-
RÜCKVERWEISUNG AUF
VERWANDTE ANMELDUNGEN
-
Die
vorliegende Anmeldung beansprucht den Nutzen und die Priorität der
vorläufigen US-Patentanmeldung Ifd. Nr. 60/831 489, eingereicht
am 18. Juli 2006, deren Inhalte hierin durch Hinweis in ihrer Gesamtheit
aufgenommen sind.
-
FESTSTELLUNG HINSICHTLICH
FÖDERALISTISCH GEFÖRDERTER FORSCHUNG ODER ENTWICKLUNG
-
Nicht
zutreffend.
-
VERWEIS AUF ANHANG
-
Nicht
zutreffend.
-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Gebiet der Erfindung
-
Diese
Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf Schwenkgelenkanordnungen
und insbesondere auf Schwenkgelenkanordnungen mit integralen Montageöffnungen
im Körper der Schwenkgelenkanordnung und mit einem inneren
Fluidströmungsweg, um eine drehbare Bewegung über
integrale Lager vorzusehen, die in der Lage sind, eine gelenkige
Drehung zu schaffen, und eine Gelenkmontageanordnung.
-
Beschreibung des Standes der
Technik
-
Das
Wachstum der Computerindustrie über die vergangenen paar
Jahrzehnte war phänomenal. Die Integration dieser Technologien
beispielsweise in Rechenzentren und in die Telekommunikationsvermittlung
hat zu immer größeren Effizienzen geführt, da
größere Zahlen von Kommunikationen durch weniger
Komponenten gehandhabt werden, die typischerweise in einem zentralen
Kontrollraum untergebracht sind. Die Leistungsdichten von Computersystemen,
die in solchen zentralen Räumen untergebracht sind, sind
wiederum auf Niveaus angestiegen, die die Kapazität von
herkömmlichen Vorgehensweisen zur Kühlung übersteigen,
wodurch überhitzte Stellen innerhalb des Datenzentrums
erzeugt werden, die die Verfügbarkeit von für
den Betrieb kritischen Systemen verringern können.
-
Wie
leicht ersichtlich ist, nimmt die Innentemperatur der elektronischen
Komponenten in der Anlage beträchtlich zu, wenn die Anlage
nicht wirksam gekühlt wird, was zu einer signifikant verringerten Systemleistung
und in einigen Fällen zu einem gesamten Systemausfall führt.
Wenn ein Kühlsystem die Anlage ineffizient kühlt,
kann außerdem entweder die Anlage auf Grund einer erhöhten
Betriebstemperatur ausfallen oder die Kosten für die Kühlung
der Anlage können unnötig hoch sein. Was dann
erforderlich ist, sind Kühlsysteme, deren Kühleigenschaften
eng auf die Erwärmungseigenschaften der zu kühlenden
Anlage zugeschnitten sind.
-
Bei
der Konstruktion solcher Kühlsysteme besteht von Natur
aus die Erkenntnis, dass ein Zusatz an Raum in solchen Computerraumumgebungen
besteht, der an diesen zunehmenden Bedarf für Kühlkapazität
angepasst ist. Eine Alternative bestand darin, die Kühlsysteme
in die Decke zu bewegen, so dass die Kühlschlangen, Kühlgebläse
und ein Teil eines abgeschlossenen Raums einen abgeschlossenen Raum
hinter den Kühlschlangen und Kühlgebläsen
bilden, der dann als Zwischenraum zum Zurückführen
des Kühlfluids zur proximalen Stelle des zu kühlenden
Objekts verwendet wird. Alternativ kann das Kühlsystem
in den Boden bewegt werden, so dass die Kühlschlangen,
Kühlgebläse und ein Teil eines abgeschlossenen
Raums einen abgeschlossenen Bereich hinter den Kühlschlangen
und Kühlgebläsen bilden, der dann als Zwischenraum
zum Zurückführen des Kühlfluids in den
zu kühlenden Bereich verwendet wird. Kühlschlangen
und Kühlgebläse können nach Bedarf hinzugefügt
werden, um den Raum hinter den Kühlschlangen und Kühlgebläsen vollständig
abzuschließen.
-
Eine
weitere Vorgehensweise umfasst die Verwendung von an Gestellen montierten
Kühlsystemen, die in der Lage sind, eine konzentrierte,
effiziente Zusatzkühlung mit hoher Kapazität zu
liefern, während sie gleichzeitig wertvollen Rechenzentrumsbodenraum
unverbraucht lassen. Obwohl bestimmte OEM-Kühlan wendungen
vom Besitz von an Gestellen montierten Kühlsystemen, wie
z. B. einer an der Rückseite eines Hardwaregestells montierten
Kühlschlange, profitieren würden, würden
herkömmliche Montageverfahren anschließend den
Zugang zur Anlage von der Rückseite auf Grund der festen
Position der Schlange ausschließen, was irgendeinen notwendigen
Zugang zur Anlage sowohl hinsichtlich Zeit als auch Geld kostspielig
macht sowie zu einer potentiellen Ausfallzeit für das Anlagensystem
führt.
-
Folglich
besteht auf dem Fachgebiet ein Bedarf an einer Anordnung, die die
integrale, drehbare Montage einer Tür mit einer daran montierten
Kühlanordnung an einer Fläche eines Hardwaregestells
ermöglicht, während sie gleichzeitig eine kontinuierliche
Fluidströmung innerhalb der Anordnung und eine Fluidverbindung
zwischen der Kühlanordnung und der Anlage innerhalb des
Hardwaregestells ermöglicht. Diese Patentanmeldung offenbart
eine integrale, drehbare Schwenkgelenkanordnung.
-
KURZZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
In
einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Schwenkgelenkanordnung
beschrieben, wobei die Schwenkgelenkanordnung ein erstes relativ
stationäres Basiselement und ein zweites relativ stationäres
Basiselement; ein erstes Schwenkelement mit einem Kanal, der sich
durch den Körper des Schwenkelements erstreckt, wobei das
Schwenkelement mit dem ersten relativ stationären Basiselement
einteilig ausgebildet ist; ein zweites Schwenkelement, das mit dem
zweiten relativ stationären Basiselement einteilig ausgebildet
ist; und einen Kanal, der sowohl durch das erste Schwenkelement
als auch das zweite Schwenkelement verläuft und eine Fluidverbindung
zwischen dem ersten und dem zweiten Schwenkelement schafft, umfasst.
Gemäß diesem Aspekt der Offenbarung umfassen das erste
Basiselement und das erste Schwenkelement eine Schwenkwelle und
das zweite Basiselement und das zweite Schwenkelement umfassen mindestens
eine Öffnung, in der die Schwenkwelle zur Drehung drehbar
gelagert ist. Gemäß diesem Aspekt der Offenbarung
kann ferner das erste Schwenkelement am ersten stationären
Basiselement drehbar gelagert sein und das zweite Schwenkelement
kann am zweiten stationären Basiselement drehbar gelagert
sein, wodurch eine Schwenkdrehung ermöglicht wird.
-
KURZBESCHREIBUNG DER VERSCHIEDENEN ANSICHTEN
DER ZEICHNUNGEN
-
Die
folgenden Figuren bilden einen Teil der vorliegenden Patentbeschreibung
und sind aufgenommen, um bestimmte Aspekte der vorliegenden Erfindung
weiter zu demonstrieren. Die Erfindung kann durch Bezugnahme auf
eine oder mehrere dieser Figuren in Kombination mit der ausführlichen
Beschreibung von hierin dargestellten speziellen Ausführungsformen
besser verstanden werden.
-
1 stellt
eine herkömmliche Kühlmittelverteilungseinheit
für einen Computerraum dar.
-
2A stellt
eine isometrische Ansicht einer Anordnung gemäß Aspekten
der vorliegenden Erfindung dar.
-
2B stellt
eine isometrische Ansicht einer weiteren Anordnung gemäß Asspekten
der vorliegenden Erfindung dar, die eine Türanordnung mit
separaten Zirkulationsschleifen darstellt.
-
2C stellt
ein alternatives Gelenkanordnungssystem gemäß Aspekten
der vorliegenden Offenbarung dar, welches den Einschluss einer Kühlmittelverteilungseinheit
innerhalb des Gehäuses darstellt.
-
2D stellt
ein weiteres alternatives Gelenkanordnungssystem gemäß Aspekten
der vorliegenden Offenbarung dar, welches eine alternative Anordnung
einer Kühlmittelverteilungseinheit innerhalb des Gehäuses
darstellt.
-
3 stellt
ein Detail des Abschnitts I der Anordnung von 2A dar.
-
4 stellt
eine Schwenkgelenkanordnung gemäß Aspekten der
vorliegenden Erfindung dar.
-
5 stellt
eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
dar, die eine 180°-Schwenkgelenkanordnung zeigt.
-
6 stellt
eine Schwenkgelenkanordnung gemäß alternativen
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.
-
7 stellt
eine Schwenkgelenkanordnung gemäß Ausführungsformen
der vorliegenden Offenbarung dar.
-
8 stellt
eine teilweise aufgeschnittene Ansicht der Schwenkgelenkanordnung
von 7 dar.
