一種高效冷卻散熱裝置及其方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高效冷卻散熱裝置及其方法，包括節(jié)流進(jìn)氣口、封閉式散熱器、高壓風(fēng)機(jī)、渦流管及消聲器，封閉式散熱器內(nèi)均布至少兩根空氣流管，封閉式散熱器前端通過空氣流管與節(jié)流進(jìn)氣口連通，封閉式散熱器末端空氣流管通過導(dǎo)風(fēng)管與高壓風(fēng)機(jī)連通，封閉式散熱器上另設(shè)熱源進(jìn)口及熱源出口，高壓風(fēng)機(jī)另通過導(dǎo)風(fēng)管與渦流管連通，渦流管熱氣出口處設(shè)消聲器，并通過消聲器與外界連通，渦流管冷氣出口通過導(dǎo)氣管另與節(jié)流進(jìn)氣口連通，其使用方法包括引氣膨脹、空氣增壓及渦流散熱三步。本發(fā)明一方面有效的克服了傳統(tǒng)冷卻系統(tǒng)受外界環(huán)境溫度影響大，散熱能耗及冷卻用水資源消耗量大的弊端，另一方面進(jìn)一步提高了散熱時(shí)能源利用率，降低了能源消耗。
【專利說明】一種高效冷卻散熱裝置及其方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高效冷卻散熱裝置及其方法，屬換熱器【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]換熱器是目前將較高溫度介質(zhì)中的熱量通過熱交換作用被低溫度介質(zhì)帶走，從而實(shí)現(xiàn)較高溫度介質(zhì)降溫的目的，目前換熱器在實(shí)際生產(chǎn)生活中有著及其廣泛的使用，最常用的散熱器是通過利用周邊環(huán)境空氣對(duì)較高溫度介質(zhì)進(jìn)行散熱，但是在使用中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)隨著周邊環(huán)境中空氣溫度的升高，換熱器的熱交換效率隨之變差，嚴(yán)重時(shí)甚至發(fā)生空氣中的熱量被待散熱物質(zhì)吸收現(xiàn)象，因此，為了提高換熱效率，在當(dāng)前的換熱器系統(tǒng)中，另增加了強(qiáng)制通風(fēng)設(shè)備及水噴淋設(shè)備，一方面利用高速氣流加速散熱過程，另一方面利用液體水吸熱蒸發(fā)效應(yīng)加速散熱過程，雖然正兩種做法可以一定程度上提高換熱器散熱效能，但同時(shí)一方面利用風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)空氣高速流動(dòng)時(shí)，空氣中所蘊(yùn)含的大量動(dòng)能被直接浪費(fèi)，另一方面也造成了極大的電能消耗及水資源浪費(fèi)，同時(shí)也導(dǎo)致?lián)Q熱器系統(tǒng)體積龐大，系統(tǒng)復(fù)雜，安裝使用較為不便，為了克服傳統(tǒng)換熱器使用存在的不足，迫切需要設(shè)計(jì)一種全新的換熱設(shè)備。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，本發(fā)明提供一種高效冷卻散熱裝置及其方法，該發(fā)明較傳統(tǒng)散熱裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用安裝方便，一方面有效的克服了傳統(tǒng)冷卻系統(tǒng)受外界環(huán)境溫度影響大，散熱效率不高，且散熱能耗及冷卻用水資源消耗量大的弊端，另一方面進(jìn)一步提高了散熱時(shí)能源利用率，在提高散熱效率的同時(shí)，降低了能源消耗。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
