一种增强型自然对流式散热装置的制作方法

1.本技术涉及自然对流散热技术领域，尤其是涉及一种增强型自然对流式散热装置。


背景技术：

2.自然对流散热是指不依靠泵或风机等外力推动，由流体自身温度场的不均匀所引起的流动，原理为利用空气冷热变化产生对流带走热源的热量。自然对流过程主要通过温差和密度梯度，进而来移动流体传热。自然对流散热方式作为一种应用广泛的散热方式，具有结构简单，可靠性高，成本低，散热密度较低的特点，使其在各行各业中都有应用。在电子领域，自然对流散热可以迅速传递设备中热量，从而防止设备过热。
3.相关授权公告号为cn211931145u的中国专利，公开了一种自然对流散热器，包括底板和翅片，翅片间隔设置于底板其中一侧的侧壁上，底板背离翅片处的一侧侧壁为受热面，受热面用于与发热电子元件的发热面相贴合；在使用时，将底板安装于发热电子元件上，且使得底板的受热面与发热电子元件的发热面相贴合，发热电子元件发热所产生的热量将通过受热面传导至翅片上，翅片上的热量与翅片周围的空气实现热交换，从而实现散热。
4.针对上述中的相关技术，发明人发现，结合现有知识可知，空气对流是指在空气受热不均时，受热空气膨胀上升，相对受冷的空气下成而形成；但是上述技术中的翅片均匀分布于底板上，当发热电子元件发热所产生的热量传导至翅片上时，底板上所有翅片周围的空气受热基本均匀，因此上述翅片周围的空气对流不明显，导致散热效率低下。


