CN103775335A - 涡卷流体机械的涡卷散热结构及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种涡卷流体机械的涡卷散热结构及其制造方法，包括一绕动涡卷、以及一位于该绕动涡卷一侧处而与该绕动涡卷相啮合的固定涡卷，绕动涡卷具有一绕动端板，固定涡卷则具有一固定端板，且固定端板与绕动端板间形成有一压缩腔室；其中，绕动端板或/及固定端板于远离压缩腔室的端面上设有多个散热片，绕动涡卷及固定涡卷二者或其中任一者的各散热片上设有纳米涂层，所述纳米涂层具有改善热传或防止灰尘沾附的功效。借此，本发明的涡卷流体机械的涡卷散热结构及其制造方法，可提高散热片的散热效果。

Description

涡卷流体机械的涡卷散热结构及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种涡卷流体机械，尤其涉及一种如涡卷压缩机、涡卷真空泵、涡卷膨胀机（scroll expander）或涡卷鼓风机等的涡卷散热结构及其制造方法。
背景技术
以往的涡卷流体机械，如前述涡卷压缩机、涡卷真空泵、涡卷膨胀机或涡卷鼓风机等，其通常具有一通过传动轴支撑而作偏心运转的绕动涡卷、以及一与该绕动涡卷相啮合的固定涡卷，以在绕动涡卷与固定涡卷间形成能对如空气等流体进行压缩的压缩腔室。
然而，一般涡卷流体机械在运作上，由于压缩过程容易产生高温高热，尤其应用于工作环境较恶劣的场合，由于与外界空气有较多接触机会，故在长时间的使用后，其绕动涡卷与固定涡卷的表面上往往会沾染液滴、粉尘或使灰尘附着等，以致降低表面的散热效果。而若为了减少灰尘附着而使用过细的进气过滤器等，一方面会增加成本、另一方面若环境的灰尘量较大时，会使进气过滤器很容易堵塞，使机械效率降低，甚至造成损坏等问题。
再者，一般的绕动涡卷与固定涡卷以铸铁或铝合金等金属制成，而为了达到防锈、润滑或提高表面硬度等目的，通常会做表面处理。但一般的金属表面处理大多会使得金属材料本身的散热性变差，降低散热效果。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种涡卷流体机械的涡卷散热结构及其制造方法，提高散热片的散热效果。
为了达成上述的目的，本发明提供一种涡卷流体机械的涡卷散热结构，包括一绕动涡卷、以及一位于该绕动涡卷一侧处而与该绕动涡卷相啮合的固定涡卷，绕动涡卷具有一绕动端板，固定涡卷则具有一固定端板，且固定端板与绕动端板间形成有一压缩腔室；绕动端板或/及固定端板于远离压缩腔室的端面上设有多个散热片，绕动涡卷及固定涡卷二者或其中任一者的各散热片上设有纳米涂层。
其中，该绕动涡卷与该固定涡卷邻近该压缩腔室的端面、以及该绕动涡卷片与该固定涡卷片施加有耐磨性或润滑性的表面处理。
其中，所述纳米涂层表面为疏水性结构，亦即以液滴停滞于所述纳米涂层表面，其表面与该液滴的接触角大于90度。
其中，所述纳米涂层的材质为金属氧化物或氮化物。
其中，所述纳米涂层表面为利用增加比表面积以提高热传系数的纳米结构。
其中，所述纳米涂层的材质为多孔性碳材。
其中，其特征在于，所述纳米涂层为单层或多层的层叠结构。
为了达成上述的目的，本发明提供一种涡卷流体机械的涡卷散热结构的制造方法，其步骤如下：
a)准备一绕动涡卷、以及用于与该绕动涡卷相啮合的一固定涡卷，该绕动涡卷或/及该固定涡卷上都具有多个散热片；
b)于该绕动涡卷及该固定涡卷二者或其中任一者的各该散热片上披覆纳米涂层；
其中，更包括步骤c)该绕动涡卷与该固定涡卷间形成有一压缩腔室，并于靠该压缩腔室内侧的部位施以具表面耐磨性或润滑性的表面处理。
