TW201928206A - 致冷組件及使用該致冷組件冷卻之風扇機構 - Google Patents

Abstract

一種致冷組件及以該致冷組件冷卻之風扇機構，包含：至少一風扇；至少一蒸發器，位在該風扇之前方或後方，該蒸發器具有一水流排線，外部的水係注入該水流排線，通過該水流排線後流出；至少一致冷組件，連接該蒸發器，用於冷卻要進入該水流排線的水；一泵送裝置，以管路連接該致冷組件，用以驅使水在致冷組件及水流排線之間流動。該致冷組件包含：一熱交換箱，該水流排線的水流係通過該熱交換箱；一致冷晶片，其一側貼附在該熱交換箱上，用於吸收該熱交換箱中的水流熱量以降低水溫；一水冷機構，貼附於該致冷晶片的另一側，外部的水係輸入該水冷機構以對吸收致冷晶片的熱量而散熱，再從該水冷機構排出。

Description

致冷組件及使用該致冷組件冷卻之風扇機構

本發明係有關於水冷風扇機構，尤其是一種以致冷組件冷卻之風扇機構。

習知的水冷風扇包含一風扇及一蒸發器，該蒸發器設置於風扇的後方；該蒸發器包含：一水流排線，外部的水注入該水流排線，注入的水再經由該水流排線往下噴灑，而使得噴灑出的水形成水幕。其中該水流排線內可加裝分流器，水流經由該分流器分割形成多條的水路再往下噴灑，以使得水流排線噴灑的水幕較為細緻。當風扇開啟以抽吸該水流排線後方的空氣時使得空氣通過該水幕，藉由水幕吸收空氣中的熱量以使空氣溫度降低，再經過風扇往前吹送而形成涼風，所以習知的水冷風扇可以比一般的電風扇更具有吹送涼風的效果。惟，習知之水冷風扇用來吸收空氣熱量的水的溫度往往同於一般室溫，所以降溫的效果相當有限。

故本發明希望提出一種嶄新的以致冷組件冷卻之風扇機構，以解決上述先前技術上的缺失，並且更為環保。

本發明的目的係為解決上述習知技術上的問題，將原來傳統上使用的水冷風扇的水應用致冷組件更進一步冷卻，使得風扇所吹送的風可更進一步地降低溫度，達成吹送涼風的目的。

本發明提供的以致冷組件冷卻之風扇機構，可以包含：至少一風扇，連接一第一馬達，該風扇由該第一馬達驅動；至少一蒸發器，設在該風扇之前方或後方，該蒸發器包含一水流排線，外部的水由該水流排線的一入口注入該水流排線，並經由該水流排線的一出口流出；至少一致冷組件，該致冷組件的一第一端經由水管連接該水流排線的該入口以將水注入該水流排線，該致冷組件的一第二端經由水管連接該水流排線的該出口，以將通過該水流排線的水流回至該致冷組件；以及一泵送裝置，以水管連接該致冷組件，該泵送裝置由一第二馬達驅動，以驅使水在該致冷組件及該水流排線之間循環流動。其中該致冷組件包含：一熱交換箱，具有中空的內空間，連接該水流排線的該水管連通該內空間，使水流通過該熱交換箱；一致冷晶片，其一側貼附在該熱交換箱，該致冷晶片連接一電源；當該致冷晶片通電時，吸收該熱交換箱中的水流的熱量，以降低該熱交換箱中的水流溫度；以及一水冷機構，貼附於該致冷晶片的另一側，使該致冷晶片位於該熱交換箱與該水冷機構之間，該水冷機構包含一入水管路及一出水管路，外部的水經由該入水管路輸入該水冷機構，以吸收該致冷晶片的熱量而使該致冷晶片散熱，該水冷機構內的水則經由該出水管路排出。

