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CN119136505A - 散热装置及散热系统 - Google Patents

散热装置及散热系统 Download PDF

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Publication number
CN119136505A
CN119136505A CN202411310835.7A CN202411310835A CN119136505A CN 119136505 A CN119136505 A CN 119136505A CN 202411310835 A CN202411310835 A CN 202411310835A CN 119136505 A CN119136505 A CN 119136505A
Authority
CN
China
Prior art keywords
valve
cavity
cover
piezoelectric vibrator
groove
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202411310835.7A
Other languages
English (en)
Inventor
张曙光
柯超群
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Audiowell Electronics Guangdong Co ltd
Original Assignee
Audiowell Electronics Guangdong Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Audiowell Electronics Guangdong Co ltd filed Critical Audiowell Electronics Guangdong Co ltd
Priority to CN202411310835.7A priority Critical patent/CN119136505A/zh
Publication of CN119136505A publication Critical patent/CN119136505A/zh
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20218Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant without phase change in electronic enclosures
    • H05K7/20272Accessories for moving fluid, for expanding fluid, for connecting fluid conduits, for distributing fluid, for removing gas or for preventing leakage, e.g. pumps, tanks or manifolds

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

本发明提供一种散热装置及散热系统。散热装置包括座体、盖体及压电振子。座体设有阀槽、及与阀槽连通的出流口。盖体设有进流口、及与进流口连通的盖槽。压电振子与阀槽的内壁围设形成阀腔,压电振子与盖槽的内壁围设形成的盖腔。压电振子的自由端与座体配合形成用于连通阀腔和盖腔的主动阀。盖槽的内壁设有第一填充结构。本申请中的第一填充结构填充一部分的盖腔区域,使得盖腔的容积减小的同时,压电振子的自由端与盖槽的底壁之间的距离不变,进而使得当自由端偏转时,盖腔的容积变化率增大,盖腔内会有更大的正压力以驱动更多流体向阀腔流动、及盖腔内会有更大的负压力以从外界抽吸更多流体,提高散热装置的散热效果。

Description

散热装置及散热系统
技术领域
本发明涉及散热技术领域,特别是涉及一种散热装置及散热系统。
背景技术
随着电子产品越来越追求小型化和高集成度,其性能越来越强大的同时,产生的热量也进一步增大,使得散热问题越来成为制约电子产品获得更高性能的瓶颈。而现有技术中的散热系统的散热效果差,难以满足电子产品的散热需求。
发明内容
基于此,有必要针对现有技术中的散热系统的散热效果差,难以满足电子产品的散热需求的问题,提供一种散热装置及散热系统。
其技术方案如下:
一方面,提供了一种散热装置,包括:
座体,其设有阀槽、及与所述阀槽连通的出流口;
盖体,其设置于所述座体设有所述阀槽的一侧,并设有进流口,所述盖体靠近所述座体的一侧设有与所述进流口连通的盖槽;
压电振子,其两端分别设置为固定端及自由端,所述固定端固定于所述座体设有所述阀槽的一侧,以使所述压电振子与所述阀槽的内壁围设形成阀腔,所述压电振子与所述盖槽的内壁围设形成的盖腔,所述自由端与所述座体配合形成用于连通所述阀腔和所述盖腔的主动阀;
其中,所述盖槽的内壁设有第一填充结构,所述第一填充结构被配置为当所述压电振子朝向所述盖体振动至振幅时与所述压电振子间隔设置。
下面进一步对技术方案进行说明:
在其中一个实施例中,所述第一填充结构包括第一填充凸起,所述第一填充凸起位于所述阀槽的底壁上,并将所述盖腔分隔成与所述进流口连通的进口腔和与所述主动阀连通的缓冲腔,所述第一填充凸起与所述自由端配合形成用于连通所述进口腔和所述缓冲腔的控制阀。
在其中一个实施例中,所述控制阀位于所述固定端与所述主动阀之间。