一種高效冷卻散熱裝置，包括節(jié)流進(jìn)氣口、封閉式散熱器、高壓風(fēng)機(jī)、渦流管及消聲器，封閉式散熱器內(nèi)均布至少兩根空氣流管，封閉式散熱器前端通過空氣流管與節(jié)流進(jìn)氣口連通，所述節(jié)流進(jìn)氣口至少一個(gè)，封閉式散熱器末端通過導(dǎo)風(fēng)管與高壓風(fēng)機(jī)連通，封閉式散熱器上另設(shè)熱源進(jìn)口及熱源出口，熱源進(jìn)口與熱源出口通過封閉式散熱器內(nèi)空氣流管之間連通，高壓風(fēng)機(jī)另通過導(dǎo)風(fēng)管與渦流管連通，渦流管熱氣出口處設(shè)消聲器，并通過消聲器與外界連通，渦流管冷氣出口通過導(dǎo)氣管另與節(jié)流進(jìn)氣口連通，且渦流管至少一個(gè)。
[0005]一種高效冷卻散熱方法，包括如下步驟:
第一步，引氣膨脹，待散熱物質(zhì)通過熱源進(jìn)口進(jìn)入封閉式散熱器中的空氣流管內(nèi)，與封閉式散熱器中從節(jié)流進(jìn)氣口進(jìn)入的空氣進(jìn)行熱交換后，再從熱源出口排出，在待散熱物質(zhì)通過封閉式散熱器同時(shí)，啟動(dòng)高壓風(fēng)機(jī)，將封閉式散熱器內(nèi)空氣抽離，在封閉式散熱器內(nèi)形成低壓環(huán)境，使封閉式散熱器通過節(jié)流進(jìn)氣口從外界空氣中吸取空氣，并使被吸入的空氣經(jīng)節(jié)流進(jìn)氣口后被均勻分布到封閉式散熱器內(nèi)，進(jìn)而使進(jìn)入的空氣體積被動(dòng)膨脹；并利用低壓環(huán)境及空氣膨脹使得空氣流管中的空氣溫度下降，與待降熱物質(zhì)進(jìn)行熱交換；
第二步，空氣增壓，將經(jīng)過熱交換的封閉式散熱器中空氣流管內(nèi)的熱空氣通過導(dǎo)風(fēng)管由高壓風(fēng)機(jī)抽離，并經(jīng)過高壓風(fēng)機(jī)對(duì)熱空氣進(jìn)行增壓后通過導(dǎo)風(fēng)管輸送至渦流管中； 第三步，渦流散熱，將經(jīng)過高壓風(fēng)機(jī)增壓的熱空氣引入渦流管內(nèi)，并在渦流管內(nèi)部結(jié)構(gòu)引導(dǎo)下，引導(dǎo)熱空氣在渦流管內(nèi)進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，并將熱空氣分離為高熱氣流與低溫氣流，其中高熱氣流經(jīng)過渦流管熱氣出口排放到外界空中，并由消聲器對(duì)排放空氣進(jìn)行噪聲消除，低溫氣流經(jīng)過渦流管冷氣出口排出，然后經(jīng)過導(dǎo)風(fēng)管將低溫氣流引入到節(jié)流進(jìn)氣口中，并混合外界空氣再次進(jìn)入到封閉式散熱器中進(jìn)行熱交換循環(huán)。
[0006]進(jìn)一步的，所述的封閉式散熱器內(nèi)空氣流管有效的總截面面積為節(jié)流進(jìn)氣口有最大效截面面積的5 — 30倍。
[0007]進(jìn)一步的，所述的渦流管內(nèi)氣流旋轉(zhuǎn)速度不低于3萬轉(zhuǎn)/分鐘。
[0008]進(jìn)一步的，所述的封閉式散熱器內(nèi)氣壓為0.01—0.1MPa0
[0009]進(jìn)一步的，所述的高壓風(fēng)機(jī)與渦流管間導(dǎo)氣管中空氣壓力0.12—30 MPa。
[0010]本發(fā)明較傳統(tǒng)散熱裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用安裝方便，一方面有效的克服了傳統(tǒng)冷卻系統(tǒng)受外界環(huán)境溫度影響大，散熱效率不高，且散熱能耗及冷卻用水資源消耗量大的弊端，另一方面進(jìn)一步提高了散熱時(shí)能源利用率，在提高散熱效率的同時(shí)，降低了能源消耗。
