DE20213057U1

DE20213057U1 - Kühlsystem

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Publication number: DE20213057U1
Application number: DE20213057U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-08-26
Filing date: 2002-08-26
Publication date: 2004-01-15
Anticipated expiration: 2012-08-27

Abstract

Kühlsystem ist ein Kühlsystem mit mindestens einem Kühler, mindestens einem Kühlkörper, mindestens einer Pumpe, optionalen Leitungen und gefüllt durch mindestens ein Kühlmittel, dadurch gekennzeichnet, dass jede Pumpe durch jeweils alle ihre Einlässe und Ablässe jeweils die zwei Enden mindestens einer Heat-Pipe zu einem luftdichten Kreislaufsystem verbindet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem.
Alle herkömmlichen Kühlsysteme haben ihre ernsten Probleme:

– Ein Lüfter kann eine niedrigere Kühlungstemperatur als die Umgebungstemperatur nicht erzeugen, verbraucht zu viel Energie, ist zu laut und ein brauchbarer Lüfter ist zu schwer.
– Ein Wasserkühler kann eine niedrigere Kühlungstemperatur als die Umgebungstemperatur nicht erzeugen, verbraucht zu viel Energie, ist laut, zu umständlich, nicht mobilfähig und teuer.
– Eine Heat-Pipe im Vergleich zu allen anderen gewöhnlichen Kühlern kühlt am wenigsten, hindert die Prozessorleistung am meisten und die Stellungsmöglichkeit des Endproduktes ist eingeschränkt.
– Ein Peltier im Vergleich zu allen anderen gewöhnlichen Kühlern verbraucht am meisten Energie, erzeugt am meisten Wärmen im Endprodukt und er ist teuer.
– Ein ungewöhnlicher Kühler, der einen gewöhnlichen Kompressor hat, übersteigt alle Schmerzensgrenzen eines normalen Verbrauchers. Er ist selbst unerträglich warm, unerträglich energiedurstig, unerträglich laut, unerträglich umständlich, unerträglich schwer und unerträglich teuer. Sein Dasein bedeutet nur, dass der Kühlungsbedarf unbefriedigt ist.

Die in den Schutzansprüchen 1.-19. beschriebene Erfindung löst die Probleme.
Die Erfindung ist ein Kühlsystem mit mindestens einem Kühler, mindestens einem Kühlkörper, mindestens einer Pumpe, optionalen Leitungen und gefüllt durch mindestens ein Kühlmittel, wobei die Pumpe die Heat-Pipe Wirkung zu mindestens einer „Kalt ein – Heiß aus" Einwegzirkulation umwandeln kann. Die Pumpe kann mit einem Pass vom Kühlsystem, im Kühler einen relativen Unterdruck bzw. im Kühlköper einen relativen Überdruck erzeugen. Der Kühler außer seiner Kühlfläche, die Pumpe und die Leitungen können zusammen zur Umgebung durch wärmeisoliertes Material isoliert werden. Der Kühler, die Pumpe und die Leitungen können zusammen zur Umgebung schallisoliert sein. Die Pumpe kann durch den Kühler integriert werden. Die Pumpe kann zur Umgebung magnetfeldabgeschirmt sein. Die Pumpe kann mindestens einen Kolben bzw. mindestens einen Propeller als Funktionseinheit haben. Die Pumpe kann mindestens ein Rückschlagventil als Funktionseinheit haben. Das Kühlmittel kann einen relativ niedrigen Siedepunkt haben. Der Kühler kann eine möglichst flache Form mit hohlem Innere für das Kühlmittel vom Einlass zum Ablass vom Kühler zum Durchströmen haben. Mehrere Kühler, die mehrere Chips kühlen, können parallele angeschlossen werden. Mehrere Kühlkörper bzw. Pumpen können parallele bzw. sequenziell angeschlossen werden. Der Pass kann der einzige Engpass im Kühlsystem sein. Der Pass kann ein schmaler Einlass vom Kühler sein. Die Kühlfläche vom Kühler kann möglichst dünn sein und aus gut wärmeleitendes Material bestehen. Das wärmeisolierte Material kann eine Vakuumschicht bzw. eine Spiegelschicht haben. Der Kolben kann aus einem Dauermagnet oder magnetischem Material bestehen, von mindestens einem Sensor ständig lokalisiert und von mindestens einem Elektromagnet getrieben werden. Die Rückschlagventile können, zu viert in zwei Paare, an beidem Ende des Hubraums der Pumpe sein, wobei jedes Paar einen mit dem Kühler verbundenen Einlass und einen mit dem Kühlkörper verbundenen Ablass haben kann und im Betrieb im Hubraum die beiden Einlassventile beim relativen Unterdruck offen bzw. beim relativen Überdruck zu und gleichzeitig die beiden Ablassventile in umgekehrtem Zustand sein können. Die Elektromagneten können sich zu zweit in der Polrichtung koaxial jeweils an einem Ende außerhalb vom Hubraum befinden und von einem Prozessor direkt oder indirekt temperaturabhängig wiederholt umgepolt werden.
Graphische Darstellung eines Beispielsystems:
1: die Aufsicht;
2: die Vorderansicht;
3: die Seitenansicht und
4: die ISO-Ansicht.
Der Kühler hat eine Pumpe (1) mit zwei Elektromagneten (7) (8). Die Pumpe hat einen Dauermagnetkolben (2) und vier gleich große Rückschlagventile (3) (4) (5) (6). Der Einlass (9) zum Kühler ist wesentlich schmaler als die Rückschlagventile (3) (4) (5) (6).
Im Betrieb steuert der Prozessor die zwei Elektromagneten (7) (8) temperaturabhängig, um sie wieder und wieder umzupolen. Die Elektromagneten (7) (8) treiben den Dauermagnetkolben (2) an, damit er sich hin und her bewegt:

