CN104684367A - 一种微型单振子双作用压电驱动散热模组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种微型单振子双作用压电驱动散热模组，包括：单振子压电风机,分流散热体，其中单振子双作用压电风机包括压电振子和第一腔体件第二腔体件，通过特殊的流道设计形成气体从单振子双作用压电风机过流孔进入，从单振子双作用压电风机出流孔排出的气体定向驱动能力；分流散热体包括散热基板和散热导向装置；工作时，发热器件紧贴热散热基板下表面，发热器件的热量经散热基板传到各散热导向体，气体从散热模组压电风机过流孔进入，从单振子双作用压电风机出流孔排出，排出的气体流经散热导向体，将由发热器件传导到分流散热体的热量扩散至周围空气中，实现散热。本发明具有结构简单便于大批量生产、体积小便于微型化，散热效率高等优点。

Description

一种微型单振子双作用压电驱动散热模组

技术领域

本发明涉及一种散热模组，具体涉及一种利用压电元件作为系统驱动的散热模组。

背景技术

随着电子信息产业的快速发展，中央处理器等发热器件高速、高频及集成化使其发热量剧增，如不及时排除这些热量，将引起发热器件自身温度的升高，进而导致发热器件的损坏或其性能的降低，因此散热模组广泛应用于该领域。传统散热模组动力部通常为离心风扇，所占空间较大。本发明中利用压电材料作为系统动力源，当压电振子在交变电压的作用下产生往复变形，使散热模组压电风机密闭腔体的体积发生往复变化，产生气体驱动能力，并借助于与单振子双作用压电风机相配合的分流散热体实现散热模组的散热功能。本压电驱动式散热模组可应用于仪器仪表、检测设备及机械电子领域中的主动冷却等方面，具有结构简单便于大批量生产、体积小便于微型化、散热效率高等优点。

发明内容

本发明提供了一种利用压电材料作为动力源，驱动气体从散热模组单振子双作用压电风机过流孔进入，经出流孔排出，从出流孔排出的气体流经分流散热体的各散热导向体，将由发热器件产生的热量通过分流散热体快速扩散至周围空气中，进行热交换，实现散热。本发明具有结构简单便于大批量生产、体积小便于微型化、散热效率高等优点。

为达到上述目的，本发明提供了一种微型单振子双作用压电驱动散热模组，包括单振子双作用压电风机、分流散热体。

本发明涉及的单振子双作用压电风机，包括压电振子和两个腔体件，其中：

压电振子是压电材料薄片与弹性基板粘接形成的，在交变电压的作用下，压电振子中心会发生沿着其轴线方向的往复运动；

所述第一腔体件是一个厚度较小的矩形塑料外壳，在上底面上布置有一压电振子安装槽，压电振子安装在所述压电振子安装槽内，压电振子安装槽的深度大于压电振子的总厚度与压电振子中心点位移峰值之和，以保证安装后压电振子的运动不受到干涉；在所述压电振子安装槽的底部中心布置有一腔体槽，所述腔体槽的深度大于压电振子中心点的运动幅值且小于2mm，在保证压电振子位移不受到干涉的同时可以减小气体可压缩性所产生的影响；安装后的压电振子与腔体槽形成密封的第一腔体；所述第二腔体件是一个厚度较小的矩形塑料外壳，与所述的第一腔体件相互连接形成密封的第二腔体，在所述第一腔体件一侧的中心位置布置有第一出流孔，所述第一出流孔将所述第一腔体与外部空气连通；在第一腔体件的侧面垂直于第一出流孔的方向布有第一过流孔，所述第一过流孔为一通孔且与所述第一出流孔贯通，在所述第二腔体件一侧的中心位置布置有第二出流孔，所述第二出流孔将所述第二腔体与外部空气连通，在所述第二腔体件的侧面垂直于第二出流孔的方向布有第二过流孔，所述第二过流孔是一通孔且与所述第二出流孔贯通。

    所述的基体构造为单一个零件，无需装配，在形成流体输送功能的同时具有便于大规模自动化装配的特点，与以往的多零件组装形成基体的方案相比具有明显优势，只需与压电振子配合即可形成最终的微型压电式风机整机。

所述分流散热体包括散热基板和散热导向装置两部分，散热导向装置由一系列散热导向体构成，其中：

所述散热基板为一矩形薄板；所述散热导向体沿着压电风机气体流出第一出流孔和第二出流孔的方向按列分布，列与列依次交错排开，并垂直布满所述散热基板的整个平面。所述分流散热体的前端面正对压电风机的第一出流孔和第二出流孔布置，且所述分流散热体的下底面与单振子双作用压电风机的下底面位于同一平面。

所述散热导向体的截面可以为圆形、椭圆形、三角形、矩形、五角形、U型、菱形。

工作时，压电振子在交变电压的作用下发生往复的弯曲变形，两腔体的体积随着压电振子的运动一个增大一个减小。体积变化趋势相反。一腔体体积增加时，腔体内压力降低，外部气体通过过流孔流入，在通过与其垂直的出流孔时，由于流体速度快即形成了一个局部低压区，外部气体也会沿着出流孔流入，流入的气体随着从过流孔流入的气体一同进入泵腔；另一腔体体积减小，腔体内气压增大，气体从腔体内经过过流孔向外排出，在通过出流孔时，由于流体速度快出现局部低压区，外部气体会沿着出流孔流入，流入的外部气体会随着将从过流孔排出的气体一同从过流孔排出。在一个工作循环中，出流孔与过流孔交汇处始终存在一个低压区，即外部气体在两个过程中都会被吸入，而最终吸入的气体会从过流孔流出，从过流孔排出的气体量大于从过流孔吸入的气体量，最终形成了气体从出流孔流入，从过流孔流出的气体定向驱动能力。两腔体同时工作，充分利用压电振子输出的能量，大大提高了工作效率。

