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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine zusammenbaubare Wasserkühlvorrichtung, die mindestens eine Pumpeneinheit und mindestens eine Wärmeaustauscheinheit umfasst, wobei die Pumpeneinheit und die Wärmeaustauscheinheit moduliert werden, wobei die Module entsprechend dem Kühlbedarf flexibel miteinander verbunden werden können, wodurch eine schnelle Montage und Demontage sowie ein leichter Austausch erreicht werden.
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Stand der Technik
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Die Zentraleinheit oder der Prozessor im elektronischen Gerät kann eine Betriebswärme erzeugen. Zum Abführen der Wärme der Zentraleinheit oder des Prozessors wird üblicherweise eine Luftkühlung verwendet, z.B. Kühlkörper und Kühlventilator. Die Wasserkühlung ist auch bekannt. Aus dem amerikanischen Patent 8245764 (
US 8245764 ) ist eine Wasserkühlvorrichtung bekannt. Diese Wasserkühlvorrichtung umfasst:
einen doppelseitigen Grundkörper, der eine Pumpe aufnimmt, damit die Kühlflüssigkeit zirkuliert, wobei die Pumpe einen Stator und einen Antrieb aufweist, wobei der Antrieb auf der Unterseite des Grundkörpers angeordnet ist, wobei der Stator auf der Oberseite des Grundkörpers angeordnet und von der Kühlflüssigkeit isoliert ist;
einen Flüssigkeitsvorratsraum, der einen Pumpenraum auf der Unterseite des Grundkörpers, einen Deckel und einen oder mehrere Kanäle für die Kühlflüssigkeit aufweist; einen Wärmeaustauschraum, der unter dem Pumpenraum gebildet ist und von dem Pumpenraum isoliert ist, wobei der Pumpenraum und der Wärmeaustauschraum separat ausgebildet und durch einen oder mehrere Kanäle miteinander verbunden sind; eine Wärmeaustauschschnittstelle, die sich an einer Seite des Wärmeaustauschraums gebildet ist und mit einer Wärmequelle in Kontakt steht; und einen Kühlkörper, der mit dem Flüssigkeitsvorratsraum verbunden ist und die Kühlflüssigkeit kühlen kann. Diese Wasserkühlvorrichtung besitzt eine hohe Anzahl von Bauteilen. Diese Bauteile sind im Grundkörper angeordnet. Dafür wird der Innenraum des Grundkörpers in eine obere und untere Kammer geteilt. Zudem sind die Montage und die Demontage schwer.
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Daher zielt der Erfinder darauf ab, eine zusammenbaubare Wasserkühlvorrichtung anzubieten, die die Nachteile der herkömmlichen Lösungen überwinden kann.
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Aufgabe der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zusammenbaubare Wasserkühlvorrichtung zu schaffen, die mindestens eine Pumpeneinheit und mindestens eine Wärmeaustauscheinheit umfasst, wobei die Pumpeneinheit und die Wärmeaustauscheinheit moduliert werden, wobei die Module entsprechend dem Kühlbedarf flexibel miteinander verbunden werden können.
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Der Erfindung liegt eine weitere Aufgabe zugrunde, eine zusammenbaubare Wasserkühlvorrichtung zu schaffen, die eine schnelle Montage und Demontage sowie einen leichten Austausch erreichen kann.
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Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße zusammenbaubare Wasserkühlvorrichtung gelöst, die mindestens eine Pumpeneinheit und mindestens eine Wärmeaustauscheinheit umfasst, wobei die Pumpeneinheit und die Wärmeaustauscheinheit moduliert werden, wodurch die Wärmeaustauscheinheit lösbar mit der Pumpeneinheit verbunden werden kann.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 eine Explosionsdarstellung des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
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2 eine perspektivische Darstellung des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
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3A eine Schnittdarstellung des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
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3B eine weitere Schnittdarstellung des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
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4 eine Explosionsdarstellung des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
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5 eine perspektivische Darstellung des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
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6 eine Explosionsdarstellung des dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
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7 eine Schnittdarstellung des dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
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8 eine Explosionsdarstellung des vierten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
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9 eine Schnittdarstellung des vierten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
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10 eine Explosionsdarstellung des fünften bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
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11 eine Schnittdarstellung des fünften bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
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12 eine Explosionsdarstellung des sechsten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
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13 eine perspektivische Darstellung des sechsten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
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14 eine Schnittdarstellung des sechsten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
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15 eine Explosionsdarstellung des siebten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
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16 eine perspektivische Darstellung des siebten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
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17 eine Explosionsdarstellung des achten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
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18 eine perspektivische Darstellung des achten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
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Wege zur Ausführung der Erfindung
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen.