1. Wird der Dauermagnetkolben (2) zum Elektromagnet (7) bewegt, wird das Kühlmittel durch das Rückschlagventil (4) eingesaugt und gleichzeitig durch das Rückschlagventil (5) ausgepresst. Die anderen zwei Rückschlagventile (3) und (6) sind die ganze Zeit zu.
2. Wird der Dauermagnetkolben (2) zum Elektromagnet (8) bewegt, wird das Kühlmittel durch das Rückschlagventil (3) eingesaugt und gleichzeitig durch das Rückschlagventil (6) ausgepresst. Die anderen zwei Rückschlagventile (4) und (5) sind die ganze Zeit zu.

Weil der Einlass (9) einen großen Widerstand leistet, wird ein permanenter relativer Unterdruck im Kühlerraum (10) bzw. ein permanenter relativer Überdruck im Kühlkörper erzeugt, welches das Kühlmittel im Kühlerraum (10) zur Verdampfung bzw. im Kühlkörper zur Kondensierung zwingt, damit der Prozessor optimal gekühlt wird. Dieser Vorgang wird als "aktive Verdampfung" bzw. "aktive Verflüssigung" genannt.

– Wegen der aktiven Verdampfung im Kühlerraum kann das Kühlsystem eine niedrigere Temperatur als die der Umgebung erzeugen. (Unter der Berücksichtigung des Kondenswassers gibt man sich normalerweise mit der Umgebungstemperatur zufrieden.)
– Wegen der Prozessorsteuerung kann das Kühlsystem die Kühlungstemperatur beibehalten.
– Wegen der aktiven Verflüssigung im Kühlkörper kann das Kühlsystem die Wärme aktiv abgeben.
– Bei Verwendung eines wärmeisolierenden Materials kann das Kühlsystem die Wärme gezielt nur an den sich außerhalb des Gerätes befindendlichen Kühlkörper abgeben.
– Wegen der aktiven Einwegzirkulation des Kühlmittels kühlt das Kühlsystem besonders effektiv.
– Wegen bestehenden Anziehungs- bzw. Abstoßenskraft leistet der Dauermagnetkolben die meiste Arbeit, die zwei Elektromagneten brauchen nur die Polarität zu bestimmen, deswegen ist das Kühlsystem sehr energiesparend.
– Ein schalldämpfendes Kühlergehäuse macht das Kühlsystem fast lautlos.
– Das Kühlsystem ist sehr kompakt, deswegen ist es auch für das Mobilgerät gut geeignet.
– Das Kühlsystem kann beim Bedarf mehrere parallel angeschlossene Kühler beinhalten, die unterschiedliche Chips kühlen.
– Das Kühlsystem ist relativ leicht.
– Das Kühlsystem ist relativ günstig.
– Das Kühlsystem bietet eine uneingeschränkte Stellungsmöglichkeit des Endproduktes.

