HU231160B1 - Hűtési rendszer - Google Patents

Description

SZABADALMI LEÍRÁS

Hűtési rendszer

A találmány egy válaszfallal elválasztott, többkamrás, zárt műszerházban, elektromosan szigetelő folyadékba elhelyezett (merített) levegőpumpás, hűtési rendszer, amely elektromos áramkörök hűtésére szolgál.

A zárt műszerház kamráiban levő elektromos áramköröket elektromosan szigetelő folyadék lepi el. Az elektromosan szigetelő folyadékba, minden kamrába egy-egy levegőpumpa van. A levegőpumpák az elektromosan szigetelő folyadékban vannak elhelyezve (merítve). A kamráknak az elektromosan szigetelő folyadék fölötti levegőrétegtől, az adott kamrában levő levegőpumpa szívócsonkjáig levegőcsövek vezetnek. A levegőpumpák nyomócsonkjaitól az elektromos áramkörökhöz levegőcsövek vezetnek.

Az elektromosan szigetelő folyadék fölötti levegőrétegből, a levegőpumpák áramoltatják át, az egyirányú áramlást biztosító szelepeken (visszacsapó szelepeken), és a levegőszívócsöveken a levegőt, az adott kamrában levő levegőpumpa levegőszívócsonkjához. A levegőpumpák az adott kamrában levő levegőnyomócsonkján és a levegőnyomócsöveken áramoltatják át a levegőt a levegőfúvókákig (levegőporlasztókig).

A levegőfúvókák (levegőporlasztók) az elektromosan szigetelő folyadék alsó részében vannak elhelyezve, a hűtést ígénylő elektromos áramkörök és hősugárzó részegységeik alatt. A levegőfúvókák (levegőporlasztók) levegőbuborékokat áramoltatnak (juttatnak) az elektromosan szigetelő folyadékba.

A levegőbuborékok, az elektromosan szigetelő folyadékon belül, felfelé történő mozgásuk révén, keverik az elektromosan szigetelő folyadékot, amely az elektromos áramkörökön és hősugárzó részegységeiken keletkezett hőt áramoltatja a műszerház faláig, majd átadja ezt a hőt a műszerház külső környezetének.

Működésben levő, hűtést igénylő elektromos áramkörök és hősugárzó részegységeik hűtésére számos megoldás létezik.

Egy ismert megoldás a léghűtéses hűtési rendszer, amely esetében a hűtést igénylő rendszeren belül, a hősugárzó részegységekről egy villanymotor által forgatott lapátos ventilátor áramoltatja el a keletkezett hőt.

Egy másik megoldás a csőrendszerű folyadékhűtéses rendszer, amely esetében a hűtést igénylő rendszeren belül, a hősugárzó részegységekről a keletkezett hőt egy folyadék áramoltatja el egy csőrendszeren keresztül hőcserélő eszközhöz, amit egy villanymotor által forgatott lapátos ventilátor hűt.

A léghűtéses hűtési rendszer esetében nagyobb, a csőrendszerű folyadékhűtéses rendszer esetében kisebb, de mindkét esetben jelentős hőmérsékleti ingadozások jönnek létre, a hűtést igénylő részegységeken, nagy működési zajszinttel, a villanymotorok által forgatott lapátos ventilátorok miatt.

A hűtést igénylő részegységeken belül létrejövő hőmérsékleti ingadozásokat jelentősen javítja az US 2014/0321053 szabadalmi okiratban leírt hűtési rendszer, levegőbuborékokat áramoltató folyadékhűtéses rendszer, ahol a hűtést igénylő elektromos áramkörök egy tartályban levő elektromosan szigetelő folyadékba vannak elhelyezve, levegőbuborékokkal keverve az elektromosan szigetelő folyadékot. A levegőbuborékokat egy levegőpumpa áramoltatja a tartály alsó részében elhelyezett levegőfúvókákon (levegőporlasztókon) keresztül. A levegőfúvókákon (porlasztókon) keresztül átáramoltatott levegőt a tartály külső feléről (a környezetből), vagy a tartályban levő elektromosan szigetelő folyadék fölötti levegőrétegből kapja.

Az US 2014/0321053 szabadalmi okirat által bemutatott hűtési rendszer szerint, a levegőpumpa a tartályon kívül, a tartály alatt, vagy a tartályban az elektromosan szigetelő folyadék felett lévő levegőrétegben van, nem az elektromosan szigetelő folyadékba van elhelyezve (merítve).

Az US 2014/0321053 szabadalmi okirat révén bemutatott hűtési rendszer, ismerteti az elektromosan szigetelő folyadékon kívül levő levegőpumpa által, levegőbuborékokat átáramoltató hűtés folyamatmechanizmusát az elektromosan szigetelő folyadékon keresztül.

Felismerve, hogy az US 2014/0321053 szabadalmi okiratban ismertetett hűtési rendszer, bármely működési változata szerinti változatában, a levegőpumpa légnemű környezetben (levegőben) működik, a levegőpumpa műszaki adatai szerint adott működési zajszinttel, valamint működéséből adódó saját hőtermeléssel rendelkezik.

A találmány szerint, ezek a mellékhatások (a levegőpumpa működési zajszintje és a levegő pumpa működése miatt termelt hő) lényegesen csökkenthetők, a levegőpumpák egy műszerház, válaszfallal elválasztott kamráiban levő elektromosan szigetelő folyadékba való elhelyezésével (merítésével).

A találmány szerint a levegőpumpák az elektromosan szigetelő folyadékba elhelyezve (merítve), csökken a levegőpumpák működési zajszintje az US 2014/0321053 szabadalmi okiratban bemutatott hűtési rendszer, bármely ismertetett működési változatához képest (mely szerint a levegőpumpa a tartályon kívül, a tartály alatt, vagy a tartályban, az elektromosan szigetelő folyadék felett, az itt lévő levegőrétegben van elhelyezve), és az elektromosan szigetelő folyadék elvezti a működésükből adódó saját hőtermelésük miatt keletkezett hőt a levegőpumpákról, a zárt műszerház faláig.