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Die 1 und 2 in Verbindung mit den 3A und 3B zeigen das erste bevorzugte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen zusammenbaubaren Wasserkühlvorrichtung 1, die mindestens eine Pumpeneinheit 11 und eine Wärmeaustauscheinheit 12 umfasst. Die Pumpeneinheit 11 und die Wärmeaustauscheinheit 12 werden moduliert. Die Wärmeaustauscheinheit 12 ist lösbar mit der Pumpeneinheit 11 verbunden. Die Pumpeneinheit 11 beinhaltet ein Pumpengehäuse 111 und eine Pumpe 112. Das Pumpengehäuse 111 weist einen Pumpenraum 1111, eine Eintrittsöffnung 1112, eine erste Austrittsöffnung 1113 und eine erste Stirnplatte 1116 auf. Die erste Stirnplatte 1116 befindet sich auf der Stirnseite des Pumpengehäuses 111. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die erste Stirnplatte 1116 separat von dem Pumpengehäuse 111 ausgebildet und durch Verrasten, Verschrauben, Kleben oder Schweißen mit dem Pumpengehäuse 111 verbunden. Zwischen der ersten Stirnplatte 1116 und dem Pumpengehäuse 111 ist ein erster Dichtring 1117 vorgesehen, um die Kühlflüssigkeit im Pumpenraum 1111 abzudichten. In der Praxis kann die erste Stirnplatte 1116 auch mit dem Pumpengehäuse 111 einteilig ausgebildet sein, wobei der Dichtring entfallen kann.
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Die Eintrittsöffnung 1112 und die erste Austrittsöffnung 1113 sind mit dem Pumpenraum 1111 verbunden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Eintrittsöffnung 1112 und die erste Austrittsöffnung 1113 beide eine versenkte Öffnung und befinden sich an zwei gegenüberliegenden Seiten des Pumpengehäuses 111. Darauf ist die Erfindung nicht beschränkt. In der Praxis können die Eintrittsöffnung 1112 und die erste Austrittsöffnung 1113 auch beide eine erhöhte Öffnung sein. D.h. die Eintrittsöffnung 1112 und die erste Austrittsöffnung 1113 erstrecken sich von zwei gegenüberliegenden Seiten des Pumpengehäuses 111 nach außen. Durch den Pumpenraum 1111 fließt die Kühlflüssigkeit. Die Pumpe 112 im Pumpenraum taucht in der Kühlflüssigkeit und dient zum Befördern der Kühlflüssigkeit. Die Pumpe 112 weist einen Stator 1121, einen Rotor 1122 und einen Antrieb 1123 auf. Der Rotor 1122 ist mit dem Antrieb 1123 verbunden. Der Antrieb 1123 taucht in der Kühlflüssigkeit im Pumpenraum 1111. Der Stator 1121 ist in einem Isoliergehäuse 1123 angeordnet und von der Kühlflüssigkeit im Pumpenraum 1111 isoliert. Durch den Stator 1121 wird der Rotor 1122 und somit der Antrieb 1123 gedreht. Wenn der Antrieb 1123 gedreht wird, fließt die Kühlflüssigkeit im Pumpenraum 1111 durch die erste Austrittsöffnung 1113 in die Wärmeaustauscheinheit 12.
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In der Praxis kann die Anzahl der Austrittsöffnung (Wasseraustrittsöffnung) des Pumpengehäuses 111 je nach dem Kühlbedarf gewählt werden. Z.B. das Pumpengehäuse 111 besitzt an einer Seite eine Eintrittsöffnung 1112, die mit dem Pumpenraum 1111 verbunden ist, und an den anderen drei Seiten jeweils eine Austrittsöffnung, die mit dem Pumpenraum 1111 verbunden ist. Die Anzahl der Austrittsöffnung des Pumpengehäuses 111 entspricht der Anzahl der Wärmeaustauscheinheit 12. Z.B. das Pumpengehäuse 111 besitzt drei Austrittsöffnungen, die mit drei Wärmeaustauscheinheiten verbunden sind. Da die Pumpeneinheit 11 und die Wärmeaustauscheinheit 12 moduliert sind, können sie miteinander verbunden werden und somit die zusammenbaubare Wasserkühlvorrichtung 1 bilden. Entsprechend der Anzahl der Wärmequelle (wie Zentraleinheit oder Grafikkarte) in einem elektronischen Gerät (wie Computer, nicht dargestellt) kann die Anzahl der Wärmeaustauscheinheiten beliebig gewählt werden. Z.B. wenn im elektronischen Gerät zwei Wärmequellen vorhanden sind, d.h. eine Zentraleinheit und eine Grafikkarte, sind zwei Austrittsöffnungen der Pumpeneinheit jeweils mit einer Wärmeaustauscheinheit 12 verbunden. Die Wärmeaustauscheinheiten 12 stehen mit den Wärmequellen in Kontakt. Dadurch kann die Erfindung entsprechend dem Kühlbedarf beliebig zusammengebaut werden und die Anzahl der Module verkleinern oder vergrößern.
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Der Stator 1121 ist mit einer Schaltungsplatte 113 elektrisch verbunden, die eine Vielzahl von elektronischen Bauelementen trägt. Die Schaltungsplatte 113 ist im Isoliergehäuse 1124 angeordnet. Darauf ist die Erfindung nicht beschränkt. Die elektrische Leitung der Schaltungsplatte 113 wird durch das Isoliergehäuse 1123 und das Pumpengehäuse 111 geführt und mit einer externen Stromquelle verbunden. In der Praxis kann die Schaltungsplatte 113 auch an der Außenseite des Pumpengehäuses 111 angeordnet sein. Die elektrische Leitung der Schaltungsplatte 113 wird durch das Pumpengehäuse 111 und das Isoliergehäuse 1124 geführt und mit dem Stator 1121 (nicht dargestellt) verbunden. Die Durchführungen des Isoliergehäuses 1124 und das Pumpengehäuses 111 werden abgedichtet, um einen Eintritt der Kühlflüssigkeit in das Isoliergehäuse 1124 zu verhindern.