在本發明的一實施例中，可以進一步包含一水槽，該水槽連接該水冷機構的該入水管路與該出水管路，用以冷卻來自該水冷機構的水流。

在本發明的一實施例中，該水槽可以進一步包含一氣體循環管路，該氣體循環管路包含一進氣管、一出氣管及一氣體泵送裝置，該氣體泵送裝置連接該進氣管或該出氣管的一端，該氣體泵送裝置將空氣通過該進氣管泵送進入該水槽內，或者該氣體泵送裝置將空氣通過該出氣管將該水槽內的空氣抽吸出該水槽，使空氣該在水槽內流動以冷卻水流。

較佳者，該進氣管可以延伸進入該水槽的水中，而使得空氣經由該進氣管進入水中。

在本發明的一實施例中，該水槽可以進一步包含一冷卻管路及一沉水泵，該沉水泵用以驅使水在該冷卻管路內流動，使得該冷卻管路接收來自各該水冷機構的該出水管路的水流，並且該冷卻管路的另一端將冷卻後的水通過該入水管路流回至該水冷機構。

在本發明的一實施例中，該至少一致冷組件可以為多個致冷組件，該等致冷組件以串聯的方式串接。

在本發明的一實施例中，該至少一蒸發器可以為多個蒸發器，該多個蒸發器的水流排線係以層層排列的方式依序配置在該風扇的前方或後方，使得該多個蒸發器的水流排線在空氣流動路徑上形成多層的排列，使空氣通過多層的水流排線，其中，該多個蒸發器分別對應地連接一個該致冷組件。

在本發明的一實施例中，該至少一蒸發器可以為多個蒸發器，其中該多個蒸發器共用相同的一個致冷組件、一個泵送裝置及一個第二馬達。

在本發明的一實施例中，該水流排線的至少一部分可以採用多條水路並聯連接。

在本發明的一實施例中，該熱交換箱上可以設置一散熱鰭片組，該致冷晶片的一側接觸該散熱鰭片組。

在本發明的一實施例中，可以使用一真空箱體包覆住該至少一致冷組件，該真空箱體內部的空氣被完全抽出以形成真空狀態。

在本發明的一實施例中，可以使用水幕裝置取代前述之蒸發器，該水幕裝置可以設在該風扇之前方或後方，該水幕裝置具有一水流排線、以及大致上呈水平地設於該水流排線上方的一管路，該管路的管壁設置複數噴嘴，該等噴嘴的開口朝向下方，該管路連接至一水源，當開啟水源時，水從該各個噴嘴往下噴灑以形成水幕；風扇啟動時所吹送或抽吸的空氣通過該水幕，使水幕吸收空氣中的熱量，進而吹出涼風。

本發明提供一種致冷組件，包含：一致冷晶片，被通入電流後在其第一側產生吸熱作用，以及在相對第二側產生放熱作用；一熱交換箱，表面接觸地附設於該致冷晶片的該第一側，該熱交換箱具有中空的內空間、提供水流入該內空間的一入口、以及提供該內空間中的水流出的一出口，該熱交換箱係以銅、銅合金、鋁、或鋁合金材料製成；以及一水冷機構，具有一箱體，該箱體的外表面接觸地附設於該致冷晶片的該第二側，該箱體具有一內空間、至少一個連通該內空間入水管路、以及至少一個連通該內空間的出水管路，水從該入水管路流入該內空間後通過該出水管路流出，該箱體係以銅、銅合金、鋁、或鋁合金材料製成。

該致冷組件可以進一步包含一外殼，該致冷組件所包含的該熱交換箱、該水冷機構與該致冷晶片均被容納於該外殼中，連接該致冷晶片的電線在延伸出該外殼，並且連接該熱交換箱與該水冷機構的水管分別延伸出該外殼後，該外殼被完全密封且將該外殼的內部形成真空狀態。

由下文的說明可更進一步瞭解本發明的特徵及其優點，閱讀時並請參考附圖。

茲謹就本發明的結構組成，及所能產生的功效與優點，配合圖式，舉本發明之較佳實施例詳細說明如下。

圖1至圖10係顯示本發明之以致冷組件冷卻之風扇機構之第一實施例，包括：至少一風扇10，連接一第一馬達15，該風扇10由第一馬達15驅動。如圖5所示，可以包括多個風扇10。

