TWI742747B

TWI742747B - 渦流水箱

Info

Publication number: TWI742747B
Application number: TW109122596A
Authority: TW
Inventors: 蔡水發; 林宗偉
Original assignee: 訊凱國際股份有限公司
Priority date: 2019-08-28
Filing date: 2020-07-03
Publication date: 2021-10-11
Also published as: CN212588702U; CN112449552A; TW202108963A

Abstract

一種渦流水箱，包含容置組件及驅動組件。容置組件包含圍牆及端牆。圍牆圍繞出一容納腔室並於其兩端形成連通容納腔室的二開口。端牆裝設於並封閉其中一開口，其中圍牆或端牆形成連通容納腔室的一通孔，且通孔用以連通環境或一流動系統。驅動組件裝設於並封閉圍牆的另一開口，其包含泵及攪動元件。泵形成轉動腔室、第一通道及第二通道，其中第一通道連通轉動腔室和容納腔室，且第二通道連通轉動腔室並用以連通環境或流動系統。攪動元件容置於容納腔室，且泵可驅動攪動元件使攪動元件轉動，以攪動容置於容納腔室中的工作流體使其形成一旋渦。

Description

渦流水箱

本發明係關於熱傳遞的領域，特別是關於一種渦流水箱。

隨著電子元件的頻率和效能的提升，這些電子元件所產生的熱更為顯著，故僅安裝風扇和散熱片並不足以將熱散發。因此，開發了液冷系統。

液冷系統包含幫浦、儲液箱、熱交換器(即加熱芯或散熱器)、水冷頭以及連通前述元件的循環管路。若這些元件具有複雜的結構，則在這些元件中的阻抗可能會很顯著，因而幫浦需要有更多的電力以驅動工作流體。然而，當幫浦消耗更多的電力，其會產生更多的熱，從而可能降低液冷系統的效能。

此外，工作流體通常為水，而水易於蒸發。在液冷系統使用了一段時間後，工作流體的量會減少，且空氣會滲入液冷系統。若空氣隨著工作流體流動，則散熱效率會下降。此外，在工作流體中的氣泡會導致幫浦或其他元件損壞。因此，需要有一種簡易的方式可以讓使用者察覺到氣泡。

為了克服這些缺點，本發明提供了一種渦流水箱以減輕或消除上述問題。

本發明在於提供一種渦流水箱，藉以解決先前技術中液冷系統因元件複雜的結構具有顯著的阻抗，使幫浦需要有更多的電力以驅動工作流體進而產生更多的熱而降低液冷系統效能的問題。

本發明之一實施例所揭露之渦流水箱，包含一容置組件以及一驅動組件。容置組件包含一圍牆以及一端牆。圍牆圍繞出一容納腔室，且圍牆於其兩端形成有連通容納腔室的二開口。端牆裝設於並封閉其中一開口。圍牆或端牆上形成有連通容納腔室的一通孔，且通孔用以連通環境或一流動系統。驅動組件裝設於並封閉圍牆的另一開口。驅動組件包含一泵以及一攪動元件。泵形成有一轉動腔室、一第一通道以及一第二通道，其中第一通道連通轉動腔室和容納腔室，且第二通道連通轉動腔室並用以連通環境或流動系統，以形成供一工作流體循環流動的一冷卻迴路。攪動元件容置於容納腔室，且泵可驅動攪動元件使攪動元件轉動，以攪動容置於容納腔室中的工作流體使其形成一旋渦。

根據上述實施例所揭露的渦流水箱，其容納腔室用以存放工作流體，而當泵運作並抽取工作流體時，攪動元件可使工作流體形成一旋渦，從而改善工作流體的流動性並減小渦流水箱中的阻抗。

以上關於本發明內容的說明及以下實施方式的說明係用以示範與解釋本發明的原理，並且提供本發明的專利申請範圍更進一步的解釋。

參照圖1至圖9，本發明提供了根據第一實施例之一種渦流水箱，其包含一容置組件10以及一驅動組件20。

容置組件10包含一圍牆11以及一端牆12。圍牆11與端牆12可以是裝設在一起的兩個獨立元件，或者，圍牆11與端牆12可為一體成型。

圍牆11就像是由透明材料製成的中空容器。所述容器的截面形狀可為圓形、多邊形、橢圓形或其他幾何形狀，本發明不以此為限。圍牆11於其兩端形成有二開口111，且圍牆11圍繞出一容納腔室112。圍牆11的兩個開口111可連通容納腔室112。