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Die Wärmeaustauscheinheit 12 kann lösbar mit einer Seite der Pumpeneinheit 11 verbunden werden. Die Wärmeaustauscheinheit 12 und die Pumpeneinheit 11 sind horizontal angeordnet. Die Wärmeaustauscheinheit 121 beinhaltet ein Flüssigkeitsvorratsgehäuse 121 und ein Kühlelement 123. Das Flüssigkeitsvorratsgehäuse 121 weist einen Wärmeaustauschraum 1211, eine Wassereintrittsöffnung 1212, eine Wasseraustrittsöffnung 1213 und eine zweite Stirnplatte 1215 auf. Die Stirnplatte 1215 befindet sich auf der Stirnseite des Flüssigkeitsvorratsgehäuses. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die zweite Stirnplatte 1215 separat von dem Flüssigkeitsvorratsgehäuse 121 ausgebildet und durch Verrasten, Verschrauben, Kleben oder Schweißen mit dem Flüssigkeitsvorratsgehäuse 121 verbunden. Zwischen der zweiten Stirnplatte 1215 und dem Flüssigkeitsvorratsgehäuse 121 ist ein zweiter Dichtring 1216 vorgesehen, um die Kühlflüssigkeit im Wärmeaustauschraum 1211 abzudichten. In der Praxis kann die zweite Stirnplatte 1215 auch mit dem Flüssigkeitsvorratsgehäuse 121 einteilig ausgebildet sein, wobei der Dichtring entfallen kann.
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Die Wassereintrittsöffnung 1212 ist mit dem Wärmeaustauschraum 1211, der Wasseraustrittsöffnung 1213 und der ersten Austrittsöffnung 1113 des Pumpengehäuses 111 verbunden. Die Kühlflüssigkeit im Pumpengehäuse 111 tritt durch die erste Austrittsöffnung 1113 aus und durch die Wassereintrittsöffnung 1212 in das Flüssigkeitsvorratsgehäuse 121 ein. Anschließend fließt die Kühlflüssigkeit durch den Wärmeaustauschraum 1211 und das Kühlelement 123 und tritt durch die Wasseraustrittsöffnung 1213 aus. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Wassereintrittsöffnung 1212 und die Wasseraustrittsöffnung 1213 beide eine erhöhte Öffnung. Darauf ist die Erfindung nicht beschränkt. Die Wassereintrittsöffnung und die erste Austrittsöffnung 1113 können lösbar miteinander verbunden werden. D.h. die Pumpeneinheit 11 und die Wärmeaustauscheinheit 12 sind moduliert. Die Wassereintrittsöffnung 1212 der Wärmeaustauscheinheit 12 kann in die erste Austrittsöffnung 1113 der Pumpeneinheit 11 einrasten (eingesteckt werden), wodurch die Pumpeneinheit 11 und die Wärmeaustausch 12 miteinander verbunden sind, so dass die zusammenbaubare Wasserkühlvorrichtung gebildet ist. Die Wärmeaustauscheinheit 12 kann auch aus der Pumpeneinheit 11 ausgezogen werden, wodurch die Wärmeaustauscheinheit 12 und die Pumpeneinheit 11 voneinander getrennt werden. Da die beiden Einheiten (Pumpeneinheit 11 und die Wärmeaustauscheinheit 12) moduliert sind und flexibel durch Stecken miteinander verbunden werden können, kann die beschädigte Einheit (z.B. Pumpeneinheit) schnell gegen eine neue Einheit ausgetauscht werden. Dadurch ist es nicht erforderlich, die ganze Wasserkühlvorrichtung auszutauschen, so dass die Kosten reduziert werden.
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In der Praxis können die Wassereintrittsöffnung 1212 und die Wasseraustrittsöffnung 1213 auch versenkte Öffnungen sein. D.h. die Wassereintrittsöffnung 1212 und die Wasseraustrittsöffnung 1213 sind versenkt an zwei gegenüberliegenden Seiten des Flüssigkeitsvorratsgehäuses 121 gebildet. Die Wassereintrittsöffnung 1212 kann lösbar mit der ersten Austrittsöffnung 1113 verbunden. D.h. wenn die Wassereintrittsöffnung 1212 eine versenkte Öffnung ist, ist die erste Austrittsöffnung 1113 eine erhöhte Öffnung und kann mit der Wassereintrittsöffnung 1212 verrastet werden. Zwischen der Wassereintrittsöffnung 1212 und der ersten Austrittsöffnung 1113 ist ein erster Dichtring 1217 vorgesehen, um die Kühlflüssigkeit des Pumpenraums 1113 und des Wärmeaustauschraums 1211 abzudichten.