在其中一个实施例中,当所述缓冲腔和所述阀腔处于压力平衡状态时,所述第一填充凸起的顶面与所述自由端平行设置。
在其中一个实施例中,所述第一填充结构包括第二填充凸起,所述第二填充凸起位于所述阀槽远离所述主动阀的一侧。
在其中一个实施例中,所述第二填充凸起的外表面设置为阶梯面、斜面或弧面。
在其中一个实施例中,所述阀槽的内壁设有第二填充结构,所述第二填充结构被配置为当所述压电振子朝向所述座体振动至振幅时与所述压电振子间隔设置。
在其中一个实施例中,所述第二填充结构包括第三填充凸起,所述第三填充凸起位于所述阀槽远离所述主动阀的一侧。
在其中一个实施例中,所述出流口的数量、所述阀槽的数量及所述压电振子的数量均至少为一个,各个所述固定端均固定于所述座体设有所述阀槽的一侧,以使所述盖槽的内壁与各个所述压电振子围设形成所述盖腔,各个所述压电振子与各个所述阀槽的内壁对应围设形成各个所述阀腔,各个所述阀腔均与至少一个所述出流口连通,各个所述自由端均与所述座体对应配合形成各个所述主动阀,各个所述主动阀与各个所述阀腔对应连通,并均与所述盖腔连通。
另一方面,提供了一种散热系统,包括至少一个所述的散热装置。
上述实施例中的散热装置及散热系统,使用时,压电振子在特定频率的交流驱动信号下高速振动,压电振子的自由端对应上下摆动,盖腔和阀腔的容积随之变化,导致压力的变化,同时主动阀也在不停的开关,在两者共同作用下,驱动冷却流体从盖腔向阀腔单向流动,最终从出流口喷射到发热体上,实现对发热体进行散热。本申请中的第一填充结构填充一部分的盖腔区域,使得盖腔的容积减小的同时,压电振子的自由端与盖槽的底壁之间的距离不变。当自由端朝向盖体的一侧偏转时,抵抗自由端偏转的阻力基本不变,而盖腔的容积变化率增大,盖腔内会有更大的正压力以驱动更多流体向阀腔流动。当自由端朝向座体的一侧偏转时,盖腔内的流体对自由端的拉力基本不变,盖腔会有更高的负压力以从外界抽吸更多流体,使得盖腔内有更多的流体流进阀腔,出流口的流量增加,提高散热装置的散热性能。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述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申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为第一个实施例的第一种散热装置在自由端向下偏转时的结构示意图。
图2为图1的散热装置在自由端向上偏转时的结构示意图。
图3为第一个实施例的第二种散热装置的结构示意图。
图4为第一个实施例的第三种散热装置的结构示意图。
图5为第二个实施例的散热装置在处于平衡状态时的结构示意图。
图6为图5的散热装置在自由端向下偏转时的结构示意图。
图7为图5的散热装置在自由端向上偏转时的结构示意图。
图8为第三个实施例的散热装置在处于平衡状态时的结构示意图。
图9为图8的散热装置在自由端向下偏转时的结构示意图。
图10为图8的散热装置在自由端向上偏转时的结构示意图。
图11为第四个实施例的散热装置在处于平衡状态时的结构示意图。
图12为图11的散热装置在自由端向下偏转时的结构示意图。
图13为图11的散热装置在自由端向上偏转时的结构示意图。
图14为第五个实施例的散热装置的结构示意图。
图15为第六个实施例的散热装置的结构示意图。
图16为第七个实施例的第一种散热装置的结构示意图。
图17为第七个实施例的第二种散热装置的结构示意图。
图18为第七个实施例的第三种散热装置的结构示意图。
图19为图18的散热装置在自由端向下偏转时的结构示意图。
图20为第八个实施例的散热装置的结构示意图。
图21为一个实施例的散热系统的结构示意图。
图22为图21的散热系统的剖视图。
附图标记说明:
1、散热系统;10、散热装置;100、座体;101、出流口;102、阀腔;103、第一凹槽;104、第一凸起;105、第二凹槽;106、第二凸起;107、第三凹槽;108、第三凸起;109、环形凹槽;110、第一凸部;111、阀槽;120、阻流部;121、阻流槽;122、阻流面;130、第二填充结构;131、第三填充凸起;200、盖体;201、进流口;202、盖腔;203、盖槽;204、进口腔;205、缓冲腔;220、第一填充结构;221、第一填充凸起;222、第二填充凸起;300、压电振子;301、固定端;302、自由端;401、主动阀;402、阻流通道;403、控制阀;20、发热体。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进,因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1、图2及图3所示,在第一个实施例中,提供了一种散热装置10,包括座体100、盖体200及压电振子300。其中,座体100设有阀槽111、及与阀槽111连通的出流口101。盖体200设置于座体100设有阀槽111的一侧,并设有进流口201。盖体200靠近座体100的一侧设有与进流口201连通的盖槽203。压电振子300的两端分别设置为固定端301及自由端302。固定端301固定于座体100设有阀槽111的一侧,以使压电振子300与阀槽111的内壁围设形成阀腔102,压电振子300与盖槽203的内壁围设形成的盖腔202。自由端302与座体100配合形成用于连通阀腔102和盖腔202的主动阀401。盖槽203的内壁设有第一填充结构220,第一填充结构220被配置为当压电振子300朝向盖体200振动至振幅时与压电振子300间隔设置。