至少一蒸發器20，設置有一水流排線30，該水流排線30可以位在風扇10之前方或後方。如圖1所示，係將水流排線30設置在風扇10的後方，外部的水係由水流排線30的入口301注入水流排線30中流動，注入的水再經由水流排線30的出口302流出。

如圖5之A區域中所示，本發明可以進一步在水流排線30的至少一部分形成分流；亦即可以將部分水流排線30以多條水路並聯連接，以使得水流排線30的路徑分配較為均勻。

當風扇10開啟時，風扇10後方的空氣會被抽吸而使得空氣經過蒸發器20，通過蒸發器20的空氣被降低了溫度而從風扇10的前方吹出以形成涼風。本發明應用蒸發器20來吸收空氣中的熱量而使得所吹送的風比沒有經過蒸發器20風溫度更低，達到吹送涼風的效果。如圖3所示之示意圖，係顯示蒸發器20位在風扇10的後方，圖3中之箭頭所指為空氣吹送之風向；但本發明中並不限於此一機構，如圖4所示之示意圖，係顯示蒸發器20可以位在風扇10的前方，圖4中之箭頭所指之方向為空氣吹送之風向。

至少一致冷組件400通過水管連接於蒸發器20的水流排線30的入口301及出口302之間，以冷卻進入該水流排線30的水。該致冷組件400的第一端401經由水管50連接水流排線30的入口301，致冷組件400的第二端402經由水管50連接水流排線30的出口302。通過致冷組件400以降低溫度後的冷卻水經由該第一端401與入口301流入蒸發器20中的水流排線30以吸收通過蒸發器20的空氣中的熱量；在蒸發器20中吸收熱量後的冷卻水再通過該出口302與第二端402而流回致冷組件400。圖1顯示了本發明可以包含複數個致冷組件400，該等致冷組件400以水管串聯而可以進一步提升對冷卻水的冷卻效果。

一泵送裝置60以水管50連接於致冷組件400的第一端401與蒸發器20的水流排線30之間。該泵送裝置60由第二馬達65驅動，以驅使水在致冷組件400及水流排線30之間流動，並且使通過水流排線30的水回到致冷組件400中而形成一循環。

該致冷組件400可以包含：一熱交換箱72、一致冷晶片74與一水冷機構78。其中，該熱交換箱72具有中空的內空間，並且藉由水管50連通該熱交換箱72的內空間與水流排線30，該熱交換箱72與水流排線之入口301的連接處做為致冷組件400的第一端401；該熱交換箱72較佳地以銅、銅合金、鋁、或鋁合金材料製成。

該致冷晶片74貼附在熱交換箱72的一側，並且使致冷晶片72連接一電源。當致冷晶片72被通電時，可吸收熱交換箱72中的水流的熱量，使得熱交換箱72中的水流溫度降低。

本發明還可以在熱交換箱72上設置一散熱鰭片組76，並且使致冷晶片74的一側接觸該散熱鰭片組76（如圖2所示）；藉由散熱鰭片組76增加致冷晶片74的導熱面積，以提升降溫效果。

該水冷機構78用於貼附在致冷晶片74的另一側，亦即相對於熱交換箱72的另一側。該水冷機構78用於對致冷晶片74進行散熱。該水冷機構78包含一箱體，以及連通至該箱體內部的一入水管路781及一出水管路782，其中外部的水經由入水管路781輸入水冷機構78的箱體內，然後再經由出水管路782從該箱體排出，亦即使水在箱體內部流動，水冷機構78之箱體內的水用以吸收致冷晶片74升高的熱量以對致冷晶片散熱；該水冷機構78的箱體較佳地以銅、銅合金、鋁、或鋁合金材料製成。

