本发明涉及耳机散热技术领域，尤其涉及一种头戴式耳机的液冷散热装置以及高散热头戴式耳机。
背景技术：
在目前人们的工作和生活中，头戴式耳机被广泛地使用，已经成为不可或缺的声学设备。经常佩戴头戴式耳机的人，碰到最大的困扰是使用耳机的舒适性问题，尤其是长时间佩戴后引起的耳部发热出汗情况。
佩戴头戴式耳机的耳部发热主要原因有两个，一是耳套海绵长时间捂住耳朵后，人耳自身散发的热量无法及时排出；二是耳机内部的扬声器单元在工作时，由于“电→声”转换的效率只有约5％，绝大部分能量都变成了热量辐射在耳罩空间内。
目前头戴式耳机的散热基本为依靠高透气耳套海绵和镂空式耳罩等措施来改善，但这些措施都以加强耳罩内外空气对流为基础，在散热的同时，也降低了头戴式耳机的被动隔噪能力，使得使用者容易受到外界干扰。
因此，针对上述问题，有必要提出进一步地解决方案。
技术实现要素：
本发明旨在提供一种头戴式耳机的液冷散热装置以及高散热头戴式耳机，以克服现有技术中存在的不足。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种头戴式耳机的液冷散热装置，头戴式耳机包括耳罩和设置在耳罩内部的扬声器，头戴式耳机的液冷散热装置包括外壳和设置在外壳内的导热介质；
所述外壳为倒j形，所述外壳内部沿其长度方向设置有用于容纳所述导热介质的流动腔，所述流动腔包括与所述外壳形状相适应的垂直部一和弯曲部一，所述垂直部一用于紧贴扬声器磁罩的发热面设置，并且所述垂直部一在耳机头戴时与水平面垂直，至少部分所述弯曲部一用于穿过所述耳罩伸向外部；
所述导热介质设置于所述流动腔内，并能够在其内通过温度变化形成循环流动。
本发明的一个较佳实施例中，所述流动腔为回形环路。
本发明的一个较佳实施例中，所述外壳包括垂直部二和弯曲部二，所述垂直部一设置于所述垂直部二内，所述弯曲部一设置于所述弯曲部二内，所述垂直部二用于与扬声器磁罩的发热面连接，至少部分所述弯曲部二用于穿过所述耳罩与外部接触。
本发明的一个较佳实施例中，所述外壳的导热率大于350w/(m·k)。
本发明的一个较佳实施例中，所述外壳的材质为铜锌合金。
本发明的一个较佳实施例中，所述外壳的表面喷涂有石墨烯纳米材料。
本发明的一个较佳实施例中，所述弯曲部二穿过所述耳罩与外部接触的部分的形状与所述耳罩的外表面形状相配合。
本发明的一个较佳实施例中，所述弯曲部二位于所述耳罩内部的部分的形状与所述耳罩的内表面形状相配合。
本发明的一个较佳实施例中，所述弯曲部二的形状与所述耳罩的表面形状相配合。
本发明的一个较佳实施例中，所述回形环路的单个通道截面积为(2-3)mm*(1.5-2.5)mm。
本发明的一个较佳实施例中，所述回形环路的单个通道截面积为2.5mm*2mm。
本发明还提供了一种高散热头戴式耳机，包括以上任意所述的头戴式耳机的液冷散热装置。
本发明的一个较佳实施例中，所述外壳的垂直部二与扬声器磁罩的发热面通过导热硅胶粘连。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过倒j形外壳形成近乎垂直的流动腔，从而实现导热介质的循环散热，并且能够贴合耳罩形状伸出耳罩，装置结构紧凑简单，使耳机具有“内→外”的循环散热系统，将扬声器单元工作所产生的热量传导到耳罩外部，在一定程度上缓解头戴式耳机佩戴时的发热情况；同时，纯物理的液冷散热不会产生电磁噪声等影响耳机性能，也未形成空气对流，从而不会影响耳机被动降噪能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明的剖视结构示意图；
图3为本发明与扬声器连接的结构示意图；
图4为本发明与耳机连接的剖视结构示意图。
具体地，100、外壳；110、垂直部二；120、弯曲部二；101、外壳体；102、隔板；