端牆12裝設於圍牆11的其中一開口111並封閉此開口111。端牆12可由透明材料製成，但本發明不以此為限。端牆12形成有連通容納腔室112的一通孔120，從而容納腔室112透過通孔120連通環境或一流動系統。在另一實施例中，通孔120可形成於圍牆11而不是形成於端牆12，從而當液體經由圍牆11上的通孔120流入或流出時，液體會自動形成旋渦。

驅動組件20裝設於並封閉圍牆11的另一開口111。驅動組件20包含一泵22以及一攪動元件23。泵22形成有一驅動腔室221、一轉動腔室222、一第一通道223以及一第二通道224，且泵22包含一定子225以及一轉子226。轉動腔室222與驅動腔室221彼此隔離。第一通道223和第二通道224連通轉動腔室222，從而轉動腔室222透過第一通道223連通容納腔室112且透過第二通道224連通環境或流動系統。

定子225裝設於驅動腔室221中，且轉子226裝設於轉動腔室222中。定子225用以轉動轉子226，且轉子226用以驅動一液體於轉動腔室222中流動。明確地說，轉子226包含一基座2261以及設置於基座2261的多個葉片2262。葉片2262從基座2261的中間處向外且彎曲地延伸，從而工作流體可從葉片2262獲得動能而向外流動。然而，轉子226的結構並不以此為限。在本實施例中，轉子226在這些葉片2262的內端部之間形成有一安裝空間。

在具有上述之結構下，若本發明的渦流水箱連接於流動系統，則流動系統的其中一管件可連接通孔120，且流動系統的另一管件可連接第二通道224。

如此，流動系統的一工作流體可經由端牆12的通孔120流入本發明的渦流水箱，並容置於容納腔室112中。接著，工作流體經由第一通道223流入轉動腔室222。當工作流體在轉動腔室222中時，轉子226驅動工作流體以經由第二通道224流出轉動腔室222並再次回到流動系統。然而，工作流體係可在前述路徑中反向地流動。

攪動元件23容置於容納腔室112中且用以被轉動。因此，工作流體可透過攪動元件23的攪動而形成一旋渦。攪動元件23可以是一磁性攪動件；然而，在本實施例中，攪動元件23可為一分叉桿，且不以此為限。明確地說，攪動元件23可包含一主桿231以及二個或二個以上的支桿232。主桿231包含彼此相對的一分叉端以及一驅動端。支桿232裝設於主桿231的分叉端且位於容納腔室112中。舉例來說，攪動元件23的形狀可為T形或Y形，但本發明不以此為限。

在本實施例中，攪動元件23是被定子225所驅動。也就是說，攪動元件23是另一轉子。明確地說，攪動元件23係裝設在轉子226上，從而攪動元件23和轉子226可同步地轉動。

在本實施例中，第一通道223與轉子226的一轉軸對齊，且攪動元件23的驅動端裝設於轉子226的中心，故攪動元件23的一轉軸和轉子226的轉軸相同，但本發明不以此為限。此外，攪動元件23被套在第一通道223中，但本發明不以此為限。

明確地說，攪動元件23在主桿231的驅動端包含一組裝結構233。組裝結構233裝設於轉子226的安裝空間中。組裝結構233包含朝外延伸的至少一凸塊。每個凸塊緊靠著轉子226的至少一葉片2262。而且，每個凸塊可緊靠著相鄰的兩葉片2262。也就是說，各凸塊可被相鄰兩葉片2262的內端部夾著。所述至少一凸塊的數量可以是二個、三個、五個或其他數量，且在本實施例中，凸塊的數量和葉片2262的數量相同。因此，每個凸塊係分別由兩相鄰葉片2262夾著。

