CN102937384A

CN102937384A - 主动式热交换器

Info

Publication number: CN102937384A
Application number: CN2012104364173A
Authority: CN
Inventors: 不公告发明人
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-11-04
Filing date: 2012-11-04
Publication date: 2013-02-20

Abstract

主动式热交换器。本发明提供一种采用主动运动热交换方式的热交换器，以及实现这种热交换方式的机械结构和热传递的方法。本发明的热交换器采用导热管、鳍片与流体接触的接触面主动运动，产生相对于流体的运动速度的热交换方式，省去占据大量空间的风扇或泵，极大地提高了流体的压力和相对速度，使热交换能力有突破性的提高，环保节能，节约成本，可使热交换器在热交换能力不变的情况下缩小一半以上的体积。这样的设计可用于电脑CPU的散热器、汽车发动机的散热器、冷却塔、空调机的热交换器等。

Description

主动式热交换器

技术领域

本发明涉及一种热交换器，特别是涉及一种采用主动运动热交换方式的热交换器，以及实现这种热交换方式的机械结构和热传递的方法。

背景技术

目前公知的热交换方式是通过风扇或泵将流体加速，使流体在导热管、鳍片表面流动，提高热交换器的热交换能力。这种公知的热交换方式所出现的问题是：

1.风扇或泵占用了额外的空间和成本。在空调的室外机中，风扇占了很大的空间，若不用风扇，室外机可减少三分之一的体积。CPU散热器的风扇也占了三分之一的体积。

2.风扇或泵在加速流体时有动能损失。以CPU散热器轴向风扇为例，扇叶在转动时有一部分的径向风形成，虽然有些设计用导向罩进行导向，但还是有动能损失，风扇与鳍片之间有一定的距离，由于空气的扩散而使风速有所下降，轴向风扇的中心风力很小。

3.技术的局限不能形成很大的压力和流速。以CPU散热器轴向风扇为例，风扇的转速为2500转/分，由于鳍片的阻挡，空气流速一般每分钟为几十米，因此鳍片的间距也不能做得很小，这与扇叶线速每分钟几百米形成很大的反差。

4.风扇或泵驱动的流体有脉冲，脉冲间隙流体在导热管、鳍片表面上并没有流速，降低了热交换的能力。

发明内容

为了克服以上的问题，本发明提供了一种新的热交换器的热交换方式，省去占据大量空间的风扇或泵，极大地提高了流体的压力和相对速度，使热交换能力有突破性的提高，节约能源和成本。

本发明所要改进的是目前公知的热交换器中，导热管、鳍片与要被加热或致冷的流体之间的热交换方式，以及实现这种热交换方式的机械结构和热传递方法，因此在这里的介绍中，对公知的热交换器在本发明中所要改进部分进行定义。

定义1.固体热导面

热交换器中导热管、鳍片与流体接触的接触面主动运动，产生相对于流体的运动速度，这些导热管、鳍片的表面就称为“固体热导面”。“固体热导面”是本发明要对其热交换方式进行改进的导热管、鳍片表面，以下称为“定义1”。

定义2.流体热导面

热交换器中，流体与固体热导面接触所形成的、与固体热导面相对的流体面，称为“流体热导面”。以下称为“定义2”。

定义3.目标流体

形成流体热导面的流体称为“目标流体”。以下称为“定义3”。

主动式热交换器的“固体热导面”只相对一种流体主动运动，定义1、定义2、定义3是针对本发明所要改进的部分进行定义。如空调室外机的热交换器，本发明所要改进的部分是导热管、鳍片与空气公知的热交换方式，因此定义中的“固体热导面”是指是导热管、鳍片与空气相接触的表面，而不是致冷剂与导热管相接触的表面，“流体热导面”是空气与导热管、鳍片相接触形成的流体面，流体面与导热管、鳍片的表面相对，室内机也同样是指与空气的接触部分；在CPU的散热器中，“固体热导面”是指鳍片与空气相接触的表面，“流体热导面”是空气与鳍片接触形成的流体面，流体面与鳍片的表面相对。也就是说，定义1、定义2、定义3是针对按本发明的设计思想进行设计时，要改进热交换方式的部分而下的定义。