本發明還包含一水槽500，其中水槽500的入口501以水管連接水冷機構78的出水管路782；水槽500的出口502以水管連接水冷機構78的入水管路781。該水槽500的功用主要用來冷卻來自該水冷機構78的水流。該水槽500還可以包含氣體循環管路600，該氣體循環管路600可以包含一進氣管601、一出氣管602及氣體泵送裝置603，其中將進氣管601伸入水槽500內的水中，氣體泵送裝置603將空氣經由進氣管601泵送進入水槽500內的水中，藉由空氣將水槽500內的水攪動並且吸收水槽500內的熱量，空氣再通過出氣管602逸出水槽500，以達到冷卻水槽500內的水流的目的（如圖8所示）。圖1中顯示該氣體泵送裝置603可以連接在該進氣管601的一端，用以將空氣泵送進入水槽500內。圖7中顯示氣體泵送裝置603可以連接出氣管602的一端，用以將水槽500內的空氣抽吸出來，同時使外部空氣通過進氣管601自然對流地進入水槽500內以冷卻水槽500內的水流。

水槽500還可以包含冷卻管路503及沉水泵504，該冷卻管路503的一端連接水槽500的入口501以接收來自水冷機構78的出水管路782的水流；冷卻水管503的另一端連接水槽500的出口502，以利用沉水泵504將冷卻後的水通過入水管路781泵送至水冷機構78。

如圖1所示，本發明可以配置單一個蒸發器20。

如圖6所示，本發明的第二實施例還可以包含一真空箱體90，用以包覆住該等致冷組件400，該真空箱體90內部係抽真空而形成真空狀態，可以避免外部熱量影響致冷晶片74的吸熱能力而能提升散熱效果。

圖9顯示本發明之第三實施例，在本例中與上述實施例相同的元件以相同的符號表示，並且具有相同功能，故不再贅述其細節。本例中係配置多個蒸發器20，其中該蒸發器20的水流排線30係以層層排列的方式依序配置在風扇10的前方或後方(在圖9中係配置在該風扇10後方)，使得多個蒸發器20的水流排線30在風扇10所抽取的空氣流動上形成多層的排列方式，而使得風扇10抽取的空氣可以通過多層的水流排線30而達到更進一步的降溫效果。其中各個蒸發器20分別對應一致冷組件400。

圖10顯示本發明之第四實施例，在本例中與上述實施例相同的元件以相同符號表示，並且具有相同的功能，故不再詳述其細節。在本例中係配置多個蒸發器20，其中該多個蒸發器20可以共用相同的致冷組件400、泵送裝置60及第二馬達65。

圖11顯示本發明之第五實施例，在本例中與上述實施例相同的元件以相同符號表示，並且具有相同的功能，故不再詳述其細節。在本例中係將致冷組件400做進一步變化；亦即，如圖12所示，在每一組致冷組件400外部分別設置一外殼70，使得每一組致冷組件400所包含的熱交換箱72、水冷機構78與致冷晶片74均被容納於外殼70中，連接於致冷晶片74的電線在延伸出封閉外殼70，並且連接於熱交換箱72與水冷機構78的水管分別延伸出外殼70後，再將外殼70完全密封，最後將外殼70內部的空氣完全抽出以形成真空狀態，以避免外部熱量影響致冷晶片74的吸熱能力而能提升散熱效果。

圖13顯示本發明之第六實施例，在本例中與上述實施例相同的元件以相同符號表示，並且具有相同的功能，故不再詳述其細節。在本例中係以水幕裝置80取代前述之蒸發器20；具體而言，所述水幕裝置80可以在兩框架801之間的上方設置一管路802，該管路802大致上呈水平地配置，並且將管路802連接至水源，管路802的管壁則設置複數噴嘴803，噴嘴803的開口朝向下方，當開啟水源時，水流至管路802並從各個噴嘴803往下噴灑以在兩框架801之間形成水幕；前述的水流排線30則配置於兩框架801之間，因此，流經水流排線30的水所含的熱量可以被水幕吸收而冷卻，亦即在本發明的第六實施例係以水冷式取代前述的氣冷式。

