernt werden. Somit kann nicht nur das
Problem des Schlauchauslaufens gelöst werden, sondern auch der
Druck in dem Zirkulationsrohr kann geregelt werden. Somit kann die
Zuverlässigkeit
des Erzeugnisses effektiv gefördert
werden.
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Um
die zuvor genannten und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der
vorliegenden Erfindung verständlich
zu machen, ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel, begleitet von
Figuren, unten im Detail beschrieben.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Die
zugehörigen
Zeichnungen sind eingefügt,
um ein weiteres Verständnis
der Erfindung zu unterstützen,
und sind in diese Beschreibung eingegliedert und bilden einen Teil
davon. Die Zeichnungen veranschaulichen die Ausführungsbeispiele der Erfindung
und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der
Erfindung zu erläutern.
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1 ist
eine schematische Ansicht eines Wasserkühlungs-Wärmeabgabesystems
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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2-4 stellen
entsprechend schematische Querschnittsansichten eines Druckpuffermechanismus
gemäß speziellen
Ausführungsbeispielen der
vorliegenden Erfindung dar.
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5 ist
eine schematische Ansicht eines Wasserkühlungs-Wärmeabgabesystems
gemäß einem
anderen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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1 ist
eine schematische Ansicht eines Wasserkühlungs-Wärmeabgabesystems
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Bezüglich 1 umfasst
ein Wasserkühlungs-Wärmeabgabesystem 100 einen
Wasserblock 110, eine Pumpe 120, einen Wasserkühler 130 und mehrere
feste Rohre 140. Der Wasserblock 110 wird verwendet,
um eine Wärmequelle
(nicht gezeigt) zu kontaktieren, wobei die festen Rohre zum Beispiel Metalle
mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit,
wie zum Beispiel Kupfer und Aluminium, umfassen. Die Pumpe 120 wird
verwendet, um das flüssige
Kühlmittel (angezeigt
durch den Pfeil) zu dem Wasserblock 110 zu drücken, um
die Wärme,
die durch die Wärmequelle
erzeugt wird, zu entfernen. Außerdem
weist der Wasserkühler 130 einen
Einlassanschluss 132 und einen Auslassanschluss 134 auf.
Das flüssige Kühlmittel
absorbiert die Abwärme
von der Wärmequelle
und strömt
in den Wasserkühler 130 durch
den Einlasseinschluss 132, wo das flüssige Kühlmittel durch einen internen
Wärmeaustausch
abgekühlt werden
kann, und strömt
letztendlich durch den Auslassanschluss 134 heraus. Danach
wird das abgekühlte
flüssige
Kühlmittel
durch die Pumpe 120 zu dem Wasserblock 110 zurückgeführt. Somit
tritt das flüssige
Kühlmittel
durch das oben beschriebene Zirkulationsrohr. Es sollte beachtet
werden, dass die festen Rohre 140 in der vorliegenden Erfindung
zur Verbindung des Wasserblocks 110, der Pumpe 120 und
des Wasserkühlers 130 und
dergleichen verwendet werden, um ein Problem des Auslaufens an Verbindungen
und Anschlüssen
der festen Rohre, die das Zirkulationsrohr ausbilden, zu verhindern.
Um jedoch einen extrem hohen Druck in den festen Rohren 140 zu
vermeiden, ist ein Druckpuffermechanismus 12 in das Zirkulationsrohr
oder das systematische Element eingesetzt, um die Volumen- oder
Druckänderung
des flüssigen
Kühlmittels
in dem Zirkulationsrohr zu regeln, so dass das Volumen durch Kompression
und Deformation geändert
werden kann, wenn der Druck in dem Rohr ansteigt. Drei Typen des Druckpuffermechanismus 12 in
den speziellen Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung werden unten im Einzelnen erläutert:
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2-4 stellen
entsprechende schematische Querschnittsansichten eines Druckpuffermechanismus
gemäß spezieller
Ausführungsbeispiele der
vorliegenden Erfindung dar. Zuerst, bezüglich 2, sind
die festen Rohre 140 aus metallischen Rohren mit einem
Puffermaterial 150 gefertigt, das an die Innenwand gesetzt
ist, um den Druck in dem Rohr zu regeln. Das Puffermaterial 150 kann
in einem hervorstehenden Abschnitt 142 mit einem größeren Durchmesser
des festen Rohres 140 angeordnet sein, oder ein Verbindungsrohr
mit einem größeren Durchmesser
kann über
das feste Rohr 140 geschoben sein. Wenn das flüssige Kühlmittel
durch den Raum tritt, der von dem Puffermaterial 150 umgeben
ist, übt
der Wasserdruck einen Druck aus, um das Puffermaterial 150 nach
außen
zu drängen,
so dass sich sein Volumen verringert, um einen extrem hohen Druck
in dem festen Rohr zu verhindern. Als nächstes, bezüglich der 3 und 4,
können verschiedene
Mengen von Puffermaterialien mit verschiedenen Formen, z.B. ein
einzelnes kugelförmiges
Puffermaterial 152 der 3 oder mehrere
unregelmäßige Puffermaterialien 154 der 4,
auch in dem festen Rohr 140 angeordnet sein, um den Druck in dem
Rohr zu regeln. Die Puffermaterialien 152, 154 können in
einem hervorstehenden Abschnitt 142 mit einem größeren Durchmesser
des festen Rohrs 140 angeordnet sein, oder ein Verbindungsrohr
mit einem größeren Durchmesser
ist über
das feste Rohr 140 geschoben. Wenn das flüssige Kühlmittel 20 durch
einen Raum um das Puffermaterial tritt, wird der Druck ausgeübt und zwingt
das Puffermaterial 152, 154 nach innen, so dass
sein Volumen schrumpft, um einen extrem hohen Druck in dem festen
Rohr zu verhindern.