其中，步骤c)所述的表面处理为硬化阳极处理、PTFE(聚四氟乙烯)涂层或二硫化钼涂层。
其中，步骤b)的所述纳米涂层的材质为金属氧化物、氮化物或多孔性碳材。
借此以具有防止灰尘沾附、或增加比表面积、或兼具前述二种功能，以达到改善涡卷散热的功效。
本发明于绕动涡卷与固定涡卷上设置散热片，且通过将具有疏水性的纳米涂层披覆于绕动涡卷及固定涡卷二者或其中任一者的散热片上，来防止灰尘附着而影响散热效果，或者该纳米涂层可增加散热片的比表面积及其散热系数，以进一步提高或改善散热功效。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为本发明的立体分解图。
图2为本发明绕动涡卷的立体外观图。
图3为本发明固定涡卷的立体外观图。
图4为本发明的组合剖视图。
图5为图4的A部分放大详图。
图6为图4的B部分放大详图。
图7为本发明供液滴停滞于纳米涂层表面的示意图。
其中，附图标记：
Figure BDA00002311460100031
具体实施方式
为了使本领域技术人员能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参考以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图式仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
请参考图1、图2及图3，其分别为本发明的立体分解图、绕动涡卷的立体外观图及固定涡卷的立体外观图。本发明提供一种涡卷流体机械的涡卷散热结构及其制造方法，包括一绕动涡卷1、以及一与该绕动涡卷1相啮合的固定涡卷2；其中：
该绕动涡卷1可由一传动轴（图略）而被支撑于所述涡卷流体机械内，并能通过该传动轴作偏心运转而被带动。请一并参考图4所示，该绕动涡卷1具有一绕动端板10，于绕动端板10上设置有一轴孔100，即可供上述传动轴枢设连结。
该固定涡卷2位于该绕动涡卷1一侧处而与该绕动涡卷1相啮合，以通过该绕动涡卷的运转与之动作，而对流体进行压缩。再请一并参考图4所示，该固定涡卷2具有一固定端板20，固定端板20与绕动端板10间形成有一压缩腔室200，以于该压缩腔室200内对进入的流体进行压缩作用。详言之，绕动端板10于邻近压缩腔室200的端面10a上设有一绕动涡卷片11，而固定端板20即相对位于绕动端板10设置有所述绕动涡卷片11的该端面10a处，且固定端板20于邻近压缩腔室200的端面20a相对于绕动端板10而设有一固定涡卷片21，该固定涡卷片21即与绕动涡卷片11于该压缩腔室200内啮合以对进入的流体进行压缩作用。
请一并参考图4至图6所示，本发明主要于该绕动端板10远离压缩腔室200的端面10b上设有多个散热片12，或于该固定端板20远离压缩腔室200的端面20b上亦设有多个散热片22，或该绕动端板10与该固定端板20上都设有多个散热片。该绕动涡卷1及固定涡卷2二者或其中任一者的各散热片12、22上披覆有纳米涂层120、220，所述纳米涂层120、220表面为疏水性结构，或可增加比表面积的结构。
首先，如该纳米涂层120、220表面为疏水性结构，则可为金属氧化物（如TiO2、ZnO或Al2O3）、或氮化物（如SiNx、Si3N4）等材质制成的膜层，而所述纳米涂层120、220亦可为单层或多层的层叠结构。如图7所示，当以水等液滴3停滞于所述纳米涂层120、220表面上时，通过疏水性结构而与液滴3产生的接触角θ大于90度。由于液体润湿固体表面时，原本气-固的界面会被液-固的界面所取代；当液-固的界面张力大于气-固的界面张力时，也就是固体和气体间的吸引力大于固体和液体间的吸引力时，固体表面与气体间有较低的界面张力。因此，由液滴3在所述纳米涂层120、220表面上形成大于90度的接触角θ可知，所述纳米涂层120、220与空气间的界面张力较低，故液滴3不易湿润所述纳米涂层120、220的表面，可以防止灰尘或粉尘的附着。
