CN111780578A - 涡旋式散热器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了涡旋式散热器，包括散热通道；沿散热通道中轴线的前后侧，依次连接有共轴线的散热片外壳与散热风扇外壳；散热通道、散热片外壳与散热风扇外壳为直径相等的圆心外壳；散热风扇外壳内安装有风向朝向散热片外壳的散热风扇；散热片外壳的通道中心处设有固定盘，且固定盘通过连接杆固定到散热片外壳的内壁上；固定盘朝向散热风扇的一端固定有横置的连接柱；连接柱外圈缠绕有多组涡旋线以连接柱中轴线为圆心朝外扩散放大的通道组件；每组通道组件的通道壁依次相互嵌套，且相邻通道壁之间间距相等；多组通道组件相邻内壁的间隙内及通道组件与散热片外壳的间隙内均填充有散热片；本发明，散热风利用效率高，散热效果好。
Description
技术领域
本发明涉及散热器散热技术领域，具体为涡旋式散热器。
背景技术
现有的散热片组整体为方形，散热通道与散热片间隔设置，待冷却的流体或气体从散热通道内经过，热量导出到散热片上，然后与风机结合后，对着散热片进行吹风，将热量快速导出，但是由于散热风机的出风通道为圆形通道，导致方形散热片的四个拐角处难以被吹到，且流体通道在转弯处容易堆积，缓速，进而使得方形散热片的散热效率降低，并且现有技术的方形散热片与风机结合后体积较大。
公开号为CN108709454A的对比文件1，公开了一种冷凝器用换热管板，具体的，通过螺旋散热片的设置，吸收冷凝管和管板接触位置的热量，同时由于散热片的高度是逐渐降低的，能有效的使得空气介入，进一步带走散热片的热量，提高散热效率；但是对比文件1的螺旋散热片是安装在一块板上的，散热对象是板子，板子与螺旋散热片的接触处是螺旋散热片的平面边，两者接触面积小，散热效果差；并且对比文件1的螺旋散热片由于是安装在A板上，导致无法利用风机将散热片上的热量吹出，因此，对比文件1采用的是，螺旋散热片的自然冷却，散热效果差；
公开号为CN210579842U的对比文件2，公开了一种涡旋型散热器，及具有该散热器的空调变频器、电子设备，具体的，对比文件2在散热板上设置螺旋通道，螺旋通道内通入冷却介质，对散热板进行冷却，但是冷却板的拐角离螺旋通道较远，拐角处散热效果不佳，并且由于散热板板面是封闭的，加装散热风扇，风扇形成的冷却风无法穿过散热板，散热效果光靠冷却介质，散热效果不佳；
公开号为CN204289425U的对比文件3，公开了一种合成试验回路辅助阀用散热器；具体的，在靠近腔体的前、后侧面上各开设有涡旋式水道，于对比文件2相似，依旧使用冷却介质对待散热件进行散热，不同的是，在涡旋式水道的中心处挖空，提供足量的空间，将水进行汇聚，进而提供足量的释放冲量，防止水在转角处堆积、缓速，同样的，对比文件3也存在着，无法使用散热风扇进行风冷的措施，散热效率低下。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：如何解决散热器散热效率低的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：涡旋式散热器，包括散热通道；沿散热通道中轴线的前后侧，依次连接有共轴线的散热片外壳与散热风扇外壳；所述散热通道、散热片外壳与散热风扇外壳为直径相等的圆心外壳；所述散热风扇外壳内安装有风向朝向散热片外壳的散热风扇；所述散热片外壳的通道中心处设有固定盘，且固定盘通过连接杆固定到散热片外壳的内壁上；所述固定盘朝向散热风扇的一端固定有横置的连接柱；所述连接柱外圈缠绕有至少一组涡旋线以连接柱中轴线为圆心朝外扩散放大的通道组件；每组通道组件的通道壁依次相互嵌套，且相邻通道壁之间间距相等；每组通道组件相邻内壁的间隙内及通道组件与散热片外壳的间隙内均填充有散热片。
