本實(shí)用新型涉及一種馬達(dá)散熱組件,尤其是指一種利用凸起式結(jié)構(gòu)逸散熱能的具有凸起式結(jié)構(gòu)的馬達(dá)散熱組件。
背景技術(shù):
馬達(dá)是一種能將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的裝置。其中,馬達(dá)是利用電流的磁效應(yīng),使轉(zhuǎn)子與定子相對(duì)地轉(zhuǎn)動(dòng)。在能量轉(zhuǎn)換的過程當(dāng)中,會(huì)伴隨著損耗而產(chǎn)生多余的熱能。這些多余的熱能會(huì)使馬達(dá)的溫度不斷地提高。當(dāng)馬達(dá)的溫度過高時(shí),馬達(dá)內(nèi)部的元件會(huì)損壞。
因此,從十九世紀(jì)馬達(dá)被發(fā)明以來,馬達(dá)的散熱一直都是很重要的議題。人們?yōu)榱艘萆ⅠR達(dá)內(nèi)部的熱能,而發(fā)明了一種具有散熱鰭片的馬達(dá)框架。請(qǐng)參閱圖1,圖1顯示現(xiàn)有技術(shù)的馬達(dá)框架立體圖。如圖所示,現(xiàn)有技術(shù)所提供的馬達(dá)框架PA1包含一框架本體PA11、多個(gè)散熱鰭片PA12、PA12a、PA12b(在此僅標(biāo)示PA12)與多個(gè)架立結(jié)構(gòu)PA13(在此僅標(biāo)是其中一者)??蚣鼙倔wPA11自一框架端面PAF沿一框架延伸方向PAS延伸,并具有一框架外壁PA111。散熱鰭片PA12、PA12a、PA12b環(huán)設(shè)于框架外壁PA111。
請(qǐng)參閱圖2,圖2顯示現(xiàn)有技術(shù)的馬達(dá)框架配合風(fēng)扇與風(fēng)罩的立體圖。如圖所示,在馬達(dá)框架PA1套設(shè)在一馬達(dá)核心組件之后,將一風(fēng)扇PA2與風(fēng)罩PA3依序套設(shè)在馬達(dá)框架PA1的框架端面PAF(標(biāo)示于圖1)。在馬達(dá)核心組件運(yùn)作時(shí),會(huì)帶動(dòng)風(fēng)扇PA2轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生一散熱氣流PAC。散熱氣流PAC會(huì)被風(fēng)罩PA3導(dǎo)引至散熱鰭片PA12、PA12a、PA12b(在此僅標(biāo)示PA12)。
請(qǐng)一并參閱圖3與圖4,圖3顯示圖2區(qū)域A的局部透視放大圖;圖4顯示現(xiàn)有技術(shù)的散熱氣流在散熱鰭片產(chǎn)生熱邊界層的狀態(tài)示意圖。如圖所示,散熱鰭片PA12、PA12a與框架外壁PA111圍構(gòu)出一散熱通道PAT1,散熱鰭片PA12、PA12b與框架外壁PA111圍構(gòu)出一散熱通道PAT2。
當(dāng)散熱氣流PAC被導(dǎo)引至散熱鰭片PA12、PA12a、PA12b后,會(huì)沿著框架延伸方向PAS流入散熱通道PAT1、PAT2。在散熱氣流PAC在散熱通道PAT1(在此僅以其中一者做說明)流動(dòng)時(shí),會(huì)在散熱鰭片PA12(在此僅以其中一者做說明)外形成一熱邊界層PALA1與一位在熱邊界層PALA1外側(cè)的流動(dòng)邊界層PALA2。由于溫度較高的空氣主要集中在熱邊界層PALA1內(nèi),因此在熱邊界層PALA1較厚的地方,散熱氣流PAC的對(duì)流傳熱效益較低。相反地,在熱邊界層PALA1較薄的地方,散熱氣流PAC的對(duì)流傳熱效益較高。
