具有內部對流的可旋轉散熱器的制作方法

[技術領域]

本發明涉及散熱器，并且具體地講，涉及用于光波長轉換材料的可旋轉散熱器。

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背景技術：
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在許多圖像投影系統中，光學波長轉換材料用作光源。波長轉換材料被諸如激光的激發光激發，并且作為響應，轉換材料發射與激發光的波長不同的波長的光。許多波長轉換材料(例如磷光體和量子點(qd))受熱限制。通常通過旋轉轉換材料來減少激發光斑處的高能量密度，以移動激發光斑，從而將激發熱分布在整個較大體積的轉換材料中。轉換材料也可以放置在旋轉固體盤上，其可以用作散熱器并且可以吸收和消散來自轉換材料的一些激發熱。

為了進一步提高從轉換材料的熱移除和耗散的速率，已經提出了各種解決方案。一種方法是使用以較高速度旋轉的較大直徑的實心盤作為散熱器。然而，這種更大和更重的旋轉盤可能難以機械地管理并且難以在投影系統中封裝。即使多個平行翅片添加到實心旋轉盤，空氣流動和熱導率約束可能限制翅片的有用性：如果翅片間隔得太近，它們之間的空氣可能滯留，從而阻礙從翅片的散熱。如果翅片彼此間隔得太遠，則在靠近轉換材料的翅片的基部與連續的另外的翅片的基部之間可能存在大的溫度降。翅片距離轉換材料越遠，并且其基部溫度越低，它們可以散發熱量的速率越低。因此，使用多個平行翅片可以以增加的散熱速率的形式僅提供遞減的返回。

另一類方法使用液體冷卻來增加散熱速率。例如，轉換材料和/或散熱器可以部分或完全浸沒并在冷卻液的浴中旋轉。這種方法可以呈現對液體容納，冷卻液體與轉換材料的相容性以及由系統，特別是由冷卻液體引起的光學像差的挑戰。這些液體冷卻方法中的許多方法還需要旋轉機械流體密封件，其具有有限的壽命并且可能需要頻繁的檢查，維護和更換。

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技術實現要素：
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本說明書涉及一種可旋轉散熱裝置，其使用由冷卻流體提供的熱傳導和內部對流，以從光波長轉換材料吸收熱量并將該熱量的至少一部分耗散到散熱裝置外部的周圍環境。散熱裝置包括散熱器，散熱器被構造成圍繞冷卻流體并且能夠圍繞旋轉軸線旋轉。散熱器包括第一部分，其包括相對于旋轉軸線徑向設置的第一端壁，并且被配置為從轉換材料吸收熱能。散熱器還包括被配置為將至少一部分熱能耗散到散熱器外部的環境的第二部分。第二部分包括：徑向設置在旋轉軸線上的第二端壁，以及與第一端壁和第二端壁配合以限定散熱器的側壁。

該裝置還包括設置在散熱器內部的攪拌器，該攪拌器旋轉地獨立于散熱器。攪拌器攪拌散熱器內的冷卻流體并促進冷卻流體在第一部分和第二部分之間循環。該循環促進增強從散熱器的第一部分到第二部分的熱傳遞的內部對流，其中熱可以散發到周圍環境。

內部冷卻流體對流增加了裝置可以從轉換材料吸收、輸送和消散熱量的速率。因此，該裝置可以被設計成具有較小的直徑并且以較低的旋轉速度工作，這可以使得該裝置更容易機械操作并且與投影系統一起包裝。此外，該裝置可以利用旋轉應用中的流體冷卻，而不需要旋轉機械密封件，并且不需要冷卻流體接觸并且潛在地干擾轉換材料。

在本說明書中，元件可以被描述為“被配置為”執行一個或多個功能或被配置用于這樣的功能。通常，被配置為執行或被配置用于執行功能的元件能夠執行該功能，或者適于執行該功能，或者被適配成執行該功能，或者可操作以執行該功能，或者能夠以其他方式執行該功能。

應當理解，為了本說明書的目的，“x，y和z中的至少一個”和“x，y和z中的一個或多個”的語言可以被解釋為僅x、僅y、僅z，或兩個或更多個項目x、y和z(例如，xyz，xy，yz，zz等)的任何組合。類似的邏輯可以應用于“至少一個...”和“一個或多個...”語言的任何出現中的兩個或多個項目。

本說明書的一個方面提供一種裝置，該裝置包括：散熱器，被構造成封閉冷卻流體，所述散熱器可圍繞旋轉軸線旋轉，所述散熱器包括：第一部分，被配置為從所述散熱器外部的源接收熱能；以及被配置為將至少一部分熱能耗散到所述裝置外部的環境的第二部分。該裝置還包括設置在第一部分的外表面上的光波長轉換材料；以及設置在所述散熱器內部的攪拌器，所述攪拌器旋轉地獨立于所述散熱器，所述攪拌器被構造成促進所述冷卻流體在所述第一部分和所述第二部分之間循環。