-
9 stellt
ein beispielhaftes Kugelventil zur Verwendung gemäß Aspekten
der vorliegenden Offenbarung dar.
-
Obwohl
die hierin offenbarten Erfindungen für verschiedene Modifikationen
und alternative Formen zugänglich sind, wurden nur ein
paar spezielle Ausführungsformen als Beispiel in den Zeichnungen gezeigt
und werden nachstehend ausführlich beschrieben. Die Figuren
und detaillierten Beschreibungen dieser speziellen Ausführungsformen
sollen die Breite oder den Umfang der Erfindungskonzepte oder der
beigefügten Ansprüche in keiner Weise begrenzen.
Vielmehr sind die Figuren und ausführlichen schriftlichen
Beschreibungen vorgesehen, um die Erfindungskonzepte einem üblichen
Fachmann zu erläutern und um einer solchen Person zu ermöglichen, die
Erfindungskonzepte durchzuführen und zu verwenden.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
-
Eine
oder mehrere erläuternde Ausführungsformen, die
die hierin offenbarte Erfindung beinhalten, werden nachstehend dargestellt.
Der Deutlichkeit halber werden nicht alle Merkmale einer tatsächlichen
Implementierung in dieser Anmeldung beschrieben oder gezeigt. Es
ist selbstverständlich, dass bei der Entwicklung einer
tatsächlichen Ausführungsform, die die vorliegende
Erfindung beinhaltet, zahlreiche für die Implementierung
spezifische Entscheidungen getroffen werden müssen, um
die Ziele des Entwicklers zu erreichen, wie z. B. Befolgung von mit
dem System in Zusammenhang stehenden, mit dem Betrieb in Zusammenhang
stehenden, mit der Regierung in Zusammenhang stehenden und anderen
Einschränkungen, die sich nach Implementierung und von
Zeit zu Zeit ändern. Obwohl die Anstrengungen eines Entwicklers
komplex und zeitaufwändig sein könnten, wären solche
Anstrengungen trotzdem ein Routinevorhaben für übliche
Fachleute mit Nutzen durch diese Offenbarung.
-
In
allgemeinen Worten haben die Anmelder eine drehbare Schwenkgelenkanordnung
mit sowohl Fluidübertragungsfähigkeit als auch
Gelenkmontagefähigkeit erzeugt, die ermöglicht,
dass das Gelenk an einer geeigneten Struktur montiert wird und gleichzeitig
in der Lage bleibt, Fluide in einer im Wesentlichen kontinuierlichen
Weise zu befördern.
-
Es
sollte beachtet werden, dass in den Beschreibungen der Zeichnungen
dieselben Komponenten mit denselben Bezugszeichen versehen werden
und auf eine doppelte Erläuterung für dieselben Komponenten
verzichtet wird. Die Verhältnisse von Größen,
die in den verschiedenen Fig. erscheinen, stimmen nicht immer mit
der Beschreibung überein. Außerdem soll diese
Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gelesen
werden, die als Teil der gesamten schriftlichen Beschreibung dieser
Erfindung betrachtet werden sollen. In der Beschreibung sollten
relative Begriffe, wie z. B. "horizontal", "vertikal", "aufwärts",
"abwärts", "oben" und "unten", sowie Ableitungen davon
(z. B. "horizontal", "nach unten", "nach oben" usw.) als sich auf
die Orientierung beziehend aufgefasst werden, wie dann beschrieben
oder wie in der erörterten Zeichnungsfigur gezeigt. Diese
relativen Begriffe dienen der Bequemlichkeit der Beschreibung und
sollen normalerweise nicht eine spezielle Orientierung erfordern.
Begriffe, einschließlich "einwärts" gegenüber
"auswärts", "longitudinal" gegenüber "seitlich"
und dergleichen sollen relativ zueinander oder relativ zu einer
Ausdehnungsachse oder einer Achse oder einem Drehezentrum, wie zutreffend,
interpretiert werden. Begriffe, die Befestigungen, eine Kopplung
und dergleichen betreffen, wie z. B. "verbunden" und "miteinander
verbunden", beziehen sich auf eine Beziehung, wobei Strukturen entweder
direkt oder indirekt über zwischenliegende Strukturen aneinander
befestigt oder angebracht sind, sowie sowohl bewegliche als auch
starre Befestigungen oder Beziehungen, wenn nicht ausdrücklich
anders beschrieben. Der Begriff "wirksam verbunden" bezieht sich
auf eine solche Befestigung, Kopplung oder Verbindung, die ermöglicht,
dass betreffende Strukturen wie durch diese Beziehung beabsichtigt
wirken.
-
Wie
hierin verwendet, soll sich "Elektronikuntersystem" auf irgendein
Gehäuse, irgendeinen Rahmen, irgendein Gestell, irgendein
Fach usw., das ein oder mehrere Wärme erzeugende Komponenten
eines Computersystems oder eines anderen Elektroniksystems, das
eine Kühlung erfordert, enthält, beziehen. Der
Begriff "Elektronikgestell" umfasst irgendeinen Rahmen oder irgendein
Gestell mit einer Wärme erzeugenden Komponente eines Computersystems
oder Elektroniksystems; und kann beispielsweise ein eigenständiger
Computerprozessor mit Verarbeitungsfähigkeit mit hoher,
mittlerer oder niedriger Qualität sein. In einer nicht
begrenzenden Ausführungsform kann ein Elektronikgestell
mehrere Elektronikschubladen mit jeweils einer oder mehreren Wärme
erzeugenden Komponenten, die eine Kühlung erfordern, umfassen.
Ferner sollte beachtet werden, dass, obwohl diese Offenbarung im
Allgemeinen die Anwendung von Gelenkanordnungen beschreibt, die
in der Lage sind, Fluid zwischen einer Tür und einer Elektronikgestellanordnung
zu übertragen, solche Beschreibungen in keiner Weise begrenzend
sein sollen. Obwohl die vorliegende Offenbarung Ausführungsformen
und Anwendungen, die zur Elektronikkühlung gehören,
erläutert, kann insbesondere ein Fachmann diese auf andere
Anwendungen, wie z. B. auf unabhängige Kühler,
bei denen der Einschluss der hierin beschriebenen Gelenkanordnungen
einen leichten Zugang zu den Komponenten innerhalb des Kühlers
für Reparaturen ermöglichen würde, indem
einfach die Schlange (oder eine Gruppe von Komponenten) durch Drehen
der Anordnung aus dem Wege bewegt wird, anwenden.
-
Unter
Zuwendung zu den Figuren wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen,
in denen die in allen verschiedenen Figuren verwendeten gleichen
Bezugszeichen dieselben oder ähnliche Komponenten bezeichnen. 1 stellt
ein allgemeines Kühlmittelverteilungssystem vom herkömmlichen Typ
für einen Computerraum dar, wie es sich im Allgemeinen
die vorliegenden Erfindungen bezieht. Die Kühleinheit 1 umfasst
typischerweise eine oder mehrere Kühleinheiten, die als
Kühlsteuerungen 2 bezeichnet sind, einen Vorratsbehälter/Expansionstank 3,
einen Wärmetauscher 4, eine Pumpe 5 (häufig
von einer redundanten zweiten Pumpe, nicht gezeigt, begleitet),
Zuführungsrohre des Kühlmitteleinlasses (z. B.
Einlass für Brauchwasser oder Kühlmittel an Ort und
Stelle oder von einer Einrichtung) 6 und Kühlmittelauslasses 7,
einen Zuführungsrohrverteiler 8, der Kühlmittel über
Kopplungen 11a und Leitungen 11b zu den Elektronikgestellen 10 lenkt,
und einen Rückführungsrohrverteiler 9,
der Kühlmittel von den Elektronikgestellen 10 über
Leitungen 11c und Kopplungen 11d lenkt. In dem
beispielhaften Betrieb, wie dargestellt, wirkt der Wärmetauscher 4 als
Kondensator und ein Kühlmittelfluid strömt von
den Elektronikgestellen 10 über die Leitungen 11c zum
Rückführungsrohrverteiler 9, dann durch
den Wärmetauscher 4 und in den Vor ratsbehälter 3.
Danach strömt das Kühlmittelfluid in die Pumpe 5,
in der es in den Zuführungsrohrverteiler 8 gedrängt
wird und über die Rückführungsleitungen 11b zu
den Elektronikgestellen 10 zurückgeführt
wird.
-
2A stellt
eine perspektivische Ansicht einer Anordnung gemäß Aspekten
der vorliegenden Erfindung in Zusammenhang mit einem Computerhardware-
oder Elektronikgestell dar. Insbesondere ist ein Hardwareelektronikrahmen 10 mit
Säulen 12, Seitenschienen 14, vorderen
und hinteren Schienen 16 und einer Basis 18 dargestellt.
