DE102017001378A1 - Backward flow through microstructure cooler with integrated pump for water cooling for an electrical or electronic component - Google Patents

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DE102017001378A1
DE102017001378A1 DE102017001378.0A DE102017001378A DE102017001378A1 DE 102017001378 A1 DE102017001378 A1 DE 102017001378A1 DE 102017001378 A DE102017001378 A DE 102017001378A DE 102017001378 A1 DE102017001378 A1 DE 102017001378A1
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Andreas Rudnicki
Nathanael Draht
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen rückwärts durchflossenen Mikrostrukturkühler mit integrierter Pumpe zur Wasserkühlung für ein elektrisches oder elektronisches Bauteil – der eine integrierte Pumpe (405 Gehäuse, 406 Rotor) direkt über der Mitte der Bodenplatte (416) bereits vorinstalliert hat – der einen rückwärts orientierte Strömungsrichtung des Kühlfluids (Einlass 408, Auslass 407) hat, wobei die Pumpe (405) das Kühlfluid aus der Mitte der Bodenplatte (416) saugt – der eine Durchflusssteigerung ermöglicht – der zusätzliche Tornadoturbolenzen in der Bodenplatte (416) erzeugt, welche zu einem lokalen Anstieg der Fließgeschwindigkeit führen – der kleine Stücke Gummiring (413) auf der Unterseite der Zwischenebene (412) hat, welche den Effekt der Tornadoturbolenzen der Pumpe steigern – der die die Wärmeübertragung von der Bodenplatte (416) zu dem Kühlmedium verbessert – der bestehende Kühler in der Kühlleistung und dem Durchfluss verbessert – der bei neuen Kühlern größere Kanalbreiten (417) in der Bodenplatte (416) bei gesteigerter Kühlleistung und Durchfluss ermöglicht mit dem flüssigkeitsbetriebene Kühler für elektrische oder elektronische Bauteile hinsichtlich der Kühlleistung und des Durchflusses verbessert werden dadurch dass eine Pumpe bereits installiert ist und das Wasser rückwärts durch den Kühler fließt.The invention relates to a back-flowed microstructure cooler with integrated pump for water cooling for an electrical or electronic component - which has an integrated pump (405 housing, 406 rotor) directly above the center of the bottom plate (416) already pre-installed - the backward flow direction of the cooling fluid (Inlet 408, outlet 407), with the pump (405) sucking the cooling fluid from the center of the bottom plate (416) - which allows for flow increase - creating additional tornado turbulence in the bottom plate (416) which results in a local increase in flow rate lead - the small pieces of rubber ring (413) on the bottom of the intermediate level (412), which increase the effect of Tornadoturbolenzen the pump - which improves the heat transfer from the bottom plate (416) to the cooling medium - the existing radiator in the cooling performance and improved flow - the new n Chillers greater channel widths (417) in the bottom plate (416) with increased cooling capacity and flow allows the liquid-powered cooler for electrical or electronic components with respect to the cooling capacity and the flow can be improved by a pump is already installed and the water backwards through the radiator flows.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühler für elektrische oder elektronische Bauteile, genauer gesagt einen Fluidkühler für PC Komponenten wie Prozessoren, Grafikchips, Ramspeicher, Spannungswandler, Festplatten und andere elektrische oder elektronische Bauteile, die Abwärme erzeugen, wie er beispielsweise aus der Patentschrift DE102008058032.5 US6,105.373 US8,240,362B2 US8,245,746B2 und DE102004018144B4 bekannt ist.The present invention relates to a cooler for electrical or electronic components, more specifically a fluid cooler for PC components such as processors, graphics chips, RAM memory, voltage converters, hard disks and other electrical or electronic components that generate waste heat, as for example from the patent DE102008058032.5 US6,105.373 US8,240,362B2 US8,245,746B2 and DE102004018144B4 is known.

