CN218941655U - 一种日用电器的散热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种日用电器的散热装置，本散热装置依次设置有第一导热层、第二导热层、多孔结构复合层和第三导热层；所述第一导热层和第二导热层之间设有制冷半导体，所述制冷半导体的冷端与第一导热层连接，热端与第二导热层的一侧连接；第二导热层的另一侧与多孔结构复合层连接，所述多孔结构复合层上设有第一鳍状导热散热片，第一鳍状导热散热片延伸至第三导热层的一侧；第三导热层的另一侧固定设置有第二鳍状导热散热片和风扇。本散热装置将制冷半导体和风扇结合，利用热传导、热辐射、热对流进行散热，散热效率高；并引入多孔结构和鳍状导热散热片来消散和传导制冷半导体热端和风扇间的热量，防止热量累积；本散热装置产噪音低。

Description

一种日用电器的散热装置

技术领域

本实用新型涉及日用电器技术领域，尤其涉及一种日用电器的散热装置。

背景技术

日用电器主要指家庭或者公共场合下使用的器具和电子器件，如：冰箱、洗衣机、空调、饮水机、除湿机、电脑等。日用电器使人们从繁琐、琐碎、费时的家务劳动中解放出来，为人类创造更为舒适的、更加利于身心健康的生活和工作环境，提供了丰富多彩的文化娱乐条件，日用电器已经成为家庭生活的必需品。但是，当日用电器使用时间过久后，电器将会持续产热，电器内部热量的持续增加，会导致一系列不良的影响，比如降低电器的工作效率、损坏元器件，甚至起火、爆炸等，故而需要用到散热装置来对其进行降温。

目前市场上，用于对中小功率器件冷却的散热方法，是在需要降温的元件表面设置一种热传导较好的材料制成的散热器，利用散热器增加元件与空气的接触面积来提高发热元件和空气的热传导效率，以达到降温效果。然而这种传统的散热方式，其散热效果取决于散热器与空气的温差、空气的流动、散热器面积和形态。现有技术采用了很多方法对面积进行设计，来增大散热面积，如：公开号为CN102290382A的中国专利，公开了一种热交换面积更大的散热片，该散热片通过设计一种用于散热的鳍状波浪形金属导热片，来增加热交换面积，但如果对于较大功率的器件进行散热时，散热器尺寸需要设计较大，才可以实现热交换，因此通过单独增加散热面积来给电器降温的方法遭到了限制。

为了提高散热效率，现有技术采用制冷半导体和风扇的组合来进行降温。如公开号为CN 203950266 U的中国专利，公开了一种将制冷半导体、鳍状散热片、风扇依次排列的散热方式，这种降温方式相比上述散热方式，散热效率得到明显提高。但是也存在比较明显的缺点，半导体冷端制冷效率取决于热端的散热效率，当对电器件进行散热时，由于风扇本身也会产生热量，导致半导体热端的热量无法及时排出，也就间接导致了半导体的制冷效率降低，因此，亟需开发一种可以大大降低散热设备自身热量的设备，同时提高散热设备的散热效率。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种日用电器的散热装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种日用电器的散热装置，依次设置有第一导热层、第二导热层、多孔结构复合层和第三导热层；所述第一导热层和第二导热层之间设有制冷半导体，所述制冷半导体的冷端与第一导热层连接，热端与第二导热层的一侧连接；第二导热层的另一侧与多孔结构复合层连接，所述多孔结构复合层上设有第一鳍状导热散热片，第一鳍状导热散热片延伸至第三导热层的一侧；所述第三导热层的另一侧固定设置有第二鳍状导热散热片和风扇，第二鳍状导热散热片向远离第三导热层的方向延伸，第二鳍状导热散热片分布于风扇的四周。