第一部分可包括相對于旋轉軸線徑向設置的第一端壁；并且所述第二部分可以包括：徑向設置在所述旋轉軸線上的第二端壁；以及側壁，與所述第一端壁和所述第二端壁配合以限定所述散熱器。

側壁可以相對于旋轉軸線成角度地設置，該角度大于0°且小于90°。

第二部分還可包括從側壁和第二端壁中的一個或多個的外表面延伸的一個或多個翅片。

第一部分和第二部分中的一個或多個的內表面可以包括被配置為促進冷卻流體在第一部分和第二部分之間循環的一個或多個表面特征。

一個或多個表面特征可以包括凹陷和突出部中的一個或多個。

一個或多個表面特征可以包括凹槽、擋板、翅片和葉片中的一個或多個。

側壁的內表面可以包括螺旋形螺釘表面輪廓，其被構造成促進冷卻流體在第一部分和第二部分之間的循環。

該裝置還可以包括封裝在散熱器內的冷卻流體。

冷卻流體可以包括液體冷卻劑，或者冷卻流體可以包括液體和氣體混合物。

光學波長轉換材料可以包括磷光體和量子點中的一種或多種。

攪拌器可包括一個或多個表面特征，其被配置成促進冷卻流體在第一部分和第二部分之間的循環。

一個或多個表面特征可以包括凹陷和突出部中的一個或多個。

攪拌器可以被配置為磁性耦合到可配置在散熱器外部的攪拌器驅動器。

攪拌器可以被構造成以不同于散熱器的對應旋轉速度和方向的速度和方向中的一個或多個繞旋轉軸線旋轉。

攪拌器可以被配置為圍繞旋轉軸線間歇地旋轉。

攪拌器可以被配置為圍繞旋轉軸線振蕩。

攪拌器可以被配置為當散熱器圍繞旋轉軸線旋轉時保持靜止。

本說明書的另一方面提供一種裝置，該裝置包括：散熱器，被構造成封閉冷卻流體，所述散熱器可圍繞旋轉軸線旋轉，所述散熱器包括：第一部分，包括相對于所述旋轉軸線徑向設置的第一端壁，所述第一部分被配置為從所述散熱器外部的源接收熱能；以及被配置為將至少一部分熱能耗散到所述散熱器外部的環境的第二部分。第二部分包括：徑向設置在旋轉軸線上的第二端壁，以及與第一端壁和第二端壁配合以限定散熱器的側壁。該裝置還包括設置在散熱器內部的攪拌器，攪拌器旋轉地獨立于散熱器。攪拌器被構造成促進冷卻流體在第一部分和第二部分之間循環。

[附圖說明]

現在將參考附圖僅以示例的方式描述本說明書的一些實施方式，其中：

圖1示出了根據非限制性實施方式的可旋轉散熱裝置的透視圖。

圖2示出了沿圖1中標記的線ii-ii截取的圖1的可旋轉散熱裝置的橫截面。

圖3a和3b分別示出了根據非限制性實施方式的可旋轉散熱裝置的端壁的側視圖和俯視圖。

圖4a和圖4b分別示出根據非限制性實施方式的可旋轉散熱裝置的不同實施方式的部分剖視圖。

圖5示出了根據非限制性實施方式的可旋轉散熱裝置的局部剖視圖。

圖6a和6b示出了根據非限制性實施方式的可旋轉散熱器裝置的第二端壁的不同實施方式的兩個平面圖。

圖7示出了根據非限制性實施方式的可旋轉散熱器裝置的另一實施方式的剖視圖。

圖8示出了根據非限制性實施方式的行星齒輪系統的示意圖。

圖9示出了根據非限制性實施方式的可旋轉散熱器裝置的又一實施方式的剖視圖。

圖10示出了根據非限制性實施方式的可旋轉散熱器裝置的又一實施方式的剖視圖。

圖11示出了根據非限制性實施方式的可旋轉散熱器裝置的又一實施方式的剖視圖。

[具體實施方式]

圖1示出了包括可圍繞旋轉軸線110旋轉的散熱器105的散熱器裝置100的透視圖。散熱器105包括第一端壁115和第二端壁(在圖1中不可見)，兩者都徑向地設置在旋轉軸線110上。散熱器105還包括與第一端壁115和第二端壁配合以限定散熱器105的側壁120。散熱器105構造成封閉冷卻流體。裝置100還包括從側壁120的外表面徑向延伸的翅片125a，125b，125c，125d和125e(統稱為翅片125)。光波長轉換材料130的環形層設置在第一端壁115的外表面上。軸135從第二端壁沿著旋轉軸線110延伸。軸135可以用于將裝置100聯接到機械致動源，例如電動機。

