CN103841810A - 一种振动式散热器及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种散热器及其工作方法，包括：通过控制一振动体的振动以使流体流动的振动驱动机构，所述振动体的相邻处且在所述流体的流动方向上设有散热片。本发明通过振动驱动机构代替传统的风扇，克服了风扇由于长期使用，造成轴承发生故障，引起电器损坏；由于振动和喷射气流的综合作用，使得热量交换部位有自清洁作用，可用于含尘介质中，克服了一般风扇使用后叶片积尘产生散热效果下降及产生噪音的缺陷；通过励磁线圈接通交流电在磁场中产生上下振动，两侧内壁与磁轭的两端之间分别留有间隙，在振动时，并无机械接触，因此，可以长时间，静音工作，不会发生磨损的现象，具有使用寿命长、静音的特点。

Description

一种振动式散热器及其工作方法

技术领域

本发明涉及一种散热器，具体的是指一种振动式散热器及其工作方法。

背景技术

目前在电子装置内，业界通常在电路板上设置散热器对发热电子器件、电器仪表、LED灯进行散热。现有的散热器采用风扇进行散热，其虽然成本低，但是由于长时间工作，风扇中的电机轴承容易磨损，同时风扇叶片在工作中容易积尘，造成工作噪音变大，散热效果减弱。当风扇停转或散热变弱后会造成需散热仪器、元件或装置发生故障。

发明内容

本发明的目的是提供一种散热器，该散热器通过振动散热的方式，克服了传统风扇散热寿命短的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种散热器，包括：通过控制一振动体的振动以使流体流动的振动驱动机构，所述振动体的相邻处且在所述流体的流动方向上设有散热片。

进一步，为了提高散热效果，所述散热器还包括：与所述散热片相连的、用于贴在需散热面上的导热基板，所述振动体与该导热基板之间存在第一腔体；所述振动驱动机构控制振动体振动时，第一腔体仅通过该腔体的开口向外部呼吸流体；所述散热片与第一腔体的开口处相邻设置。

进一步，为了提高散热效果，所述振动体的远离所述基板的另一侧存在第二腔体；所述振动体振动时，第二腔体仅通过该第二腔体的开口向外部呼吸流体。

进一步，为了延长散热器的使用寿命，所述振动驱动机构包括用于驱动所述振动体振动的电磁装置；该电磁装置设于所述第一或第二腔体中；所述散热片为弹性散热片，所述振动体的两端分别通过弹性散热片连接在所述导热基板上的一对立柱之间。

进一步，所述振动驱动机构包括用于驱动所述振动体振动的电磁装置；该电磁装置设于所述第一或第二腔体中；所述振动体与所述第一和/或第二腔体的内壁通过弹簧连接；或，所述振动体的两端分别通过弹性连接件与所述导热基板上的一对立柱相连。

进一步，所述弹性散热片为平行相间设置的多片，相邻两片弹性散热片之间形成散热风道；第一、第二腔体的开口与各散热风道的入口相对且相间设置。

进一步，所述电磁装置包括： U型导磁软铁、磁钢、磁轭、与所述振动体相连的励磁线圈， 所述磁钢上下连接U型导磁软铁和磁轭以构成磁路，所述U型导磁软铁的两侧内壁与磁轭的两端之间分别留有间隙，所述励磁线圈设于该间隙中，且在适于通电后，所述振动体上下振动。

所述电磁装置包括电磁铁，仅该电磁铁的磁极与所述振动体相对设置；该振动体包括可被所述电磁铁的磁性吸附的材料。

本发明还提供了一种在上述散热器的基础上的工作方法，包括：所述振动驱动机构带动振动体振动以使流体流动，流体流向散热片实施散热。

所述振动体包括电磁装置，电磁装置适于根据所接通的电流的周期性变化改变磁场使所述振动体上下振动，以形成至少一个适于呼吸的腔体，并从该腔体开口喷射流体。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点： （1）本发明通过振动驱动机构代替传统的风扇，克服了风扇由于长期使用，造成轴承发生故障，引起电器损坏；（2）通过励磁线圈接通交流电在磁场中产生上下振动，所述两侧内壁与磁轭的两端之间分别留有间隙，在振动时，并无机械接触，因此，可以长时间，静音工作，不会发生磨损的现象，具有使用寿命长、静音的特点；（3）所述弹性散热片组件中各弹性散热片也会跟随振动体上下振动，避免了散热片积灰现象的出现，所以长时间使用，散热效果不会下降；即：由于振动和喷射气流的综合作用，使得热量交换部位有自清洁作用，可用于含尘介质中，克服了一般风扇使用后叶片积尘产生散热效果下降及产生噪音的缺陷；（4）本发明可以广泛用于与各种流体中，并不局限于空气中，具有使用范围广泛的特点。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1为本发明的散热器的第一种实施方式的整体结构示图；