Beschreibung des verwandten Standes der TechnikDescription of the Related Art

Aus der DE102004018144B4 ist beispielsweise bekannt, dass in modernen Rechnern die elektronischen Bausteine von Grafikkarten und die Prozessoren an sich, also etwa die so genannten CPUs, hohen thermischen Belastungen ausgesetzt sind, welche bei deren Betrieb entstehen. Aufgrund der immer enger werdenden Leiterstrukturen und der immer größeren Leistungsfähigkeit der Prozessoren erwärmen sich diese im Betrieb stark. Um eine hohe und gleichmäßige Rechnerleistung zu gewährleisten und um die Prozessoren vor thermischen Beschädigungen zu schützen, werden diese durchweg aktiv gekühlt. Eine herkömmliche Kühlung sieht einen Luft-kühler in Gestalt eines Ventilators vor, der einem solchen elektronischen Bauteil geregelt oder ungeregelt Kühlluft zuführt. Die erwärmte Luft wird in der Regel an die Umgebung abgeführt.From the DE102004018144B4 It is known, for example, that in modern computers, the electronic components of graphics cards and the processors themselves, ie, for example, the so-called CPUs, are exposed to high thermal loads which arise during their operation. Due to the ever-narrower conductor structures and the ever-increasing performance of the processors, these heat up considerably during operation. To ensure a high and even computer performance and to protect the processors from thermal damage, they are actively cooled throughout. Conventional cooling provides an air cooler in the form of a fan which controls such an electronic component or supplies uncontrolled cooling air. The heated air is usually discharged to the environment.

Bei hochleistungsfähigen Rechnern stößt diese Art der Kühlung an ihre Grenzen. Insbesondere in Großrechenanlagen ist die Erwärmung der Räume, in denen Computer aufgestellt sind, ein Problem, dem mit dem Einsatz von Klimaanlagen unter hohem Energieaufwand begegnet wird.For high-performance computers, this type of cooling reaches its limits. In particular, in large computer systems, the heating of the rooms in which computers are installed, a problem that is encountered with the use of air conditioning systems with high energy consumption.

Als Alternative zur reinen Luftkühlung werden verstärkt Flüssigkeitskühler für elektronische Prozessoren angeboten, die eine Bodenplatte, meist aus Kupfer, aufweisen, auf deren einen Seite der Prozessor angeordnet ist, während die andere Seite mit einem Kühlwasserstrom beaufschlagt wird. Dazu wird beispielsweise Kühlwasser über eine Düsenplatte, die mit Zuleitungs- und Ableitungsanschlüssen versehen ist, mit der Bodenplatte in Kontakt gebracht.As an alternative to pure air cooling reinforced liquid cooler for electronic processors are offered, which have a bottom plate, usually made of copper, on one side of the processor is arranged, while the other side is acted upon by a cooling water flow. For this purpose, for example, cooling water via a nozzle plate, which is provided with supply and discharge connections, brought into contact with the bottom plate.

Es sei hier beispielhaft auf Kühler verwiesen, die aus der US 6,105,373 , der US 5,239,443 und der US 6,167,952 B1 bekannt sind. So weist der in der US 6,105,373 beschriebene thermoelektrische Kühler eine Bodenplatte und eine mehrteilige Düsenplatte auf, bei dem an der ersten Seite der Bodenplatte ein zu kühlendes elektronisches Bauteil und gegenüberliegend die Düsenplatte befestigbar ist. An der Düsenplatte sind ein Zuleitungsanschluss und ein Ableitungsanschluss für ein flüssiges Kühlmedium ausgebildet. Zur Verteilung des Kühlmediums ist in der Düsenplatte eine Kammer ausgebildet, in die der Zuleitungsanschluss mündet und die mit Ausspritzdüsen oder Austrittsbohrungen in Strömungsverbindung steht. Die Austrittsöffnungen dieser Ausspritzdüsen oder Austrittsbohrungen sind auf die von dem elektronischen Bauteil abgewandte Seite der Bodenplatte gerichtet, so dass diese aktiv mittels des Kühlmediums kühlbar ist. Die Ableitung des erwärmten Kühlmediums erfolgt aus dem zwischen der Außenseite der Kammer und der von dem elektronischen Bauteil abgewandten Seite der Bodenplatte gebildeten Kühlraum.It is here by way of example referred to radiator, from the US 6,105,373 , of the US 5,239,443 and the US 6,167,952 B1 are known. Thus, in the US 6,105,373 described thermoelectric cooler a bottom plate and a multi-part nozzle plate, in which on the first side of the bottom plate to be cooled electronic component and opposite the nozzle plate is fastened. On the nozzle plate, a supply port and a discharge port for a liquid cooling medium are formed. For distributing the cooling medium, a chamber is formed in the nozzle plate into which the supply connection opens and which is in flow connection with ejection nozzles or outlet bores. The outlet openings of these ejection nozzles or outlet bores are directed onto the side of the bottom plate remote from the electronic component so that it can be actively cooled by means of the cooling medium. The discharge of the heated cooling medium takes place from the cooling space formed between the outside of the chamber and the side of the bottom plate facing away from the electronic component.