本發明的優點在於將原來傳統上使用的水冷風扇的水應用致冷晶片更進一步冷卻，而使得風扇吹送的風更進一步地降低，而達成吹送涼風的目的。

綜上所述，本發明人性人化之體貼設計，相當符合實際需求。其體改進現圶缺失，相較於習知技術明顯具有突破性之進步優點，確實具有功效之增進，且非易於達成。本發明未曾公開或揭露於國內與國外之文獻與市場上，已符合專利法規定。

上列詳細說明係針對本發明之一可行實施例之具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本發明之專利範圍中。

10‧‧‧風扇

15‧‧‧第一馬達

20‧‧‧蒸發器

30‧‧‧水流排線

301‧‧‧入口

302‧‧‧出口

400‧‧‧致冷組件

401‧‧‧第一端

402‧‧‧第二端

50‧‧‧水管

500‧‧‧水槽

501‧‧‧入口

502‧‧‧出口

503‧‧‧冷卻水管

504‧‧‧沉水泵

60‧‧‧泵送裝置

600‧‧‧循環管路

601‧‧‧進氣管

602‧‧‧出氣管

603‧‧‧氣體泵送裝置

65‧‧‧第二馬達

70‧‧‧外殼

72‧‧‧熱交換箱

74‧‧‧致冷晶片

76‧‧‧散熱鰭片組

78‧‧‧水冷機構

781‧‧‧入水管路

782‧‧‧出水管路

80‧‧‧水幕裝置

801‧‧‧框架

802‧‧‧管路

803‧‧‧噴嘴

90‧‧‧真空箱體

圖1顯示本發明之第一實施例； 圖2顯示本發明之致冷裝置之示意圖； 圖3顯示本發明之蒸發器與風扇之架構方塊示意圖； 圖4顯示本發明之蒸發器與風扇之另一架構方塊示意圖； 圖5顯示本發明之第一實施例之另一示意圖； 圖6顯示本發明之第二實施例之示意圖； 圖7顯示氣體泵送裝置可以連接出氣管的一端之示意圖； 圖8顯示本發明之水槽之側視示意圖； 圖9顯示本發明之第三實施例； 圖10顯示本發明之第四實施例； 圖11顯示本發明之第五實施例； 圖12顯示本發明第五實施例中之致冷組件結構之平面剖面示意圖；以及 圖13顯示本發明之第六實施例。

Claims (14)