在具有上述之結構下，容納腔室112用以存放工作流體。當泵22運作並抽取工作流體時，攪動元件23可形成一顯著的旋渦，從而改善工作流體的流動性並減小渦流水箱中的阻抗。

本發明提供了根據第二實施例之一種渦流水箱，其包含如第一實施例所示之一容置組件10以及一驅動組件20。第二實施例的技術特徵相似於第一實施例的技術特徵，且其差異僅在於渦流水箱更包含一發光組件30。發光組件30可設置於容置組件10中；舉例來說，發光組件30可設置於容置組件10的端牆12的一內表面上，從而朝向驅動組件20發光，或者，發光組件30可設置於容置組件10的圍牆11的一內表面上，從而向內發光。

在本實施例中，發光組件30係設置於容置組件10 和驅動組件20之間。發光組件30包含多個發光二極體(Light-Emitting Diode，LED)，且這些LED係排列成一圈從而環繞泵22的第一通道223以及攪動元件23，但本發明不以此為限。

在具有發光組件30的配置下，容置組件10中的工作流體可被照亮，故使用者可直接觀察工作流體的狀況，例如觀察在容納腔室112中的雜質或氣泡。此外，在泵22的運作過程中照亮工作流體，旋渦會變得顯著。

本發明提供了根據第三實施例之一種渦流水箱，其包含如第二實施例所示之一容置組件10、一驅動組件20以及一發光組件30。第三實施例的技術特徵相似於第二實施例的技術特徵，且其差異僅在於發光組件30係設置在驅動組件20中。

在本實施例中，驅動組件20更包含一外殼21。外殼21包含一第一部件211、一第二部件212以及一第三部件213。然而，本發明不以外殼21的結構為限。第一部件211裝設於並封閉圍牆11上相對於端牆12的開口111。第一部件211可由透明材料製成。

第二部件212裝設於第一部件211而使第一部件211位於第二部件212和圍牆11之間。第二部件212在其連接於第一部件211的一表面上形成有一環形槽2120。發光組件30設置於環形槽2120中。此外，第二部件212更形成有所述驅動組件20的轉動腔室222和第二通道224，從而轉子226係設置於第二部件212中。

在另一實施例中，環形槽2120係可凹陷形成在第一部件211上。

第三部件213裝設於第二部件212而使第二部件212位於第三部件213和第一部件211之間。第三部件213封閉轉動腔室222。第三部件213形成有所述驅動組件20的驅動腔室221，從而定子225係設置於第三部件213中。

在另一實施例中，外殼21更包含裝設於第三部件213的一第四部件214，而使第三部件213係位於第四部件214和第二部件212之間。第四部件214封閉驅動腔室221。

本發明提供了根據第四實施例之一種渦流水箱，其包含如上述任一實施例所示之一容置組件10以及一驅動組件20。第四實施例的技術特徵相似於上述任一實施例的技術特徵，且其差異僅在於容置組件10更包含一轉向元件13，且轉向元件13位於圍牆11的容納腔室112中並且相鄰於端牆12的通孔120。亦即，轉向元件13係位於通孔120前方。

在此結構下，當工作流體經由通孔120流入容納腔室112時，轉向元件13會改變工作流體的流動方向。在本實施例中，工作流體的流動方向可改變為朝向圍牆11。因此，若工作流體包含氣泡或容納腔室112包含氣體，則氣泡或氣體不會被傳送到容納腔室112的深處，而是會維持在容納腔室112的上部。

在本實施例中，轉向元件13包含一阻擋塊131以及至少一連接件132。阻擋塊131位於通孔120的前方。阻擋塊131可形成有朝向通孔120凸出的一曲面。在本實施例中，所述曲面為一圓頂面，且通孔120與圓頂面的中心對齊。連接件132的一端裝設於端牆12上且另一端設置於阻擋塊131，從而使阻擋塊131和端牆12之間有一間隙。在本實施例中，連接件132的數量為多個(例如三個)，且這些連接件132配置為圍繞通孔120排列。