定义中的流体是指在热交换器中进行热交换的气体或液体，气体如空气，氢气，甲烷等，液体如水，导热油等，流体在热交换过程中温度是升高还是下降不影响定义的界定。导热管、鳍片等导热构件的制作材料有如银、铜、铝、锌、铁、以及各种合金、导热塑料、陶瓷，玻璃等公知的导热材料。

热交换器中如有两种或两种以上流体在流动，定义3中的“目标流体”一般是指流量较大、温度变化小、在热交换器中停留时间短的一种，如空调机热交换器中流动的空气，用导热油对氢气进行加热中的氢气，但在具体实例中并不能全部用这种方法进行界定，而应由要改进热交换方式的是哪一部分来确定。

定义1、定义2、定义3及以上的解释在本发明的《说明书》、《权利要求书》以及今后的答复文件中同样有效。

本发明解决这些技术问题所采用的技术方案是：固体热导面主动运动，产生相对于目标流体的运动速度。

以上所述的技术特征是本发明的主体设计思路，是本发明必要的、不可缺少的技术特征，这与目前公知的流体运动，导热管、鳍片表面不动的常规设计思路正好相反，是克服了到目前为止在热交换器领域的技术偏见。实现固体热导面主动运动所采用的机械方法或在具体的应用场合的实现方法、实现热能传递的方法，因运动方式的改变而对导热管和鳍片的改动则只能按具体的情况进行设计。如鳍片作高速的转动，这时鳍片就应按转动的特点进行设计，在高速行驶的汽车上，可以认为鳍片是相对于空气在主动运动，鳍片就应结合这种运动的情况进行设计。这些实现方法、改动的详细情况就按附加的技术特征在以后的内容中逐一进行说明。

这样的设计，固体热导面运动的速度可以视为流体的速度，如在CPU的散热器中，转动的就是散热器的鳍片。以一个风量为1立方米/分的风扇为例，扇叶的内半径(近轴侧)为0.015米，外半径为0.040米，以2500转/分的速度转动；作为目前普遍使用的散热器，风扇驱动的空气流速在没有阻力的情况下为236米/分，但由于鳍片的阻挡，空气流速远低于这个速度，一般达不到这个速度的四分之一，在鳍片比较密集时还会更小；按照本发明方案将扇叶作为散热鳍片，鳍片平均的线速就是432米/分，外围更是达到628米/分的线速，随鳍片运动的空气会很快离开散热器，空气的速度不会很快，即可以认为目标流体以鳍片平均线速432米/分的速度经过鳍片。按照本发明的方案，由于相对速度和压力的提高，在不减少散热能力的前提下，鳍片的距离可以进一步缩小，可节省一部分的材料，由于省去了风扇所占的空间，散热器的体积可进一步缩小，可为原来体积的二分之一甚至更小，流体的相对速度和压力是由鳍片的运动产生的，所以没有动能的损失，也没有风扇驱动时的脉冲间隙，可节约更多的电能。这样的设计对于需要节省空间的笔记本电脑CPU散热器来说，是一种最好的选择。

本发明所述的热交换器，包括加热目标流体和冷却目标流体的热交换器，也包括以散热为目的散热器，但不管加热还是冷却，都以“热能传递”、“热交换”进行表述，在热交换器里流动的导热流体，不管是用于加热还是冷却，都称为“导热流体”。要将热能传递给运动的导热管或鳍片，本发明提供了“轴承热能传递”和“内腔流体热能传递”两种不同的方法，由于在本发明之前并没有先例，本发明属开拓性发明，今后针对本发明说明书所述定义的字面描述有可能变化，也有可能仅仅是简单的文字变换，这些都应视为同一定义。

针对本发明“固体热导面主动运动”特点，公开两种热能传递的方法。

1.轴承热能传递法

轴承热能传递技术方案特征是：采用一种具有导热功能的轴承将热能传递给固体热导面。

这一特征是在“固体热导面主动运动”这一必要技术特征的基础上增加的技术特征，由于“具有导热功能的轴承”是现在公知的成熟技术，在重载、高速的轴承中，导热功能是用来传导轴承本身所产生的热能的，这是目前公知的成熟技术，对其用本技术领域惯用手段的直接置换都应视为同一发明，具体将在实施例中通过举例进行描述。