Felismerve, hogy megnövelt biztonságú elektromos érintésvédelmi működési környezet keletkezik (eleget téve orvosi műszerek, számítógépek érintésvédelmi követelményeinek is), ha egy elektromosan szigetelő belső felületű oldalakkal felépített zárt műszerházban az elektromosan szigetelő folyadékba levő alacsony feszültségű áramkör és hősugárzó részegysége, külön van választva egy elektromosan szigetelő válaszfallal, az elektromosan szigetelő folyadékban levő nagyfeszültségű elektromos áramkörtől és hősugárzó részegységétől.

Felismerve, hogy a levegőpumpák nyugalmi állapotában (amikor a levegőpumpák nem működnek), a zárt műszerház egymástól különválasztott belső térfogatai alsó részén levő levegőfúvókákon (levegőporlasztókon), valamint a levegőnyomócsöveken és a levegőnyomócsonkon keresztül a levegőpumpák elektromosan szigetelő folyadékkal telnek fel (a közlekedő edények törvénye szerint). Ezek a feltelési a folyamatok megszüntethetők, egyirányú áramlást biztosító szelepeket (visszacsapó szelepeket) alkalmazva a levegőfúvókákban (levegőporlasztókban), és a levegőszívócsövek elektromosan szigetelő folyadékok szintjei fölött.

A zárt műszerház válaszfallal elválasztott kamrákkal rendelkezik. Mindegyik kamra külön-külön elektromosan szigetelő folyadékkal van feltöltve.

A többkamrás zárt műszerház levegőpumpái az elektromosan szigetelő folyadékba vannak elhelyezve (merítve).

A kamrákban, az elektromosan szigetelő folyadék fölött, levegőréteg van.

A levegőrétegből levegőszívócsövek vezetnek a levegőpumpák szivócsonkjáig. A levegőszívócsövek végein egyirányú áramlást biztosító szelepek (visszacsapó szelepek) vannak.

A levegőpumpák nyomócsonkjától, levegőnyomócsövek vezetnek a levegőfúvókákig (levegőporlasztókig). A levegőfúvókákban (levegőporlasztókban) egyirányú áramlást biztosító szelepek (visszacsapó szelepek) vannak.

Az elektromos áramkörök, a hősugárzó részegységeikkel együtt az elektromosan szigetelő folyadékba vannak.

A találmány szerint ismertetett hűtési rendszer, hasonlóan, az US 2014/0321053 szabadalmi okirat által ismertetett hűtési rendszer, levegőbuborékokat áramoltató folyamatmechanizmusához, a levegő egy zárt műszerházban levő elektromosan szigetelő folyadék felett levő levegőrétegből származik. A találmány szerint, eltérően az US 2014/0321053 szabadalmi okirat által bemutatott hűtési rendszertől, a levegőpumpák az elektromosan szigetelő folyadékba vannak elhelyezve (merítve). A levegőpumpák által a levegőnyomócsöveken keresztül áramoltatott levegő, az elektromosan szigetelő folyadék alsó részébe elhelyezett levegőfúvókákon (levegőporlasztókon) keresztül távozik, levegőbuborékok formájában, az elektromosan szigetelő folyadékon keresztül, függőleges irányba haladva (lentről felfelé, az elektromosan szigetelő folyadék és a levegőbuborék sűrűségkülönbsége által létrejövő gravitációs mozgás miatt), vissza az elektromosan szigetelő folyadék felső szintje fölött levő levegőrétegbe. A levegőbuborékok függőleges irányú mozgása által, keveri az elektromosan szigetelő folyadékot.

A találmány szerint ismertetett, zárt műszerházon belül, elektromosan szigetelő folyadékkal feltöltött és válaszfallal elválasztott kamrák által, elektromosan elválasztva egymástól az alacsony feszültségű áramkört és hősugárzó részegységét, a nagyfeszültségű elektromos áramkörtől és hozzá tartozó hősugárzó részegységétől, megnövelt biztonságú elektromos érintésvédelmi működési környezet jön létre, az US 2014/0321053 szabadalmi okirat szerint ismertetett, (válaszfal nélküli) hűtési rendszerhez képest.

A levegőszívócsövek végein és a levegőfúvókákban (levegőporlasztókban) egyirányú áramlást biztosító szelepek (visszacsapó szelepek) vannak, megakadályozva a levegőszívócsövek, a levegőpumpák és a levegőnyomócsövek elektromosan szigetelő folyadékkal való feltelését.

A találmány szerint ismertetett, válaszfallal elválasztott, többkamrás zárt műszerházban levő, elektromosan szigetelő folyadékba elhelyezett (merített) levegőpumpákkal működő, az elektromosan szigetelő folyadékon keresztül levegőbuborékokat áramoltató hűtési rendszer, elektromos áramkörök és ezekhez tartozó hősugárzó részegységeik hűtésére szolgál, csökkentett működési zajszinten, az US 2014/0321053 szabadalmi okiratban bemutatott, levegőbuborékokat áramoltató folyadékhűtéses rendszer működési zajszintjéhez képest, hűtve a levegőpumpákat, és megakadályozva a környezeti por, és szilárd test szennyező részecskék bejutását a hűtési rendszerbe.

Rajz 1/7

TÖBBKAMRÁS, ZÁRT 5 MŰSZERHÁZ METSZETI KÉPE

1. ábra

Rajz 2/7

ARDUINO FEJLESZTŐPLATFORM ALAPÚ HŐMÉRSÉKLET ÉRZÉKELŐ RENDSZER ELEKTROMOS KAPCSOLÁSI RAJZA

2. ábra

Rajz 3/7

LÉGHŰTÉSES HŰTÉSI RENDSZER HŐMÉRSÉKLETEINEK IDŐBENI VÁLTOZÁSAI GRAFIKUS ÁBRÁZOLÁSSAL

3. ábra

Rajz 4/7

CSŐRENDSZERŰ FOLYADÉKHŰTÉSES HŰTÉSI RENDSZER HŐMÉRSÉKLETEINEK IDŐBENI VÁLTOZÁSAI GRAFIKUS ÁBRÁZOLÁSSAL

4. ábra

Rajz 5/7

AZ 4 ELEKTROMOSAN SZIGETELŐ FOLYADÉKBA ELHELYEZETT (MERÍTETT) 7 LEVEGŐPUMPÁS HŰTÉSI RENDSZER HŐMÉRSÉKLETEINEK IDŐBENI VÁLTOZÁSAI GRAFIKUS ÁBRÁZOLÁSSAL