在此特別說明,熱邊界層PALA1具有一熱邊界層厚度PATK,熱邊界層厚度PATK會(huì)隨著散熱鰭片PA12所延伸的鰭片延伸長(zhǎng)度PALE增加而在散熱鰭片PA12外逐漸變厚。也就是說,溫度較高的空氣會(huì)隨著,鰭片延伸長(zhǎng)度PALE增加而在散熱鰭片PA12外逐漸累積。因此,散熱鰭片PA12距離具有空氣溫度較低的流動(dòng)邊界層PALA2也會(huì)隨著鰭片延伸長(zhǎng)度PALE增加而越來越遠(yuǎn)。進(jìn)而使得空氣的對(duì)流傳熱系數(shù)降低,所以熱邊界層厚度PATK越厚,散熱氣流PAC的散熱效率越差。
因此,散熱氣流PAC在散熱鰭片PA12后段的散熱效率往往低于散熱鰭片PA12前段。然而,馬達(dá)核心組件在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的熱能大部分集中在馬達(dá)框架PA1(顯示于圖1與圖2)的中后段。因此,現(xiàn)有技術(shù)所提供的馬達(dá)框架PA1難以借由散熱氣流PAC將熱能有效地逸散出去。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
有鑒于在現(xiàn)有技術(shù)中,散熱氣流的散熱效率,會(huì)隨著鰭片延伸長(zhǎng)度的增加而逐漸降低。如此一來,使得集中在框架本體中后段的熱能難以實(shí)時(shí)地逸散出,導(dǎo)致框架本體中后段溫度過高。
本實(shí)用新型為解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題,所采用的必要技術(shù)手段為提供一種具有凸起式結(jié)構(gòu)的馬達(dá)散熱組件。凸起式結(jié)構(gòu)的馬達(dá)散熱組件套設(shè)于一馬達(dá)核心組件,并包括一馬達(dá)框架、一氣流產(chǎn)生元件與一導(dǎo)流元件。
馬達(dá)框架包含一框架本體與多個(gè)凸起式散熱件??蚣鼙倔w自一框架端面沿一框架軸向延伸,且具有一框架外壁。凸起式散熱件彼此相間地環(huán)狀排列于框架外壁,各凸起式散熱件包含多個(gè)彼此相間的凸起式散熱結(jié)構(gòu),其中,框架外壁與凸起式散熱結(jié)構(gòu)中的兩相鄰者圍構(gòu)出一散熱通道。氣流產(chǎn)生元件鄰近于框架端面而設(shè)置,并產(chǎn)生一散熱氣流。導(dǎo)流元件鄰近于氣流產(chǎn)生元件而設(shè)置,用以導(dǎo)引散熱氣流在散熱通道沿框架軸向流動(dòng)。
由上述必要技術(shù)手段所衍生的一附屬技術(shù)手段為各凸起式散熱件的凸起式散熱結(jié)構(gòu)沿框架軸向排列。
由上述必要技術(shù)手段所衍生的一附屬技術(shù)手段為凸起式散熱件中的兩相鄰者的凸起式散熱結(jié)構(gòu)沿框架軸向交錯(cuò)地排列。
由上述必要技術(shù)手段所衍生的一附屬技術(shù)手段為氣流產(chǎn)生元件為一風(fēng)扇。
由上述必要技術(shù)手段所衍生的一附屬技術(shù)手段為導(dǎo)流元件為一風(fēng)罩。
由上述必要技術(shù)手段所衍生的一附屬技術(shù)手段為各凸起式散熱結(jié)構(gòu)為一散熱柱。
由上述必要技術(shù)手段所衍生的一附屬技術(shù)手段為框架本體與凸起式散熱件為一體成型。
由上述必要技術(shù)手段所衍生的一附屬技術(shù)手段為框架本體更具有一框架內(nèi)壁,框架內(nèi)壁設(shè)有一供馬達(dá)核心組件設(shè)置的核心組件設(shè)置部??蚣芡獗谠O(shè)有一對(duì)應(yīng)于核心組件設(shè)置部的核心散熱部。凸起式散熱結(jié)構(gòu)各具有一自該框架外壁凸起的凸起高度,凸起式散熱結(jié)構(gòu)中的鄰近于核心散熱部者的凸起高度大于凸起式散熱結(jié)構(gòu)中的遠(yuǎn)離于核心散熱部者的凸起高度。
