TW202503164A - 排氣冷凝回收裝置 - Google Patents
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Abstract
一種排氣冷凝回收裝置，用以解決以往擴散至外罩中的氣態工作液難以去除的問題。本發明的排氣冷凝回收裝置包含：一殼體，具有一氣體流入部、一液體流出部及一氣體流出部，該殼體內部具有一容室，該容室的下方形成一集液區，該液體流出部連通該集液區；及一冷卻模組，在該容室中形成一冷凝流道，該冷凝流道位於該集液區上方，該冷凝流道的二端分別連通該氣體流入部與該氣體流出部。
Description
本發明係關於一種氣體處理裝置，尤指一種用以將氣態工作液冷凝收集的排氣冷凝回收裝置。
在工業製程或高效能運算裝置中，時常需使用具環境汙染性或生安危害性的氣體，為避免相關氣體的外洩或浪費，需將相關設備或裝置的機櫃設計成具有良好的氣密性。
例如，隨著電腦計算相關電子元件的發熱部件功率及熱流密度的快速提高，為快速降低電子運算元件產生的熱量，浸沒式冷卻方法是目前有效的冷卻技術之一。其中，兩相浸沒式冷卻方法，係在機櫃的封閉空間內進行相變化熱傳遞，使液態的冷卻液（例如perfluoro-ketone全氟酮，趨近沸點50℃）沸騰變為氣態的冷卻液，而氣態的冷卻液透過上方冷凝管進行冷凝，變回液態並回到下方空間，藉此達到冷卻液循環的效果，而無須提供額外資源或幫浦動力來進行散熱。
然而，在兩相浸沒式冷卻裝置進行維護或是替換元件時，冷卻裝置的上蓋必須開啟；為避免氣態的冷卻液擴散至廠區、機房或進一步逸散至大氣中，一般常採用外罩來進行阻隔，但在元件替換完畢且冷卻裝置上蓋關閉後，仍會有部分的氣態冷卻液殘存於外罩之中，若未能將氣態的冷卻液完全清除再移除外罩，不僅會造成環境安全的問題，還會因為高價的冷卻液難以提升回收率，而造成作業成本難以下降的問題。
有鑑於此，本發明提供一種排氣冷凝回收裝置，可將外罩中殘存的氣態工作液加以冷凝收集，並大幅降低外罩內的殘存氣態工作液量，以便安全移除外罩。再者，冷凝回液態的工作液還可被回收使用以降低作業成本。
本發明全文所述方向性或其近似用語，例如「前」、「後」、「左」、「右」、「上（頂）」、「下（底）」、「內」、「外」、「側面」等，主要係參考附加圖式的方向，各方向性或其近似用語僅用以輔助說明及理解本發明的各實施例，非用以限制本發明。其中，與水液相關之描述，依水流先通過者為「前」，後通過者為「後」。
本發明全文所記載的元件及構件使用「一」或「一個」之量詞，僅是為了方便使用且提供本發明範圍的通常意義；於本發明中應被解讀為包括一個或至少一個，且單一的概念也包括複數的情況，除非其明顯意指其他意思。
本發明全文所述「結合」、「組合」或「組裝」等近似用語，主要包含連接後仍可不破壞構件地分離，或是連接後使構件不可分離等型態，係本領域中具有通常知識者可以依據欲相連之構件材質或組裝需求予以選擇者。
為達上述目的及其他目的，本發明係提供一種排氣冷凝回收裝置，其包含：一殼體，具有一氣體流入部、一液體流出部及一氣體流出部，該殼體內部具有一容室，該容室的下方形成一集液區，該液體流出部連通該集液區；及一冷卻模組，在該容室中形成一冷凝流道，該冷凝流道位於該集液區上方，該冷凝流道的二端分別連通該氣體流入部與該氣體流出部。
上述的排氣冷凝回收裝置中，該冷卻模組可以具有一致冷晶片組、一第一鰭片組及一第二鰭片組，該第一鰭片組可以熱連接於該致冷晶片組的一冷端並可以伸入該容室，該第二鰭片組可以位於該容室中，該第二鰭片組可以與該第一鰭片組共同形成該冷凝流道。
