CN112092608A - 液冷式散热装置及车辆 - Google Patents

Abstract

一种液冷式散热装置，包括本体、离心泵浦、进水管、出水管、离心风扇及马达。本体包括轴孔、液流通道及气流通道。离心泵浦引导冷却液通过进水管、本体及出水管。离心风扇引导空气从轴孔轴向流入本体，空气在通过离心风扇后形成离心气流并经由该等气流通道径向离开本体。藉此，本发明提供冷却液加长的流动路径，配合径向流动的离心气流，快速降低冷却液的温度，提升冷却液的散热效果。再者，本发明相当于将传统的副水箱、泵浦和散热排整合为一体，无须管路，整体结构紧实，体积小，重量轻，结构强度佳，易于组装于任何待散热物上或其附近。

Description

液冷式散热装置及车辆

技术领域

本发明是有关一种散热装置及车辆，特别是一种液冷式散热装置以及一种包含所述液冷式散热装置的车辆，用以降低冷却液的温度，循环提供低温的冷却液给予待散热物，藉以降低待散热物的温度。

背景技术

请参阅图1，图1是现有技术的散热系统的示意图。现有技术的散热系统通常包含一副水箱201、一泵浦202及一散热排203。副水箱201内容装有冷却液。泵浦202将冷却液从副水箱201抽出，透过一管路2041输送至一马达206。冷却液通过马达206以后，透过一管路2042输送至散热排203。冷却液通过散热排203以后，透过一管路2043输送至需要降温的热源，如马达控制器205。冷却液通过马达控制器205以后，透过一管路2044回到副水箱201，以重复循环利用。其中，冷却液可吸收马达控制器205与马达206在运作过程中所产生的热量，藉以冷却马达控制器205与马达206的温度并且避免该些组件过热。

然而，现有技术的散热系统的每个构件既大，占据不少空间。

再者，现有技术的散热系统的每个构件锁附在车体的不同位置，而且需要透过多条管路2041～2044才能够让冷却液在所述构件之间流动，组装上相当不容易。

此外，为了节省空间，现有技术散热系统的散热排203无法平顺的引导冷却液进入散热鳍管(图未示)，因此冷却液会撞击到散热排203的转角处的壁面而产生许多紊流。除了造成流体运动的损耗外，冷却液的水流分布也无法均匀。

又，当冷却液通过管路2044进入副水箱201时，因为管路2044截面积小，所以相同的体积流率之下，冷却液的流速相当快，因而容易发生搅动，产生许多气泡。冷却液中若含有大量气泡，则会降低冷却液的散热效果。

图2是另一种现有技术的散热系统的示意图。请参阅图2，此种现有技术的散热系统包含一散热排301以及安装于散热排301之轴向面的一轴流风扇302。此种现有技术散热系统的进风侧位于散热排301的轴向面，而出风侧则位于轴流风扇302的轴向面。据此，在安装时，散热排301是直接安装于热源上，从而透过轴流风扇302将热能往出风侧带出以达到散热的目的。

然而，由于设计上的考虑，另一种现有技术的散热系统的出风侧必须保留足够的空间才能达到上述的散热效果，导致另一种现有技术的散热系统在安装时必须占用较大的空间，进而使得整体装置所需的体积增加。

此外，轴流风扇302的出风区域主要位于含有风扇叶片的环型区间，因此位于风扇叶片区间外或是被风扇中央马达与四角机壳遮挡的区域是没有风流进行有强制对流散热，无法有效应用所有的散热排空间，散热效率差。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种液冷式散热装置，能够提供冷却液加长的流动路径，配合径向流动的离心气流，快速降低冷却液的温度，提升冷却液的散热效果。

本发明的另一目的在于提供一种液冷式散热装置，相当于将传统的副水箱、泵浦和散热排整合为一体，无须管路，因此本发明的液冷式散热装置的整体结构紧实，体积小，重量轻，结构强度佳，且易于组装于任何待散热物上或其附近。

本发明的又一目的在于提供一种液冷式散热装置，所产生的离心气流能够直线通过所述气流信道，如此可以减少气流的流动阻抗，使系统可在相同的风扇动力下，获得更高的气流流速，并提升散热效率。

本发明的再一目的在于提供一种车辆，安装有本发明的液冷式散热装置，本发明的液冷式散热装置能够提供本发明的车辆的待散热物良好的散热效果。

为了达成前述的目的，本发明提供一种液冷式散热装置，包括一本体、一离心泵浦、一进水管、一出水管、一离心风扇以及一马达。

本体包括一轴孔、多个液流通道及多个气流通道，所述液流通道沿着一圆周方向环绕轴孔设置，所述气流通道分别位于所述液流通道之间并且与轴孔和外部空间相通，进水管及出水管分别与本体相通。离心泵浦设置于本体中。进水管与本体相通。出水管与本体相通。离心风扇设置于轴孔中。马达设置于离心风扇中，并且配置以透过一驱动轴同时驱动离心泵浦与离心风扇同步转动。其中，当驱动轴转动时，离心泵浦的转动会引导一冷却液依序通过进水管、本体及出水管。其中，当驱动轴转动时，离心风扇的转动会引导空气从轴孔轴向流动进入本体，空气在通过离心风扇以后形成离心气流并经由所述气流通道径向离开本体。

较佳地，离心气流从离心风扇往外流动的出风方向与所述气流通道的长度方向对齐。

较佳地，离心气流在离心风扇的圆周切线方向上的速度向量为U，离心气流于Global坐标系下的速度向量为V，V与U的夹角为α，各气流通道的长度方向为L，液冷式散热装置的圆周切线方向为θ，α'为L与θ的夹角，α＝α'。

较佳地，离心气流相对离心风扇的一风扇叶片的尖端的速度向量为W，W和U的速度合向量为V。

较佳地，所述液流通道间隔设置，相邻的二液流通道之间形成一气流通道。

较佳地，各液流通道横截面形状为扇形，各气流通道的横截面形状为矩形。

较佳地，各液流通道具有一尖端、二平面侧壁及一弧面外壁，各液流通道的尖端朝向本体的中心，各液流通道的弧面外壁位于各液流通道的尖端的相对侧，相邻的二液流通道的二平面侧壁互相平行。