2.内腔流体热能传递法

内腔流体热能传递技术方案的特征是：采用一种使导热流体在内部流动并随固体热导面运动的内腔结构，由导热流体通过腔体或导热管将热能传递给固体热导面。

这一特征是在“固体热导面主动运动”这一必要技术特征的基础上增加的技术特征，由于这一技术最近的现有公知技术是机械的油封技术，在机床，泵(如潜水泵等)有广泛的应用，这是目前公知的成熟技术，对其用本技术领域惯用手段的直接置换都应视为同一发明，具体将在实施例中通过举例进行描述。

由于鳍片是主动运动的，目前公知的鳍片形状有一部分并不适合本发明的热交换器，但目前公知的一些形状，如片状、柱状、管状、导热管加散热片等，都是适合本发明“固体热导面主动运动”的鳍片。

针对本发明“固体热导面主动运动”特点，公开两种鳍片的结构。

1.桨状鳍片

桨状鳍片的特点是：在近轴侧为流线形柱状，在远轴侧为片状。如图1D所示。

由于鳍片的转动，会带动空气跟着转动，由于离心力的作用，空气会向径向运动，近轴侧为流线形柱状有利于空气从上、下两个方向进行补充。

2.定向鳍片

定向鳍片的特点是：鳍片按轴流式扇叶、离心式扇叶、斜流式扇叶的形状设计，以驱动流体向特定方向运动。如图1C定向鳍片1所示为轴流式定向鳍片。

目前公知的定义如下：

(1).轴流式扇叶

流体沿着扇叶的中心轴向进入扇叶，沿着扇叶的中心轴向流出。

(2).离心式扇叶

流体沿着扇叶的中心轴向进入扇叶，沿着扇叶径向流出。

(3).斜流式扇叶

流体沿着扇叶的中心轴向进入扇叶，沿扇叶轴向及径向流出。

定向鳍片的设计按目前公知的形状设计，也可进行适当的变形，如轴流式定向鳍片可设计得比较平直，以满足鳍片比较密集的需要。

为了增加定向鳍片的面积，可采用增加定向鳍片的方法，也可在原来的定向鳍片的基础上增加导向鳍片，现给出导向鳍片的定义。

2.1导向鳍片

连接在定向鳍片的迎风面上，与迎风面垂直，与流体流向平行的鳍片。如图1F所示。

附图说明

实施例1附图说明

图1A为CPU、显卡主动式散热器主体的剖面示意图；

图1B是图1A的轴承局部放大示意图；

图1C是CPU、显卡主动式散热器的外观示意图；

图1D为桨状鳍片示意图；

图1E为片状鳍片示意图；

图1F为导向鳍片示意图；

图1G为增加定向鳍片情况示意图；

图1H为圆柱状鳍片示意图；

图1I为流线形鳍片示意图；

图1J为实心轴金属挤出成形太阳花离心式定向鳍片横截面示意图；

图1K为空心轴金属挤出成形太阳花离心式定向鳍片横截面示意图；

实施例1主要元件符号说明

1：定向鳍片 2：主轴 3：电机轴孔 4：电机套轴固定孔

5：轴套 6：径向轴瓦 7：衬套 8：导热轴承座

9：止推轴瓦 10：销钉 11：安全罩 12：电机固定孔

13：底座固定孔 14：主轴固定孔 15：电机套轴 16：安全罩固定孔

17：电机 18：电机轴 19：固定键 20：底座

21：安全罩固定孔 22：主板固定孔 23：桨杆 24：桨叶

25：流线形桨杆截面 26：片状鳍片 27：导向鳍片 28：增加定向鳍片

29：圆柱状鳍片 30：流线形鳍片 31：流线形截面 32：末端分叉

33：渐开线横截面 34：实心轴 35：空心轴

实施例2附图说明

图2A为内腔流体热能传递主动式热交换器剖面示意图；

图2B为内腔流体热能传递主动式热交换器旋转构件38的剖面示意图；

图2C是图2B中内套筒57沿轴线的剖面示意图；

图2D是图2B中内套筒57的直观图；

图2E为内腔流体热能传递主动式热交换器轴承45、分隔套60的剖面示意图；

图2F是导向鳍片中嵌入导热管71的直观图；

图2G是内腔流体热能传递主动式热交换泵的剖面示意图；

实施例2主要元件符号说明

36：离开目标流体 37：机壳 38：旋转构件 39：导热流体流向

40：进入目标流体 41：流出导热流体 42：流出导管 43：流入导管