5. ábra

Rajz 6/7

KÜLÖNBÖZŐ HŰTÉSI RENDSZEREK MŰKŐDÉS KÖZBEN MÉRT ZAJSZINTJEINEK ÖSSZEHASONLÍTÁSA OSZLOPDIAGRAMOS GRAFIKUS ÁBRÁZOLÁSSAL

6. ábra

Rajz 7/7

KÜLÖNBÖZŐ HŰTÉSI RENDSZEREK MŰKŐDÉS KÖZBEN MÉRT ÖSSZESÍTETT ENERGIAIGÉNYLETEINEK ÖSSZEHASONLÍTÁSA OSZLOPDIAGRAMOS GRAFIKUS ÁBRÁZOLÁSSAL

7. ábra

Az 1. ábra mutatja be a találmány által ismertetett többkamrás, zárt 5 műszerházban levő, 4 elektromosan szigetelő folyadékba elhelyezett (merített) 7 levegőpumpákkal működő, 4 elektromosan szigetelő folyadékba 9 levegőbuborékokat áramoltató, hűtési rendszert. Egy számítógép alaplap és ennek tápegysége alkotta hűtési rendszer mintapéldányon történt mérések, grafikonok és oszlopdiagramok által vannak ábrázolva és így összehasonlítva a mérési adatok és műszaki paraméterek, a már létező hűtési rendszerek (léghűtéses és csőrendszerű folyadékhűtéses, valamint az US 2014/0321053 szabadalmi okirat által ismertetett hűtési rendszer) adataival, paramétereivel.

A zárt 5 műszerház, egy tartályból van kialakítva. Az 5 zárt műszerház képes az 4 elektromosan szigetelő folyadék tárolására. A zárt 5 műszerház műanyag, és / vagy fémszerkezetű jó hővezető anyagból van. Fémszerkezet esetén a zárt 5 műszerház oldalainak (alja, oldalai, fedele) belső felületei (a 4 elektromosan szigetelő folyadék felé eső felületek), elektromos szigetelők. A zárt 5 műszerház méretei az adott hűtési rendszer követelményeinek, a hűtést igénylő 2 alacsony feszültségű elektromos áramkörök és 11 hősugárzó részegységeik, valamint 3 nagyfeszültségű elektromos áramkör és 1 hősugárzó részegységeik méreteitől függően, vannak kialakítva.

A zárt 5 műszerház belső térfogata egy 6 válaszfallal van elválasztva. A 6 válaszfal oldalainak felületei (a 4 elektromosan szigetelő folyadék felé eső felületei) elektromosan szigeteltek. A zárt 5 műszerház belső térfogatában, a 6 válaszfal, az adott hűtési rendszer követelményeinek, a hűtést igénylő 2 alacsony feszültségű elektromos áramkör és 11 hősugárzó részegysége, valamint 3 nagyfeszultségű elektromos áramkör és 1 hősugárzó részegysége méreteitől függően, van elhelyezve. A zárt 5 műszerház belső térfogata teljes egészében, 6 válaszfallal el van választva, és egymástól különválasztott (elszigetelt) kamrákat hoz létre.

A kamrák 3/4 (háromnegyed) alsó részei 4 elektromosan szigetelő folyadékkal vannak feltöltve.

A kamrák felső 1/4 (egynegyed) részét, az 4 elektromosan szigetelő folyadék fölött, 10 levegőréteg tölti ki.

A 7 levegőpumpák, 4 elektromosan szigetelő folyadékba vannak elhelyezve (merítve), az egymástól különválasztott kamrákba.

A 10 levegőréteg, a 8 levegőszívócsöveken keresztül csatlakozódnak a 7 levegőpumpák szívócsonkjaihoz. A 8 levegőszívócsövek függőlegesen vannak az 4 elektromosan szigetelő folyadékba elhelyezve. A levegőszívócsövek hosszának 3/4 (háromnegyed) része az 4 elektromosan szigetelő folyadékban, 1/4 (egynegyed) része pedig a 10 levegőrétegben, az 4 elektromosan szigetelő folyadék szintje fölött van elhelyezve.

Az 4 elektromosan szigetelő folyadék szintje felett, a 10 levegőrétegben, 8 levegőszívócsövek felső részén, a levegő egyirányú áramlását biztosító szelepek (visszacsapó szelepek) vannak elhelyezve, úgy, hogy a 10 levegőréteg felől engedik áramolni a levegőt, a 7 levegőpumpák felé.

A 7 levegőpumpák nyomócsonkjai a 12 levegőnyomócsövekhez vannak csatlakoztatva. A 7 levegőpumpák nyomócsonkjaitól a zárt 5 műszerház aljáig a 12 levegőnyomócsövek függőlegesen vannak az 4 elektromosan szigetelő folyadékba elhelyezve a zárt 5 műszerház aljáig, ahonnan a 12 levegőnyomócsövek vízszintesen folytatódnak, teljes hosszukban az 4 elektromosan szigetelő folyadékba, párhuzamosan a zárt 5 műszerház aljával.

A 12 levegőnyomócsövek alsó részén, függőleges irányban, kimeneti (fúvási, vagy porlasztási) részükkel a 10 levegőréteg felé irányítva, 13 levegőfúvókák (levegőporlasztók) vannak.

A levegőfúvókákban (levegőporlasztókban), a levegő egyirányú áramlását biztosító szelepek (visszacsapó szelepek) vannak úgy, hogy a 7 levegőpumpák felől engedik áramolni a levegőt, a levegőfúvókák (levegőporlasztók) felé, az 4 elektromosan szigetelő folyadékba.

Az egyik kamrában az 2 alacsony feszültségű áramkör és hősugárzó 11 részegysége van az 4 elektromosan szigetelő folyadékban, a másik kamrában a 3 nagyfeszültségű elektromos áramkör, és hősugárzó 1 részegysége van, szintén az 4 elektromosan szigetelő folyadékban elhelyezve (merítve). Az egyik kamrát a 6 válaszfal választja külön a másik kamrától.

Az US 2014/0321053 szabadalmi okirat által ismertetett hűtési rendszer egy tartályban levő elektromosan szigetelő folyadékba elhelyezett (merített), működésben levő, hűtést igénylő, elektromos áramkörök és hősugárzó részegységeik hűtését oldja meg. A találmányban egy többkamrás zárt 5 műszerházban levő 4 elektromosan szigetelő folyadékba vannak elhelyezve (merítve), a hűtést igénylő, 2, 3 elektromos áramkörök és 1, 11 hősugárzó részegységeik, hűtésük miatt.

