TWM611098U - 用於液冷裝置之排氣結構以及液冷裝置 - Google Patents

Abstract

本揭露提供一種排氣結構，可用於一液冷裝置。排氣結構包括一外殼、一第一過濾件、一第二過濾件。外殼包括一開口。第一過濾件設置於外殼內。第二過濾件設置於第一過濾件上。第二過濾件之過濾精度高於第一過濾件之過濾精度。液冷裝置中之一液體無法通過第二過濾件，而液冷裝置中之一氣體依序地通過第一過濾件、第二過濾件，並從開口排出。

Description

用於液冷裝置之排氣結構以及液冷裝置

本揭露係有關於一種排氣結構，特別係有關於一種用於液冷裝置之排氣結構。

在具有發熱源的設備中，例如車用設備、電子設備等，通常需要散熱裝置以幫助散熱。在一些發熱量較高的設備中，例如引擎、電腦等，常見的散熱裝置包括液體冷卻（liquid cooling）裝置。液體冷卻（以下簡稱「液冷」）裝置相較於氣體冷卻裝置通常更有效率。液冷裝置利用流經管路的液體將熱量帶走。利用水的液冷裝置亦可稱為水冷裝置。

液冷裝置在運作時，可能因為液體流向的變更或管路截面積的變化導致產生氣體並形成氣泡。氣泡會造成液體流動不順，使得液冷裝置不穩定、降低液冷裝置之散熱效率。

因此，如何排除液冷裝置中之氣體至關重要。

根據一些實施例，本揭露提供一種排氣結構，可用於一液冷裝置。排氣結構包括一外殼、一第一過濾件、一第二過濾件。外殼包括一開口。第一過濾件設置於外殼內。第二過濾件設置於第一過濾件上。第二過濾件之過濾精度高於第一過濾件之過濾精度。液冷裝置中之一液體無法通過第二過濾件，而液冷裝置中之一氣體依序地通過第一過濾件、第二過濾件，並從開口排出。

在一些實施例中，外殼包括一第一容納部以及一第二容納部。第一容納部較第二容納部靠近開口，且第二容納部之截面積大於第一容納部之截面積。排氣結構更包括一固定件。固定件設置於第一容納部。第一過濾件與固定件由相同材料製成。排氣結構更包括一阻擋件。阻擋件用以阻擋液體。阻擋件可為環形的。第一過濾件之過濾精度為約0.2微米至約100微米，且第二過濾件之過濾精度高於0.2微米。第一過濾件以及第二過濾件設置於第二容納部。外殼係一止付螺絲。

根據一些實施例，本揭露提供一種液冷裝置。液冷裝置包括一殼體、一管路、一液體、一排氣結構。管路形成於殼體內。液體在管路中流動。排氣結構設置於管路。排氣結構包括一外殼、一第一過濾件、一第二過濾件。外殼包括一開口，以讓液體中之一氣體排出。第一過濾件設置於外殼內。第二過濾件設置於第一過濾件上。第二過濾件之過濾精度高於第一過濾件之過濾精度，且液體無法通過第二過濾件。

以下的揭露內容提供許多不同的實施例或範例以實施本揭露之不同特徵。以下敘述各個構件以及排列方式之實施例或範例，以簡化本揭露。例如，若本說明書敘述了第一特徵形成於第二特徵的上方，即表示可包含第一特徵與第二特徵係直接接觸的實施例，亦可包含了有附加特徵形成於第一特徵與第二特徵之間，而使第一特徵與第二特徵未直接接觸的實施例。在本說明書以及申請專利範圍中的序數，例如「第一」、「第二」等，並沒有順序上的先後關係，其僅用於標示區分兩個具有相同名字之不同元件。除此之外，在本揭露的不同範例中，可能使用重複的符號或字母。

除此之外，空間相關用詞，例如：「下方」、「上方」等用詞，是為了便於描述圖式中元件或特徵與其他元件或特徵之間的關係。除了在圖式中繪示的方位外，這些空間相關用詞意欲包含使用中或操作中的裝置之不同方位。裝置可被轉向不同方位（旋轉90度或其他方位），則在此使用的空間相關詞亦可依此相同解釋。

在本說明書中，用語「約」通常表示在給定值的20%之內，較佳是10%之內，且更佳是5%之內。且在此的給定值或給定數量為大約的數量，亦即在沒有特定說明的情況下，仍可隱含「約」之含義。