Die mehreren Säulen 12 verbinden mit den Ecken
der Schienen 14 und 16 und der Basis 18,
um den Rahmen zu bilden, unter Verwendung von Befestigungsvorrichtungen, Schweißen
oder einer anderen mechanischen Verbindung. Der Schrank kann auch
mehrere Sammelschienen zur Verbindung mit einer Last wie z. B. einem
Computernetz (nicht dargestellt) enthalten. Der Hardwarerahmen 10 kann
aus irgendeinem geeigneten Material wie z. B. galvanisiertem Metall
bestehen und kann durch eine geeignete Befestigungsvorrichtung,
wie z. B. Blindniete, Schrauben, Schweißen oder andere
bekannte Befestigungsvorrichtungen, Befestigungsverfahren und Kombinationen
davon aneinander, zusammen befestigt sein.
-
2A stellt
auch dar, dass der Rahmen 10 eine über eine Schwenkgelenkanordnung 50 gemäß Aspekten
der vorliegenden Erfindung gelenkig montierte Tür 20 aufweist,
wobei die Tür 20 eine Kühlanordnung 30,
die an der Innenseite befestigt ist, aufweist. Die Kühlanordnung 30 umfasst
typischerweise eine Kühlschlange oder eine andere ähnliche
Kühlanordnung, die dazu in der Lage ist, dass ein Kühlfluid (Flüssigkeit,
Gas oder beides) durch diese fließt. Obwohl die Kühlanordnung 30 an
der Innenseite der Tür 20 befestigt gezeigt ist,
kann sie gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung
auch an der Außenseite der Tür befestigt sein.
In weiteren Aspekten der vorliegenden Offenbarung kann die Kühlanordnung 30 auch
in einer Weise konstruiert sein, dass die Anordnung selbst als Tür
wirkt, und am Rahmen 10 (oder einer ähnlichen
Struktur) über die Schwenkgelenkanordnung 50 gelenkig
befestigt ist. In zusätzlichen Aspekten der vorliegenden
Offenbarung kann die Tür 20 so bemessen sein,
dass sie kleiner ist als eine Öffnung am Rahmen 10,
was sie zu einer gelenkig befestigten Struktur macht. Ebenso wird
in Erwägung gezogen, dass die Tür 20 im
Wesentlichen eine umrahmte Struktur mit einer oder mehreren daran
befestigten Komponenten sein kann, wobei jedoch eine Mehrheit des
Raums an der Tür 20 offen und durch irgendwelche
Strukturen unblockiert ist.
-
2B stellt
eine weitere Anordnung gemäß Aspekten der vorliegenden
Offenbarung dar, die zeigt, dass mehr als ein Satz von Gelenkanordnungen
pro Türplatte verwendet werden kann, und die Gelenkanordnungen
mit mehreren Kühlanordnungen verwendet werden und/oder
diesen zugeordnet sein können. An sich kann die Tür 20 zum
Elektronikschrankrahmen 10 mehrere (z. B. zwei, wie in
der Fig. gezeigt) Kühlanordnungen 31 und 33 aufweisen, die
in einer geeigneten Weise an einer Innenseite der Tür 20 montiert
sein können. Gemäß diesem Asspekt der
vorliegenden Offenbarung können die Kühlanordnungen 31 und 33 als
Verdampfer wirken und die Schwenkgelenkanordnungen dienen zum Aufrechterhalten
der Kühlmittel- oder Kühlfluidverbindung zwischen
den Kühlanordnungen 31 und 33 und einem
Kondensatorsystem wie z. B. der Kühleinheit 1, die
sich entfernt vom Schrankrahmen 10 befindet. In diesem
Fall würde während des Verlaufs des Betriebs das
Kühlmittelfluid in den Kühlanordnungen 31 und 33 herum
strömen, die innerhalb der Schranktür aufgenommen
sind, wobei es Wärme von der Luft aufnimmt, die aus dem
Schrank 10 strömt, welcher das Elektroniksystem
und die Elektronikvorrichtungen aufnimmt. Die Schwenkgelenkanordnungen 51b und 53b können
miteinander in Fluidverbindung stehen, was ermöglicht,
dass Fluid von der Kühlanordnung 33 zur Kühlanordnung 31 oder
umgekehrt strömt, wonach das Kühlmittel dann aus
den Kühlanordnungen und vom Schrankrahmen 10 weg
zu einem entfernten Kondensatorsystem, das sich in einem separaten
Schrank befindet, durch die Schwenkgelenkanordnungen 51a und/oder 53a transportiert
werden kann. In dieser Weise kann die Wärme, die durch
die innerhalb der Elektronikschränke untergebrachten Elektroniksysteme
erzeugt wird, schnell, sicher und effizient abgewiesen werden. Wahlweise
und gleichermaßen annehmbar können die Wärmetauscher
vielmehr parallel als in Reihe geschaltet sein, wie es die gewünschte
thermische Leistung vorgeben kann.
-
Als
alternative Anordnung und Verwendung und bei fortgesetztem Bezug
auf 2B kann die Tür 20 zwei (oder
mehr) Kühlanordnungen 31 und 33, die
an ihrer Innenseite montiert sind, und vier Schwenkgelenke aufweisen,
wobei zwei der Kühlanordnung 31 zugeordnet sind
und zwei der unteren Kühlanordnung 33 zugeordnet
sind. Die obere Kühlanordnung 31 besitzt eine
Schwenkgelenkanordnung 53, die ihr zugeordnet ist, so dass
sich eine erste Schwenkgelenkanordnung 53a nahe der Oberseite der
Kühlanordnung befindet und eine zweite Schwenkgelenkanordnung 53b sich
nahe der Unterseite der Kühlanordnung befindet, was eine
Kühlmittelströmung nach außen zu Systemen
innerhalb des Schrankrahmens 10 und eine Kühlmittelströmungsrückführung
in die Anordnung 31 zurück ermöglicht. Ebenso
ist die untere Kühlanordnung 33 mit einer Schwenkgelenkanordnung 51 dargestellt,
die dieser zugeordnet ist, so dass sich eine erste Schwenkgelenkanordnung 51b nahe
der Oberseite der Kühlanordnung und eine zweite Schwenkgelenkanordnung 51a nahe
der Unterseite der Kühlanordnung befindet. Gemäß dieser
Anwendung können die Kühlanordnungen 31 und 33 als
Kondensatoren verwendet werden, die zum Kühlen von Fluid
(Kühlmittel) wirken, das Wärme von Systemen, die
innerhalb des Elektronikschrankrahmens 10 untergebracht
sind, aufnimmt, ähnlich zu den in 2C und 2D dargestellten
Aspekten. Wie darin dargestellt, kann eine Schwenkgelenkanordnung 50 (oder 200,
nicht gezeigt) gemäß Aspekten der vorliegenden
Offenbarung an einem Gehäuse wie z. B. dem Elektronikschrankrahmen 10 montiert
sein, wobei das Gehäuse auch die Kühlmittelverteilungseinheit
mit der Zirkulationseinheit 22 und der Wärmequelle 24 innerhalb
derselben Struktur und in Verbindung miteinander aufnimmt, während
die Tür (zumindest teilweise) einen Schlangenkühler
oder eine Wärmeabweisungseinheit 30a umfasst.
Die Kühlmittelverteilungseinheit kann eine beliebige Anzahl
von luftgekühlten Kondensator/Kühler-Systemen
sein, wobei sowohl die Elektronik als auch die Kühlsysteme
selbst innerhalb derselben Struktur montiert sein können.
Gemäß diesen Aspekten der vorliegenden Offenbarung und
wie in 2D dargestellt, können
die Positionen der Wärmequelle 24 und des Zirkulators 22 innerhalb des
Schranks 10 vertauscht oder verändert werden, wie
anwendbar und wie durch die Geometrie und/oder die Inhalte des Gehäuses
selbst bestimmt werden kann.
-
Ähnlich
zu den vorstehend erörterten Eigenschaften ermöglichen
die Schwenkgelenke der Schwenkgelenkanordnung 53a eine
Strömung von flüssigem Kühlmittel aus
den Systemen, die innerhalb des Elektronikschrankrahmens 10 untergebracht
sind, wobei die Wärme durch die Kühlanordnung 31 in
die Atmosphäre, die den Elektronikrahmen umgibt, zurück
abgewiesen wird. Das Kühlmittel, das einen beträchtlichen
Teil der Wärmeenergie, das es enthielt, freigesetzt hat,
kann dann zu den Systemen und um diese, die innerhalb des Rahmens 10 untergebracht
sind, über eine Kühlmittelströmungsrückführung
durch das zweite Schwenkgelenk 53b im Zyklus zurückgeführt
werden. Eine ähnliche Anwendung kann durch die untere Anordnung 33 stattfinden,
wobei 33 ebenso als Kondensator wirkt und das Kühlmittel
aus den unteren Teilen des Rahmens 10 und in diese zurück über
die Schwenkgelenke 51a und 51b im Zyklus führt.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung, die mit der modifizierten
Anordnung von 2B in Zusammenhang steht, könnten
zwei (oder mehr) Wärmetauscher aufeinander, einander zugewandt
montiert werden (nicht dargestellt), was ermöglicht, dass
die zwei Kühlanordnungen mehrere verschiedene Kühlschleifen
bedienen. Dies kann beispielsweise nützlich sein, wenn
zwei verschiedene Kühlmittel innerhalb der ersten und der
zweiten Kühlanordnung verwendet werden. Ebenso kann ein
Wärmetauscher mit Kühlmittel von einem Schwenkgelenk
beliefert werden und kann an zwei oder mehr Schwenkgelenke ausstoßen
oder kann von zwei oder mehr Schwenkgelenken beliefert werden und über
ein einzelnes Schwenkgelenk ausstoßen.