第一实施例中的散热装置10,第一填充结构220填充一部分的盖腔202区域,使得盖腔202的容积减小的同时,压电振子300的自由端302与盖槽203的底壁之间的距离不变。当自由端302朝向盖体200的一侧偏转时,抵抗自由端302偏转的阻力基本不变,而盖腔202的容积变化率增大,盖腔202内会有更大的正压力以驱动更多流体向阀腔102流动。当自由端302朝向座体100的一侧偏转时,盖腔202内的流体对自由端302的拉力基本不变,盖腔202会有更高的负压力以从外界抽吸更多流体,使得盖腔202内有更多的流体流进阀腔102,出流口101的流量增加,提高散热装置10的散热性能。
具体到本实施例中,盖腔202的容积大于阀腔102的容积。
如图1及图2所示,可选地,第一填充结构220包括第一填充凸起221,第一填充凸起221位于阀槽111的底壁上,并将盖腔202分隔成与进流口201连通的进口腔204和与主动阀401连通的缓冲腔205,第一填充凸起221与自由端302配合形成用于连通进口腔204和缓冲腔205的控制阀403。
如图1所示,当自由端302朝向座体100的一侧偏转时,进口腔204的容积和缓冲腔205的容积均增大,其内部压力均下降,控制阀403开启,流体畅通无阻的从外界进入进口腔204,然后再流向缓冲腔205。而阀腔102容积减小,其内部压力增大,同时主动阀401关闭,阻止阀腔102中的压缩流体向缓冲腔205流动,阀腔102中的压缩气体更多的通过出流口101向外喷出。
需要说明的是,主动阀401关闭是指,自由端302趋于贴合底座100,但与底座100之间始终存在缝隙。
如图2所示,当自由端302朝向盖体200的一侧偏转时,缓冲腔205的容积减小,其内部压力增大,控制阀403的流通截面的面积也减小,其流阻增大,而阀腔102的容积增大,其内部压力减小,主动阀401开启,缓冲腔205中的压缩流体更多的经由主动阀401进入到阀腔102中,出流口101处的流量增大,提高散热装置10的散热效果。
如图1所示,具体地,控制阀403位于固定端301与主动阀401之间。如此,保证第一凸起104能够与自由端302配合形成控制阀403,且控制阀403的流通截面的面积保持在预设范围,提高散热装置10的可靠性。
如图1所示,具体地,当缓冲腔205和阀腔102处于压力平衡状态时,第一填充凸起221的顶面与自由端302平行设置。如此,当自由端302朝向座体100的一侧偏转时,由进口腔204流向缓冲腔205的方向,控制阀403的流通截面的面积逐渐增大,其流阻减小,保证进口腔204内的流通能够顺畅流进缓冲腔205,提高散热装置10的可靠性。
在其他实施例中,第一填充凸起221的顶面还可以设置为斜面或弧面等。
如图3所示,可选地,第一填充结构220包括第二填充凸起222,第二填充凸起222位于阀槽111远离主动阀401的一侧。如此,在不增加盖腔202的高度的前提下,第二填充凸起222的体积能够做的更大以更多的填充盖腔202,使得盖腔202的容积变化率进一步增加,盖腔202会有更高的压力,流向阀腔102的流体流量进一步增大,提高散热装置10的散热效果。
其中,第一填充结构220可以与盖体200一体成型。第二填充凸起222的外表面可以设置为阶梯面、斜面或弧面等。
如图4所示,可选地,阀槽111的内壁设有第二填充结构130,第二填充结构130被配置为当压电振子300朝向座体100振动至振幅时与压电振子300间隔设置。如此,第二填充结构130填充一部分的阀腔102区域,阀腔102的容积减小,使得自由端302偏转时,阀腔102的容积变化率增大,阀腔102内会有更大的正压力以驱动更多流体从出流口101喷出、及阀腔102内会有更大的负压力以从盖腔202抽吸更多流体,提高散热装置10的散热效果。
具体地,第二填充结构130包括第三填充凸起131,第三填充凸起131位于阀槽111远离主动阀401的一侧。如此,在不增加阀腔102的高度的前提下,第三填充凸起131的体积能够做的更大以更多的填充阀腔102,使得阀腔102的容积变化率进一步增大,提高散热装置10的散热效果。
其中,第二填充结构130可以与盖体200一体成型。第三填充凸起131的外表面可以设置为阶梯面、斜面或弧面等。
可选地,出流口101的数量、阀槽111的数量及压电振子300的数量均至少为一个。各个固定端301均固定于座体100设有阀槽111的一侧,以使盖槽203的内壁与各个压电振子300围设形成盖腔202。各个压电振子300与各个阀槽111的内壁对应围设形成各个阀腔102。各个阀腔102均与至少一个出流口101连通。各个自由端302均与座体100对应配合形成各个主动阀401。各个主动阀401与各个阀腔102对应连通,并均与盖腔202连通。如此,通过增加压电振子300的数量,以提高散热装置10的散热效果。
具体到本实施例中,压电振子300及第一填充凸起221均为两个。当两个压电振子300与座体100之间的装配关系和第一个实施例相同时,两个第一填充凸起221间隔设置于盖槽203的底壁,并将盖腔202分隔为一个缓冲腔205和两个进口腔204,两个第一填充凸起221与两个自由端302对应配合形成两个控制阀403,缓冲腔205通过两个控制阀403与两个进口腔204对应连通。当两个压电振子300与座体100之间的装配关系和第三个实施例相同时,两个第一填充凸起221间隔设置于盖槽203的底壁,并将盖腔202分隔为两个缓冲腔205和一个进口腔204,两个第一填充凸起221与两个自由端302对应配合形成两个控制阀403,进口腔204通过两个控制阀403与两个缓冲腔205对应连通。
如图5所示,在一个实施例中,还提供了一种散热装置10,包括座体100、盖体200及压电振子300。其中,座体100设有出流口101。盖体200设置于座体100的一侧,并设有进流口201。压电振子300的两端分别设置为固定端301和自由端302。固定端301固定于座体100靠近盖体200的一侧,以使座体100与压电振子300围设形成与出流口101连通的阀腔102,盖体200与压电振子300围设形成与进流口201连通的盖腔202。自由端302与座体100配合形成用于连通阀腔102和盖腔202的主动阀401。主动阀401与出流口101间隔设置。