請先參考第1圖。第1圖係包括一排氣結構200的一液冷裝置100之立體圖。液冷裝置100可用於冷卻一發熱源10。值得注意的是，在第1圖中係示意性地繪示發熱源10，發熱源10的相關結構特徵，例如：尺寸、形狀等不限於此。而且，發熱源10與液冷裝置100的相對位置亦不限於此。在一些實施例中，發熱源10的溫度可能為約60℃至約100℃。在一些實施例中，發熱源10的溫度可能為約80℃。

液冷裝置100包括一第一殼體110、一第二殼體120、一管路(液體流道)130、一液體入口140、一液體出口150、至少一緊固件160。第一殼體110透過緊固件160（例如：螺絲）固定於第二殼體120。於一實施例中，第一殼體110與第二殼體120連接後大致上呈長方體。管路130形成於第二殼體120內。為了實際需求，例如，配合發熱源10的數量或外部空間的配置等原因，管路130可能並非規則的。如第1圖所示，管路130包括一轉折處131。液體入口140與管路130連通，並可裝設一液體入口接頭141。類似地，液體出口150與管路130連通，並可裝設一液體出口接頭151。

接下來，請參考第2圖。第2圖係包括排氣結構200的液冷裝置100之示意圖，可了解液冷裝置100中之一液體170之流動。在第2圖中，以箭頭繪示液體170之流動方向。液體170可為水、純水、乙醇、冷媒等。液體170透過一動力源（未圖示，如泵浦）從液體入口140流入液冷裝置100。液體170在管路130中流動，吸收發熱源10的熱量而達到冷卻效果。液體170從液體出口150流出液冷裝置100。

當液體170流入管路130、在管路130中流動、或流出管路130的過程中時，氣體171可能滲入液體170中而形成氣泡。應理解的事，為了清楚顯示氣體171，在第2圖中係示意性地繪示氣體171。液體170中之氣體171可能造成液體流動不順而影響液冷裝置100之散熱性能。為了排除氣體171，可利用本揭露之排氣結構200。排氣結構200可設置於管路130之任何位置。不過，在一些實施例中，可先透過電腦輔助工程（Computer Aided Engineering, CAE）軟體等方式模擬管路130中容易產生氣體171之處，並藉此決定排氣結構200之設置位置。

舉例而言，液體170流經管路130之轉折處131時，由於液體170流向的變更，通常較易產生氣體171，故可將排氣結構200設置於轉折處131或鄰近於轉折處131之位置。因為將排氣結構200設置於鄰近於管路130中容易產生氣體171之處，可減少氣體171停留在液體170中的時間，亦即降低氣體171對液冷裝置100之影響，進而增進液冷裝置100之散熱性能。

請參考第3圖至第5圖來了解排氣結構200。第3圖係排氣結構200之分解圖。第4圖係一外殼210之剖面圖。第5圖係排氣結構200之剖面圖。排氣結構200包括外殼210、一第一過濾件250、一第二過濾件240。

外殼210大致上呈圓柱體。外殼210包括一第一容納部211、一第二容納部212、一周緣部2111、一開口215。第一容納部211較第二容納部212靠近開口215。第二容納部212之截面積大於第一容納部211之截面積。周緣部2111位於第一容納部211與第二容納部212之分界面。具體地，周緣部2111的面積即是第二容納部212之截面積與第一容納部211之截面積之差。開口215用於讓液體170中之氣體171排出。外殼210與管路130之間可具有互相配合之結構，以利於將排氣結構200安裝至液冷裝置100，達到方便安裝、節省空間等效果。在一些實施例中，外殼210係一止付螺絲，以便於安裝至管路130，而不需要其他的安裝元件。

第一過濾件250設置於外殼210內。具體地，第一過濾件250設置於外殼210之第二容納部212。為了防止第一過濾件250與第二容納部212之間形成過大的空隙造成液體170從排氣結構200中外洩，第一過濾件250的形狀係配合第二容納部212的形狀，使得第一過濾件250大致上呈等截面積的。於一實施例中，第一過濾件250可由多孔隙材料製成，例如，包括但不限於多孔隙金屬、高分子材料、陶瓷材料。多孔隙金屬可由金屬燒結或是金屬射出成型（Metal Injection Molding, MIM）等製成。又，多孔隙金屬具有良好的熱交換性質以及耐熱效果，可避免多孔隙金屬因為發熱源10之高溫導致變形。第一過濾件250之過濾精度係設計成可讓液體170以及液體170中之氣體171通過。在一些實施例中，第一過濾件250之過濾精度為約0.2微米至約100微米。

