阅读说明：本技术 一种用于器件冷却的冷却装置及节曲线计算方法 (Cooling device for cooling device and section curve calculation method ) 是由 尹子栋 于 2021-08-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于器件冷却的冷却装置,其包括振荡腔,振荡腔内设置有叶轮,叶轮通过减速机构与电机的转轴连接,减速机构包括椭圆形的输入轮,输入轮安装在电机的转轴上,输入轮与中间轮啮合,中间轮与输出轮啮合,输入轮与中间轮和输出轮均安装在减速机构上,中间轮为三阶椭圆齿轮,输出轮为四阶椭圆齿轮；输出轮通过传动轴与叶轮连接；振荡腔通过液道与第一外部换热装置连接,振荡腔与水箱连接,水箱与第二外部换热装置连接。节曲线的计算方法为：S1-S4。本发明使得冷却液以周期性振荡的压力和流量输出；增加液道内部流体的扰动,产生紊流以降低热阻,产生强烈的脉动,流体产生稳定的紊流。(The invention discloses a cooling device for cooling a device, which comprises an oscillation cavity, wherein an impeller is arranged in the oscillation cavity, the impeller is connected with a rotating shaft of a motor through a speed reducing mechanism, the speed reducing mechanism comprises an elliptical input wheel, the input wheel is arranged on the rotating shaft of the motor, the input wheel is meshed with a middle wheel, the middle wheel is meshed with an output wheel, the input wheel, the middle wheel and the output wheel are arranged on the speed reducing mechanism, the middle wheel is a third-order elliptical gear, and the output wheel is a fourth-order elliptical gear; the output wheel is connected with the impeller through a transmission shaft; the oscillation cavity is connected with the first external heat exchange device through a liquid channel, the oscillation cavity is connected with the water tank, and the water tank is connected with the second external heat exchange device. The calculation method of the pitch curve comprises the following steps: S1-S4. The invention enables the cooling liquid to be output at the pressure and flow rate of periodic oscillation; the disturbance of the fluid in the liquid channel is increased, the turbulent flow is generated to reduce the thermal resistance, the strong pulsation is generated, and the fluid generates stable turbulent flow.)

一种用于器件冷却的冷却装置及节曲线计算方法

技术领域

本发明涉及冷却技术领域，具体涉及一种用于器件冷却的冷却装置及节曲线计算方法。

背景技术

高散热功率密度需要大流量的冷却液，而大流量的冷却液一般需使用大直径的液道，存在如下几个问题：

1.大直径液道弯曲需要较大的弯曲半径，单位体积的换热面积小，热阻大；

2.大直径液道内的液体流动一般为层流较多，不易产生紊流，换热系数低。

3.紊流器通常与液体动力泵为两个独立装置，增加了系统的复杂度。

根据实验验证，只要配合一定的水力参数，液道内部就可以产生自激振荡脉冲射流，将脉冲射流引入换热器可以强化换热10％～30％。流体的脉动对换热效果有明显的影响，流量对脉动强化换热的影响很显著。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种增加换热效果的用于器件冷却的冷却装置及节曲线计算方法。

为达到上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：

提供一种用于器件冷却的冷却装置，其包括振荡腔，振荡腔内设置有叶轮，叶轮通过减速机构与电机的转轴连接，减速机构包括椭圆形的输入轮，输入轮安装在电机的转轴上，输入轮与中间轮啮合，中间轮与输出轮啮合，输入轮与中间轮和输出轮均安装在减速机构上，中间轮为三阶椭圆齿轮，输出轮为四阶椭圆齿轮；输出轮通过传动轴与叶轮连接；振荡腔通过液道与第一外部换热装置连接，振荡腔与水箱连接，水箱与第二外部换热装置连接。