當激發光激發并由此加熱轉換材料130時，該熱能被傳導地傳遞到第一端壁115。通過包圍在散熱器105內的冷卻流體的傳導和對流，一些熱能從第一端壁115傳遞到側壁120，翅片125和第二端壁，其然后將熱能耗散到設備外部的環境，包括但不限于設備100周圍的空氣。

圖2示出了沿著在圖1上標記的線ii-ii的裝置100的橫截面。第一端壁115，側壁120和第二端壁140配合以限定包圍冷卻流體的散熱器105。第一端壁115包括從第一端壁115的內表面延伸的突出部145。突出部145可以引導和/或促進冷卻流體的循環。

裝置100還包括設置在散熱器105內部的攪拌器150。攪拌器150包括一個或多個攪拌器磁體170，其與設置在散熱器105外部的攪拌器驅動器180的驅動器磁體175相互作用，以將攪拌器150磁性耦合到攪拌器驅動器180。攪拌器驅動器180可以機械聯接到機械致動源。因此，在攪拌器150可以以不同于散熱器105的旋轉速度和方向的速度和/或方向移動和/或旋轉的意義上，攪拌器150旋轉獨立于散熱器105。這種旋轉獨立性可以允許攪拌器150攪拌并促進冷卻流體的循環，從而增強在操作中從轉換材料130和側壁120(及其翅片125)接收熱量的第一端壁115與將至少一部分熱量消散到設備100外部的周圍環境的端壁140之間的內部對流。

此外，第一端壁115(及其突出部145)，側壁120，端壁140和攪拌器150之間的空間可限定引導冷卻流體的流動和內部對流的流動通道155。此外，散熱器105的旋轉與攪拌器150的獨立運動相結合可進一步促進冷卻流體在第一端壁115與側壁120和端壁140之間的循環和流動。該流動的方向可以由以下中的一個或多個確定：散熱器105和攪拌器150的旋轉/運動的方向，散熱器105和攪拌器150的形狀，鄰近第一端壁115的較暖的冷卻流體和鄰近第二端壁140的相對較冷的冷卻流體(即冷卻流體中的溫度梯度)之間的浮力差，以及第一端壁115，側壁120和第二端壁140的內表面上的任何表面特征。在圖2中，冷卻流體被示出為沿著流動方向160流動。

電動機165可以經由軸135聯接到裝置100，并且可以用于驅動散熱器105的旋轉。攪拌器驅動器180可由相同的電動機或不同的電動機或其它致動源驅動。

通常，散熱器可以包括兩個部分：被配置為從在散熱器外部的源接收熱能的第一部分，以及被配置為將該熱能的至少一部分耗散到設備外部的環境的第二部分。在裝置100的示例中，第一部分包括當轉換材料130被激發光加熱時從轉換材料130接收熱能的第一端壁115。第二部分包括側壁120(及其翅片125)和端壁140，側壁和端壁通過穿過散熱器105的材料的傳導以及通過冷卻流體的傳導和對流而接收來自第一端壁115的一部分熱量，然后將該熱量消散到裝置100周圍的空氣。應當注意，第一端壁115還可以將來自轉換材料130的一些熱量直接散發到裝置100外部的空氣。

換句話說，裝置100包括構造成封閉冷卻流體的散熱器105，并且散熱器105可圍繞旋轉軸線110旋轉。散熱器105又包括被配置為從在散熱器外部的源接收熱能的第一部分，以及被配置為將熱能的至少一部分消散到設備100外部的環境的第二部分。裝置100還包括設置在第一部分的外表面上的光波長轉換材料130，以及設置在散熱器105內部的攪拌器150。攪拌器150旋轉獨立于散熱器105，攪拌器150被配置為促進冷卻流體在第一部分和第二部分之間循環。

雖然圖1和圖2示出了可旋轉散熱裝置的給定實施方式，但是不同的變化和實施方式是可能的。例如，散熱器的形狀不限于圖1和圖2所示的散熱器105的形狀：散熱器可以是任何形狀，只要散熱器圍繞旋轉軸線110大體對稱，使得散熱器可以旋轉而不在軸135上施加不平衡的離軸力。這種質量對稱的散熱器可以形成可旋轉的散熱裝置的一部分，其被質量平衡以圍繞旋轉軸線110旋轉。

例如，在散熱器形狀不同的其他實施方式中，第一端壁和第二端壁不需要相對于旋轉軸線110徑向設置；它們可以彎曲，彎折或以其它方式與旋轉軸線110形成銳角或鈍角。側壁也可以是彎曲的或彎折的。此外，雖然在裝置100中，第一端壁115的直徑被示為小于第二端壁140的直徑，但是可以設想，在其它實施方式中，第一端壁可以具有與第二端壁的直徑約相同或大于其直徑的直徑。在一些實施方式中，在第一和第二部分之間可能沒有限定的線或邊緣；例如，其中散熱器具有沒有幾何邊緣的彎曲形狀。

