CN102858138B - 温差式发动机强制风冷的散热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了温差式发动机强制风冷的散热装置。具体涉及一种利用大功率LED投射灯工作时产生的热量驱动温差发动机运转带动风扇扇叶转动对散热器热管上的散热片强制风冷的散热装置。本发明的温差式发动机的散热装置是利用大功率LED投射灯工作时产生的热量对发动机气缸内的气体加热，利用气体的热胀冷缩使活塞腔内的活塞上下运动。活塞的上下运动通过推动连杆运动转化为轴二的周向转动，轴二的周向转动驱动固定在轴五上的风扇扇叶转动，风扇对散热器热管上的散热片强制对流散热，使散热片的温度降低，从而起到强化传热的效果。

Description

温差式发动机强制风冷的散热装置

技术领域

本发明涉及一种温差式发动机强制风冷的散热装置，具体涉及一种利用大功率LED投射灯工作时产生的热量驱动温差式发动机运转带动风扇扇叶转动对散热器热管上的散热片强制风冷的散热装置。

背景技术

散热器在散热中发挥着重要的作用。当大功率LED投射灯的功率密度过大时，依赖散热器鳍片自然对流散热的方式已不能满足散热的要求。采用热管将热量导出，再用风扇强制风冷散热是一种普遍的散热方式。但采用风扇强制风冷散热需要消耗额外的电能。如果大功率LED投射灯长时间工作，风扇消耗的电能是相当多的。而大功率LED投射灯工作时产生的热量没有得到任何的利用。

发明内容

本发明的目的在于针对已有技术存在的缺陷，提供一种温差式发动机强制风冷的散热装置，利用大功率LED投射灯工作时产生的热量驱动温差式发动机，温差式发动机驱动风扇转动，对散热器热管的鳍片强制风冷散热。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：

一种温差式发动机的散热装置，包括散热器底板、热管和穿在热管上的散热片。其特征在于：与所述散热器底板通过螺钉连接一个发动机底板，该发动机底板下平铺着导热胶，有与发动机底板固定连接的气缸侧板，有一个固定于推杆下的移气器置于气缸中，所述推杆穿过固定于气缸顶板上的密封圈，气缸由发动机底板、气缸顶板和气缸侧板包围构成；有一个活塞腔位于气缸顶板上，该活塞腔的下部与气缸相通，一个活塞滑配在活塞腔内而可以沿活塞腔的内壁滑动，一根连杆的下部通过铰链与所述活塞活动连接，该连杆的上部通过铰链与一根轴二活动连接。该轴二的左右两端分别通过一段与之垂直的轴与轴三和轴一连接。所述轴二、轴三和轴一的轴线平行且在同一平面内。一个轴承一的外圈支承在一个支架的轴承孔内。所述轴一的右端支承在轴承一的内圈中。所述推杆的上端通过铰链与一根连杆的一端活动连接，该连杆的另一端通过一个铰链与一根轴四活动连接。该轴四的左右两端分别通过一段与之垂直的轴与一根轴五和所述轴三连接。所述轴四、轴五和轴三的轴线平行且在同一平面内。轴二和轴三的轴线所确定的平面与轴四和轴三所确定的平面相垂直。有一个风扇扇叶的转轴固定在所述轴五上。轴五的左端支承在轴承二的内圈中，该轴承二的外圈固定在一个与气缸顶板固定连接的支架的轴承孔中。

所述热管为普通热管。

所述散热片上开有与热管个数相同的孔，孔径与热管外径大小相同，散热片上的孔与热管过盈配合。

所述热管形状为L形，竖直段与散热片上的孔相配合，水平段焊接在散热器底板上，热管在散热器底板上交错反向排列。

所述发动机底板的材料为导热性能好的金属，如铝合金或铜。

所述气缸侧板的材料为导热系数低于1W/(m●k)的材料。

所述移气器的长度小于气缸缸体内的长度，移气器材料的密度很小。

所述轴二、轴三的轴线所确定的平面与轴四、轴三的轴线所确定的平面垂直。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：