本發明提供了根據第五實施例之一種渦流水箱，其包含如上述任一實施例所示之一容置組件10以及一驅動組件20。第五實施例的技術特徵相似於上述任一實施例的技術特徵，且其差異僅在於驅動組件20更包含一防氣(gas-proof)元件24，且防氣元件24位於容納腔室112中並且位於攪動元件23的支桿232和泵22之間。

防氣元件24可裝設於泵22的外殼21上(例如裝設在第四實施例所揭露的外殼21的第一部件211上，但不以此為限)並環繞泵22的第一通道223。在本實施例中，防氣元件24包含一擋板241以及至少一支撐件242。

在本實施例中，擋板241可包含一止擋部2411以及一導引部2412。止擋部2411可以是垂直於攪動元件23主桿231的一板體。也就是說，止擋部2411的一延伸方向與工作流體的流動方向交叉。擋板241的一外緣和圍牆11的內表面之間形成有一間隙。

導引部2412裝設於止擋部2411，明確地說係裝設於止擋部2411的外緣。導引部2412可從止擋部2411朝向端牆12延伸或朝向泵22延伸，但本發明不以此為限。

擋板241可形成有一第一孔2413，且攪動元件23穿過第一孔2413。也就是說，攪動元件23的主桿231的兩端分別位於擋板241的兩側。擋板241可選擇性地在第一孔2413的旁邊形成有多個第二孔2414，因而工作流體可不僅只經由第一孔2413流動，而亦可經由第二孔2414流動。在本實施例中，第二孔2414係形成於止擋部2411上，但本發明不以此為限，第二孔2414係可形成於導引部2412上，或可形成於止擋部2411和導引部2412兩者上。

支撐件242的一端裝設於擋板241，且支撐件242的另一端裝設於外殼21。明確地說，支撐件242可裝設於擋板241、裝設於導引部2412，或裝設於止擋部2411和導引部2412兩者。因此，擋板241和第一通道223之間形成有一間隙。所述至少一支撐件242的數量為多個，且支撐件242彼此相隔開設置。

因為具有防氣元件24，在工作流體中的氣泡可被阻擋且難以通過防氣元件24。因此，氣泡不會被傳遞至轉動腔室222中而損壞泵，且氣泡不會通過第二通道224而進入流動系統。

即使在前面的描述中已經闡明了本發明的許多特色和優點，以及本發明的結構和特徵的細節，但前揭僅為示例。在本發明的原理內，係可以在細節上做出改變，特別是在形狀、尺寸和元件配置的方面，其可在隨附申請專利範圍所表達術語之廣泛的一般含義所指的全部範圍內進行改變。

10:容置組件 11:圍牆 111:開口 112:容納腔室 12:端牆 120:通孔 13:轉向元件 131:阻擋塊 132:連接件 20:驅動組件 21:外殼 211:第一部件 212:第二部件 2120:環形槽 213:第三部件 214:第四部件 22:泵 221:驅動腔室 222:轉動腔室 223:第一通道 224:第二通道 225:定子 226:轉子 2261:基座 2262:葉片 23:攪動元件 231:主桿 232:支桿 233:組裝結構 24:防氣元件 241:擋板 2411:止擋部 2412:導引部 2413:第一孔 2414:第二孔 242:支撐件 30:發光組件

圖1為根據本發明實施例之渦流水箱的立體示意圖。圖2為圖1之渦流水箱的剖面示意圖。圖3為圖1之渦流水箱的分解示意圖。圖4為圖1之渦流水箱的另一分解示意圖。圖5為圖1之驅動組件的立體示意圖。圖6為圖1之渦流水箱的局部剖面示意圖。圖7為圖1之驅動組件的局部上視示意圖。圖8為圖1之驅動組件的局部分解示意圖。圖9為圖1之驅動組件的另一局部分解示意圖。

