TWI557545B - 降溫裝置 - Google Patents

Description

降溫裝置

本發明係有關於一種降溫裝置。更具體地來說，本發明有關於一種具有多次冷熱分離效果之降溫裝置。

為冷媒為目前常見的降溫方法，一般來說，其原理是藉由冷媒蒸發會吸收大量熱能的特性來降低溫度，再使用壓縮機加壓冷媒蒸汽使其液化並排出熱量。雖然冷媒能有效地降低溫度，但壓縮機等元件持續運作時需耗費許多能量，且冷媒也容易造成環境汙染。相較起來，渦流管只需要以壓力來驅動氣體流動，並以空氣為工作流體，不會對環境造成任何破壞。

然而，一般渦流管需要藉由高壓設備來驅動氣體，使其產生渦流運動，進而達到冷流熱流分離的效果。高壓設備如空氣壓縮機，所佔用的體積相當龐大，若在有限的空間內幾乎無法置入。因此，如何設計出一種具小尺寸並提供良好降溫效果的降溫裝置，始成一重要之課題。

為了解決上述習知之問題點，本發明提供一種降溫裝置，包括一圓盤狀本體、一渦流管、一第一導流元件、以及一第二導流元件。圓盤狀本體具有一圓形表面、與前述圓形表面相鄰之一側面、以及形成於前述圓形表面之一出風口。第 一導流元件設置於出風口，以將圓盤狀本體內之氣體排出。渦流管連接前述側面，並具有一進氣口、一氣體通道和一排氣口，其中進氣口與排氣口位於氣體通道之相反側。第二導流元件設置於進氣口，以將一外部環境之氣體導入氣體通道內。

本發明一實施例中，前述降溫裝置更包括一隔熱元件，設置於圓盤狀本體和渦流管之間。

本發明一實施例中，前述進氣口鄰近該隔熱元件。

本發明一實施例中，前述隔熱元件具有一錐形結構。

本發明一實施例中，前述錐形結構具有一第一端和一第二端，其中第一端連接渦流管，第二端連接圓盤狀本體，且第二端之截面面積大於第一端之截面面積。

本發明一實施例中，前述進氣口沿渦流管之管壁的切線方向形成。

本發明一實施例中，前述氣體通道之截面面積與排氣口之截面面積大致相同。

本發明一實施例中，前述渦流管之延伸方向對齊該圓盤狀本體之內壁的切線方向。

本發明一實施例中，前述降溫裝置更包括複數個第二導流元件且渦流管具有複數個進氣口，該些第二導流元件分別設置於該些進氣口，且該些進氣口彼此之間具有相同間距。

本發明一實施例中，前述降溫裝置更包括複數個渦流管，連接圓盤狀本體之側面，且該些渦流管彼此之間具有 相同間距。

本發明一實施例中，前述圓盤狀本體包括一熱導材料。

第一導流元件和該第二導流元件分別包括一風扇。

100‧‧‧圓盤狀本體

110‧‧‧圓形表面

111‧‧‧出風口

120‧‧‧側面

200‧‧‧渦流管

210‧‧‧進氣口

220‧‧‧排氣口

230‧‧‧氣體通道

300‧‧‧第一導流元件

400‧‧‧第二導流元件

500‧‧‧隔熱元件

510‧‧‧第一端

520‧‧‧第二端

A‧‧‧箭頭

C‧‧‧中心軸

E‧‧‧電子裝置

第1圖係表示本發明一實施例之降溫裝置示意圖。

第2圖係表示本發明一實施例之降溫裝置的局部放大示意圖。

第3圖係表示係表示第2圖中沿x-x方向之剖視圖。

第4圖係表示外部環境中之氣體進入渦流管之示意圖。

第5圖係表示渦流管中之氣體進入圓盤狀本體之示意圖。

第6圖係表示第一導流元件將圓盤狀本體內之氣體抽出並導向電子裝置之示意圖。

以下說明本發明實施例之降溫裝置。然而，可輕易了解本發明實施例提供許多合適的發明概念而可實施於廣泛的各種特定背景。所揭示的特定實施例僅僅用於說明以特定方法使用本發明，並非用以侷限本發明的範圍。

除非另外定義，在此使用的全部用語(包括技術及科學用語)具有與此篇揭露所屬之一般技藝者所通常理解的相同涵義。能理解的是這些用語，例如在通常使用的字典中定義的用語，應被解讀成具有一與相關技術及本揭露的背景或上下 文一致的意思，而不應以一理想化或過度正式的方式解讀，除非在此特別定義。

