CN103925665A - 具有空气净化功能的通风散热装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通风散热装置，其广泛应用于电子产品、机房、基站的通风、散热降温领域，具体地说是具有空气净化功能的通风散热装置，包括风扇和散热片，风扇用于提供空气流通所需动能，散热片用于吸收、传导热源所产生热量，散热片表面涂敷有纳米TiO₂，纳米TiO₂在散热片表面形成纳米TiO₂薄膜，散热片处设置有UV光源，UV光源用于激发纳米TiO₂的光催化氧化活性，散热片为通过对散热片基材进行表面改性处理而成，散热片表面形成微孔结构；同现有技术相比，该装置是在原有通风散热装置基础上做了改进，使其能够在实现通风、散热降温功能的同时，还具有环境空气净化功能，实现了对于气流中污染物的高效净化。

Description

具有空气净化功能的通风散热装置

[技术领域]

本发明涉及一种通风散热装置，其广泛应用于电子产品、机房、基站的通风、散热降温领域，具体地说是一种具有空气净化功能的通风散热装置。

[背景技术]

目前，常规的通风散热装置主要是由风扇和散热片两部分组成，其中，风扇用于提供空气流通所需的动能，而散热片则用于吸收、传导热源所产生的热量，为了实现高的传热效率，散热片一般呈翅片式密集布置，以实现在有限空间内提供更大的散热面积。然而，此类现有的通风散热装置仅仅具有通风、散热降温的传统功能，而不具备环境空气净化的功能，从而无法实现对环境空气净化的目标。

另外，现有资料表明，纳米TiO₂光催化及应用技术已经成功应用于光催化空气净化领域，其对甲醛(HCHO)、苯和总挥发性有机物(TVOC)等有害物均有很高的降解效率，其在烟气污染净化、装修污染治理等领域都有着很好的应用前景。因此，若能将其应用于传统的通风散热装置，以解决其无法实现空气净化功能的缺陷，将具有非常重要的意义。

[发明内容]

本发明的目的就是要解决上述的不足而提供一种具有空气净化功能的通风散热装置，该装置能够在实现通风、散热降温功能的同时，还具有环境空气净化功能，能够实现环境空气净化目标。

为实现上述目的设计一种具有空气净化功能的通风散热装置，包括用于提供空气流通所需动能的风扇1以及用于吸收、传导热源所产生热量的散热片2，所述散热片2表面涂敷有纳米TiO₂，所述纳米TiO₂在散热片2表面形成纳米TiO₂薄膜，所述散热片2处设置有用于激发纳米TiO₂光催化氧化活性的UV光源。

所述散热片2为通过对散热片基材进行表面改性处理而成，所述散热片2表面形成微孔结构。

所述散热片2采用铝基、铜基、陶瓷基中的一种或者多种组合作为散热片基材。

所述散热片2采用铝基作为基材，所述铝基基材表面采用阳极氧化处理或微弧氧化处理，所述纳米TiO₂附着在在散热片2表面形成的微孔状陶瓷氧化膜上。

所述散热片2设置有多个，所述散热片2呈翅片式结构。

所述的多个散热片2沿周向分布构成环形散热片组。

所述散热片2与风扇1为轴向布置，所述散热片2与风扇1位于同一轴向通道，所述散热片2位于风扇1的任一侧。

所述散热片2与风扇1为中心布置，所述风扇1位于散热片2中心，所述风扇1被散热片2周向包围。

所述UV光源为汞灯或紫外波段LED灯，所述UV光源采用石英玻璃封装。

所述UV光源为布置于散热片2中心轴线位置处的圆柱灯管状UV光源3，或者为布置于散热片2上部或下部的环形灯管状UV光源4。

本发明同现有技术相比，具有如下优点：

（1）通过对散热片基材进行表面改性处理，使其表面形成微孔分布，一方面，增加了基材比表面积，增加比表面积则可使其获得更好的散热效果；另一方面，散热片表面形成的微孔分布，也便于纳米TiO₂涂料在其表面成膜并增加涂料与基体结合牢度，从而确保散热片具有很长的光催化氧化时效性；