承上所述,本實(shí)用新型所提供的具有凸起式結(jié)構(gòu)的馬達(dá)散熱組件具有多個(gè)彼此相間的凸起式散熱結(jié)構(gòu)。因此,在散熱氣流沿框架軸向于散熱通道內(nèi)流動(dòng)時(shí),散熱氣流在彼此不連續(xù)的凸起式散熱結(jié)構(gòu)形成的熱邊界層厚度較薄。再者,因?yàn)橥蛊鹗缴峒械膬上噜徴叩耐蛊鹗缴峤Y(jié)構(gòu)互相交錯(cuò),所以增加了各凸起式散熱結(jié)構(gòu)的熱邊界層的距離,借以防止熱邊界層相互接壤。此外,越靠近核心散熱部的凸起式散熱結(jié)構(gòu),其凸起高度越高。如此一來,更能有效地逸散集中在框架本體中后段的熱能。
相較于現(xiàn)有技術(shù),散熱氣流在各凸起式散熱結(jié)構(gòu)上所形成的熱邊界層薄于現(xiàn)有技術(shù)的熱邊界層厚度,尤其在現(xiàn)有技術(shù)的散熱鰭片中后段更加明顯。因此,相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的散熱鰭片在中后段熱對(duì)流效應(yīng)較低落,具有凸起式結(jié)構(gòu)的馬達(dá)散熱組件仍能借由散熱氣流以旺盛的熱對(duì)流,來逸散集中在馬達(dá)框架中后段的熱能。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述,但不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。
附圖說明
圖1顯示現(xiàn)有技術(shù)的馬達(dá)框架立體圖;
圖2顯示現(xiàn)有技術(shù)的馬達(dá)框架配合風(fēng)扇與風(fēng)罩的立體圖;
圖3顯示圖2區(qū)域A的局部透視放大圖;
圖4顯示現(xiàn)有技術(shù)的散熱氣流在散熱鰭片產(chǎn)生熱邊界層的狀態(tài)示意圖;
圖5顯示本實(shí)用新型較佳實(shí)施例所提供的具有凸起式結(jié)構(gòu)的馬達(dá)散熱組件配合馬達(dá)核心組件的分解示意圖;
圖6顯示本實(shí)用新型較佳實(shí)施例所提供的具有凸起式結(jié)構(gòu)的馬達(dá)散熱組件中的馬達(dá)框架立體示意圖;
圖7顯示本實(shí)用新型較佳實(shí)施例所提供的具有凸起式結(jié)構(gòu)的馬達(dá)散熱組件配合馬達(dá)核心組件局部透視的使用狀態(tài)示意圖;
圖8顯示圖7中區(qū)域B的局部放大圖;
圖9顯示本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的散熱氣流在凸起式散熱結(jié)構(gòu)產(chǎn)生熱邊界層的狀態(tài)示意圖;以及
圖10顯示圖7的D-D剖面示意圖。
其中,附圖標(biāo)記:
PA1 馬達(dá)框架
PA11 框架本體
PA111 框架外壁
PA12、PA12a、PA12b 散熱鰭片
PA13 架立結(jié)構(gòu)
PA2 風(fēng)扇
PA3 風(fēng)罩
PAC 散熱氣流
PAF 框架端面
PALA1 熱邊界層
PALA2 流動(dòng)邊界層
PALE 鰭片延伸長(zhǎng)度
PAS 框架延伸方向
PAT1、PAT2 散熱通道
PATK 熱邊界層厚度
100 馬達(dá)
具有凸起式結(jié)構(gòu)的馬達(dá)散熱組件1
11 馬達(dá)框架
111 框架本體
1111 框架外壁
11111 核心散熱部
1112 框架內(nèi)壁
11121 核心組件設(shè)置部
112、112a 凸起式散熱件
1121、1121a、1122 凸起式散熱結(jié)構(gòu)
12 氣流產(chǎn)生元件
13 導(dǎo)流元件
14 架立結(jié)構(gòu)
131 風(fēng)道口
2 馬達(dá)核心組件
21 第一端蓋
22 第二端蓋
23 轉(zhuǎn)子
231 轉(zhuǎn)子軸心
24 定子
C 散熱氣流
F 框架端面
H1、H2 凸起高度
L 框架末端面
LA1、LA1a 熱邊界層