A találmányban ismertetett hűtési rendszeren belül, az 4 elektromosan szigetelő folyadék, megnövelt hőáramlási sebességgel vezeti el a keletkezett hőt a működésben levő hűtést igénylő 2, 3 elektromos áramkörökről és 1, 11 hősugárzó részegységeikről, az 4 elektromosan szigetelő folyadékba elhelyezett (merített) 7 levegőpumpák által áramoltatott 9 levegőbuborékok által létrejövő keverőhatás miatt, az 4 elektromosan szigetelő folyadékon keresztül a zárt 5 műszerház faláig. (A levegőbuborékok nélküli hűtési rendszeren belül létrejövő hőáramlási sebesség kisebb, mint az 4 elektromosan szigetelő folyadékba 9 levegőbuborékokat áramoltató hűtési rendszeren belüli hőáramlási sebesség, mert az elektromosan szigetelő folyadékban elhelyezett (merített) 7 levegőpumpák által áramoltatott 9 levegőbuborékok mozgása miatt, az 4 elektromosan szigetelő folyadékon belül keverőhatás jön létre, és ezáltal nő a hőáramlási sebesség a hűtési rendszerben.)

A találmányban ismertetett hűtési rendszer 7 levegőpumpái az 4 elektromosan szigetelő folyadékba elhelyezve (merítve), csökken a 7 levegőpumpák működési zaja, és eláramol róluk a működésükből adódó, rajtuk keletkező hő.

A találmány által bemutatott hűtési rendszer szerint, a működésben levő hűtést igénylő, 2 alacsony feszültségű elektromos áramkör és 11 hősugárzó részegysége külön kamrában van, 4 elektromosan szigetelő folyadékba elhelyezve (merítve), elválasztva a 6 válaszfallal, a többkamrás, zárt 5 műszerházon belül, a másik kamrától, a 3 nagyfeszültségű elektromos áramkörtől és 1 hősugárzó részegységétől, amely úgyszintén 4 elektromosan szigetelő folyadékba elhelyezve (merítve). A 6 válaszfal által megnövelt biztonságú elektromos érintésvédelmi működési környezet jön létre, mert többszörösen, elektromosan elszigeteli (különválasztja) a 2 alacsony feszültségű áramkört és 11 hősugárzó részegységét, a 3 nagyfeszültségű áramkörtől és 1 hősugárzó reszegységétől.

Példaképp említhető egy esetleges elektromos átütés (elektromos átszivárgás) a 4 elektromosan szigetelő folyadékon keresztül. Figyelembe véve, hogy a zárt 5 műszerház elektromosan szigetelő belső felületekkel, van kialakítva, ezért a külső felületek érintése sem jelenthet áramütési veszélyt a felhasználónak. Mindannak ellenére, hogy már elsődlegesen létezik egy elektromos érintésvédelmi környezet a felhasználónak, az 4 elektromosan szigetelő folyadék, valamint a zárt 5 műszerház elektromosan szigetelő belső felületei által, az elektromosan szigetelő 6 válaszfal alkalmazásával, amely különválasztja és elektromosan elszigeteli egymástól az alacsonyfeszültségű áramkört (amivel általában kapcsolatba kerülhet a felhasználó, mint például egy USB csatlakozó,- vagy egyéb alacsony feszültségű csatlakozó fém része), a nagyfeszültségű hálózati áramkörtől, (ami áramütés veszélyét jelentheti a felhasználónak), ezáltal megnöveli a hűtési rendszer érintésvédelmi biztonságát, megnövelt biztonságú elektromos érintésvédelmi működési környezetet eredményezve. (eleget téve orvosi műszerek, számítógépek érintésvédelmi követelményeinek is).

Egyirányú áramlást biztosító szelepeket (visszacsapó szelepeket) alkalmazva, a 8 levegőszívócsövek felső végein, melyek a 10 levegőréteg felől engedik áramolni a levegőt, a 7 levegőpumpák felé és a levegőfúvókákban (levegőporlasztókban), melyek a 7 levegőpumpák felől engedik áramolni a levegőt, a levegőfúvókák (levegőporlasztók) felé, a 8 levegőszívócsövek, a 7 levegőpumpák és a 12 levegőnyomócsövek nem telnek fel 4 elektromosan szigetelő folyadékkal.

A zárt 5 műszerház oldalainak (alja, oldalai, fedele) belső felületei elektromosan szigeteltek. A zárt 5 műszerházban elektromosan szigetelő 6 válaszfallal különválasztott kamrák vannak.

A különválasztott kamrák térfogatuk 3/4 (háromnegyed) alsó része 4 elektromosan szigetelő folyadékkal vannak feltöltve. A kamrákban levő 4 elektromosan szigetelő folyadék felső szintje és a zárt 5 műszerház fedelének belső felülete között 10 levegőréteg van.

A 7 levegőpumpák 4 elektromosan szigetelő folyadékba vannak elhelyezve (merítve).

A 10 levegőréteg a 8 levegőszívócsövek felső felén levő egyirányú áramlást biztosító szelepeken (visszacsapó szelepeken) keresztül, (melyek a 10 levegőréteg felöl, engedik áramolni a levegőt a 7 levegőpumpák felé), a függőlegesen elhelyezett, 8 levegőszívócsöveken csatlakozik 7 levegőpumpák szívócsonkjaihoz. A levegőszívócsövek 3/4 (háromnegyed), 7 levegőpumpák felöli részük, az 4 elektromosan szigetelő folyadékba vannak függőlegesen elhelyezve. A levegőszívócsövek felső 1/4 (egynegyed) része is függőlegesen van, folytatólagosan elhelyezve, a 10 levegőrétegben, az 4 elektromosan szigetelő folyadék szintje fölött. A 7 levegőpumpák nyomócsonkjai a 12 levegőnyomócsövek függőlegesen elhelyezett részéhez csatlakoznak, melyek az 4 elektromosan szigetelő folyadék alsó felén meghajlítva, a 12 levegőnyomócsövek alsó, vízszintesen levő részén, a 13 levegőfúvókákhoz (levegőporlasztókhoz) csatlakoznak, melyekben egyirányú áramlást biztosító szelepek (visszacsapó szelepek) vannak (amelyek a 7 levegőpumpák felöl, engedik áramolni a levegőt a 13 levegőfúvókákon (levegőporlasztókon) keresztül a 4 elektromosan szigetelő folyadékba).