其次，如该纳米涂层120、220表面为可增加比表面积的结构，则其材质可为单层或多层的纳米多孔碳材，此类涂层可借由增加发热体表面的比表面积来提高散热片12、22的热传系数，以提高涡卷散热功效。此外，该绕动涡卷1与固定涡卷2的表面处理方法，可于靠压缩腔室200内侧的部位施以提高表面耐磨性或润滑性的表面处理，即对于绕动涡卷1与固定涡卷2邻近压缩腔室200的端面10a、20a以及绕动涡卷片11与固定涡卷片21施以表面处理，如硬化阳极处理、PTFE涂层或二硫化钼涂层等。而绕动涡卷1或/及固定涡卷2的各散热片12、22则施以前述的纳米涂层120、220以披覆表面，如此即可兼顾耐磨、润滑性与提高散热功效等优点。
是以，借由上述的构造组成及其步骤流程，即可得到本发明涡卷流体机械的涡卷散热结构及其制造方法。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (11)

1.一种涡卷流体机械的涡卷散热结构，其特征在于，包括：
一绕动涡卷，具有一绕动端板；以及
一固定涡卷，位于该绕动涡卷一侧处而与该绕动涡卷相啮合，该固定涡卷具有一固定端板，且该固定端板与该绕动端板间形成有一压缩腔室；
其中，该绕动端板或/及该固定端板于远离该压缩腔室的端面上设有多个散热片，该绕动涡卷及该固定涡卷二者或其中任一者的各该散热片上设有纳米涂层。
2.根据权利要求1所述的涡卷流体机械的涡卷散热结构，其特征在于，该绕动涡卷与该固定涡卷邻近该压缩腔室的端面、以及该绕动涡卷片与该固定涡卷片施加有耐磨性或润滑性的表面处理。
3.根据权利要求1所述的涡卷流体机械的涡卷散热结构，其特征在于，所述纳米涂层表面为疏水性结构，亦即以液滴停滞于所述纳米涂层表面，其表面与该液滴的接触角大于90度。
4.根据权利要求3所述的涡卷流体机械的涡卷散热结构，其特征在于，所述纳米涂层的材质为金属氧化物或氮化物。
5.根据权利要求1所述的涡卷流体机械的涡卷散热结构，其特征在于，所述纳米涂层表面为利用增加比表面积以提高热传系数的纳米结构。
6.根据权利要求5所述的涡卷流体机械的涡卷散热结构，其特征在于，所述纳米涂层的材质为多孔性碳材。
7.根据权利要求1至6任一所述的涡卷流体机械的涡卷散热结构，其特征在于，所述纳米涂层为单层或多层的层叠结构。
8.一种涡卷流体机械的涡卷散热结构的制造方法，其特征在于，步骤包括：
a)准备一绕动涡卷、以及用于与该绕动涡卷相啮合的一固定涡卷，该绕动涡卷或/及该固定涡卷上都具有多个散热片；以及
b)于该绕动涡卷及该固定涡卷二者或其中任一者的各该散热片上披覆纳米涂层。
9.根据权利要求8所述的涡卷流体机械的涡卷散热结构的制造方法，其特征在于，更包括步骤c)该绕动涡卷与该固定涡卷间形成有一压缩腔室，并于靠该压缩腔室内侧的部位施以具表面耐磨性或润滑性的表面处理。
10.根据权利要求9所述的涡卷流体机械的涡卷散热结构的制造方法，其特征在于，步骤c)所述的表面处理为硬化阳极处理、PTFE涂层或二硫化钼涂层。
11.根据权利要求8至10项的任一所述的涡卷流体机械的涡卷散热结构的制造方法，其特征在于，步骤b)的所述纳米涂层的材质为金属氧化物、氮化物或多孔性碳材。
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