第二過濾件240亦設置於外殼210之第二容納部212。具體地，第二過濾件240設置於第一過濾件250上方，更為靠近第一容納部211與開口215。第二過濾件240可由防水透氣材料製成，例如，包括但不限於防水透氣織物。防水透氣織物可由高密度編織製成，並透過塗佈在表面的塗層達到防水以及透氣的功能。第二過濾件240之過濾精度係設計成僅可讓液體170中之氣體171通過，而液體170無法通過第二過濾件170。亦即，第二過濾件240之過濾精度高於第一過濾件之過濾精度。在一些實施例中，第二過濾件240之過濾精度高於0.2微米。

在一些實施例中，排氣結構200更包括一阻擋件230以及一固定件220。具體地，阻擋件230設置於第二過濾件240上方。阻擋件230可由具有防止液體洩露且具有黏性的材料製成，例如，包括但不限於防水膠。阻擋件230可阻擋液體170通過，故可防止液體170從排氣結構200中外洩導致影響液冷裝置100之作用。在一些實施例中，阻擋件230係環形的，且貼附於外殼210之周緣部2111與第二過濾件240之上表面之間。

固定件220設置於外殼210之第一容納部211。具體地，固定件220設置於阻擋件230上方，而更靠近開口215。為了防止固定件220與第一容納部211之間形成過大的空隙造成液體170從排氣結構200中外洩，固定件220的形狀係配合第一容納部211的形狀，使得固定件220大致上呈等截面積的。由於第二容納部212之截面積大於第一容納部211之截面積，第一過濾件250之截面積大於固定件220之截面積。固定件220用以固定第二過濾件240。由於第二過濾件240可能為織物而具有柔軟的性質，若設置有與第二過濾件240接觸的固定件220，可將第二過濾件240良好地固定在阻擋件230與第一過濾件250之間。固定件220之過濾精度係設計成可讓液體170中之氣體171通過，以有效排除氣體171。在一些實施例中，為了簡化製程，固定件220與第一過濾件250可由相同材料製成，例如，固定件220亦可由前述之多孔隙金屬製成。

以下內容描述如何組裝排氣結構200。將固定件220設置於外殼210之第一容納部211。連接阻擋件230以及第二過濾件240。將阻擋件230連同第二過濾件240設置於外殼210之第二容納部212。檢查阻擋件230是否完全地包覆外殼210之周緣部2111，以確保阻擋件230防止液體170從排氣結構200中外洩。將第一過濾件250設置於外殼210之第二容納部212。檢查第二過濾件240是否良好地固定於固定件220與第一過濾件250之間。

以下內容描述排氣結構200如何排除氣體171。請參考第5圖。如前所述，排氣結構200可設置於管路130之任何位置。當液體170流經排氣結構200時，液體170接觸第一過濾件250之表面，由於氣體171的密度低於液體170，氣體171可能位於液體170之上方(靠近開口215之一側)。液體170之分子之間的作用力迫使液體170中之氣體171亦接觸第一過濾件250之表面。

第一過濾件250之孔隙可提供毛細力，吸引液體170以及液體170中之氣體171進入第一過濾件250。如前所述，第一過濾件250可讓液體170以及氣體171通過。又，第一過濾件250所提供之毛細力使得第一過濾件250中的液體170以及氣體171繼續朝向第二過濾件240移動。如前所述，第二過濾件240僅能讓氣體171通過，此外，設置於第二過濾件240的阻擋件230可進一步確保液體170受到阻擋。

是以，液體170僅能通過第一過濾件250，而無法通過第二過濾件240，且液體170進一步受到阻擋件230的阻擋，而不會從排氣結構200中洩露。氣體171則可依序地通過第一過濾件250、第二過濾件240、固定件220，並從外殼210之開口215排出。如第5圖所示，液體170以及氣體171皆可進入排氣結構200，然而，僅有氣體171可從排氣結構200排出。