Az 4 elektromosan szigetelő folyadékba elhelyezett (merített) 7 levegőpumpák áramoltatják a 12 levegőnyomócsöveken levő 13 levegőfúvókákon (levegőporlasztókon) keresztül a levegőt a 4 elektromosan szigetelő folyadék alsó felébe, 9 levegőbuborékok formájában. A 9 levegőbuborékok az 4 elektromosan szigetelő folyadékban történő felfelé haladó mozgásukkal, keverik az 4 elektromosan szigetelő folyadékot.

A zárt 5 műszerház anyaga műanyag, és / vagy fémszerkezetű. Fémszerkezet esetén, oldalainak (alja, oldalai és fedele) belső felületei elektromosan szigetelők. A zárt 5 műszerház oldalai (alja, oldalai és fedele) jó hővezetők. A zárt 5 műszerház méretei az 2 alacsony feszültségű áramkör és 11 hősugárzó részegysége, valamint a 3 nagyfeszültségű áramkör és 1 hősugárzó részegysége méreteitől függő nagyságú zárt tartály.

A 6 válaszfal anyaga műanyag, és / vagy fémszerkezetű. Fémszerkezet esetén, oldalainak (alja, oldalai és fedele) belső felületei elektromosan szigetelők. A 6 válaszfal oldalainak felületei elektromosan szigetelők.

Az 4 elektromosan szigetelő folyadék, elektromos áramot nem vezető, elektromosan szigetelő folyadék. Az 4 elektromosan szigetelő folyadék képes elektromosan szigetelni az 2 alacsony feszültségű elektromos áramkör és 3 nagyfeszültségű elektromos áramkör elektromos feszültségeit.

A 7 levegőpumpák az adott hűtési rendszer méretbeli követelményeinek megfelelő, alacsony műkődési zajjal rendelkező, folytonos üzemeltetésű-, membrános levegőpumpák, amelyek elektromos árammal műkődnek, 4 elektromosan szigetelő folyadékba helyezhetők el (meríthetők), és áramoltatni képesek a 8 levegőszívócsöveken, a 12 levegőnyomócsöveken és a 13 levegőfúvókákon (levegőporlasztókon) keresztül a 10 levegőrétegből szívott levegőt.

A 8 levegőszívócsövek anyaga műanyag, és / vagy fémszerkezetű, az adott hűtési rendszer méretbeli követelményeinek megfelelő méretű levegőcsövek, amelyek képesek a 10 levegőrétegből a hűtési rendszer méretbeli követelményeinek megfelelő levegőmennyiséget a 7 levegőpumpákhoz áramoltatni.

A 12 levegőnyomócsövek anyaga műanyag, és / vagy fémszerkezetű, az adott hűtési rendszer méretbeli követelményeinek megfelelő méretű levegőcsövek, amelyek képesek a 7 levegőpumpáktól az 4 elektromosan szigetelő folyadék alsó felén levő 13 levegőfúvókákhoz (levegőporlasztókhoz), a hűtési rendszer méretbeli követelményeinek megfelelő levegőmennyiséget áramoltatni.

Az egyirányú áramlást biztosító szelepek (visszacsapó szelepek), amelyek az 4 elektromosan szigetelő folyadék szintje felett, a 10 levegőrétegben, 8 levegőszívócsövek felső részén vannak, az adott hűtési rendszer méretbeli követelményeinek megfelelő egyirányú áramlást biztosító szelepek (visszacsapó szelepek), amelyek a 10 levegőréteg felől engedik áramolni a levegőt, a 7 levegőpumpák felé, és az 4 elektromosan szigetelő folyadékba is elhelyezhetők (meríthetők), és képesek a levegő áramlását a 10 levegőrétegtől a 7 levegőpumpák irányában engedni, ellenkező irányú áramláskor lezárnak, valamint megfelelnek a 7 levegőpumpák levegőszívása által keletkező szívóoldali nyomásnak.

A 13 levegőfúvókák (levegőporlasztók) az 4 elektromosan szigetelő folyadékban, a zárt 5 műszerház alsó részén levő, vízszintesen elhelyezett 12 levegőnyomócsöveken levő szűkített belső átmérőjű kivezetések, amelyek képesek a 9 levegőbuborékok előállítására. A 13 levegőfúvókákban (levegőporlasztókban) egyirányú áramlást biztosító szelepek (visszacsapó szelepek) vannak. Ezek az egyirányú áramlást biztosító szelepek (visszacsapó szelepek) melyek az 4 elektromosan szigetelő folyadékban, a zárt 5 műszerház alsó részén levő, vízszintesen elhelyezett 12 levegőnyomócsöveken levő 13 levegőfúvókákban (levegőporlasztókban) vannak, az 4 elektromosan szigetelő folyadékba helyezhetők el (meríthetők), és képesek a levegő áramlását a 7 levegőpumpák felöl az 4 elektromosan szigetelő folyadék irányában engedni, ellenkező irányú áramláskor lezárnak, valamint megfelelnek a 7 levegőpumpák által létrehozott nyomóoldali nyomásnak.

A működésben levő, elektromos áramkörbe kapcsolt, hűtést igénylő 2 alacsony feszültségű elektromos áramkör és 11 hősugárzó részegysége, valamint a 3 nagyfeszültségű elektromos áramkör és 1 hősugárzó részegysége, a többkamrás, zárt 5 műszerházban levő 4 elektromosan szigetelő folyadékba vannak elhelyezve (merítve).

A találmány szerint bemutatott zárt 5 műszerházzal kialakított hűtési rendszer műkődését nem befolyásolják a külső környezeti feltételek. A földrajzi helytől függő alacsony vagy magas légnyomás, a hideg vagy meleg éghajlat, a környezeti szennyeződés mennyisége, a környezeti por és szilárdtestrészecskék mennyisége nem befolyásolják a zárt 5 műszerházban levő hűtési rendszer működését.