-
3 stellt
ein Detail des Abschnitts I von 2A dar.
Wie darin dargestellt, ist die Schwenkgelenkanordnung 50 so
konstruiert, dass sie an einer Säule 12 des Hardwarerahmens 10 und
der Tür 20 durch Basiselemente 70a und 70b gelenkig
montiert ist, die wiederum ein Mittel zum Befestigen der Anordnung 50 am
Rahmen 10 und an der Tür 20 unter Verwendung
von Befestigungsvorrichtungen wie z. B. Schrauben 72 vorsehen.
Gemäß Aspekten dieser Offenbarung kann die Anordnung 50 auch
am Rahmen 10 (oder einer anderen geeigneten Struktur) durch
ein mechanisches Befestigungsverfahren wie z. B. durch Schweißen
der Anordnung 50 an der Stelle befestigt werden. Wie darin
dargestellt, ermöglicht die Schwenkgelenkanordnung 50,
dass die Tür 20 drehbar und gelenkig an der Säule 12 des
Rahmens 10 in einer Weise befestigt wird, so dass sich
die Tür 20 und der Rahmen 10 relativ
zueinander drehen können, wie zutreffend, während
eine Fluidverbindung zwischen der Kühlanordnung 30 und
den Komponenten innerhalb des Rahmens 10 aufrechterhalten
wird. Gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung
können die proximalen Enden 62 und 64 der Schwenkanordnungen
beispielsweise schraubbar an der Kühlanordnung 30 bzw.
Fluidfördermitteln innerhalb des Rahmens 10 befestigt
werden. In dem Fall, dass auf den Zugang zu Komponenten, die innerhalb des
Rahmens 10 untergebracht sind, zugegriffen werden muss,
kann die Tür 20 in einer herkömmlichen
Weise geöffnet werden, wobei die Schwenkanordnung 50 sowohl
eine gelenkige Drehung der Tür 20 um die dargestellte
Y-Achse als auch eine im Wesentlichen kontinuierliche Fluidverbindung
zwischen der Kühlanordnung 30 und den Komponenten
innerhalb des Rahmens 10 vorsieht.
-
Außerdem
und gemäß der vorliegenden Offenbarung können
der Rahmen, die Säulen und die Schwenkgelenkanordnung 50 derart
konstruiert werden, dass die Befestigung der Gelenkanordnung an der
Säule 12 und der Tür 20 und
unter Verwendung von einem oder mehreren O-Ringen zwischen den Komponenten
zu einem vollendeten Fluidströmungsweg führt.
Die Säule 12 des Rahmens 10 kann beispielsweise
im Wesentlichen hohl sein, wobei sie eine sekundäre Fluidverbindungsöffnung
aufweist, die eine geschweißte Verbindung oder eine geschraubte
Verbindung sein kann, die mit der Kühlanordnung 30 verbindet.
Dies kann für die Tür vom Konstruktionsaspekt
günstig sein, wobei die Tür der Verdampfer selbst
ist. Außerdem kann dies ferner bei der Kühlmittelverteilung
durch den ganzen Rahmen selbst unterstützen, beispielsweise
in Fällen, in denen mehrere Gelenkanordnungen zwischen
dem Rahmen und der Tür erforderlich sein können,
wie vorstehend mit Bezug auf 2B erörtert.
-
4 stellt
eine teilweise Detailansicht der Schwenkgelenkanordnung 50 von 3 dar,
die um die Achse "Y" drehbar ist und die ein erstes Schwenkelement
oder einen Anschluss 52 mit einem einteilig ausgebildeten
und relativ stationären Basiselement oder Befestigungsflügel 70b umfasst, das/der
an einer Fläche des Schwenkelements 52 befestigt
ist. Wie in der Fig. dargestellt, kann das Basiselement 70b der
Anordnung 50 durch irgendein geeignetes Befestigungsverfahren
oder -mittel, wie z. B. durch Schweißen, Hartlöten
oder ähnliche bekannte Befestigungsverfahren, mit der Anordnung 50 verbunden
werden. Die Gelenkanordnung 50 umfasst auch ein zweites
Schwenkelement 54 auch mit einem einteilig ausgebildeten
und relativ stationären Basiselement oder Befestigungsflügel 70a.
Sowohl das erste als auch das zweite Schwenkelement 52 und 54 können
einen Fluidkanal 60, der sich im Wesentlichen innerhalb
dieser erstreckt, und ein oder mehrere Fluidströmungslager 62,
die drehbar derart orientiert sind, dass eine im Wesentlichen kontinuierliche
Fluidverbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Schwenkelement
aufrechterhalten werden kann, umfassen. Schraubbare Enden 55 am
proximalen Ende von jedem der Schwenkelemente ermöglichen
eine abdichtbare Befestigung an der Anordnung, die einer Drehung
unterzogen wird, wie z. B. der Kühlanordnung 30 (nicht
dargestellt). Wahlweise und gleichermaßen annehmbar können
die schraubbaren Enden 55 durch Rohre mit einer geeigneten
Zusammensetzung (z. B. Stahl, Aluminium, Bronze oder Kupfer) ersetzt
oder unterstützt werden, so dass sie in die Position geschweißt,
weichgelötet oder hartgelötet werden können,
wie geeignet. Die Enden 55 können auch in einer
geeigneten Weise konstruiert oder angepasst werden, um zu ermöglichen,
dass ein Verbindungselement wie z. B. ein Schnelllöseverbindungselement,
das zum Aufrechterhalten einer Kühlfluidströmung
geeignet ist, mit dem Schwenkgelenk 50 in Eingriff oder
in Verbindung gebracht wird. Gemäß Aspekten der
vorliegenden Offenbarung können die Basiselemente (oder
Befestigungsflügel) 70a und 70b an ersten
und zweiten äußeren Objekten wie z. B. der Tür 20 bzw.
der Rahmensäule 12 (siehe 2A) unter
Verwendung eines beliebigen geeigneten Befestigungsmittels, einschließlich
Schrauben 72 oder anderen geeigneten Befestigungsvorrichtungen,
die Fachleuten bekannt sind, befestigt werden.
-
4 stellt
auch dar, dass die Schwenkanordnung 50 O-Ringe 58a und 58b umfasst,
die zum Kanal 60 im zweiten Schwenkelement 54 im
Wesentlichen senkrecht orientiert sind und diesen umschreiben und
zum inneren Kanal (nicht dargestellt) im ersten Schwenkelement 52 im
Wesentlichen parallel orientiert sind. Wahlweise können
die Anordnungen der vorliegenden Erfindung einen oder mehrere untere O-Ringe 59 umfassen,
die eine zusätzliche innere Druckdichtung zwischen dem
ersten Schwenkelement 52 und dem zweiten Schwenkelement 54 bereitstellen
können. Wie weiter in 4 dargestellt, weisen
die Halteringelemente 56 und 57 einen inneren
Zylinderumfangsflächendruck auf, der die O-Ringe 58a und 58b in
der Position einschließt, was eine Fluiddichtung bildet,
wenn der innere Kanal im ersten Schwenkelement 52 benachbart
zum Kanal 60 des zweiten Schwenkelements 54 angeordnet
ist. Wenn sie so angeordnet sind, können sich die Gehäuse
der Schwenkelemente 52 und 54 relativ zum Strömungslager 62 um
und zentral zu Y-Achsen, die zentral zu den inneren Kanälen 60 sind,
drehen, sind jedoch nicht axial relativ dazu beweglich. Solche Drehungen können
im Bereich von etwa 0° bis etwa 360° liegen, wie
geeignet, können jedoch auch Drehungen, die kontinuierlich
(z. B. nicht begrenzt) sind, sowie vorgegebene Drehungen zwischen
beliebigen zwei Drehungen zwischen 0° und 360°,
wie z. B. von etwa 10° bis etwa 120°, umfassen.
Solche kontinuierlichen Drehmerkmale können beispielsweise
beim Drehen einer Platte anstelle eines Türelements aufgezeigt werden.
-
Der
Körper der Schwenkgelenkanordnung 50 mit den Schwenkelementen 52 und 54 und
den Basiselementen 70a und 70b kann aus einem
beliebigen geeigneten Material bestehen, wie erforderlich, einschließlich,
jedoch nicht begrenzt auf Kohlenstoffstahl, Edelstahl, Stahllegierungen,
Aluminium, Messing, Kupfer, Kupferlegierungen (z. B. Bronze wie
z. B. Aluminiumbronze, Siliciumbronze und Bleibronze sowie die herkömmlichen
Bronzen vom Kupfer-Zink-Legierungstyp), Nickel enthaltende Metalle, Magnesium
und seine Legierungen, Nickel und seine Legierungen, Eisenmetalle,
Nicht-Eisen-Metalle, fluid- und wärmebeständige
Polymere sowie Kombinationen davon, von denen beliebige wahlweise
beschichtet oder plattiert werden können, wie geeignet, z.