本發明一實施例之降溫裝置如第1圖所示，主要包括一圓盤狀本體100、複數個渦流管200、一第一導流元件300、以及複數個第二導流元件400，其中圓盤狀本體100具有彼此相鄰的一圓形表面110和一側面120，圓形表面110上形成有一出風口111，前述第一導流元件300設置於此出風口111，而前述渦流管200則分別連接圓盤狀本體100之側面120。

請繼續參閱第1圖，每一個渦流管200皆包括複數個進氣口210和一排氣口220，前述第二導流元件400分別設置於這些進氣口210處。於本實施例中，前述第一、第二導流元件300、400可包括選定轉速的風扇，例如為可分別提供圓盤狀本體100內外和渦流管200內外壓力差1psi的風扇。

第2圖係表示降溫裝置的局部放大示意圖，而第3圖係表示第2圖中沿x-x方向之剖視圖。如第2、3圖所示，於本實施例中，圓盤狀本體100和渦流管200之間設置有一隔熱元件500，其包括一錐形結構，並具有一第一端510和一第二端520，其中第一端510與渦流管200之氣體通道230相連，而第二端520與圓盤狀本體100相連，且第二端520之截面面積大於第一端510之截面面積。渦流管200的進氣口210和排氣口220設置於氣體通道230之相反側，且進氣口210鄰近前述隔熱元件500。

此外，需特別說明的是，如第1、3圖所示，於本實施例中，渦流管200之延伸方向係對齊圓盤狀本體100之切線方向，且六個渦流管200彼此之間具有相同間距，亦即以圓盤 狀本體100之中心軸C為圓心，每60°設置一渦流管200。因此，由渦流管200流入圓盤狀本體100之氣流可更為順暢且均勻。同樣的，本實施例中之渦流管200上的進氣口210亦是沿渦流管200管壁之切線方向而形成，且三個進氣口210彼此之間具有相同間距，因此，外部環境之氣體可更為順暢且均勻地進入渦流管200。

應注意的是，雖然本實施例中每一渦流管200上之進氣口210數量和渦流管200之數量分別為三個和六個，然而兩者之數量可依使用需求而調整(第二導流元件400之數量亦可隨之調整)，例如當第一、第二導流元件300、400提供之壓差夠高或所需之降溫效果需求較低時，可減少兩者的數量；而當第一、第二導流元件300、400提供之壓差不足或所需之降溫效果需求較高時，可增加兩者的數量。惟降溫裝置最少需要至少一個進氣口210和至少一渦流管200，而當進氣口210和渦流管200數量大於一個時，彼此之間應具有相同間距而平均配置於渦流管200和圓盤狀本體100。

以下說明本發明之降溫裝置之使用方法，首先請參閱第4圖，當第一導流元件300和第二導流元件400開啟時，外部環境的氣體會被第二導流元件400導引，由進氣口210進入渦流管200的氣體通道230內，繞渦流管200之內壁旋轉並沿氣體通道230向左前進。氣體沿渦流管200內壁旋轉時，其內的熱流會往渦流管200內壁靠近，而冷流則會遠離前述內壁，換言之，靠近渦流管200的中心軸之氣體多為冷流，因此呈現一種冷熱分離的效果。

此時，由於第一導流元件300持續將圓盤狀本體100內的氣體排出，故圓盤狀本體100內之壓力係低於渦流管200內之壓力。因此，前述渦流管200內之氣體中的冷流會被吸引進圓盤狀本體100內(如箭頭A所示)，而氣體中的熱流則會由排氣口220排出。應注意的是，由於本發明是利用第一導流元件300使圓盤狀本體100內產生負壓來吸引冷流，因此不需在排氣口220處設置使氣體反彈回折(infolding)的擋塊，氣體通道230之截面面積與排氣口220之截面面積可大致相同，藉以避免氣體中的熱流被反彈至圓盤狀本體100中。

此外，由於進氣口210鄰近渦流管200和圓盤狀本體100之間的隔熱元件500，因此可避免由進氣口210進入的氣體與被吸入圓盤狀本體100的冷流混合而導致冷流溫度升高。

如第5、6圖所示，從渦流管200進入圓盤狀本體100之氣體(即前述冷流)會繞圓盤狀本體100之內壁旋轉，同樣的，氣體將產生冷熱分離的效果，其中較熱之氣體靠近圓盤狀本體100之內壁，而較冷之氣體則遠離圓盤狀本體100之內壁而靠近圓盤狀本體100之中央。第一導流元件300可對準一需降溫之電子裝置E，將位於圓盤狀本體100中央經過兩次冷熱分離後的氣體抽出並導向前述電子裝置E，使電子裝置E得以降溫。

