一种基于离子风强化技术的蒸发散热装置的制作方法

1.本实用新型属于电子器件散热领域，具体为一种可满足较高热流密度散热要求的离子风强化装置。


背景技术：

2.随着相关技术的不断发展，电子设备的结构尺寸不断缩小致使功率密度的增加，功率密度的增加又导致其产生的热流密度越来越高。而现有的散热技术如风冷，其散热效率不高，并且伴随着机械运动产生的噪音；液冷则由于其装置体积较大、安装复杂的缺点难以满足电子元件高集成度、小型化方向发展的需求。因此，电子器件对于创新、先进的散热技术的需求愈发紧迫。
3.过往针对电子器件的冷却，不少研究者采取了“等离子风”的冷却技术，然而许多等离子风发生装置都具有结构复杂、制作成本高的缺点，这些都不利于电子器件的集成。而本设计针对风冷与液冷存在的不足，立足于创新性的将风冷与液冷结合在一起的装置，利用等离子风加快液体的蒸发从而提升整体的冷却效率，同时其体积小，整体为圆柱规则形状，具有较高的可集成性。


技术实现要素：

4.本实用新型根据现有技术的不足与缺陷，提出了一种基于离子风强化技术的蒸发散热装置，该装置采用重力及蒸汽压力供液，采用热源加热与等离子风吹扫双重作用使冷却液蒸发，通过冷却液的蒸发带走大量热量从而达到冷却效果，并且设置有循环管路系统，实现冷却液的重复回收利用。
5.本实用新型所采用的技术方案如下：
6.一种基于离子风强化技术的蒸发散热装置，该散热装置包括装置外壳，在装置外壳的内部平行设置导热板和隔热板，导热板和隔热板将装置外壳内部自上外下分为冷凝室、储液室和冷却室；在导热板和隔热板之间固定装有过渡通道，且过渡通道连通冷凝室和冷却室；走液管将储液室和冷却室之间连通，将储液室内储存的冷却液滴入冷却室内；在冷却室内设置有发射电极，发射电极环绕走液管阵列分布；在装置外壳的底部设置接收电极，接收电极接地，且在接收电极的底部设置热源。
7.进一步，在冷凝室的顶部即装置外壳的内顶部设置有冷凝导流体，冷凝导流体呈倒锥形，用于对冷凝室内的蒸汽进行冷凝后会聚。
8.进一步，导热板的上表面设置为v型，在v型的底部设置回收通道冷凝导流体以及导热板上的液滴通过回收通道被收集。
9.进一步，导热板上表面为超疏水结构。
10.进一步，在隔热板的底部固定装有电路板，在电路板上还固定设置有发射电极；
11.进一步，发射电极采用紫铜圆柱，且发射电极连接高压电源接口。
12.本实用新型的有益效果：
13.1)利用等离子风加速热源接触面上冷却液的蒸发，不单以液冷或者风冷进行冷却，结合两种冷却方式的优点，大大的提高了换热效率；
14.2)通过加热蒸发产生的蒸汽压力及重力进行自动补液，可通过调整注入液体时液面的高度调整冷却效果，实现无需补液装置的自动循环；
15.3)通过建立冷却液的循环系统，实现了冷却液的回收利用循环，解决了其他冷却装置无法有效地节约冷却资源的问题。
16.4)装置体积小，可集成度高，噪音低，并且可以持续稳定工作。
附图说明
17.图1是本实用新型的一种基于离子风强化技术的蒸发散热装置示意图；
18.图2是本实用新型中的冷凝室下底板的形状及过渡通道分布示意图；
19.图3是本实用新型中的发射电极、过渡通道及线路板线路示意图；
20.图4是本实用新型的电晕离子风强化液汽转换散热装置构成的阵列组合示意图。
21.图中：1.冷却室；2.走液管；3.隔热板；4.导热板；5.冷凝导流体；6.冷凝室；7.过渡通道；8.储液室；9.电路板；10.发射电极；11.装置外壳；12.接收电极,13、回收通道；14、冷却液液膜层。
具体实施方式
22.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