Obwohl diese flüssigkeitsgekühlte Kühlvorrichtung gegenüber luftgekühlten Kühlvorrichtungen für ein elektronisches Bauteil deutliche Vorteile aufweist, ist diese hinsichtlich der Kühlwirkung und der Ersetzbarkeit weiter verbesserungswürdig. Es sei hier verwiesen auf den Mikrostrukturkühler DE102008058032.5 , der durch die Herstellung von sehr feinen Strukturen vorzugsweise durch die neuartige Ätztechniktechnologie eine weitere Leistungssteigerung ermöglicht. Die aus Ätztechnik hergestellten Bodenplatten sind jedoch prozessbedingt sehr dünn (beispielsweise 1 mm), so dass diese nur über aufwendige Gewindeinserts mit dem Deckel verschraubt werden können. Daher werden aktuelle Mikrostrukturkühler wieder durch Frästechnik hergestellt und mit einem Deckel und ggf. zusätzlich einer Zwischenebene versehen. Der Boden dieser so hergestellten Kühler ist dabei meist zwischen 3 und 5 mm dick und muss sehr aufwendig bearbeitet werden, um im Innenbereich eine Restbodenstärke von vorzugsweise < 0,5 mm und eine Finnenhöhe von 2 bis 3 mm zu erreichen.Although this liquid-cooled cooling device has clear advantages over air-cooled cooling devices for an electronic component, it is still in need of improvement in terms of cooling effect and replaceability. It should be noted here on the microstructure cooler DE102008058032.5 , which allows for the production of very fine structures, preferably by the new Ätztechniktechnologie a further increase in performance. However, the bottom plates made of etching technology are very thin due to the process (for example, 1 mm), so that they can only be screwed to the lid via expensive threaded inserts. Therefore, current microstructure coolers are again produced by milling and provided with a lid and possibly also an intermediate level. The bottom of this cooler thus produced is usually between 3 and 5 mm thick and must be processed very expensive in order to achieve a residual bottom thickness of preferably <0.5 mm and a fin height of 2 to 3 mm in the interior.

Mikrostrukturkühler des aktuellen Stands der Technik stehen vor der Herausforderung einen ausreichend großen Durchfluss und eine möglichst große Kühlleistung zu ermöglichen. Um einen großen Durchfluss zu ermöglichen müssen die Kühlkanäle im Boden eine gewisse Höhe haben, beispielsweise 4 mm, und eine entsprechende Breite, beispielsweise 1 mm, so dass der Mikrostrukturkühler für den Wasserkreislauf keine Durchflussbremse darstellt. Um eine möglichst große Kühlleistung zu erreichen müssen die Kühlkanäle möglichst fein sein, beispielsweise < 0,5 mm, und die Höhe möglichst gering, beispielsweise < 2 mm, so dass das Kühlmedium direkt über der Hitzeabgebenden Stelle die Wärme aufnehmen kann. So konstruierte Kühler haben jedoch einen sehr hohen Durchflusswiderstand, so dass derart konstruierte Kühler mit konventionellen in Computer-Wasserkühlungen eingesetzten Pumpen nicht sinnvoll betrieben werden können. Die aktuell verwendeten Technologien in Wasserkühlern benötigen einen Wassereinlass, welcher durch einen Deckel und eine Zwischenebene geführt wird, mittig über der Bodenplatte, und kann auch Rückführungskanäle aufweisen um die Durchflussrate und Kühlleistung zu optimieren.Microstructure coolers of the current state of the art face the challenge of enabling a sufficiently large flow rate and the greatest possible cooling capacity. In order to allow a large flow, the cooling channels in the bottom must have a certain height, for example 4 mm, and a corresponding width, for example 1 mm, so that the microstructure cooler for the water cycle is not a flow brake. In order to achieve the greatest possible cooling capacity, the cooling channels must be as fine as possible, for example <0.5 mm, and the height as low as possible, for example <2 mm, so that the cooling medium can absorb the heat directly above the heat emitting point. Coolers designed in this way, however, have a very high flow resistance, so that coolers designed in this way can not be usefully operated with conventional pumps used in computer water cooling systems. The currently used technologies in water coolers require a water inlet, which by a cover and a Intermediate level is guided, centered above the bottom plate, and may also have return channels to optimize the flow rate and cooling performance.