[0011]

【專利附圖】

【附圖說明】
下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】來詳細(xì)說明本發(fā)明；
圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明使用流程圖。
[0012]

【具體實(shí)施方式】
為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0013]如圖1所述的一種高效冷卻散熱裝置，包括節(jié)流進(jìn)氣口 1、封閉式散熱器2、高壓風(fēng)機(jī)3、渦流管4及消聲器5，封閉式散熱器2內(nèi)均布至少兩根空氣流管6，封閉式散熱器2前端通過空氣流管6與節(jié)流進(jìn)氣口 I連通，所述節(jié)流進(jìn)氣口 I至少一個(gè)，封閉式散熱器2末端通過導(dǎo)風(fēng)管7與高壓風(fēng)機(jī)3連通，封閉式散熱器2上另設(shè)熱源進(jìn)口 8及熱源出口 9，熱源進(jìn)口 8與熱源出口 9通過封閉式散熱器2內(nèi)空氣流管6連通，高壓風(fēng)機(jī)3另通過導(dǎo)風(fēng)管7與渦流管4連通，渦流管熱氣出口 10處設(shè)消聲器5，并通過消聲器5與外界連通，渦流管冷氣出口 11通過導(dǎo)氣管7另與節(jié)流進(jìn)氣口 I連通，且渦流管4至少一個(gè)，。
[0014]實(shí)施例1:
如圖2所述一種利用上述散熱裝置的高效冷卻散熱方法，其包括如下步驟:
第一步，引氣膨脹，待散熱物質(zhì)通過熱源進(jìn)口進(jìn)入封閉式散熱器中的空氣流管內(nèi)，與封閉式散熱器中從節(jié)流進(jìn)氣口進(jìn)入的空氣進(jìn)行熱交換后，再從熱源出口排出，在待散熱物質(zhì)通過封閉式散熱器同時(shí)，啟動(dòng)高壓風(fēng)機(jī)，一方面將空氣流管內(nèi)空氣抽離，在空氣流管內(nèi)形成低壓環(huán)境，且氣壓根據(jù)環(huán)境溫度調(diào)至，恒定保持在0.0f0.1 MPa，另一方面使空氣流管通過節(jié)流進(jìn)氣口從外界空氣中吸取空氣，并使被吸入的空氣經(jīng)節(jié)流進(jìn)氣口后被均勻分布到空氣流管中，從而使進(jìn)入的空氣體積被動(dòng)膨脹，其中封閉式散熱器內(nèi)空氣流管有效的總截面面積為節(jié)流進(jìn)氣口有最大效截面面積的5倍，從而利用低壓環(huán)境及空氣膨脹使得空氣流管中的空氣溫度下降，并與待降熱物質(zhì)進(jìn)行熱交換；
第二步，空氣增壓，將經(jīng)過熱交換的封閉式散熱器中空氣流管內(nèi)的熱空氣通過導(dǎo)風(fēng)管由高壓風(fēng)機(jī)抽離，并經(jīng)過高壓風(fēng)機(jī)對(duì)熱空氣進(jìn)行增壓后通過導(dǎo)風(fēng)管輸送至渦流管中，增壓后的氣流壓力根據(jù)環(huán)境溫度變化，合理保持在0.12^30MPa ；
第三步，渦流散熱，將經(jīng)過高壓風(fēng)機(jī)增壓的熱空氣引入渦流管內(nèi)，并在渦流管內(nèi)部結(jié)構(gòu)引導(dǎo)下，引導(dǎo)熱空氣在渦流管內(nèi)進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為3萬轉(zhuǎn)/分鐘，并將熱空氣分離為高熱氣流與低溫氣流，其中高熱氣流經(jīng)過渦流管熱氣出口排放到外界空中，并由消聲器對(duì)排放空氣進(jìn)行噪聲消除，低溫氣流經(jīng)過渦流管冷氣出口排出，然后經(jīng)過導(dǎo)風(fēng)管將低溫氣流引入到節(jié)流進(jìn)氣口中，并混合外界空氣再次進(jìn)入到封閉式散熱器中進(jìn)行熱交換循環(huán)。