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Wie aus den 1 und 3A ersichtlich ist, fließt die Kühlflüssigkeit durch den Wärmeaustauschraum 1211. Im Wärmeaustauschraum 1211 ist das Kühlelement 123 angeordnet. Das Kühlelement 123 ist aus Metall (wie Kupfer oder Aluminium) hergestellt und beinhaltet eine Vielzahl von Kühlrippen 1231. Die Kühlrippen 1231 sind beabstandet im Wärmeaustauschraum 1211 des Flüssigkeitsvorratsgehäuses 121 gereiht, um die Wärmeaustauschfläche zu vergrößern. Die Unterseite des Flüssigkeitsvorratsgehäuses 121 bildet eine Kontaktfläche, die mit einer Wärmequelle (wie Zentraleinheit oder Grafikkarte) in Kontakt steht. Die Unterseite des Flüssigkeitsvorratsgehäuses 121 absorbiert die Wärme der Wärmequelle und leitet die Wärme auf die Kühlrippen 1231 im Wärmeaustauschraum 1211. Die Kühlrippen 1231 führen einen Wärmeaustausch mit der Kühlflüssigkeit durch. Die Kühlflüssigkeit leitet die Wärme der Kühlrippen 1231 durch die Wasseraustrittsöffnung 1213 ab, so dass eine Kühlwirkung erreicht wird.
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In 1 haben die Kühlrippen 1231 eine unterschiedliche Höhe. In der Praxis können die Kühlrippen 1231 auch eine gleiche Höhe haben.
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Da die Pumpeneinheit 11 und die Wärmeaustauscheinheit 12 moduliert sind, sind die Montage und die Demontage leicht und schnell. Zudem können die Module flexibel miteinander verbunden werden.
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Die Pumpeneinheit 11 und die Wärmeaustauscheinheit 12 sind horizontal miteinander verbunden, wodurch die Höhe der Wasserkühlvorrichtung erheblich verkleinert werden kann.
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Die 4 und 5 zeigen das zweite bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich von dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel nur dadurch unterscheidet, dass die Eintrittsöffnung 1112 des Pumpengehäuses 111 der Pumpeneinheit 11 eine erhöhte Öffnung ist und sich auf der Stirnseite des Pumpengehäuses 111 befindet. D.h. die erhöhte Öffnung (Eintrittsöffnung 1112) erstreckt sich von der Stirnseite des Pumpengehäuses 111 nach oben. Die erste Austrittsöffnung 1113 ist eine versenkte Öffnung und befindet sich an einer Seite des Pumpengehäuses 111. Die Wassereintrittsöffnung 1212 und die Wasseraustrittsöffnung 1213 sind beide eine erhöhte Öffnung und erstrecken sich von zwei gegenüberliegenden Seiten des Flüssigkeitsvorratsgehäuses 121 nach außen. Die Wassereintrittsöffnung 1212 kann in die erste Austrittsöffnung 1113 einrasten.
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Da die Pumpeneinheit 11 und die Wärmeaustauscheinheit 12 moduliert sind, sind die Montage und die Demontage leicht und schnell. Zudem können die Module flexibel miteinander verbunden werden.
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6 zeigt in Verbindung mit 7 das dritte bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich von dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel nur dadurch unterscheidet, dass die Kühlrippen 1231 eine Vielzahl von Löchern 1232 aufweisen, die mit dem Wärmeaustauschraum 1211 verbunden sind. Die Löcher 1232 erstrecken sich von einer Seite der Kühlrippen 1231 bis die andere Seite der Kühlrippen 1231. Die Löcher 1232 der Kühlrippen 1231 sind miteinander verbunden, wodurch die Kontaktfläche der Kühlrippen 1231 mit der Kühlflüssigkeit vergrößern wird.
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8 zeigt in Verbindung mit 9 das vierte bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich von dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel nur dadurch unterscheidet, dass die Kühlrippen 1231 des Kühlelements 123 des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels von Kühlstäben 1234 ersetzt werden. Die Kühlstäbe 1234 sind beabstandet im Wärmeaustauschraum 1211 des Flüssigkeitsvorratsgehäuses 121 gereiht. Wenn die Unterseite des Flüssigkeitsvorratsgehäuses 121 mit einer Wärmequelle (wie Zentraleinheit oder Grafikkarte) in Kontakt steht, absorbiert die Unterseite des Flüssigkeitsvorratsgehäuses 121 die Wärme der Wärmequelle und leitet die Wärme auf die Kühlstäbe 1234 im Wärmeaustauschraum. Die Kühlstäbe 1234 führen einen Wärmeaustausch mit der Kühlflüssigkeit durch. Die Kühlflüssigkeit leitet die Wärme der Kühlstäbe 1234 durch die Wasseraustrittsöffnung 1213 ab, so dass eine Kühlwirkung erreicht wird. Da die Pumpeneinheit 11 und die Wärmeaustauscheinheit 12 moduliert sind, sind die Montage und die Demontage leicht und schnell. Zudem können die Module entsprechend dem Kühlbedarf flexibel miteinander verbunden werden.
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10 zeigt in Verbindung mit 11 das fünfte bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich von dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel nur dadurch unterscheidet, dass das Kühlelement 123 einteilig im Wärmeaustauschraum 1211 gebildet ist. D.h. das Kühlelement 123 ist einteilig zwischen der Wassereintrittsöffnung 1212 und der Wasseraustrittsöffnung 1213 gebildet, wodurch ein zickzackförmiger Kanal 124 gebildet ist, der die durch die Wassereintrittsöffnung 1212 eintretende Kühlflüssigkeit zu der Wasseraustrittsöffnung 1213 führt. Der zickzackförmige Kanal 124 kann die Fließgeschwindigkeit der Kühlflüssigkeit reduzieren, damit die Kühlflüssigkeit mit dem Kühlelement 123 einen vollständigen Wärmeaustausch durchführt.