B. mit einer Nickel- oder Chromatplattierung. Gemäß Aspekten
der vorliegenden Offenbarung können außerdem der
Körper und das Schwenkelement jeweils aus einem Stück
Material einteilig ausgebildet werden. Die schraubbaren Enden 55 weisen
typischerweise eine herkömmliche Konstruktion und Funktionsweise
auf.
-
Gemäß der
vorliegenden Offenbarung kann ferner die Gelenkanordnung 50 weiterhin
ein oder mehrere Lasttragelemente (nicht dargestellt) wie z. B.
Lager oder dergleichen umfassen. Solche Lasttragelemente können
insbesondere bevorzugt enthalten sein, wenn die Gelenkanordnungen
wirken, um nicht nur eine Fluidverbindung zwischen einer Kühlanordnung
und den Komponenten innerhalb eines Schranks zu schaffen, sondern
auch wenn solche Gelenkanordnungen 50 gleichzeitig als
Gelenke selbst wirken, die eine gelenkige Befestigung für
die Tür am Rahmen vorsehen. In solchen Fällen
weisen die Lasttragelemente die Kapazität zum Erhöhen
der Last und Lasttraganwendungen der Schwenkgelenkanordnungen 50 auf.
Diese Lasttragelemente können enthalten sein, um die Momentlast
zu absorbieren und dadurch die Gewichts-/Drucklast der Tür von
den Dichtungsoberflächen vollständiger abzunehmen
oder zu entfernen. Lasttragelemente können auch erforderlich
sein, wenn die Gelenke Fluid mit hohem Druck und/oder hoher Temperatur
enthalten, da die hydraulischen/pneumatischen Kräfte in
diesen Situationen häufig erhöht sind. Die Abwesenheit
solcher Lasttragelemente könnte verursachen, dass sich
die Gelenkkomponenten abtrennen, und/oder könnte den Verschleiß an
den drehbar in Kontakt stehenden Oberflächen erhöhen,
was zu einer verkürzten Produktlebensdauer führt.
-
Gemäß Aspekten
der vorliegenden Offenbarung können ferner die Basiselemente 70a und 70b, wie
im Allgemeinen in 3 dargestellt, einteilig mit den
Schwenkelementen 52 und 54 der Gelenkanordnung 50 ausgebildet
sein. Folglich können sowohl das Schwenkelement als auch
die Basiselemente aus demselben Stück Stangenmaterial hergestellt werden,
wodurch die mit der Herstellung verbundenen Kosten minimiert werden.
Wahlweise und gleichermaßen annehmbar können die
Basiselemente 70a und 70b an einer oder mehreren
geeigneten Außenflächen des Körpers der
Schwenkelemente 52 und 54 unter Verwendung eines
beliebigen geeigneten Befestigungsverfahrens, einschließlich
Schweißen oder Gießen, befestigt werden.
-
Mit
Bezug auf die hierin dargestellten Gelenkanordnungen 50 müssen
gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung die
Einlass- und/oder Auslassöffnungen und der zugehörige
innere Fluidströmungskanal 60 keine gleichmäßige
Größe aufweisen. Die Auslassöffnung der
Anordnung 50 kann beispielsweise notwendigerweise größer
sein, um das erhöhte Volumen der Fluidströmung
eines Kühlmittels, wenn es von einem Durchlauf durch das
System zurückkehrt, woraufhin es auf Grund der von der Temperatur
abhängigen Dichte und/oder einer teilweisen oder vollständigen
Phasenänderung von Flüssigkeit in Dampf im Volumen
zugenommen hat, effizient aufzunehmen.
-
Wenn
man sich nun 5 zuwendet, ist eine optionale
Konstruktion für die Schwenkgelenkanordnung 50 gemäß der
vorliegenden Offenbarung dargestellt, wobei das Schwenkgelenk für
eine Strömungsumkehr von im Wesentlichen 180° im
Fluidströmungsweg durch den inneren Kanal 60,
der durch im Wesentlichen die gesamte innere Länge der Anordnung 50 verläuft,
ausgelegt ist. Gemäß dieser Ausführungsform
ist die Anordnung 50 derart orientiert, dass die erste
und die zweite Welle im Wesentlichen parallel zueinander orientiert
sind, wenn die Anordnung an einer Struktur wie z. B. dem Rahmen 10 befestigt
ist, wie gezeigt. Das erste und das zweite Schwenkelement 52 und 54 können
an der Kühlanordnung 30 bzw. einem geeigneten
Rahmen- oder Schrankkühlsystem über Verbindungselemente 80, die
an den schraubbaren Enden 55 der Schwenkelemente schraubbar
befestigt werden, befestigt werden. Außerdem können
die Gelenkanordnungen 50 auch in einer beliebigen Anzahl
von Orientierungen, wie geeignet, wobei das erste Schwenkelement 52 und
das zweite Schwenkelement 54 von etwa 0° bis etwa
180° relativ zueinander orientiert sind, und irgendeiner
geeigneten Orientierung (z. B. 135°) zwischen diesen zwei
Orientierungen liegen.
-
6 stellt
eine weitere Schwenkgelenkanordnung gemäß Aspekten
der vorliegenden Offenbarung dar. Wie darin dargestellt, umfasst
die Schwenkgelenkanordnung 100 einen ersten, geformten Hauptkörperabschnitt 102 und
einen zweiten Schwenkabschnitt 104. Der Hauptkörperabschnitt 102 umfasst
mindestens einen schraubbaren Einlass 106 sowie Arme 112 und 114,
die zusammen mit der Innenkante 115 des Körperabschnitts 102 einen
Kanal 116 bilden. Mindestens ein Abschnitt des Schwenkabschnitts 104 kann
innerhalb des Kanals 116 des Hauptkörperabschnitts 102 enthalten
sein, so dass 102 und 104 zusammenwirken, um eine drehbare
Achse 120 zu bilden, um die die Anordnung 100 schwenkt.
Die Körperabschnitte 102 und 104 können
an einer geeigneten Rahmen- und Türan ordnung, wie hierin
beschrieben, unter Verwendung eines geeigneten Befestigungsverfahrens,
wie z. B. unter Verwendung von Schraubenelementen 110a und 110b,
befestigt werden. Beim typischen Betrieb geschieht die Fluidströmung
in der Richtung des Pfeils 111 (obwohl die Fluidströmung
gleichermaßen in der entgegengesetzten Richtung stattfinden
könnte), einwärts durch den schraubbaren Einlass 106, der
an einer Fluidströmungsleitung (nicht dargestellt) befestigt
sein kann, durch beide Abschnitte 102 und 104 und
aus dem Schwenkabschnitt 104 über den schraubbaren
Auslass 108 heraus und in eine Fluidkühlanordnung
(nicht dargestellt).
-
Obwohl
nicht dargestellt, wird ebenso in Erwägung gezogen, dass
die Schwenkgelenkanordnung 100 von 6 derart
ausgelegt sein kann, dass sie zwei Einlässe und zwei Auslässe
an einer einzelnen Schwenkwirkungsanordnung umfasst. In dieser Weise
könnte die Schwenkgelenkanordnung zwei separate, unabhängige
Strömungswege (Einlässe/Auslässe) umfassen.
Alternativ könnten die zwei unabhängigen Strömungswege
zwei verbundene Strömungswege sein, die eine höhere
Durchflussrate für eine gegebene Dicke der Schwenkgelenkanordnung
im Vergleich zu den Schwenkgelenkanordnungen mit einem einzelnen
Strömungsweg, wie gemäß separaten Ausführungsformen
der vorliegenden Offenbarung beschrieben, ermöglichen würden.
In dieser letzten Ausführungsform können zwei
Einlässe und ein Auslass oder ein Einlass und zwei Auslässe oder
zwei Einlässe und zwei Auslässe ohne Begrenzung
vorhanden sein. Im Allgemeinen kann gemäß dieser
Ausführungsform die Anzahl von Einlässen im Allgemeinen
anders sein als die Anzahl von Auslässen, um die Installation
des Gesamtsystems zu vereinfachen und/oder die Verteilung von Kühlmittel zu/von
mehreren Stellen stromabwärts/stromaufwärts vom
Gelenk zu ermöglichen.
-
7 stellt
eine weitere Ausführungsform gemäß den
Schwenkgelenken der vorliegenden Offenbarung dar, eine Schwenkgelenkanordnung 200 mit
mehreren Positionen ist zur Fluidverbindung zwischen dem Elektronikgestell
und den Schlangenkühlern, Wärmeabweisungseinheiten
oder dergleichen, die der Gestelltür zugeordnet sind, in
der Lage, und wobei der Körper als Schwenkstift der Gelenkanordnung
gleichzeitig mit oder wahlweise unabhängig von den Gelenkflügeln
wirkt. Die Schwenkgelenkanordnung 200 mit mehreren Positionen
umfasst eine erste Flügelanordnung 202 und eine
zweite Flügelanordnung 204 (als Rahmenflügelanordnung
(202) und Türflügelanordnung (204)
dargestellt), einen zentralen Trommelabschnitt 220, der
als Gelenkstift wirkt, eine Kühlmittelrückfüh rungsleitung 206 und
eine Kühlmittelzuführungsleitung 212.