如图5所示,当散热装置10处于平衡状态时,压电振子300处于中间位置(即压电振子300处于平整状态),盖腔202和阀腔102处于压力平衡状态。
需要说明的是,当盖腔202和阀腔102处于压力平衡状态时,盖腔202的高度(如图5中h2所示的高度)应该大于自由端302朝向盖体200的最大振动高度;同时盖腔202的高度还决定盖腔202中的压力大小,即盖腔202的高度过大会导致盖腔202内的压力变化较小,无法保证盖腔202从进流口201抽吸外部冷却流体的效果,故盖腔202的高度也不宜过高。具体到本实施例中,当盖腔202和阀腔102处于压力平衡状态时,盖腔202的高度为20μm至1000μm。
需要说明的是,当盖腔202和阀腔102处于压力平衡状态时,主动阀401的流通截面的高度(如图5中h1所示的高度)应该大于自由端302朝向座体100的最大振动高度;同时为了保证主动阀401良好的阻流效果,主动阀401的流通截面的高度也不能太大。具体到本实施例中,当散热装置10处于平衡状态时,主动阀401的流通截面的高度为10μm至150μm。
需要说明的是,主动阀401沿流体流动方向的长度(如图5中w所示的长度)越大,压缩流体在其中的压强损失越大,从盖腔202进入阀腔102的流量就会越小;但是主动阀401沿流体流动方向的长度越小,从阀腔102回流到盖腔202的压缩流体的流量就会越大。具体到本实施例中,当散热装置10处于平衡状态时,主动阀401沿流体流动方向的长度为10μm至1500μm。
具体到本实施例中,出流口101设置于座体100远离盖体200的一侧。当散热装置10处于平衡状态时,主动阀401与出流口101沿垂直于出流口101的轴线方向的间距(如图5中a所示的间距)为50μm至3000μm。
如图6所示,当压电振子300的自由端302受控朝向靠近座体100的一侧偏转时,盖腔202的容积增大,其内部压力对应下降,而阀腔102的容积减小,其内部压力对应增大,同时主动阀401的流通截面积减小,以阻止阀腔102中的压缩流体向盖腔202内流动,保证外界的冷却流体从进流口201进入盖腔202,而阀腔102中的压缩流体从出流口101喷出。
如图7所示,当压电振子300的自由端302受控朝向靠近盖体200的一侧偏转时,盖腔202的容积减小,其内部压力对应增大,而阀腔102的容积增大,其内部压力对应减小,同时主动阀401的流通截面积增大,保证盖腔202中的压缩流体会经由主动阀401进入到阀腔102中。此过程中,会有部分压缩流体从出流口101回流至阀腔102中,而本申请通过将出流口101与主动阀401沿垂直于出流口101的轴线方向间隔设置,使得出流口101处压缩流体的回流量减小,增加出流口101处压缩流体的净流出量。
具体到本实施例中,自由端302被配置为当压电振子300朝向座体100振动至振幅时与座体100间隔设置、及当压电振子300朝向盖体200振动至振幅时与盖体200间隔设置。如此,保证自由端302不会与座体100及盖体200发生碰撞产生噪音的同时,还延长压电振子300的使用寿命,提高散热装置10的可靠性。
需要说明的是,压电振子300朝向座体100振动至振幅是指,压电振子300朝向座体100振动至最大位移值。压电振子300朝向盖体200振动至振幅是指,压电振子300朝向盖体200振动至最大位移值。压电振子300工作在其谐振频率下,此时压电振子300有最大位移值。
压电振子300受控振动以不停的重复上述过程,使得外界的冷却流体不断地从进流口201抽进盖腔202,然后经由主动阀401进入阀腔102中,最后从出流口101喷射到发热体20上,实现对发热体20进行持续散热。
上述实施例中的散热装置10,使用时,压电振子300在特定频率的交流驱动信号下高速振动,压电振子300的自由端302对应上下摆动,盖腔202和阀腔102的容积随之变化,导致压力的变化,同时主动阀401也在不停的开关,在两者共同作用下,驱动冷却流体从盖腔202向阀腔102单向流动,最终从出流口101喷射到发热体20上,实现对发热体20进行散热。与现有技术中的被动散热系统相比,本申请中的散热装置10至少具有以下几个优点:1、散热装置10通过盖体200、压电振子300及座体100装配形成,结构简单,无传统风扇的活动扇叶结构,能提供特定风量的同时,还易于小型化,可满足电子产品散热需求及小型化的趋势。2、通过高速振动的压电振子300驱动流体流动,可使其工作在20kHz以上的超声频率段,不产生人耳能听到的噪音,提高用户的体验感。3、在不增加散热装置10复杂度的基础上,在其内部增加主动阀401结构,提高散热装置10的工作效率。4、主动阀401通过电信号直接控制其开启和关闭,不存在疲劳损坏的问题,主动阀401的开启和关闭与腔室压力变化同步,响应速度快,无滞后效应,工作效率更高,同时将压电振子300和主动阀401结合成一体,不增加单独的单向阀结构,结构简单,易于微型化。5、通过将出流口101与主动阀401间隔设置,使得出流口101与主动阀401之间的流动路径增加,当压电振子300的自由端302受控朝向靠近盖体200的一侧偏转时出流口101处压缩流体的回流量减小,出流口101处压缩流体的净流出量增加,提高散热装置10的散热性能。
其中,压电振子300可以是任意的结构形状,例如压电振子300为矩形、圆形、环形、半圆形等结构。具体到本实施例中,压电振子300设置呈矩形,压电振子300的两个长边端分别设置为固定端301和自由端302,或压电振子300的两个短边端分别设置为固定端301和自由端302。