（2）通过在散热片表面涂敷纳米TiO₂，该纳米TiO₂为水性涂料，其具有很好的光催化氧化特性，可应用于光催化空气净化领域，同时其具有很好的分散性，便于在基材表面涂装；

（3）为了激发纳米TiO₂的光催化活性，本发明在散热片处加装UV光源，为其提供一定强度的紫外光照强度，从而激发纳米TiO₂的光催化氧化活性，实现了污染物降解效果，使其对流经散热系统的气流具有净化功能；

（4）散热片本身的翅片式结构，可使流经散热片气流产生较大的扰流度，保证了气流与散热片表面光催化活性层的充分接触，实现了对于气流中污染物的高效净化；

（5）本发明在实现通风降温功能的同时，还具有环境空气净化功能，且能够在不增加装置能耗、不降低通风降温效果的同时，实现环境空气净化目标。

[附图说明]

图1是本发明中散热片与风扇为轴向布置的安装示意图一；

图2是本发明中散热片与风扇为轴向布置的安装示意图二；

图3是本发明中散热片与风扇为中心布置的结构示意图一；

图4是本发明中散热片与风扇为中心布置的结构示意图二；

图中：1、风扇  2、散热片  3、圆柱灯管状UV光源  4、环形灯管状UV光源。

[具体实施方式]

下面结合附图对本发明作以下进一步说明：

如附图所示，本发明包括：风扇1、散热片2和UV光源，风扇用于提供空气流通所需动能，散热片用于吸收、传导热源所产生热量，该散热片表面涂敷有纳米TiO₂，纳米TiO₂在散热片表面形成纳米TiO₂薄膜，该纳米TiO₂为水性涂料，其具有很好的光催化氧化特性，同时其具有很好的分散性，便于在基材表面涂装；UV光源则设置于散热片处，其主要用于激发纳米TiO₂的光催化氧化活性，因为纳米TiO₂需在吸收紫外波段光的情况下才能有效激发其催化氧化活性，从而实现污染物降解效果。进一步地，本发明通过对散热片基材进行表面改性处理，使得散热片表面形成微孔结构，从而增加了其比表面积，而增加比表面积则可以使其获得更好的散热效果。

本发明是对原有通风散热装置的改进，其主要包括以下三个部分：

（1）散热片，对于电子产品散热器用散热片一般为铝及其合金基材，如前文所述，对散热片进行表面改性处理，铝质基材则可采用阳极氧化处理或微弧氧化处理，使得纳米TiO₂附着在散热片表面形成的微孔状陶瓷氧化膜上，增加了基材比表面积，同时散热片表面涂敷具有光催化氧化特性的纳米TiO₂涂料，经表面改性处理后的散热片表面形成微孔分布，可便于纳米TiO₂涂料在表面成膜并增加涂料与基体结合牢度，从而确保散热片具有很长的光催化氧化时效性，需说明的是，无需表面处理也具有良好的纳米TiO₂涂料成膜条件的散热片基材也包含在本发明中。本发明中所称散热片可指单个的散热片原件也可指以组合形式出现的散热片组件，如由多个散热片沿周向分布构成的环形散热片组，其基材可以采用铝基、铜基、陶瓷基以及各种基材中的一种或者多种组合形式，同时散热片本身呈翅片式结构，则可使流经散热片气流产生较大的扰流度，保证了气流与散热片表面光催化活性层的充分接触，实现了对于气流中污染物的高效净化。

（2）风扇，本发明中所称风扇为实现空气流通所需的动能组件，其布置形式按其与散热片的相对位置可分为轴向布置和中心布置。如附图1和附图所示，为轴向布置时的轴向通风散热，散热片与风扇位于同一轴向通道，散热片位于风扇的任一侧，从而冷却风可先经过散热片再到风扇（负压通风型），也可先经风扇增压再流经散热片（正压鼓风型）；如附图3和附图4所示，为中心布置时的周向通风散热，风扇位于散热片中心，被散热片周向包围，同样，冷却风可以先经散热片从周向一圈进气再经风扇流出，也可先经风扇再从散热片周向一圈流出。

