基于烟囱效应的散热器制造技术

本公开提供了一种基于烟囱效应的散热器，包括热源安装基板；导热柱，其第一端与所述热源安装基板连接；第一薄壁圆筒，嵌套于所述导热柱外；N1个第一层散热片，呈辐射状设置于所述导热柱与所述第一薄壁圆筒间；N2个第二层散热片，呈辐射状设置于所述第一薄壁圆筒外；第二薄壁圆筒，嵌套于所述第二层散热片外；整体结构在径向方向上由内到外依次形成第一层烟囱风道、第一薄壁圆筒烟囱风道、第二层烟囱风道和第二薄壁圆筒烟囱风道形成层层相扣的烟囱群结构。本公开的有益效果为利用多层烟道套设的结构，延缓了气流的水平扩散，提高了烟囱风道的抽吸力，利于将热量更有效地带离热源，达到迅速降温的效果。

A radiator based on the chimney effect

The present disclosure provides a radiator based on the chimney effect, including a heat source installation substrate; a heat conduction column is connected to the heat source installation substrate; the first thin-walled cylinder is nested outside the heat conduction column; N1 first layer heat dissipating sheet is radially arranged between the heat conduction column and the first thin-walled cylinder; N2 The two layer heat dissipating sheet is radiated from the first thin wall cylinder, and the second thin-walled cylinder is nested outside the second layer heat sink, and the whole structure forms the first layer flue duct, the first thin-walled cylinder chimney duct, the second stack chimney duct and the second thin-walled cylinder chimney shape in the radial direction. The structure of a stack of chimneys with layers of clasp. The beneficial effect of the present disclosure is to use the structure set by multi-layer flue to postpone the horizontal diffusion of the air flow, improve the suction of the chimney duct, and help to remove the heat more effectively away from the heat source and achieve the effect of rapid cooling.