可选地,压电振子300包括弹性基片及压电晶体,弹性基片的至少一侧贴合有压电晶体。
其中,弹性基片可以采用不锈钢、铜合金、铝合金、钛合金等材质。压电晶体可以是多层陶瓷,也可以是单层陶瓷。
在一个实施例中,出流口101的数量及压电振子300的数量均至少为一个,各个固定端301均固定于座体100靠近盖体200的一侧,以使盖体200与各个压电振子300围设形成盖腔202,各个压电振子300均与座体100对应围设形成各个阀腔102,各个阀腔102均与至少一个出流口101连通,各个自由端302均与座体100对应配合形成各个主动阀401,各个主动阀401与各个阀腔102对应连通,并均与盖腔202连通。
其中,阀腔102的体积小于盖腔202的体积。盖体200与各个压电振子300围设形成盖腔202,可以是盖体200与各个压电振子300共同围设形成盖腔202,也可以是每个压电振子300均与盖体200对应围设形成盖腔202。
为了便于进一步理解本实施例中的散热装置10的工作原理,以下将以其中几个实施例为例进行详细阐述:
如图5、图6及图7所示,在第二个实施例中,座体100靠近盖体200的一侧设有两个间隔设置的第二凹槽105,两个第二凹槽105之间的座体100设置为第二凸起106,压电振子300的数量为两个,两个压电振子300并排排列在座体100靠近盖体200的一侧,两个固定端301相互远离,并均固定于座体100与盖体200之间,两个自由端302均与第二凸起106对应配合形成两个主动阀401。
如图5所示,当散热装置10处于平衡状态时,两个压电振子300均处于中间位置,盖腔202和阀腔102处于压力平衡状态。
如图6所示,当两个压电振子300的自由端302均受控朝向靠近第二凸起106的一侧偏转时,盖腔202的容积增大,其内部压力对应下降,而阀腔102的容积减小,其内部压力对应增大,同时主动阀401关闭,以阻止阀腔102中的压缩流体向盖腔202内流动,保证外界的冷却流体从进流口201进入盖腔202,而阀腔102中的压缩流体从出流口101喷出。
如图7所示,当两个压电振子300的自由端302均受控朝向远离第二凸起106的一侧偏转时,盖腔202的容积减小,其内部压力对应增大,而阀腔102的容积增大,其内部压力对应减小,同时主动阀401开启,保证盖腔202中的压缩流体会经由主动阀401进入到阀腔102中。
压电振子300受控振动以不停的重复上述过程,使得外界的冷却流体不断地从进流口201抽进盖腔202,然后经由两个主动阀401分流进入两个阀腔102中,最后从出流口101喷射到发热体20上,实现对发热体20进行持续散热。
第二个实施例中的散热装置10采用双压电振子,且主动阀401与出流口101沿垂直于出流口101的轴线方向的间距可调,使得出流口101处压缩流体的回流量减小,从而使得出流口101处的净流量最大化,提高散热装置10的散热性能。
如图8、图9及图10所示,在第三个实施例中,座体100靠近盖体200的一侧设有第一凹槽103,第一凹槽103的一侧设有第一凸起104,压电振子300的数量为一个,固定端301固定于座体100与盖体200之间,自由端302与第一凸起104配合形成主动阀401。
如图8所示,当散热装置10处于平衡状态时,压电振子300处于中间位置,盖腔202和阀腔102处于压力平衡状态。
如图9所示,当压电振子300的自由端302受控朝向靠近第一凸起104的一侧偏转时,盖腔202的容积增大,其内部压力对应下降,而阀腔102的容积减小,其内部压力对应增大,同时主动阀401关闭,以阻止阀腔102中的压缩流体向盖腔202内流动,保证外界的冷却流体从进流口201进入盖腔202,而阀腔102中的压缩流体从出流口101喷出。
如图10所示,当压电振子300的自由端302受控朝向远离第一凸起104的一侧偏转时,盖腔202的容积减小,其压力对应增大,而阀腔102的容积增大,其压力对应减小,同时主动阀401开启,保证盖腔202中的压缩流体会经由主动阀401进入到阀腔102中。
压电振子300受控振动以不停的重复上述过程,使得外界的冷却流体不断地从进流口201抽进盖腔202,然后经由主动阀401进入阀腔102中,最后从出流口101喷射到发热体20上,实现对发热体20进行持续散热。
第三个实施例中的散热装置10采用单压电振子,其阀腔102也对应为一个,使得其整体尺寸可以做到更小,与此同时出流口101处的流量会相应降低,可适用于一些对微型化有更高要求的场合。
如图11、图12及图13所示,在第四个实施例中,座体100靠近盖体200的一侧设有两个间隔设置的第三凹槽107,两个第三凹槽107相互远离的一侧均设有第三凸起108,压电振子300的数量为两个,两个压电振子300并排排列在座体100靠近盖体200的一侧,两个固定端301相互靠近,并均固定于两个第三凹槽107之间的座体100上,两个自由端302与两个第三凸起108对应配合形成两个主动阀401。
第四个实施例中散热装置10的工作原理和第一个实施例中散热装置10的工作原理相同,此处不再详细赘述。与第一个实施例中的散热装置10相比,第三个实施例中的散热装置10的区别在于两个压电振子300的固定端301靠拢在一起,两个自由端302相互远离,使得两个阀腔102的出流口101之间的位置也有差异(即两个阀腔102的出流口101之间的间距有差异),可适用于一些对出流口101位置有特殊要求的场合。
如图14所示,在第五个实施例中,出流口101的数量及压电振子300的数量均为多个,多个压电振子300成阵列排布于座体100靠近盖体200的一侧,并与盖体200共同围设形成盖腔202。每个压电振子300均与座体100围设形成单独的阀腔102,每个阀座均与至少一个出流口101连通。每个自由端302均与座体100围设形成单独的主动阀401。各个主动阀401与各个阀腔102对应连通,并均与盖腔202连通。