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Wenn die Unterseite des Flüssigkeitsvorratsgehäuses 121 mit einer Wärmequelle (wie Zentraleinheit oder Grafikkarte) in Kontakt steht, absorbiert die Unterseite des Flüssigkeitsvorratsgehäuses 121 die Wärme der Wärmequelle und leitet die Wärme auf das Kühlelement 123 im Wärmeaustauschraum. Da die durch die Wassereintrittsöffnung 1212 eintretende Kühlflüssigkeit entlang dem Kanal 124 zu der Wasseraustrittsöffnung 1213 fließt, führt die Kühlflüssigkeit im Kanal 124 mit dem Kühlelement einen Wärmeaustausch durch und leitet die Wärme schnell durch die Wasseraustrittsöffnung 1213 ab, so dass eine Kühlwirkung erreicht wird.
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Die 12 und 13 zeigen in Verbindung mit 14 das sechste bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich von dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel nur dadurch unterscheidet, dass die zweite Pumpeneinheit 11 weiter eine zweite Austrittsöffnung 1114 beinhaltet. Die zweite Austrittsöffnung 1114 ist mit der Eintrittsöffnung 1112, der ersten Austrittsöffnung 1113 und dem Pumpenraum 1111 verbunden. Die zweite Austrittsöffnung 1114 ist eine versenkte Öffnung und befindet sich an der anderen Seite des Pumpengehäuses 111. Wie aus 12 ersichtlich ist, ist die Eintrittsöffnung 1112 eine erhöhte Öffnung auf der Stirnseite des Pumpengehäuses 111. Die erste und zweite Austrittsöffnung 1113, 1114 sind versenkte Öffnungen an zwei gegenüberliegenden Seiten des Pumpengehäuses 111. In der Praxis können die erste und zweite Austrittsöffnung 1113, 1114 auch erhöhte Öffnungen sein. D.h. die erste und zweite Austrittsöffnung 1113, 1114 erstrecken sich von zwei gegenüberliegenden Seiten des Pumpengehäuses 111 nach außen.
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Die Wasserkühlvorrichtung 1 umfasst eine Vielzahl von Wärmeaustauscheinheiten und die Pumpeneinheit 11. Die Wärmeaustauscheinheiten beinhalten eine erste Wärmeaustauscheinheit 12 und eine zweite Wärmeaustauscheinheit 13. In diesem Ausführungsbeispiel ist die erste Wärmeaustauscheinheit 12 identisch mit der Wärmeaustauscheinheit 12 im ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel. Die erste Wärmeaustauscheinheit 12 beinhalten die gleichen Bauteile wie im ersten Ausführungsbeispiel (das erste Flüssigkeitsvorratsgehäuse 121, das erste Kühlelement 123, der erste Wärmeaustauschraum 1211, die erste Wassereintrittsöffnung 1212 und die erste Wasseraustrittsöffnung 1213).
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Da die erste und zweite Wärmeaustauscheinheit 12, 13 und die Pumpeneinheit 11 moduliert sind, können die erste und zweite Wärmeaustauscheinheit 12, 13 lösbar mit der Pumpeneinheit 11 verbunden werden. D.h. die erste und zweite Wärmeaustauscheinheit 12, 13 können lösbar mit einer Seite und der anderen Seite der Pumpeneinheit 11 verbunden werden. Die erste und zweite Wärmeaustauscheinheit 12, 13 und die Pumpeneinheit 11 sind horizontal angeordnet. Die zweite Wärmeaustauscheinheit 13 beinhaltet ein zweites Flüssigkeitsvorratsgehäuse 131 und ein zweites Kühlelement 133. Das zweite Flüssigkeitsvorratsgehäuse 131 weist einen zweiten Wärmeaustauschraum 1311, eine zweite Wassereintrittsöffnung 1312, eine zweite Wasseraustrittsöffnung 1313 und einen dritten Stirnplatte 1315 auf. Die dritte Stirnplatte 1315 befindet sich auf der Stirnseite des zweiten Flüssigkeitsvorratsgehäuses 131. In diesem Ausführungsbeispiel ist die zweite Stirnplatte 1315 separat von dem zweiten Flüssigkeitsvorratsgehäuse 131 ausgebildet und durch Verrasten, Verschrauben, Kleben oder Schweißen mit dem zweiten Flüssigkeitsvorratsgehäuse 131 verbunden. Zwischen der dritten Stirnplatte 1315 und dem Flüssigkeitsvorratsgehäuse 131 ist ein dritter Dichtring 1316 vorgesehen, um die Kühlflüssigkeit im zweiten Wärmeaustauschraum 1311 abzudichten. In der Praxis kann die dritte Stirnplatte 1315 auch mit dem zweiten Flüssigkeitsvorratsgehäuse 131 einteilig ausgebildet sein, wobei der Dichtring entfallen kann.