【技术实现步骤摘要】
基于烟囱效应的散热器
本公开涉及散热器设计领域，尤其涉及一种基于烟囱效应的散热器。
技术介绍
在光电领域，器件在正常工作的的同时也会产生巨大的热量，如LED工作过程中，80％的电功率将转化为热量。如果产生的热量不能被及时有效散出，会导致器件内热量堆积、温度过高，过高的温度将会导致器件性能下降，影响器件寿命，更甚者将直接毁坏器件。现有的散热器分为主动式和被动式散热两种。主动式散热需要外加的驱动力，如风扇、水泵，从而形成强制的风冷或液冷，达到散热的目的。虽然效果不错，但是无形中又增加了额外功耗，而且，需要场所内保持相对安静的环境，主动式散热就不再适用。被动式散热不需要外加功耗，依靠散热片通过自然对流的方式将热量散到空气中，散热效果有限。通常，为了得到较理想的散热效果，通常是直接加大散热片的尺寸和数量，增大与空气的接触面积。这将导致散热器重量增加，不利于朝着小型轻便化发展。另外，散热片尺寸和数量增大，散热片将更加密集，不能保证气流的顺畅流通，也无法实现快速有效散热。因此，光电器件中散热器结构对产品的安全及可靠性至关重要。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本公开提供了一种基于烟囱效应的散热器，以至少部分解决以上所提出的技术问题。(二)技术方案根据本公开的一个方面，提供了一种基于烟囱效应的散热器，包括：热源安装基板；导热柱，其第一端与所述热源安装基板连接；第一薄壁圆筒，嵌套于所述导热柱外；N1个第一层散热片，呈辐射状设置于所述导热柱与所述第一薄壁圆筒间；每个第一层散热片所在平面的延伸面过所述第一薄壁圆筒的中心轴；其第一端与所述导热柱外壁连接，其第二端与所述第一薄壁圆筒内壁连接，所述导热柱与所述第一薄壁圆筒间形成沿导热柱轴向的若干个第一层烟囱风道，N1＞3。优选地，还包括：N2个第二层散热片，呈辐射状设置于所述第一薄壁圆筒外，每个所述第二层散热片所在平面的延伸面过所述第一薄壁圆筒的中心轴；每个所述第二层散热片的第一端与所述第一薄壁圆筒外壁连接，N2＞3。进一步地，还包括：第二薄壁圆筒，嵌套于所述第二层散热片外；每个所述第二层散热片的第二端与所述第二薄壁圆筒内壁连接，所述第一薄壁圆筒与所述第二薄壁圆筒间形成沿导热柱轴向的若干个第二层烟囱风道。进一步地，其中所述第二薄壁圆筒与所述第二层散热片相重合部分的长度不大于所述第二层散热片高度的二分之一；且所述第二薄壁圆筒的长度大于所述第二薄壁圆筒与所述第二层散热片相重合部分的长度。进一步地，其中，N2＞N1＞3，其中N1为第一层散热片的个数，N2为第二层散热片的个数，所述第一层烟囱风道和第二层烟囱风道为类梯形烟囱风道。优选地，其中所述第一层散热片高度与所述导热柱高度相同，所述第一层散热片高度不大于所述第一薄壁圆筒高度。进一步地，所述第二层散热片高度不大于第一薄壁圆筒高度。进一步地，其中所述第二薄壁圆筒与所述第二层散热片不相重合部分为延伸薄壁圆台结构。进一步地，其中所述延伸薄壁圆台为圆锥筒状结构，且所述延伸薄壁圆台结构与所述第二薄壁圆筒相连接的一端为大直径端。进一步地，其中所述第一薄壁圆筒内构成第一薄壁圆筒烟囱风道；所述第二薄壁圆筒内形成第二薄壁圆筒烟囱风道；所述第一薄壁圆筒烟囱风道和第二薄壁圆筒烟囱风道为圆筒形烟囱风道。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本公开提供的基于烟囱效应的散热器至少具有以下有益效果其中之一：(1)第一薄壁圆筒结构利用烟囱的抽吸作用加快空气流动，提高散热速度；第一层烟囱风道的结构设计配合第一薄壁圆筒利用多通道同时作用的结构，进一步加快空气流动，提高散热速度。(2)第二薄壁圆筒结构利用烟囱的抽吸作用加快空气流动，提高散热速度；第二层烟囱风道的结构设计配合第一薄壁圆筒、第二薄壁圆筒和第一层烟囱风道构成多层多通道烟囱结构，利用多通道同时作用的结构，进一步加快空气流动，提高散热速度。(3)外层薄壁圆筒的下端高于第二层散热片底端的结构，用以保证有足够的空气进入第二薄壁圆筒内，使空气流量与流速达到散热最优值。(4)第一层散热片的数量少于第二层散热片的数量的结构，减小第一薄壁圆筒内各烟囱结构内空气流动阻力，保证足够大的空气流量。(5)延伸薄壁圆台的结构设计，使空气最终出口的截面面积变小，使空气流动速度进一步增大，进而增强散热效果。本公开结构设计在精简结构的基础上，充分利用烟囱效应的抽吸效果，将热量迅速带离热源，达到迅速降温的效果，进而保证大功率LED工作能够处于较低温度，提高了光电转化效率以及灯具使用的可靠性。附图说明图1为本公开第一实施例基于烟囱效应的散热器的结构示意图；图2为图1所示基于烟囱效应的散热器的俯视图；图3为本公开第二实施例基于烟囱效应的散热器的结构示意图；图4为图3所示基于烟囱效应的散热器的俯视图；图5为本公开第三实施例基于烟囱效应的散热器的结构示意图；图6为图5所示基于烟囱效应的散热器的俯视图。【附图中本公开实施例主要元件符号说明】1-热源安装基板；2-导热柱；3-第一薄壁圆筒；4-第一层散热片；5-第二薄壁圆筒；6-第二层散热片；7-延伸薄壁圆台。具体实施方式本公开提供了一种基于烟囱效应的散热器，利用导热柱将热量均匀分散到薄壁圆筒结构和散热片上。由第一薄壁圆筒和第二薄壁圆筒自身结构构成的圆筒形烟囱风道结构以及由导热柱与第一散热片构成的第一层烟囱风道，第一散热片和第二散热片构成的第二层烟囱风道，使整体散热器结构构成层层相扣的烟囱群，利用烟囱效应的抽吸作用，加快空气流动，提高散热速度。此外，薄壁圆筒结构高于散热片，从第二薄壁圆筒和第二层烟囱风道上端出来的热空气，会分别在第一薄壁圆筒和第一层烟囱风道中继续垂直上升，形成多层多段烟囱风道套设的结构，延缓了气流的水平扩散，提高了烟囱风道的抽吸力，利于将热量更有效地带离热源，达到迅速降温的效果。尤其在大功率LED领域，有利于使大功率LED处于较低温度，以提高光电转化效率和灯具的可靠性。为使本公开的目的、技术方案和有益效果更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开作进一步详细说明。第一实施例在本公开第一个示例性实施例中，提供了一种基于烟囱效应的散热器。图1为本公开第一实施例基于烟囱效应的散热器的结构示意图。图2为图1所示基于烟囱效应的散热器的俯视图。如图1和图2所示，本实施例为包含一层薄壁圆筒结构的基于烟囱效应的散热器。具体包括热源安装基板1；导热柱2，其第一端与所述热源安装基板1连接；第一薄壁圆筒3，其嵌套在所述导热柱2外；N1个第一层散热片4，呈辐射状设置于所述导热柱2与所述第一薄壁圆筒3间；每个第一层散热片4所在平面的延伸面过所述第一薄壁圆筒3的中心轴；其第一端与所述导热柱2外壁连接，其第二端与所述第一薄壁圆筒3内壁连接，所述导热柱2与所述第一薄壁圆筒3间形成沿导热柱2轴向的若干个第一层烟囱风道，这里第一层烟囱风道为类梯形烟囱风道结构。N2个第二层散热片6，呈辐射状设置于所述第一薄壁圆筒3外，每个所述第二层散热片6所在平面的延伸面过所述第一薄壁圆筒3的中心轴；每个所述第二层散热片4的第一端与所述第一薄壁圆筒3外壁连接。热源安装基板1位于导热柱2一端，光源工作产生的热量通过热源安装基板1和导热柱2迅速扩散至第一层散热片4、第二层散热片6和第一薄壁圆筒3上。导热柱2与第一薄壁圆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于烟囱效应的散热器，包括：热源安装基板；导热柱，其第一端与所述热源安装基板连接；第一薄壁圆筒，嵌套于所述导热柱外；N1个第一层散热片，呈辐射状设置于所述导热柱与所述第一薄壁圆筒间；每个第一层散热片所在平面的延伸面过所述第一薄壁圆筒的中心轴；其第一端与所述导热柱外壁连接，其第二端与所述第一薄壁圆筒内壁连接，所述导热柱与所述第一薄壁圆筒间形成沿导热柱轴向的若干个第一层烟囱风道，N1＞3。