（3）UV光源，为了激发纳米TiO₂的光催化活性，为其提供一定强度的紫外光照强度，本发明中所用涂料能够吸收波长小于400nm的紫外光，所需紫外光照强度大于20μW/cm2。UV光源可以采用常用的汞灯，也可选用紫外波段LED灯，为保证紫外光的透光率，可选用石英玻璃封装；如附图1和附图2所示，UV光源可以是圆柱灯管状UV光源3，该圆柱灯管状UV光源布置于散热片中心轴线位置；如附图3和附图4所示，UV光源也可以是环形灯管状UV光源4，该环形灯管状UV光源布置于散热片上部或下部；需说明的是，该UV光源的布置形式不限于本发明中所示的布置形式，如还可以在设置在散热片的外部，即任何保证散热片所需足够光照强度的光源布置形式均包含在本发明中。

本发明在原有通风散热装置基础上做了改进，使其在满足散热功能的同时具有空气净化功能。具体主要表现在：通过对原有散热片进行表面改性处理使其具有表面微孔结构，同时在散热片表面涂装具有光催化氧化活性的纳米TiO₂涂料，并提供一定的紫外光照强度（波长小于400nm，光照强度大于20μW/cm2)，使其对流经散热系统的气流具有净化功能，并能实现对环境空气中的甲醛(HCHO)、苯和总挥发性有机物(TVOC)等有害物具有很高的降解效率，该净化过程将有机类污染物最后分解为CO₂和水，无二次污染，本发明所用纳米TiO₂涂料及其涂装方式确保了该装置有很长的空气净化时效时间，一次涂装的有效期不小于2年；该装置新增能耗很低，仅增加了提供UV光源的能耗，并且运行过程不会增加散热风阻以及影响装置散热效果。

本发明并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有空气净化功能的通风散热装置，包括用于提供空气流通所需动能的风扇（1）以及用于吸收、传导热源所产生热量的散热片（2），其特征在于：所述散热片（2）表面涂敷有纳米TiO₂，所述纳米TiO₂在散热片（2）表面形成纳米TiO₂薄膜，所述散热片（2）处设置有用于激发纳米TiO₂光催化氧化活性的UV光源。

2.如权利要求1所述的具有空气净化功能的通风散热装置，其特征在于：所述散热片（2）为通过对散热片基材进行表面改性处理而成，所述散热片（2）表面形成微孔结构。

3.如权利要求2所述的具有空气净化功能的通风散热装置，其特征在于：所述散热片（2）采用铝基、铜基、陶瓷基中的一种或者多种组合作为散热片基材。

4.如权利要求2所述的具有空气净化功能的通风散热装置，其特征在于：所述散热片（2）采用铝基作为基材，所述铝基基材表面采用阳极氧化处理或微弧氧化处理，所述纳米TiO₂附着在散热片（2）表面形成的微孔状陶瓷氧化膜上。

5.如权利要求1至4中任一项所述的具有空气净化功能的通风散热装置，其特征在于：所述散热片（2）设置有多个，所述散热片（2）呈翅片式结构。

6.如权利要求5所述的具有空气净化功能的通风散热装置，其特征在于：所述的多个散热片（2）沿周向分布构成环形散热片组。

7.如权利要求6所述的具有空气净化功能的通风散热装置，其特征在于：所述散热片（2）与风扇（1）为轴向布置，所述散热片（2）与风扇（1）位于同一轴向通道，所述散热片（2）位于风扇（1）的任一侧。

8.如权利要求7所述的具有空气净化功能的通风散热装置，其特征在于：所述散热片（2）与风扇（1）为中心布置，所述风扇（1）位于散热片（2）中心，所述风扇（1）被散热片（2）周向包围。

9.如权利要求8所述的具有空气净化功能的通风散热装置，其特征在于：所述UV光源为汞灯或紫外波段LED灯，所述UV光源采用石英玻璃封装。

10.如权利要求9所述的具有空气净化功能的通风散热装置，其特征在于：所述UV光源为布置于散热片（2）中心轴线位置处的圆柱灯管状UV光源（3），或者为布置于散热片（2）上部或下部的环形灯管状UV光源（4）。