在前述冷熱分離的過程中，圓盤狀本體100和渦流管200的內壁將持續接觸較熱之氣體，並與前述較熱之氣體產生摩擦，因此溫度會較高，故於本實施例中，圓盤狀本體100和渦流管200之材料皆包括熱導材料(例如金屬)，以利將熱散至外部環境。

綜上所述，本發明提供一種降溫裝置，藉由渦流管和圓盤狀本體內的氣體流動，可達到至少兩次冷熱分離之效果，因此可減少渦流管的長度，使降溫裝置之尺寸得以縮減。再者，降溫裝置內部之氣體係由第一、第二導流元件所帶動，故毋須設置加壓元件或在渦流管中設置使氣體回彈之擋塊，進而減少降溫裝置的尺寸並避免冷流之溫度上升。其次，圓盤狀本體和渦流管間的隔熱元件亦可避免前述冷流與外部環境之氣體混合而造成溫度上升。因此，本發明所述的降溫裝置可具有小尺寸並提供電子裝置良好的降溫效果。

雖然本發明的實施例及其優點已揭露如上，但應該瞭解的是，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作更動、替代與潤飾。此外，本發明之保護範圍並未侷限於說明書內所述特定實施例中的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟，任何所屬技術領域中具有通常知識者可從本發明揭示內容中理解現行或未來所發展出的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟，只要可以在此處所述實施例中實施大抵相同功能或獲得大抵相同結果皆可根據本發明使用。因此，本發明之保護範圍包括上述製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟。另外，每一申請專利範圍構成個別的實施例，且本發明之保護範圍也包括各個申請專利範圍及實施例的組合。

雖然本發明以前述數個較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許之更動與潤 飾。因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。此外，每個申請專利範圍建構成一獨立的實施例，且各種申請專利範圍及實施例之組合皆介於本發明之範圍內。

100‧‧‧圓盤狀本體

110‧‧‧圓形表面

111‧‧‧出風口

120‧‧‧側面

200‧‧‧渦流管

210‧‧‧進氣口

220‧‧‧排氣口

300‧‧‧第一導流元件

400‧‧‧第二導流元件

C‧‧‧中心軸

Claims (12)

1. 一種降溫裝置，包括：一圓盤狀本體，具有一圓形表面、一側面和一出風口，其中該圓形表面與該側面相鄰，該出風口形成於該圓形表面；一渦流管，連接該圓盤狀本體之該側面，且具有一進氣口、一氣體通道和一排氣口，其中該進氣口形成於該渦流管之管壁上，該排氣口形成於該渦流管之端部，且該氣體通道連接該進氣口和該排氣口；一第一導流元件，設置於該出風口，以將該圓盤狀本體內之氣體排出；以及一第二導流元件，設置於該進氣口，以將一外部環境之氣體導入該氣體通道內。
2. 如申請專利範圍第1項所述之降溫裝置，其中該降溫裝置更包括一隔熱元件，設置於該圓盤狀本體和該渦流管之間。
3. 如申請專利範圍第2項所述之降溫裝置，其中該進氣口鄰近該隔熱元件。
4. 如申請專利範圍第2項所述之降溫裝置，其中該隔熱元件具有一錐形結構。
5. 如申請專利範圍第4項所述之降溫裝置，其中該錐形結構具有一第一端和一第二端，該第一端連接該渦流管，該第二端連接該圓盤狀本體，且該第二端之截面面積大於該第一端之截面面積。
6. 如申請專利範圍第1項所述之降溫裝置，其中該進氣口沿該渦流管之管壁的切線方向形成。
7. 如申請專利範圍第1項所述之降溫裝置，其中該氣體通道之截面面積與該排氣口之截面面積大致相同。
8. 如申請專利範圍第1項所述之降溫裝置，其中該渦流管之延伸方向對齊該圓盤狀本體之內壁的切線方向。
9. 如申請專利範圍第1項所述之降溫裝置，其中該降溫裝置更包括複數個第二導流元件且該渦流管具有複數個進氣口，該些第二導流元件分別設置於該些進氣口，且該些進氣口彼此之間具有相同間距。
10. 如申請專利範圍第1項所述之降溫裝置，其中該降溫裝置更包括複數個渦流管，連接該圓盤狀本體之該側面，且該些渦流管彼此之間具有相同間距。
11. 如申請專利範圍第1項所述之降溫裝置，其中該圓盤狀本體包括一熱導材料。
12. 如申請專利範圍第1項所述之降溫裝置，其中該第一導流元件和該第二導流元件分別包括一風扇。