TWM617146U

TWM617146U - 恆溫裝置

Info

Publication number: TWM617146U
Application number: TW109214732U
Authority: TW
Inventors: 楊煌國; 楊詠麟; 楊欣龍; 黃浩宸
Original assignee: 詠欣有限公司
Priority date: 2020-11-06
Filing date: 2020-11-06
Publication date: 2021-09-21

Abstract

本創作提供一種恆溫裝置，包括平台、致冷裝置、風扇、散熱片及水槽，其中，致冷裝置、風扇、散熱片及水槽位於設備區，平台位於使用區且平台上方的空間為蓄水空間，致冷裝置裝設在風扇與散熱片下方，且致冷裝置與散熱片透過銅製傳導體連接，水槽則是位於致冷裝置下方並與致冷裝置接觸，水槽具有兩個水管，分別用於進水與出水，並進一步連接到平台的進水孔與出水孔。

Description

恆溫裝置

本創作係有關於一種恆溫裝置，尤其是包含致冷裝置，透過致冷裝置的熱面與冷面使機殼達到恆溫效果。

按，近年來隨著IC產業的蓬勃發展，而半導體製程技術也漸趨成熟，產品趨向輕、薄、短、小化已是勢在必然之需求，而以半導體製程為基礎之微機電製程，將此技術推至更極致的應用，如微感測器、微致動器、微開關等細微結構元件，最後發展至SOC(Systems On a Chip)或LOC(Lab On a Chip)等所謂的單晶片系統。

又，以微機電製程製作之微加熱器，近年來在文獻上也漸漸被廣泛地應用，其中較普遍如氣體感測器、化學感測器、(PCR)生物晶片等，藉微加熱器可局部加熱之功效，可完善的提供微系統晶片中所需的微區熱源。

以聚合酶連鎖反應(POLYMERASE CHAIN REACT1N;PCR)為例，PCR是一種分子生物學技術，用於擴增特定的DNA片段。聚合酶連鎖反應一般需要對反應混合物，在2個或3個溫度之間，進行重複的熱迴圈步驟。

然而，隨著微流控技術(Microfluidics)的不斷發展與成熟，越來越多的各種生物和化學實驗例如數字PCR、細胞培養、材料合成、藥物篩選等都將在特定的實驗用溫控儀器中實現；通常這些實驗都需要在一定的溫度範圍下才能順利的發生反應。

傳統的實驗室中恆溫的實驗器材多是具有壓縮機，需要耗費大的電力，而電力來自發電機，發電機動力來自內燃機的運作，內燃機的運作需耗費汽油，且還需要定期補充冷媒，體積大成本又高。

是以，其結構需要改良來解決上述問題。

本創作提供均勻的導熱結構，本創作恆溫裝置包含平台、致冷裝置、風扇、散熱片及水槽，其中致冷裝置、風扇、散熱片及水槽位於設備區，平台位於使用區且平台上方的空間為蓄水空間，致冷裝置裝設在風扇與散熱片下方，且製冷裝置與散熱片透過銅製傳導體連接，水槽則是位於致冷裝置下方並與致冷裝置接觸，水槽另外具有兩個水管，分別用於進水與出水。

進一步而言，平台具有進水孔與出水孔，其分別連接水槽的兩個水管，且水槽進一步連接一馬達幫浦，透過馬達幫浦，使得平台上方蓄水空間內的水與水槽內的水形成對流。

較佳而言，使用區包含外框、平台及加熱管，平台與外框之間即為蓄水空間，其中，外框具有圓孔，用來放置需要恆溫的容器，平台具有孔洞，使得加熱管加熱時能更有效傳遞熱能給平台蓄水空間內的水。

較佳而言，平台具有一磁力攪拌區，磁力攪拌區用以使放置在其上方的恆溫容器，在不需要額外攪拌器的情形下可以均勻攪拌。

以下配合圖示及元件符號對本新型之實施方式做更詳細的說明，俾使熟習該項技藝者在研讀本說明書後能據以實施。

本創作恆溫裝置的實施方式請參閱圖1，恆溫裝置結構之改良，其中包含平台10、致冷裝置20、風扇30、散熱片40、水槽50以及水管501，且大致可分為使用區A及設備區B，平台10位於使用區A，致冷裝置20、風扇30、散熱片40、水槽50以及水管501位於設備區B。

具體而言，風扇30與散熱片40交錯設置，一風扇30連接一熱片40再連接另一風扇30再連接另一散熱片40，依此方式設置所需數量，而致冷裝置20裝設在風扇30與散熱片40下方，且致冷裝置20與散熱片40透過銅製傳導體連接，水槽50則是位於致冷裝置20下方並與致冷裝置20接觸，水槽50具有兩個水管501，分別用於進水與出水。

其中，致冷裝置20是使用單層級的致冷晶片，單層級致冷晶片可以反向使用，亦即，如果正向使用是紅線接正電、黑線接負電，當紅線接負電、黑線接正電時，致冷晶片的熱面變冷面、冷面變熱面。

接著參閱圖2，圖2顯示平台10的詳細示意圖，具體而言，平台10還包含出水孔101與進水孔102，其中，出水孔101與進水孔102連接到水槽50的水管501，並且水槽50還進一步連接一馬達幫浦(圖中未顯示)，使得平台10、水槽50之間的水產生對流，更精確來說，使用區A之平台10以上的空間為蓄水空間，蓄水空間內的水與水槽50內的水會依照需求相互流通。