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Wenn der Antrieb 1123 gedreht wird, fließt die Kühlflüssigkeit im Pumpenraum 1111 durch die erste Austrittsöffnung 1113 und die zweite Austrittsöffnung 1114 in die erste Wärmeaustauscheinheit 12 und die zweite Wärmeaustauscheinheit 13.
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Die zweite Wassereintrittsöffnung 1312 ist mit dem zweiten Wärmeaustauschraum 1311, der zweiten Wasseraustrittsöffnung 1313 und der zweiten Austrittsöffnung 1114 des Pumpengehäuses 111 verbunden. Ein Teil der Kühlflüssigkeit im Pumpengehäuse 111 tritt durch die erste Austrittsöffnung 1113 aus und durch die Wassereintrittsöffnung 1212 in das erste Flüssigkeitsvorratsgehäuse 121 ein. Anschließend fließt die Kühlflüssigkeit durch den ersten Wärmeaustauschraum 1211 und das erste Kühlelement 123. Der andere Teil der Kühlflüssigkeit im im Pumpengehäuse 111 tritt durch die zweite Austrittsöffnung 1114 aus und durch die zweite Wassereintrittsöffnung 1312 in das zweite Flüssigkeitsvorratsgehäuse 131 ein. Anschließend fließt die Kühlflüssigkeit durch den zweiten Wärmeaustauschraum 1311 und das zweite Kühlelement 133. Schließlich fließt die Kühlflüssigkeit durch die erste und zweite Wasseraustrittsöffnung 1213, 1313 aus. Die zweite Wassereintrittsöffnung 1312 und die zweite Wasseraustrittsöffnung 1313 sind erhöhte Öffnungen und erstrecken sich von zwei gegenüberliegenden Seiten des zweiten Flüssigkeitsvorratsgehäuses 131 nach außen. Darauf ist die Erfindung nicht beschränkt.
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Die zweite Wasseraustrittsöffnung 1312 ist lösbar mit der zweiten Austrittsöffnung 1114 verbunden. D.h es gibt drei Module: die Pumpeneinheit 11 und die erste und zweite Wärmeaustauscheinheit 12, 13. Die erste und zweite Wassereintrittsöffnung 1212, 1312 der ersten und zweiten Wärmeaustauscheinheit 12, 13 können in die erste und zweite Austrittsöffnung 1113, 1114 der Pumpeneinheit 11 einrasten (eingesteckt werden), wodurch die zusammenbaubare Wasserkühlvorrichtung 1 gebildet ist. Die erste und zweite Wärmeaustauscheinheit 12, 13 können auch aus der Pumpeneinheit 11 ausgezogen werden, wodurch die erste und zweite Wärmeaustauscheinheit 12, 13 und die Pumpeneinheit 11 voneinander getrennt werden. Da die drei Einheiten (Pumpeneinheit 11 und die erste und zweite Wärmeaustauscheinheit 12, 13) moduliert sind und flexibel durch Stecken miteinander verbunden werden können, kann die beschädigte Einheit (z.B. Pumpeneinheit) schnell gegen eine neue Einheit ausgetauscht werden. Dadurch ist es nicht erforderlich, die ganze Wasserkühlvorrichtung auszutauschen, so dass die Kosten reduziert werden.
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In der Praxis können die zweite Wassereintrittsöffnung 1312 und die zweite Wasseraustrittsöffnung 1313 auch versenkte Öffnungen sein. D.h. die zweite Wassereintrittsöffnung 1312 und die zweite Wasseraustrittsöffnung 1313 sind versenkt an zwei gegenüberliegenden Seiten des zweiten Flüssigkeitsvorratsgehäuses 131 gebildet. Die zweite Wassereintrittsöffnung 1312 kann lösbar mit der zweiten Austrittsöffnung 1114 verbunden werden. D.h. wenn die zweite Wassereintrittsöffnung 1312 eine versenkte Öffnung ist, ist die zweite Austrittsöffnung 1114 eine erhöhte Öffnung und kann mit der zweiten Wassereintrittsöffnung 1312 verrastet werden. Zwischen der zweiten Wassereintrittsöffnung 1312 und der zweiten Austrittsöffnung 1114 ist ein zweiter Dichtring 1317 vorgesehen, um die Kühlflüssigkeit des Pumpenraums 1113 und des zweiten Wärmeaustauschraums 1311 abzudichten.
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Wie aus den 12 und 14 ersichtlich ist, fließt die Kühlflüssigkeit durch den zweiten Wärmeaustauschraum 1311. Im Wärmeaustauschraum 1211 ist das zweite Kühlelement 133 angeordnet. Das zweite Kühlelement 133 ist aus Metall (wie Kupfer oder Aluminium) hergestellt und beinhaltet eine Vielzahl von Kühlrippen 1331. Die Kühlrippen 1331 sind beabstandet im zweiten Wärmeaustauschraum 1311 des zweiten Flüssigkeitsvorratsgehäuses 131 gereiht, um die Wärmeaustauschfläche zu vergrößern. Die Unterseite des zweiten Flüssigkeitsvorratsgehäuses 131 bildet eine Kontaktfläche, die mit einer Wärmequelle (wie Zentraleinheit oder Grafikkarte) in Kontakt steht. Die Unterseite des zweiten Flüssigkeitsvorratsgehäuses 131 absorbiert die Wärme der Wärmequelle und leitet die Wärme auf die Kühlrippen 1331 im zweiten Wärmeaustauschraum 1311. Die Kühlrippen 1331 führen einen Wärmeaustausch mit der Kühlflüssigkeit durch. Die Kühlflüssigkeit leitet die Wärme der Kühlrippen 1331 durch die zweite Wasseraustrittsöffnung 1313 ab, so dass eine Kühlwirkung erreicht wird.