裝置100被示為具有從外表面側壁120測量的具有相等高度的五個平行的環形翅片125。然而，在其他實施方式中，該裝置可以包括任何合適數量的具有位于散熱器的第二部分上的任何適當位置的任何合適形狀和尺寸的翅片。例如，該裝置可以包括少于或多于五個的翅片，這又可以具有均勻或變化的尺寸，形狀和翅片間間隔。翅片的外周可具有除了圓形形狀之外的形狀，只要散熱器105保持關于旋轉軸線110的質量對稱。雖然在裝置100中翅片僅從側壁120延伸，但是可以設想，在其它實施方式中，翅片可以從第一端壁115，側壁120和第二端壁140中的一個或多個延伸。

在一些實施方式中，可以使用銷，葉片和/或螺旋翅片來代替和/或除了平行環形翅片之外。此外，在一些實施方式中，翅片可以是至少部分中空的，以允許冷卻流體循環進入和離開翅片。在其他實施方式中，可旋轉散熱裝置可以不包括翅片。

在包括翅片的實施方式中，翅片的形狀和尺寸可以適于吸入空氣并推動其流過翅片和散熱器，從而增強從翅片和散熱器到該空氣中的散熱。例如，葉片或螺旋翅片可以吸入空氣并推動其流過翅片和散熱器以增強散熱。

除了翅片表面積和通過翅片的空氣流之外，翅片的溫度可以影響從該翅片的散熱速率。翅片的溫度可以通過其附接到側壁120的翅片的底部處的溫度來確定。基部溫度越高，翅片溫度越高，并且來自翅片的散熱速率越高。與單獨的傳導熱傳遞相比，由散熱器內的循環冷卻流體實現的對流熱傳遞可以更有效地將熱從第一部分(例如，第一端壁115)傳遞到所有翅片125的基部。這又可以增加所有翅片125的基部溫度，并且可以減小離熱源(例如翅片125a)最近的翅片和離熱源(例如翅片125e)最遠的翅片的基部溫度之間的差異。這可以增加翅片共同地耗散熱量的速率。此外，這可以允許翅片彼此進一步間隔開，從而允許翅片之間的增強的空氣循環，不明顯地降低與位于散熱器的第一部分處的熱源間隔最遠的翅片的基部溫度。

現在轉向轉換材料130，其可以被布置為關于旋轉軸線110大體對稱的任何形狀，并且提供使用轉換材料的特定應用的照明要求。例如，轉換材料可以布置成盤的形狀。轉換材料130可以包括但不限于磷光體和量子點(qd)。在一些實施方式中，轉換材料130可從散熱器105移除和/或可拆卸，這可允許根據需要修復或替換轉換材料130。

為了提供轉換材料130的必要旋轉，裝置100可使用任何合適的機械聯接器聯接到機械致動源，但不限于，軸135，齒輪，齒輪箱，鏈條和鏈輪，離合器和/或傳動帶中的一個或多個。外部致動源可以包括但不限于電動機和環形電動機。散熱器105可以由任何合適的材料制成，包括但不限于金屬和金屬合金。散熱器105可包括用于填充，加滿和/或更換冷卻流體的可重新密封的開口。散熱器105還可以包括應急泄壓閥，以防止在過熱的情況下散熱器105的過度加壓。冷卻流體可以包括任何合適的液體冷卻劑，包括水和乙二醇混合物，和/或任何合適的液體和氣體混合物。當冷卻流體包括液體冷卻劑時，流動通道155中的流體流可以包括單相流。當冷卻流體包括液體和氣體混合物時，流動通道155中的流體流可以包括兩相流。

現在轉到攪拌器150，圖2示出了具有梯形橫截面的攪拌器150。然而，預期攪拌器可以具有任何合適的形狀和尺寸，只要攪拌器能夠促進冷卻流體在散熱器105的第一部分(例如第一端壁115)和第二部分(例如側壁120和端壁140)之間的循環。在一些實施方式中，攪拌器150可包括構造成促進冷卻流體在第一部分和第二部分之間循環的表面特征。這些表面特征可以包括但不限于凹陷和/或突出部。這種表面特征的一些實例包括葉片，擋板，翅片，凹槽，螺旋形螺釘輪廓等。

雖然攪拌器150示出為在攪拌器150的一端附近具有攪拌器磁體170，預期攪拌器磁體170可以處于攪拌器150中的任何合適的位置。在一些實施方式中，攪拌器150的多個或所有部分可以是磁性的，可磁化的，或灌注有磁性或可磁化材料。此外，攪拌器驅動器180不需要鄰近第二端壁140定位。可以設想，攪拌器驅動器180可以定位在任何合適的位置，包括鄰近或圍繞側壁120的外周邊。可以設想，在操作中，只要冷卻流體繼續在散熱器105的第一部分和第二部分之間循環，則裝置100可以容許攪拌器150和攪拌器驅動器180之間的磁性耦合中的一些滑動。