本創作的一應用實例可以參閱圖3，由圖3中可以發現，恆溫裝置1包含使用區A及設備區B，使用區A包含外框60、平台10及加熱管70，平台10與外框60之間形成一蓄水空間，其中，外框60具有圓孔61，用來放置需要恆溫的容器，平台10具有孔洞71，使得加熱管70加熱時能更有效傳遞熱能給平台10蓄水空間內的水。

設備區B則包含致冷裝置20、風扇30、散熱片40及水槽50，致冷裝置20還會電性連接外部的操控電腦，用以操控致冷裝置20的冷面與熱面，在此應用實例中，若要蓄水空間的水溫度上升是依靠平台10下方之加熱管70，若要蓄水空間的水溫度下降，則是依靠致冷裝置20在與水槽50接觸的面設置為冷面，並透過馬達幫浦使水槽50的冷水經由水管501流向平台10的進水孔102，而蓄水空間中溫度較高的水則經由出水孔101流向水槽50形成循環。

要注意的是，加熱管70也電性連接操控電腦，透過操控電腦的設置使得加熱管70與致冷裝置20的運作得以維持蓄水空間的水的溫度，藉以達到恆溫效果。

本創作另一應用實例請參閱圖4，圖4與圖3的應用實例相同之處在於，設備區B同樣具有致冷裝置20、風扇30、散熱片40及水槽50，致冷裝置20也電性連接外部的操控電腦，水槽50也連接馬達幫浦，圖4與圖3之應用實例的差異在於，使用區A之平台10上方蓄水空間較大且深度較淺，平台10的出水孔101與進水孔102與水管501連接，尤其是，平台10具有一磁力攪拌區103，磁力攪拌區103用以使放置在其上方的恆溫容器，在不需要額外攪拌器的情形下可以均勻攪拌。

要注意的是，此應用實例並沒有加熱管，其蓄水空間的水的溫度僅僅靠致冷裝置20來維持，致冷裝置20所使用的是單層級致冷晶片，在正負極正接的情形下，致冷裝置20與水槽50接觸的面為冷面，水槽50形成溫度較蓄水空間低的水，並透過馬達幫浦的動力流向平台10進水孔102，使溫度較高的水經由出水孔101流回水槽50形成對流，在正負極反接的情形下，致冷裝置20與水槽50接觸的面變為熱面，水槽50形成溫度較蓄水空間高的水，以相同方式形成對流。

無論致冷裝置20正接或反接，都是經由外部的操控電腦所操控，藉以達到恆溫的功效，與此同時，進一步包含攪拌功能，在升溫或降溫的過程中使容器內的物質保持均勻。

本創作的功效在於，應用致冷裝置熱面與冷面的切換來達到恆溫，且更進一步搭配加熱管來更準確的使水升溫及降溫，同時可以縮小體積、減少恆溫裝置成本、也省去要定期補充冷媒的工作。

以上所述者僅為用以解釋本創作之較佳實施例，並非企圖據以對本創作做任何形式上之限制，是以，凡有在相同之創作精神下所作有關本創作之任何修飾或變更，皆仍應包括在本創作意圖保護之範疇。

1:恆溫裝置 10:平台 101:出水孔 102:進水孔 20:致冷裝置 30:風扇 40:散熱片 50:水槽 501:水管 60:外框 61:圓孔 70:加熱管 71:孔洞 A:使用區 B:設備區

圖1顯示本創作恆溫裝置的示意圖；圖2顯示本創作恆溫裝置平台的示意圖；圖3顯示本創作恆溫裝置應用實例的示意圖；以及圖4顯示本創作恆溫裝置另一應用實例的示意圖。

10:平台

20:致冷裝置

30:風扇

40:散熱片

50:水槽

501:水管

A:使用區

B:設備區

Claims

一種恆溫裝置，分為一使用區及一設備區，包含：一平台，該平台位於該使用區，且該平台上方為一蓄水空間；一致冷裝置，該致冷裝置由至少一致冷晶片組成；一風扇；一散熱片，該風扇與該散熱片相互交錯設置在該致冷裝置上方；以及一水槽，該水槽設置在該致冷裝置下方，並與該致冷裝置接觸，其中，該致冷裝置、該風扇、該散熱片及該水槽皆位於該設備區，該水槽藉由一水管連接到該平台，該致冷裝置與外部的一操控電腦連接。
如請求項1之恆溫裝置，其中，該平台具有一進水孔與一出水孔分別連接該水槽之該水管。
如請求項1之恆溫裝置，其中，該水槽進一步連接一馬達幫浦。
如請求項1之恆溫裝置，其中，該使用區包含一外框，且該外框具有圓孔。
如請求項1之恆溫裝置，其中，該平台下方具有一加熱管，且該加熱管連接外部的該操控電腦。
如請求項1之恆溫裝置，其中，該平台具有一磁力攪拌區。
如請求項1之恆溫裝置，其中，該致冷晶片為單層級致冷晶片。
如請求項1之恆溫裝置，其中，該致冷裝置與該風扇及該散熱片是透過一銅導體連接。