A zárt 5 műszerházban, az 4 elektromosan szigetelő folyadékba elhelyezett (merített) levegőpumpákkal 9 levegőbuborékokat áramoltató hűtési rendszer működéséhez, adott feszültségű elektromos áram, vezetékes (hálózati) vagy akkumulátoros áramellátás csatlakoztatása szükséges. (A hűtési rendszer elektromos áramellátás nélkül is műkődik, de alacsonyabb hatásfokkal, az elektromos áramellátó rendszerbe kapcsolt hűtési rendszer hatásfokához képest, a 7 levegőpumpák működése által létrejövő, az 4 elektromosan szigetelő folyadékba áramoltatott 9 levegőbuborékok keverőhatása miatt).

A többkamrás 5 zárt tartályban levő, 6 válaszfallal elválasztott, külön kamrákban levő 4 elektromosan szigetelő folyadékba elhelyezett (merített) membrános 7 levegőpumpák működéséhez, a 7 levegőpumpák működési követelményeinek megfelelő, adott feszültségű elektromos áram, vezetékes (hálózati) vagy akkumulátoros áramellátás csatlakoztatása szükséges.

Az 4 elektromosan szigetelő folyadékba elhelyezett (merített) 7 levegőpumpa működéséhez vezetékes hálózati vagy akkumulátoros áramellátás csatlakoztatása szükséges.

A 7 levegőpumpák áramellátásának megszüntetése (kikapcsolása az őket ellátó áramkörből) a 7 levegőpumpák nyugalmi (nem működő) állapotát eredményezi, mely esetben a hűtési rendszer hűtési hatásfoka alacsonyabb a 7 levegőpumpák működő állapotához képest (a 7 levegőpumpák által a 13 levegőfúvókákon (levegőporlasztókon) átáramoltatott levegőből a 4 elektromosan szigetelő folyadékban keletkező 9 levegőbuborékok függőleges mozgása miatt létrejövő keverőhatása miatt).

A 7 levegőpumpák áramellátásakor (bekapcsolása az őket ellátó áramkörbe), a többkamrás zárt 5 műszerházban levő 4 elektromosan szigetelő folyadékba merített (elhelyezett) 7 levegőpumpák a 10 levegőrétegből a 8 levegőszívócsöveken és az itt lévő egyirányú áramlást biztosító szelepeken (visszacsapó szelepeken) keresztül áramoltatják a levegőt a 7 levegőpumpák szívócsonkjai felé, majd folytatólagosan a levegőnyomócsonkokon, a 12 levegőnyomócsöveken, és ezek végein lévő egyirányú áramlást biztosító szelepeken (visszacsapó szelepeken) keresztül a 13 levegőfúvókákon (levegőporlasztókon) át az 4 elektromosan szigetelő folyadékba, 9 levegőbuborékokat hoznak létre. A 9 levegőbuborékok függőleges mozgása miatt, keverik az 4 elektromosan szigetelő folyadékot.

A 4 elektromosan szigetelő folyadék alsó felén levő 12 levegőszívócsöveken levő 13 levegőfúvókákban (levegőporlasztókban) levő, egyirányú áramlást biztosító szelepek (visszacsapó szelepek), a 7 levegőpumpák felől a 13 levegőfúvókák (levegőporlasztók) irányában, az 4 elektromosan szigetelő folyadék felé, átengedik a 7 levegőpumpák által pumpált levegőt, ugyanakkor megakadályozzák az 4 elektromosan szigetelő folyadék bejutását a 13 levegőfúvókákba (levegőporlasztókba), az 4 elektromosan szigetelő folyadék felöl a 12 levegőcsövekbe és a 7 levegőpumpákba.

A zárt 5 műszerházban az elektromosan szigetelő 6 válaszfal által egymástól elválasztott kamrái, 4 elektromosan szigetelő folyadékkal feltöltve, elektromosan különválasztja a 2 alacsony feszültségű áramkört és 11 hősugárzó részegységét, a 3 nagyfeszültségű elektromos áramkörtől és 1 hősugárzó részegységétől, megnövelt biztonságú elektromos érintésvédelmi működési környezetet alkot (eleget téve orvosi műszerek, számítógépek érintésvédelmi követelményeinek is).

A zárt 5 műszerházban levő 4 elektromosan szigetelő folyadékba elhelyezett (merített) 7 levegő pumpákkal működő, az 4 elektromosan szigetelő folyadékba 9 levegőbuborékokat áramoltató hűtési rendszer, egy alacsony működési zajjal rendelkező hűtési rendszer, az elektromosan szigetelő folyadékon kívül elhelyezett levegőpumpás hűtési rendszer műkődési zajszintjéhez képest, (amit az US 2014/0321053 szabadalmi okirat ismertet).

A találmányban bemutatott 7 levegőpumpák az 4 elektromosan szigetelő folyadékba elhelyezése (merítése) által csökken a működési zajszint, mert az 4 elektromosan szigetelő folyadék átveszi, és tompítja (elnyomja, csökkenti) a 7 levegőpumpák műkődéséből adódó műkődési zajt.

A találmányban ismertetett hűtési rendszer, melyben a 7 levegőpumpák az 4 elektromosan szigetelő folyadékba vannak elhelyezve (merítve), rendelkezik a legalacsonyabb műkődési zajszinttel, az összes eddig létező, fentebb említett, hűtési rendszerek (léghűtéses hűtési rendszer, folyadékhűtés hűtési rendszer, az US 2014/0321053 szabadalmi okirat szerint ismertetett, elektromosan szigetelő folyadékon kívül levő levegőpumpával működő levegőbuborékokat keringtető, hűtési rendszer) működési zajszintjeihez képest.

A találmányban bemutatott 4 elektromosan szigetelő folyadékba elhelyezett (merített) 7 levegőpumpák működésükből adódó saját hőtermelésük miatt keletkezett hőt, az 4 elektromosan szigetelő folyadék eláramoltatja róluk a zárt 5 műszerház faláig, amely eláramoltatja (átadja) az ide juttatott hőt a külső környezetének.