上述的排氣冷凝回收裝置中，該第一鰭片組及該第二鰭片組各可以具有數個鰭片設於一基板，該第一鰭片組的數個鰭片可以與該第二鰭片組的數個鰭片交錯穿插，以共同形成蜿蜒狀的該冷凝流道。
上述的排氣冷凝回收裝置，另可以包含一散熱模組，該散熱模組可以具有一第三鰭片組位於該殼體外，該第三鰭片組可以熱連接於該致冷晶片組的一熱端。
上述的排氣冷凝回收裝置中，該殼體可以具有一底板及一環牆，該環牆連接該底板以共同形成該容室，該集液區可以鄰接該底板，該環牆可以形成一開口，該第一鰭片組的一基板可以封閉該開口，該第三鰭片組的一基板可以固接於該環牆，並將該致冷晶片組夾設於該第三鰭片組與該第一鰭片組之間。
上述的排氣冷凝回收裝置中，該第三鰭片組可以具有數個鰭片設於一基板，該第三鰭片組的基板可以熱連接於該致冷晶片組的熱端，該散熱模組可以具有一散熱風扇組，該散熱風扇組可用以驅使該第三鰭片組的數個鰭片之間的空氣流動。
上述的排氣冷凝回收裝置中，該散熱風扇組可以具有一支架及數個散熱扇，該支架可以具有數個貫穿孔，該數個散熱扇可以分別結合於該支架並對位於對應的貫穿孔，該第三鰭片組的任二相鄰鰭片之間可以形成一氣道，該支架於該氣道的二端可以呈開放狀。
上述的排氣冷凝回收裝置中，該殼體內可以具有至少一匯流斜面位於該集液區，該液體流出部可以位於該匯流斜面的低處。
上述的排氣冷凝回收裝置中，該殼體可以具有一環牆連接一底板以共同形成該容室，該第二鰭片組可以具有數個鰭片設於一基板，該第二鰭片組的基板可以呈傾斜地設於該容室中，該第二鰭片組的各鰭片的二端可以分別連接該環牆，該基板較低的端緣可未連接該環牆，該第二鰭片組的任二相鄰鰭片之間可以在該基板較低的端緣與該環牆之間形成一通液孔。
上述的排氣冷凝回收裝置，另可以包含一過濾模組，該過濾模組可以連通該氣體流出部。
據此，本發明的排氣冷凝回收裝置可以藉由將氣態的工作液導引通過該冷卻模組的冷凝流道，使氣態的工作液冷凝回液態以便收集，從而能夠大幅降低組裝於機櫃之外罩內的殘存氣態工作液量，以便安全移除該外罩，恢復該機櫃的正常運作及保障人員作業環境的安全。再者，冷凝回液態的工作液還可被回收使用，具有降低作業成本的功效。
為充分瞭解本發明之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本發明做一詳細說明，說明如後：
請參考圖1至圖4，其係本發明排氣冷凝回收裝置的一較佳實施例，其包含有一殼體1及一冷卻模組2，該冷卻模組2設於該殼體1。
詳言之，該殼體1具有一氣體流入部11、一液體流出部12及一氣體流出部13，該殼體1內部具有一容室S，該容室S的下方形成一集液區Z。本發明不限制該殼體1的型態，該殼體1可配合所欲組接的機櫃變更型態，並以能夠供該冷卻模組2等構件穩固架設為原則。於本發明之一實施例中，該殼體1可以具有一底板1a及一環牆1b，該環牆1b連接該底板1a以共同形成該容室S，該集液區Z則鄰接該底板1a；該環牆1b未與該底板1a連接的環周緣可以圈圍形成一開口14，該開口14可概與該底板1a呈相對，以便由該開口14組裝該冷卻模組2。該冷卻模組2在該容室S中形成一冷凝流道W，該冷凝流道W位於該集液區Z上方，且該冷凝流道W的二端分別連通該氣體流入部11與該氣體流出部13，該液體流出部12則連通該集液區Z。
據此，請參考圖5，組裝於機櫃的外罩，其內部殘存的氣態工作液可以通過該氣體流入部11流入該冷凝流道W，並在流向該氣體流出部13的過程中，於該冷凝流道W中降溫並冷凝回液態，使液態的工作液可以滴落流入該冷凝流道W下方的該集液區Z，並通過該液體流出部12排出，例如導引流回該機櫃中容裝有液態工作液的腔室，以回收使用該工作液。