较佳地，所述液流通道的截面积相等，所述气流通道的截面积相等。

较佳地，本体更包括一第一封盖及一第二封盖，第一封盖设置于所述液流通道轴向上的一第一侧，第一封盖包括多个第一镂空部及多个第一封闭部，所述第一镂空部分别与所述液流通道相通，所述第一封闭部分别封闭所述气流通道轴向上的一第一侧，第二封盖设置于所述液流通道轴向上的一第二侧，第二封盖包括多个第二镂空部及多个第二封闭部，所述第二镂空部分别与所述液流通道相通，所述第二封闭部分别封闭所述气流通道轴向上的一第二侧。

较佳地，轴孔贯穿第一封盖与第二封盖，第一封盖与第二封盖均为圆环形。

较佳地，所述第一镂空部的横截面形状分别对应所述液流通道的横截面形状，所述第一封闭部的横截面形状分别对应所述气流通道的横截面形状，所述第二镂空部的横截面形状分别对应所述液流通道的横截面形状，所述第二封闭部的横截面形状分别对应所述气流通道的横截面形状。

较佳地，本体更包括一第一壳体及一第二壳体，第一壳体位于本体的一第一侧并且封闭轴孔，第二壳体位于本体的第二侧，轴孔贯穿第二壳体。

较佳地，轴孔贯穿本体的一第二侧。

较佳地，本体更包括多个散热鳍片，所述散热鳍片分别设置于所述气流通道中。

较佳地，驱动轴具有一第一端部及一第二端部，驱动轴的第一端部连接并配置以驱动离心泵浦转动，驱动轴的第二端部连接并配置以驱动离心风扇转动。

较佳地，离心泵浦包括一泵浦本体及多个泵浦叶片，驱动轴连接泵浦本体的轴心，所述泵浦叶片环绕泵浦本体的轴心间隔设置于泵浦本体。

较佳地，离心风扇包括一风扇本体及多个风扇叶片，马达位于风扇本体中，驱动轴连接风扇本体的轴心，所述风扇叶片环绕风扇本体间隔设置并与风扇本体之间形成一集风槽。

较佳地，离心风扇与所述液流通道之间形成一出风槽。

较佳地，本体更包括多个储液槽，所述储液槽分别位于本体的一第一侧与一第二侧，位于本体不同侧的二储液槽藉由所述液流通道的至少其中之一互相连通，离心泵浦设置于所述储液槽的其中之一，进水管及出水管分别与所述储液槽的其中之二相通。

为了达成前述的目的，本发明提供一种车辆，包括所述的液冷式散热装置、一外部流道以及至少一待散热物，外部流道通过至少一待散热物并且连接进水管与出水管。

本发明的功效在于，本发明的液冷式散热装置能够提供冷却液加长的流动路径，配合径向流动的离心气流，快速降低冷却液的温度，提升冷却液的散热效果。

再者，本发明的液冷式散热装置相当于将传统的副水箱、泵浦和散热排整合为一体，无须管路，因此本发明的液冷式散热装置的整体结构紧实，体积小，重量轻，结构强度佳，且易于组装于任何待散热物上或其附近。

此外，本发明的液冷式散热装置所产生的离心气流能够直线通过所述气流信道，如此可以减少气流的流动阻抗，使系统可在相同的风扇动力下，获得更高的气流流速，并提升散热效率。

又，本发明的液冷式散热装置能够提供本发明的车辆的待散热物良好的散热效果。

附图说明

图1是现有技术的散热系统的示意图。

图2是另一种现有技术的散热系统的示意图。

图3是本发明的液冷式散热装置的立体图。

图4是本发明的液冷式散热装置的另一视角的立体图。

图5是本发明的液冷式散热装置的分解图。

图6是本发明的第一壳体的仰视图。

图7是本发明的第一壳体的立体图。

图8是本发明的第二壳体的另一视角的立体图。

图9是本发明的第二壳体的俯视图。

图10是本发明的液流通道、第一封盖、第二封盖和散热鳍片的分解图。

图11显示了冷却液在本发明的第一壳体内流动的示意图。

图12显示了冷却液从本发明的进水管一路流动至离心槽的外槽的示意图。

图13是沿着图4的A-A线截取的剖面图。

图14是沿着图4的B-B线截取的剖面图。

图15显示了冷却液从本发明的离心槽一路流动至出水管的示意图。

图16是沿着图4的C-C线截取的剖面图。

图17是本发明的车辆的示意图。

附图标记说明

1:液冷式散热装置

10:本体

101:第一侧

102:第二侧

103:散热鳍片

1031:波峰

1032:波谷

11:液流通道

111:输入通道

112:第一中间通道

113:第二中间通道

114:输出通道

115:尖端

116:平面侧壁

117:弧面外壁

12:储液槽

121:输入槽

122:第一底槽

123:第一顶槽

1231:外槽

1232:内槽

124:离心槽

1241:外槽

1242:穿孔

1243:内槽

1244:入口

1245:出口

1246:外壁

125:第二顶槽

1251:外槽

1252:内槽

126:第二底槽

127:输出槽

1281,1282:凹槽

13:外盖

14:轴孔

15:气流通道

16:第一封盖

161:第一镂空部

162:第一封闭部

17:第二封盖

171:第二镂空部

172:第二封闭部

18:第一壳体

181:阻挡部

182:第一隔板

183:第二隔板

184:第三隔板

185:第四隔板

19:第二壳体

20:离心泵浦

21:泵浦本体

22:泵浦叶片

30:进水管

40:出水管

50:离心风扇

51:风扇本体

52:风扇叶片

53:集风槽

54:出风槽

60:马达

61:驱动轴

611:第一端部

612:第二端部

201:副水箱

202:泵浦

203:散热排

2041～2044:管路

205:引擎

206:马达

301:散热排

302:轴流风扇

400:冷却液

401:空气

402:离心气流

500:车辆

501:外部流道

502:待散热物

具体实施方式

以下配合图式及组件符号对本发明的实施方式做更详细的说明，俾使熟习该项技艺者在研读本说明书后能据以实施。

如图3、图4和图5所示，本发明提供一种液冷式散热装置1，包括一本体10、一离心泵浦20、一进水管30以及一出水管40。

如图3至图10所示，本体10包括多个液流通道11及多个储液槽12。如图3至图5及图10所示，所述液流通道11沿着一圆周方向环绕且间隔设置。如图12及图15所示，所述储液槽12分别位于本体10的一第一侧101和一第二侧102，位于本体10不同侧的二储液槽12藉由所述液流通道11的至少其中之一互相连通。