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In 12 haben die Kühlrippen 1331 im zweiten Flüssigkeitsvorratsgehäuse 131 eine unterschiedliche Höhe. In der Praxis können die Kühlrippen 1331 auch eine gleiche Höhe haben.
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Da die Pumpeneinheit 11 und die erste und zweite Wärmeaustauscheinheit 12, 13 moduliert sind, sind die Montage und die Demontage der Wasserkühlvorrichtung 1 leicht und schnell. Zudem können die Module entsprechend dem Kühlbedarf der Wärmequellen im elektronischen Gerät (z.B. Computer, nicht dargestellt) flexibel miteinander verbunden werden.
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Die Pumpeneinheit 11 und die erste und zweite Wärmeaustauscheinheit 12, 13 sind horizontal miteinander verbunden, wodurch die Höhe der Wasserkühlvorrichtung erheblich verkleinert werden kann.
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Die 15 und 16 zeigen in Verbindung mit den 1 und 3A das siebte bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei die zusammenbaubare Wasserkühlvorrichtung 1 mit einem Kühlkörper 21 ein Wasserkühlsystem 2 bildet. D.h. das Wasserkühlsystem 2 umfasst eine zusammenbaubare Wasserkühlvorrichtung 1 und einen Kühlkörper 21. Die zusammenbaubare Wasserkühlvorrichtung 1 ist identisch mit der zusammenbaubaren Wasserkühlvorrichtung 1 im ersten Ausführungsbeispiel. Der Kühlkörper 21 ist von der Pumpeneinheit 11 und der Wärmeaustauscheinheit 12 der zusammenbaubaren Wasserkühlvorrichtung 1 entfernt und durch Rohre 3 mit der Eintrittsöffnung 1112 der Pumpeneinheit 11 und der Wasseraustrittsöffnung 1213 der Wärmeaustauscheinheit 12 verbunden, um die Kühlflüssigkeit zu kühlen. In diesem Ausführungsbeispiel sind zwei flexible Rohre 2 vorgesehen, d.h. ein erstes flexibles Rohr 31 und ein zweites flexibles Rohr 32. Ein Ende des ersten flexiblen Rohrs 31 ist mit der Austrittsöffnung 212 des Kühlkörpers und das andere Ende ist mit der Eintrittsöffnung 1112 der Pumpeneinheit 11 verbunden. Ein Ende des zweiten flexiblen Rohrs 32 ist mit der Eintrittsöffnung des Kühlkörpers und das andere Ende ist mit der Wasseraustrittsöffnung 1213 der Wärmeaustauscheinheit 12 verbunden. Durch die Pumpeneinheit 11 zirkuliert die Kühlflüssigkeit in der Pumpeneinheit 11, der Wärmeaustauscheinheit 12 und dem Kühlkörper 21.
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Der Kühlkörper 21 kann mit einem Ventilator 5 verbunden werden, um die Wärme des Kühlkörpers 21 abzuführen. Wenn die Unterseite des Flüssigkeitsvorratsgehäuses 121 die Wärme einer Wärmequelle 4 absorbiert und auf die Kühlrippen 1231 im Wärmeaustauschraum 1211 leitet, führt die Kühlflüssigkeit im Wärmeaustauschraum 1211 mit den Kühlrippen einen Wärmeaustausch durch. Danach fließt die Kühlflüssigkeit durch die Wasseraustrittsöffnung 1213 und das zweite flexible Rohr 32 in den Kühlkörper 21. Nach Kühlen von dem Kühlkörper 21 tritt die Kühlflüssigkeit durch die Austrittsöffnung des Kühlkörpers aus und fließt durch das erste flexible Rohr 31 und die Eintrittsöffnung in den Pumpenraum 1111 des Pumpengehäuses 111. Durch den Antrieb 1123 im Pumpenraum 1111 fließt die Kühlflüssigkeit durch die erste Austrittsöffnung 1113 und die Wassereintrittsöffnung 1212 des Flüssigkeitsvorratsgehäuses 121 in den Wärmeaustauschraum 1211. Dadurch kann die Kühlflüssigkeit zyklisch die Wärme der Wärmequelle 4 wegtransportieren.
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Da die Pumpeneinheit 11 und die Wärmeaustauscheinheit 12 moduliert sind, sind die Montage und die Demontage der Wasserkühlvorrichtung 1 leicht und schnell. Zudem können die Module entsprechend dem Kühlbedarf der Wärmequellen im elektronischen Gerät (z.B. Computer, nicht dargestellt) flexibel miteinander verbunden werden. Die Pumpeneinheit 11 und die Wärmeaustauscheinheit 12 sind horizontal miteinander verbunden, wodurch die Höhe der Wasserkühlvorrichtung erheblich verkleinert werden kann.