Nur für die Zwecke der Darstellung wurden die erste und
die zweite Flügelanordnung als Rahmen- bzw. Türflügelanordnung gezeigt;
wie für Fachleute zu erkennen ist, sind jedoch die erste
und die zweite Flügelanordnung austauschbar. In Abhängigkeit
davon, welcher Flügel an der Tür befestigt und
welcher Flügel am Rahmen befestigt, kann der Ort von Axiallagern
innerhalb der Gelenkanordnung 200 eingestellt werden, um
das Gewicht der Tür handhaben zu können, wie geeignet. Ferner
und wie nachstehend genauer erörtert wird, enthält
der zentrale Trommelabschnitt 220 vorzugsweise eine Kugel
(nicht dargestellt) oder einen Zylinder oder eine äquivalente
Anordnung, die zum Vorsehen einer Drehfluidverbindung zwischen der
Zuführungsleitung 212 und der Rückführungsleitung 206 dient.
Gemäß diesem Aspekt der Offenbarung ist es wichtig
zu beachten, dass, obwohl das Fluidverbindungsmittel hierin als
Kugel 300 dargestellt ist, in anderen Optionen die zylindrische
Fluidverbindungsleitung und die Kugel 300 wahlweise und
gleichermaßen annehmbar eine einteilige zylindrische Anordnung
sein könnten. Gemäß dieser optionalen
Ausführungsform kann dieser einteilige Zylinder einen zentralen
Abschnitt (300', nicht gezeigt) mit einer Größe,
die ungefähr gleich der Größe der Kugel
ist, die in 8 hierin dargestellt ist, und
mit einer verjüngten Oberseite und Unterseite, an denen
der Sitz/die Dichtungen 230a und 230b sitzen kann/können,
aufweisen.
-
Mit
fortgesetztem Bezug auf 7 können die Rückführungsleitung 206 und
die Zuführungsleitung 212 im Wesentlichen senkrecht zueinander
orientiert sein, wie dargestellt, obwohl andere Orientierungen zur
Verwendung bei der Schwenkgelenkanordnung 200 mit mehreren
Positionen auch geeignet sind. Solche optionalen Orientierungen
umfassen, sind jedoch nicht begrenzt auf Orientierungen, in denen
die Rückführungsleitung 206 und die Zuführungsleitung 212 im
Wesentlichen axial ausgerichtet sind, wobei sie durch eine geeignet
ausgebildete Kugel innerhalb des zentralen Trommelabschnitts 220 verbunden
sind. Wie in 7 dargestellt, können
die Zuführungsleitung 212 und die Rückführungsleitung 206 von
einem Kühlsystem, wie z. B. vom XDP-System (Liebert Corporation),
bzw. zu einem Kühlsystem verlaufen, so dass Fluid in die
Schwenkgelenkanordnung strömt und um etwa 90° über
die Schwenkkugel 300 (siehe 8) zu einem
Kühlsystem umgelenkt wird. Alternativ und gleichermaßen
annehmbar kann die Leitung 212 eine Rückführungsleitung
von einem Kühlsystem sein und die Leitung 206 kann
eine Zuführungsleitung sein, die Kühlmittel/Kältemittel
zu einem gewünschten System liefert.
-
Die
Flügelanordnungen 202 und 204 können ein
einziges Stück Material sein oder können für
eine verbesserte leichte Montage am Elektronikgestell 10 und
an der Gestelltür 20 sowie für eine leichte
Aufnahme und Orientierung der Rückführungs- und
Zuführungsleitung 206 und 212 aus zwei
oder mehreren Abschnitten (202a, 202b und 204a, 204b)
bestehen. Schraubenlöcher 203 können
in diesen Flügeln zum Aufnehmen von geeigneten Befestigungsmitteln
wie z. B. Schrauben zum Befestigen der Flügel an ihren jeweiligen
Stellen an der Tür und am Rahmen, wie z. B. in Fugen, die
in einem oder beiden des Gestellrahmens 12 und der Tür 20 ausgebildet
sind, vorgesehen sein. Wahlweise und gleichermaßen annehmbar können
die Flügel 202 und 204 am Gestell 10 und
an der Gestelltür 20 unter Verwendung irgendeines Fachleuten
bekannten Befestigungsverfahrens befestigt werden, einschließlich,
jedoch nicht begrenzt auf Schweißen.
-
Mit
fortgesetztem Bezug auf 7 kann der zentrale Trommelabschnitt 220 der
Schwenkgelenkanordnung 200 mit mehreren Positionen von
einer (oder beiden) Flügelanordnung durch ein geeignetes
Verbindungsmittel, wie z. B. einen oberen bzw. unteren Verbindungsarm 208 und 210,
räumlich getrennt sein. Gemäß einem Aspekt
dieses Aspekts der Offenbarung kann ein proximales Ende des Verbindungsarms
den zentralen Trommelabschnitt 220 umschreiben und kann
an der Trommel durch ein geeignetes Befestigungsmittel, wie z. B.
durch eine Metallschraube oder dergleichen, befestigbar sein. Das distale
Ende des (der) Verbindungsarms (Verbindungsarme) kann mit Flügelabschnitten 202 wie
z. B. durch Gießen ausgebildet sein oder kann an eine Fläche
des entsprechenden Flügelabschnitts geschweißt
sein. Der zentrale Trommelabschnitt 220 umfasst ferner
ein oberes und ein unteres Ende, wobei das untere Ende einen Halsabschnitt 218 und eine
Endkappe 222 umfasst, die das untere Ende des Trommelabschnitts 220 bildet.
Das obere Ende des Abschnitts 220 umfasst einen Halsabschnitt 216 sowie
einen Dichtungskragen 214, der das Strömungsrohr 212 umschreibt.
Gemäß bestimmten Aspekten der vorliegenden Offenbarung,
kann, obwohl in der Fig. nicht gezeigt, der Trommelabschnitt 220,
der als Gelenkstift der Gelenkanordnung wirkt, an der Tür selbst
durch die äußeren Hülsenabschnitte befestigt sein,
um zu ermöglichen, dass die Kräfte des Öffnens und
Schließens der Tür hauptsächlich auf
den Trommelabschnitt 220 selbst und weniger auf die inneren Strömungsleitungen,
das Kugelventil und/oder die Dichtungen wirken. Gemäß diesem
Aspekt und in Abhängigkeit von der Orientierung der Schwenkgelenkanordnung 200 in
Bezug auf den Rahmen des Elektronikgestells 10 und der
Gestelltür 20 müsste beispielsweise dann,
wenn die Flügelanordnung 204 am Elektronikrahmen/-gestell 10 befestigt
ist, das Axiallager zwischen dem Halsabschnitt 218 und
der Flügelanordnung 204b angeordnet sein. Wenn
jedoch, wie in 7 dargestellt, die Flügelanordnung 202 am
Elektronikrahmen/-gestell 10 befestigt ist, dann müsste
das Axiallager zwischen dem Halsabschnitt 216 und dem Gelenkflügel 204a angeordnet sein.
-
Wenn
man sich nun 8 zuwendet, ist ein teilweiser
Querschnitt der Schwenkgelenkanordnung von 7 dargestellt.
Wie aus der Fig. zu sehen ist, kann der Gelenkkörper der
Schwenkgelenkanordnung 200 obere und untere Hülsenabschnitte 220a bzw. 220b umfassen,
die in einer beliebigen geeigneten Weise, wie z. B. durch schraubbare,
hartgelötete Verbindungen, wie gezeigt, oder äquivalente
Verbindungsmittel, miteinander verbunden sein können. Innerhalb
des Inneren der Hülsenabschnitte 220a und 220b ist
eine Kugel 300 aufgenommen, die, wie dargestellt, dazu
dient, die Rückführungs- und Zuführungsleitungen 206 und 212 miteinander
zu verbinden. Entweder das Strömungsrohr 212 selbst
oder alternativ das Strömungsrohr 206 können
mechanisch an die Kugel 300 unter Verwendung beliebiger
geeigneter Bindeverfahren gebunden werden (z. B. durch Schweißen,
Hartlöten oder ähnliche mechanische Bindemittel),
wodurch sichergestellt wird, dass der einzige Leckweg für
das Kühlmitte am Kugelsitz/an der (den) Dichtung(en) 230a und/oder 230b vorbei geht.
Somit und gemäß einigen Aspekten der vorliegenden
Offenbarung kann die Kugel 300 direkt an das vertikale
Strömungsrohr 212 mechanisch gebunden werden.
Folglich schwenkt die Kugel 300 relativ zur Trommel 220,
was ermöglicht, dass die Gestelltür 20 mit
minimalen Sorgen einer Unterbrechung der Kühlmittelströmung
in dem Elektronikgestell 10 und in diesem herum frei geöffnet
und geschlossen wird.