基於本揭露之排氣結構，可有效排除因為液冷裝置中之管路之截面積改變或液冷裝置中之液體流向的變更等原因所產生之氣體，達到穩定液冷裝置、提高液冷裝置之散熱效率等效果。又，本揭露之排氣結構易於安裝至液冷裝置，亦可具有與排氣裝置互相配合之結構，可達到簡化製程、降低成本等效果。不僅如此，可透過事先模擬來決定本揭露之排氣結構之設置位置，達到降低氣體對液冷裝置之影響、提高排氣結構之排氣效率等效果。除此之外，本揭露之排氣結構在排除氣體的同時，可達到有效防止液體從液冷裝置中外洩、避免影響液冷裝置之性能等效果。

前面概述數個實施例的特徵，使得本技術領域中具有通常知識者可更好地理解本揭露的各方面。本技術領域中具有通常知識者應理解的是，可輕易地使用本揭露作為設計或修改其他製程以及結構的基礎，以實現在此介紹的實施例的相同目的及/或達到相同優點。本技術領域中具有通常知識者亦應理解的是，這樣的等同配置不背離本揭露的精神以及範圍，且在不背離本揭露的精神以及範圍的情況下，可對本揭露進行各種改變、替換以及更改。

10:發熱源

100:液冷裝置

110:第一殼體

120:第二殼體

130:管路

131:轉折處

140:液體入口

141:液體入口接頭

150:液體出口

151:液體出口接頭

160:緊固件

170:液體

171:氣體

200:排氣結構

210:外殼

211:第一容納部

212:第二容納部

215:開口

220:固定件

230:阻擋件

240:第二過濾件

250:第一過濾件

2111:周緣部

當閱讀所附圖式時，從以下的詳細描述能最佳理解本揭露的各方面。應注意的是，根據業界的標準作法，各種特徵並未按照比例繪製。事實上，可任意的放大或縮小元件的尺寸，以做清楚的說明。 第1圖係包括排氣結構的液冷裝置之立體圖。 第2圖係包括排氣結構的液冷裝置之示意圖。 第3圖係排氣結構之分解圖。 第4圖係外殼之剖面圖。 第5圖係排氣結構之剖面圖。

200:排氣結構

210:外殼

220:固定件

230:阻擋件

240:第二過濾件

250:第一過濾件

Claims (10)

1. 一種排氣結構，用於一液冷裝置，包括：一外殼，包括一開口；一第一過濾件，設置於該外殼內；以及一第二過濾件，設置於該第一過濾件上，且該第二過濾件之過濾精度高於該第一過濾件之過濾精度；其中該液冷裝置中之一液體無法通過該第二過濾件，而該液冷裝置中之一氣體依序地通過該第一過濾件、該第二過濾件，並從該開口排出。
2. 如請求項1所述之排氣結構，其中該外殼包括一第一容納部以及一第二容納部，該第一容納部較該第二容納部靠近該開口，且該第二容納部之截面積大於該第一容納部之截面積。
3. 如請求項2所述之排氣結構，更包括一固定件，設置於該第一容納部。
4. 如請求項3所述之排氣結構，其中該第一過濾件與該固定件由相同材料製成。
5. 如請求項1所述之排氣結構，更包括一阻擋件，以阻擋該液體。
6. 如請求項5所述之排氣結構，其中該阻擋件係環形的。
7. 如請求項1所述之排氣結構，其中該第一過濾件之過濾精度為約0.2微米至約100微米，且該第二過濾件之過濾精度高 於0.2微米。
8. 如請求項1所述之排氣結構，其中該外殼包括一第一容納部以及一第二容納部，該第一容納部較該第二容納部靠近該開口，且該第一過濾件以及該第二過濾件設置於該第二容納部。
9. 如請求項1所述之排氣結構，其中該外殼係一止付螺絲。
10. 一種液冷裝置，包括：一殼體；一管路，形成於該殼體內；一液體，在該管路中流動；以及一排氣結構，設置於該管路，包括：一外殼，包括一開口，以讓該液體中之一氣體排出；一第一過濾件，設置於該外殼內；以及一第二過濾件，設置於該第一過濾件上；其中該第二過濾件之過濾精度高於該第一過濾件之過濾精度，且該液體無法通過該第二過濾件。

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