第五个实施例中的散热装置10,在有限的泵腔内集成多个压电振子300,提高散热装置10的效率及其单位体积输出的流量。
其中,压电振子300的数量可以根据实际使用的需要进行灵活调整。具体地,压电振子300的数量可以为四个、六个或八个等。
如图15所示,在第六个实施例中,提供了一种散热装置10,包括座体100、盖体200及压电振子300。其中,座体100设有环形凹槽109、及与环形凹槽109连通的出流口101。盖体200设置于座体100设有环形凹槽109的一侧,并设有进流口201。压电振子300安装于座体100设有环形凹槽109的一侧,以使压电振子300与环形凹槽109的内壁围设形成阀腔102,压电振子300与盖体200围设形成与进流口201连通的盖腔202,压电振子300与座体100配合形成呈环形的主动阀401。主动阀401用于连通阀腔102和盖腔202。
第六个实施例中的散热装置10,通过将主动阀401设置呈环形,压电振子300在四周的共振频率相同,使得压电振子300工作时浪费在无用的振动模态上的能量减小,压电振子300的振动能量更多的用于驱动气流沿预设路径流动,提高散热装置10的散热性能。
如图15所示,可选地,位于环形凹槽109内侧的阀座设置为第一凸部110,压电振子300设置呈环形,压电振子300的外端固定于座体100与盖体200之间,压电振子300的内端与第一凸部110配合形成主动阀401。
当散热装置10处于平衡状态时,压电振子300处于中间位置,盖腔202和阀腔102处于压力平衡状态。
当压电振子300的内端受控朝向靠近第一凸部110的一侧拱起时,盖腔202的容积增大,其内部压力对应下降,而阀腔102的容积减小,其内部压力对应增大,同时主动阀401关闭,以阻止阀腔102中的压缩流体向盖腔202内流动,保证外界的冷却流体从进流口201进入盖腔202,而阀腔102中的压缩流体从出流口101喷出。
当压电振子300的内端受控朝向靠近盖体200的一侧拱起时,盖腔202的容积减小,其内部压力对应增大,而阀腔102的容积增大,其内部压力对应减小,同时主动阀401开启,保证盖腔202中的压缩流体会经由主动阀401进入到阀腔102中。
压电振子300受控振动以不停的重复上述过程,使得外界的冷却流体不断地从进流口201抽进盖腔202,然后经由主动阀401进入阀腔102中,最后从出流口101喷射到发热体20上,实现对发热体20进行持续散热。
具体地,压电振子300的内端朝向第一凸部110振动至振幅时的振动高度设置为第一高度,当盖腔202和阀腔102处于压力平衡状态时,主动阀401的流通截面的高度设置为第二高度,第二高度大于或等于第一高度。如此,压电振子300的内端能够朝向第一凸部110顺畅振动至最大位移位置,保证压电振子300与座体100之间不会发生干涉,提高散热装置10的可靠性。
具体地,压电振子300朝向盖体200振动至振幅时的振动高度设置为第三高度,当盖腔202和阀腔102处于压力平衡状态时,盖腔202的高度设置为第四高度,第四高度大于或等于第三高度。如此,压电振子300的内端能够朝向盖体200顺畅振动至最大位移位置,保证压电振子300与盖体200之间不会发生干涉,提高散热装置10的可靠性。
可选地,第二环形凹槽109的外侧设有第二凸部,压电振子300设置呈环形,压电振子300的内端固定于位于环形凹槽109内侧的阀座上,压电振子300的外端与第二凸部配合形成主动阀401。本实施例中的散热装置10的工作原理与上述实施例中的散热装置10的工作原理相同或类似,此处不再赘述。
如图15所示,可选地,环形凹槽109的轴线及压电振子300的轴线均位于同一直线上。如此,主动阀401沿流体流动方向的长度分布均匀,使得阀腔102内的压力也分布的更加均匀,各个出流口101处的流量也更加均匀,提高散热装置10的散热效果。
如图15所示,可选地,出流口101的数量为至少一个,各个出流口101绕环形凹槽109的轴线间隔设置,并均与环形凹槽109连通。如此,通过增加出流口101的数量,使得散热装置10的喷气散热区域增大,提高散热装置10的实用性。
其中,每个阀腔102与出流口101连通的数量均可以根据实际使用的需要进行灵活调整。出流口101可以设置在座体100远离盖体200的一侧的中间区域,也可以设置在座体100远离盖体200的一侧的非中间区域。出流口101可以设置呈矩形、圆形、锥形、Y形,甚至是异形结构。
如图15所示,可选地,进流口201的数量为至少一个,各个进流口201绕环形凹槽109的轴线间隔设置,并均与盖腔202连通。如此,冷却气流在盖腔202内的分布更加均匀,盖腔202内的压力也更加均匀,保证盖腔202内的冷却流体能够均匀通过主动阀401并流至阀腔102内,提高散热装置10的散热效果。
其中,每个盖腔202与进流口201连通的数量均可以根据实际使用的需要进行灵活调整。进流口201可以设置在盖体200远离座体100的一侧的中间区域,也可以设置在盖体200远离座体100的一侧的非中间区域,甚至还可以设置在盖体200的侧壁上。进流口201可以设置呈矩形、圆形、锥形、Y形,甚至是异形结构。
可选地,出流口101的数量、环形凹槽109的数量及压电振子300的数量均至少为一个,各个压电振子300均安装于座体100设有环形凹槽109的一侧,以使盖体200与各个压电振子300共同围设形成盖腔202,各个压电振子300与各个环形凹槽109的内壁对应围设形成各个阀腔102,各个阀腔102均与至少一个出流口101连通,各个压电振子300均与座体100对应配合形成各个主动阀401,各个主动阀401与各个阀腔102对应连通,并均与盖腔202连通。如此,盖腔202能够与一个压电振子300、一个主动阀401及一个阀腔102配合形成散热微泵,通过增加压电振子300、主动阀401及阀腔102的数量,使得散热微泵的集成数量增加,提高散热装置10的散热效率及其单位体积输出的流量。