Andere Wasserkühler wie zu sehen in US8,240,362B2 haben bereits eine Pumpe in dem Wasserkühler eingebaut. Diese Pumpe hat im Wesentlichen nur 2 Möglichkeiten zu arbeiten: 1) Das Kühlmedium durch eine Zwischenebene auf die Bodenplatte zur drücken, von wo das Kühlmedium sich in mehrere Richtungen verteilt – oder: 2) Das Kühlmedium nicht zentrisch sondern an der Seite auf die Bodenplatte zu drücken, von da aus fließt das Wasser dann durch die Kanalstruktur oder Finnenstruktur der Bodenplatte (beispielsweise von links nach rechts, siehe Patent US8,240,362B2 ). Beide Möglichkeiten stellen den aktuellen Stand der Technik dar, und unterliegen den gleichen die Kühlleistung begrenzenden Gesetzmäßigkeiten wie gewöhnliche Wasserkühler ohne inkludierte Pumpe.Other water coolers as seen in US8,240,362B2 have already installed a pump in the water cooler. Essentially, this pump has only 2 possibilities to work: 1) Press the cooling medium through an intermediate level onto the bottom plate, from where the cooling medium spreads in several directions - or: 2) Move the cooling medium not centrically but towards the bottom plate press, from there the water then flows through the channel structure or fin structure of the bottom plate (for example, from left to right, see patent US8,240,362B2 ). Both options represent the current state of the art, and are subject to the same cooling efficiency limiting laws as ordinary water coolers without included pump.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde den Wasserdurchfluss und die Kühlleistung zu steigern indem die Pumpe in den Wasserkühler integriert wird jedoch mit rückwärts ausgelegter Strömungsrichtung, derart, dass die Pumpe das Kühlmedium von der Mitte der Bodenplatte her ansaugt. Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung dem Unteranspruch entnehmbar sind.Against this background, the invention has the object to increase the water flow and the cooling performance by the pump is integrated into the water cooler, however, with reverse flow direction, such that the pump sucks the cooling medium from the center of the bottom plate ago. The solution of this problem arises from the features of the main claim, while advantageous embodiments and further developments of the invention can be removed from the subclaim.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der Wasserdurchfluss im Boden eines Mikrostrukturkühlers nicht weiter verbessert werden kann, da jede Durchflussoptimierung in Form von Erhöhung oder Verbreiterung der Kühlkanäle zu Lasten der Kühlleistung geht. Daher wurde die aus Patent DE102008058032.5 bekannte Mikrochanneltechnologie weiterentwickelt und auf die aktuellen Fertigungstechniken für Mikrostrukturkühler angewendet, derart dass eine durch konventionelle Frästechnik hergestellte Bodenplatte mit sehr feinen und parallel ausgerichteten und flachen Kühlkanälen über eine Zwischenebene mit Wasserrückführungskanälen sowohl im Durchfluss als auch in der Kühlleistung gesteigert wird.The invention is based on the finding that the water flow in the bottom of a microstructure cooler can not be further improved, since any flow optimization in the form of increasing or broadening the cooling channels is at the expense of the cooling capacity. Therefore, the patent DE102008058032.5 developed microchannel technology and applied to the current production techniques for microstructure coolers, so that a prepared by conventional milling technology bottom plate with very fine and parallel aligned flat cooling channels is increased via an intermediate level with water return channels both in flow and in the cooling performance.