通道组件内通入待冷却对象，启动散热风扇，对通道组件之间嵌入的散热片进行散热，由于散热通道、散热片外壳与散热风扇外壳为直径相等的圆心外壳，通道组件安装在散热片外壳内，并用散热片填充通道组件间隙，以及用散热片填充剩余散热片外壳内缺口，使得散热片、通道组件能够完全被散热风扇的散热风覆盖到，散热风扇的散热风能够完全被用于散热片、通道组件，散热风利用效率高，散热效果好；传统的方形散热器，流体通道在转弯处容易堆积，缓速，进过修改为涡状通道时，流体经过时，单位长度内的角度变化量小，缓速效果不明显，保证流体通过速度。
优选地，所述通道组件包括第一通道和第二通道；所述第一通道缠绕在连接柱外，且第一通道的最外缘与散热风扇外壳的内壁接触；所述第一通道的内壁间隔内插入有第二通道；所述第二通道与第一通道的相邻侧壁间距内设置有涡旋方向相同的散热片；所述第一通道、第二通道的外端与散热片外壳之间的间隙内填充散热片。
优选地，所述第一通道与第二通道的起始端在散热风扇外壳中心线的同一侧。
优选地，在沿第一通道或第二通道中心的剖面上，所述第一通道与第二通道的相邻内壁之间的间距等距。
优选地，所述第一通道和第二通道内通过不同种类的气体或液体。
第二通道插入到第一通道的内壁间隔内，在第二通道与第一通道间隙内插入散热片，结构紧凑，空间利用充分。
优选地，所述第一通道的外端开设有第一进口；所述第一通道的内端开设有第一出口；所述第二通道的外端开设有第二进口；所述第二通道的内端开设有第二出口；所述第一进口与第二进口均设置在涡旋线最外的端部上，反之，第一出口及第二出口均设置在涡旋线靠近涡心的一端端部上。
第一通道、第二通道间距内填充散热片，第一通道、第二通道分别通过第一进口与第二进口通入液体与气体，该涡旋式散热器能对不同的气体、液体同时进行冷却，冷却后的液体或气体通过第一出口与第二出口排出，同时冷却气体与液体，相较于传统的方形散热片，同样体积内能够单独分开冷却两种流体，空间利用率高。
优选地，所述连接柱朝向散热风扇的一端面上安装有圆台状的导流块；所述导流块与连接柱一体成型，且导流块的导流面朝向散热风扇。
散热风扇启动后，搅动气流，使得气流朝散热片运动，散热风扇中心处的气流经过导流块时，沿导流块的导流面吹向散热片，防止气流从第一通道、第二通道的涡心空隙处泄流出，进而导致散热效率降低；同时，导流块设置成圆台状，使得气流经过此处时，沿导流面吹向散热片，防止气流撞击导流块，发生气流折回导致的风量浪费问题。
优选地，所述散热风扇包括扇叶、电机、扇叶轴套及电机支杆；所述散热风扇外壳的通道轴心处设置有电机；所述电机通过电机支杆固定到散热风扇外壳的内壁上；所述电机朝向散热片的一侧通过电机输出轴传动连接有扇叶轴套；所述扇叶轴套上沿轴向均匀分布有扇叶。
电机启动，通过电机转轴带动扇叶轴套转动，然后带动扇叶轴套的扇叶转动，进而搅动气流，使得气流朝散热片运动，加快散热片的散热效率。
第一通道、第二通道分别通过第一进口与第二进口通入液体与气体，启动电机，通过电机转轴带动扇叶轴套转动，然后带动扇叶轴套的扇叶转动，进而搅动气流，使得气流朝散热片运动，加快散热片的散热效率；散热风扇启动后，搅动气流，使得气流朝散热片运动，散热风扇中心处的气流经过导流块时，沿导流块的导流面吹向散热片，防止气流从第一通道、第二通道的涡心空隙处泄流出，进而导致散热效率降低；同时，导流块设置成圆台状，使得气流经过此处时，沿导流面吹向散热片，防止气流撞击导流块，发生气流折回导致的风量浪费问题；对第二通道与第一通道之间嵌入的散热片进行散热，由于散热通道、散热片外壳与散热风扇外壳为直径相等的圆心外壳，第二通道与第一通道安装在散热片外壳内，并用散热片填充第二通道与第一通道间隙，以及用散热片填充剩余散热片外壳内缺口，使得散热片、第二通道与第一通道能够完全被散热风扇的散热风覆盖到，散热风扇的散热风能够完全被用于散热片、第二通道与第一通道，散热风利用效率高，散热效果好；第二通道插入到第一通道的内壁间隔内，在第二通道与第一通道间隙内插入散热片，结构紧凑，空间利用充分；传统的方形散热器，流体通道在转弯处容易堆积，缓速，进过修改为涡状通道时，流体经过时，单位长度内的角度变化量小，缓速效果不明显，保证流体通过速度；最后，涡状通道内嵌入的散热片是一体式的，而方形散热器嵌入多个散热片，操作步骤繁琐；最后，同时冷却多种不同的气体与液体，相较于传统的方形散热片，同样体积内能够单独分开冷却多种流体，空间利用率高。