如图16所示,在第七个实施例中,提供了一种散热装置10,包括座体100、盖体200及压电振子300。其中,座体100设有阀槽111、及与阀槽111连通的出流口101。盖体200设置于座体100设有阀槽111的一侧,并设有进流口201。压电振子300的两端分别设置为固定端301及自由端302,固定端301固定于座体100设有阀槽111的一侧,以使压电振子300与阀槽111的内壁围设形成阀腔102,压电振子300与盖体200围设形成与进流口201连通的盖腔202。自由端302与座体100配合形成用于连通阀腔102和盖腔202的主动阀401。阀槽111靠近主动阀401的一侧的侧壁设有阻流部120,阻流部120用于阻止阀腔102内的流体回流至主动阀401。
第七实施例中的散热装置10,当压电振子300的自由端302受控朝向靠近盖体200的一侧偏转时,阀腔102的容积增大,其内部压力对应减小,会有部分流体从出流口101回流,并朝向主动阀401的方向流动,而阻流部120会阻止该部分流体流进主动阀401,使得主动阀401处流体的回流量减小,出流口101处流体的净流出量增大,提高散热装置10的散热效果。
如图16及图17所示,可选地,阻流部120设置为阻流槽121,阻流槽121的内壁被配置为在阀腔102内的回流流体朝向主动阀401流动时与回流流体碰撞,以调转回流流体的流动方向。如此,当压电振子300的自由端302受控朝向靠近盖体200的一侧偏转时,阀腔102的容积增大,其内部压力对应减小,会有部分流体从出流口101回流,并朝向主动阀401的方向流动,而阻流槽121的内壁会与该部分回流的流体碰撞,使得该部分流体在流入主动阀401之前调转流动方向,并重新往出流口101的方向流动,进而使得主动阀401处流体的回流量减小,出流口101处流体的净流出量增大,提高散热装置10的散热效果。
如图16所示,具体到本实施例中,阻流槽121沿垂直于自身延伸方向的截面设置呈矩形,阻流槽121远离主动阀401的一侧的侧壁和阀槽111的底壁位于同一平面内。
如图17所示,具体到本实施例中,阻流槽121沿垂直于自身延伸方向的截面设置呈三角形,阻流槽121的底壁倾斜设置,阻流槽121远离主动阀401的一侧的侧壁和阀槽111的底壁位于同一平面内。
需要说明的是,阻流槽121沿垂直于自身延伸方向的截面还可以设置呈其他形状,只需保证阻流槽121的内壁能够与从出流口101回流的流体碰撞,以调转该部分流体的流动方向。
如图18所示,可选地,阻流部120设置为阻流面122,阻流面122与自由端302配合形成用于连通阀腔102和主动阀401的阻流通道402,沿靠近主动阀401的方向,阻流通道402的流通截面的面积逐渐减小。如此,当流体向主动阀401回流时,沿流体的流动方向,阻流通道402的流通截面的面积逐渐减小,其流阻也对应逐渐增加,使得主动阀401处流体的回流量减小;而当盖腔202内的流体流向阀腔102时,沿流体的流动方向,阻流通道402的流通截面的面积逐渐增大,其流阻也对应逐渐减小,从而有更多流体从盖腔202流进阀腔102,提高出流口101处流体的净流出量。另外,由于阻流面122的存在,自由端302与底座之间的空间较小,储存的流体也较少,当压电振子300的自由端302受控朝向靠近盖体200的一侧偏转时,该部分回流的流体相应减少,从而有更多流体从盖腔202流进阀腔102,使得出流口101处流体的流出量增加,提高散热装置10的散热效果。
如图19所示,具体到本实施例中,阻流面122倾斜设置。如此,当压电振子300的自由端302受控朝向靠近座体100的一侧偏转时,自由端302下方的流体朝向阻流面122流动,并撞击在阻流面122上,产生沿靠近出流口101方向的速度分量,驱动流体流向出流口101,使得出流口101处流体的流出量增加,提高散热装置10的散热效果。
在其他实施例中,阻流面122还可以设置为圆弧面或抛物曲面等。
可选地,出流口101的数量、阀槽111的数量及压电振子300的数量均至少为一个,各个固定端301均固定于座体100设有阀槽111的一侧,以使盖体200与各个压电振子300围设形成盖腔202,各个压电振子300与各个阀槽111的内壁对应围设形成各个阀腔102。各个阀腔102均与至少一个出流口101连通。各个自由端302均与座体100对应配合形成各个主动阀401,各个主动阀401与各个阀腔102对应连通,并均与盖腔202连通。各个阀槽111对应靠近各个主动阀401的一侧的侧壁均设有阻流部120。如此,通过增加压电振子300、阀槽111及阻流部120的数量,以提高散热装置10的散热效率及其单位体积输出的流量。
如图20所示,在第八个实施例中,提供了一种散热装置10,包括座体100、盖体200及压电振子300。其中,座体100设有出流口101。出流口101被配置为在流体进出出流口101时产生流阻差,以阻止流体在出流口101处回流。盖体200设置于座体100的一侧,并设有进流口201。进流口201被配置为在流体进出进流口201时产生流阻差,以阻止流体在进流口201处回流。压电振子300的两端分别设置为固定端301和自由端302。固定端301固定于座体100靠近盖体200的一侧,以使座体100与压电振子300围设形成与出流口101连通的阀腔102,盖体200与压电振子300围设形成与进流口201连通的盖腔202。自由端302与座体100配合形成用于连通阀腔102和盖腔202的主动阀401。