44：流入导热流体 45：轴承 46：上腔室 47：上侧腔

48：下侧腔 49：滑动轴套 50：内套筒侧流孔 51：上下腔油封

52：下腔室 53：转动轴 54：外套筒 55：定向鳍片

56：第一组导热管 57：内套筒 58：贴合面 59：定位面

60：分隔套 61：外部油封 62：轴承座 63：内部油封

64：流出管位 65：流入管位 66：上腔出入孔 67：分隔套侧流孔

68：轴承衬套 69：径向轴瓦 70：止推轴瓦 71：嵌入导热管

72：泵外壳 73：密封圈 74：滚轴轴承 75：流出口

76：流出液体 77：流入口 78：流入液体 85：第二组导热管

实施例3附图说明

图3为内腔泵热能交换主动式热交换器剖面示意图

实施例3主要元件符号说明

79：蛇行管 80：螺旋面 81：上下腔连通孔 82：螺旋牙

83：导热油流向 86：加油孔 87：油孔盖

实施例4附图说明

图4为电机内置主动式热交换器剖面示意图

实施例4主要元件符号说明

84：内置电机位

实施例5附图说明

图5为内腔式CPU、显卡主动式散热器主体的剖面示意图

实施例5主要元件符号说明

88：导热筒 89：套环 90：导热油流向 91：滚子

92：滚子轴承 93：油孔盖 94：驱油螺纹 95：散热阻流片

具体实施方式

实施例1：CPU、显卡主动式散热器

如图1A、图1B、图1C所示，CPU、显卡集成产生的热量通过导热轴承座8，再由止推轴瓦9、衬套7、径向轴瓦6传递给轴套5，再由主轴2传递给定向鳍片1；导热轴承座8通过底座20的主板固定孔22固定在主板上；主轴2通过固定键19、电机轴18由电机17带动旋转，主轴2带动定向鳍片1转动；电机17则由安全罩固定孔16定位在安全罩11的电机固定孔12上；安全罩11则通过底座固定孔13固定在底座20的安全罩固定孔21上；电机套轴15套在电机17外围，通过主轴固定孔14固定在主轴2的电机套轴固定孔4上，与主轴一起转动。

导热轴承座8优选的材料是铜，主轴2、定向鳍片1优选的材料为铝合金，导热轴承座8、主轴2、定向鳍片1也可以全部以铜或铝作为材料，由于本散热器的散热能力较强，目前公知的导热材料都可以选用，如铝合金、钢、不锈钢等，为节约成本，方便制作，导热轴承座8、主轴2、定向鳍片1可全部选用铝合金作为材料；轴瓦、轴套可取目前公知的含油金属轴承材料或含油粉末冶金轴承材料(金属陶瓷)，如铸锡锑合金、铸黄铜等，图1B中为一个公知的止推滑动轴承，由导热轴承座8，止推轴瓦9、衬套7、径向轴瓦6和销钉10构成。为使热传导面积更大，主轴2与轴套5构成的轴端面、止推轴瓦9端面要满圆面，不作环形设计。

图1C所画的定向鳍片1为轴流式定向鳍片，当电机按顺时针方向转动时，空气从近底座20的轴侧进入，从安全罩11的顶部离开。安全罩11起到定位电机、保护人身安全和让空气自由通过的作用，可由刚性的金属条，如不锈钢条焊接而成。为使画面清楚，图中的定向鳍片数量较少，在实际应用中可如图1F所示在定向鳍片上增加导向鳍片27，也可如图1G所示在所有两个叶片中间增加定向鳍片28。本实施例也可以采用离心式定向鳍片、斜流式定向鳍片。

当不需要空气作定向流动时，可采用扰流式鳍片，鳍片的形状可采用如图1D所示的桨状鳍片，桨状鳍片由片状的桨叶24和桨杆23构成，桨杆23具有流线形桨杆截面25；或如图1E所示的片状鳍片26；如图1H所示的圆柱状鳍片29，鳍片的截面为圆形；如图1I所示的流线形鳍片30，鳍片为流线形截面31。鳍片的面和转向平行，也可与转向构成一定的角度以扰动空气。

实例1特别要公开金属挤出成形定向鳍片的截面结构及生产方法。

本发明所述的金属挤出成形是指与铸造成形和压铸成形等相区别的金属成形方法，是指由金属挤出机对以铜、铝、铜合金、铝合金为代表的挤出成形方法，这些都为目前公知的较为成熟的技术。