如图5所示，离心泵浦20设置于所述储液槽12的其中之一中。

如图6所示，进水管30及出水管40分别与所述储液槽12的其中之二相通。

如图11至图15所示，离心泵浦20的转动会引导一冷却液400依序输入通过进水管30、本体10及出水管40，冷却液400经由所述液流通道11在所述储液槽12之间流通，并且在通过离心泵浦20以后形成放射状喷射的液流。

进一步地说，如图17所示，一外部流道501通过一待散热物502并且连接进水管30与出水管40。低温的冷却液400在通过外部流道501的过程中，吸收待散热物502运作时所产生的热能，以形成高温的冷却液400。如图11及图12所示，高温的冷却液400随着外部流道501通过进水管30进入本体10中。如图11至图15所示，离心泵浦20的转动能够引导冷却液400在所述液流通道11中流动以穿梭在所述储液槽12之间，提供冷却液400加长的流动路径，增加冷却液400的散热面积，提升冷却液400的散热效果。如图17所示，降温后的冷却液400可通过出水管40回到外部流道501中，并且藉由外部流道501输送回到待散热物502中，藉以达到循环散热的目的。其中，待散热物502可以是车辆500的引擎、马达或微处理器等装置，然不限于此，任何需要散热的装置皆可为所述待散热物502。

由于所述液流通道11和所述储液槽12是配合离心泵浦20产生的液体流动方向以放射状配置，因而使得冷却液400由离心泵浦20内部流入所述储液槽12的流动较为稳定且分布较为均匀，并减少流体运动的损失。

值得一提的是，所述液流通道11的截面积总和远比现有技术的散热系统中连接副水箱201的管路2044的截面积大，所以在相同的体积流率之下，所述液流通道11中的冷却液400进入所述储液槽12的流速下降，减少冷却液400互相搅扰的现象，降低气泡的产生量，提升冷却液400吸收待散热物502的热能的效果。

进一步地说，如图5至图10所示，所述储液槽12包含一输入槽121、至少一中间槽及一输出槽127，所述液流通道11包含至少一输入通道111及至少一输出通道114，至少一输入通道111与输入槽121和至少一中间槽相通，至少一输出通道114与至少一中间槽和输出槽127相通，离心泵浦20设置在至少一中间槽中，进水管30与输入槽121相通，出水管40与输出槽127相通。如图11至图13所示，离心泵浦20的转动能够引导冷却液400依序输入通过进水管30、输入槽121、至少一输入通道111以汇集到至少一中间槽中。如图11、图14及图15所示，汇集到至少一中间槽中的冷却液400在通过离心泵浦20以后形成放射状喷射的液流，离心泵浦20的转动能够进一步推动冷却液400通过至少一中间槽、至少一输出通道114、输出槽127和出水管40回到外部流道501中。

藉此，本发明的液冷式散热装置1能够藉由输入槽121、至少一输入通道111、至少一中间槽、至少一输出通道114、输出槽127等提供冷却液400相当长的流动路径，增加冷却液400的散热面积，提升冷却液400的散热效果。

在较佳实施例中，如图5至图9及图11所示，所述储液槽12包含五中间槽，并且分别界定为一第一顶槽123、一离心槽124、一第二顶槽125、一第一底槽122及一第二底槽126。如图11至图15所示，离心槽124与第一顶槽123和第二顶槽125相通，至少一输入通道111与输入槽121和第一底槽122相通，至少一输出通道114与第二底槽126和输出槽127相通。如图10、图11、图12及图15所示，所述液流通道11进一步包含至少一第一中间通道112及至少一第二中间通道113，至少一第一中间通道112与第一底槽122和第一顶槽123相通，至少一第二中间通道113与第二顶槽125和第二底槽126相通。如图11至图13所示，离心泵浦20的转动能够引导冷却液400依序输入通过进水管30、输入槽121、至少一输入通道111、第一底槽122、至少一第一中间通道112、第一顶槽123以汇集到离心槽124中。如图11、图14及图15所示，汇集到离心槽124中的冷却液400在通过离心泵浦20以后形成放射状喷射的液流往第二顶槽125的方向流动，离心泵浦20的转动能够进一步推动冷却液400通过第二顶槽125、至少一第二中间通道113、第二底槽126、至少一输出通道114、输出槽127和出水管40回到外部流道501中。

藉此，本发明的液冷式散热装置1能够藉由输入槽121、至少一输入通道111、第一底槽122、至少一第一中间通道112、第一顶槽123、离心槽124、第二顶槽125、至少一第二中间通道113、第二底槽126、至少一输出通道114、输出槽127等提供冷却液400相当长的流动路径，增加冷却液400的散热面积，提升冷却液400的散热效果。

再者，离心槽20位于所有液流通道11和所有储液槽12的中心位置，因此离心泵浦20能够引导、汇集和推动冷却液400以稳定的流速在本体10内部流动。

如图12至图15所示，输入槽121、第一顶槽123、离心槽124、第二顶槽125及输出槽127位于本体10的第一侧101，第一底槽122及第二底槽126位于本体10的第二侧102。

在较佳实施例中，如图5至图8所示，离心槽124位于本体10的中心，离心泵浦20设置于离心槽124中。换言之，离心泵浦20实质上位于本体10的中心，因此离心泵浦20能够引导、汇集和推动冷却液400以稳定的流速在本体10内部流动。

如图11所示，与离心槽124相邻并相通的所述储液槽12的至少其中之二(即，较佳实施例的第一顶槽123和第二顶槽125)为扇形槽。藉由扇形槽的结构特性，与离心槽124相邻并相通的所述储液槽12的至少其中之二(即，较佳实施例的第一顶槽123和第二顶槽125)能够降低对冷却液400流动的阻碍，使得进出离心槽124的冷却液400的流动较为稳定且分布较为均匀，降低紊流的机率，减少流体运动的耗损。