A zárt, belső felületein elektromosan szigetelő 5 műszerházon belül, az elektromosan szigetelő 6 válaszfallal elválasztott 4 elektromosan szigetelő folyadékkal feltöltött kamrák elrendezése miatt, megnövelt biztonságú elektromos érintésvédelmi működési környezet jön létre, a felhasználó számára, (eleget téve orvosi műszerek, számítógépek érintésvédelmi követelményeinek is), mert többszörösen van elektromosan szigetelve, (elválasztva) egymástól a 2 alacsony feszültségű áramkör és hősugárzó 11 részegysége, a 3 nagyfeszültségű elektromos áramkörtől, és hősugárzó 1 részegységétől. (elsődlegesen a zárt 5 műszerház oldalainak belső felületeinek elektromos szigetelése miatt, valamint az 4 elektromosan szigetelő folyadékba való elhelyezés (merítés) miatt, majd másodlagosan az 6 elektromosan szigetelő válaszfal nyújtotta, kamránkénti elektromos szigetelés (elválasztás) miatt, az 2 alacsony feszültségű áramkör és hősugárzó 11 részegysége, a 3 nagyfeszültségű elektromos áramkörtől).

Az 5 zárt műszerházban levő 8 levegőszívócsövek felső felén, valamint a 12 levegőnyomócsövek alsó felén levő 13 levegőfúvókákban (levegőporlasztókban) levő egyirányú áramlást biztosító szelepek (visszacsapó szelepek), megakadályozzák a 8 levegőszívócsövek, a 12 levegőnyomócsövek és a 7 levegőpumpák 4 elektromosan szigetelő folyadékkal való feltelését.

A találmány szerint ismertetett, 6 elektromosan szigetelő válaszfallal elválasztott, többkamrás 5 zárt tartályban levő 4 elektromosan szigetelő folyadékba elhelyezett (merített) 7 levegőpumpákkal működő, a 4 elektromosan szigetelő folyadékba 9 levegőbuborékokat áramoltató, hűtési rendszer, működésben levő 2 alacsony feszültségű elektromos áramkör és hősugárzó 11 részegysége, és a 3 nagyfeszültségű elektromos áramkör és hősugárzó részegységének hűtését valósítja meg, csökkentett működési zajjal, hűtve a 7 levegőpumpákat is, környezeti por, és szilárd test szennyező részecskék bejutása nélkül a hűtési rendszerbe, a földrajzi helyzet adta alacsony és magas légnyomás, valamint hideg vagy meleg környezeti feltételektől függetlenül.

Az összes eddig létező, fentebb említett hűtési rendszerek (léghűtéses hűtési rendszer, folyadékhűtés hűtési rendszer, az US 2014/0321053 szabadalmi okirat szerint ismertetett, elektromosan szigetelő folyadékon kívül levő levegőpumpával működő levegőbuborékokat keringtető, hűtési rendszer) hűtési paramétereinek összehasonlításához, a találmány által ismertetett, többkamrás, zárt 5 műszerházban levő 4 elektromosan szigetelő folyadékba elhelyezett (merített) 7 levegőpumpákkal, 4 elektromosan szigetelő folyadékba, 9 levegőbuborékokat áramoltató, hűtési rendszer, hűtési paramétereivel, egy olyan mérési eszköz szükséges, amely egyszerre több különböző mérési pontok hőmérsékleteit rögzíti.

Ezek a mérések, egy működő számítógép mintapéldányon voltak elvégezve, melyek alapján összehasonlíthatók a fentebb ismertetett, már létező hűtési rendszerek (léghűtéses hűtési rendszer, folyadékhűtéses hűtési rendszer, az US 2014/0321053 szabadalmi okirat szerint ismertetett, elektromosan szigetelő folyadékon kívül levő levegőpumpával működő levegőbuborékokat keringtető, hűtési rendszer) hűtési paraméterei, a találmány által bemutatott, többkamrás 5 zárt tartályban levő 4 elektromosan szigetelő folyadékba elhelyezett (merített) 7 levegőpumpák által az 4 elektromosan szigetelő folyadékba 9 levegőbuborékokat áramoltató hűtési rendszer hűtési paramétereivel.

Mérési eszközként, a 2. ábra szerint létrehozott Arduino fejlesztőplatform alapú hőmérséklet érzékelő rendszer, nyílt forráskódú fejlesztői felülete által vezérelt, több (tizenöt) hőérzékelős mérőeszköz volt használva. A hűtési rendszeren belüli hőmérsékletváltozásokat, negatív karakterisztikájú termisztoros érzékelők (hőmérséklet függő passzív ellenállás áramköri elemek) mérték az Arduino nyílt forráskódú fejlesztői felülettel, amely továbbította a méréseket egy számítógép soros bemenetére, egy célprogram segítségével.

A fentebb ismertetett, már létező hűtési rendszereken (léghűtéses hűtési rendszer, folyadékhűtéses hűtési rendszer, az US 2014/0321053 szabadalmi okirat szerint ismertetett, elektromosan szigetelő folyadékon kívül levő levegőpumpával működő levegőbuborékokat keringtető, hűtési rendszer) külön-külön mérések voltak elvégezve, a hűtési paraméterek rögzítése érdekében.

A léghűtéses hűtési rendszer hősugárzó alkotóelemein mért hőmérsékleteinek időbeni változásait a 3. ábra, a csőrendszerű folyadékhűtéses hűtési rendszer hősugárzó alkotóelemein mért hőmérsékletek időbeni változásait a 4. ábra, valamint a találmány által ismertetett 4 elektromosan szigetelő folyadékba elhelyezett (merített) 7 levegőpumpás hűtési rendszer hősugárzó alkotóelemein mért hőmérsékletek időbeni változásait az 5. ábra ismerteti.

A 3. ábra grafikonjai a léghűtéses hűtési rendszer hőmérsékleteinek időbeni változásait ábrázolják. A 3. ábra grafikonjainak függőleges tengelyén a léghűtéses hűtési rendszerek alkotóelemeinek hőmérsékletei, vízszintes tengelyén a mérési időintervallum függvényében vannak megadva. Folytonos vonallal a számítógép processzor működése közben mért hőmérsékletének változásait, szaggatott vonallal a számítógép grafikai processzor működése közben mért hőmérsékletének változásait és pontvonallal a számítógép tápegység működése közben mért hőmérsékletének változásait ábrázolják.

A 4. ábra grafikonjai a csőrendszerű folyadékhűtéses hűtési rendszer hősugárzó alkotóelemein mért hőmérsékleteinek időbeni változásait ábrázolják. A 4. ábra grafikonjainak függőleges tengelyén a csőrendszerű folyadékhűtéses hűtési rendszerek alkotóelemeinek hőmérsékletei, vízszintes tengelyén a mérési időintervallum függvényében vannak megadva. Folytonos vonallal a számítógép processzor működése közben mért hőmérsékleteinek változásait, szaggatott vonallal a számítógép grafikai processzor működése közben mért hőmérsékleteinek változásait és pontvonallal a számítógép tápegység működése közben mért hőmérsékleteinek változásait ábrázolják.