技术实现要素：

5.为了提高散热装置的散热效率，本技术提供一种增强型自然对流式散热装置。
6.本技术提供的一种增强型自然对流式散热装置，采用如下的技术方案：一种增强型自然对流式散热装置，包括壳体以及设置于壳体内的散热单元，所述散热单元包括若干个肋片，全部所述肋片的其中一侧均连接于壳体内部底壁，全部所述肋片相对壳体内部底壁的高度呈中间高两侧低的状态分布。
7.通过采用上述技术方案，将壳体底壁贴合于外界热源，以使得热源所含热量经壳体底壁进入壳体内部并传导至肋片上，肋片与周围空气进行对流换热，另外，由于肋片相对壳体底壁的高度呈中间高两侧低的状态分布，因此位于最中间的肋片导热最快，相应的位于最中间的肋片周围的空气受热最快，而热空气比冷空气更轻，因此位于最中间的肋片周围的空气将相比位于两侧的肋片周围的空气更快受热上升，上述通过设计肋片的结构和分布来提高壳体内部封闭空间内的温差，从而加强空气对流，增强换热效果，提高换热、散热效率。
8.作为优选，所述散热单元还包括分布于肋片外围的隔板，所述隔板其中一侧连接于壳体内部底壁，所述隔板与壳体内部底壁共同围合成热流通道，所述隔板靠近底部处的
侧壁贯穿开设有通孔。
9.通过采用上述技术方案，隔板和壳体内部底壁形成了相对闭合的热流通道，该区域将肋片包围起来，因此，当外界热量传导至肋片上时，肋片周围空气受热形成热空气，隔板的作用可以对热空气起到相对聚拢的作用，此时热流通道内的热空气将会快速升温上移，当热空气上移时，该热流通道内空气密度减小，形成负压，此时热流通道外围的冷空气将可以通孔处进入热流通道内，实现扰流，达到热流通道内外空气的自循环，提高对流换热效率。
10.作为优选，所述隔板的远离壳体底壁处的一端朝靠近所述热流通道的方向倾斜设置。
11.通过采用上述技术方案，上述倾斜的隔板进一步对上移的热空气起到限位聚拢的作用，控制热空气的上移方向。
12.作为优选，所述隔板其中一侧转动连接于壳体内部底壁，所述隔板另一侧朝靠近热流通道的方向倾斜，所述隔板与壳体的转动连接处设置有用于支撑隔板的第一弹性件。
13.通过采用上述技术方案，第一弹性件可以起到对隔板的支撑作用，同时，由于隔板转动连接于壳体内部底壁，因此隔板可以在受到气流流动影响时出现轻微摆动，从而进一步起到扰流，提高流体流速的作用，第一弹性件可以在支撑隔板的同时保证隔板可以转动。
14.作为优选，靠近所述热流通道处的所述通孔孔径小于远离所述热流通道处的所述通孔孔径。
15.通过采用上述技术方案，当热流通道内的热空气上移离开热流通道之后，隔板外围的冷空气将从通孔处进入热流通道内，此时由于通孔孔径朝靠近热流通道的方向逐渐减小，因此冷空气在穿过通孔时将受到通孔内壁的阻力，相应的，气流也会对隔板施加推离，从而使得隔板可以以其与壳体底壁的连接处为中心进行摆动。
16.作为优选，所述隔板靠近热流通道处的一侧侧壁设置有截流片，所述截流片设置于隔板靠近通孔处的侧壁，且所述截流片与隔板之间预留有间隙。
17.通过采用上述技术方案，截流片的设置能够减少热流通道内的热空气从通孔处移出热流通道的情况，从而确保热流通道内的绝大部分热空气均能从热流通道上方处排出，相应的，截流片与隔板之间的间隙可以使得隔板外围的冷空气能够从通孔处顺利进入热流通道内，即对流体的流动方向进行了限制，实现通孔处流体的单向流动。
18.作为优选，所述散热单元还包括对称设置于隔板上方的分流板，所述分流板与隔板之间预留有供流体通过的空隙。
19.通过采用上述技术方案，热流通道内受热上升的热空气将在上移至分流板处时撞击分流板，从而通过分流板将热空气分流程多股热气流，热气流所携带的热量一方面在与分流板撞击时被分散，另一方面，热气流继续上移至外壳上端，从而使得热量经外壳顶壁传递至外界，实现散热。
20.作为优选，所述散热单元包括固定杆以及对称地转动连接于固定杆侧壁的导流板，所述固定杆侧壁开设有供导流板一侧插设的让位槽，所述导流板一侧转动连接于让位槽内，且所述让位槽内壁与导流板侧壁之间预留有用于供导流板转动的让位空间。
21.通过采用上述技术方案，当热空气上移并撞击导流板时，导流板将在热空气的撞击下以其与固定杆的转动连接处为中心进行转动，导流板在转动过程中将对周围空气进行
煽动，一方面加速流体的流速，另一方面也能够对热空气起到散热效果。
22.作为优选，所述让位槽内壁与导流板侧壁之间共同设置有第二弹性件，所述第二弹性件用于对导流板在让位槽内的插设位置进行支撑，并对导流板的转动进行复位。
23.通过采用上述技术方案，第二弹性件的设置可以对导流板起到支撑作用，同时也可以对导流板的转动起到复位作用，导流板可以在第二弹性件的弹力作用下往复抖动，优化对导流板周围空气的煽动效果。
24.作为优选，所述分流板或导流板内部设置有冷却空腔，所述冷却空腔内充盈有冷却液。
25.通过采用上述技术方案，热空气上移至分流板或导流板处时，由于分流板或导流板内充盈有冷却液，因此在热空气撞击分流板或导流板时，分流板或导流板可以对热空气进行冷却。
26.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：利用高度为对称双峰分布的肋片来增强换热效果，通过导流板、冲击板和冲击孔等结构来实现装置内的流体自循环，强化流体的扰流，提高对流换热的效率，且在相同散热能力下，所需材料更少，体积更小，具有成本低廉、稳定可靠的特点。
附图说明
27.图1是实施例1中一种增强型自然式对流散热装置的剖视图。
28.图2是实施例1中用于体现壳体内气流流动方向的示意图。
29.图3是实施例2中一种增强型自然式对流散热装置的剖视图。
30.图4是实施例2中用于体现隔板与壳体之间位置关系的剖视图。
