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Dokumentenidentifikation DE202005014279U1 26.01.2006
Titel Kühlmittelpumpeinrichtung
Anmelder Ts'ung, Chin Chen, Taoyuan, TW
Vertreter FRITZ Patent- und Rechtsanwälte, 59757 Arnsberg
DE-Aktenzeichen 202005014279
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 26.01.2006
Registration date 22.12.2005
Application date from patent application 10.09.2005
IPC-Hauptklasse F04D 13/06(2006.01)A, F, I, ,  ,  ,   
IPC-Nebenklasse F04D 15/00(2006.01)A, L, I, ,  ,  ,      

Beschreibung[de]
1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Kühlmittelpumpeinrichtung für das Zirkulieren eines Kühlmittels durch eine Computereinrichtung und insbesondere auf eine Kühlmittelpumpeinrichtung, die einen Fühler aufweist, um die Polarität eines Rotormagneten zu detektieren, um dadurch die Betriebslaufruhe der Pumpeinrichtung zu verbessern.

2. Der Stand der Technik

Eine herkömmliche Kühlmittelpumpeinrichtung der oben genannten Art umfasst einen Rotormagnet, der drehbar über eine Achse gesteckt ist, welche von einem Statorteil, das Windungen und Siliziumstahlplatten aufweist, angetrieben wird. Der Rotormagnet treibt wiederum die Drehung einer Schaufelanordnung an, um die Zirkulation des Kühlmittels zu bewirken.

Die herkömmliche Kühlmittelpumpeinrichtung hat jedoch den Nachteil, dass der Rotormagnet dann, wenn die magnetischen Pole des Magneten den magnetischen Polen des Magnetfelds, welches von den Windungen induziert wird, genau entgegengesetzt sind, stationär wird und der Start der Drehung des Rotors in einem solchen Zustand schwierig ist, da der Magnet vom Magnetfeld der Windungen angezogen wird und keine abstoßende Kraft zwischen dem Magnet und den Windungen induziert wird. Das Starten der Drehung des Rotors unter einer derartigen Bedingung ist schwierig und ein hohes Geräuschniveau kann erzeugt werden. Dieses wiederum stoppt die Zirkulation des Kühlmittels durch eine Computereinrichtung, mit der die Pumpeinrichtung kombiniert ist, um Wärme erzeugende Elemente oder Komponenten der Computereinrichtung zu kühlen. Als Ergebnis kann eine Überhitzung der Computereinrichtung eintreten und daraus können Fehler während des Betriebs der Computereinrichtung entstehen.

Daher ist es wünschenswert, eine Kühlmittelpumpeinrichtung zur Verfügung zu stellen, die das Problem des Startens, wie oben erläutert, vermeidet.

Zusammenfassende Darstellung der Erfindung

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kühlmittelpumpeinrichtung zur Verfügung zu stellen, die das Problem des Startens wirksam vermeidet, das bei den herkömmlichen Ausführungsformen auftritt, und die die Laufruhe während des Betriebs der Pumpeinrichtung erhöht, um dadurch die Effizienz bei der Wärmeabfuhr zu verbessern.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kühlmittelpumpeinrichtung zur Verfügung zu stellen, die einen Fühler aufweist, um die Polarität eines Rotormagneten zu detektieren, um die Laufruhe während des Betriebs der Pumpeinrichtung zu erhöhen.

Um die oben genannten Ziele zu erreichen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Kühlmittelpumpeinrichtung zur Verfügung gestellt, die insbesondere für einen flüssigkeitsbasierten Kühlbetrieb von Computereinrichtungen geeignet ist, welche ein Gehäuse, das ein Statorteil eines elektrischen Motors, welcher Windungen und Siliziumstahlplatten aufweist, und einen Steuerschaltkreis umfasst. Eine erste Kammer ist oben an dem Gehäuse ausgebildet, in dem eine Schaufelanordnung drehbar aufgenommen ist, um die Zirkulation eines Kühlmittels zu bewirken. Eine zweite Kammer, die von einer zylinderförmigen Wand begrenzt ist, welche innerhalb des Gehäuses befestigt ist, nimmt einen Rotormagnet drehbar auf, der von dem Statorteil angetrieben wird. Die Schaufelanordnung ist an dem Rotormagnet befestigt. Schlitze sind in dem Gehäuse ausgebildet, um den Steuerschaltkreis zu halten. Ein Hall-IC (IC = Integrated Circuit; integrierter Schaltkreis), der als Fühler für eine Erfassung der Polarität des Magneten innerhalb der zweiten Kammer dient, ist elektrisch an die Leiterplatte angeschlossen und innerhalb des Gehäuses befestigt. Der Fühler stellt dem Steuerschaltkreis ein Detektionssignal zur Verfügung, um die Laufruhe der Pumpeinrichtung während des Betriebs zu erhöhen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Die vorliegende Erfindung wird Fachleuten durch ein Studium der nachfolgenden Beschreibung Ihrer bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen deutlich werden, in denen:

