CN102413664A

CN102413664A - 风冷设计中的低反射气流原则

Info

Publication number: CN102413664A
Application number: CN2011102132317A
Authority: CN
Inventors: 张文
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-07-28
Filing date: 2011-07-28
Publication date: 2012-04-11

Abstract

风冷设计中的低反射气流原则，为了减少计算机、空调器等采用风冷结构的电子设备的散热器的积存灰尘现象，提高设备可靠性，延长设备平均无故障时间，本发明提出低反射气流设计原则，低结露设计原则。具体地说，就是轴流风机吹向散热器的气流遇到的反射应尽可能的少，以避免灰尘与散热器的碰撞，即采用与气流方向平行的具有流线型的低反射面的散热器，并尽可能按重力方向上下安装，其表面进行低结露的纳米技术或具有导热性和厌水基涂层处理，或在散热器旁散热气流的路径内放置干燥剂以减低环境湿度。

Description

风冷设计中的低反射气流原则

技术领域：电子设备的热设计，计算机风冷技术，空调器风冷技术。

背景技术：

1.夏日炎炎，您的计算机好像也中暑，频繁死机，请来技术人员修理，不少人会把您计算机打开，将其中用于对CPU、显卡进行风冷的风扇和散热器拆下，进行清理，您会发现，那里积满了灰尘。

2.汗流浃背，偏偏您的空调器不制冷，室外机组频繁开机，室内温度降不下来，请来技术人员修理，他们会把室外机打开，清理散热器，您会发现，那里积满了灰尘。

3.其实，它们的结构是相似的，笔记本式计算机采用的风冷结构很像空调，封闭制冷剂导管，内部封装的是低于大气压的水，其冷凝器也是在导热管外加装许多鳍片，旁面安装有轴流风机，在温度达到设定值时，风机对着带鳍片的导热管吹风。台式计算机，则沿用多年(我感觉可能已有20年以上)的结构，在CPU上面安装一个“山”型散热器，“山顶”安装一台轴流风机，对准散热器持续吹风，从开机到关机。

4.现在，这些经典结构早已遍布在各种机型的空调器、计算机上，被世界各地的人们广泛地使用着，其修理方法也早已记载在各类有关于此的书籍中，大家也习以为常，无可厚非，看来，如果有更好方法，专家们早就采用了。

5.然而，可能事实并非如我们想像的那样，虽说这散热器积灰尘不算大毛病，但如果是您正需要使用的时候，它不能工作，自己又非电子类技术人员，请修理人员一时又找不到，那么，那时这个问题就突出了，比如，重要文件存在计算机里，等着看，看不了，这三伏天，您身体又不好，偏偏空调不制冷，热得您受不了，这么高级的设备，原来是让这些灰尘耽误了，那时，大家希望改进它的愿望就强烈了。虽说这些设备还可能因为其他原因而损坏，但提高设备可靠性，即提高设备平均无故障工作时间，一直都是设计大师们的追求。那么，是不是大师们当初考虑更多的是散热效率，而对累积灰尘这种小事考虑较少呢？

6.在2009年这个和往年一样平常的夏日里，在室温连续多日徘徊于30摄氏度后，我的这台旧计算机啊，它开始怠工，我不得不将它打开修理。我打开散热风扇，见到散热器上累积的灰尘，想起自己过去做电子设备热设计的往事，也思考一些其他事。