-
Innerhalb
des Inneren des Trommelabschnitts 220 sind auch obere und
untere primäre Dichtungen 230a und 230b aufgenommen,
die zum Absetzen und Festhalten der Kugel 300 in der Position
wirken, ohne eine übermäßige Beanspruchung
an den Zuführungsleitungen 206 und 212 während
der Funktion der Schwenkgelenkanordnung zu schaffen. Die primären
Dichtungen 230a und 230b können aus einem
beliebigen geeigneten Material, einschließlich, jedoch
nicht begrenzt auf Silikon oder irgendeine Anzahl von Elastomer-
oder Polymermaterialien, sowie Metallmaterialien (z. B. Stahl, Edelstahl,
Kohlenstoffstahl und Stahllegierungen), um metallische Dichtungen
oder mit Metall plattierte (z. B. mit Zinn plattierte) Kugeldichtungen
zu bilden, bestehen und können in einer beliebigen geeigneten
Form oder Größe vorliegen, wie z. B. O-Ringe.
Typischerweise, jedoch ohne Begrenzung sind die Dichtungen 230a und 230b derart
orientiert, dass sie die Kugel 300 in etwa den oberen 1/3
und unteren 1/3 der im Wesentlichen sphärischen Oberfläche
der Kugel 300 umschreiben, um einen maximalen Schutz, Halt
und/oder ein maximales Absetzen für die Kugel zu schaffen.
Wie Fachleuten klar sein wird, ermöglicht die Verwendung
der Kugel 300, dass die Strömung von Kühlmittel
oder Kühlfluid im Wesentlichen kontinuierlich bleibt, selbst
wenn sich das Gelenk während des Verlaufs des Türöffnens
oder -schließens dreht.
-
Der
obere Kragen 214 wirkt zum Zusammendrücken der
Dichtungen innerhalb der Gelenkanordnung wie z. B. der Dichtungen
(O-Ringe) 228 direkt unter ihnen, wenn eine Tür
geöffnet oder geschlossen wird. Mit Bezug auf 8 können
die Dichtungen 228 beispielsweise zusammengedrückt
werden, wenn die Tür 20 geschlossen wird. Dann
kann ein Mechanismus, der vielleicht durch einen Riegel betätigt
wird, den Kragen 214 geringfügig anheben und ermöglichen,
dass sich die Dichtungen (z. B. 228) entspannen, wenn die
Tür geöffnet werden soll, was folglich eine leichtere
Drehung der Tür an der Gelenkanordnung 200 ermöglicht.
Zu einem späteren Zeitpunkt, wenn der Benutzer die Tür
schließt und verriegelt, würde der Kragen 214 wieder
nach unten geschoben werden, wodurch die Dichtungen 228 zusammengedrückt
werden und folglich eine stärkere Dichtung bereitgestellt
wird. Dieses Kompressionsmerkmal des oberen Kragens 214 hängt
von der Montageorientierung der Gelenkanordnung 200 zwischen
dem Schrank und der Tür ab. Eine Kappe 222 kann
in Abhängigkeit von der Situation auf 220 geschweißt
oder geschraubt werden. Es sollte beachtet werden, dass die Kappe 222 nur
in solchen nicht begrenzenden Situationen, wie in 8 dargestellt,
auf 220 geschweißt oder geschraubt werden kann.
In einer Situation, in der die Fluidströmung sowohl aus der
Oberseite als auch Unterseite der Gelenkanordnung (nicht dargestellt)
stattfinden würde, wobei die Unterseite der Anordnung die
Oberseite der Anordnung, die in 8 dargestellt
ist, spiegeln würde, würde die Kappe 222 durch
den Kragen 214 ersetzt werden, der sich relativ zur Trommel 220 aufwärts und
abwärts bewegen müsste, wie vorstehend beschrieben.
-
Ungeachtet
der Anordnung kann eine solche Kompression in einer Anzahl von Weisen
aktiviert werden, einschließlich, jedoch nicht begrenzt
auf eine Türriegelanordnung. In diesem Fall, wie im Allgemeinen
vorstehend angeführt, würde die Dichtung zusammengedrückt
werden, wenn die Tür verriegelt wird, und entspannt werden,
wenn der Riegel gelöst wird, was eine leichtere Schwenktätigkeit
der Gelenkanordnung ermöglicht. Zum Aufrechterhalten der Kompression
und Abdichtbarkeit der Schwenkgelenkanordnung 200, so dass
Kühlmittelfluid ununterbrochen durch die Anordnung strömen
kann, sind auch sekundäre O-Ring-Dichtungen 228 und
Axiallager 226 integriert. Der Kragen 214 kann
so konstruiert sein, dass er sich während der Funktion
der Gelenkanordnung physikalisch dreht, schwenkt, anhebt oder absenkt,
was eine im Wesentlichen kontinuierliche Fluidströmung
durch den ganzen vollen Bereich der Schwenkung der Tür
ermöglicht. Wie vorstehend angedeutet, kann beispielsweise
ein Verbindungsmechanismus verwendet werden, um mit dem Kragen 214 zu
kommunizieren, wenn die Tür verriegelt oder entriegelt
wird. Wenn die Tür entriegelt wird, kann der Verbindungsmechanismus
den Kragen 214 anheben und den Kragen 214 wieder
absenken, sobald die Tür verriegelt wird. In dieser Weise
kann der Kragen 214 wirken, um die Dichtungen 228 zusammenzudrücken,
wenn die Tür geschlossen wird, und die Dichtungen 228 zu
entspannen, wenn die Tür geöffnet wird und an
der Gelenkanordnung 200 schwenkt. Wie vorstehend angedeutet,
hängt, ob der Kragen 214 an der Oberseite, der
Unterseite oder sowohl der Oberseite als auch der Unterseite verwendet
wird, von der Orientierung der Gelenkanordnung 200 ab.
Folglich kann der Kragen 214 zum Verringern der Reibung
innerhalb der Gelenkanordnung während des Verlaufs eines
typischen Schwenkgelenkvorgangs wirken, während gleichzeitig
ein Austritt aus dem Fluidströmungsweg innerhalb der Gelenkanordnung 200 verhindert
wird.
-
Die
Gelenkanordnung 200 kann aus einem beliebigen geeigneten
Material bestehen, wie z. B. geschmiedeten Metallen wie Messing,
oder irgendeinem anderen geeigneten Material, die die Übertragung
von Fluiden mit einer Temperatur im Bereich von etwa –300°F
(etwa –184°C) bis zu etwa 300°F (etwa
148°C) und einer Arbeitsdruckströmung im Bereich
von etwa 10 psi bis etwa 1000 psi, wie z. B. etwa 610 psi, ermöglichen.
Die primären Dichtungen 230a, b und die sekundären
O-Ringe können aus einer beliebigen Anzahl von bekannten
Materialien bestehen, die eine Dichtungskraft bereitstellen, einschließlich,
jedoch nicht begrenzt auf Elastomermaterialien, Kautschuke und PTFE
(Polytetrafluorethylen, TEFLON®).
-
9 stellt
weitere Details der Kugel 300 dar, die für die
Verwendung innerhalb der Schwenkgelenkanordnung 200 von 7 geeignet
ist. Wie darin dargestellt, kann die Kugel 300 eine im
Wesentlichen sphärische Form mit mehreren Öffnungen 302a, 302b, 302c aufweisen,
die so geformt sind, dass sie sich auf die Schwenktätigkeit
des Kugelventils und des Schwenkgelenks einstellen, wobei die Öffnungen
zumindest teilweise Einlass- und/oder Auslassströmungsdurchgänge
durch das Ventil definieren. Die Öffnung 304 der
Kugel 300 ist die Öffnung, an der eine mechanische
Verbindung zwischen der Kugel 300 und dem Strömungsrohr 212 hergestellt
ist. Obwohl die Kugel 300 so gezeigt ist, dass sie drei Öffnungen 302 aufweist,
kann sie in Abhängigkeit von der speziellen Konfiguration
des Schwenkgelenks mehr oder weniger aufweisen. Gemäß einem
nicht begrenzenden Aspekt der vorliegenden Offenbarung können
die Öffnungen 302, wie in 9 dargestellt,
eine im Wesentlichen kreisförmige Gestalt aufweisen oder
sie können eine längliche (ovale) Form oder eine
bogenförmige, langgestreckte Form aufweisen, wie gewünscht,
um sich weiter auf die Schwenktätigkeit der Kugel 300 während
des Verlaufs der Funktion einzustellen und diese zu verbessern.
Außerdem kann der Einschluss von solchen länglichen,
bogenförmigen, langgestreckten Öffnungen von jedem
Strömungsdurchgang derart arbeiten, dass bei der Verwendung,
wenn sich die Kugel 300 dreht, die bogenförmige,
langgestreckte Öffnung jedes Strömungsdurchgangs,
der freigelegt wird, vollständig oder im Wesentlichen vollständig
geöffnet wird, bevor der nächste Durchgang geöffnet
wird.