第八个实施例中的散热装置10,进流口201能够减小流体在进流口201处的回流量,出流口101能够减小流体在出流口101处的回流量,使得当压电振子300的自由端302受控朝向靠近盖体200的一侧偏转时,盖腔202内的流体更多的流进阀腔102内,从出流口101喷出的流体更少的回流至阀腔102内,进而使得出流口101处流体的净流出量增加,提高散热装置10的散热效果。
具体到本实施例中,进流口201及出流口101均设置为Y形孔、锥形孔、及特斯拉阀结构孔中的一种。在其他实施例中,进流口201及出流口101也可以均设置为其他形状孔,只需保证能够形成流体进出的流阻差以减小回流。
如图21及图22所示,在一个实施例中,提供了一种散热系统1,包括至少一个如上述任一实施例中的散热装置10。如此,散热系统1的流量为各个散热装置10的流量相叠加,即散热系统1的流量可以根据实际使用的需要进行灵活调整,以适用于需要大流量的场景,提高散热系统1的适用性。
在本申请的描述中,需要理解的是,若有出现这些术语“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,这些术语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申请和简化描述,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申请的限制。
此外,若有出现这些术语“第一”、“第二”,这些术语仅用于描述目的,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。在本申请的描述中,若有出现术语“多个”,“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。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等,这些术语应做广义理解。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;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申请中的具体含义。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述,其含义可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是,若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在,本申请所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
还应当理解的是,在解释元件的连接关系或位置关系时,尽管没有明确描述,但连接关系和位置关系解释为包括误差范围,该误差范围应当由本领域技术人员所确定的特定值可接受的偏差范围内。例如,“大约”、“近似”或“基本上”可以意味着一个或多个标准偏差内,在此不作限定。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种散热装置,其特征在于,包括:
座体,其设有阀槽、及与所述阀槽连通的出流口;
盖体,其设置于所述座体设有所述阀槽的一侧,并设有进流口,所述盖体靠近所述座体的一侧设有与所述进流口连通的盖槽;
压电振子,其两端分别设置为固定端及自由端,所述固定端固定于所述座体设有所述阀槽的一侧,以使所述压电振子与所述阀槽的内壁围设形成阀腔,所述压电振子与所述盖槽的内壁围设形成的盖腔,所述自由端与所述座体配合形成用于连通所述阀腔和所述盖腔的主动阀;
其中,所述盖槽的内壁设有第一填充结构,所述第一填充结构被配置为当所述压电振子朝向所述盖体振动至振幅时与所述压电振子间隔设置。
2.根据权利要求1所述的散热装置,其特征在于,所述第一填充结构包括第一填充凸起,所述第一填充凸起位于所述阀槽的底壁上,并将所述盖腔分隔成与所述进流口连通的进口腔和与所述主动阀连通的缓冲腔,所述第一填充凸起与所述自由端配合形成用于连通所述进口腔和所述缓冲腔的控制阀。
3.根据权利要求2所述的散热装置,其特征在于,所述控制阀位于所述固定端与所述主动阀之间。
4.根据权利要求2所述的散热装置,其特征在于,当所述缓冲腔和所述阀腔处于压力平衡状态时,所述第一填充凸起的顶面与所述自由端平行设置。
5.根据权利要求1所述的散热装置,其特征在于,所述第一填充结构包括第二填充凸起,所述第二填充凸起位于所述阀槽远离所述主动阀的一侧。
6.根据权利要求5所述的散热装置,其特征在于,所述第二填充凸起的外表面设置为阶梯面、斜面或弧面。
7.根据权利要求1所述的散热装置,其特征在于,所述阀槽的内壁设有第二填充结构,所述第二填充结构被配置为当所述压电振子朝向所述座体振动至振幅时与所述压电振子间隔设置。
8.根据权利要求7所述的散热装置,其特征在于,所述第二填充结构包括第三填充凸起,所述第三填充凸起位于所述阀槽远离所述主动阀的一侧。
9.根据权利要求1至8任一项所述的把手结构,其特征在于,所述出流口的数量、所述阀槽的数量及所述压电振子的数量均至少为一个,各个所述固定端均固定于所述座体设有所述阀槽的一侧,以使所述盖槽的内壁与各个所述压电振子围设形成所述盖腔,各个所述压电振子与各个所述阀槽的内壁对应围设形成各个所述阀腔,各个所述阀腔均与至少一个所述出流口连通,各个所述自由端均与所述座体对应配合形成各个所述主动阀,各个所述主动阀与各个所述阀腔对应连通,并均与所述盖腔连通。
10.一种散热系统,其特征在于,包括至少一个如权利要求1至9任一项所述的散热装置。
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