31.图5是实施例3中用于体现隔板处结构的示意图。
32.图6是实施例4中用于体现导流板、固定杆之间连接关系的剖视图。
33.附图标记说明：1、壳体；11、嵌置槽；2、散热单元；21、隔板；211、通孔；212、转杆；213、第一弹性件；214、截流片；215、延伸槽；22、肋片；23、分流板；231、冷却空腔；24、热流通道；25、固定杆；251、让位槽；252、让位空间；253、第二弹性件；26、导流板。
具体实施方式
34.以下结合附图1-6对本技术作进一步详细说明。
35.实施例1参照图1和图2，增强型自然式对流散热装置包括壳体1，壳体1为中空的六面密封结构；壳体1内部设置有散热单元2，散热单元2可以为多个，本技术中散热单元2个数为3；散热单元2沿壳体1长度方向均匀分布于壳体1内，当将壳体1底壁与外界热源相接触时，热源热量通过壳体1底壁传导至壳体1内，再通过散热单元2将热量快速聚集并传导至壳体1顶壁，此时热量将从壳体1顶壁释放至外界，实现散热。
36.参照图1和图2，散热单元2包括两个隔板21、若干个肋片22以及两个分流板23；肋片22下端焊接于壳体1内部底壁，肋片22沿壳体1宽度方向可以被划分为若干组，每组肋片22个数至少为3，每组肋片22的宽度和长度在 2-4 毫米范围内，相邻肋片22间距在 3-6 毫米范围内，肋片高度在 2-8 毫米范围内；所属同组的所有肋片22的高度沿壳体1长度方向
呈山峰状的正态分布；肋片22的结构可以为直肋、针状肋片、三角形肋片、梯形肋片或采用渐变截面或抛物线或以上截面混合的曲面结构，且排列方式为顺次或交错分布，且外壳和肋片22均采用高导热系数的铝合金或铜材料制成。
37.参照图1和图2，隔板21位于壳体1内部，且隔板21长度方向沿壳体1宽度方向设置；隔板21其中一侧焊接于壳体1内部底壁，所属同一散热单元2的两个隔板21自下而上呈减缩式的八字形，相邻散热单元2相互靠近的两个隔板21的底部相互贴合；属于同一散热单元2的两个隔板21以及壳体1底壁共同围合成热流通道24，肋片22位于热流通道24内；每一隔板21靠近底部处的侧壁还贯穿开设有若干个通孔211，以实现隔板21两侧流体的流通。
38.参照图1和图2，两个分流板23位于隔板21上方，且每一分流板23中部均朝远离热流通道24的方向凹陷形成弧形板，两个分流板23相互靠近的一侧相互焊接固定；分流板23与隔板21之间预留有供流体流通的空隙，两个分流板23外边缘之间的距离大于两个隔板21顶部的间距；每一分流板23内部均开设有冷却空腔231，冷却空腔231内充盈有冷却液。
39.本技术实施例1一种增强型自然式对流散热装置的实施原理为：将壳体1底壁与外接热源相贴，热源的热量经过壳体1底壁传导至肋片22上，由于每一散热单元2中的中部位置的肋片22的高度最高，相应的，最中部的肋片22周围的空气也将最快受热呈热空气并上升，热空气在隔板21的限位导向下上移排出热流通道24并与分流板23相撞，分流板23将热空气分成两股热流，热流继续上移至壳体1顶壁处，以使得热量从壳体1顶壁处释放至外界；在此过程中，由于热空气脱离热流通道24导致热流通道24内的空气密度减少，热流通道24外围的空气将受到负压作用而从通孔211进入热流通道24内，实现气流的自循环，提高气流流动性，进而提高换热效果。
40.实施例2参照图3和图4，本技术实施例2与实施例1的区别点在于：隔板21底部且位于其两端均焊接有转杆212，壳体1内壁开设有嵌置槽11，转杆212转动连接于嵌置槽11内，转杆212外部还设置有第一弹性件213，第一弹性件213可以为扭簧，第一弹性件213套接于转杆212上，第一弹性件213其中一端焊接于隔板21侧壁，另一端焊接于嵌置槽11内壁；隔板21上的通孔211孔径沿靠近热流通道24的方向逐渐递减；当隔板21一侧的冷空气经通孔211进入热流通道24内时，冷空气因通孔211孔径的变化而受到移动阻力，相应的，隔板21也将受到气流的推力而以转杆212为中心做摆动，第一弹性件213能够起到支撑隔板21相对壳体1的位置以及实现隔板21转动复位的作用。
41.实施例3参照图5，本技术实施例3与实施例1的区别在于：隔板21靠近通孔211处的侧壁开设有与通孔211相连通的延伸槽215，延伸槽215内壁焊接有弧形的截流片214，截流片214位于热流通道24内，截流片214远离延伸槽215处的一侧与隔板21之前预留有间隙；截流片214的设置起到实现通孔211处气流单向流通的作用，保证大部分经过通孔211处的气流均为隔板21远离热流通道24一侧的冷空气，而非热流通道24内的热空气，即减少出现热流通道24内的热空气从通孔211处排出热流通道24的情况，保证热流通道24内的热空气能够从热流通道24上方排出热流通道24。
42.实施例4参照图6，本技术实施例4与实施例1的区别在于：散热单元2包括固定杆25和两个
导流板26，导流板26内部开设有用于装盛冷却液的冷却空腔231，固定杆25靠近每一导流板26处的侧壁均开设有让位槽251，导流板26其中一侧转动连接于让位槽251内，让位槽251内壁与导流板26侧壁之间预留有供导向板转动的让位空间252；让位槽251内壁与导流板26侧壁之间还共同设有第二弹性件253，第二弹性件253可以为弹簧，第二弹性件253位于让位槽251内，且其中一端焊接于让位槽251内壁，另一端焊接于导流板26侧壁；当从热流通道24上移的热空气冲击导流板26时，导流板26转动，第二弹性件253将对导流板26进行支撑并带动导流板26抖动。
43.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。