LA2 流動(dòng)邊界層
LE 結(jié)構(gòu)軸向延伸長(zhǎng)度
S 框架軸向
T 散熱通道
TK1、TK1a 熱邊界層厚度
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖5,圖5顯示本實(shí)用新型較佳實(shí)施例所提供的具有凸起式結(jié)構(gòu)的馬達(dá)散熱組件配合馬達(dá)核心組件的分解示意圖。如圖所示,本實(shí)用新型提供一種具有凸起式結(jié)構(gòu)的馬達(dá)散熱組件1,且具有凸起式結(jié)構(gòu)的馬達(dá)散熱組件1套設(shè)于一馬達(dá)核心組件2,借以形成一馬達(dá)100。
具有凸起式結(jié)構(gòu)的馬達(dá)散熱組件1并包括一馬達(dá)框架11、一氣流產(chǎn)生元件12、一導(dǎo)流元件13與多個(gè)架立結(jié)構(gòu)14。馬達(dá)核心組件2包含一第一端蓋21、一第二端蓋22、一轉(zhuǎn)子23與一定子24。其中,轉(zhuǎn)子23包含一轉(zhuǎn)子軸心231。
請(qǐng)參閱圖6,圖6顯示本實(shí)用新型較佳實(shí)施例所提供的具有凸起式結(jié)構(gòu)的馬達(dá)散熱組件中的馬達(dá)框架立體示意圖。如圖所示,馬達(dá)框架11包含一框架本體111與多個(gè)凸起式散熱件112、112a(在此僅以其中二者作說明,且標(biāo)示于圖9)。
框架本體111自一框架端面F沿一框架軸向S延伸至一框架末端面L,且具有一框架外壁1111與一框架內(nèi)壁1112。凸起式散熱件112、112a彼此相間且一體成型地環(huán)狀排列于框架外壁1111。各凸起式散熱件112、112a包含多個(gè)彼此相間的凸起式散熱結(jié)構(gòu)1121、1121a,且各凸起式散熱件112、112a的凸起式散熱結(jié)構(gòu)1121、1121a沿框架軸向S排列。其中,框架外壁1111與凸起式散熱結(jié)構(gòu)1121、1121a中的兩相鄰者圍構(gòu)出一散熱通道T(顯示于圖8與圖9)。
請(qǐng)繼續(xù)參閱圖5。如圖所示,氣流產(chǎn)生元件12鄰近于框架端面F而設(shè)置于轉(zhuǎn)子軸心231。在本實(shí)施例中,氣流產(chǎn)生元件12為一風(fēng)扇,但不以此為限。導(dǎo)流元件13屏蔽住氣流產(chǎn)生元件12并蓋設(shè)于框架端面F,且具有一風(fēng)道口131。在本實(shí)施例中,導(dǎo)流元件13為一風(fēng)罩,但不以此為限。架立結(jié)構(gòu)14設(shè)置框架外壁1111,用以支撐并將具有凸起式結(jié)構(gòu)的馬達(dá)散熱組件1設(shè)置于一設(shè)置平面上。
請(qǐng)參閱圖7,圖7顯示本實(shí)用新型較佳實(shí)施例所提供的具有凸起式結(jié)構(gòu)的馬達(dá)散熱組件配合馬達(dá)核心組件局部透視的使用狀態(tài)示意圖。如圖所示,當(dāng)馬達(dá)100運(yùn)作時(shí),氣流產(chǎn)生元件12會(huì)受轉(zhuǎn)子軸心231所帶動(dòng)而旋轉(zhuǎn),并產(chǎn)生一強(qiáng)制對(duì)流的散熱氣流C。散熱氣流C會(huì)自風(fēng)道口131受導(dǎo)流元件13導(dǎo)引而進(jìn)入散熱通道T(顯示于圖8與圖9),并在散熱通道T中沿框架軸向S流動(dòng)。雖然在本實(shí)施例中,氣流產(chǎn)生元件12的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與轉(zhuǎn)子軸心231相互連結(jié)而同步運(yùn)作,然而,在實(shí)務(wù)上,氣流產(chǎn)生元件12也可以是一個(gè)與馬達(dá)100相互獨(dú)立運(yùn)作的外部風(fēng)扇。