因此，本發明的排氣冷凝回收裝置可藉由將氣態的工作液導引通過該冷卻模組2的冷凝流道W，使氣態的工作液冷凝回液態以便收集，從而能夠大幅降低組裝於機櫃之外罩內的殘存氣態工作液量，以便安全移除該外罩，恢復該機櫃的正常運作及保障人員作業環境的安全。再者，冷凝回液態的工作液還可被回收使用，具有降低作業成本的功效。
請參考圖1，於本發明之一實施例中，該殼體1的環牆1b可以由數個板片共同圈圍形成，該氣體流入部11及該氣體流出部13可以設於該環牆1b，且可以依管路配置需求而選擇設於該環牆1b的不同側或同一側。此外，本實施例的氣體流入部11、液體流出部12及氣體流出部13各可呈一接頭型態以便接管，但並不以此型態為限。另，該環牆1b還可形成至少一肩部15，以便該冷卻模組2組裝定位。
請參考圖1及圖4，除上述實施例外，於本發明之一實施例中，該冷卻模組2可以具有一致冷晶片組21、一第一鰭片組22及一第二鰭片組23，該第一鰭片組22可以熱連接於該致冷晶片組21的一冷端211並伸入該容室S，該第二鰭片組23可以位於該容室S中，該第二鰭片組23與該第一鰭片組22可以共同形成該冷凝流道W。舉例而言，該第一鰭片組22及該第二鰭片組23各可以具有一基板221、231及數個鰭片222、232，該數個鰭片222、232可以位於該基板221、231的其中一表面；在本實施例中，該第二鰭片組23與該第一鰭片組22可以呈相對設置，使該第一鰭片組22的數個鰭片222可以與該第二鰭片組23的數個鰭片232形成交錯穿插，以於該第二鰭片組23與該第一鰭片組22之間形成蜿蜒狀的該冷凝流道W。如此，該致冷晶片組21的冷端211可以使該第一鰭片組22維持相對低溫的狀態，使氣態的工作液在通過該冷凝流道W的過程中，可以接觸相對低溫的數個鰭片222而冷凝成液態，且蜿蜒狀的冷凝流道W可以延長氣態工作液的冷凝路徑，使氣態的工作液能在該冷凝流道W中充分冷凝成液態。
除上述實施例外，於本發明之一實施例中，該排氣冷凝回收裝置另可以包含一散熱模組3，該散熱模組3可以具有一第三鰭片組31位於該殼體1外，該第三鰭片組31可以熱連接於該致冷晶片組21的一熱端212。其中，該第三鰭片組31可以具有一基板311及數個鰭片312，該數個鰭片312可以位於該基板311的其中一表面，該第三鰭片組31可以由該基板311熱連接於該致冷晶片組21的熱端212，以吸收該致冷晶片組21為維持該第一鰭片組22低溫所產生的熱能，並藉由該數個鰭片312與該殼體1外的環境熱交換而達到散熱效果。
請參考圖2及圖4，於本發明之一實施例中，該第一鰭片組22的基板221可以抵接於該環牆1b的肩部15，以封閉該殼體1的開口14；該第三鰭片組31的基板311則可例如以數個鎖固件固接於該環牆1b，並將該致冷晶片組21穩固夾設於該第三鰭片組31與該第一鰭片組22之間。如此，可便於將該冷卻模組2及該散熱模組3組裝於該殼體1，且組裝好該冷卻模組2後，亦已順道封閉了該殼體1的開口14，使該容室S可以形成密閉腔室，防止氣態的工作液從該殼體1的開口14處滲漏。
請參考圖1及圖7，於本發明之一實施例中，該散熱模組3還可以具有一散熱風扇組32，該散熱風扇組32可用以輔助該第三鰭片組31的散熱；亦即，該散熱風扇組32可以驅使該第三鰭片組31的數個鰭片312之間的空氣流動。如此，該散熱風扇組32無論是對該第三鰭片組31吹風或吸風，都能避免升溫後的空氣滯留於該數個鰭片312之間而降低該第三鰭片組31對該致冷晶片組21的散熱效率。