Die Leistungssteigerung basiert auf der Umkehr des Flussrichtung des Kühlmediums und der durch die Pumpe entstandenen Mikrotornadoturbolenzen. Wasserkühler nach dem aktuellen Stand der Technik, welche eine Zwischenebene und sogar Rückführungskanäle haben funktionieren nur wenn der Wassereinlass über der Mitte der Bodenplatte angeordnet ist. Wenn man dann die Strömungsrichtung der Kühlflüssigkeit einfach umkehrt wird die Kühlleistung sich stark reduzieren. Wenn aber die Pumpenachse direkt über der Mitte der Zwischenebene positioniert ist, wird die Rotation des Flügelrädchens Mikrotornados erzeugen, welche nach unten in die Bodenplatte sich ausbreiten und dort die Fließgeschwindigkeit des Kühlmediums steigern, was zu einer gesteigerten Wärmeaufnahme durch das Kühlmedium führt.The increase in performance is based on the reversal of the flow direction of the cooling medium and the microtome turbulence created by the pump. Prior art water coolers which have an intermediate level and even return passages only function when the water inlet is located above the center of the bottom plate. If you simply reverse the flow direction of the coolant, the cooling capacity will be greatly reduced. However, if the pump axis is positioned directly above the middle of the intermediate plane, the rotation of the vane will produce microtomes which propagate down into the bottom plate where they increase the flow velocity of the cooling medium resulting in increased heat absorption by the cooling medium.

Aus Sicht der Massenproduktion ist es möglich die gleiche Bodenplatten zu verwenden, welche in aktuell erhältlichen Wasserkühlern verbaut wird, jedoch eine andere Zwischenebene, eine Pumpe und einen angepassten Deckel, so dass bei gleichbleibender Bodenstruktur nur durch den geänderte Fließrichtung des Kühlmediums und durch die Mikrotornadoturbolenzen welche von der Pumpe erzeugt werden die Kühlleistung von bestehenden Kühlern gesteigert werden kann.From the point of view of mass production, it is possible to use the same floor slabs that are installed in currently available water coolers, but a different intermediate level, a pump and a customized lid, so that with the same soil structure only by the changed flow direction of the cooling medium and by the Mikrotornadotbolenzen which generated by the pump, the cooling capacity of existing coolers can be increased.

Bei der Entwicklung neuer Modelle ist es möglich die Bodenplatte anzupassen, indem größere Kühlkanäle verwendet werden, in denen die Mikrotornadoturbolenzen der Pumpe die Fließgeschwindigkeit und Kühlleistung erhöht, so dass eine konstante oder gesteigerte Kühlleistung und Durchflussrate erreicht wird bei gleichzeitig deutlich verringerten Fertigungskosten für die Bodenplatte. Die Fertigungskosten einer Bodenplatte sind umso geringer, je größer die Kühlkanäle sind, da die Kühlkanäle für gewöhnlich mit Scheibenfräsern hergestellt werden. Mit steigernder Kanaldicke können auch die Frässcheiben dicker und somit stabiler dimensioniert werden, so dass in der Fertigung mit einer höheren Schnittgeschwindigkeit bei reduzierten Ausfällen gefahren werden kann.When developing new models, it is possible to adapt the bottom plate by using larger cooling channels in which the microtornadoturbolences of the pump increase the flow rate and cooling capacity, so that a constant or increased cooling capacity and flow rate is achieved, at the same time significantly reduced manufacturing costs for the bottom plate. The production costs of a bottom plate are the lower, the larger the cooling channels, since the cooling channels are usually produced with disc cutters. With increasing channel thickness and the milling discs can be thicker and thus more stable dimensioned, so that can be driven in production with a higher cutting speed at reduced failures.