本散热装置通过第一导热层与发热的日用电器接触，使日用电器的热量传导至制冷半导体的冷端并将热量持续传输至制冷半导体的热端，由于制冷半导体的热端通过第二导热层与多孔结构复合层连接，可以将热量快速传递至多孔结构复合层中。带有孔隙的多孔结构复合层由于其与空气接触面积比较大，可以对装置产生的噪声有一定的吸收作用，并且可以更快地将热量通过第一鳍状导热散热片热传导，由于多孔结构复合层与第一鳍状导热散热片形成热对流通道，使第一鳍状导热散热片周围的空气进行热对流的方式进行热量交换，将制冷半导体热端的热量交换出去，降低其温度，从而使制冷半导体的冷端可以不断吸收日用电器产生的热量。同时，制冷半导体热端的热量传输至第三导热层上，由于第二鳍状导热散热片和风扇均设置在第三导热层上，第二鳍状导热散热片分布于风扇的四周；当风扇运行时，可以将周围热量充分与大气进行热交换，从而极大地提高散热效果。

进一步地，所述制冷半导体为半导体制冷片。

进一步地，所述多孔结构复合层包括辐射散热层和第四导热层和内部有多个孔隙的多孔层；所述多孔层依次与辐射散热层和第四导热层连接。

进一步地，所述多孔层为内部有多个孔隙的油墨层或塑料层，所述辐射散热层为石墨烯组成。

辐射散热层可以利用其内部石墨烯的高热导率，进一步加快第四导热层的热量传导至多孔层；并且可以固定第四导热层和多孔层。

进一步地，所述第一鳍状导热散热片和第二鳍状导热散热片分别垂直于第三导热层所在平面，且贯穿第三导热层并互相对应连接。

进一步地，所述第一导热层、第二导热层、第三导热层和第四导热层为由铜或铜-金刚石复合材料。

更进一步地，所述铜-金刚石复合材料为90％铜和10％粒径为60-80微米金刚石组成。

进一步地，所述风扇包括多个相对风扇的转轴呈中心对称的扇叶，所述扇叶所在平面相对于第三导热层所在的平面呈40-50度的倾斜角度。

优选地，所述扇叶所在平面相对于第三导热层所在的平面呈45度的倾斜角度。

当扇叶转动时，会产生离心力，倾斜的扇叶会不断的把后面的空气挤向前面，形成风，所以风是因离心力并通过扇叶导向产生的，当扇叶所在平面相对于第三导热层所在的平面呈45度的倾斜角度，风扇的风力与风速最大。

进一步地，所述第二鳍状导热散热片远离第三导热层的一端连接有与外部连通的通风层。

更进一步地，所述通风层设有贯穿的平行六面体状的通风口，平行六面体状的通风口其棱与风扇的扇叶所在的平面垂直，通风口与扇叶相对并环形排布在通风层上。

平行六面体状的通风口其棱与风扇的扇叶所属的平面垂直并环形排布在通风层上，可以保证在风扇转动后，其扇叶能在任意时刻都能与平行六面体状的通风口的棱垂直，使得风向可以直接垂直传输出去，利于与外部空气进行热交换。

进一步地，所述第一导热层四周设有用于将散热装置与日用电器发热部位结合固定的结合块。

更进一步地，所述结合块为磁铁，所述第一导热层与制冷半导体之间设有金属层。

进一步地，所述制冷半导体与第二导热层之间设有一层导热硅脂层。

进一步地，所述第二导热层和多孔结构复合层之间设有导热基板层。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本散热装置将制冷半导体、风扇散热有效结合，并利用热传导、热辐射、热对流多种散热方式进行散热，散热效果好、散热效率高；并在制冷半导体热端和风扇之间引入多孔结构和鳍状导热散热片，可以有效消除和传导制冷半导体热端和风扇之间的热量，防止风扇端自身产生热量累积对散热装置的影响；同时多孔结构材料的引入可以对风扇产生的噪音进行吸收，有降低散热装置噪音的效果。本散热装置通风层的采用环形排布的平行六面体状的通风口，可以将风扇周围带有热量的空气流体以一定的压力沿着通风口分开成若干部分分别与空气进行热交换，增加热交换面积，提高散热效率，防止集中散热热交换不充分造成的热量累积。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提出的便携式工具箱的立体图。