进一步地，液道为若干S形盘管连接而成。

进一步地，输入轮的节曲线为偏心率为0.3的椭圆，输入轮的转动中心为椭圆的一个焦点，且输入轮的齿数为18，齿高为4mm，模数为2.0，压力角为20度。

进一步地，中间轮的转动中心为其形心，中间轮的齿数为48，齿高为3mm，模数为3.0，传动压力角为20度。

进一步地，输出轮的转动中心为其形心，输出论的齿数为56，模数为3.0，传动压力角为20度。

提供一种上述用于器件冷却的冷却装置中的输入轮、中间轮和输出轮的节曲线计算方法，其包括以下步骤：

S1：计算减速机构的传动比i₁₃：i₁₃＝i₁₂·i₂₃，其中i₁₂为输入轮与中间轮的传送比，i₂₃为中间轮与输出轮的传送比；

S2：根据输入轮与中间轮的中心炬a，且输入轮的节曲线方程r₁为：

S3：根据节曲线方程r₁计算中间轮的节曲线方程：

S4：根据中间轮与输出轮之间的中心炬b，计算输出轮3的节曲线方程：

本发明的有益效果为：本发明在在液道的进口设置一个振荡腔，振荡腔内安装有叶轮，通过叶轮的转动进行扰动，叶轮通过非均匀减速比的减速机构与电机实现传动；减速机构由输入轮、中间轮和输出轮组成，电机以设定的恒转速工作，使叶轮产生周期变化转动，使得冷却液以周期性振荡的压力和流量输出；增加液道内部流体的扰动，产生紊流以降低热阻，产生强烈的脉动，流体产生稳定的紊流。本发明中利用输入轮、中间轮和输出轮之间的传动比能准确计算出节曲线方程，确保形成准确的啮合，具有稳定的传动。

附图说明

图1为用于器件冷却的冷却装置的结构图。

图2为减速机构的原理图。

其中，1、第一外部换热装置，2、液道，3、减速机构，4、电机，5、叶轮，6、振荡腔，7、水箱，8、第二外部换热装置，9、中间轮，10、输出轮，11、输入轮。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

如图1和图2所示，本方案的用于器件冷却的冷却装置包括振荡腔，振荡腔内设置有叶轮，叶轮通过减速机构与电机的转轴连接，减速机构包括椭圆形的输入轮，输入轮安装在电机的转轴上，输入轮与中间轮啮合，中间轮与输出轮啮合，输入轮与中间轮和输出轮均安装在减速机构上，中间轮为三阶椭圆齿轮，输出轮为四阶椭圆齿轮；输出轮通过传动轴与叶轮连接；振荡腔通过液道与第一外部换热装置连接，振荡腔与水箱连接，水箱与第二外部换热装置连接。

液道为若干S形盘管连接而成，增加液道的流通行程，更有助于散热和进行热交换。输入轮的节曲线为偏心率为0.3的椭圆，输入轮的转动中心为椭圆的一个焦点，且输入轮的齿数为18，齿高为4mm，模数为2.0，压力角为20度。

中间轮的转动中心为其形心，中间轮的齿数为48，齿高为3mm，模数为3.0，传动压力角为20度。输出轮的转动中心为其形心，输出论的齿数为56，模数为3.0，传动压力角为20度。

上述用于器件冷却的冷却装置中的输入轮、中间轮和输出轮的节曲线计算方法包括以下步骤：

S1：计算减速机构的传动比i₁₃：i₁₃＝i₁₂·i₂₃，其中i₁₂为输入轮与中间轮的传送比，i₂₃为中间轮与输出轮的传送比；

S2：根据输入轮与中间轮的中心炬a，且输入轮的节曲线方程r₁为：

S3：根据节曲线方程r₁计算中间轮的节曲线方程：

S4：根据中间轮与输出轮之间的中心炬b，计算输出轮3的节曲线方程：

本发明在在液道的进口设置一个振荡腔，振荡腔内安装有叶轮，通过叶轮的转动进行扰动，叶轮通过非均匀减速比的减速机构与电机实现传动；减速机构由输入轮、中间轮和输出轮组成，电机以设定的恒转速工作，使叶轮产生周期变化转动，使得冷却液以周期性振荡的压力和流量输出；增加液道内部流体的扰动，产生紊流以降低热阻，产生强烈的脉动，流体产生稳定的紊流。本发明中利用输入轮、中间轮和输出轮之间的传动比能准确计算出节曲线方程，确保形成准确的啮合，具有稳定的传动。