Die Zwischenebene hat ein oder mehrere Ansauglöcher. Rückführungskanäle auf der Unterseite der Zwischenebene sind nicht mehr notwendig. Aber für eine weitere Optimierung des Wasserflusses ist es möglich kleine Stücke von gebogenem Gummiring an die Unterseite der Zwischenebene zu applizieren, so dass der Tornadoeffekt des Flügelrades der Pumpe durch die Anordnung der Gummiringe unterstützt wird, und somit die Kühlleistung weiter gesteigert wird.The intermediate level has one or more suction holes. Return channels on the underside of the intermediate level are no longer necessary. But to further optimize the flow of water, it is possible to apply small pieces of curved rubber ring to the underside of the intermediate level, so that the tornado effect of the impeller of the pump is supported by the arrangement of the rubber rings, and thus the cooling performance is further increased.

Abweichend von der Platzierung des Ansaugloches und der Gummiringe in der Zwischenebene ist es auch möglich diese Technology direct in den Deckel des Wasserkühlers zu integrieren.Contrary to the placement of the suction hole and the rubber rings in the intermediate level, it is also possible to integrate this technology directly into the lid of the water cooler.

Je nach Anwendungsfall und Systembedingungen wie beispielsweise die vorhandene Pumpenleistung, Parallelbetrieb mehrerer Kühler (z. B. bei Mehrprozessorsystemen) oder der Kühlung anderer Bauteile wie Grafikchips, Festplatten, Speicherchips und anderer hitzeemittierender Bauteile kann die Pumpenleistung, die Gummiringe und die Kanalstruktur der Bodenplatte individuell angepasst werden.Depending on the application and system conditions such as the existing pump capacity, parallel operation of several coolers (eg in multi-processor systems) or the cooling of other components such as graphics chips, hard disks, memory chips and other heat-emitting components, the pump performance, the rubber rings and the Channel structure of the bottom plate to be customized.

Zusammenfassung:Summary:

Die Erfindung betrifft einen rückwärts durchflossenen Mikrostrukturkühler mit integrierter Pumpe zur Wasserkühlung für ein elektrisches oder elektronisches Bauteil

  • – der eine integrierte Pumpe direkt über der Mitte der Bodenplatte bereits vorinstalliert hat
  • – der einen rückwärts orientierte Strömungsrichtung des Kühfluids hat, wobei die Pumpe das Kühfluid aus der Mitte der Bodenplatte saugt
  • – der eine Durchflusssteigerung ermöglicht
  • – der zusätzliche Tornadoturbolenzen in der Bodenplatte erzeugt, welche zu einem lokalen Anstieg der Fließgeschwindigkeit führen
  • – der kleine Stücke Gummiring auf der Unterseite der Zwischenebene hat, welche den Effekt der Tornadoturbolenzen der Pumpe steigern
  • – der die die Wärmeübertragung von der Bodenplatte zu dem Kühlmedium verbessert
  • – der bestehende Kühler in der Kühlleistung und dem Durchfluss verbessert
  • – der bei neuen Kühlern größere Kanalbreiten in der Bodenplatte bei gesteigerter Kühlleistung und Durchfluss ermöglicht
mit dem flüssigkeitsbetriebene Kühler für elektrische oder elektronische Bauteile hinsichtlich der Kühlleistung und des Durchflusses verbessert werden dadurch dass eine Pumpe bereits installiert ist und das Wasser rückwärts durch den Kühler fließt.The invention relates to a back-flowed through microstructure cooler with integrated pump for water cooling for an electrical or electronic component
  • - which has already pre-installed an integrated pump directly above the center of the base plate
  • - Has a backward oriented flow direction of the cooling fluid, wherein the pump sucks the cooling fluid from the center of the bottom plate
  • - Which allows a flow increase
  • - The additional Tornadoturbolenzen generated in the bottom plate, which lead to a local increase in the flow velocity
  • - has small pieces of rubber ring on the bottom of the intermediate level, which increase the effect of Tornadoturbolenzen the pump
  • - Which improves the heat transfer from the bottom plate to the cooling medium
  • - Improved the existing cooler in the cooling capacity and flow
  • - With new coolers larger channel widths in the bottom plate with increased cooling capacity and flow possible
with the liquid-operated cooler for electrical or electronic components in terms of the cooling capacity and the flow can be improved by a pump is already installed and the water flows backwards through the radiator.