如图11所示，与离心槽124位于本体10同一侧且不相通的所述储液槽12的至少其中之二(即，较佳实施例的输入槽121和输出槽127)为弧形槽。由于弧形槽的结构特性和扇形槽的结构特性相同，因此弧形槽亦可达成扇形槽的功效。藉由扇形槽和弧形槽的结构特性，与离心槽124位于本体10同一侧的所述储液槽12(即，较佳实施例的输入槽121、第一顶槽123、第二顶槽125、输出槽127)皆能够降低对冷却液400流动的阻碍，使得流动于与离心槽124位于本体10同一侧的所述储液槽12(即，较佳实施例的输入槽121、第一顶槽123、第二顶槽125、输出槽127)之中的冷却液400，流动较为稳定且分布较为均匀，降低紊流的机率，减少流体运动的耗损。

在其他实施例中，与离心槽124位于本体10同一侧的所述储液槽12(即，较佳实施例的输入槽121、第一顶槽123、第二顶槽125、输出槽127)皆为扇形槽或弧形槽，亦可达到上述效果。

如图11所示，与离心槽124相邻并相通的所述储液槽12的至少其中之二(即，较佳实施例的第一顶槽123和第二顶槽125)的容积相等。换言之，与离心槽124相邻并相通的所述储液槽12的至少其中之二(即，较佳实施例的第一顶槽123和第二顶槽125)能够容纳等量的冷却液400，因此在单位时间内进出离心槽124的冷却液400的流量相等，使得冷却液400的流动较为稳定且分布较为均匀，降低紊流的机率，减少流体运动的耗损。

如图11所示，与离心槽124相邻并相通的各储液槽12(即，较佳实施例的第一顶槽123和第二顶槽125)的一外槽1231、1251以及与离心槽124位于本体10同一侧的其他储液槽12(即，较佳实施例的输入槽121和输出槽127)的容积相等。换言之，与离心槽124相邻并相通的各储液槽12(即，较佳实施例的第一顶槽123和第二顶槽125)的外槽1231、1251以及与离心槽124位于本体10同一侧的其他储液槽12(即，较佳实施例的输入槽121和输出槽127)能够容纳等量的冷却液400，在单位时间内，进出与离心槽124位于本体10同一侧的所述储液槽12(即，较佳实施例的输入槽121、第一顶槽123的外槽12311231、第二顶槽125的外槽12511251、输出槽127)的冷却液400的流量相等，流动较为稳定且分布较为均匀，降低紊流的机率，减少流体运动的耗损。

如图5至图8、图13及图14所示，离心槽124沿着本体10的一轴线方向形成一外槽1241、一穿孔1242及一内槽1243，穿孔1242与离心槽124的外槽1241和离心槽124的内槽1243相通，离心槽124的外槽1241的径向外侧开设一入口1244，离心槽124的内槽1243的径向外侧开设一出口1245，与离心槽124相邻并相通的所述储液槽12的至少其中之二(即，第一顶槽123和第二顶槽125)分别与入口1244和出口1245相通，离心泵浦20设置于离心槽124的内槽1243中。如图11至图15所示，冷却液400的流动方向为：首先，第一顶槽123中的冷却液400径向穿过入口1244进入离心槽124的外槽1241中；其次，离心槽124的外槽1241中的冷却液400轴向穿过穿孔1242进入离心槽124的内槽1243中；最后，离心槽124的内槽1243中的冷却液400可平顺且均匀地依离心泵浦20所产生的流线方向径向穿过出口1245进入第二顶槽125中。藉此，分层设计的离心槽124能够保证冷却液400单向进出离心槽124，避免流入离心槽124的冷却液400回流至第一顶槽123，以及避免流入第二顶槽125的冷却液400回流至离心槽124。

如图4及图5所示，本体10更包括一外盖13，外盖13封闭与离心槽124相邻并相通的所述储液槽12的至少其中之二(即，第一顶槽123和第二顶槽125)的开放侧。更明确地说，与离心槽124相邻并相通的所述储液槽12的至少其中之二(即，第一顶槽123和第二顶槽125)的一侧为开放侧，有助于将所述储液槽12的至少其中之二(即，第一顶槽123和第二顶槽125)制作成扇形槽，外盖13则能够防止冷却液400通过所述储液槽12的至少其中之二(即，第一顶槽123和第二顶槽125)的开放侧向外流出。

更明确地说，如图5至图8和图11至图13所示，第一顶槽123包括所述外槽1231及一内槽1232，第一顶槽123的外槽1231与第一顶槽123的内槽1232相通，至少一第一中间通道112与第一底槽122和第一顶槽123的外槽1231相通，第一顶槽123的内槽1232与离心槽124的外槽1241相通。如图5至图8、图11、图14及图15所示，第二顶槽125包括所述外槽1251及一内槽1252，第二顶槽125的外槽1251与第二顶槽125的内槽1252相通，至少一第二中间通道113与第二底槽126和第二顶槽125的外槽1251相通，第二顶槽125的内槽1252与离心槽124的内槽1243相通。如图5所示，第一顶槽123的内槽1232和第二顶槽125的内槽1252的一侧为开方侧，有助于第一顶槽123和第二顶槽125制作成扇形槽，外盖13则封闭第一顶槽123的内槽1232和第二顶槽125的内槽1252的开放侧，防止冷却液400通过第一顶槽123的内槽1232和第二顶槽125的内槽1252的开放侧向外流出。

较佳地，如图5至图8所示，离心槽124的外槽1241的一侧也是开放侧，有助于离心槽124的外槽1241的制作，外盖13则封闭离心槽124的外槽1241的开放侧，防止冷却液400通过离心槽124的外槽1241的开放侧向外流出。

如图5至图8所示，本体10更包括一阻挡部181，阻挡部181封闭输入槽121和输出槽127的内侧，离心槽124的一外壁1246和阻挡部181之间形成二凹槽1281、1282，所述凹槽1281、1282的一侧为开放侧。阻挡部181将输入槽121和输出槽127的内侧封闭，防止冷却液400通过输入槽121和输出槽127进入所述凹槽1281、1282中，进而从所述凹槽1281、1282的开放侧向外流出。