Az 5. ábra grafikonjainak a találmány által ismertetett, zárt 5 műszerházban levő 4 elektromosan szigetelő folyadékba elhelyezett (merített) 7 levegőpumpákkal az 4 elektromosan szigetelő folyadékba 9 levegőbuborékokat áramoltató, hűtési rendszer hőmérsékleteinek időbeni változásait ábrázolják. Az 5. ábra grafikonjainak függőleges tengelyén, a találmány által ismertetett, zárt 5 műszerházban levő 4 elektromosan szigetelő folyadékba elhelyezett (merített) 7 levegőpumpákkal az 4 elektromosan szigetelő folyadékba 9 levegőbuborékokat áramoltató, hűtési rendszer alkotóelemeinek hőmérsékletei, vízszintes tengelyén a mérési időintervallum függvényében vannak megadva. Folytonos vonallal a számítógép processzor működése közben mért hőmérsékleteinek változásait, szaggatott vonallal a számítógép grafikai processzor működése közben mért hőmérsékleteinek változásait és pontvonallal a számítógép tápegység működése közben mért hőmérsékleteinek időbeni változásait ábrázolják.

A 6. ábra oszlopdiagramos grafikonjának függőleges tengelyén a különböző hűtési rendszerek működés közben mért zajszint értékei vannak ábrázolva, a már létező hűtési rendszerek kis és nagy teljesítményű számítógépek léghűtéses, valamint a csőrendszerű folyadékhűtéses hűtési rendszerek és a találmány által ismertetett, zárt 5 műszerházban levő 4 elektromosan szigetelő folyadékban elhelyezett (merített) 7 levegőpumpákkal az 4 elektromosan szigetelő folyadékban 9 levegőbuborékokat áramoltató rendszer, nagy teljesítményű számítógép hűtési rendszer eseteiben.

A 6. ábra oszlopdiagramos grafikonjának vízszintes tengelyén, ferde vonalazással (satírozással) oszlopdiagramokkal vannak jelölve, a már létező hűtési rendszerek (kis és nagy teljesítményű számítógépek léghűtéses, valamint a csőrendszerű folyadékhűtéses hűtési rendszerei) és a találmány által ismertetett, zárt 5 műszerházban levő 4 elektromosan szigetelő folyadékba elhelyezett (merített) 7 levegőpumpákkal az 4 elektromosan szigetelő folyadékba 9 levegőbuborékokat áramoltató, hűtési rendszer, nagy teljesítményű számítógép hűtési rendszer.

A 6. ábra oszlopdiagramjainak belső területei ferdén vonalazva (satírozva), folyonos vonallal a kis teljesítményű számítógép műkődése közben mért zajszintjét, léghűtéses hűtési rendszer esetében, szaggatott vonallal a nagy teljesítményű számítógép működése közben mért zajszintjét, léghűtéses hűtési rendszer esetében, pontvonallal a kis teljesítményű számítógép műkődése közben mért zajszintjét, csőrendszerű folyadékhűtéses hűtési rendszer esetében, két pontvonallal a nagy teljesítményű számítógép működésé közben mért zajszintjét, csőrendszerű folyadékhűtéses hűtési rendszer esetében, és pontsorvonallal a nagy teljesítményű számítógép működése közben mért zajszintjét, a találmány által ismertetett, zárt 5 műszerházban levő 4 elektromosan szigetelő folyadékba elhelyezett (merített) 7 levegőpumpákkal az 4 elektromosan szigetelő folyadékba 9 levegőbuborékokat áramoltató, hűtési rendszer esetében mért műkődési zajszintjét ábrázolják.

A 7. ábra oszlopdiagramos grafikonjának függőleges tengelyén, a különböző hűtési rendszerek működés közben mért összesített energiaigénylet értékei vannak ábrázolva, a már létező hűtési rendszerek (a nagy teljesítményű számítógépek léghűtéses, valamint a csőrendszerű folyadékhűtéses hűtési rendszerei) és a találmány által ismertetett, zárt 5 műszerházban levő 4 elektromosan szigetelő folyadékba elhelyezett (merített) 7 levegőpumpákkal az 4 elektromosan szigetelő folyadékba 9 levegőbuborékokat áramoltató, hűtési rendszer, nagy teljesítményű számítógép hűtési rendszer eseteiben.

A 7. ábra oszlopdiagramos grafikonjának vízszintes tengelyén, ferde vonalazással (satírozással) oszlopdiagramokkal vannak jelölve.

A 7. ábra oszlopdiagramjainak belső területei ferdén vonalazva (satírozva), szaggatott vonallal a nagy teljesítményű számítógép működése közben mért összesített energiaígényletét léghűtéses hűtési rendszer esetében, két pontvonallal a nagy teljesítményű számítógép működése közben mért összesített energiaígényletét csőrendszerű folyadékhűtéses hűtési rendszer esetében, és pontsorvonallal nagy teljesítményű számítógép működése közben mért összesített energiaígényletét, a találmány által ismertetett, zárt 5 műszerházban levő 4 elektromosan szigetelő folyadékba elhelyezett (merített) 7 levegőpumpákkal az 4 elektromosan szigetelő folyadékba 9 levegőbuborékokat áramoltató, hűtési rendszer esetében mért összesített energiaigélylet értékét ábrázolják.

Claims (1)

1. Egy hűtési rendszer, amely válaszfallal (6) elválasztott, többkamrás, zárt műszerházban (5) levő elektromos áramkörök hűtésére szolgál, és amely tartalmaz a kamrákban az elektromos áramköröket (2, 3) ellepő elektromosan szigetelő folyadékot (4), minden kamrában egy-egy levegőpumpát (7), a kamráknak az elektromosan szigetelő folyadék (4) fölötti levegőrétegétől (10) az adott kamrában levő levegőpumpa (7) szívócsonkjáig vezető levegőcsöveket (8) és a levegőpumpák (7) nyomócsonkjától az elektromos áramkörökhöz (2, 3) vezető levegőcsöveket, azzal jellemezve , hogy a levegőpumpák (7) az elektromosan szigetelő folyadékban (4) vannak elhelyezve.