【技术特征摘要】
1.一种基于烟囱效应的散热器，包括：热源安装基板；导热柱，其第一端与所述热源安装基板连接；第一薄壁圆筒，嵌套于所述导热柱外；N1个第一层散热片，呈辐射状设置于所述导热柱与所述第一薄壁圆筒间；每个第一层散热片所在平面的延伸面过所述第一薄壁圆筒的中心轴；其第一端与所述导热柱外壁连接，其第二端与所述第一薄壁圆筒内壁连接，所述导热柱与所述第一薄壁圆筒间形成沿导热柱轴向的若干个第一层烟囱风道，N1＞3。2.根据权利要求1所述的散热器，还包括：N2个第二层散热片，呈辐射状设置于所述第一薄壁圆筒外，每个所述第二层散热片所在平面的延伸面过所述第一薄壁圆筒的中心轴；每个所述第二层散热片的第一端与所述第一薄壁圆筒外壁连接，N2＞3。3.根据权利要求2所述的散热器，还包括：第二薄壁圆筒，嵌套于所述第二层散热片外；每个所述第二层散热片的第二端与所述第二薄壁圆筒内壁连接，所述第一薄壁圆筒与所述第二薄壁圆筒间形成沿导热柱轴向的若干个第二层烟囱风道。4.根据权利要求3所述的散热器，其中所述第二薄壁圆筒与所述第二层散热片相重合部分...

【专利技术属性】
技术研发人员：许丹丹，胡学功，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：新型
国别省市：北京,11