如图5至图8所示，输入槽121与第一顶槽123藉由一第一隔板182隔开，第一顶槽123与第二顶槽125藉由一第二隔板183隔开，第二顶槽125与输出槽127藉由一第三隔板184隔开，输出槽127与输入槽121藉由一第四隔板185隔开，第一隔板182、第二隔板183、第三隔板184和第四隔板185分别连接于离心槽124的外壁1246的四个连接位置，第一隔板182、第二隔板183、第三隔板184和第四隔板185的长度方向均未通过离心槽124的轴心，第一隔板182垂直于第二隔板183，第二隔板183垂直于第三隔板184，第一隔板182平行于第三隔板184，第四隔板185垂直于第一隔板182和第三隔板184，第四隔板185平行于第二隔板183。透过第一隔板182、第二隔板183和第三隔板184的设置，第一顶槽123和第二顶槽125得以形成为扇形槽。透过第一隔板182、第三隔板184、第四隔板185和阻挡部181的设置，输入槽121和输出槽127得以形成为弧形槽。

如图5至图9所示，位于本体10不同侧且互相连通的所述储液槽12中，具有较大容积且位于本体10的一侧的储液槽12的容积等于与其相通且位于本体10的另一侧的其他储液槽12的容积总和。在单位时间内，无论进出具有较大容积且位于本体10的一侧的储液槽12的冷却液400流量是否相等，进出具有较大容积且位于本体10的一侧的储液槽12的冷却液400流动较为稳定且分布较为均匀，降低紊流的机率，减少流体运动的耗损，不会受到进出具有较大容积且位于本体10的一侧的储液槽12的冷却液400流量影响。

较佳地，位于本体10的另一侧的其他储液槽12的容积相等。在单位时间内，进出具有较大容积且位于本体10的一侧的储液槽12的冷却液400流量相等，加快冷却液400通过本体10的整体流速，提升冷却液400的散热效果，增加循环散热的效率。

在较佳实施例中，位于本体10不同侧且互相连通的所述储液槽12包括以下两个组合：(1)输入槽121、第一底槽122和第一顶槽123的外槽1231；(2)第二顶槽125的外槽1251、第二底槽126和输出槽127。如图12及图13所示，在组合(1)中，具有较大容积且位于本体10的第二侧102的储液槽12是第一底槽122，与第一底槽122相通且位于本体10的第一侧101的其他储液槽12是输入槽121和第一顶槽123的外槽1231，第一底槽122的容积等于输入槽121和第一顶槽123的外槽1231的容积总和，输入槽121和第一顶槽123的外槽1231的容积相等。如图14及图15所示，在组合(2)中，具有较大容积且位于本体10的第二侧102的储液槽12是第二底槽126，与第二底槽126相通且位于本体10的第一侧101的其他储液槽12是第二顶槽125的外槽1251和输出槽127，第二底槽126的容积等于第二顶槽125的外槽1251和输出槽127的容积总和，第二顶槽125的外槽1251和输出槽127的容积相等。藉此，进出第一底槽122和第二底槽126的冷却液400流动较为稳定且分布较为均匀，降低紊流的机率，减少流体运动的耗损。再者，进出第一底槽122和第二底槽126的冷却液400流量相等，加快冷却液400通过本体10的整体流速，提升冷却液400的散热效果，增加循环散热的效率。

如图10、图11和图15所示，与本体10同一侧的各储液槽12相连通的液流通道11的数量相同，且所述液流通道11的截面积相等。在单位时间内，进出本体10同一侧的各储液槽12的冷却液400流动较为稳定且分布较为均匀，降低紊流的机率，减少流体运动的耗损。在单位时间内，进出本体10同一侧的各储液槽12的冷却液400流量相等，加快冷却液400通过本体10的整体流速，提升冷却液400的散热效果，增加循环散热的效率。

更详而言之，至少一输入通道111、至少一第一中间通道112、至少一第二中间通道113和至少一输出通道114的数量相同，且至少一输入通道111、至少一第一中间通道112、至少一第二中间通道113和至少一输出通道114的截面积相等。在单位时间内，进出本体10的第一侧101的输入槽121、第一顶槽123的外槽1231、第二顶槽125的外槽1251、输出槽127的冷却液400流动较为稳定且分布较为均匀，进出本体10的第二侧102的第一底槽122和第二底槽126的冷却液400流动较为稳定且分布较为均匀，降低紊流的机率，减少流体运动的耗损。在单位时间内，进出本体10的第一侧101的输入槽121、第一顶槽123的外槽1231、第二顶槽125的外槽1251、输出槽127的冷却液400流量相等，进出本体10的第二侧102的第一底槽122和第二底槽126的冷却液400流量相等，加快冷却液400通过本体10的整体流速，提升冷却液400的散热效果，增加循环散热的效率。

在较佳实施例中，液流通道11包含多个输入通道111、多个第一中间通道112、多个第二中间通道113和多个输出通道114。因为所述输入通道111的截面积总和、所述第一中间通道112的截面积总和、所述第二中间通道113的截面积总和以及所述输出通道114的截面积总和皆比现有技术的散热系统中连接副水箱201的管路2044的截面积大，所以在相同的体积流率之下，所述输入通道111中的冷却液400进入第一底槽122的流速下降，所述第一中间通道112中的冷却液400进入第一顶槽123的外槽1231的流速下降，所述第二中间通道113中的冷却液400进入第二底槽126的流速下降，所述输出通道114中的冷却液400进入输出槽127的流速下降，减少冷却液400互相搅扰的现象，降低气泡的产生量，提升冷却液400吸收待散热物502的热能的效果。

另外，所述液流通道11的数量愈多，所述液流通道11提供的散热面积总和愈大，冷却液400的散热效果愈显著。

又，所述液流通道11的材质具有高热导率。因此，所述液流通道11能够以高效率的方式吸收冷却液400的热能，冷却液400的散热效果更佳。

如图3及图4所示，本体10呈圆盘状。具体来说，如图5至图10所示，所述液流通道11沿着圆周方向环绕且间隔设置，离心槽124位于本体10的第一侧101的中心，与离心槽124位于本体10同一侧的输入槽121、第一顶槽123、第二顶槽125、输出槽127等储液槽12沿着圆周方向环绕离心槽124设置，位于本体10的第二侧102的第一底槽122和第二底槽126等储液槽12沿着圆周方向环绕设置。藉由上述结构配置，本体10呈圆盘状，整体结构紧实，体积小，重量轻，结构强度佳。