10:容置組件

11:圍牆

12:端牆

120:通孔

20:驅動組件

21:外殼

211:第一部件

212:第二部件

214:第四部件

23:攪動元件

231:主桿

232:支桿

24:防氣元件

241:擋板

242:支撐件

Claims

一種渦流水箱，包含：一容置組件，包含一圍牆以及一端牆，該圍牆圍繞出一容納腔室，該圍牆於其兩端形成有連通該容納腔室的二開口，該端牆裝設於並封閉其中一該開口，該圍牆或該端牆上形成有連通該容納腔室的一通孔，且該通孔用以連通環境或一流動系統；以及一驅動組件，裝設於並封閉該圍牆的另一該開口，該驅動組件包含一泵以及一攪動元件，該泵形成有一轉動腔室、一第一通道以及一第二通道，該第一通道連通該轉動腔室和該容納腔室，且該第二通道連通該轉動腔室並用以連通環境或該流動系統，以形成供一工作流體循環流動的一冷卻迴路；其中，該攪動元件容置於該容納腔室，且該泵可驅動該攪動元件使該攪動元件轉動，以攪動容置於該容納腔室中的該工作流體使該工作流體形成一旋渦。
如請求項1所述之渦流水箱，其中該圍牆是由透明材料製成。
如請求項1所述之渦流水箱，其中該端牆是由透明材料製成。
如請求項1所述之渦流水箱，其中該泵包含一定子以及一轉子，該泵更形成有一驅動腔室，該轉動腔室與該驅動腔室彼此隔離，該定子裝設於該驅動腔室中，該轉子裝設於該轉動腔室中，該定子以轉動該轉子，該轉子包含一基座以及設置於該基座的多個葉片，該些葉片從該基座的中間處向外且彎曲地延伸，該攪動元件穿設該第一通道，且該攪動元件裝設在該轉子上。
如請求項4所述之渦流水箱，其中該些葉片的內端部之間形成有一安裝空間，該攪動元件包含一主桿以及多個支桿，該主桿穿設該第一通道並包含彼此相對的一分叉端以及一驅動端，該分叉端位於該容納腔室中，該驅動端包含一組裝結構，該組裝結構裝設於該安裝空間中，該組裝結構包含朝外延伸的至少一凸塊，該至少一凸塊夾設於任二相鄰的該些葉片之間，該些支桿裝設於該主桿的該分叉端且位於該容納腔室中。
如請求項5所述之渦流水箱，其中該驅動組件更包含一防氣元件，該防氣元件位於該容納腔室中並位於該些支桿和該泵之間，該防氣元件環繞該第一通道，該防氣元件的一外緣和該圍牆的一內表面之間形成有一間隙，該防氣元件包含一擋板以及至少一支撐件，該擋板包含一止擋部以及一導引部，該止擋部為垂直於該主桿的一板體，該止擋部形成有一第一孔，該攪動元件的該主桿穿過該第一孔，該導引部裝設於該止擋部並從該止擋部朝向該端牆的方向延伸或朝向該泵的方向延伸，該至少一支撐件的一端裝設於該擋板且另一端裝設於該泵，使該擋板和該第一通道之間形成有一間隙。
如請求項1所述之渦流水箱，更包含一發光組件，其中該發光組件設置於該容置組件的該端牆的一內表面上或該圍牆的一內表面上。
如請求項1所述之渦流水箱，更包含一發光組件，其中該發光組件設置於該容置組件和該驅動組件之間，該發光組件包含多個發光二極體，且該些發光二極體排列成一圈並環繞該第一通道以及該攪動元件。
如請求項1所述之渦流水箱，更包含一發光組件，其中該驅動組件更包含一外殼，該外殼包含一第一部件以及一第二部件，該第一部件裝設於並封閉該圍牆上相對於該端牆的該開口，該第一部件由透明材料製成，該第二部件裝設於該第一部件而使該第一部件位於該第二部件和該圍牆之間，該第二部件形成有該轉動腔室和該第二通道，該第一部件具有連接於該第二部件的一第一表面，該第二部件具有連接於該第一部件的一第二表面，該第一表面或該第二表面上形成有一環形槽，且該發光組件設置於該環形槽。
如請求項1所述之渦流水箱，更包含一轉向元件，其中該轉向元件位於該容納腔室中，該通孔位於該端牆上，該轉向元件包含一阻擋塊以及至少一連接件，該阻擋塊相鄰於且位於該通孔的前方，該至少一連接件的一端裝設於該端牆上且另一端設置於該阻擋塊，使該阻擋塊和該端牆之間形成有一間隙。