攪拌器150由攪拌器驅動器180驅動，促進冷卻流體在散熱器105的第一和第二部分之間循環。攪拌器150通過不以與散熱器105的旋轉速度和方向相同的速度和方向移動來促進循環。該差異繼而在冷卻流體上施加剪切負載力，該剪切負載力攪動并促進冷卻流體的循環。可以設想，攪拌器150可以以任何合適的方式移動，包括但不限于，圍繞旋轉軸線110以不同于散熱器105的旋轉速度和方向的速度和/或方向旋轉；圍繞旋轉軸線110以可變速度旋轉；圍繞旋轉軸線110間歇地或以脈沖方式旋轉；并圍繞旋轉軸線110振蕩，振蕩包括前向、靜態和反相。

還可以設想，攪拌器150可以通過攪拌器驅動器180保持靜止，并且作為散熱器105保持靜止，并且內部的冷卻流體圍繞旋轉軸線110旋轉。在一些實施方式中，攪拌器驅動器180可包括電磁體。當電磁體未被供電時，攪拌器可與在旋轉散熱器105內部旋轉的冷卻流體一起流動。當電磁體被供電時，攪拌器可相對于旋轉的冷卻流體保持靜止，從而攪拌和促進冷卻流體的循環。

第一端壁115及其突出部145，側壁120，第二端壁140和攪拌器150的組合限定了流動通道155，冷卻流體可沿著流動通道流動并在散熱器105內部循環。盡管圖2示出了用于流動通道155的特定形狀，但是可以設想，這些流動通道可以具有任何合適的形狀只要冷卻流體可以在流體吸熱的第一部分(例如第一端壁115)和流體釋放熱量的第二部分(例如側壁120和第二端壁140)之間循環。流動通道的形狀可以由第一端壁115，側壁120，第二端壁140和攪拌器150的形狀和相對位置確定。

此外，雖然圖2示出了沿流動方向160在流動通道155中流動的冷卻流體，但是可以設想，冷卻流體可以沿任何合適的方向只要該流動包括在散熱器105的第一部分和第二部分之間的冷卻流體的循環。流動方向可受許多因素影響，包括但不限于：流動通道155的形狀和尺寸及其相對于旋轉軸線110的取向；冷卻流體中的溫度梯度；散熱器105和攪拌器150的相對運動；以及攪拌器150的表面上以及第一端壁115、側壁120和第二端壁140的內表面上的任何特征。

盡管圖2示出了第一端壁115包括突出部145，但是可以設想，第一端壁115可以包括任何其它合適的內表面特征，包括但不限于凹陷和/或突出部。在其它實施方式中，第一端壁115可以不包括突出部145和/或沒有其他設計的表面特征。在第一端壁115包括內表面特征的實施方式中，這些特征可有助于促進冷卻流體在散熱器105的第一和第二部分之間的循環。

此外，雖然裝置100被示為包括設置在散熱器105內部的攪拌器150，但是可以預期，在一些實施方式中，可旋轉散熱器裝置可以不包括設置在散熱器內部的旋轉獨立攪拌器。在這些實施方式中，多個因素可以促進冷卻流體在第一和第二部分之間循環，這些因素包括但不限于：散熱器的壁相對于旋轉軸線的取向；散熱器的旋轉速度；散熱器壁的內表面上的特征；和冷卻流體中的溫度梯度。下面更詳細地討論散熱器的壁的內表面的這些特征。

圖3a和3b分別示出了被配置為圍繞旋轉軸線303旋轉的第一端壁301的側視圖和俯視圖。如圖3a所示，第一端壁301在其外表面上包括光波長轉換材料130的環。在其內表面(即，被構造成面向散熱器的內部的表面)，第一端壁301包括翅片310和突出部345。突出部345可以包括螺旋槽305。如圖3b所示，第一端壁301的內表面也可以包括凹槽320。單獨地和/或一起工作的翅片310、凹槽320和凸起345及其螺旋槽305可以增加用于從第一端壁301到冷卻液體的熱傳遞的表面面積，并且還可以促進冷卻流體的循環并且引導其沿著流動方向315的流動。還可以想到，第一端壁301可以僅包括翅片310、凹槽320和突出部345中的一個或任何選擇。此外，可以想到，突出部345可以不包括螺旋槽305。

圖4a示出了裝置100的局部橫截面，示出了第一端壁115，側壁120，翅片125，第二端壁140和轉換材料130的一部分。還示出了旋轉軸線110。圖4a中未示出裝置100的攪拌器150。由于第一端壁115的直徑小于第二端壁140的直徑，側壁120相對于旋轉軸線110以角度407設置。當裝置100圍繞旋轉軸線110旋轉時，離心力將旋轉冷卻流體推向傾斜側壁120，這促進冷卻流體沿流動方向410的流動。角度407可以大于0^o并小于90^o。在一些實施方式中，角度407可以大于約1°并且小于約25°。在其他實施方式中，角度407可以大于約2°并且小于約10°。在另外的實施方式中，角度407可以是約5°。