-
Obwohl
hierin nicht dargestellt, können eine Anzahl von alternativen
und dennoch gleichermaßen annehmbaren Kühlmittelkugelventilen,
die für die Verwendung bei den Gelenkanordnungen 200 der vorliegenden
Offenbarung geeignet sind, in Abhängigkeit von der Art
des innerhalb des Kühlsystems strömenden Fluids
und vom gewünschten Nutzen des Endverwenders in Erwägung
gezogen werden. Beispielsweise und ohne Begrenzung kann in Erwägung
gezogen werden, dass eine Dreiwegekugel mit einem im Wesentlichen
sphärisch geformten Körper ähnlich dem
in 9 dargestellten in der Gelenkanordnung 200 enthalten
sein kann, wobei die Kugel eine erste Öffnung, eine zweite Öffnung
und eine dritte Öffnung aufweist, die in Richtungen orientiert
sind, die zu einer Achse senkrecht sind, die sich durch die Öffnung
erstreckt, die an das Fluidströmungsrohr mechanisch gebunden
ist. Ferner wird in Erwägung gezogen, dass solche Kugeln
für die Verwendung bei den gegenwärtig offenbarten
Schwenkgelenken eine oder mehrere Widerstandsanordnungen (nicht
dargestellt) umfassen können, die zumindest teilweise innerhalb
einer oder mehrerer der Bohrungen der Kugel positioniert sein können.
Eine solche Widerstandsanordnung kann ohne Begrenzung Nuten, Kanäle,
Löcher oder ähnliche Strömungssteuer-
oder Strömungslenkdurchgänge oder -strukturen
durch die Widerstandsanordnung, an der Oberfläche der Widerstandsanordnung
oder beiden umfassen. In dieser Weise kann die Strömung
eines Fluids durch die Schwenkgelenkanordnungen 200 nach
Wunsch verlangsamt werden.
-
Die
hierin beschriebenen Gelenke sind in der Lage, ein Fluid, eine Flüssigkeit
oder eine Kombination von zwei oder mehr Fluiden oder Flüssigkeiten, einschließlich
gasförmiger Fluide, von einer Kühlanordnung, wie
z. B. einer Kühlschlange, zu einem Zirkulationssystem innerhalb
eines Hardwaregestells, wie z. B. eines Gestells für Computeranordnungen, zu
befördern. Geeignete Flüssigkeiten für
die Verwendung bei den hierin beschriebenen Gelenkanordnungen umfassen,
sind jedoch nicht begrenzt auf eine beliebige Anzahl von geeigneten
Kühlmitteln oder Kältemitteln, einschließlich
flüssiger Kühlmittel, wie z. B. flüssiges
Wasser (auch als nicht verdampfendes oder "Phasenänderungs"-Kühlmittel
bezeichnet), Wasser-Methanol-Lösungen und Freon® (irgendeines von einer Anzahl
von mehreren Fluorchlorkohlenwasserstoffen, die im Handel und in
der Industrie verwendet werden, von denen zahlreiche aliphatische
organische Verbindungen sind, die zumindest Kohlenstoff und Fluor
enthalten, wie z. B. HFC und HCFC), Fluorkohlenwasserstoffe wie
z. B. die SUVA®-Marke von Kühlmitteln
(DuPont), Bis-(difluormethyl)ether-Kühlmittel, Kohlendioxid (CO2), einschließlich gasförmigen
Kohlendioxids, transkritischen Kohlendioxids und flüssigen
CO2, oder Hybridkühlmittel, wie
z. B. das Liebert-XD®-Kühlmittelkühlsystem
(Liebert Corporation, Columbus, OH), wobei das Kühlmittel
bei Atmosphärentemperatur und/oder -druck ein Gas ist,
jedoch als Flüssigkeit gepumpt werden kann. Solche Hybridkühlmittel
sind für die Verwendung in Zusammenhang mit Computersystemen
bevorzugt, da die Fluidphasenänderung den Wirkungsgrad
des Systems erheblich verstärkt, während gleichzeitig
die Möglichkeit einer Beschädigung oder einer
elektrischen Gefahr durch Flüssigkeit, falls sich ein Leck
bildet, beseitigt wird, da es in einem solchen Fall nur ein umweltfreundliches
"grünes" Gas aussenden würde. In weiteren Aspekten
der vorliegenden Erfindung umfasst die Flüssigkeit oder
das Fluid für die Verwendung innerhalb der hierin beschriebenen
Gelenkanordnungen Flüssigmetallkühlmittel, einschließlich
sowohl Metallen mit niedrigem Schmelzpunkt für Computergestell-Kühlanwendungen,
als auch Metallen mit höherem Schmelzpunkt für
andere Anwendungen, die mit Computergestellen nicht in Zusammenhang
stehen. Geeignete Flüssigmetallkühlmittel umfassen,
sind jedoch nicht begrenzt auf Na, K, Na-K, Cs, Li, Na-K-Cs-Legierungen,
Ga, gemischte Metallsysteme wie z. B. Ga61In25Sn13 und Pb-Bi-Eutektika, sowie
jene flüssigen Metalle oder Metallkombinationen mit einer
hohen Wärmeleitfähigkeit, wie z. B. von Miner,
A., et al. [Applied Physics Letters, Band 85(3): S. 506–508
(2004)] beschrieben und angeführt.
-
In
alternativen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung,
die hierin nicht dargestellt sind, kann ein Schrank oder Rahmen ähnlich
dem Rahmen 10 eine Kühlanordnung 30 aufweisen,
die gelenkig an einer oder mehreren Flächen des Gestells
befestigt ist, um Komponenten innerhalb des Gestells zu kühlen,
wobei die Kühlanordnung 30 nicht an einer Tür
befestigt ist, sondern an dem Gestell über eine Gelenkanordnung 50,
wie hierin beschrieben, unabhängig gelenkig befestigt ist.
-
Weitere
alternative Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung
umfassen die Verwendung der hierin beschriebenen Gelenke und Gelenkanordnungen
beim Erzeugen einer Trennwand oder einer Raumteilanordnung, die
aus mehreren Wandtafeln besteht, wobei die hierin beschriebenen Gelenkanordnungen
als gelenkige Verbindungsmittel wirken, die die mehreren Wandtafeln
miteinander verbinden. Gemäß diesem Aspekt können
ferner mehrere (oder alle) der mehreren Wandtafeln Kühlanordnungen
wie z. B. die Kühlanordnung 30 umfassen, um zum
Erzeugen eines isolierten "kalten Raums" zu fungieren, wie geeignet.
Außerdem und ohne Begrenzung wird in Erwägung
gezogen, dass die Schwenkgelenkanordnungen der vorliegenden Offenbarung
wahlweise in Kombination mit oder in einem System verwendet werden
können, das die Verwendung von Kühlmittelverbindungselementen
umfasst, so dass die Verbindungselemente eine schnelle Trenn- und
Verbindungsoption vorsehen, um das Kühlmittelsystem innerhalb
des Gestells 10 und die Kühlanordnung 30 an
der Tür in Fluidverbindung zu bringen.
-
Obwohl
Zusammensetzungen und Verfahren hinsichtlich dessen beschrieben
sind, dass sie verschiedene Komponenten oder Schritte "umfassen" (was
als "einschließlich, jedoch nicht begrenzt auf" bedeutend
interpretiert wird), können die Zusammensetzungen und Verfahren
auch aus den verschiedenen Komponenten und Schritten "im Wesentlichen bestehen"
oder "bestehen", wobei eine solche Terminologie als Gruppen mit
im Wesentlichen geschlossenen Elementen definierend interpretiert
werden sollte.
-
Die
Erfindung wurde im Zusammenhang mit bevorzugten und anderen Ausführungsformen
beschrieben und nicht jede Ausführungsform der Erfindung
wurde beschrieben. Offensichtliche Modifikationen und Änderungen
an den beschriebe nen Ausführungsformen sind für übliche
Fachleute verfügbar. Die offenbarten und nicht offenbarten
Ausführungsformen sollen den Schutzbereich oder die Anwendbarkeit
der von den Anmeldern betrachteten Erfindung nicht begrenzen oder
einschränken, sondern die Anmelder beabsichtigen vielmehr,
in Übereinstimmung mit den Patentgesetzen alle solchen
Modifikationen und Verbesserungen im vollen Umfang zu schützen,
in dem derartiges in den Schutzbereich oder Äquivalentbereich
der folgenden Ansprüche fällt.
-
Zusammenfassung
-
Die
vorliegende Offenbarung beschreibt Schwenkgelenkanordnungen zur
Verwendung beim drehbaren Montieren von zwei Strukturen aneinander,
so dass die Strukturen durch eine Fluidströmung in Fluidverbindung
stehen, sowie Systeme mit solchen Gelenkanordnungen. Die Schwenkgelenkanordnungen
umfassen im Allgemeinen eine Fluideinlassöffnung, eine
Fluidauslassöffnung, Wellen, die die Einlass- und die Auslassöffnung
umgeben und eine Drehung um eine oder mehrere Achsen ermöglichen,
und Befestigungsmittel, die einteilig mit den Wellen der Gelenkanordnung
ausgebildet sein können. Bei der Verwendung beseitigen
diese Anordnungen die Notwendigkeit der Verwendung von sekundären
Gelenken oder sekundären Montagekleinteilen beim Befestigen
einer Tür und einer Struktur aneinander, um eine Fluidverbindung
zwischen einem Elektronikgestell und einem Wärmetauscher, der
an der Tür eines Elektronikgestells montiert ist, aufrechtzuerhalten.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - Miner, A.,
et al. [Applied Physics Letters, Band 85(3): S. 506–508
(2004)] [0057]