图2为本实用新型散热装置的侧面示意图。

图3为本实用新型散热装置的正面示意图。

图4为本实用新型散热装置图1局部范围A的放大示意图。

图5为本实用新型散热装置中多孔结构复合层的侧面结构剖析图。

图6为本实用新型散热装置的第三导热层风扇及扇叶结构示意图。

图7为本实用新型散热装置的通风层及其上通风口结构示意图。

图中标注：1为结合块；2为第一导热层；3为金属层；4为制冷半导体；5为导热硅脂层；6为第二导热层、7为导热基板层；8为多孔结构复合层；81为多孔层；82为辐射散热层；83为第四导热层；9为第一鳍状导热散热片；10为第三导热层；11为第二鳍状导热散热片；12为风扇；13为通风层；14为通风口；15为扇叶；A为局部范围。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，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至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

参照图1-图2，本实用新型的一个实施例提供了一种日用电器的散热装置，本散热装置依次设置有第一导热层2、第二导热层6、多孔结构复合层8和第三导热层10；所述第一导热层2和第二导热层6之间设有制冷半导体4，所述制冷半导体4的冷端与第一导热层2连接，热端与第二导热层6的一侧连接；第二导热层6的另一侧与多孔结构复合层8连接，所述多孔结构复合层8上设有第一鳍状导热散热片9，第一鳍状导热散热片9延伸至第三导热层10的一侧；所述第三导热层10的另一侧固定设置有第二鳍状导热散热片11和风扇12，第二鳍状导热散热片11向远离第三导热层10的方向延伸，第二鳍状导热散热片11分布于风扇12的四周。

在具体的实施过程中，本散热装置通过第一导热层2与发热的日用电器接触，使日用电器的热量传导至制冷半导体4的冷端并将热量持续传输至制冷半导体4的热端，由于制冷半导体4的热端通过第二导热层6与多孔结构复合层8连接，可以将热量快速传递至多孔结构复合层8中。带有孔隙的多孔结构复合层8由于其与空气接触面积比较大，可以对装置产生的噪声有一定的吸收作用，并且可以更快地将热量通过第一鳍状导热散热片9热传导，由于多孔结构复合层8与第一鳍状导热散热片9形成热对流通道，使第一鳍状导热散热片9周围的空气进行热对流的方式进行热量交换，将制冷半导体4的热端的热量交换出去，降低其温度，从而使制冷半导体4的冷端可以不断吸收日用电器产生的热量。同时，制冷半导体4的热端的热量传输至第三导热层10上，由于第二鳍状导热散热片11和风扇12均设置在第三导热层10上，第二鳍状导热散热片11分布于风扇12的四周；当风扇12运行时，可以将周围热量充分与大气进行热交换，从而极大地提高散热效果。

实施例2

参照图1-图5，本实用新型的另一个实施例提供了一种日用电器的散热装置，依次设置有第一导热层2、第二导热层6、多孔结构复合层8和第三导热层10；所述第一导热层2四周设有用于将散热装置与日用电器发热部位接触的结合块1；所述第一导热层2和第二导热层6之间设有制冷半导体4，制冷半导体4采用半导体制冷片，所述制冷半导体4的冷端与第一导热层2连接，热端与第二导热层6的一侧连接，所述制冷半导体4与第二导热层6之间设有一层导热硅脂层5；所述第二导热层6和多孔结构复合层8之间设有导热基板层7，导热基板层7主要作用一方面为热传导，另一方面为可以与多孔结构复合层8结合，使其更为稳固。第二导热层6的另一侧通过导热基板层7与多孔结构复合层8连接，所述多孔结构复合层8包括辐射散热层82和第四导热层83和内部有多个孔隙的多孔层81；所述多孔层81依次与辐射散热层82和第四导热层83连接；所述多孔层81为内部有多个孔隙的油墨层或塑料层，所述辐射散热层82为石墨烯组成，导热基板层7与第四导热层83固定连接；辐射散热层82可以利用其内部石墨烯的高热导率，进一步加快第四导热层83的热量传导至多孔层81；并且可以固定第四导热层83和多孔层81。所述多孔结构复合层8上的多孔层81设有第一鳍状导热散热片9，第一鳍状导热散热片9延伸至第三导热层10的一侧；所述第三导热层10的另一侧固定设置有第二鳍状导热散热片11和风扇12，第二鳍状导热散热片11向远离第三导热层10的方向延伸，第二鳍状导热散热片11分布于风扇12的四周。所述第一导热层2、第二导热层6、第三导热层10和第四导热层83采用导热金属材料，优选为铜或铜-金刚石复合材料；当为铜-金刚石复合材料时，组分为90％铜和10％粒径为60-80微米金刚石。