如图3至图5所示，本体10进一步包括一轴孔14及多个气流通道15，所述液流通道11沿着圆周方向环绕轴孔14设置，所述气流通道15分别位于所述液流通道11之间并且与轴孔14和外部空间相通。如图3及图5所示，本发明的液冷式散热装置1进一步包括一离心风扇50以及一马达60。离心风扇50设置于轴孔14中。马达60设置于离心风扇50中，并且配置以透过一驱动轴61同时驱动离心泵浦20与离心风扇50同步转动。

如图11至图15所示，当驱动轴61转动时，离心泵浦20的转动会引导冷却液400依序通过进水管30、本体10及出水管40。

如图13及图14所示，当驱动轴61转动时，离心风扇50的转动会引导空气401从轴孔14轴向流动进入本体10，空气401在通过离心风扇50以后形成离心气流402并经由所述气流通道15径向离开本体10。离心气流402在流动通过所述气流通道15的过程中，可将在所述液流通道11中流动的高温的冷却液400的热能吹散至外部空间。

藉此，本体10除了藉由所述液流通道11和所述储液槽12提供高温的冷却液400加长的流动路径之外，配合与离心气流402接触的所述液流通道11后即可提供一定的散热效果，再进一步配合径向流动通过所述气流通道15的离心气流402，更可进一步增进散热效益，快速降低冷却液400的温度，提升冷却液400的散热效果。

再者，透过本体10的所述液流通道11、所述气流通道15和所述储液槽12的巧妙设计，搭配马达60同步驱动离心泵浦20和离心风扇50，使得本发明的液冷式散热装置1能够藉由离心泵浦20引导、汇集和推动冷却液400流动以及藉由离心风扇50提供离心气流402对冷却液400散热，相当于将传统的副水箱、泵浦和散热排整合为一体，无须管路。藉此，本发明的液冷式散热装置1的整体结构紧实，体积小，重量轻，结构强度佳，且易于组装于任何待散热物502上或其附近。

较佳实施例中，如图16所示，离心气流402从离心风扇50往外流动的出风方向与所述气流通道15的长度方向对齐。藉此，离心气流402能够直线通过所述气流信道15，如此可以减少气流的流动阻抗，使系统可在相同的风扇动力下，获得更高的气流流速，并提升散热效率。

更清楚地说，离心气流402在离心风扇50的圆周切线方向上的速度向量为U，离心气流402于Global坐标系下的速度向量为V，V与U的夹角为α，各气流通道15的长度方向为L，液冷式散热装置1的圆周切线方向为θ，α′为L与θ的夹角。根据上述各个基本条件的定义，本发明的设计目标在于α＝α′，藉由上述关系式的建立，“离心气流402从离心风扇50往外流动的出风方向与所述气流通道15的长度方向对齐”的关系即可达成。

较佳地，离心气流402相对离心风扇50的风扇叶片52的尖端的速度向量为W，W和U的速度合向量为V，V于圆周方向上的分量为V_r，V于切线方向上的分量为V_θ，液冷式散热装置1的半径方向为r，n为离心风扇50的旋转方向。藉由上述关系式的建立，更能明确地定义出离心气流402于Global坐标系下的速度向量为V的条件。

如图10及图16所示，所述液流通道11彼此间隔设置，每两个相邻的二液流通道11之间形成一气流通道15。换言之，每个液流通道11的两侧都设置有一气流通道15。藉此，通过每个液流通道11的冷却液400，其热能能够藉由每个液流通道11的两侧的二气流通道15的离心气流402吹散至外部空间，提供均匀且稳定的散热效果。

在较佳实施例中，各液流通道11的横截面形状为扇形，各气流通道15的横截面形状为矩形。藉此，所述液流通道11和所述气流通道15能够沿着圆周方向交错排列以环绕成一圈，使得本体10呈圆盘状。从制造的观点来看，所述液流通道11的形状具有容易制造，低成本，及易于组装等优点。

较佳地，各液流通道11具有一尖端115、二平面侧壁116及一弧面外壁117，各液流通道11的尖端115朝向本体10的中心，各液流通道11的弧面外壁117位于各液流通道11的尖端115的相对侧，相邻的二液流通道11的二平面侧壁116互相平行。换言之，各液流通道11本身为中空扇形体，所述液流通道11经由上述方式巧妙地排列即可环绕成一圈，相邻的二液流通道11之间以一预定距离间隔开来，以形成矩形的气流通道15。

较佳地，所述液流通道11的截面积相等，所述气流通道15的截面积相等。换言之，所述液流通道11的尺寸相同，所述气流通道15的尺寸相同。因此，只要一组模具就能够制造出所有的液流通道11，制造成本低，而且更为容易组装。再者，在单位时间内，通过所述液流通道11的冷却液400流量相等，通过所述气流通道15的离心气流402流量相等，使得通过所述液流通道11的冷却液400皆能够获得相同的散热效果，高温的离心气流402能够均匀地流向外部空间。

如图3及图5所示，轴孔14贯穿本体10的第二侧102。也就是说，如图4所示，本体10的第一侧101没有被轴孔14贯穿。如图13及图14所示，当驱动轴61转动时，离心风扇50的转动会引导空气401从本体10的第二侧102通过轴孔14轴向流动进入本体10，空气401在通过离心风扇50以后形成离心气流402并经由所述气流通道15径向离开本体10，不会轴向流动从本体10的第一侧101离开本体10。