优选地，所述固定盘与连接柱通过螺栓固定。
优选地，所述通道组件仅包括一道第三通道；所述第三通道缠绕在连接柱外；所述第三通道的相邻内壁之间嵌入有散热片；所述第三通道的内端开设有第三出口；所述第三通道的外端开设有第三进口。
连接柱外圈缠绕有一圈第三通道，在冷却对象只有一种时，使用该结构，使得第三通道内的冷却对象完全被风机风向覆盖的情况下，大幅度的缩减涡旋式散热器的消耗材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
A.散热通道、散热片外壳与散热风扇外壳为直径相等的同轴心圆心外壳，使得散热片、通道组件能够完全被散热风扇的散热风覆盖到，散热风扇的散热风能够完全被用于散热片、通道组件，散热风利用效率高，散热效果好；传统的方形散热器，流体通道在转弯处容易堆积，缓速，进过修改为涡状通道时，流体经过时，单位长度内的角度变化量小，缓速效果不明显，保证流体通过速度；最后，涡状通道内嵌入的散热片是一体式的，而方形散热器嵌入多个散热片，操作步骤繁琐；
B.设置双涡旋通道，第二通道插入到第一通道的内壁间隔内，在第二通道与第一通道间隙内插入散热片，结构紧凑，空间利用充分；导流块使得，散热风沿导流面吹向散热片，防止气流撞击导流块，发生气流折回导致的风量浪费问题。
附图说明
图1为本发明实施例一中涡旋式散热器的正视图；
图2为本发明实施例一中散热片的安装图；
图3为本发明实施例一中涡旋式散热器的左视剖面结构示意图；
图4为本发明图1中A区域放大图；
图5为本发明实施例二中散热片的安装图。
具体实施方式
为便于本领域技术人员理解本发明技术方案，现结合说明书附图对本发明技术方案做进一步的说明。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
实施例一
参阅图3，本实施例公开了涡旋式散热器，包括散热通道7。沿散热通道7中轴线的前后侧，依次通过螺栓连接有共轴线的散热片外壳1与散热风扇外壳8。所述散热通道7、散热片外壳1与散热风扇外壳8为直径相等的圆心外壳。所述散热风扇外壳8内安装有风向朝向散热片外壳1的散热风扇6。结合参阅图1，所述散热片外壳1的通道中心处设有固定盘11，且固定盘11通过连接杆12固定到散热片外壳1的内壁上。所述固定盘11朝向散热风扇6的一端通过螺栓固定有水平中心线与散热风扇6中心线平行的连接柱5。
参阅图1及图2，所述连接柱5外圈缠绕有涡旋线以连接柱中轴线为圆心朝外扩散放大的第一通道221，且第一通道221的最外缘与散热风扇外壳8的内壁接触。所述第一通道221的相邻侧壁间隔内插入有第二通道211。所述第一通道221与第二通道211的起始端在散热风扇外壳8中心线的同一侧。
重点参阅图4，在沿第一通道221或第二通道211中心的剖面上，所述第一通道221与第二通道211的相邻内壁之间的间距等距。所述第二通道211与第一通道221的间距内设置有涡旋方向相同的散热片3。
第二通道211与第一通道221内通入待冷却对象，启动散热风扇6，对第二通道211与第一通道221之间设置的散热片3进行散热，由于散热通道7、散热片外壳1与散热风扇外壳8为直径相等的圆心外壳，第二通道211与第一通道221安装在散热片外壳1内，并用散热片3填充第二通道211与第一通道221间隙，以及用散热片3填充剩余散热片外壳1内缺口，使得散热片3、第二通道211与第一通道221能够完全被散热风扇6的散热风覆盖到，散热风扇6的散热风能够完全被用于散热片3、第二通道211与第一通道221，散热风利用效率高，散热效果好；第二通道211插入到第一通道221的内壁间隔内，在第二通道211与第一通道221间隙内插入散热片3，结构紧凑，空间利用充分；传统的方形散热器，流体通道在转弯处容易堆积，缓速，经过修改为涡旋状通道时，流体经过时，单位长度内的角度变化量小，缓速效果不明显，保证流体通过速度均匀；最后，涡旋状通道内嵌入的散热片3是一体式的，而方形散热器嵌入多个散热片，相比较而言，降低了制造难度。