从单振子双作用压电风机出流孔排出的气体流经分流散热体的各散热导向体，将由发热器件传导到分流散热体的热量扩散至周围空气中，实现散热。

附图说明

图1为微型单振子双作用压电驱动热模组结构示意图；

图2为微型单振子双作用压电驱动热模组压电风机结构示意图；

图3为微型单振子双作用压电驱动热模组分流散热体结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1、图2、图3对本发明的微型单振子双作用压电驱动式散热模组的实施方式进行详细描述，压电驱动式散热模组包括压电风机I、分流散热体II。

一种微型单振子双作用压电驱动散热模组，包括：单振子压电风机I，分流散热体II；其特征在于所述单振子双作用压电风机I包括压电振子1和第一腔体件2第二腔体件3，其中：所述第一腔体件2是一个厚度较小的矩形塑料外壳，在其上底面24上布置有一压电振子安装槽25，在所述压电振子安装槽25的底部布有第一腔体 23；所述的第二腔体件3是一个厚度较小的矩形塑料外壳，在其下底面34上布置有第二腔体 33，所述压电振子1安装在所述压电振子安装槽25内，所述第二腔体件3的下底面34与所述第一腔体件2的上底面24相互连接密封，在所述第一腔体件2一侧的中心位置布置有第一出流孔22，所述第一出流孔22将所述第一腔体23与外部空气连通；在第一腔体件2的侧面垂直于第一出流孔22的方向布有第一过流孔21，所述第一过流孔21贯穿第一腔体件2且与所述第一出流孔22贯通；在所述第二腔体件3一侧的中心位置布置有第二出流孔32，所述第二出流孔32将所述第二腔体33与外部空气连通，在所述第二腔体件3的侧面垂直于第二过出孔32的方向布有第二过流孔31，所述第二过流孔31贯穿第二腔体件3且与所述第二出流孔32相贯通；所述分流散热体II包括散热基板4和散热导向装置5；所述散热导向装置5由散热导向体51，散热导向体52……散热导向体5n构成且垂直分布于所述散热基板4上，所述散热导向体沿着气体流出第一出流孔22和第二出流孔32的方向按列分布，列与列依次交错排开，并布满所述基板4的整个平面。所述单振子双作用压电风机I的第一出流孔22和第二出流孔32正对分流散热体II的前端面6布置，且所述单振子双作用压电风机I的下底面26与所述分流散热体II的下底面41位于同一平面。

工作时，散热基板4的下底面31紧贴发热器件布置，发热器件发出的热量通过散热基板4传导到各分流散热导向体5；对于压电驱动式散热模组的单振子双作用压电风机I，气流从单振子双作用压电风机I的第一过流孔21第二过流孔31进入，从单振子双作用压电风机I的第一出流孔22第二出流孔32排出，排出的气体流经分流散热体的各散热导向体5，将由发热器件传导到分流散热体II的热量扩散至周围空气中，实现散热。

Claims (4)

1. 一种微型单振子双作用压电驱动散热模组，包括：单振子双作用压电风机（I），分流散热体（II）；其特征在于所述单振子双作用压电风机（I）包括压电振子（1）和第一腔体件（2）第二腔体件（3），其中：所述第一腔体件（2）是一个厚度较小的矩形塑料外壳，在其上底面（24）上布置有一压电振子安装槽（25），在所述压电振子安装槽(25)的底部布有第一腔体 （23）；所述的第二腔体件（3）是一个厚度较小的矩形塑料外壳，在其下底面（34）上布置有第二腔体（33），所述压电振子（1）安装在所述压电振子安装槽（25）内，所述第二腔体件（3）的下底面（34）与所述第一腔体件（2）的上底面（24）相互连接密封，在所述第一腔体件（2）一侧的中心位置布置有第一出流孔（22），所述第一出流孔（22）将所述第一腔体（23）与外部空气连通；在第一腔体件（2）的侧面垂直于第一出流孔（22）的方向布有第一过流孔（21），所述第一过流孔（21）贯穿第一腔体件（2）且与所述第一出流孔（22）贯通；在所述第二腔体件（3）一侧的中心位置布置有第二出流孔（32），所述第二出流孔（32）将所述第二腔体（33）与外部空气连通，在所述第二腔体件（3）的侧面垂直于第二出流孔（32）的方向布有第二过流孔（31），所述第二过流孔（31）贯穿第二腔体件（3）且与所述第二出流孔（32）相贯通；所述分流散热体（II）包括散热基板（4）和散热导向装置（5）；所述散热导向装置（5）由散热导向体（51），散热导向体（52）……散热导向体（5n）构成且垂直分布于所述散热基板（4）上，所述散热导向体沿着气体流出第一出流孔（22）和第二出流孔（32）的方向按列分布，列与列依次交错排开，并布满所述基板（4）的整个平面。

2.所述单振子双作用压电风机（I）的第一出流孔（22）和第二出流孔（32）正对分流散热体（II）的前端面（6）布置，且所述单振子双作用压电风机（I）的下底面（26）与所述分流散热体（II）的下底面（41）位于同一平面。

3. 根据权利要求1所述的微型单振子双作用压电驱动散热模组，其特征在于：所述压电振子（1）采用由一片压电陶瓷（11）粘贴在弹性基板（12）上形成的单晶片压电振子，或采用由两片压电陶瓷（11）粘贴在弹性基板（12）两侧形成的双晶片压电振子。

4. 根据权利要求1所述的微型单振子双作用压电驱动散热模组，其特征在于：所述散热导向装置（5）的截面形状可以为圆形、椭圆形、菱形、三角形、矩形、五角形、U型。