图2为本发明的散热器的第一种实施方式的局部结构示图；

图3为本发明的散热器的第二种实施方式的局部结构示图；

图4为本发明的散热器的第三种实施方式的局部结构示图；

图5为本发明的散热器的第四种实施方式的整体结构示图；

图6为本发明的散热器的第五种实施方式的整体结构示图；

图7为本发明的散热器的第六种实施方式的整体结构示图；

图8为本发明的散热器的第七种实施方式的整体结构示图；

图9为所述电磁装置的第一种实施方式；

图10为所述电磁装置的第二种实施方式；

图11为所述电磁装置的第三种实施方式；

图12为所述电磁装置的第四种实施方式；

图13为所述电磁装置的第五种实施方式；

图14为所述电磁装置的第六种实施方式。

其中，振动体101、流体喷射口102、夹持部103、进风通孔104、出风通孔105、壳体106、U型导磁软铁111、磁钢112、磁轭113、励磁线圈114、电磁铁115、磁性材料116、导热基板2、弹性散热片3、喷射空气401、外界空气402、第一腔体403、第二腔体404、发热器件5、弹簧6、弹性连接件7。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：

实施例1

见图1至图8，一种散热器，包括：通过控制一振动体101的振动以使流体流动的振动驱动机构，所述振动体101的相邻处且在所述流体的流动方向上设有散热片。为了便于理解，在实施例1中，所述流体采用空气。

见图8，图12和图13所述散热器还包括：与所述散热片相连的、用于贴在需散热面上的导热基板2，所述振动体101与该导热基板2之间存在第一腔体403；所述振动驱动机构控制振动体10振动时，第一腔体403仅通过该腔体的开口向外部呼吸流体；即第一腔体403的开口为流体下喷射口，该流体下喷射口位于所述振动体101下方，振动驱动机构控制所述振动体101振动时，第一腔体403仅通过所述流体下喷射口向外部呼吸流体；所述散热片与所述流体下喷射口相邻设置。具体的流体从该流体下喷射口射出，喷射的流体带走散热片上的热量。

图1至图7和图9，所述振动体101上端存在第二腔体404；所述振动体振动时，第二腔体404仅通过该腔体的开口向外部呼吸流体。即第二腔体404的开口为流体上喷射口，其位于所述振动体101上方；所述振动体101振动时，第二腔体404仅通过所述流体上喷射口向外部呼吸流体。具体的所述振动驱动机构包括：壳体106、适于带动所述振动体101上下振动的电磁装置，该电磁装置位于所述壳体106内，所述壳体106的两侧分别设有适于使振动体101的两端穿过的通孔，该对通孔构成所述喷射空气401的流体喷射口102，通过振动体101分割成第一腔体403的开口和第二腔体404的开口，所述喷射空气401带动外界空气402通过各进风通孔104分别进入相应的散热风道，即各进风通孔104为所述各散热风道的入口，并由相应的出风通孔105吹出。图中流体下喷射口和流体上喷射口均用102来表示。

见图1或图8，所述振动驱动机构包括用于驱动所述振动体101振动的电磁装置；见图9至图14，该电磁装置设于所述第一或第二腔体中；见图1，所述散热片为弹性散热片，所述振动体101的两端分别通过弹性散热片3连接在所述导热基板2上的一对立柱201之间。

见图1或图8，所述振动驱动机构包括用于驱动所述振动101振动的电磁装置；见图9至图14，该电磁装置设于所述第一或第二腔体中；见图6至图8，所述振动体101与所述第一和/或第二腔体的内壁通过弹簧6连接；或，见图3和图4，所述振动体101的两端分别通过弹性连接件7与所述导热基板2上的一对立柱201相连。

见图1至图8，所述弹性散热片3为平行相间设置的多片，相邻两片弹性散热片3之间形成散热风道；第一、第二腔体的开口与各散热风道的入口相对且相间设置。

见图1至图9，所述电磁装置包括：U型导磁软铁111、磁钢112、磁轭113、与所述振动体101相连的励磁线圈114，所述磁钢112上下连接U型导磁软铁111和磁轭113以构成磁路，所述U型导磁软铁111的两侧内壁与磁轭113的两端之间分别留有间隙，所述励磁线圈114适于通电后在该间隙中上下振动。图1至图7，所述电磁装置位于第一腔体403内，图9、图10、图13所述电磁装置位于第一腔体403内。

见图10、图11、图13、图14，所述电磁装置包括电磁铁，仅该电磁铁的磁极与所述振动体101相对设置；该振动体包括可被所述电磁铁的磁性吸附的材料，即磁性材料115。