1.充分利用大功率LED投射灯工作时产生的热量驱动温差式发动机工作。

2.温差式发动机产生的动力驱动风扇工作，对热管上的散热片强制风冷散热。

3.既充分利用了大功率LED投射灯工作时无用的热量，又强化了散热。

附图说明

图1是温差式发动机的散热装置的整体结构示意图。

图2是散热器底板、热管及热管上的散热片的俯视图。

图3是散热器底板、热管及热管上的散热片的左视图。

具体实施方式

本发明的一个优选实施例结合附图详述如下：

参见图1，本温差式发动机强制风冷的散热装置，包括散热器底板（1）、热管（2）和穿在热管（2）上的散热片（30）。通过螺钉（4）与散热器底板（1）连接的发动机底板（5），平铺于发动机底板（5）下的导热胶（3），与发动机底板（5）固定连接的气缸侧板（6）、固定于推杆（8）下且置于气缸（9）中的移气器（7），推杆（8）的下端与移气器（7）固定连接，推杆（8）穿过固定于气缸顶板（27）上的密封圈（26），气缸（9）由发动机底板（5）、气缸顶板（27）和气缸侧板（6）包围构成，活塞缸（10）位于气缸顶板（27）上，活塞腔（10）的下部与气缸（9）相通，活塞（11）滑配在活塞腔（10）内且可以沿活塞腔（10）的内壁滑动，连杆（13）的下部通过铰链（12）与活塞（11）活动连接，连杆（13）的上部通过铰链（17）与轴二（18）活动连接。轴二（18）的左右两端分别通过一段与之垂直的轴与轴三（19）和轴一（16）连接。轴二（18）、轴三（19）和轴一（16）的轴线平行且在同一平面内；轴承一（15）的外圈卡在支架（14）的轴承孔内；轴一（16）的右端卡在轴承一（15）的内圈中；推杆（8）的上端通过铰链（25）与连杆（24）活动连接，连杆（24）通过铰链（20）与轴四（21）活动连接；轴四（21）的左右两端分别通过一段与之垂直的轴与轴五（23）和轴三（19）连接；轴四（21）、轴五（23）和轴三（19）的轴线平行且在同一平面内；轴二（18）和轴三（19）的轴线所确定的平面与轴四（21）与轴三（19）的轴线所确定的平面相垂直；风扇（22）扇叶的转轴固定在轴五（23）上；轴五（23）的左端卡在轴承二（28）的内圈中，轴承二（28）的外圈卡在支架（29）的轴承孔中。

热管（2)为普通热管。

散热片（30）上开有与热管个数相同的孔，孔径与热管（2)外径大小相同，散热片（30）上的孔与热管（2)过盈配合。

热管（2)形状为L形，竖直段与散热片（30）上的孔相配合，水平段焊接在散热器底板（1）上，热管（2)在散热器底板（1）上交错反向排列。

发动机底板（5）的材料为导热性能好的金属，如铝合金或铜。

气缸侧板（6）的材料为导热系数低于1W/(m●k)的材料。

移气器（7）的长度小于气缸（9）缸体内的长度，移气器（7）材料的密度很小。

轴二（18）、轴三（19）的轴线所确定的平面与轴四（21）、轴三（19）的轴线所确定的平面垂直。

工作原理如下：

大功率LED投射灯需要散热的部分与散热器底板（1）上的区域A连接，大功率LED投射灯产生的热量经散热器底板（1）传给发动机底板（5）。发动机底板（5）对气缸（9）内的空气加热，气缸（9）内的空气受热膨胀推动活塞（11）向上运动，活塞（11）推动连杆（13）向上运动，连杆（13）推动轴二（18）绕轴一（16）的轴线转动。轴二（18）的转动带动轴三（19）和轴四（21）绕轴一（16）的轴线一起转动。由于轴二（18）、轴三（19）的轴线所确定的平面与轴四（21）、轴三（19）的轴线所确定的平面垂直，故轴四（21）的转动推动连杆（24）向下运动，推杆（8）和移气器（7）随之向下运动。当轴二（18）转动到接近最高点时，由于风扇（22）扇叶的惯性，带动轴五（23）继续转动，由于轴五（23）的转动，轴二（18）将转过最高点。由于移气器（7）下面的空间小，上面的空间大。气缸顶板（27）与环境接触，气缸顶板（27）的温度远小于发动机底板（5）的温度。发动机气缸内的气体温度降低，气体压力减小。活塞（11）将下移，活塞（11）带动连杆（13）向下运动，连杆（13）带动轴二（18）向下运动。轴二（18）的转动带动轴三（19）和轴四（21）绕轴一（16）的轴线一起转动。由于轴二（18）、轴三（19）的轴线所确定的平面与轴四（21）、轴三（19）的轴线所确定的平面垂直，故轴四（21）的转动推动连杆（24）向上运动，推杆（8）和移气器（7）随之向上运动。当轴二（18）转动到接近最低点时，由于风扇（22）扇叶的惯性，带动轴五（23）继续转动，由于轴五（23）的转动，轴二（18）将转过最低点。由于移气器（7）下面的空间大，上面的空间小。发动机气缸内的气体受热膨胀，气体压力增大。推动活塞（11）向上运动，活塞（11）推动连杆（13）向上运动，连杆（13）推动轴二（18）绕轴一（16）的轴线转动。则重复以上过程。