[0015]實(shí)施例2:該另一實(shí)施例的一種高效冷卻散熱裝置的散熱方法，包括如下步驟: 第一步，引氣膨脹，待散熱物質(zhì)通過熱源進(jìn)口進(jìn)入封閉式散熱器中的空氣流管內(nèi)，與封閉式散熱器中從節(jié)流進(jìn)氣口進(jìn)入的空氣進(jìn)行熱交換后，再從熱源出口排出，在待散熱物質(zhì)通過封閉式散熱器同時(shí)，啟動(dòng)高壓風(fēng)機(jī)，一方面將空氣流管內(nèi)空氣抽離，在空氣流管內(nèi)形成低壓環(huán)境，且氣壓恒定保持在0.0Γ0.1 MPa，另一方面使空氣流管通過節(jié)流進(jìn)氣口從外界空氣中吸取空氣，并使被吸入的空氣經(jīng)節(jié)流進(jìn)氣口后被均勻分布到空氣流管中，從而使進(jìn)入的空氣體積被動(dòng)膨脹，其中封閉式散熱器內(nèi)空氣流管有效的總截面面積為節(jié)流進(jìn)氣口有最大效截面面積的10倍，從而利用低壓環(huán)境及空氣膨脹使得空氣流管中的空氣溫度下降，并與待降熱物質(zhì)進(jìn)行熱交換；
第二步，空氣增壓，將經(jīng)過熱交換的封閉式散熱器中空氣流管內(nèi)的熱空氣通過導(dǎo)風(fēng)管由高壓風(fēng)機(jī)抽離，并經(jīng)過高壓風(fēng)機(jī)對(duì)熱空氣進(jìn)行增壓后通過導(dǎo)風(fēng)管輸送至渦流管中，增壓后的氣流壓力為20 MPa ；
第三步，渦流散熱，將經(jīng)過高壓風(fēng)機(jī)增壓的熱空氣引入渦流管內(nèi)，并在渦流管內(nèi)部結(jié)構(gòu)引導(dǎo)下，引導(dǎo)熱空氣在渦流管內(nèi)進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為3萬轉(zhuǎn)/分鐘，并將熱空氣分離為高熱氣流與低溫氣流，其中高熱氣流經(jīng)過渦流管熱氣出口排放到外界空中，并由消聲器對(duì)排放空氣進(jìn)行噪聲消除，低溫氣流經(jīng)過渦流管冷氣出口排出，然后經(jīng)過導(dǎo)風(fēng)管將低溫氣流引入到節(jié)流進(jìn)氣口中，并混合外界空氣再次進(jìn)入到封閉式散熱器中進(jìn)行熱交換循環(huán)。
[0016]本發(fā)明較傳統(tǒng)散熱裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用安裝方便，一方面有效的克服了傳統(tǒng)冷卻系統(tǒng)受外界環(huán)境溫度影響大，散熱效率不高，且散熱能耗及冷卻用水資源消耗量大的弊端，另一方面進(jìn)一步提高了散熱時(shí)能源利用率，在提高散熱效率的同時(shí)，降低了能源消耗。
[0017]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種高效冷卻散熱裝置，其特征在于:其包括節(jié)流進(jìn)氣口、封閉式散熱器、高壓風(fēng)機(jī)、渦流管及消聲器，所述的封閉式散熱器內(nèi)均布至少兩根空氣流管，所述的封閉式散熱器前端與節(jié)流進(jìn)氣口連通，所述節(jié)流進(jìn)氣口至少一個(gè)，所述封閉式散熱器末端通過導(dǎo)風(fēng)管與高壓風(fēng)機(jī)連通，所述的封閉式散熱器上另設(shè)熱源進(jìn)口及熱源出口，所述的熱源進(jìn)口與熱源出口通過封閉式散熱器內(nèi)空氣流管連通，所述的高壓風(fēng)機(jī)另通過導(dǎo)風(fēng)管與渦流管連通，所述渦流管熱氣出口處設(shè)消聲器，并通過消聲器與外界連通，所述渦流管冷氣出口通過導(dǎo)氣管另與節(jié)流進(jìn)氣口連通，所述的渦流管至少一個(gè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效冷卻散熱裝置，其特征在于，所述的封閉式散熱器內(nèi)空氣流管有效的總截面面積為節(jié)流進(jìn)氣口有最大效截面面積的5 — 30倍，且封閉式散熱器末端與導(dǎo)氣管連接處的空氣流量為節(jié)流進(jìn)氣口空氣流量的至少3倍。