在具体的实施过程中，本散热装置通过设置在第一导热层2四周的结合块1，结合块1可以为表面有黏胶的软性物质，使第一导热层2与发热的日用电器接触，使日用电器的热量传导至半导体制冷片的冷端并将热量持续传输至半导体制冷片的热端，由于半导体制冷片的热端设有用于更好的将制冷半导体4热量传导的导热硅脂层5，然后通过第二导热层6与多孔结构复合层8连接，可以将热量快速传递至多孔结构复合层8中，如图4局部范围A所示，具体依次通过第四导热层83、辐射散热层82和多孔层81，辐射散热层82采用辐射散热较好的材料，优选为石墨烯材料，辐射散热层82可以同时散热并将热量传输至多孔层81；带有孔隙的多孔层81由于其与空气接触面积比较大，可以更快地将热量通过第一鳍状导热散热片9热传导以及第一鳍状导热散热片9周围的空气进行热对流的方式进行热量交换，将半导体制冷片热端的热量交换出去，降低其温度，从而使半导体制冷片冷端可以不断吸收日用电器产生的热量；同时，半导体制冷片热端的热量传输至第三导热层10上，由于第二鳍状导热散热片11和风扇12均设置在第三导热层10上，第二鳍状导热散热片11分布于风扇12的四周；当风扇12运行时，可以将周围热量充分与大气进行热交换，从而极大地提高散热效果。

实施例3

参照图1、图2，本实用新型的另一个实施例在实施例2的基础上，增加如下技术特征，所述第一鳍状导热散热片9和第二鳍状导热散热片11分别垂直于第三导热层10所在平面，且贯穿第三导热层10并互相对应连接。第一鳍状导热散热片9和第二鳍状导热散热片11分别垂直于第三导热层10所在平面，可以缩短热传导的距离；第一鳍状导热散热片9和第二鳍状导热散热片11贯穿第三导热层10并互相对应连接，可以使得日用电器产生的热量可以沿着第一鳍状导热散热片9向第二鳍状导热散热片11传导。

在具体的实施过程中，当散热装置在工作时，日用电器传导的热量传导至第一鳍状导热散热片9时，由于第一鳍状导热散热片9和第二鳍状导热散热片11分别垂直于第三导热层10所在平面，且贯穿第三导热层10并互相对应连接，因此，可以更快速将热量通过与其连接的第三导热层10和第二鳍状导热散热片11向后(风扇12的方向)传输。

实施例4

参照图1、图2、图6和图7，本实用新型的另一个实施例在实施例3的基础上，增加如下技术特征，所述风扇12包括多个相对风扇12的转轴呈中心对称的扇叶15，所述扇叶15相对于第三导热层10所在的平面呈45度的倾斜角度；实际上，所述扇叶15相对于第三导热层10所在的平面呈40-50度的倾斜角度范围内，在同一功率下，均可以提供较好的风力和风速。所述第二鳍状导热散热片11远离第三导热层10的一端连接有与外部连通的通风层13，所述通风层13设有贯穿的平行六面体状的通风口14，平行六面体状的通风口14其棱与风扇12的扇叶15所在的平面垂直，通风口14与扇叶15相对，通风口14环形排布在通风层13上。优选地，通风层13所采用的材料为钨、钼、钒等难熔金属以及部分稀土金属的硼化物混合而成。

在具体的实施过程中，当散热装置在工作时，当扇叶15转动起来时，倾斜的扇叶15会不断的把后面的空气挤向前面，形成风；扇叶15旋转时，会产生离心力，所以风是因离心力并通过扇叶15导向产生的，所述扇叶15相对于第三导热层10所在的平面呈45度的倾斜角度，风扇12的风力与风速最大。平行六面体状的通风口14其棱与风扇12的扇叶15所属的平面垂直并环形排布在通风层13上，可以保证在风扇12转动时，其扇叶15在任意时刻都能与平行六面体状的通风口14的棱垂直，使得风向可以直接垂直传输出去，利于与外部空气进行热交换。本散热装置的通风层13采用环形排布的平行六面体状的通风口14，可以将风扇12周围带有热量的空气流体以一定的压力沿着通风口14分开成若干部分分别与空气进行热交换，增加热交换面积，提高散热效率，防止集中散热热交换不充分造成的热量累积。避免了热风送出时与散热装置发生结构上的碰撞发生损坏以至于减少散热装置的寿命。