所述第一通道221、第二通道211的外端与散热片外壳1之间的间隙内填充散热片3。所述第一通道221的外端开设有第一进口222。所述第一通道221的内端开设有第一出口223。所述第二通道211的外端开设有第二进口212。所述第二通道211的内端开设有第二出口213。所述第一通道221、第二通道211可以同时通过带冷却的液体或气体，也可以通入不同的待冷却的气体或液体。
第一通道221、第二通道211间距内填充散热片3，第一通道221、第二通道211分别通过第一进口222与第二进口212通入液体与气体，该涡旋式散热器能对两种气体或液体同时进行冷却，冷却后的液体或气体分别通过第一出口223与第二出口213排出，同时冷却多种不同的气体与液体，相较于传统的方形散热片，空间利用率高。
参阅图3，所述连接柱5朝向散热风扇6的一端面上安装有圆台状的导流块51。所述导流块51与连接柱5一体成型，且导流块51的导流面朝向散热风扇6。所述第一通道221、第二通道211相对应的第一出口223与第二出口213朝向导流块51的一端点焊在导流块51上。
散热风扇6启动后，搅动气流，使得气流朝散热片3运动，散热风扇6中心处的气流经过导流块51时，沿导流块51的导流面吹向散热片3，防止气流从第一通道221、第二通道211的涡心空隙处泄流出，进而导致散热效率降低；同时，导流块51设置成圆台状，使得气流经过此处时，沿导流面吹向散热片3，防止气流撞击导流块51，发生气流折回导致的风量浪费问题。
参阅图3，所述散热风扇6包括扇叶61、电机62、扇叶轴套63及电机支杆64。所述散热风扇外壳8的通道轴心处设置有电机62。所述电机62通过电机支杆64固定到散热风扇外壳8的内壁上。所述电机62朝向散热片3的一侧通过电机输出轴传动连接有扇叶轴套63。所述扇叶轴套63上沿轴向均匀分布有扇叶61。
电机62启动，通过电机转轴带动扇叶轴套63转动，然后带动扇叶轴套63的扇叶61转动，进而搅动气流，使得气流朝散热片3运动，加快散热片3的散热效率。
本实施例的工作原理是：第一通道221、第二通道211分别通过第一进口222与第二进口212通入液体与气体，启动电机62，通过电机转轴带动扇叶轴套63转动，然后带动扇叶轴套63的扇叶61转动，进而搅动气流，使得气流朝散热片3运动，加快散热片3的散热效率；散热风扇6启动后，搅动气流，使得气流朝散热片3运动，散热风扇6中心处的气流经过导流块51时，沿导流块51的导流面吹向散热片3，防止气流从第一通道221、第二通道211的涡心空隙处泄流出，进而导致散热效率降低；同时，导流块51设置成圆台状，使得气流经过此处时，沿导流面吹向散热片3，防止气流撞击导流块51，发生气流折回导致的风量浪费问题；对第二通道211与第一通道221之间嵌入的散热片3进行散热，由于散热通道7、散热片外壳1与散热风扇外壳8为直径相等的圆心外壳，第二通道211与第一通道221安装在散热片外壳1内，并用散热片3填充第二通道211与第一通道221间隙，以及用散热片3填充剩余散热片外壳1内缺口，使得散热片3、第二通道211与第一通道221能够完全被散热风扇6的散热风覆盖到，散热风扇6的散热风能够完全被用于散热片3、第二通道211与第一通道221，散热风利用效率高，散热效果好；第二通道211插入到第一通道221的内壁间隔内，在第二通道211与第一通道221间隙内插入散热片3，结构紧凑，空间利用充分；传统的方形散热器，流体通道在转弯处容易堆积，缓速，进过修改为涡状通道时，流体经过时，单位长度内的角度变化量小，缓速效果不明显，保证流体通过速度；最后，涡状通道内嵌入的散热片3是一体式的，而方形散热器嵌入多个散热片，操作步骤繁琐；最后，同时冷却气体与液体，相较于传统的方形散热片，同样体积内能够单独分开冷却两种物体，空间利用率高。