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5 stellt
eine schematische Ansicht eines Wasserkühlungs-Wärmeabgabesystems
gemäß einem
anderen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung dar. Bezüglich 5 umfasst
das Wasserkühlungs-Wärmeabgabesystem 200 einen
Wasserblock 210, einen Flüssigkeits-Wärmeabgabemechanismus 220,
einen Wasserkühler 230 und
mehrere feste Rohre 240 mit einer Druckpufferstruktur 12,
die verwendet wird, um den extrem hohen Druck in dem Rohr zu vermeiden.
Der Wasserblock 210 kann an einer Wärmequelle (nicht gezeigt) angeordnet
sein, und der Flüssigkeits-Wärmeabgabemechanismus 220 kann
an einer anderen Wärmequelle
(nicht gezeigt) angeordnet sein; und der Wasserblock 210, der
Flüssigkeits-Wärmeabgabemechanismus 220 und
der Wasserkühler 230 sind
miteinander durch feste Rohre 240 verbunden, um ein Zirkulationsrohr auszubilden,
um das flüssige
Kühlmittel
zu zirkulieren, so dass das flüssige
Kühlmittel
die Abwärme
von der Wärmequelle
wegnimmt und auf dem Strömungsweg
von dem Wassereinlassanschluss 232 zu dem Wasserauslassanschluss 234 abgekühlt wird. Der
Flüssigkeits-Wärmeabgabemechanismus 220 umfasst
weiter ein Gehäuse,
ein Kühlplattenmodul, das
an dem Bodenrand des Gehäuses
angeordnet ist, und eine Antriebsvorrichtung, die in dem Gehäuse angeordnet
ist, welches nur schematisch in der Figur gezeigt ist. Das Kühlplattenmodul
wird verwendet, um die Wärmequelle
zu kontaktieren, und die Antriebsvorrichtung ist mit dem Kühlplattenmodul verbunden,
um das flüssige
Kühlmittel
durch das Kühlplattenmodul
zu zirkulieren, um die Wärme,
die durch die Wärmequelle
erzeugt wird, zu entfernen.
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Es
sollte beachtet werden, dass der Flüssigkeits-Wärmeabgabemechanismus 220 eine
kombinierte Struktur aus der Antriebsvorrichtung und dem Kühlplattenmodul
mit beiden Funktionen aufweist, Zirkulieren des flüssigen Kühlmittels
und Absorbieren der Wärme.
Die Details kann man unter Bezug auf die Beschreibung des taiwanesischen
Patents Nr. M273031 liquid-heat dissipation mechanism erhalten,
die hierin nicht mehr im Einzelnen beschrieben wird.
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Wie
in den oben genannten Ausführungsbeispielen
beschrieben, ist das Volumen, wenn das Pufferelement unter Druck
komprimiert wird, zusammengeschrumpft, so dass der erzeugte Raum
als ein Pufferraum verwendet werden kann, der das durch die Flüssigkeitsexpansion
verursachte angestiegene Volumen kompensiert, so dass der Druck
in dem Rohr nicht maßgeblich
ansteigt, wodurch ein extrem hoher Druck in dem festen Rohr verhindert
wird, um ein Bersten oder eine Expansion zu vermeiden.
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Darüber hinaus
ist ein Puffermaterial in das feste Rohr eingesetzt, das in einem
Wasserkühlungs-Wärmeabgabesystem
der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, wobei sich das Volumen
des Puffermaterials ändern
kann, wenn sich der Druck in dem Rohr ändert, wodurch der Druck in
dem Rohr geregelt wird. Somit kann die aufgrund des Betriebes der
Komponenten, wie zum Beispiel der CPU, Chipsätze und Grafikchips in einem
Computersystem, erzeugte Wärme
schnell durch ein Wasserkühlungs-Wärmeabgabesystem
der vorliegenden Erfindung entfernt werden. Das Wasserkühlungs-Wärmeabgabesystem
verhindert nicht nur das Problem des Auslaufens, sondern regelt
auch den Druck in dem Rohr. Somit kann die Zuverlässigkeit
des Produkts effektiv gefördert
werden.
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Es
wird für
einen Fachmann offensichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen
und Abwandlungen an der Struktur der vorliegenden Erfindung vorgenommen
werden können,
ohne von dem Umfang oder Geist der Erfindung abzuweichen. Mit Blick
auf das Voranstehende ist es beabsichtigt, dass die vorliegende
Erfindung Modifikationen und Abwandelungen dieser Erfindung abdeckt,
vorausgesetzt sie fallen in den Bereich der folgenden Ansprüche und
deren Äquivalente.