7.比如，我们注意热设计中散热通道，涡流，风压，吸引气流与吹拂气流等等，诸多问题，那么，是否还有其他因素我们没有考虑到呢？

8.启示一，我曾顺手捡起旁边的土块，扔向墙壁、树木，我发现，墙壁上会留下斑斑土痕。当然，可能您也有如此经历，或者，你试试也是如此。

9.启示二，为了获得良好的散热效果，我们对散热器是不喷漆的，而是采取选用铝材或再加氧化工艺，但我见过喷漆工艺，将油漆用高压气体驱动，喷向工件表面。

10.启示三，我们可以观察家用电扇，它们的扇页表面也积有好多灰尘，那么，哪些表面最多呢？扇页边棱处。

11.启示四，夏天的清晨，我们经常见到结露，但以导热性好的金属表面为多。

12.那么，对这些看来互不相干的事件我有何推论呢？当然有，推论就是：风冷结构中散热器表面的积存灰尘主要是由扔土块现象和结露现象造成的。

13.其原理可连理解为：土块与墙壁产生碰撞，由于土块破碎，在墙壁表面留下斑痕，即碎土，当墙壁有水时，碎土与墙壁结合牢固。

14.想象一下，把土块缩小，缩小，…再缩小，当土块变成灰尘，我抛土块改为气流驱动灰尘，那么，这就与喷漆过程类似了，当我们把油漆换成灰尘喷向工件时，这就很象轴流风机驱动带有灰尘的气流吹向散热器，如果此时散热器表面还有结露现象，那我们对散热器表面进行的“喷灰尘”工艺就算完成了。而作为塑料扇页，其边棱因高速运动而与灰尘碰撞，只是另一种相对运动而已。

15.所以，改进的方法应该是围绕碰撞和结露两种现象进行。当然，我在发明011205938和实用新型2007200969383、发明2008100535364中，给出另外一种热交换方法，即以水为媒介的热交换方法，虽说也会有结垢问题，但现已有方法解决，因为其高效、多用途，如调节湿度、杀菌、洁净等，可以广泛运用在空调器的热交换。但计算机就不能用了，因为体积和环境不允许，所以提出以下发明或原则。但首先要说明的是，本发明与本人此前的41项发明及实用新型不同，比如2008/11/18也是关于计算机的发明《手控备份存储器电源安全法》，或是其他与本人专业不相干的交通、发动机、飞行器、服装、建筑防震、医疗、消防、食品、绿色能源等等发明，这些是可以通过试验或等效实验马上验证的，而本文有关于提高可靠性方法的发明，虽说可以从理论上说明，简单试验验证，但到底有怎样的改进效果，可能要经过一段时间，多种使用环境检验才可以做出结论。不过，本人2009年夏提出该原则，后经与业内人士讨论，还是都认同的。

发明内容：为了减少计算机、空调器等采用风冷结构的电子设备的散热器的积存灰尘现象，提高设备可靠性，延长设备平均无故障时间，本发明提出低反射气流设计原则，低结露设计原则。具体地说，就是轴流风机吹向散热器的气流遇到的反射应尽可能的少，以避免灰尘与散热器的碰撞，即采用与气流方向平行的具有流线型的低反射面的散热器，并尽可能按重力方向上下安装，其表面进行低结露的纳米技术或具有导热性和厌水基涂层处理，或在散热器旁散热气流的路径内放置干燥剂以减低环境湿度。

附图说明：图1是流线型散热器结构示意图，图2是流线型防尘原理图。

具体设施方式：对于台式计算机，改进较为方便。即将原来安装在山顶的轴流风机挪到下方，如有条件，将散热器换成具有流线型散热器，参见图1。1是干燥剂袋，可以放置在上方，也可以放置在下方，开机，干燥剂因风冷气流被干燥，关机，干燥剂吸收散热器周围的潮气，以减低散热器表面湿度。2是散热器底部，接触CPU。3是散热器鳍片，所以要求制成流线型，参见图2，是因为该结构具有侧向风力的防止灰尘停留效果，图中可见灰尘在流线型表面具有较小的接触面。4是轴流风机，图1表示该风机离开散热器安装在印制板上较好。

对于笔记本电脑，宜简化其结构。将导热管的高端也制成类似图1散热器形状，可以是该形状的腔体，例如大飞机的机翼，比其现有的结构并不复杂。周围也要放置干燥剂，其实，防潮是此类精密电子设备一直都有的要求

对于空调器，将其制冷剂导管改成如图1鳍片形状的腔体，有条件可进行表面纳米技术或厌水涂层处理，没有条件，起码要使表面尽可能的光滑。合理预留空间，保证风流流畅，应避免为了追求设备出厂时的散热效果，而导致设备在短期使用后，散热效果大幅下降的现象出现。

以上意见，因发明人非本专业，如有不当，请多批评zhangwenbooksohu.com。

Claims

1.风冷设计中的低反射气流原则，其特征是：要求采用与气流方向平行的具有流线型的低反射面的散热器，并尽可能按重力方向上下安装。

2.如权利要求1所述的散热器，其特征是：其表面进行了低结露的纳米技术或具有导热性和厌水基涂层处理，或在散热器旁散热气流的路径内放置有干燥剂。