1. 一種以致冷組件冷卻之風扇機構，包含： 　　至少一風扇，連接一第一馬達，該風扇由該第一馬達驅動； 至少一蒸發器，設在該風扇之前方或後方，該蒸發器包含一水流排線，外部的水由該水流排線的一入口注入該水流排線，並經由該水流排線的一出口流出； 至少一致冷組件，該致冷組件的一第一端經由水管連接該水流排線的該入口以將水注入該水流排線，該致冷組件的一第二端經由水管連接該水流排線的該出口，以將通過該水流排線的水流回至該致冷組件；以及 一泵送裝置，以水管連接該致冷組件，該泵送裝置由一第二馬達驅動，以驅使水在該致冷組件及該水流排線之間循環流動； 其中該致冷組件包含： 一熱交換箱，具有中空的內空間，連接該水流排線的該水管連通該內空間，使水流通過該熱交換箱； 一致冷晶片，其一側貼附在該熱交換箱，該致冷晶片連接一電源；當該致冷晶片通電時，吸收該熱交換箱中的水流的熱量，以降低該熱交換箱中的水流溫度；以及 一水冷機構，貼附於該致冷晶片的另一側，使該致冷晶片位於該熱交換箱與該水冷機構之間，該水冷機構包含一入水管路及一出水管路，外部的水經由該入水管路輸入該水冷機構，以吸收該致冷晶片的熱量而使該致冷晶片散熱，該水冷機構內的水則經由該出水管路排出。
2. 如申請專利範圍第1項所述之以致冷組件冷卻之風扇機構，還包含一水槽，該水槽連接該水冷機構的該入水管路與該出水管路，用以冷卻來自該水冷機構的水流。
3. 如申請專利範圍第2項所述之以致冷組件冷卻之風扇機構，其中該水槽還包含一氣體循環管路，該氣體循環管路包含一進氣管、一出氣管及一氣體泵送裝置，該氣體泵送裝置連接該進氣管或該出氣管的一端，該氣體泵送裝置將空氣通過該進氣管泵送進入該水槽內，或者該氣體泵送裝置將空氣通過該出氣管將該水槽內的空氣抽吸出該水槽，使空氣該在水槽內流動以冷卻水流。
4. 如申請專利範圍第3項所述之以致冷組件冷卻之風扇機構，其中該進氣管延伸進入該水槽的水中，而使得空氣經由該進氣管進入水中。
5. 如申請專利範圍第3項所述之以致冷組件冷卻之風扇機構，其中該水槽進一步包含一冷卻管路及一沉水泵，該沉水泵用以驅使水在該冷卻管路內流動，使得該冷卻管路接收來自各該水冷機構的該出水管路的水流，並且該冷卻管路的另一端將冷卻後的水通過該入水管路流回至該水冷機構。
6. 如申請專利範圍第1項所述之以致冷組件冷卻之風扇機構，其中該至少一致冷組件為多個致冷組件，該等致冷組件以串聯的方式串接。
7. 如申請專利範圍第1項所述之以致冷組件冷卻之風扇機構，其中該至少一蒸發器為多個蒸發器，該多個蒸發器的水流排線係以層層排列的方式依序配置在該風扇的前方或後方，使得該多個蒸發器的水流排線在空氣流動路徑上形成多層的排列，使空氣通過多層的水流排線，其中，該多個蒸發器分別對應地連接一個該致冷組件。
8. 如申請專利範圍第1項所述之以致冷組件冷卻之風扇機構，其中該至少一蒸發器為多個蒸發器，其中該多個蒸發器共用相同的一個致冷組件、一個泵送裝置及一個第二馬達。
9. 如申請專利範圍第1項所述之以致冷晶片冷卻之風扇機構，其中該水流排線的至少一部分以多條水路並聯連接。
10. 如申請專利範圍第1項所述之以致冷組件冷卻之風扇機構，其中該熱交換箱上設置一散熱鰭片組，該致冷晶片的一側接觸該散熱鰭片組。
11. 如申請專利範圍第1項所述之以致冷組件冷卻之風扇機構，其中進一步包含一真空箱體，該真空箱體包覆住該至少一致冷組件，該真空箱體內部的空氣被完全抽出以形成真空狀態。
12. 如申請專利範圍第1項所述之以致冷組件冷卻之風扇機構，其中，包含複數致冷組件，每一該致冷組件包括：一外殼，以及容納於該外殼內的一熱交換箱、一致冷晶片與一水冷機構，該外殼形成完全密封，並且該外殼的內部被形成為真空狀態。
13. 一種致冷組件，包含： 　　一致冷晶片，被通入電流後在其第一側產生吸熱作用，以及在相對第二側產生放熱作用； 　　一熱交換箱，表面接觸地附設於該致冷晶片的該第一側，該熱交換箱具有中空的內空間、提供水流入該內空間的一入口、以及提供該內空間中的水流出的一出口，該熱交換箱係以銅、銅合金、鋁、或鋁合金材料製成；以及 　　一水冷機構，具有一箱體，該箱體的外表面接觸地附設於該致冷晶片的該第二側，該箱體具有一內空間、至少一個連通該內空間入水管路、以及至少一個連通該內空間的出水管路，水從該入水管路流入該內空間後通過該出水管路流出，該箱體係以銅、銅合金、鋁、或鋁合金材料製成。
14. 如申請專利範圍第13項所述之致冷組件，其中，進一步包含一外殼，該致冷組件所包含的該熱交換箱、該水冷機構與該致冷晶片均被容納於該外殼中，連接該致冷晶片的電線在延伸出該外殼，並且連接該熱交換箱與該水冷機構的水管分別延伸出該外殼後，該外殼被完全密封且將該外殼的內部形成真空狀態。