如图5及图10所示，本体10更包括一第一封盖16及一第二封盖17。第一封盖16设置于所述液流通道11轴向上的一第一侧与位于本体10的第一侧101的输入槽121、第一顶槽123、第二顶槽125、输出槽127等储液槽12之间。第一封盖16包括多个第一镂空部161及多个第一封闭部162，所述第一镂空部161分别与所述液流通道11和位于本体10的第一侧101的输入槽121、第一顶槽123、第二顶槽125、输出槽127等储液槽12相通，所述第一封闭部162分别封闭所述气流通道15轴向上的一第一侧。第二封盖17设置于所述液流通道11轴向上的一第二侧与位于本体10的第二侧102的第一底槽122和第二底槽126等储液槽12之间。第二封盖17包括多个第二镂空部171及多个第二封闭部172，所述第二镂空部171分别与所述液流通道11和位于本体10的第二侧102的第一底槽122和第二底槽126等储液槽12相通，所述第二封闭部172分别封闭所述气流通道15轴向上的一第二侧。藉此，第一封盖16和第二封盖17可完全阻绝离心气流402从所述气流通道15轴向上的第一侧或第二侧往上或往下流窜，确保离心气流402经由所述气流通道15径向离开本体10。再者，第一封盖16和第二封盖17能够确保冷却液400只流动于所述液流通道11与所述储液槽12之间，防止冷却液400流入所述气流通道15。

在较佳实施例中，轴孔14贯穿第一封盖16与第二封盖17，第一封盖16与第二封盖17均为圆环形，配合所述液流通道11的排列方式，使得本体10呈圆盘状。如图13及图14所示，驱动轴61能够直接与离心泵浦20连接，不会受到第一封盖16的阻挡。如图13及图14所示，当驱动轴61转动时，离心风扇50的转动会引导空气401从本体10的第二侧102通过轴孔14轴向流动进入本体10，不会受到第二封盖17的阻挡。

较佳地，所述第一镂空部161沿着圆周方向环绕并且间隔设置，每两个相邻的第一镂空部161之间形成一第一封闭部162，所述第二镂空部171沿着圆周方向环绕并且间隔设置，每两个相邻的两个第二镂空部171之间形成一第二封闭部172。换言之，所述第一镂空部161和所述第二镂空部171的排列方式对应所述液流通道11的排列方式，所述第一封闭部162和所述第二封闭部172的排列方式对应所述气流信道15的排列方式。

较佳地，所述第一镂空部161的横截面形状分别对应所述液流通道11的横截面形状，所述第一封闭部162的横截面形状分别对应所述气流通道15的横截面形状，所述第二镂空部171的横截面形状分别对应所述液流通道11的横截面形状，所述第二封闭部172的横截面形状分别对应所述气流通道15的横截面形状。

如图3至图9所示，本体10更包括一第一壳体18及一第二壳体19。第一壳体18位于本体10的第一侧101并且设置于第一封盖16上，位于本体10的第一侧101的输入槽121、第一顶槽123、离心槽124、第二顶槽125、输出槽127等储液槽12开设于第一壳体18中。第二壳体19位于本体10的第二侧102并且设置于第二封盖17上，位于本体10的第二侧102的第一底槽122和第二底槽126等储液槽12开设于第二壳体19中。

在较佳实施例中，第一壳体18呈圆盘状以封闭轴孔14，轴孔14贯穿第二壳体19，第二壳体19因此呈圆环状，配合所述液流通道11的排列方式和第一封盖16、第二封盖17的形状，使得本体10呈圆盘状。如图13及图14所示，当驱动轴61转动时，离心风扇50的转动会引导空气401从本体10的第二侧102通过轴孔14轴向流动进入本体10，不会受到第二壳体19的阻挡，空气401在通过离心风扇50以后形成离心气流402并经由所述气流通道15径向离开本体10，不会轴向流动通过第一壳体18离开本体10。

如图3至图5及图10所示，本体10更包括多个散热鳍片103，所述散热鳍片103分别设置于所述气流通道15中。所述散热鳍片103进一步吸收所述液流通道11的所述平面侧壁116上的热能。如图13及图14所示，所述散热鳍片103提供较大的散热面积，在离心气流402径向流动通过所述气流通道15的时候，离心气流402可同时将所述液流通道11的所述平面侧壁116上的热能和所述散热鳍片103的表面上的热能吹散至外部空间，以此方式间接对通过所述液流通道11的冷却液400降温，提升冷却液的散热效果。

较佳地，各散热鳍片103多点接触相邻的二液流通道11的所述平面侧壁116。具体来说，各散热鳍片103呈波浪状而具有多个波峰1031和波谷1032，所述波峰1031接触到相邻的二液流通道11的其中之一的平面侧壁116，所述波谷1032接触到相邻的二液流通道11的其中之另一的平面侧壁116。藉此，相邻的二液流通道11的所述平面侧壁116上的热能可均匀地通过所述波峰1031和所述波谷1032扩散到整片散热鳍片103上，提升冷却液的散热效果。

在较佳实施例中，如图5、图13及图14所示，驱动轴61具有一第一端部611及一第二端部612，驱动轴61的第一端部611连接并配置以驱动离心泵浦20转动，驱动轴61的第二端部612连接并配置以驱动离心风扇50转动。离心泵浦20包括一泵浦本体21及多个泵浦叶片22，驱动轴61的第一端部611连接泵浦本体21的轴心，所述泵浦叶片22环绕泵浦本体21的轴心间隔设置于泵浦本体21。离心风扇50包括一风扇本体51及多个风扇叶片52，马达60位于风扇本体51中，驱动轴61的第二端部612连接风扇本体51的轴心，所述风扇叶片52环绕风扇本体51间隔设置并与风扇本体51之间形成一集风槽53。

如图11至图15所示，当驱动轴61转动时，泵浦本体21的转动会驱动所述泵浦叶片22同步转动，所述泵浦叶片22会引导冷却液400依序输入通过进水管30、本体10及出水管40，冷却液400经由所述液流通道11在所述储液槽12之间流通，并且在通过所述泵浦叶片22以后形成放射状喷射的液流。

如图13及图14所示，当驱动轴61转动时，风扇本体51的转动会驱动所述风扇叶片52同步转动，所述风扇叶片52会引导空气401从轴孔14轴向流动进入集风槽53中，空气401在通过所述风扇叶片52之间的缝隙以后形成离心气流402并经由所述气流通道15径向离开本体10。

较佳地，如图13、图14及图16所示，所述风扇叶片52与所述液流通道11之间形成一出风槽54。藉由出风槽54的设置可获得以下两种好处：其一，所述风扇叶片52在转动时，不会碰撞到所述液流通道11；其二，提供离心气流402足够的空间对齐对应的气流通道15，让离心气流402能够通过出风槽54直线通过对应的气流信道15。