1 eine perspektivische Ansicht einer Kühlmittelpumpeinrichtung ist, die gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;

2 eine Explosionsansicht der Kühlmittelpumpeinrichtung der vorliegenden Erfindung ist;

3 eine Schnittansicht der Pumpeinrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt;

4 eine perspektivische Ansicht ist, die ein Gehäuse der Kühlmittelpumpeinrichtung umgedreht zeigt, um dessen Details im Inneren zu veranschaulichen; und

5 eine Unteransicht des Gehäuses der Kühlmittelpumpeinrichtung der vorliegenden Erfindung ist.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und insbesondere auf 1 und 2, die jeweils eine perspektivische Ansicht und eine Explosionsansicht einer Kühlmittelpumpeinrichtung zeigen, die gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist und die allgemein mit dem Bezugszeichen 10 versehen ist, umfasst die Kühlmittelpumpeinrichtung 10 ein Gehäuse 11, das einen Innenraum (nicht mit Bezugszeichen versehen) definiert, in dem Teile, die ein Statorteil eines elektrischen Motors bilden, angeordnet sind, und die zumindest Windungen 30 und Siliziumstahlplatten 31 umfassen.

Eine Leiterplatte 40, auf der ein Schaltkreis zur Steuerung der Spannung, die dem Statorteil zur Verfügung gestellt wird, ausgebildet ist, ist ebenfalls innerhalb des Gehäuses 10 angeordnet und in elektrischer Verbindung mit dem Statorteil.

Eine erste Kammer 12 ist oben an dem Gehäuse 11 ausgebildet. In der hier gezeigten Ausführungsform umfasst die erste Kammer 12 eine zylinderförmige Außenwand, von der aus sich ein Kühlmittelauslass, der in der hier gezeigten Ausführungsform in Form eines entsprechend geformten Rohrs in Fluidverbindung mit der ersten Kammer 12 ist, weg erstreckt. Ein Deckel 17 schließt eine obere Öffnung (nicht mit Bezugszeichen versehen) der ersten Kammer 12, und zwar vorzugsweise in einer abnehmbaren Art und Weise. Ein Kühlmitteleinlass 16, ebenfalls in Form eines Rohrs, ist an dem Deckel 17 ausgebildet und in Fluidverbindung mit der ersten Kammer 12. Eine zweite Kammer 19 (4 und 5), die in Verbindung mit der ersten Kammer 12 ist, ist durch eine zylinderförmige Wand begrenzt, die sich in das Innere des Gehäuses 11 erstreckt und die teilweise von den Siliziumstahlplatten 31 des Statorteils umgeben ist. Eine ortsfeste Achse 13 mit einem oberen Ende, das sich in die erste Kammer 12 hinein erstreckt, ist konzentrisch in der zweiten Kammer 19 ausgebildet und erstreckt sich gemeinsam mit dieser.

Ebenfalls unter Bezugnahme auf 3 ist ein Magnet 14 in der zweiten Kammer 19 aufgenommen und drehbar über die Achse 13 gesteckt, um als Rotor des Motors zu dienen. Eine Schaufelanordnung 15 ist innerhalb der ersten Kammer 12 angeordnet und drehbar über das obere Ende der Achse 13 gesteckt und an dem Magnet 14 befestigt, damit die sich gemeinsam mit dem Magnet 14 dreht. Wenn somit den Windungen 30 ein Strom zur Verfügung gestellt wird, wird von den Stahlplatten 31 in dem Magnet 14 ein Magnetfeld induziert, welches die Drehung des Magneten 14 und der Schaufelanordnung 15 antreibt. Die Rotation der Schaufelanordnung 15 innerhalb der ersten Kammer 12 saugt ein Kühlmittel vom Einlassrohr 16 in die erste Kammer 12 und treibt das Kühlmittel aus der ersten Kammer 12 durch das Auslassrohr 18, um die Zirkulation des Kühlmittels zu bewirken.

Ebenfalls unter Bezugnahme auf 4 und 5, die eine umgekehrte perspektivische Ansicht, beziehungsweise eine Unteransicht des Gehäuses 11 der Kühlmittelpumpeinrichtung der vorliegenden Erfindung zeigen, ist ein erster Halteschlitz 20 an einer äußeren Oberfläche der zylindrischen Wand der zweiten Kammer 19 ausgebildet. Ebenfalls sind zweite Halteschlitze 21 an gegenüberliegenden Seitenflächen des Gehäuses 11 ausgebildet, um jeweils einander gegenüberliegende Kanten der Leiterplatte 40 aufzunehmen, um dadurch die Leiterplatte 40 innerhalb des Gehäuses 11 zu halten. Ein Fühler 41, welcher elektrisch an die Leiterplatte 40 angeschlossen ist und sich räumlich von dieser weg erstreckt (siehe auch 2), ist im ersten Halteschlitz 20 aufgenommen und wird dort gehalten, wodurch der Fühler 41 in einer Position angeordnet ist, die dem Magnet 14 innerhalb der zweiten Kammer 19 entspricht.