23.如图1所示，本实用新型为一种基于离子风强化技术的蒸发散热装置，该散热装置包括装置外壳11，在装置外壳11的内部平行设置导热板4和隔热板3，导热板4和隔热板3将装置外壳11内部自上外下分为冷凝室6、储液室8和冷却室1。在冷凝室6的顶部即装置外壳11的内顶部设置有冷凝导流体5，冷凝导流体5呈倒锥形，用于对冷凝室6内的蒸汽进行冷凝后会聚。导热板4的上表面设置为v型，在v型的底部设置回收通道13(如图2所示)，冷凝导流体5以及导热板4上的液滴通过回收通道13被收集。
24.在导热板4和隔热板3之间固定装有过渡通道7，且过渡通道7连通冷凝室6和冷却室1。在隔热板3的底部固定装有电路板9，贯穿隔热板3和电路板9设置走液管2，走液管2将储液室8和冷却室1之间连通，将储液室8内储存的冷却液滴入冷却室1内。如图3所示，在电路板9上还固定设置有发射电极10，发射电极10环绕走液管2阵列分布。发射电极10连接高压电源接口，用于产生离子风；在装置外壳11的底部设置接收电极12，接收电极12接地，且在接收电极12的底部设置热源。冷却室的底部有由走液管2流下的冷却液液膜层14，该液膜层受到离子风及底部热源的作用后快速蒸发形成大量热蒸汽，热蒸汽通过过渡通道7后到达冷凝室6，部分蒸汽在冷凝室6内凝结后顺着回收通道13回到储液罐中，剩余的气体随着时间的累积不断增加，挤压储液罐中的冷却液，使其加速流入冷却室6中，形成一个循环。
25.过渡通道7则均匀分布在导热板4内侧面四周，导热板4上表面为超疏水结构，而导热板4的中心则是通往储液室的回收通道13，该设计使得冷凝水在下底面上冷凝时也能够快速汇聚到导热板4中心，从而回到储液室8。
26.如图3所示，为本实用新型中的发射电极10、过渡通道7及电路板9的线路示意图，4根紫铜圆柱电极均匀分布在圆形电路板9的四周，并且与过渡通道7在同一直线上，彼此之间由一根圆形的导线与高压电源接口连接起来。此外，电路板9的外部材质为绝缘材料，一方面屏蔽导电线路产生电场的干扰，另一方面可以有效的保护其内部的导线。通电时，紫铜针电极与平板接地电极之间产生强电场，在强电场的作用下，针电极附近的空气被电离成带点粒子，带电粒子在电场的作用下向接地电极运动，对周围流体流动产生强烈的扰动，从而产生了上述的粒子风。
27.如图4所示，为本实用新型的电晕离子风强化液汽转换散热装置构成的阵列组合示意图，由于其空间占地小、结构简单，因而对于大面积散热或者多热源点散热时可以进行阵列组合，从而达到更好的散热效果。
28.冷却液为低沸点的混合溶液，选用时可以根据所需散热需求及效果进行组合，例如在散热量需求较大，热源温度较高时，可以增加乙醇等液体含量的比例，从而提高冷却液的临界换热量，达到更高的换热极值。
29.过渡通道7与储液室8直接接触，而该装置需要热蒸汽在冷凝室中冷凝，因此，为了避免蒸汽在过渡通道内大量冷凝，需要其材料导热系数较低。
30.储液室8的上底部为导热板4，由导热系数高的材料制成，其作用为帮助进入冷凝室6的高温蒸汽快速冷凝，而储液室8的下底部为隔热板3，防止高温蒸汽在冷却室1的下底部大量凝结。
31.冷却液通过收集和循环，可实现重复利用，达到了节省资源的效果。
32.装置外壳11采用隔热材料，从而避免横向热量的散失。
33.以上实施例仅用于说明本实用新型的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，本实用新型的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本实用新型所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本实用新型的保护范围之内。