200、回形环路；210、垂直部一；220、弯曲部一；
300、耳罩；400、发热面。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1至图4所示，一种头戴式耳机的液冷散热装置，包括外壳100和设置在外壳100内的导热介质，适用于具有耳罩300和设置在耳罩300内部的扬声器的头戴式耳机。
具体地，如图2和图4所示，外壳100为倒j形，外壳100内部沿其长度方向设置有用于容纳导热介质的流动腔200。流动腔200可以为单路径，更为优选为回形环路，以形成更好的热交换，以下以回形环路为例说明。回形环路200包括与外壳100形状相适应的垂直部一210和弯曲部一220。垂直部一210用于紧贴扬声器磁罩的发热面400设置，以吸收热量。垂直部一210在耳机头戴时与水平面垂直，从而形成高度差，以实现导热介质对流，该垂直指基本垂直，包括由于制造工艺造成的误差，以及头戴产生的误差，并且不规则的“j形”，比常规的“一字型”具备更加复杂的对流环境，其多段势能差会引起更活跃的对流运动，从而提高散热效率。导热介质设置于回形环路200内，并能够在其内通过温度变化形成循环流动，即导热介质受热后由垂直部一210向弯曲部一220流动，冷却后，再由弯曲部一220向垂直部一210流动，从而形成循环流动，将扬声器的工作热量通过导热介质扩大散热面积，加快散热，同时纯物理的液冷散热，不会产生电磁噪声等影响耳机性能，也未形成空气对流，从而不会影响耳机被动降噪能力。
导热介质可以采用受热膨胀液体，低温高密度液体在重力作用下往下渗透，把高温低密度液体从下方挤压上去，从而实现冷热对流。导热介质可以采用但不限于加入了氮化铝粉的硅油，从而在保证液体流动性的同时，还具备优良的导热性。
优选至少部分弯曲部一220穿过耳罩300伸向外部，即导热介质延伸至耳机外部，使耳机具有“内→外”的循环散热系统，将扬声器单元工作所产生的热量传导到耳罩300外部，通过外部相对温度较低的空气进一步提高散热速率，在一定程度上缓解头戴式耳机佩戴时的发热情况。弯曲部一220外露面积优选在150-250mm2，进一步优选为200mm2，可将弯曲部一220近似看为矩形，设置宽8mm、长25mm，该设置与常规耳机的耳罩300弧度相适应，工艺难度较低，安装后能够贴合耳罩300，美观度高，同时，适于导热介质顺畅地在耳机内部和耳机外部对流，提高散热效果。弯曲部一220外露部分水平高度需高于扬声器发热面400，以实现对流。
如图1和图4所示，外壳100具体包括垂直部二110和弯曲部二120，垂直部一210设置于垂直部二110内，弯曲部一220设置于弯曲部二120内，垂直部二110用于与扬声器磁罩的发热面400连接(如图3所示)，至少部分弯曲部二120用于穿过耳罩300与外部接触(如图4所示，a部分为露出耳罩300的部分)。垂直部二110和弯曲部二120优选一体成型，从而提高回形环路200的密封性。如图2所示，垂直部二110和弯曲部二120均包括外壳体101，外壳体101内部形成空腔，空腔内沿其长度方向设置有隔板102，优选地，外壳体101和隔板102的厚度均为0.8-1.2mm，以提供较好的散热效果，进一步优选地厚度为1mm。隔板102的一端与外壳体101的端头之间有间隙，从而将空腔分为连通的两通道，垂直部二110的空腔和弯曲部二120的空腔贯通，并且对应通道连通，从而形成了回形环路。回形环路200的单个通道截面积优选为(2-3)mm*(1.5-2.5)mm。
在一具体实施例中，倒j形外壳100宽度为7mm，外壳体101和隔板102的厚度均为1mm，回形环路200的单个通道截面积为2.5mm*2mm。
优选地，外壳100的导热率大于350w/(m·k)，从而提高散热速率。