於本發明之一實施例中，該散熱風扇組32可以具有一支架321及數個散熱扇322，該支架321可以具有數個貫穿孔323，該數個散熱扇322可分別結合於該支架321並對位於對應的貫穿孔323，以由對應的貫穿孔323朝該數個鰭片312之間吹送或抽吸氣流。其中，該第三鰭片組31的任二相鄰鰭片312之間可以形成一氣道G，該支架321於該氣道G的二端呈開放狀，以保持各該氣道G的空氣流通順暢度。舉例而言，該支架321可概呈ㄇ形，該支架321可以橫跨於該數個鰭片312，且該支架321可以結合於最外側的二鰭片312。
請參考圖4及圖8，除上述實施例外，於本發明之一實施例中，該殼體1內可以具有至少一匯流斜面16位於該集液區Z，該液體流出部12較佳位於該匯流斜面16的低處。舉例而言，可以由該殼體1的內表面形成該匯流斜面16，或是如圖所示，於該底板1a上形成至少一楔形塊，以形成該匯流斜面16。如此，本實施例可以由簡易的結構，使滴落在該集液區Z的液態工作液能更順暢地通過該液體流出部12排出，減少殘留在該殼體1內的液體量。
請參考圖6及圖8，除上述實施例外，於本發明之一實施例中，該第二鰭片組23的基板231可以略呈傾斜地設於該容室S中，該第二鰭片組23的各鰭片232的二端可分別連接該環牆1b的內壁面，該第二鰭片組23的基板231較低的端緣則可未連接該環牆1b的內壁面，使該第二鰭片組23的任二相鄰鰭片232之間，可以在該第二鰭片組23的基板231較低的端緣與該環牆1b的內壁面之間形成一通液孔233。如此，於該冷凝流道W中冷凝成液滴的工作液，可以順著傾斜的該基板231往低處流動，從而通過對應的通液孔233流入該集液區Z，故本實施例可以由簡易的結構，提升液態工作液流入該集液區Z的順暢地，並減少殘留在任二相鄰鰭片232之間的液體量。在其他實施例中，該第二鰭片組23的基板231也可以不呈傾斜設置，並可以直接在該基板231上穿設有多個孔洞，使液態工作液能通過該多個孔洞往下流入該集液區Z。
請參考圖5，除上述實施例外，於本發明之一實施例中，該排氣冷凝回收裝置另可以包含一過濾模組4，該過濾模組4可以連通該氣體流出部13；舉例而言，該過濾模組4可以具有活性碳濾層。如此，即便自該冷凝流道W通過該氣體流出部13流出的氣體中仍含有極少量的工作液，也能通過該過濾模組4進一步地濾除，確保排放至工作環境中的氣體內不會含有危害人體健康的氣體。
本發明在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本發明，而不應解讀為限制本發明之範圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本發明之範疇內。因此，本發明之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。
1:殼體
1a:底板
1b:環牆
11:氣體流入部
12:液體流出部
13:氣體流出部
14:開口
15:肩部
16:匯流斜面
2:冷卻模組
21:致冷晶片組
211:冷端
212:熱端
22:第一鰭片組
221:基板
222:鰭片
23:第二鰭片組
231:基板
232:鰭片
233:通液孔
3:散熱模組
31:第三鰭片組
311:基板
312:鰭片
32:散熱風扇組
321:支架
322:散熱扇
323:貫穿孔
4:過濾模組
G:氣道
S:容室
W:冷凝流道