金属挤出成形太阳花离心式定向鳍片

如图1J、1K所示，金属挤出成形太阳花离心式定向鳍片的特点是：具有实心轴34或空心轴35，定向鳍片横截面为渐开线横截面33，为由中心辐射的渐开线，末端分叉32或不分叉的横截面结构。

金属挤出成形太阳花鳍片目前市场有铝合金产品，名称为“太阳花散热器”，同样也是应用于散热，但在散热时只作为固定构件，在本发明是既作为散热构件，也作为驱动气流流动的风扇构件，具有新颖性和创造性。

金属挤出成形太阳花斜流式定向鳍片

金属挤出成形太阳花斜流式定向鳍片的特点是：金属挤出成形太阳花鳍片在挤出过程中由挟具挟紧并转动形成的金属挤出体。

金属挤出的速度和挟具的转速可视具体情况确定，如每挤出10CM转一周和每挤出5CM转一周就可得到不同斜度的螺旋面。

图1J和图1K两个图为经挤压成形的金属挤出体的横截面图，图1J为实心主轴，主轴横截面有少部分镂空图案也可使用，经切成段状，对主轴、定向鳍片进行修整后可替换图1C中的主轴2、定向鳍片1构件，图1K为空心主轴，经切成段状，对套轴、定向鳍片进行修整后可替换图1C中的电机套轴15、定向鳍片1构件，在上下两组定向鳍片的中间应留有足够的空间使气流得到充分的补充。

实例1由电机17带动主轴2使定向鳍片1主动转动，定向鳍片1与空气接触的表面为固体热导面，定向鳍片1主动运动，产生相对于空气的运动速度，使热量散发到空气中，是本发明的主要特征“固体热导面主动运动，产生相对于目标流体的运动速度”；由导热轴承座8，止推轴瓦9、衬套7、径向轴瓦6和销钉10构成的止推轴承具有导热功能，将热能由轴套5、主轴2传递给定向鳍片1的固体热导面是实例1的附加技术特征“采用一种具有导热功能的轴承将热能传递给固体热导面”。所述导热轴承是指公知的具备导热功能的轴承，如浸油式的滚珠、滚子轴承，因充填的油具备导热功能，都属本技术领域惯用手段的直接置换。

实例1在结构上可只有一组定向鳍片，也可两组或两组以上的定向鳍片结构，本实例给出的是两组的结构，其它情况可参照本实例所给出的结构进行修改。

电机套轴15套在电机17外围是在有两组或两组以上定向鳍片的情况下采用的结构，在只有一组定向鳍片的情况时，可使主轴一端内凹，留出电机位并用电机的轴承定位主轴，所以这样的结构可总结为：主轴一端内凹，留出电机位并用电机的轴承定位主轴。

实施例2：内腔流体热能传递主动式热交换器

如图2A所示，内腔流体热能传递主动式热交换器主要由机壳37、旋转构件38、轴承45、流入导管43、流出导管42构成，进入目标流体40从下端进入，离开目标流体36从上端离开。

如图2B所示，旋转构件38由转动轴53、外套筒54、内套筒57、定向鳍片55、第一组导热管56、第二组导热管85、滑动轴套49构成，整个构件安装在轴承45上，转动轴53安装在一个轴承上。转动轴53、外套筒54、内套筒57、滑动轴套49构成了一个带有内腔的主轴。当进入目标流体40为一般气体，如空气时，电机可安装在机壳37内部带动转动轴53转动，使旋转构件38定位并转动可用轴承套住转动轴53并用辐条定位在机壳37上，轴承45也用辐条定位，最接近现有技术有公知的冷却塔设计，也可参照实施例1。

为使导热流体能在旋转构件38腔内和第一组导热管56、第二组导热管85内部流动，引入了内套筒57和分隔套60，内套筒57的直观图见图2D，沿轴线的剖面示意图见图2C，分隔套60、轴承45沿轴线的剖面示意图见图2E，贴合面58与外套筒54内壁紧贴隔离流体，上、下腔室由上下腔油封51与分隔套60配合进行分隔，导热流体经流入导管43、上腔室46、第一组导热管56、上侧腔47、第二组导热管85、下侧腔48、内套筒侧流孔50、分隔套侧流孔67、分隔套60内部、流出导管42流出。

外部由外部油封61进行密封，导热流体如果是有润滑作用的油，则不用内部油封63，其它如水等，则用内部油封63进行密封。滑动轴套49作环状设计，轴承原理与实施例1相同，实施例2的轴承不必导热，滑动轴套49可用滚珠、滚子的轴承代替，导热管嵌入导向鳍片的情况见图2F。

实施例2作为泵设计如图2G所示，轴承与泵外壳72紧密配合定位，转动轴53由滚轴轴承74定位，由密封圈73密封，在泵外由电机带动。

实例2的定向鳍片55、第一组导热管56、第二组导热管85与进入目标流体40接触的表面就是定义1所述的“固体热导面”；进入目标流体40就是定义3所述的“目标流体”；进入目标流体40与定向鳍片55、第一组导热管56、第二组导热管85接触形成的流体面就是定义2所述的“流体热导面”。

实例2在结构上可只有一组导热管和定向鳍片，这时内套筒57的上侧腔47可省去，也可两组以上的导热管和定向鳍片结构，这时可增加内套筒57的侧腔数量，本实例给出的是两组导热管和定向鳍片的结构。

实例2的内腔流体热能传递主动式热交换器的结构特征为：由外套筒54、内套筒57、分隔套60互相配合，通过贴合面58、上下腔油封51在旋转构件38内部进行分隔，构造出上腔室46、下腔室52、分隔套60内外空隙、侧腔这些内部空间，使导热流体能在导热管和套筒内部有序流动并将热量传递给固体热导面。

旋转构件38内部流动的导热流体与旋转构件38一起转动，与固体热导面具有相同的转速，导热流体在流动过程中通过内腔和导热管将热量传递给固体热导面，再由固体热导面与目标流体进行热交换。本发明并不局限于以上所述的内腔结构，如旋转构件38的另一端也装有一个轴承45的轴承结构，一端不设流出导管42而保留流入导管43，另一端不设流入导管43而保留流出导管42，分隔套60不开孔，由皮带带动旋转的机械结构；或如第一、二组导热管由导管连接等，这样的机械结构和热传递过程都符合本发明的附加的技术特征：采用一种使导热流体在内部流动并随固体热导面运动的内腔结构，由导热流体通过腔体或导热管将热能传递给固体热导面。

实施例2可应用于冷却塔，流入导热流体44可以是水、导热油等，也可应用于汽车的发动机冷却，当汽车的速度很快时，如时速达到40公里以上时，可使带动旋转构件38的电机停止，由汽车速度产生的气流为固体热导面散热，这时应认为固体热导面是运动的，目标流体是不动的，而不管用在冷却塔、泵、还是汽车的散热器，都符合本发明必要的、不可缺少的技术特征：固体热导面主动运动，产生相对于目标流体的运动速度。

实例2由于有导热管将热量传递给鳍片，所以除导热管和鳍片必需用导热材料制作外，其余构件可灵活选用如钢、铝合金等各种材料，甚至是如工程塑料等非导热材料制作。

实施例3：内腔泵热能交换主动式热交换器

为使导热油能在导热管内流动，如图3所示，在实施例2的基础上，可在分隔套上设上下腔连通孔81使上、下腔室连通，在内套筒下部、分隔套外侧设置螺旋牙82，在上腔室内部、内套筒内侧设置螺旋面80，在旋转构件旋转时带动螺旋牙82、螺旋面80驱动导热油作定向流动。流动方向如导热油流向83所示。

加油孔86用来添加导热油，油孔盖87则用来对加油孔86进行密封。

在上腔室增设蛇行管79，使外部导热液在蛇行管79内部流过，与封闭在旋转构件内部的导热油进行热交换。

实施例3适合于导热流体必需严格密封的热交换器，如空调的致冷剂等一些有毒有害的导热流体可在蛇行管79内部流动，通过蛇行管79与内部导热油(导热油流向83所示)进行热交换，再由固体热导面将热量散发出去。

实施例4：电机内置主动式热交换器

如图4所示，在实施例3的基础上使旋转构件一端内凹成为内置电机位84，用来安装电机并由电机的轴承定位旋转构件，表现在外套筒构成的腔体一端内凹，的这样的结构特征为：腔体一端内凹，留出电机位并用电机的轴承定位主轴。

