CN103542764B - 涵道式导向增流散热器 - Google Patents

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Abstract

一种由按条件设置的纵向涵道式导流管构成的散热器。该散热器主要通过涵道式导流管内表面进行对流换热工作，利用内表面与散热环境间换热产生的对流为动力，通过涵道结构的约束和引导，增强涵道式导流管内流体的流动速度，从而增强散热器的换热效率。

Description

涵道式导向增流散热器
技术领域
本发明涉及一种散热装置，尤其能够利用导向涵道增强热交换表面对流强度以提升散热效率的散热装置。
背景技术
目前，公知的散热方式主要分为强制散热和被动散热两种，两种换热方式都以对流换热为基础，强制散热方式依靠辅助设备提供强制对流散热，被动散热方式依靠散热器表面自然对流散热，两种散热方式原理相近但方式不同。强制散热设备中以风扇式散热器、压缩机散热器、泵循环水冷散热器最具代表，常应用于汽车、空调、大规模功率元器件集成设备、大型中央制冷设备等领域。强制散热设备换热效率高、结构紧凑，但其工作完全依赖强制对流发生设备，因此其可靠性较差；强制散热设备工作时会产生较大的噪音，设备工作也需要额外的动力提供，增加了强制换热设备的应用难度。此外，在电子设备中，强制散热装置的制冷空气进出风道设置会影响电子设备的电磁屏蔽能力。传统的被动散热设备，可靠性良好，但其换热效率较低，不足以为紧凑型大功率设备提供散热服务，而且被动散热设备使用时相对较为笨重，生产成本较高。
发明内容
为了克服现有的传统被动散热方式效率低下而强制散热方式可靠性差、噪音大且必须依靠辅助动力工作等不足，本发明提供一种涵道式导向增流散热器，该散热器依靠自然对流换热为基础，利用纵向设置涵道式导流管增加散热器换热面区域流体的流动性，加速自然对流换热的过程，提高散热器的换热能力。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，散热器由纵向涵道式导流管组合排列构成，涵道式导流管的横截面与水平面的夹角控制在0°-15°之间，涵道式导流管的内表面为主要换热面。散热器在工作状态下会与散热环境产生温差，并发生对流换热。涵道式导流管利用结构特性引导换热对流为附面层流，并通过其流动带动管内流动性加速。流体通过换热面的速度得到提升，散热器的换热效率也将随之升高。
本发明的有益效果是，可以在不依赖强制对流设备的情况下获得一种换热效率较高的被动式散热装置，大幅提升散热装置的可靠性、使用寿命和安静性，也不需要额外的动力消耗配合散热工作，节约能源并降低散热设备的布设难度。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的第一个实施例涵道式无约束单管增流散热器。
图2是本发明的第一个实施例涵道式无约束单管增流散热器的三视图。
图3是本发明的第二个实施例涵道式附面约束引流单管散热器。
图4是本发明的第二个实施例涵道式附面约束引流单管散热器的三视图。
图5是本发明的第三个实施例复合涵道式被动散热机箱。
图6是本发明的第三个实施例复合涵道式被动散热机箱。
图7是本发明的第三个实施例复合涵道式被动散热机箱的俯视图。
图8是本发明的第四个实施例涵道式被动散热机箱。
图9是本发明的第四个实施例涵道式被动散热机箱的设备舱。
图10是本发明的第四个实施例涵道式被动散热机箱的俯视图。
图11是本发明的第五个实施例组合涵道式平板散热机壳。
图12是本发明的第五个实施例组合涵道式平板散热机壳的俯视图。
图13是本发明的第五个实施例组合涵道式平板散热机壳的设备舱。
图中1.散热器本体，2.涵道式导流管，3.外换热面，4.内换热面，5.集热、导热装置，6.储水壶，7.集热器，8.固定装置，9.横向补流孔。
具体实施方式
在图1、图2、图3、图4中，涵道式导流管(2)布设于散热器本体(1)内的垂直方向上，涵道式导流管(2)的内壁为散热器的内换热面(4)，散热器本体(1)外设面为外换热面(3)。当散热器工作时，集热、导热装置(5)负责将工作热源产生的热量传递至散热器本体(1)，散热器的内换热面(4)和外换热面(3)随着温度的上升与散热环境产生温度差异，并因为温度差异产生自然对流，开始散热工作。当散热工作开始后，内换热面(4)持续与涵道式导流管(2)内的流体产生自然对流，通过涵道式导流管(2)的结构特性将这种对流引导为强度较大的附面层流，涵道式导流管(2)内的流体流动性也随之整体加强。由于涵道式导流管(2)内的流体流速增加，内换热面(4)的换热效率也因此得到提高，从而直接加大散热器的散热效率。
在图5、图6、图7、图8、图9、图10中，多只涵道式导流管(2)规则排列于机箱一侧，涵道式导流管(2)的内壁为散热器的内换热面(4)，机箱外表面为外换热面(3)。电子设备安装于设备舱内，使用固定装置(8)固定，由集热器(7)负责采集发热元器件产生的工作热量。当电子设备开始工作，热量通过集热器(7)采集并传递至机箱内换热面(4)和外换热面(3)，开始对流换热工作。当散热工作开始后，内换热面(4)持续与涵道式导流管(2)内的流体产生自然对流，通过涵道式导流管(2)的结构特性将这种对流引导为强度较大的附面层流，涵道式导流管(2)内的流体流动性也随之整体加强。当导流管长径比较大时，横向补流孔(9)可以提供有效地流动性补充。由于涵道式导流管(2)内的流体流速增加，内换热面(4)的换热效率也因此得到提高，从而直接加大散热器的散热效率，保障机箱内电子设备有效工作。
在图11、图12、图13中，多只短长径比的涵道式导流管(2)按阵列设置于机壳的侧面。涵道式导流管(2)的内壁为散热器的内换热面(4)，机箱外表面为外换热面(3)。电子设备安装于设备舱内，使用固定装置(8)固定，由集热器(7)负责采集发热元器件产生的工作热量。当电子设备开始工作，热量通过集热器(7)采集并传递至机箱内换热面(4)和外换热面(3)，开始对流换热工作。当散热工作开始后，内换热面(4)持续与涵道式导流管(2)内的流体产生自然对流，通过涵道式导流管(2)的结构特性将这种对流引导为强度较大的附面层流，涵道式导流管(2)内的流体流动性也随之整体加强。在短长径比状态下，沿涵道式导流管(2)外壁流动的流体可以有效带动涵道式导流管(2)内流体的整体流动性，大幅加速涵道式导流管(2)内流体流速。由于涵道式导流管(2)内的流体流速增加，内换热面(4)的换热效率也因此得到提高，从而直接加大散热器的散热效率，保障机箱内电子设备有效工作。

Claims (1)

1.一种使用纵向涵道式空间结构的电子设备散热器，其特征是：多只纵向涵道式导流管按阵列设置于机箱的侧面；电子设备安装于设备舱内，使用固定装置固定；纵向涵道式导流管的内壁为散热器的内换热面，机箱外表面为外换热面，当电子设备开始工作，集热器采集发热元器件工作热量并传递至机箱内换热面和外换热面；纵向涵道式导流管横截面与水平面夹角不大于15°；纵向涵道式导流管内没有翅片；纵向涵道式导流管的中心线为直线；纵向涵道式导流管的横截面为圆形，多只纵向涵道式导流管沿水平方向排列成多行，沿竖直方向排列成多列，任意一列中相邻两纵向涵道式导流管之间形成间隙，任意相邻两行的纵向涵道式导流管之间形成横向流道。
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