請(qǐng)一并參閱圖8與圖9,圖8顯示圖7中區(qū)域B的局部放大圖;圖9顯示本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的散熱氣流在凸起式散熱結(jié)構(gòu)產(chǎn)生熱邊界層的狀態(tài)示意圖。如圖所示,凸起式散熱件112、112a中的兩相鄰者的凸起式散熱結(jié)構(gòu)1121、1121a沿框架軸向S交錯(cuò)地排列,借以使兩相鄰的凸起式散熱結(jié)構(gòu)1121、1121a之間的空間最大化。在本實(shí)施例中,各凸起式散熱結(jié)構(gòu)1121、1121a為一散熱柱,但在其它實(shí)施例當(dāng)中不以此限。
在其它實(shí)施例當(dāng)中,各凸起式散熱結(jié)構(gòu)1121、1121a可為一錐型結(jié)構(gòu)、針狀結(jié)構(gòu)、傘狀結(jié)構(gòu)或板狀結(jié)構(gòu),但不以此為限。另外,各凸起式散熱結(jié)構(gòu)1121沿框架軸向S具有一結(jié)構(gòu)軸向延伸長(zhǎng)度LE(在此標(biāo)示其它凸起式散熱結(jié)構(gòu)作說明)。
值得一提的是,當(dāng)散熱氣流C在散熱通道T流動(dòng)時(shí),各凸起式散熱結(jié)構(gòu)1121邊緣形成一借由熱空氣累積而形成的熱邊界層LA1與一在熱邊界層LA1外圍的流動(dòng)邊界層LA2。其中,熱邊界層LA1具有一熱邊界層厚度TK1(在此標(biāo)示其它凸起式散熱結(jié)構(gòu)作說明)。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)軸向延伸長(zhǎng)度LE遠(yuǎn)低于鰭片延伸長(zhǎng)度PALE(顯示于圖4),使得熱空氣難以累積。如此一來,熱邊界層厚度TK1的平均值會(huì)遠(yuǎn)小于現(xiàn)有技術(shù)的熱邊界層厚度PATK(顯示于圖4)的平均值。熱邊界層厚度TK1較短,會(huì)使得凸起式散熱結(jié)構(gòu)1121的熱能更接近溫度較低的流動(dòng)邊界層LA2。借此,當(dāng)散熱氣流C在散熱通道T中時(shí),其對(duì)流傳熱率較現(xiàn)有技術(shù)高,因此凸起式散熱結(jié)構(gòu)1121的熱能能更快速地逸散至散熱氣流C中。
順帶一提,因?yàn)閮上噜徴叩耐蛊鹗缴峤Y(jié)構(gòu)1121、1121a沿框架軸向S交錯(cuò)地排列,可使兩相鄰者的凸起式散熱結(jié)構(gòu)1121、1121a的熱邊界層LA1、LA1a相互遠(yuǎn)離。借此,防止了熱邊界層LA1、LA1a互相接壤,進(jìn)而增厚熱邊界層厚度TK1、TK1a(在此標(biāo)示其它凸起式散熱結(jié)構(gòu)作說明)。
請(qǐng)參閱圖10,圖10顯示圖7的D-D剖面示意圖。如圖所示,框架內(nèi)壁1112設(shè)有一供定子24設(shè)置的核心組件設(shè)置部11121,馬達(dá)100在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的熱能大多集中在核心組件設(shè)置部11121??蚣芡獗?111設(shè)有一對(duì)應(yīng)于核心組件設(shè)置部11121的核心散熱部11111。順地一提,核心散熱部11111位于框架端面F與框架末端面L的中間略偏向框架末端面L。因此,馬達(dá)100在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的熱能會(huì)自核心組件設(shè)置部11121傳遞至核心散熱部11111。