如图17所示，本发明提供一种车辆500，包括液冷式散热装置1、外部流道501以及至少一待散热物502，外部流道501通过至少一待散热物502并且连接进水管30和出水管40。本发明的液冷式散热装置1能够提供本发明的车辆500的待散热物502(例如：引擎)良好的散热效果。

以上所述仅为用以解释本发明的较佳实施例，并非企图据以对本发明做任何形式上的限制，因此，凡有在相同的发明精神下所作有关本发明的任何修饰或变更，皆仍应包括在本发明意图保护的范畴。

Claims (20)

1.一种液冷式散热装置，其特征在于，包括：

一本体，包括一轴孔、多个液流通道及多个气流通道，所述液流通道沿着一圆周方向环绕该轴孔设置，所述气流通道分别位于所述液流通道之间并且与该轴孔和外部空间相通，该进水管及该出水管分别与该本体相通；

一离心泵浦，设置于该本体中；

一进水管，与该本体相通；

一出水管，与该本体相通；

一离心风扇，设置于该轴孔中；以及

一马达，设置于该离心风扇中，并且配置以透过一驱动轴同时驱动该离心泵浦与该离心风扇同步转动；

其中，当该驱动轴转动时，该离心泵浦的转动会引导一冷却液依序通过该进水管、该本体及该出水管；以及

其中，当该驱动轴转动时，该离心风扇的转动会引导空气从该轴孔轴向流动进入该本体，空气在通过该离心风扇以后形成离心气流并经由所述气流通道径向离开该本体。

2.如权利要求1所述的液冷式散热装置，其特征在于，离心气流从该离心风扇往外流动的出风方向与所述气流通道的长度方向对齐。

3.如权利要求2所述的液冷式散热装置，其特征在于，离心气流在该离心风扇的圆周切线方向上的速度向量为U，离心气流于Global坐标系下的速度向量为V，V与U的夹角为α，各该气流通道的长度方向为L，该液冷式散热装置的圆周切线方向为θ，α'为L与θ的夹角，α＝α'。

4.如权利要求3所述的液冷式散热装置，其特征在于，离心气流相对该离心风扇的一风扇叶片的尖端的速度向量为W，W和U的速度合向量为V。

5.如权利要求1所述的液冷式散热装置，其特征在于，所述液流通道间隔设置，相邻的二液流通道之间形成一气流通道。

6.如权利要求5所述的液冷式散热装置，其特征在于，各该液流通道横截面形状为扇形，各该气流通道的横截面形状为矩形。

7.如权利要求6所述的液冷式散热装置，其特征在于，各该液流通道具有一尖端、二平面侧壁及一弧面外壁，各该液流通道的该尖端朝向该本体的中心，各该液流通道的该弧面外壁位于各该液流通道的该尖端的相对侧，相邻的二液流通道的二平面侧壁互相平行。

8.如权利要求5所述的液冷式散热装置，其特征在于，所述液流通道的截面积相等，所述气流通道的截面积相等。

9.如权利要求1所述的液冷式散热装置，其特征在于，该本体更包括一第一封盖及一第二封盖，该第一封盖设置于所述液流通道轴向上的一第一侧，该第一封盖包括多个第一镂空部及多个第一封闭部，所述第一镂空部分别与所述液流通道相通，所述第一封闭部分别封闭所述气流通道轴向上的一第一侧，该第二封盖设置于所述液流通道轴向上的一第二侧，该第二封盖包括多个第二镂空部及多个第二封闭部，所述第二镂空部分别与所述液流通道相通，所述第二封闭部分别封闭所述气流通道轴向上的一第二侧。

10.如权利要求9所述的液冷式散热装置，其特征在于，该轴孔贯穿该第一封盖与该第二封盖，该第一封盖与该第二封盖均为圆环形。

11.如权利要求9所述的液冷式散热装置，其特征在于，所述第一镂空部的横截面形状分别对应所述液流通道的横截面形状，所述第一封闭部的横截面形状分别对应所述气流通道的横截面形状，所述第二镂空部的横截面形状分别对应所述液流通道的横截面形状，所述第二封闭部的横截面形状分别对应所述气流通道的横截面形状。

12.如权利要求1所述的液冷式散热装置，其特征在于，该本体更包括一第一壳体及一第二壳体，该第一壳体位于该本体的一第一侧并且封闭该轴孔，该第二壳体位于该本体的该第二侧，该轴孔贯穿该第二壳体。

13.如权利要求1所述的液冷式散热装置，其特征在于，该轴孔贯穿该本体的一第二侧。

14.如权利要求1所述的液冷式散热装置，其特征在于，该本体更包括多个散热鳍片，所述散热鳍片分别设置于所述气流通道中。

15.如权利要求1所述的液冷式散热装置，其特征在于，该驱动轴具有一第一端部及一第二端部，该驱动轴的该第一端部连接并配置以驱动该离心泵浦转动，该驱动轴的该第二端部连接并配置以驱动该离心风扇转动。

16.如权利要求1所述的液冷式散热装置，其特征在于，该离心泵浦包括一泵浦本体及多个泵浦叶片，该驱动轴连接该泵浦本体的轴心，所述泵浦叶片环绕该泵浦本体的轴心间隔设置于该泵浦本体。

17.如权利要求1所述的液冷式散热装置，其特征在于，该离心风扇包括一风扇本体及多个风扇叶片，该马达位于该风扇本体中，该驱动轴连接该风扇本体的轴心，所述风扇叶片环绕该风扇本体间隔设置并与该风扇本体之间形成一集风槽。

18.如权利要求1所述的液冷式散热装置，其特征在于，该离心风扇与所述液流通道之间形成一出风槽。

19.如权利要求1所述的液冷式散热装置，其特征在于，该本体更包括多个储液槽，所述储液槽分别位于该本体的一第一侧与一第二侧，位于该本体不同侧的二储液槽藉由所述液流通道的至少其中之一互相连通，该离心泵浦设置于所述储液槽的其中之一，该进水管及该出水管分别与所述储液槽的其中之二相通。

20.一种车辆，包括如权利要求1所述的液冷式散热装置、一外部流道以及至少一待散热物，该外部流道通过该至少一待散热物并且连接该进水管与该出水管。

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