CN101827513A - 一种带导风罩的散热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种带导风罩的散热装置，现有的散热器高温区风速低，低温区风速高，散热效果不佳。本发明的一种带导风罩的散热装置：包括导热基座和设置在其上的散热鳍片组，其特征在于所述的散热鳍片组外围套置一“∏”形导风罩，所述的导风罩一端外延形成具有外扩面的进风口，另一端形成“∏”形出风口。本发明使流经散热器的气流流速大于外风场的流速；增加散热器高温区的气流量和流速；使散热器下游区域的气流量和流速不减低，从三方面提高散热性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种电子功率器件、电子芯片的风冷散热装置，具体是一种带导风罩的散热装置，适用于小功率变频器和cpu散热。
技术背景
需要强迫散热的电子功率器件、电子芯片一般通过散热器达到降温的目的，常规的散热器由导热基座和由导热基座延伸而成的多个散热鳍片组成，通过导热基座的底部平面对功率器件吸热，再由导热基座的其它表面和其上的鳍片表面进行散热。如图1所示，现有的一类外风场散热型的散热器本身不带风扇，而是通过外风场气流流过散热器表面以带走热量，外风场中的各空间位置具有基本稳定的流场结构和稳定的风向。使用现有常规的散热器容易引起以下问题：1.散热器鳍片组上方为非封闭结构，流经散热器的部分气流从鳍片的顶端逸出，导致气流流经散热器下游(即散热器出风口处)的速度小于上游(即散热器进风口处)的速度，导致散热器下游端散热能力的损失；2.散热器和气流摩擦造成的阻滞作用使流经散热器的风速小于外风场的风速，气流利用率较低；3.导热基座的温度高于鳍片，鳍片上的温度从靠近导热基座的鳍片根部到鳍片的顶端逐步下降，而气流速度从鳍片根部到顶端逐步增加，导致散热器高温区风速低，低温区风速高，散热效果不佳。
发明内容
针对现有外风场散热型散热器存在散热性能不佳的缺陷，本发明提供一种带导风罩的散热装置：能使流经散热器的气流流速大于外风场的流速；增加散热器高温区的气流量和流速；使散热器下游区域的气流量和流速不减低，从三方面提高散热性能。
为此，本发明采取如下方案：一种带导风罩的散热装置：包括导热基座和设置在其上的散热鳍片组，其特征在于所述的散热鳍片组外围套置一“∏”形导风罩，所述的导风罩一端外延形成具有外扩面的进风口，另一端形成“∏”形出风口。进风口具有外延的外扩面可以是导风罩顶面具有上翘的外扩面，导风罩两竖直面为非外扩面；也可以是导风罩顶面为非外扩面，两竖直面形成外扩面。根据外风场的风向，导风罩进风开口的平面也可与导风罩中部截面呈一定角度，正面对气流吹来方向，以能更好地接收气流。由于导风罩进风口的横截面积大于导风罩中部截面积，使散热装置能更大范围接收外部气流，当气流流经导风罩截面较小的区域后，气流的聚集增压加速了气流流速，增强散热效果；导风罩顶盖套盖在鳍片组上，使鳍片组上部形成封闭结构，气流无法从鳍片顶端逸出，而全部流过鳍片之间的通道，确保流经散热器下游和上游的气流流量一致；根据流体力学原理，气流在固体表面处的流速为零，则气流在导风罩顶面和导热基座表面流速都为零，因此气流在相邻鳍片间通道中的流速分布为：鳍片根部和顶端处流速最小，鳍片中部处流速最大，改变了原来温度最低处流速最大的现象，使高温区的流速普遍得到增加，散热效果好。
所述导风罩的两竖直面和导风罩顶面的进风口处均形成外扩面，所述的外扩面分别与导风罩顶面和两竖直面形成过渡弧面。进一步扩大进风口面积，增加气体流量，进风口处形成过渡弧面能减少流量损失，提高气流的利用率。
所述的鳍片组呈矩形，各个鳍片平行间隔设置，相邻的鳍片间形成气流通道，所述的气流通道与进风口和出风口相通。优化散热装置内部结构，气流通过相邻鳍片间的流通道直接从出风口排出，减少阻碍，气流损失少，提升散热效果。
所述导风罩顶面与鳍片组相抵触或导风罩顶面与鳍片组间存在≤3mm的间隙，能够减少气流损失，提高气流利用率。
所述导风罩的两竖直面上开有连接孔，所述导热基座上两侧边缘的鳍片上开有螺孔，螺栓穿过连接孔和螺孔连接导风罩和鳍片组。通过常规的螺栓用以连接导风罩和鳍片组，结构合理，拆装方便。
所述导风罩的两竖直面上形成开有连接孔的内凹部，所述导热基座两侧边缘的鳍片上开有螺孔，螺栓穿过连接孔和螺孔连接导风罩和鳍片组。两竖直面与两侧鳍片仅在连接部位接触，降低了气流阻滞作用。
所述导风罩的两竖直面与导热基座两侧边缘的鳍片扣合连接。导风罩的两竖直面内侧形成若干卡块，导热基座两侧边缘的鳍片外侧开有内凹槽，卡块与内凹槽相匹配。
所述导风罩的材质为铁皮或塑料，所述导风罩与鳍片相连接部分采用铁皮冲压而成，其外扩面部分采用塑料制成。铁皮易冲压成型，能提升散热装置的防护性；塑料成本较低，能较容易改变进风口处形状。