3.一種高效冷卻散熱方法，其特征在于，其方法包括如下步驟: 第一步，引氣膨脹，待散熱物質(zhì)通過熱源進(jìn)口進(jìn)入封閉式散熱器中的空氣流管內(nèi)，與封閉式散熱器中從節(jié)流進(jìn)氣口進(jìn)入的空氣進(jìn)行熱交換后，再從熱源出口排出，在待散熱物質(zhì)通過封閉式散熱器同時(shí)，啟動(dòng)高壓風(fēng)機(jī)，將封閉式散熱器內(nèi)空氣抽離，在封閉式散熱器內(nèi)形成低壓環(huán)境，使封閉式散熱器通過節(jié)流進(jìn)氣口從外界空氣中吸取空氣，并使被吸入的空氣經(jīng)節(jié)流進(jìn)氣口后被均勻分布到封閉式散熱器內(nèi)，進(jìn)而使進(jìn)入的空氣體積被動(dòng)膨脹；并利用低壓環(huán)境及空氣膨脹使得空氣流管中的空氣溫度下降，與待降熱物質(zhì)進(jìn)行熱交換； 第二步，空氣增壓，將經(jīng)過熱交換的封閉式散熱器中空氣流管內(nèi)的熱空氣通過導(dǎo)風(fēng)管由高壓風(fēng)機(jī)抽離，并經(jīng)過高壓風(fēng)機(jī)對(duì)熱交換后的空氣進(jìn)行增壓后通過導(dǎo)風(fēng)管輸送至渦流管中； 第三步，渦流散熱，將經(jīng)過高壓風(fēng)機(jī)增壓的熱空氣引入渦流管內(nèi)，并在渦流管內(nèi)部結(jié)構(gòu)引導(dǎo)下，引導(dǎo)熱空氣在渦流管內(nèi)進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，將熱空氣分離為高熱氣流與低溫氣流；其中高熱氣流經(jīng)過渦流管熱氣出口排放到外界空中，并由消聲器對(duì)排放空氣進(jìn)行噪聲消除，低溫氣流經(jīng)過渦流管冷氣出口排出，然后經(jīng)過導(dǎo)風(fēng)管將低溫氣流引入到節(jié)流進(jìn)氣口中，并混合外界空氣再次進(jìn)入到封閉式散熱器中進(jìn)行熱交換循環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高效冷卻散熱方法,其特征在于,所述的封閉式散熱器內(nèi)空腔的總截面面積為節(jié)流進(jìn)氣口有最大效截面面積的5 — 30倍，且封閉式散熱器末端與導(dǎo)氣管連接處的空氣流量為節(jié)流進(jìn)氣口空氣流量的至少3倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高效冷卻散熱方法，其特征在于，所述的渦流管內(nèi)氣流旋轉(zhuǎn)速度不低于3萬轉(zhuǎn)/分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高效冷卻散熱方法,其特征在于,所述的封閉式散熱器內(nèi)氣壓為0.01—0.1腿
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高效冷卻散熱方法，其特征在于，所述的高壓風(fēng)機(jī)與渦流管間導(dǎo)氣管中空氣壓力0.12—30
【文檔編號(hào)】F28D7/00GK104457329SQ201410711738
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月2日
【發(fā)明者】茍仲武 申請(qǐng)人:茍仲武