Ausführungsbeispiel:Embodiment:

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:Hereinafter, an embodiment will be explained in more detail with reference to the accompanying figures. Show it:

1y und 1b – Stand der Technik. Der hier abgebildete CPU-Kühler zeigt den für aktuelle CPU-Kühler typischen Stand der Technik. Das Kühlmedium wird über einen Einlass (101) in eine Vorkammer (102) verteilt, und von dort aus durch die Einspritzebene (105) zentrisch durch ein oder zwei Schlitze (107) auf die Finnenstruktur/Kühlkanäle (109) der Bodenplatte (106) geleitet, um von dort aus durch die Kühlkanäle (109) nach außen zu entweichen und dabei die Hitze von der Wärmequelle (108) aufzunehmen. Das Kühlmedium wird anschließend in der Rückführungskammer (103) gesammelt und über den Auslass (110) abgeführt. Der gesamte Wasserkühler ist über eine Montageplatte (104) befestigt. Von dem Wasserkühler fließt das Kühlmedium zum Radiator und zurück zur Pumpe (111). 1y and 1b - State of the art. The CPU cooler shown here shows the state of the art typical of current CPU coolers. The cooling medium is passed through an inlet ( 101 ) in an antechamber ( 102 ), and from there through the injection level ( 105 ) centrally through one or two slots ( 107 ) on the fin structure / cooling channels ( 109 ) of the bottom plate ( 106 ) from there through the cooling channels ( 109 ) to escape to the outside while removing the heat from the heat source ( 108 ). The cooling medium is then in the recirculation chamber ( 103 ) and via the outlet ( 110 ) dissipated. The entire water cooler is via a mounting plate ( 104 ) attached. From the water cooler, the cooling medium flows to the radiator and back to the pump ( 111 ).

2a, 2b und 2c – Stand der Technik. Der hier gezeigte CPU Wasserkühler zeigt den typischen Stand der Technik für Wasserkühler mit integrierter Pumpe. Das Kühlmedium wird über einen Einlass (201) in die Mitte der Pumpe (211) geleitet, wo es durch das Flügelrad (212) beschleunigt wird und dann nach unten durch die Einspritzebene (205) zentrisch durch ein oder zwei Schlitze (207) auf die Finnenstruktur/Kühlkanäle (209) der Bodenplatte (206) geleitet, um von dort aus durch die Kühlkanäle (209) nach außen zu entweichen und dabei die Hitze von der Wärmequelle (208) aufzunehmen. Das Kühlmedium wird anschließend in der Rückführungskammer (203) gesammelt und über den Auslass (210) abgeführt. Der gesamte Wasserkühler ist über eine Montageplatte (204) befestigt. 2a . 2 B and 2c - State of the art. The CPU waterblock shown here shows the typical state of the art for water coolers with integrated pump. The cooling medium is passed through an inlet ( 201 ) in the middle of the pump ( 211 ), where it passes through the impeller ( 212 ) and then down through the injection level ( 205 ) centrally through one or two slots ( 207 ) on the fin structure / cooling channels ( 209 ) of the bottom plate ( 206 ) from there through the cooling channels ( 209 ) to escape to the outside while removing the heat from the heat source ( 208 ). The cooling medium is then in the recirculation chamber ( 203 ) and via the outlet ( 210 ) dissipated. The entire water cooler is via a mounting plate ( 204 ) attached.

3 – Stand der Technik. Der hier gezeigte CPU Wasserkühler zeigt den typischen Stand der Technik für einen Wasserkühler mit integrierter Pumpe jedoch ohne Mikrostruktur und ohne Einspritzebene. Das Kühlmedium wird über einen Einlass (301) in die Mitte der Pumpe (311) geleitet, wo es durch das Flügelrad (312) beschleunigt wird und dann nach unten zur linken Seite der Bodenplatte (306) geleitet wird und von dort durch die Kühlkanäle (309) von einer Seite zur anderen fließt und dabei die Hitze von der Wärmequelle (308) aufnimmt. Das Kühlmedium wird dann über den Auslass (310) abgeführt. Der gesamte Wasserkühler ist über eine Montageplatte (304) befestigt. 3 - State of the art. The CPU waterblock shown here shows the typical state of the art for a water cooler with integrated pump but without microstructure and without injection level. The cooling medium is passed through an inlet ( 301 ) in the middle of the pump ( 311 ), where it passes through the impeller ( 312 ) is accelerated and then down to the left side of the bottom plate ( 306 ) and from there through the cooling channels ( 309 ) flows from one side to the other and thereby the heat from the heat source ( 308 ). The cooling medium is then passed through the outlet ( 310 ) dissipated. The entire water cooler is via a mounting plate ( 304 ) attached.