凸起式散熱結(jié)構(gòu)1121具有一自框架外壁1111凸起的凸起高度H1(在此標(biāo)示下方相同的凸起式散熱結(jié)構(gòu)作說明),凸起式散熱結(jié)構(gòu)1122具有一自框架外壁1111凸起的凸起高度H2(在此標(biāo)示下方相同的凸起式散熱結(jié)構(gòu)作說明)。凸起式散熱結(jié)構(gòu)1121遠(yuǎn)離核心散熱部11111而設(shè)置于框架外壁1111,凸起式散熱結(jié)構(gòu)1122鄰近核心散熱部11111而設(shè)置于框架外壁1111。因?yàn)轳R達(dá)100運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的熱能大多集中傳遞至核心散熱部11111,所以凸起式散熱結(jié)構(gòu)1122需要負(fù)載并溢散的熱能比凸起式散熱結(jié)構(gòu)1121更多。因此,為了滿足上述要求,凸起高度H2高于凸起高度H1。
如此一來,凸起式散熱結(jié)構(gòu)1122不僅具有較凸起式散熱結(jié)構(gòu)1121大的散熱面積,且凸起式散熱結(jié)構(gòu)1122能負(fù)載比凸起式散熱結(jié)構(gòu)1121更多的熱能。借此,凸起式散熱結(jié)構(gòu)1122將大量集中在核心散熱部11111的熱能快速逸散至散熱氣流C。換句話說,在馬達(dá)100運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),在逸散核心散熱部11111的熱能能更順利地被逸散至散熱氣流C。此外,因?yàn)橥蛊鹗缴峤Y(jié)構(gòu)1121所需負(fù)載與逸散的熱能較少,所以將凸起高度H1減少,可以在不影響散熱效率的狀況下節(jié)省用料。
綜上所述,由于本實(shí)用新型所提供的具有凸起式結(jié)構(gòu)的馬達(dá)散熱組件具有多個(gè)相間的凸起式散熱結(jié)構(gòu),使得散熱氣流沿框架軸向在散熱通道內(nèi)流動(dòng)時(shí),凸起式散熱結(jié)構(gòu)邊緣所形成的熱邊界層的厚度難以增加。借此,維持了散熱氣流以熱對(duì)流的散熱方式的散熱效率。再者,兩相鄰者的凸起式散熱結(jié)構(gòu)沿框架軸向交錯(cuò)地排列,可防止熱邊界層相互接壤,借此可有效降低熱邊界層因相互接壤而增厚的機(jī)會(huì)。此外,鄰近于核心散熱部的凸起式散熱結(jié)構(gòu)的凸起高度大于遠(yuǎn)離于核心散熱部的凸起式散熱結(jié)構(gòu)的凸起高度。如此一來,能使核心散熱部的散熱效率更佳,并減少了形成遠(yuǎn)離于核心散熱部的凸起式散熱結(jié)構(gòu)的用料。
相較于現(xiàn)有技術(shù),本實(shí)用新型所提供的具有凸起式結(jié)構(gòu)的馬達(dá)散熱組件以相間的凸起式散熱結(jié)構(gòu)取代了現(xiàn)有技術(shù)的連續(xù)延伸的散熱鰭片。借此,避免了熱邊界層的增厚,也減少了用料。另外,減少了遠(yuǎn)離于核心散熱部的凸起式散熱結(jié)構(gòu)的凸起高度,并增加鄰近于核心散熱部的凸起式散熱結(jié)構(gòu)的凸起高度。借此,更有效地減少了用料上的浪費(fèi)。
借由以上較佳具體實(shí)施例的詳述,希望能更加清楚描述本實(shí)用新型的特征與精神,而并非以上述所揭露的較佳具體實(shí)施例來對(duì)本實(shí)用新型的范疇加以限制。
當(dāng)然,本實(shí)用新型還可有其它多種實(shí)施例,在不背離本實(shí)用新型精神及其實(shí)質(zhì)的情況下,熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本實(shí)用新型作出各種相應(yīng)的改變和變形,但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍。