高效散热风机叶轮

269 编辑：中冶有色技术网来源：杭州余杭特种风机有限公司

2024-05-29 16:49:57

权利要求书： 1.一种高效散热风机叶轮，其特征在于，包括一个导热环(1)以及设置在导热环(1)内部且与导热环(1)转动连接的叶轮(2)，所述叶轮(2)包括一个外轮(5)以及一个内轮(6)，所述导热环(1)与外轮(5)之间设置有一个密封槽(3)，其内部填充设置有导热油，所述外轮(5)外侧朝向密封槽(3)的端面设置有若干传热搅拌块(4)，所述外轮(5)与内轮(6)之间连接设置有若干散热桨叶(7)，所述散热桨叶(7)与外轮(5)相连接的一侧的厚度大于与内轮(6)相连接的一侧，且散热桨叶(7)与传热搅拌块(4)的数量以及位置一一对应。

2.根据权利要求1所述的一种高效散热风机叶轮，其特征在于，所述散热桨叶(7)包括一个支架(8)以及包覆在支架(8)外侧的散热片(9)，所述散热片(9)的区域内部设置有一个空腔(10)，所述空腔(10)内部填充有一定量的导热油。

3.根据权利要求2所述的一种高效散热风机叶轮，其特征在于，所述空腔(10)内部设置有一个搅动块(11)，所述搅动块(11)上下两端分别通过弹簧(12)与支架(8)固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种高效散热风机叶轮，其特征在于，所述传热搅拌块(4)表面设置有若干减少运动阻力的减阻通孔(13)。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的一种高效散热风机叶轮，其特征在于，所述外轮(5)朝向导热环(1)的端面上还设置有两条环绕外轮(5)且相互平行的滑轨(14)，所述导热环(1)朝向外轮(5)的端面上设置有与滑轨(14)相适配的滑槽(15)。

6.根据权利要求5所述的一种高效散热风机叶轮，其特征在于，所述滑轨(14)与滑槽(15)表面均涂覆有一层聚四氟乙烯密封涂料(16)，所述滑槽(15)外侧还设置有一个与滑轨(14)相贴合的密封圈(17)。

7.根据权利要求1或6所述的一种高效散热风机叶轮，其特征在于，所述导热环(1)主体由纯铜制成，导热环(1)主体外侧还涂覆有一层石墨烯导热涂层(18)。

8.根据权利要求7所述的一种高效散热风机叶轮，其特征在于，所述传热搅拌块(4)主体由碳化硅棒构成，其表面还镀有一层金属银层(19)。

说明书：一种高效散热风机叶轮技术领域[0001] 本发明涉及风机领域，尤其涉及一种高效散热风机叶轮。背景技术[0002] 管道风机，是利用高速旋转，对气体施加压力，从而达到输送气体的作用，因而管道风机普遍应用于工业领域中。在工业领域中在某些特定场合下，需要对高温管道进行气

体输送，由于高温会对管道造成一定的安全隐患，因此在考虑送风的前提下，还需要考虑对

管道的散热。现有的风机在这些高温管道中通常仅仅只是通过叶轮的转动产生的空气流动

被动的对管道起到散热的效果，但是叶轮对管道的散热效果并不明显。

[0003] 例如申请号为CN03121464.9的一种轴流通风机叶轮。该叶轮包括轮毂和多个机翼叶型或者圆弧板叶型叶片，叶片环绕轮毂设置，所述叶片沿其旋转方向前弯，叶片各截面的

前弯角从叶根到叶尖连续增加，叶根截面的前弯角为零，叶尖截面的前弯角最大；所述叶片

向进气方向前掠。本发明的优点在于通过叶片的弯掠角，控制和抑止了叶片表面边界层的

分离，减小了叶片的损失从而提高了风机的效率，也从而降低了气动噪声，但是其存在无法

有效对管道进行散热的缺陷。

发明内容[0004] 本发明是为了克服现有技术中的风机叶轮不具有散热效果，无法对管道进行散热的缺陷，提供了一种能够对管道进行有效散热的一种高效散热风机叶轮。

[0005] 为实现上述发明目的，本发明通过以下技术方案实现：[0006] 一种高效散热风机叶轮，包括一个导热环以及设置在导热环内部且与导热环转动连接的叶轮，所述叶轮包括一个外轮以及一个内轮，所述导热环与外轮之间设置有一个密

封槽，其内部填充设置有导热油，所述外轮外侧朝向密封槽的端面设置有若干传热搅拌块，

所述外轮与内轮之间连接设置有若干散热桨叶，所述散热桨叶与外轮相连接的一侧的厚度

大于与内轮相连接的一侧，且散热桨叶与传热搅拌块的数量以及位置一一对应。

[0007] 本发明中的高效散热风机叶轮其由导热环以及与导热环转动连接的叶轮组成，其中的导热环可以与管道紧密贴合，从而将管道中的热量传递到导热环中，然后通过导热环

进一步传导到叶轮上，从而热量能够沿着风机叶轮的散发到高速流动的空气中，从而有效

降低了管道表面的热量。本发明在导热环与叶轮的外轮之间设置有一个密封槽，其内部设

置导热油能够有效将热量进行均匀的传递。当风机转动过程中，导热油首先通过传热搅拌

块进行搅拌，从而使得导热油的各个部分的温度都相同，同时在搅拌过程中导热油的热量

能够跟沿着传热搅拌块传递到散热桨叶上，从而有效提升热传递效率。

[0008] 作为优选，所述散热桨叶包括一个支架以及包覆在支架外侧的散热片，所述散热片的区域内部设置有一个空腔，所述空腔内部填充有一定量的导热油。

[0009] 本发明中的散热桨叶为中空设置，其内部填充有导热油，当散热桨叶从传热搅拌块上吸收热量之后，能够对散热桨叶内的导热油加热，导热油在桨叶旋转过程中发生对流，

从而能够将热量均匀传递到散热桨叶的散热片上，从而有效提高了热传递效率。

[0010] 作为优选，所述空腔内部设置有一个搅动块，所述搅动块上下两端分别通过弹簧与支架固定连接。

[0011] 设置搅动块能够进一步提升散热桨叶内部导热油的流动，使得热对流更加明显，有效提升了桨叶的散热效率。

[0012] 作为优选，所述传热搅拌块表面设置有若干减少运动阻力的减阻通孔。[0013] 由于导热油的粘度较高，因此在桨叶过程中导热油会对传热搅拌块起到较大的阻力，不利于风机的运行，因此在传热搅拌块表面设置减阻通孔能够有效降低传热搅拌块在

运动过程中的阻力，提升了运行效率。

[0014] 作为优选，所述外轮朝向导热环的端面上还设置有两条环绕外轮且相互平行的滑轨，所述导热环朝向外轮的端面上设置有与滑轨相适配的滑槽。

[0015] 设置滑轨与滑槽能够有效固定导热环与叶轮，使得叶轮能够稳定转动在导热环内部，同时两者相互卡扣也能够方便密封槽的密封，防止出现导热油的外溢。

[0016] 作为优选，所述滑轨与滑槽表面均涂覆有一层聚四氟乙烯密封涂料，所述滑槽外侧还设置有一个与滑轨相贴合的密封圈。

[0017] 设置聚四氟乙烯密封涂料其原因在于聚四氟乙烯具有较好的自润滑性能，能够能够减少叶轮在导热环内部转动时的摩擦力，同时提升密封效果。

[0018] 作为优选，所述滑轨与滑槽表面均涂覆有一层聚四氟乙烯密封涂料，所述滑槽外侧还设置有一个与滑轨相贴合的密封圈。

[0019] 作为优选，所述导热环主体由纯铜制成，导热环主体外侧还涂覆有一层石墨烯导热涂层。

[0020] 纯铜具有极高的导热效果，而石墨烯的导热效果相较于纯铜而言更高，因此本发明在纯铜外涂覆一层墨烯导热涂层能够有效提升导热环对管道热量的传递。

[0021] 作为优选，所述传热搅拌块主体由碳化硅棒构成，其表面还镀有一层金属银层。[0022] 碳化硅棒具有高导热效率以及耐腐蚀的效果，在其表面镀一层金属银能够进一步提升其导热效果，从而能够有效将导热油的热量传导到散热桨叶上，提升了导热效果。

[0023] 因此，本发明具有以下有益效果：[0024] (1)采用分体式的导热环以及叶轮的设计能够将管道中的热量迅速传递到叶轮中，并进行高效散热；

[0025] (2)在保证高效散热的前提下能够降低叶轮的转动阻力，有效提升运行效率；[0026] (3)具有较高的密封性能，有效防止导热油外溢。附图说明[0027] 图1为本发明的一种结构示意图。[0028] 图2为本发明叶轮的结构示意图。[0029] 图3为本发明导热环的结构示意图。[0030] 图4为本发明导热环与叶轮装配时的细节结构示意图。[0031] 图5为本发明导热环的截面结构示意图。[0032] 图6为本发明搅动块的截面结构示意图。[0033] 图7为散热桨叶的剖面结构示意图。[0034] 其中：导热环1、叶轮2、密封槽3、传热搅拌块4、外轮5、内轮6、散热桨叶7、支架8、散热片9、空腔10、搅动块11、弹簧12、减阻通孔13、滑轨14、滑槽15、聚四氟乙烯密封涂料16、密

封圈17、石墨烯导热涂层18、金属银层19。

具体实施方式[0035] 下面结合说明书附图以及具体实施例对本发明做进一步描述。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。此外，下述说明中涉及到的本发明的实施

例通常仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本发明中的实施例，

本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属

于本发明保护的范围。

[0036] 实施例[0037] 如图1所示，一种高效散热风机叶轮，包括一个用于与管道紧密贴合并且由纯铜制成的导热环1以及一个设置在导热环1内部且与导热环1转动连接的叶轮2。该叶轮2包括一

个与导热环1转动连接的外轮5以及一个内轮6，在外轮5与内轮6之间连接设置有若干散热

桨叶7，散热桨叶7与外轮5相连接的一侧的厚度大于与内轮6相连接的一侧。

[0038] 如图2所示，导热环1与叶轮2的外轮5之间设置有一个密封槽3，其内部填充设置有用于将热量从导热环1传递到叶轮2的导热油，其中外轮5外侧朝向密封槽3的端面设置有由

碳化硅棒构成的传热搅拌块4，传热搅拌块4的数量以及位置与叶轮2中的散热桨叶7一一对

应，使得能够将导热油中的热量有效传递到散热桨叶7上。此外传热搅拌块4表面设置有若

干减少运动阻力的减阻通孔13，这样能够减少传热搅拌块4在充满导热油的密封槽3中转动

时的转动阻力，减少了非必要的动能损耗。

[0039] 将如图2与图3相结合，我们可以看到外轮5朝向导热环1的端面上还设置有两条环绕外轮5且相互平行的滑轨14，而导热环1朝向外轮5的端面上设置有与滑轨14相适配的滑

槽15，从而滑轨14能够卡入滑槽15中，使得叶轮2能够转动连接在导热环1。

[0040] 如图4所示，滑轨14与滑槽15表面均涂覆有一层聚四氟乙烯密封涂料16，使得滑轨14在滑槽15内部滑动过程中的摩擦阻力大大降低，同时也具有一定的密封效果，为了保证

密封效果，滑槽15外侧还设置有一个与滑轨14相贴合的密封圈17，使得密封槽3中的导热油

不会从滑槽15与滑轨14的缝隙处流出。

[0041] 如图5所示，为了提升导热环1的导热效果，本实施例在导热环1主体外侧还涂覆有一层石墨烯导热涂层18，其能够大大提升管道与导热环1之间的导热效率，从而能够有效将

管道的热量传递到导热环1中。

[0042] 而为了提升传热搅拌块4的热传递效率，本发明在传热搅拌块4主体表面外侧还镀有一层金属银层19，使得导热油中的热量通过传热搅拌块4传递到散热桨叶7的效率，其结

构如图6所示。

[0043] 如图7所示，散热桨叶7包括一个支架8以及包覆在支架8外侧的金属散热片9，其中散热片9的区域内部设置有一个空腔10，该空腔10内部同样填充有一定量的导热油，当散热

桨叶7在转动过程中空腔10内部的导热油能够随着离心力的作用使得冷热部分产生对流，

进而能够将热量均匀分布到散热桨叶7表面，由于散热桨叶7的转速较快，因此在散热桨叶7

转动过程中其表面的空气流速较快，因而能够快速的将散热桨叶7表面热量通过高速流动

的空气带走，从而降低了散热桨叶的表面温度。

[0044] 为了提高散热桨叶7内部的导热油的对流效果，本实施例在散热桨叶7内部的空腔10中还通过弹簧连接有一个搅动块11，搅动块上下两端分别通过弹簧12与支架8固定连接，

当散热桨叶7转动过程中搅动块11能够在转动过程中产生的离心力、弹簧的拉力、弹簧的压

力以及自身重力的作用下发生前后移动，从而搅动热桨叶7内部的导热油，使得对流效果更

加明显，提升了导热效果。