实施例5：内腔式CPU、显卡主动式散热器

如图5所示，散热鳍片通过套环89套在导热筒88上，导热筒88安装在滚子轴承92上，由安装在内置电机位的电机带动(原理与实施例4相同)，通过滚子91旋转，在导热筒88的内腔有驱油螺纹94，当导热筒88转动时驱动导热油按导热油流向90所示方向流动，CPU、显卡集成产生的热量通过滚子轴承92的底座传导至散热阻流片95，由散热阻流片95与导热筒88内腔的导热油进行热交换，再由导热油将热量传递给导热筒88、套环89，最后由散热鳍片散发到空气中去，散热阻流片95也起到阻流的作用，使导热油的转速低于导热筒88的转速，使驱油螺纹94能驱动导热油流动，油孔盖93在加入导热油后起到密封的作用，导热筒88可由钢、铝合金、铜等制成，散热器的其它构件、安装方法参照实例1，滚子轴承92的结构参照实例2。

实施例4在不加入蛇行管，轴承底座由导热材料制成，参照实例1和实例5，这时其结构也适合作为CPU、显卡主动式散热器的结构，这样的结构与实例5比较结构更复杂，但由于增加了导热管，其散热效果更好。

这样的机械结构和热传递过程都符合本发明技术特征：采用一种使导热流体在内部流动并随固体热导面运动的内腔结构，由导热流体通过腔体或导热管将热能传递给固体热导面。

CPU、显卡集成产生的热量通过滚子轴承92的底座传导符合技术特征“采用一种具有导热功能的轴承将热能传递给固体热导面”。

以上是本发明说明书的全部内容。

Claims

1.一种热交换器，其特征是热交换器中导热管、鳍片与流体接触的接触面即固体热导面主动运动，产生相对与之接触的目标流体的运动速度。

2.根据权利要求1的热交换器鳍片，其特征是定向鳍片按轴流式扇叶、离心式扇叶、斜流式扇叶的形状设计，以驱动流体向特定方向运动。

3.根据权利要求2的热交换器鳍片，其特征是采用了连接在定向鳍片的迎风面上，与迎风面垂直，与流体流向平行的导向鳍片。

4.根据权利要求1的热交换器，其特征是腔体或主轴一端内凹，留出电机位并用电机的轴承定位主轴。

5.根据权利要求1的热交换器，其特征是采用一种具有导热功能的轴承将热能传递给热交换器中导热管、鳍片与流体接触的接触面即固体热导面。

6.根据权利要求5的热交换器轴承，其特征是CPU、显卡集成产生的热量通过导热轴承座(8)，再由止推轴瓦(9)、衬套(7)、径向轴瓦(6)传递给轴套(5)，再由主轴(2)传递给定向鳍片(1)。

7.根据权利要求5的热交换器鳍片，其特征是金属挤出成形太阳花离心式定向鳍片具有实心轴(34)或空心轴(35)，定向鳍片横截面为渐开线横截面(33)，为由中心辐射的渐开线，末端分叉(32)或不分叉的横截面结构。

8.根据权利要求5的热交换器鳍片，其特征是金属挤出成形太阳花鳍片在挤出过程中由挟具挟紧并转动形成金属挤出成形太阳花斜流式定向鳍片。

9.根据权利要求1的热交换器，其特征是采用一种使导热流体在内部流动并随热交换器中导热管、鳍片与流体接触的接触面即固体热导面运动的内腔结构，由导热流体通过腔体或导热管将热能传递给固体热导面。

10.根据权利要求9的热交换器，其特征是由外套筒(54)、内套筒(57)、分隔套(60)互相配合，通过贴合面(58)、上下腔油封(51)在旋转构件(38)内部进行分隔，构造出上腔室(46)、下腔室(52)、分隔套(60)内外空隙、侧腔这些内部空间，使导热流体能在导热管和套筒内部有序流动并将热量传递给固体热导面。

11.根据权利要求10的热交换器，其特征是在分隔套上设上下腔连通孔(81)使上、下腔室连通，在内套筒下部、分隔套外侧设置螺旋牙(82)，在上腔室内部、内套筒内侧设置螺旋面(80)，在旋转构件旋转时带动螺旋牙(82)、螺旋面(80)驱动导热油作定向流动。

12.根据权利要求11的热交换器，其特征是在上腔室增设蛇行管(79)，使外部导热液在蛇行管(79)内部流过，与封闭在旋转构件内部的导热油进行热交换。