本发明的有益效果体现在：1.相比不带导风罩的散热装置，本发明导风罩的顶盖能有效防止气流从鳍片上端溢出，提高气流利用率，确保气流在散热装置下游流速不小于上游流速，散热充分；2.同时确保散热装置的高温和低温区域具有相同的流速；3.根据散热量是风速0.8次方原理，本发明在进风口处设置外扩面以增加流过散热器的总气流量和平均流速，从三方面提高散热器的散热效果，降低电子功率器件、电子芯片的运行温度，增加器件的寿命；4.导风罩拆装方便，还可对散热装置起到保护作用。
说明书附图
图1是气流经过不带导风罩散热器的流向示意图；
图2是本发明一种结构示意图；
图3是本发明另一种结构示意图；
图4是导风罩竖直面的一种结构示意图；
图5是导风罩竖直面的另一种结构示意图；
图6是气流经过带导风罩散热装置的流向示意图。
图中：1.导风罩 2.导风罩顶面 3.竖直面 4.外扩面 5.连接孔 6螺栓 7气流 8.导热基座 9.鳍片组。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明的实质性特点作进一步的说明。
如附图所示的一种带导风罩的散热装置，包括导热基座8和设置在其上的散热鳍片组9，鳍片组9呈矩形，各个鳍片平行间隔设置，相邻的鳍片间形成气流通道，鳍片由导热基座8延伸而成。鳍片组9外围套置一“∏”形导风罩1，该导风罩1一端外延形成具有外扩面4的进风口，另一端形成“∏”形出风口。上述的气流通道与进风口和出风口相通，导风罩顶面2与鳍片组9相抵触或形成≤3mm的间隙，导风罩1整体可采用铁皮或塑料制成，也可以将导风罩1与鳍片相连接部分采用铁皮冲压而成，其外扩面部分采用塑料制成。
作为优选，如图2所示，导风罩顶面2具有上翘的外扩面4，导风罩两竖直面3为非外扩面；作为优选，如图3所示，导风罩的两竖直面3和导风罩顶面2的进风口处均形成外扩面4；作为优选，也可以是导风罩顶面2为非外扩面，两竖直面3形成外扩面4。且上述的外扩面4分别与导风罩顶面2和两竖直面3形成过渡弧面，根据外风场的风向，导风罩1进风开口的平面也可与导风罩1中部截面呈一定角度，以能更好地接收气流。
导风罩的两竖直面3和鳍片组9可通过两种方式进行连接，如图4所示，导风罩的两竖直面3上开有连接孔5，导热基座8两侧边缘的鳍片上开有螺孔，螺栓穿过连接孔5和螺孔连接导风罩1和鳍片组9。如图5所示，在导风罩1的两竖直面3上形成开有连接孔5的内凹部，导热基座8两侧边缘的鳍片上开有螺孔，螺栓6穿过连接孔5和螺孔连接导风罩1和鳍片组9，竖直面3与两侧鳍片仅在连接部位接触，降低了气流阻滞作用。导风罩1和散热鳍片也可扣合连接，在导风罩的两竖直面3内侧形成若干卡块，导热基座8两侧边缘的鳍片外侧开有内凹槽，卡块与内凹槽相配合。
如图6所示，气流7从外部进入导风罩1内部后，导风罩顶面2阻止气流7从鳍片顶端逸出，使气流7全部流过鳍片之间的通道后从出风口排出，确保流经散热装置上游和下游的气流7流量均匀，也改变了原来温度最低处流速最大的现象，使高温区的流速普遍得到增加，散热效果好。
Claims (10)
1.一种带导风罩的散热装置：包括导热基座(8)和设置在其上的散热鳍片组(9)，其特征在于所述的散热鳍片组(9)外围套置一“∏”形导风罩(1)，所述的导风罩(1)一端外延形成具有外扩面(4)的进风口，另一端形成“∏”形出风口。
2.根据权利要求1所述的一种带导风罩的散热装置，其特征在于所述导风罩(1)的两竖直面(3)和导风罩顶面(2)的进风口处均形成外扩面(4)，所述的外扩面(4)分别与导风罩顶面(2)和两竖直面(3)形成过渡弧面。
3.根据权利要求2所述的一种带导风罩的散热装置，其特征在于所述的鳍片组(9)呈矩形，各个鳍片平行间隔设置，相邻的鳍片间形成气流通道，所述的气流通道与进风口和出风口相通。
4.根据权利要求3所述的任一种带导风罩的散热装置，其特征在于所述导风罩顶面(2)与鳍片组(9)相抵触。
5.根据权利要求3所述的任一种带导风罩的散热装置，其特征在于所述导风罩顶面(2)与鳍片组(9)间存在间隙，所述的间隙≤3mm。
6.根据权利要求1所述的一种带导风罩的散热装置，其特征在于所述导风罩(1)的两竖直面(3)上开有连接孔(5)，所述导热基座(8)两侧边缘的鳍片上开有螺孔，螺栓(6)穿过连接孔(5)和螺孔连接导风罩(1)和鳍片组(9)。
7.根据权利要求4或5所述的一种带导风罩的散热装置，其特征在于所述导风罩(1)的两竖直面(3)上形成开有连接孔(5)的内凹部，所述导热基座(8)两侧边缘的鳍片上开有螺孔，螺栓(6)穿过连接孔(5)和螺孔连接导风罩(1)和鳍片组(9)。
8.根据权利要求1所述的一种带导风罩的散热装置，其特征在于所述导风罩(1)的两竖直面(3)与导热基座(8)两侧边缘的鳍片扣合连接。
9.根据权利要求1所述的一种带导风罩的散热装置，其特征在于所述导风罩(1)的材质为铁皮或塑料。
10.根据权利要求9所述的一种带导风罩的散热装置，其特征在于所述导风罩(1)与鳍片相连接部分采用铁皮冲压而成，其外扩面(4)部分采用塑料制成。
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