实施例二
参阅图5，本实施例二与实施例一不同的是，所述连接柱5外圈仅缠绕有一圈的涡旋状的第三通道231。所述第三通道231的涡旋间隙内嵌入有涡距、涡向及曲率与涡旋间隙相同的散热片3。所述第三通道231的内端开设有第三出口233。所述第三通道231的外端开设有第三进口232。
相较于实施例一，本实施例中，连接柱5外圈缠绕有一圈第三通道231，在冷却对象只有一种时，使用实施例二的结构，在使得第三通道231内的冷却对象完全被风机风向覆盖的情况下，大幅度的缩减涡旋式散热器的消耗材料。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
以上所述实施例仅表示发明的实施方式，本发明的保护范围不仅局限于上述实施例，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明保护范围。
Claims (10)
1.涡旋式散热器，其特征在于：包括散热通道；沿散热通道中轴线的前后侧，依次连接有共轴线的散热片外壳与散热风扇外壳；所述散热通道、散热片外壳与散热风扇外壳为直径相等的圆心外壳；所述散热风扇外壳内安装有风向朝向散热片外壳的散热风扇；所述散热片外壳的通道中心处设有固定盘，且固定盘通过连接杆固定到散热片外壳的内壁上；所述固定盘朝向散热风扇的一端固定有横置的连接柱；所述连接柱外圈缠绕有至少一组涡旋线以连接柱中轴线为圆心朝外扩散放大的通道组件；每组通道组件的通道壁依次相互嵌套，且相邻通道壁之间间距相等；每组通道组件相邻内壁的间隙内及通道组件与散热片外壳的间隙内均填充有散热片。
2.根据权利要求1所述的涡旋式散热器，其特征在于：所述通道组件包括第一通道和第二通道；所述第一通道缠绕在连接柱外，且第一通道的最外缘与散热风扇外壳的内壁接触；所述第一通道的内壁间隔内插入有第二通道；所述第二通道与第一通道的相邻侧壁间距内设置有涡旋方向相同的散热片；所述第一通道、第二通道的外端与散热片外壳之间的间隙内填充散热片。
3.根据权利要求2所述的涡旋式散热器，其特征在于：所述第一通道与第二通道的起始端在散热风扇外壳中心线的同一侧。
4.根据权利要求2所述的涡旋式散热器，其特征在于：在沿第一通道或第二通道中心的剖面上，所述第一通道与第二通道的相邻内壁之间的间距等距。
5.根据权利要求2所述的涡旋式散热器，其特征在于：所述第一通道和第二通道内通过不同种类的气体或液体。
6.根据权利要求2所述的涡旋式散热器，其特征在于：所述第一通道的外端开设有第一进口；所述第一通道的内端开设有第一出口；所述第二通道的外端开设有第二进口；所述第二通道的内端开设有第二出口；所述第一进口与第二进口均设置在涡旋线最外的端部上，反之，第一出口及第二出口均设置在涡旋线靠近涡心的一端端部上。
7.根据权利要求1所述的涡旋式散热器，其特征在于：所述通道组件仅包括一道第三通道；所述第三通道缠绕在连接柱外；所述第三通道的相邻内壁之间嵌入有散热片；所述第三通道的内端开设有第三出口；所述第三通道的外端开设有第三进口。
8.根据权利要求1所述的涡旋式散热器，其特征在于：所述连接柱朝向散热风扇的一端面上安装有圆台状的导流块；所述导流块与连接柱一体成型，且导流块的导流面朝向散热风扇。
9.根据权利要求1所述的涡旋式散热器，其特征在于：所述散热风扇包括扇叶、电机、扇叶轴套及电机支杆；所述散热风扇外壳的通道轴心处设置有电机；所述电机通过电机支杆固定到散热风扇外壳的内壁上；所述电机朝向散热片的一侧通过电机输出轴传动连接有扇叶轴套；所述扇叶轴套上沿轴向均匀分布有扇叶。
10.根据权利要求1所述的涡旋式散热器，其特征在于：所述固定盘与连接柱通过螺栓固定。
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