Die Erfindung ist dermaßen von Vorteil, dass ihr gegenüber keine herkömmlichen Kühlsysteme noch nennenswerte Vorteile aufweisen und deshalb durch sie ersetzt werden können. Sie hat auch den Chipherstellern neue Perspektiven eröffnet, die von den Herstellern bekannte Aussage "Eigentlich können wir die Prozessoren noch schneller machen, aber wegen der Übererhitzung macht das keinen Sinn" begegnen Sie hier jetzt bestimmt zum letzten Mal.

Claims

Kühlsystem ist ein Kühlsystem mit mindestens einem Kühler, mindestens einem Kühlkörper, mindestens einer Pumpe, optionalen Leitungen und gefüllt durch mindestens ein Kühlmittel, dadurch gekennzeichnet, dass jede Pumpe durch jeweils alle ihre Einlässe und Ablässe jeweils die zwei Enden mindestens einer Heat-Pipe zu einem luftdichten Kreislaufsystem verbindet.
Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Pumpe mit einem Pass, einen Kühler und einen Kühlkörper, in der Kreislaufrichtungsreihe: Pumpe – Kühlkörper – Pass – Kühler – die selbe Pumpe, verbinden kann.
Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühler außer seiner Kühlfläche, die Pumpe und die Leitungen zusammen zur Umgebung durch wärmeisoliertes Material isoliert werden können.
Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühler, die Pumpe und die Leitungen zusammen zur Umgebung durch schallisoliertes Material isoliert werden können.
Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe durch den Kühler integriert werden kann.
Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe zur Umgebung durch magnetfeldabschirmendes Material abgeschirmt werden können.
Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe mindestens einen Kolben bzw. mindestens einen Propeller als Funktionseinheit haben kann.
Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe mindestens ein Rückschlagventil als Funktionseinheit haben kann.
Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel einen relativ niedrigen Siedepunkt haben kann.
Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühler eine möglichst flache Form mit hohlem Innere für das Kühlmittel vom Einlass zum Ablass vom Kühler zum Durchströmen haben kann.
Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Kühler, die mehrere Chips kühlen, parallele angeschlossen werden können.
Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Kühlkörper bzw. Pumpen parallele bzw. sequenziell angeschlossen werden können.
Kühlsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Pass der einzige Engpass im Kühlsystem sein kann.
Kühlsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Pass ein schmaler Einlass vom Kühler sein kann.
Kühlsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlfläche vom Kühler dünn sein und aus wärmeleitendes Material bestehen kann.
Kühlsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeisolierte Material eine Vakuumschicht bzw. eine Spiegelschicht haben kann.
Kühlsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben aus einem Dauermagnet oder magnetischem Material bestehen, von mindestens einem Sensor ständig lokalisiert und von mindestens einem Elektromagnet getrieben werden kann.
Kühlsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückschlagventile, zu viert in zwei Paare, an beidem Ende des Hubraums der Pumpe sein können, wobei jedes Paar einen mit dem Kühler verbundenen Einlass und einen mit dem Kühlkörper verbundenen Ablass haben kann und im Betrieb im Hubraum die beiden Einlassventile beim relativen Unterdruck offen bzw. beim relativen Überdruck zu und gleichzeitig die beiden Ablassventile in umgekehrtem Zustand sein können.
Kühlsystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromagneten sich zu zweit in der Polrichtung koaxial jeweils an einem Ende außerhalb vom Hubraum befinden und von einem Prozessor direkt oder indirekt temperaturabhängig wiederholt umgepolt werden können.