圖4b示出了包括第一端壁415和第二端壁440的可旋轉散熱裝置400的局部橫截面，兩者與側壁420配合以限定被構造成包圍冷卻流體并且可圍繞旋轉軸線402旋轉的散熱器405。翅片425a，425b，425c，425d和425e從側壁420徑向延伸。包括轉換材料130的環設置在第一端壁415的外表面上。裝置400大體上類似于裝置100，其主要區別在于，在裝置100中，第一端壁115的直徑小于第二端壁140的直徑，在裝置400中，第一端壁415的直徑大于第二端壁440的直徑。

由于第一端壁415的直徑大于第二端壁440的直徑，側壁420相對于旋轉軸線402以角度445設置。當裝置400繞旋轉軸線402旋轉時，離心力將旋轉冷卻液推向傾斜側壁420，這促進了冷卻流體沿流動方向450的流動。角度445可以大于0°并小于90°。在一些實施方式中，角度445可以大于約1°并且小于約25°。在其他實施方式中，角度445可以大于約2°并且小于約10°。在另外的實施方式中，角度445可以是約5°。如圖4a和4b所示，側壁相對于旋轉軸線的角度可以是影響散熱器內部的冷卻流體的循環和流動方向的若干因素之一。

圖5示出了包括第一端壁515和第二端壁540的可旋轉散熱裝置500的局部橫截面，兩者與側壁520配合以限定被構造成封閉冷卻流體并且可圍繞旋轉軸線510旋轉的散熱器505。翅片525a、525b、525c和525d從側壁520徑向延伸。包括轉換材料130的環設置在第一端壁515的外表面上。側壁520的內表面包括螺釘輪廓545。裝置500還可包括形成為螺旋形螺桿的攪拌器555，如圖5中的側視圖所示。隨著散熱器505和包圍在其內的冷卻流體繞旋轉軸線510旋轉，螺釘輪廓545和攪拌器555可以促進冷卻流體及其在流動方向550上的流動的循環。流動方向可以取決于散熱器505和攪拌器555的旋轉方向。此外，圖5所示的側壁內表面螺釘輪廓增加了側壁520的內表面面積，從而有助于從冷卻流體到側壁520的熱交換。

在一些實施方式中，與旋轉獨立攪拌器555相反，裝置500包括從第一端壁515和第二端壁540中的一個或兩個沿著旋轉軸線510延伸的螺旋形螺釘狀突出部。在這些實施方式中，當裝置500旋轉時，突出部的螺旋旋轉和側壁520的螺釘輪廓545的作用可以促進冷卻流體的循環并且引導其沿著流動方向550的流動。流動方向可以取決于散熱器505的旋轉方向和螺旋突出部。

圖6a示出了第二端壁640a的俯視圖，該第二端壁包括從第二端壁640a的內表面延伸并進入相應的散熱器(未示出)的螺旋葉片645。在一些實施方式中，與螺旋葉片645相反和/或除了螺旋葉片645之外，第二端壁640a包括形成為進入第二端壁640a的內表面的凹陷的螺旋槽。當第二端壁640a圍繞對應的旋轉軸線(未示出)旋轉時，螺旋葉片645可攪動冷卻流體并沿流動方向650引導其流動。流動方向可以取決于第二端壁640a圍繞旋轉軸線的旋轉方向。

圖6b示出了第二端壁640b的俯視平面圖，第二端壁包括從第二端壁640b的內表面延伸并進入相應的散熱器(未示出)的翅片或葉片655。當第二端壁640b繞對應的旋轉軸線(未示出)旋轉時，葉片655攪動冷卻流體并且引導其沿流動方向660流動。流動方向可以取決于第二端壁640b圍繞旋轉軸線的旋轉方向。圖6a和6b所示的表面特征增加了第二端壁640a和640b的內表面積，從而有利于從冷卻流體到第二端壁的熱交換。

通常，散熱器的第一部分(例如第一端壁)和第二部分(例如側壁和第二端壁)中的一個或多個可以包括內表面特征，內表面特征被配置為促進冷卻流體在相應散熱器的第一部分和第二部分之間循環。這些表面特征可以包括凹陷和/或突出部，包括但不限于葉片，擋板，翅片，凹槽和螺旋形螺釘輪廓。

圖7示出了可旋轉散熱器裝置700的剖視圖，該可旋轉散熱器裝置包括構造成包圍冷卻流體并且可圍繞旋轉軸線710旋轉的散熱器705。散熱器705包括均從旋轉軸線710徑向延伸的第一端壁715和第二端壁740，并且兩者均與側壁720配合以限定散熱器705。翅片725a、725b、725c和725d從側壁720的外表面徑向延伸。包括光波長轉換材料130的環設置在第一端壁715的外表面上。