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Die 17 und 18 zeigen in Verbindung mit den 12 und 14 das achte bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich von dem sechsten Ausführungsbeispiel nur dadurch unterscheidet, dass die zusammenbaubare Wasserkühlvorrichtung 1 mit einem Kühlkörper 21 ein Wasserkühlsystem 2 bildet. D.h. das Wasserkühlsystem 2 umfasst eine zusammenbaubare Wasserkühlvorrichtung 1 und einen Kühlkörper 21. Die zusammenbaubare Wasserkühlvorrichtung 1 ist identisch mit der zusammenbaubaren Wasserkühlvorrichtung 1 im sechsten Ausführungsbeispiel. Der Kühlkörper 21 ist von der Pumpeneinheit 11 und der ersten und zweiten Wärmeaustauscheinheit 12, 13 der zusammenbaubaren Wasserkühlvorrichtung 1 entfernt und durch Rohre 3 mit der Eintrittsöffnung 1112 der Pumpeneinheit 11 und der ersten und zweiten Wasseraustrittsöffnung 1213, 1313 der ersten und zweiten Wärmeaustauscheinheit 12, 13 verbunden, um die Kühlflüssigkeit zu kühlen.
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In diesem Ausführungsbeispiel sind vier flexible Rohre 2 vorgesehen, d.h. ein erstes flexibles Rohr 31, ein zweites flexibles Rohr 32, ein drittes flexibles Rohr 33 und ein viertes flexibles Rohr 34. Ein Ende des ersten flexiblen Rohrs 31 ist mit der Austrittsöffnung 212 des Kühlkörpers und das andere Ende ist mit der Eintrittsöffnung 1112 der Pumpeneinheit 11 verbunden. Ein Ende des zweiten flexiblen Rohrs 32 ist mit dem ersten Ende 1341 eines Verteilers 134 verbunden. Ein Ende des dritten flexiblen Rohrs 33 ist mit der ersten Wasseraustrittsöffnung 1213 der ersten Wärmeaustauscheinheit 12 und das andere Ende ist mit dem zweiten Enden 1342 des Verteilers 134 verbunden. Ein Ende des vierten flexiblen Rohrs 34 ist mit dem dritten Ende 1343 des Verteilers 134 und das andere Ende ist mit der zweiten Wasseraustrittsöffnung 1313 der zweiten Wärmeaustauscheinheit 13 verbunden. Durch die Pumpeneinheit 11 zirkuliert die Kühlflüssigkeit in der Pumpeneinheit 11, der ersten und zweiten Wärmeaustauscheinheit 12, 13 und dem Kühlkörper 21.
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In der Praxis kann der Kühlkörper 21 auch zwei Eintrittsöffnungen aufweisen. Die erste und zweite Wärmeaustauscheinheit 12, 13 sind direkt durch zwei Rohre mit den beiden Eintrittsöffnungen des Kühlkörpers verbunden, wodurch der Verteiler und ein flexibles Rohr entfallen können.
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Der Kühlkörper 21 kann mit einem Ventilator 5 verbunden werden, um die Wärme des Kühlkörpers 21 abzuführen. Nachdem die Kühlflüssigkeit im ersten und zweiten Wärmeaustauschraum 1211, 1311 mit den Kühlrippen 1231, 1331 einen Wärmeaustausch durchführt, fließt die Kühlflüssigkeit durch die erste Wasseraustrittsöffnung 1213 und die zweite Wasseraustrittsöffnung 1313, das dritte und vierte flexible Rohr 33, 34, das zweite und dritte Ende 1342, 1343 des Verteilers 134, das erste Ende 1341 des Verteilers 134, das zweite flexible Rohr 32 und die Eintrittsöffnung 211 in den Kühlkörper 21. Nach Kühlen von dem Kühlkörper 21 tritt die Kühlflüssigkeit durch die Austrittsöffnung 212 des Kühlkörpers aus und fließt durch das erste flexible Rohr 31 und die Eintrittsöffnung 1112 in den Pumpenraum 1111 des Pumpengehäuses 111. Durch den Antrieb 1123 im Pumpenraum 1111 fließt die Kühlflüssigkeit durch die erste und zweite Austrittsöffnung 1113, 1114 und die erste und zweite Wassereintrittsöffnung 1212, 1312 des ersten und zweiten Flüssigkeitsvorratsgehäuses 121, 131 in den ersten und zweiten Wärmeaustauschraum 1211, 1311. Dadurch kann die Kühlflüssigkeit zyklisch die Wärme der Wärmequelle 4 wegtransportieren.
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Da die Pumpeneinheit 11 und die erste und zweite Wärmeaustauscheinheit 12, 13 moduliert sind, sind die Montage und die Demontage der Wasserkühlvorrichtung 1 leicht und schnell. Zudem können die Module entsprechend dem Kühlbedarf der Wärmequellen im elektronischen Gerät (z.B. Computer, nicht dargestellt) flexibel miteinander verbunden werden.
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Die vorstehende Beschreibung stellt nur die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung dar und soll nicht als Definition der Grenzen und des Bereiches der Erfindung dienen. Alle gleichwertige Änderungen und Modifikationen gehören zum Schutzbereich dieser Erfindung.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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