实施例5

参照图1、图2和图3，本实用新型的另一个实施例在实施例2的基础上，增加如下技术特征，所述结合块1为磁铁，由于日用电器发热部分的壳体一般含有金属铁，在第一导热层2四周设置磁铁，可以在不破坏日用电器原有结构的前提下，将第一导热层2与日用电器紧密结合，并将本散热装置可拆卸地固定在日用电器的外部，同时，为了避免磁铁对于散热装置的干扰，在第一导热层2与制冷半导体4之间设有金属层3，以保护制冷半导体4和风扇12的正常工作。

在具体的实施过程中，当需要对需要散热的日用电器进行散热使，将结合块1靠近日用电器发热部分的壳体，通过磁铁吸附在日用电器的壳体表面使得第一导热层2与日用电器紧密结合，本散热装置正常工作，对日用电器进行散热，当不需要散热时。解除结合块1的磁铁与日用电器壳体的接触，从而可以卸下本散热装置。

以上只是通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，为本实用新型较佳的实施方式，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质结构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，都应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种日用电器的散热装置，其特征在于，依次设置有第一导热层(2)、第二导热层(6)、多孔结构复合层(8)和第三导热层(10)；所述第一导热层(2)和第二导热层(6)之间设有制冷半导体(4)，所述制冷半导体(4)的冷端与第一导热层(2)连接，热端与第二导热层(6)的一侧连接；第二导热层(6)的另一侧与多孔结构复合层(8)连接，所述多孔结构复合层(8)上设有第一鳍状导热散热片(9)，第一鳍状导热散热片(9)延伸至第三导热层(10)的一侧；所述第三导热层(10)的另一侧固定设置有第二鳍状导热散热片(11)和风扇(12)，第二鳍状导热散热片(11)向远离第三导热层(10)的方向延伸，第二鳍状导热散热片(11)分布于风扇(12)的四周。

2.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述多孔结构复合层(8)包括辐射散热层(82)和第四导热层(83)和内部有多个孔隙的多孔层(81)；所述多孔层(81)依次与辐射散热层(82)和第四导热层(83)连接。

3.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述第一鳍状导热散热片(9)和第二鳍状导热散热片(11)分别垂直于第三导热层(10)所在平面，且贯穿第三导热层(10)并互相对应连接。

4.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述风扇(12)包括多个相对风扇(12)的转轴呈中心对称的扇叶(15)，所述扇叶(15)所在平面相对于第三导热层(10)所在的平面呈40-50度的倾斜角度。

5.根据权利要求4所述的散热装置，其特征在于，所述第二鳍状导热散热片(11)远离第三导热层(10)的一端连接有与外部连通的通风层(13)。

6.根据权利要求5所述的散热装置，其特征在于，所述通风层(13)设有贯穿的平行六面体状的通风口(14)，平行六面体状的通风口(14)其棱与风扇(12)的扇叶(15)所在平面垂直，通风口(14)与扇叶(15)相对并环形排布在通风层(13)上。

7.根据权利要求1-6任一所述的散热装置，其特征在于，所述第一导热层(2)四周设有用于将散热装置与日用电器发热部位结合固定的结合块(1)。

8.根据权利要求7所述的散热装置，其特征在于，所述结合块(1)为磁铁，所述第一导热层(2)与制冷半导体(4)之间设有金属层(3)。

9.根据权利要求1-6任一所述的散热装置，其特征在于，所述制冷半导体(4)与第二导热层(6)之间设有一层导热硅脂层(5)。

10.根据权利要求1-6任一所述的散热装置，其特征在于，所述第二导热层(6)和多孔结构复合层(8)之间设有导热基板层(7)。

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