外壳100的材质优选为铜锌合金。进一步地，外壳100的表面喷涂有石墨烯纳米材料。石墨烯纳米材料需要覆盖整个外壳100的外部，涂层厚度在18～32μm之间。该喷涂方式优选采用超声波喷涂，从而提高涂层的均匀度，降低涂层厚度，喷涂工艺精度更高。
如图4所示，在本发明的一个较佳实施例中，弯曲部二120穿过耳罩300与外部接触的部分的形状与耳罩300的外表面形状相配合，即使得两者能够贴合。同样地，弯曲部二120位于耳罩300内部的部分的形状与耳罩300的内表面形状也相配合，即两者也可以贴合设置。同样地，弯曲部二120的形状与耳罩300的表面形状相配合，即内外部分与耳罩300的对应表面贴合，从而加强本装置与耳机结合的稳定性，以及耳机整体结构的紧凑，并能够通过耳机壳体进行散热，同时，形成更加复杂的对流环境，更多的势能差，进而提高散热效率。
本发明还提供了一种高散热头戴式耳机，包括以上任意的头戴式耳机的液冷散热装置，从而得到较好的散热效果，提高佩戴舒适性。
其中，外壳100的垂直部二110与扬声器磁罩的发热面400优选通过导热硅胶粘连。导热硅胶具有高粘接性和超强的导热效果，能够将液冷散热装置与发热面400稳定连接，填补扬声器发热面400跟液冷散热装置之间的间隙，同时利于将扬声器工作热量充分导向液冷散热装置，提高散热效果。导热硅胶的胶层厚度优选为0.1～0.5mm。为保证胶层厚度的准确性，可采用带有机械臂的全自动打胶机来进行工艺操作，其打胶位置如图3箭头b所示。
综上所述，本发明通过倒j形外壳形成近乎垂直的流动腔，从而实现导热介质的循环散热，并且能够贴合耳罩形状伸出耳罩，装置结构紧凑简单，使耳机具有“内→外”的循环散热系统，将扬声器单元工作所产生的热量传导到耳罩外部，在一定程度上缓解头戴式耳机佩戴时的发热情况；同时，纯物理的液冷散热不会产生电磁噪声等影响耳机性能，也未形成空气对流，从而不会影响耳机被动降噪能力。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
1.一种头戴式耳机的液冷散热装置，头戴式耳机包括耳罩和设置在耳罩内部的扬声器，其特征在于，头戴式耳机的液冷散热装置包括外壳和设置在外壳内的导热介质；
所述外壳为倒j形，所述外壳内部沿其长度方向设置有用于容纳所述导热介质的流动腔，所述流动腔包括与所述外壳形状相适应的垂直部一和弯曲部一，所述垂直部一用于紧贴扬声器磁罩的发热面设置，并且所述垂直部一在耳机头戴时与水平面垂直，至少部分所述弯曲部一用于穿过所述耳罩伸向外部；
所述导热介质设置于所述流动腔内，并能够在其内通过温度变化形成循环流动。
2.根据权利要求1所述的头戴式耳机的液冷散热装置，其特征在于，所述流动腔为回形环路。
3.根据权利要求1所述的头戴式耳机的液冷散热装置，其特征在于，所述外壳包括垂直部二和弯曲部二，所述垂直部一设置于所述垂直部二内，所述弯曲部一设置于所述弯曲部二内，所述垂直部二用于与扬声器磁罩的发热面连接，至少部分所述弯曲部二用于穿过所述耳罩与外部接触。
4.根据权利要求1所述的头戴式耳机的液冷散热装置，其特征在于，所述外壳的导热率大于350w/(m·k)。
5.根据权利要求1所述的头戴式耳机的液冷散热装置，其特征在于，所述外壳的材质为铜锌合金。
6.根据权利要求1所述的头戴式耳机的液冷散热装置，其特征在于，所述外壳的表面喷涂有石墨烯纳米材料。
7.根据权利要求3所述的头戴式耳机的液冷散热装置，其特征在于，所述弯曲部二穿过所述耳罩与外部接触的部分的形状与所述耳罩的外表面形状相配合。
8.根据权利要求3所述的头戴式耳机的液冷散热装置，其特征在于，所述弯曲部二位于所述耳罩内部的部分的形状与所述耳罩的内表面形状相配合。
9.一种高散热头戴式耳机，其特征在于，包括如权利要求1-8任一所述的头戴式耳机的液冷散热装置。
10.根据权利要求9所述的高散热头戴式耳机，其特征在于，所述外壳的垂直部二与扬声器磁罩的发热面通过导热硅胶粘连。
技术总结