CN112334668A - 具有由导热塑料构成的散热件的风扇 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种风扇(1)，具有设于线路板(2)上的电子器件以及设于所述电子器件上方的盖体(10)，所述盖体既被构建为主动散热件，又被构建为被动散热件，其中所述盖体(10)基本上被构建为由薄壁塑料构成的平面盖元件并且具有一形状，所述形状具有用于冷却设于所述盖体(10)下方的所述电子器件的有效表面(11)，所述表面比所述盖体(10)的投影基面大至少两倍。

Description

具有由导热塑料构成的散热件的风扇
技术领域
本发明涉及一种风扇，具有被构建为塑料盖体的散热件。
背景技术
散热件的任务是从要被冷却的元件吸收热，并将这部分热再度释放到周围介质上。其中，一般使用具有高热导率的材料如铝或铜作为散热件。
通常以压铸法批量制造铝质散热件，特别是形状上与预定用途相适配的铝质散热件。为此，将经加热的液态或糊状铝高压压入经预热的钢模，该钢模后续将用作传导性的散热件。
马达同样使用散热件。DE 19841583 A1就涉及一种用于冷却元件(特别是半导体元件)、马达和机组的散热体，特别是至少部分地由挤制铝或其他轻金属制成的散热单元，由至少两个单独的基础型材组成，基础型材用于安装相互间隔开且借助大量单独的散热片而相互连接的电性器件。在两个相邻的基础型材之间还安装至少一台风扇。
宜利用热传导来散热。在物理学中，热传导(又称热扩散或导热)是指温差所引发的热流。根据热力学第二定律，热总是只朝更低温度的方向流动，也就是流向冷源。热传导是一种不像对流机制那样需要宏观物质流的热能输运机制。通过热辐射而实现的热输运也被视作分离的机制。用来度量某一材料中的热传导的尺度是热导率。
因此，利用散热件来冷却时会使用热导率良好至很好的材料或物质，就很好理解了。铜及其合金具有100W/mK至400W/mK的典型导热系数，铝的导热系数为236W/mK，同样处于高热导率范围。哪怕是在金属材料中属于热传导性能很差的非合金钢也具有约50W/mK范围的热导率。
工业塑料如PUR或聚酰胺(PA)的导热系数低很多，不及铜的导热系数的1/1000，因此在现有技术中被视为不适合用作导热体。由此，人们认为铜的导热性优于传统塑料千倍以上。
在具有整合式电子器件的风扇和风扇马达中，电子器件自然会变热或发烫，因而需要冷却，以避免电子器件受损并延长电子器件的使用寿命。常用的金属盖体虽然具有良好的散热能力，但造价昂贵，仅因材料价格高昂就已经无法以成本有利的方式加以实现。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种用于冷却风扇的风扇马达的散热方案，这种散热方案造价低且能可靠运作。
这个目的通过根据权利要求1所述的特征组合而达成。
本发明的基本思路是用塑料散热件代替金属散热件来冷却风扇的电子器件。这种在现有技术中不为人所知的方案的实现方式如下：将该散热件用作壁厚极薄且具有特殊的形状和表面的盖体。
通过使用薄壁塑料材料，并且为其配置大的有效表面，并且有相当大的一部分配置为用于贴靠发热部件的直接贴靠面，这样除了能增大表面外，还能针对性地累积利用多种效应，具体而言是热传导、热对流以及减少热积聚。
通过这种方式，也能背离现有技术而使用塑料材料来以便利而有效的方式获得一种具有散热能力的盖体。
为此，本发明提供一种风扇，具有设于线路板上的电子器件，其中在电子器件上方设有既起主动散热件作用又起被动散热件作用的盖体，其中，盖体为此而基本上被构建为由薄壁塑料构成的平面盖元件并且具有一形状，该形状具有用于冷却设于盖体下方的电子器件的有效表面，该表面比盖体的投影基面大至少两倍。
特别有利的是：盖体为此而具有包含数个散热片的散热片结构，散热片增大了有效表面。
进一步有利的是：盖体形成数个凹陷，在凹陷中设有固定开口，在固定开口处，盖体借助可拆卸的固定件可拆卸地固定在风扇上。
进一步有利的是：盖体在散热片结构的区域内具有用于直接接触发热器件的平坦贴靠面。
在本发明的另一有利技术方案中，如下设置：盖体在一或数个区域内具有散热片结构或者形成数个具有这种散热片结构的区域。
进一步有利的是：散热片被安装成或形成为沿径向向外延伸，借此可实现径向向外并向上敞开的结构，这有利于制造和散热效果。
取得进一步改善的方式是：散热片具有变化的、特别是向外渐减的壁厚。也可以采用其他的壁厚形式和设计以改善散热效果。与现有技术中常用的壁厚较大的金属件不同，本发明的方案原则上力求整体较小的壁厚，以便实现快速散热，也能防止热积聚。
以下解决方案能实现进一步的优化：盖体在面向电子器件的底面上形成平坦的贴靠表面，并且在组装状态下，这个贴靠表面至少局部贴靠电子部件。
在本发明用于径流式风扇的有利技术方案中，盖体由基本上呈圆形的部段形成，(优选具有线性延伸的侧缘的)突出部一体连接至该部段。
同样有利的是：盖体的材料是聚酰胺(PA)、聚氨酯(PUR)、聚碳酸酯(PC)或聚乙烯(PE)。
在另一有利实施方式中，如下设置：盖体在平行于线路板的配置的区域和/或平坦贴靠表面的区域内的厚度比在盖体的边缘区域或盖体的朝电子器件方向延伸的区域内的厚度小至少两倍。借此可将主要的稳定性能置于边缘区域，并且将主要的热性能置于平面区域以及包含散热片的区域。
关于本发明其他有利改进方案的特征请参阅从属权利要求，下面参照附图并结合本发明的优选实施方案予以详细说明。
附图说明
其中：
图1为径流式风扇的剖面示意图；
图2为图1中的径流式风扇的透视图；
图3为图1中的径流式风扇的电子器件的盖体俯视图；
图4为图3中的盖体的透视图；
图5为图3中的盖体的剖面图。
具体实施方式
下面参考图1至图5并结合实施例对本发明进行详细说明，其中相同的附图标记指向相同的结构特征和/或功能特征。
图1示出风扇1的剖面示意图，该风扇在此为径流式风扇。
风扇1配置有设于线路板2上的电子器件。电子器件上方示出本发明的盖体10，该盖体既被构建为主动散热件，又被构建为被动散热件。其中如图3至图5所示，盖体10基本上被构建为由薄壁塑料构成的平面盖元件并且具有一形状，该形状具有用于冷却设于盖体10下方的电子器件的有效表面11，由于图2中所示出的包含数个散热片12的散热片结构，该表面比盖体10的投影基面大至少两倍。从图中同样能看到，散热片沿径向向外延伸。
投影基面示出在图3的俯视图中。如图5中补充性所示，散热片结构显著增大了有效表面。盖体10由基本上位于中央的圆形部段17形成，具有直侧边的突出部18一体连接至该部段。
如图3和图4所示，盖体10形成数个凹陷13，在凹陷中设有固定开口14。
盖体20在与电子器件处于作用性连接的同时借助可拆卸的固定件15(例如螺钉)可拆卸地固定在风扇1上。盖体10在面向电子器件的底面上形成平坦的贴靠表面19，以便在组装状态下以该贴靠表面至少局部贴靠电子部件。
在盖体10如图5所示的剖面图中，盖体在散热片结构的区域内具有用于接触电子器件中的发热器件的平坦贴靠面16。从图中同样能看到，散热片12具有变化的、特别是从下往上小幅渐减的壁厚，可谓是轻微地呈锥形逐渐变细。
本发明的实施范围不限于前述优选实施例。确切而言，可以按具体要求相应调整盖体的形状与设计，例如，根据具体的散热任务调整具有散热片结构的区域的数量。