Z:集液區
[圖1] 係本發明一實施例的立體分解示意圖。
[圖2] 係本發明一實施例的立體示意圖，其中省略繪示環牆的一部分。
[圖3] 係本發明一實施例的仰視示意圖。
[圖4] 係沿圖3中A-A剖線的剖視示意圖。
[圖5] 係本發明一實施例的工作液流向示意圖。
[圖6] 係沿圖3中B-B剖線的剖視示意圖。
[圖7] 係本發明一實施例的散熱模組的立體分解示意圖。
[圖8] 係本發明一實施例的局部立體示意圖，其中省略繪示環牆的一部分。
1:殼體
1a:底板
1b:環牆
11:氣體流入部
12:液體流出部
13:氣體流出部
14:開口
15:肩部
16:匯流斜面
2:冷卻模組
21:致冷晶片組
22:第一鰭片組
23:第二鰭片組
3:散熱模組
31:第三鰭片組
311:基板
312:鰭片
32:散熱風扇組
321:支架
322:散熱扇
G:氣道
S:容室
W:冷凝流道
Z:集液區
Claims (10)
- 一種排氣冷凝回收裝置，其包含： 一殼體，具有一氣體流入部、一液體流出部及一氣體流出部，該殼體內部具有一容室，該容室的下方形成一集液區，該液體流出部連通該集液區；及 一冷卻模組，在該容室中形成一冷凝流道，該冷凝流道位於該集液區上方，該冷凝流道的二端分別連通該氣體流入部與該氣體流出部。
- 如請求項1所述之排氣冷凝回收裝置，其中，該冷卻模組具有一致冷晶片組、一第一鰭片組及一第二鰭片組，該第一鰭片組熱連接於該致冷晶片組的一冷端並伸入該容室，該第二鰭片組位於該容室中，該第二鰭片組與該第一鰭片組共同形成該冷凝流道。
- 如請求項2所述之排氣冷凝回收裝置，其中，該第一鰭片組及該第二鰭片組各具有數個鰭片設於一基板，該第一鰭片組的數個鰭片與該第二鰭片組的數個鰭片交錯穿插，以共同形成蜿蜒狀的該冷凝流道。
- 如請求項2所述之排氣冷凝回收裝置，另包含一散熱模組，該散熱模組具有一第三鰭片組位於該殼體外，該第三鰭片組熱連接於該致冷晶片組的一熱端。
- 如請求項4所述之排氣冷凝回收裝置，其中，該殼體具有一底板及一環牆，該環牆連接該底板以共同形成該容室，該集液區鄰接該底板，該環牆形成一開口，該第一鰭片組的一基板封閉該開口，該第三鰭片組的一基板固接於該環牆，並將該致冷晶片組夾設於該第三鰭片組與該第一鰭片組之間。
- 如請求項4所述之排氣冷凝回收裝置，其中，該第三鰭片組具有數個鰭片設於一基板，該第三鰭片組的基板熱連接於該致冷晶片組的熱端，該散熱模組具有一散熱風扇組，該散熱風扇組驅使該第三鰭片組的數個鰭片之間的空氣流動。
- 如請求項6所述之排氣冷凝回收裝置，其中，該散熱風扇組具有一支架及數個散熱扇，該支架具有數個貫穿孔，該數個散熱扇分別結合於該支架並對位於對應的貫穿孔，該第三鰭片組的任二相鄰鰭片之間形成一氣道，該支架於該氣道的二端呈開放狀。
- 如請求項1所述之排氣冷凝回收裝置，其中，該殼體內具有至少一匯流斜面位於該集液區，該液體流出部位於該匯流斜面的低處。
- 如請求項1所述之排氣冷凝回收裝置，其中，該殼體具有一環牆連接一底板以共同形成該容室，該第二鰭片組具有數個鰭片設於一基板，該第二鰭片組的基板呈傾斜地設於該容室中，該第二鰭片組的各鰭片的二端分別連接該環牆，該基板較低的端緣未連接該環牆，該第二鰭片組的任二相鄰鰭片之間在該基板較低的端緣與該環牆之間形成一通液孔。
- 如請求項1至11中任一項所述之排氣冷凝回收裝置，另包含一過濾模組，該過濾模組連通該氣體流出部。
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