轴五（23）的连续转动带动固定在其上的风扇（22）扇叶的连续转动。热管（2)蒸发段吸收散热器底板上的热量，并将热量传给工质，工质吸热后形成蒸汽，此时热量以潜热方式传给蒸汽，蒸汽在压差的作用下通过蒸汽通道流向冷凝段，并在冷凝段的气液界面上冷凝，放出潜热。放出的热量从气液界面通过工质的吸液芯和管壁的导热，传给热管（2)外的散热片（30）。冷凝的液体通过吸液芯依靠毛细力作用回流到蒸发段，完成一个循环。风扇（22）对散热片（30）强制对流散热，使散热片（30）的温度降低，从而起到强化传热的效果。

上面结合附图对本发明实施例进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的作出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种温差式发动机强制风冷的散热装置，包括散热器底板（1）、热管（2）和穿在热管（2）上的散热片（30），其特征在于：所述散热器底板（1）通过螺钉（4）连接发动机底板（5），该发动机底板（5）下平铺着导热胶（3），有与发动机底板（5）固定连接的气缸侧板（6），有一个固定于推杆（8）下的移气器（7）置于该气缸（9）中，所述推杆（8）穿过固定于气缸顶板（27）上的密封圈（26），气缸（9）由发动机底板（5）、气缸顶板（27）和气缸侧板（6）包围构成；有一个活塞腔（10）位于气缸顶板（27）上，该活塞腔（10）的下部与气缸（9）相通，活塞（11）滑配在活塞腔（10）内而可以沿活塞腔（10）的内壁滑动，第一连杆（13）的下部通过第一铰链（12）与所述活塞（11）活动连接，该第一连杆（13）的上部通过第二铰链（17）与轴二（18）活动连接；该轴二（18）的左右两端分别通过一段与之垂直的轴与轴三（19）和轴一（16）连接；所述轴二（18）、轴三（19）和轴一（16）的轴线平行且在同一平面内；轴承一（15）的外圈支承在支架（14）的轴承孔内；所述轴一（16）的右端支承在轴承一（15）的内圈中；所述推杆（8）的上端通过第四铰链（25）与第二连杆（24）的一端活动连接，该第二连杆（24）的另一端通过第三铰链（20）与轴四（21）活动连接；该轴四（21）的左右两端分别通过一段与之垂直的轴与轴五（23）和所述轴三（19）连接；所述轴四（21）、轴五（23）和轴三（19）的轴线平行且在同一平面内；轴二（18）和轴三（19）的轴线所确定的平面与轴四（21）与轴三（19）的轴线所确定的平面相垂直；有一个风扇（22）扇叶的转轴固定在所述轴五（23）上；轴五（23）的左端支承在一个轴承二（28）的内圈中，该轴承二（28）的外圈固定在一与气缸顶板（27）固定连接的支架（29）的轴承孔中；所述散热片（30）上开有与热管（2）个数相同的孔，其孔径与热管（2）外径大小相同，散热片（30）上的孔与热管（2）过盈配合；所述热管（2）形状为L形，其竖直段与散热片（30）上的孔相配合，而水平段焊接在散热器底板（1）上，热管（2）在散热器底板（1）上交错反向排列。

2.根据权利要求1所述的温差式发动机强制风冷的散热装置，其特征在于所述热管（2)为普通热管。

3.根据权利要求1所述的温差式发动机强制风冷的散热装置，其特征在于发动机底板（5）的材料为导热性能好的金属。

4.根据权利要求1所述的温差式发动机强制风冷的散热装置，其特征在于所述气缸侧板（6）的材料为导热系数低于1W/(m·k)的材料。

5.根据权利要求1所述的温差式发动机强制风冷的散热装置，其特征在于所述移气器（7）的长度小于气缸（9）缸体内的长度。