散热器的具体实施方式包括：

图1和图2示出了所述散热器的第一种实施方式，其包括：适于上下振动以产生喷射空气401的振动驱动机构，该振动驱动机构位于U型导热基板2的上端面，以及位于所述振动驱动机构两侧的弹性散热片组件3，该弹性散热片组件3中各弹性散热片的间隙构成散热风道；所述振动驱动机构中的振动体101的两端分别通过弹性散热片组件3与U型导热基板2的一对立柱201相连，所述喷射空气401带动外界空气402进入散热风道，以使散热风道产生散热气流。所述U型导热基板2的下端面与发热器件5相接触。所述振动驱动机构包括：壳体106、适于带动所述振动体101上下振动的电磁装置，该电磁装置位于所述壳体106内，所述壳体106的两侧分别设有适于使振动体101的两端穿过的通孔，该对通孔构成所述喷射空气401的喷射口102，通过振动体101分割成第一腔体403的开口和第二腔体404的开口，且所述振动体101的两端分别设有适于夹持各弹性散热片的夹持部103，所述夹持部103中设有若干进风通孔104，即各进风通孔104为所述各散热风道的入口，所述立柱201设有若干出风通孔105，所述喷射空气401带动外界空气402通过各进风通孔104分别进入相应的散热风道，并由相应的出风通孔105吹出。具体的，所述振动体101位于壳体106内部，该振动体101上下振动在所述壳体106内形成上、下适于呼吸的第一、第二腔体，故而形成所述喷射空气401。

图3示出了所述散热器的第二种实施方式，与第一种实施方式的区别在于，未采用弹性散热片，所述弹性散热片3为平行相间设置的多片，所述振动体与夹持部103之间通过弹性连接件7相连，且夹持部103下方与导热基板2之间通过弹簧6相连。

图4示出了所述散热器的第三种实施方式，与第一种实施方式的区别在于，未采用弹性散热片，所述弹性散热片3为平行相间设置的多片，所述振动体101的两端分别通过弹性连接件7与所述导热基板2上的一对立柱201相连。

图5示出了所述散热器的第四种实施方式，与第一种实施方式的区别在于，未采用弹性散热片，所述弹性散热片3为平行相间设置的多片，夹持部103下方与导热基板2之间通过弹簧6相连。

图6示出了所述散热器的第五种实施方式，与前四种实施方式的区别在于，所述振动驱动机构独立工作，即，振动体101不与夹持部103相连，在所述振动驱动机构内部设有若干弹簧6，即，所述振动体101与所述第一和第二腔体的内壁通过弹簧6连接。

图7示出了所述散热器的第六种实施方式，与第五种实施方式相似，仅弹簧的分布有所不同，即，在所述振动体与导热基板2之间设有两个弹簧6。

图8示出了所述散热器的第七种实施方式，在第五种实施方式的基础上，去掉了壳体106，仅靠第一腔体403产生喷射流体。

上述图1至图7中，所述电磁装置均位于所述第一腔体403内。

图9至图14示出了所述电磁装置的另外六种不同的实施方式包括：

实施方式一，见图9，所述电磁装置位于第一腔体403内，即该电磁装置的结构与图1中的电磁装置结构相类似，为其倒置结构，该电磁装置包括： U型导磁软铁111、磁钢112、磁轭113、与所述振动体101相连的励磁线圈114，所述磁钢112上下连接U型导磁软铁111和磁轭113以构成磁路，所述U型导磁软铁111的两侧内壁与磁轭113的两端之间分别留有间隙，所述励磁线圈114适于通电后在该间隙中上下振动。

实施方式二，见图10，所述电磁装置位于第一腔体403内，该电磁装置包括电磁铁，仅该电磁铁的磁极与所述振动体101相对设置；该振动体包括可被所述电磁铁115的磁性吸附的材料。具体的所述电磁装置位于第一腔体403内，磁性吸附的材料可以采用铁，镍等材料，所述电磁装置通过控制电磁铁115与所述磁性吸附的材料产生相斥或相吸的磁性，使所述振动体101上下振动。

实施方式三，见图11，所述电磁装置位于第一腔体403内，该电磁装置的结构与所述实施方案是三相似，即为所述实施方式三的倒置摆放。

实施方式四，见图12，在实施方式二的基础上，无需壳体106，仅需第一腔体403完成气体喷射。

实施方式五，见图13，在实施方案是三的基础上，无需壳体106，仅需第一腔体403完成气体喷射。

实施方式六，见图14，与实施方式三相类似，区别在振动体和导热基板2之间设有弹簧，该技术方案可以运用到图6、图7、图8的散热器的技术方案中。 

见图11、图14，在实施方式三和实施方式六的基础上的进行改进，即所述电磁铁115与一脉冲电源相连；工作时，所述电磁铁115中间歇输入脉冲电源，使电磁铁吸附所述振动体101，所述振动体101向上位移；电磁铁断电时，所述振动体101靠自身重力向下振动。