攪拌器750設置在散熱器705內部并且與散熱器705旋轉獨立。攪拌器750和散熱器705的壁之間的空間限定了流動通道755，冷卻流體沿著該流動通道流動并且在散熱器705的第一部分(例如，第一端壁715)和第二部分(例如側壁720和第二端壁740)之間循環。攪拌器750包括攪拌器磁體765，其與設置在散熱器705外部的攪拌器驅動器775的驅動器磁體770磁性地相互作用。裝置700以大致類似于裝置100的操作的方式從轉換材料130吸收和耗散熱。

散熱器705可以經由軸735機械地聯接到散熱器電動機760。散熱器電動機760可以使散熱器705沿著散熱器旋轉方向790旋轉。攪拌器驅動器775可以經由帶785機械地聯接到攪拌器電動機780。攪拌器電動機780可以使攪拌器驅動器775旋轉，從而使攪拌器750沿攪拌器旋轉方向795旋轉。散熱器旋轉方向790可以不同于攪拌器旋轉方向795。散熱器705和攪拌器750的相對旋轉可以促進冷卻流體在散熱器705的第一部分和第二部分之間的循環。

散熱器電動機760和攪拌器電動機780可以包括但不限于dc無刷電動機和步進電動機。使用兩個單獨的電動機來旋轉散熱器705和攪拌器750可以允許一個相對于另一個以不同的速度和/或方向旋轉。此外，雖然圖7示出了將散熱器705聯接到散熱器電動機760的軸735和將攪拌器驅動器775聯接到攪拌器電動機780的帶785，但是可以設想，可以使用任何合適的機械聯接器來將散熱器705和攪拌器驅動器775聯接到它們各自的電動機。機械聯接器的一些示例包括齒輪、齒輪箱、離合器、鏈條和鏈輪、軸、傳動帶、環形電動機等。

雖然圖7示出了由單獨的電動機驅動的散熱器705和攪拌器750，還可以想到，散熱器和攪拌器可以由同一電動機驅動，同時保持彼此獨立旋轉。如果散熱器和攪拌器不限于以相同的速度和方向旋轉，則它們是旋轉獨立的。例如，圖8示出了示例的行星齒輪箱800，其可以用于旋轉由同一電動機供電的散熱器和攪拌器，同時保持攪拌器和散熱器旋轉獨立。

在齒輪箱800中，太陽齒輪805可以圍繞軸735的圓周固定，該軸由散熱器電動機760供電并且旋轉散熱器705。當太陽齒輪805沿著旋轉方向810旋轉時，其與行星齒輪815嚙合并使其旋轉，而行星齒輪又在與太陽齒輪805和軸735的旋轉方向825相反的旋轉方向825上與環形齒輪820嚙合并使其旋轉。如果環形齒輪820聯接到攪拌器驅動器775，則使軸735旋轉的一個電動機760可以用于使散熱器705和攪拌器750沿相反方向旋轉。在其他實施方式中，可以使用行星齒輪箱的不同變型。例如，可以使用具有固定環或太陽齒輪(未示出)的不同類型的行星齒輪箱，其中行星齒輪架和從動齒輪在相同方向但以不同速度旋轉。

現在轉到圖9，示出了可旋轉散熱裝置900的剖視圖。裝置900包括散熱器905，散熱器被構造成封閉冷卻流體并且能夠圍繞旋轉軸線910旋轉。散熱器905包括均從旋轉軸線910徑向延伸的第一端壁915和第二端壁940。第一端壁915和第二端壁940與側壁920配合以限定散熱器905。翅片925a、925b、925c和925d從側壁920的外表面徑向延伸。包括轉換材料130的環設置在第一端壁915的外表面上。

第二端壁940包括沿著旋轉軸線910軸向地并且遠離散熱器905的內部延伸的突出部。該突出部終止于沿著旋轉軸線910軸向延伸的軸935。突出部還限定攪拌器腔945，攪拌器腔被配置為接收設置在散熱器905內部的攪拌器950的至少一部分。攪拌器腔945的形狀和尺寸適于使得當攪拌器950的一部分被接收在攪拌器腔945內部時，攪拌器950保持繞旋轉軸線910旋轉。可接收到攪拌器腔945中的攪拌器950的部分包括嵌入或形成為攪拌器950的一部分的一個或多個攪拌器磁體970。

軸935還可以包括嵌入或形成為軸935的一部分的一個或多個軸磁體960。散熱器電動機繞組965可圍繞軸935的圓周徑向設置，以能夠與軸磁體960磁性地相互作用。另外，攪拌器電動機繞組975可以圍繞第二端壁940的突出部的外周并且在散熱器905外側徑向地設置。這些攪拌器電動機繞組975被配置為與攪拌器磁體970磁性地相互作用。