4a und 4b – Neuartiger Wasserkühler mit rückwärtiger Strömungsrichtung und zentrierter Pumpe. Das Kühlmedium tritt in den Wasserkühler über einen Einlass (408) ein und wird durch den Deckel (409) zwischen Zwischenebene (412) und Montageplatte (414) weitergeleitet um die Bodenplatte (416) zu erreichen. Von der außen gelegenen Wasserkammer (415) fließt es weiter in die Finnenstruktur (414) um von dort in die Pumpe (405) durch das Ansaugloch (411) gesaugt zu werden, wobei das Pumpenflügelrad (406) Mikrotornadoturbolenzen erzeugt, welche durch die kleinen Tornado-Gummiringe (413) verstärkt werden um dann durch den Pumpenausgang (407) abgeführt zu werden. Des Weiteren gibt es einen Ausgang für das Pumpenkabel (401) in der Abdeckung (402) des Deckels, welcher noch Dämmmaterial (403) enthält, Schrauben für die Montage der Pumpe (404) einen O-Ring (410) und über verschiedene Montageoptionen durch die Montageplatte (414) verfügt. 4a and 4b - New water cooler with backward flow direction and centered pump. The cooling medium enters the water cooler via an inlet ( 408 ) and through the lid ( 409 ) between intermediate level ( 412 ) and mounting plate ( 414 ) forwarded to the bottom plate ( 416 ) to reach. From the outside water chamber ( 415 ) it flows further into the fin structure ( 414 ) from there into the pump ( 405 ) through the suction hole ( 411 ), whereby the pump impeller ( 406 ) Produces microtornadoturbolences which are caused by the small tornado rubber rings ( 413 ) are then amplified by the pump outlet ( 407 ) to be dissipated. Furthermore, there is an outlet for the pump cable ( 401 ) in the cover ( 402 ) of the lid, which still insulating material ( 403 ), screws for mounting the pump ( 404 ) an O-ring ( 410 ) and various mounting options through the mounting plate ( 414 ).

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (3)

Rückwärts durchflossener Mikrostrukturkühler mit integrierter Pumpe zur Wasserkühlung für ein elektrisches oder elektronisches Bauteil – Mit einer Bodenplatte, einer Zwischenebene und einem Deckel, – Wobei die Zwischenebene ein oder mehrere Löcher in der Mitte für den Abtransport von Wasser hat – Wobei die Bodenplatte Kühlpinne in Kreuzstruktur aufweist – Wobei die Pumpe mit der Pumpenachse direkt über den Löchern der Zwischenebene für den Wasserabtransport positioniert ist – so dass beim Ansaugen des Wassers durch die Pumpe Mikrotornadoverwirbelungen in der Kreuzstruktur der Bodenplatte entstehen, die die Kühlleistung des Mikrostrukturkühlers steigern,Backward flow through microstructure cooler with integrated pump for water cooling for an electrical or electronic component - With a base plate, an intermediate level and a lid, - Where the intermediate level has one or more holes in the middle for the removal of water - Wherein the bottom plate has cooling spider in cross structure - Where the pump with the pump axis is positioned directly above the holes of the intermediate level for the removal of water So that as the water is sucked in by the pump, micro-tornado eddies are created in the cross-structure of the bottom plate, which increase the cooling capacity of the microstructure cooler, Mikrostrukturkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzliche Rückführungskanäle in der Mittelebene eingebaut sind.Microstructure cooler according to claim 1, characterized in that additional return channels are installed in the median plane. Mikrostrukturkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich Tornado Gummiringe in die Mittelebene eingebaut sind.Microstructure cooler according to claim 1, characterized in that in addition Tornado rubber rings are installed in the median plane.
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