实施例2

在实施例1基础上的所述散热器的工作方法，所述振动驱动机构带动振动体101振动以使流体流动，流体流向散热片实施散热。

所述振动体包括电磁装置，电磁装置适于根据所接通的电流的周期性变化改变磁场使所述振动体101上下振动，以形成至少一个适于呼吸的腔体，并从该腔体开口喷射流体，喷射流体进入相应散热风道，以起到散热的效果。本实施例的散热器对安装角度，无限制；即所述壳体106朝上或朝下或朝横向都可以工作。

实施例3

在上述实施例1和2的基础上，本实施例具有如下补充：采用交流信号输出电路提供交流电至所述励磁线圈114。

所述交流信号输出电路的实施方式包括：

实施方式一、交流信号输出电路包括：整流电路，与该整流电路相连的滤波电路，该滤波电路与稳压电路相连，该稳压电路与一DC-AC逆变电路相连，该DC-AC逆变电路适于调节30-50HZ交流电流输出，当然也可以根据需要提高交流输出信号的频率。所述DC-AC逆变电路属于现有技术。

实施方式二、交流信号输出电路包括：与工频交流电相连的降压电路，该降压电路直接与所述励磁线圈114相连。

实施方式三、交流信号输出电路包括：单片机，该单片机产生PWM信号，该PWM信号用于控制开关管接通，该开关管适于根据所述PWM信号驱动励磁线圈114，即利用单片机来调节振动体101的振动频率。

所述单片机还可以与一温度传感器相连，温度传感器用于检测发热器件5的温度值，所述单片机适于根据温度值产生相应的PWM信号，来调节振动频率，以实现更好的散热效果。

实施例4

在实施例2的基础上，所述散热器还可以安装于散热液（冷却液）中。利用振动体101产生喷射液，起到散热效果，其原理与实施例2相类似。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种散热器，其特征在于包括：通过控制一振动体的振动以使流体流动的振动驱动机构，所述振动体的相邻处且在所述流体的流动方向上设有散热片。

2.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于还包括：与所述散热片相连的、用于贴在需散热面上的导热基板，所述振动体与该导热基板之间存在第一腔体；

所述振动驱动机构控制振动体振动时，第一腔体仅通过该腔体的开口向外部呼吸流体；

所述散热片与第一腔体的开口处相邻设置。

3.根据权利要求2所述的散热器，其特征在于，所述振动体的远离所述基板（2）的另一侧存在第二腔体；

所述振动体振动时，第二腔体仅通过该第二腔体的开口向外部呼吸流体。

4.根据权利要求3所述的散热器，其特征在于，所述振动驱动机构包括用于驱动所述振动体振动的电磁装置；该电磁装置设于所述第一或第二腔体中；

所述散热片为弹性散热片，所述振动体的两端分别通过弹性散热片连接在所述导热基板上的一对立柱之间。

5.根据权利要求3所述的散热器，其特征在于，所述振动驱动机构包括用于驱动所述振动体振动的电磁装置；该电磁装置设于所述第一或第二腔体中；

所述振动体与所述第一和/或第二腔体的内壁通过弹簧连接；或，所述振动体的两端分别通过弹性连接件与所述导热基板上的一对立柱相连。

6.根据权利要求4所述的散热器，其特征在于，所述弹性散热片为平行相间设置的多片，相邻两片弹性散热片之间形成散热风道；

第一、第二腔体的开口与各散热风道的入口相对且相间设置。

7.根据权利要求4-6之一所述的散热器，其特征在于，所述电磁装置包括： U型导磁软铁、磁钢、磁轭、与所述振动体相连的励磁线圈， 所述磁钢上下连接U型导磁软铁和磁轭以构成磁路，所述U型导磁软铁的两侧内壁与磁轭的两端之间分别留有间隙，所述励磁线圈设于该间隙中，且在适于通电后，所述振动体上下振动。

8.根据权利要求4-6之一所述的散热器，其特征在于，所述电磁装置包括电磁铁，仅该电磁铁的磁极与所述振动体相对设置；

该振动体包括可被所述电磁铁的磁性吸附的材料。

9.一种根据权利要求1所述的散热器的工作方法，其特征在于包括， 所述振动驱动机构带动振动体振动以使流体流动，流体流向散热片实施散热。

10.根据权利要求9所述的散热器的工作方法，其特征在于，所述振动体包括电磁装置，电磁装置适于根据所接通的电流的周期性变化改变磁场使所述振动体上下振动，以形成至少一个适于呼吸的腔体，并从该腔体开口喷射流体。

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