Der Fühler 41 detektiert die Polarität des Rotormagneten 14 und stellt dem Steuerschaltkreis auf der Leiterplatte 40 ein Steuersignal zur Verfügung, welches das Magnetfeld, das von den Windungen 30 induziert wird, verändert, um die Fahrbarkeit des Rotors 14 zu verbessern. Wenn sich zum Beispiel der Magnet 14 in einer derartigen Winkelposition befindet, wo der Nordpol des Magneten 14 dem Fühler 41 gegenüber liegt und wo der Rotormagnet 14 nicht sanft in Rotation versetzt werden kann, dreht der Fühler 41 das Magnetfeld in einer kurzen Zeitspanne um, um den Rotor 14 leicht anzutreiben. Dieses löst tatsächlich das Problem unerwünschter Schwierigkeiten beim Starten der Drehung des Rotors, wie zum Beispiel eine Verzögerung und eine starke Schwingung, die häufig bei den Geräten aus dem Stand der Technik auftreten.

Jeder bekannte Fühler kann in der Kühlmittelpumpeinrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, vorausgesetzt, dass solch ein Fühler 41 in der oben beschriebenen Art und Weise funktioniert. Ein Beispiel des Fühlers 41 umfasst einen Hall IC, welcher die Polarität des Magneten 14 erfasst und der Leiterplatte 40 die gewünschten Steuersignale zur Verfügung stellt.

Somit ist es offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung einen einfachen Aufbau hat, der nicht komplizierter ist als derjenige der herkömmlichen Geräte, obwohl sie bei der Erhöhung der Laufruhe beim Start der Drehung des Rotors effektiv ist. Die Kühleffizienz der Kühlmittelpumpeinrichtung der vorliegenden Erfindung kann somit gegenüber den herkömmlichen Einrichtungen verbessert werden, was insbesondere bei Anwendungen zur Wärmeabfuhr in Hochleistungs-Computersysteme von Interesse ist. Computersysteme mit einer derartigen Kühlmittelpumpeinrichtung können viel leichter betrieben werden ohne ein unerwünschtes Versagen, das durch ein Überhitzen verursacht wird.

Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf deren bevorzugte Ausführungsform beschrieben worden ist, ist es für Fachleute offensichtlich, dass eine Vielzahl von Modifikationen und Änderungen gemacht werden können, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, der durch die anliegenden Ansprüche festgelegt sein soll.


Anspruch[de]
  1. Pumpeinrichtung, umfassend:

    – ein Gehäuseteil (11), das Windungen (30) und Siliziumstahlplatten (31) umschließt, wobei eine Leiterplatte (40) in dem Gehäuse (11) angeordnet ist, um die Stromversorgung zu steuern;

    – eine erste Kammer (12), die oben an dem Gehäuse (11) ausgebildet ist und die von einer Außenwand begrenzt ist, von welcher ein Auslass (18) ausgebildet ist, wobei der Auslass (18) mit der ersten Kammer (12) in einer Fluidverbindung ist, und wobei ein Deckel (17) eine obere Öffnung der ersten Kammer (12) lösbar verschließt und einen Einlass (16) bildet, der in Fluidverbindung mit der ersten Kammer (12) ist;

    – eine zweite Kammer (19), die von einer Außenwand begrenzt ist, die innerhalb des Gehäuses (11) angeordnet ist, wobei die zweite Kammer (19) in Fluidverbindung mit der ersten Kammer (12) ist;

    – ein Magnet (14), der drehbar in der zweiten Kammer (19) aufgenommen ist;

    – eine Schaufelanordnung (15), die an dem Magnet (14) befestigt ist und die zusammen mit dem Magnet (14) drehbar ist, wobei die Schaufelanordnung (15) drehbar in der ersten Kammer (12) positioniert ist, um ein Fluid, das durch den Einlass (16) in die erste Kammer eintritt und durch den Auslass (18) herausläuft, anzutreiben;

    – mindestens einen Leiterplattenhalteschlitz, der an einer Innenfläche einer Wand des Gehäuses (11) ausgebildet ist, um die Leiterplatte (40) innerhalb des Gehäuses aufzunehmen und zu halten;

    – einen Fühler (41), der mit der Leiterplatte (40) in elektrischer Verbindung ist, wobei der Fühler (41) in einem Halteschlitz (20) für den Fühler (41) aufgenommen und gehalten ist, der an einer äußeren Fläche der Wand der zweiten Kammer (16) ausgebildet ist, damit er hinsichtlich der Position mit dem Magnet (14), der in der zweiten Kammer (16) aufgenommen ist, korrespondiert.
  2. Pumpeinrichtung (10) nach Anspruch 1, bei der das Fühler (41) einen Hall-IC umfasst.
Es folgen 5 Blatt Zeichnungen






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