Claims (12)

1.一种风扇(1)，具有设于线路板(2)上的电子器件以及设于所述电子器件上方的盖体(10)，所述盖体既被构建为主动散热件，又被构建为被动散热件，其中所述盖体(10)基本上被构建为由薄壁塑料构成的平面盖元件并且具有一形状，所述形状具有用于冷却设于所述盖体(10)下方的所述电子器件的有效表面(11)，所述表面比所述盖体(10)的投影基面大至少两倍。
2.根据权利要求1所述的风扇(1)，其特征在于，所述盖体(10)具有包含数个散热片(12)的散热片结构。
3.根据权利要求1或2所述的风扇(1)，其特征在于，所述盖体(10)形成数个凹陷(13)，在所述凹陷中设有固定开口(14)，在所述固定开口处，所述盖体(20)借助可拆卸的固定件(15)可拆卸地固定在所述风扇(1)上。
4.根据上述权利要求2或3中任一项所述的风扇(1)，其特征在于，所述盖体(10)在所述散热片结构的区域内具有用于接触发热器件的平坦贴靠面(16)。
5.根据上述权利要求2至4中任一项所述的风扇(1)，其特征在于，所述盖体(10)在一或数个区域内具有所述散热片结构。
6.根据上述权利要求2至5中任一项所述的风扇(1)，其特征在于，所述散热片(12)被安装成或形成为沿径向向外延伸。
7.根据上述权利要求2至6中任一项所述的风扇(1)，其特征在于，所述散热片(12)具有变化的、特别是向外渐减的壁厚。
8.根据上述权利要求中任一项所述的风扇(1)，其特征在于，所述盖体(10)在面向所述电子器件的底面上形成平坦的贴靠表面(19)，并且在组装状态下，所述这个贴靠表面至少局部贴靠电子部件。
9.根据上述权利要求中任一项所述的风扇(1)，其特征在于，所述盖体(10)由基本上呈圆形的部段(17)形成，突出部(18)一体连接至所述部段。
10.根据上述权利要求中任一项所述的风扇(1)，其特征在于，所述盖体(10)的材料是聚酰胺(PA)、聚氨酯(PUR)、聚碳酸酯(PC)或聚乙烯(PE)。
11.根据上述权利要求中任一项所述的风扇(1)，其特征在于，所述盖体(10)在平行于所述线路板(2)的配置的区域和/或所述平坦贴靠表面(19)的区域内的厚度比在所述盖体(10)的边缘区域(20)或所述盖体的朝所述电子器件方向延伸的区域内的厚度小至少两倍。
12.根据上述权利要求中任一项所述的风扇(1)，其特征在于，所述风扇是径流式风扇。
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