當散熱器電動機繞組965被供電時，它們可以與軸磁體960磁性地相互作用，并且在軸935上施加旋轉力，這又可以導致散熱器905圍繞旋轉軸線910旋轉。當攪拌器電動機繞組975被供電時，它們可以與攪拌器磁體970磁性地相互作用，并在攪拌器950上施加旋轉力，這可以使攪拌器950繞旋轉軸線910旋轉。通過獨立于為攪拌器電動機繞組975供電而為散熱器電動機繞組965供電，攪拌器950可獨立于散熱器905的旋轉而旋轉。另外，可以設想，即使當散熱器905和包含在其內的冷卻流體旋轉時，攪拌器電動機繞組975可以以使得攪拌器950保持靜止的方式供電。

散熱器905和攪拌器950的相對運動可導致冷卻流體在散熱器905的第一部分(例如第一端壁915)和第二部分(側壁920和第二端壁940)之間沿流動方向955循環并流動。流動方向955可以取決于散熱器905和攪拌器950的旋轉方向、冷卻流體中的溫度梯度以及裝置900相對于地球引力場的取向。裝置900以大致類似于裝置100的操作的方式從轉換材料130吸收并消散熱量。

現在轉到圖10，示出了可旋轉散熱裝置1000的剖視圖。裝置1000包括散熱器1005，散熱器被構造成封閉冷卻流體并且能夠圍繞旋轉軸線1010旋轉。散熱器1005包括均從旋轉軸線1010徑向延伸的第一端壁1015和第二端壁1040。第一端壁1015和第二端壁1040與側壁1020配合以限定散熱器1005。翅片1025a、1025b、1025c和1025d從側壁1020的外表面徑向延伸。包括轉換材料130的環設置在第一端壁1015的外表面上。

圖10示出了彎曲并且具有凹曲率的側壁1020。還可以想到，在其他實施方式中，側壁可以具有凸曲率，或任何其他合適的彎曲形狀。側壁的曲率和/或形狀可以影響冷卻流體在散熱器內的流動和循環。此外，雖然圖10示出了沒有攪拌器的裝置1000，但是設想到裝置1000可以包括設置在散熱器1005內的攪拌器。攪拌器可以旋轉地獨立于散熱器1005。還可以想到，第一端壁1015、側壁1020和第二端壁1040中的一個或多個的內表面可以包括被配置為控制和/或促進散熱器1005內的冷卻流體的流動和循環的表面特征。

現在轉到圖11，示出了可旋轉散熱裝置1100的剖視圖。裝置1100包括散熱器1105，散熱器被配置為包圍冷卻流體并且可繞旋轉軸線1110旋轉。散熱器1105包括第一端壁1115和第二端壁1140，兩者均從旋轉軸線1110徑向延伸。第一端壁1115和第二端壁1140與側壁配合以限定散熱器1105。側壁包括兩段：第一段1120a和第二段1120b，分別以相對于旋轉軸線1110的角度1145和1150設置。散熱器1105還包括從側壁的段1020a的外表面徑向延伸的翅片1125a、1125b、1125c和1125d。包括轉換材料130的環設置在第一端壁1015的外表面上。

由于側壁包括兩段1120a和1120b，每個段與旋轉軸線1110成對應的角度，所以這些段可以限定散熱器1105內部的相應區域1155和1160。區域1155和1160中的每一個可以不同地影響和/或促進冷卻流體的循環。在一些實施方式中，散熱器1105可以包括對應于每個區域1155,1160的內表面特征，以控制和/或影響該相應區域中的冷卻流體的流動和循環。在另外其他實施方式中，裝置1100可以包括設置在散熱器1105內的攪拌器。攪拌器可以旋轉地獨立于散熱器1105。在一些實施方式中，攪拌器可具有不同形狀和/或表面特征的區域，該區域可對應于區域1155和1160。

雖然圖11示出側壁具有兩段1120a和1120b，但是可以設想，散熱器可以具有任何其它合適的復合形狀，包括以與旋轉軸線1110相對應的角度設置的任何數量的側壁段。此外，盡管圖11示出了具有約等于第二端壁1140的直徑1170的直徑1165的第一端壁1115，但是可以設想直徑1165可以大于或小于直徑1170。還可以想到，第一端壁1115和第二端壁1140中的一個或多個還可以包括多個段，每個段設置成與旋轉軸線1110成相對應的角度

本文所述的可旋轉散熱裝置的實施方式可以提供用于旋轉光波長轉換材料的散熱器，這些散熱器具有增強的吸熱和散熱速率，而不需要非常大的散熱器直徑或非常高的散熱器旋轉速率。此外，本說明書的裝置可以在旋轉散熱器中提供高熱通量液體冷卻，而不需要使機械液體密封旋轉。此外，內部對流液體冷卻可更快速且均勻地將熱量分配給所有翅片，從而允許更大的翅片間間距和更高的翅片散熱效率。

上述實施方式旨在是示例性的，并且在不脫離僅由所附權利要求書單獨限定的本發明的范圍的情況下，本領域技術人員可以對其進行改變和修改。