CN101998804A - 离子风散热装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种离子风散热装置，电性连接一供电单元，包括一指向性流道体及一离子产生器，指向性流道体开设有一气体流道，离子产生器包含对应指向性流道体设置的一导电杆及电性连接导电杆的多个导电针，导电针周围气体离子化而产生一电晕气流，电晕气流受指向性流道体电性吸引而通过气体流道；为此，不需风扇就能提供主动式的电晕气流，简化机械构造，降低噪音、振动及消耗功率，且电晕气流的流向经导引以对应发热组件的配置方位而吹拂，有效带离发热源的热量。

Description

离子风散热装置

技术领域

本发明涉及一种散热装置，尤其涉及一种提供主动式电晕气流的离子风散热装置。

背景技术

电子组件执行运作时，如CPU、IC组件、功率晶体、电源供应器等，由于通电后内部电阻会产生热量，导致组件温度上升，若无适时将热量排出，高温会导致执行速度降低，甚至造成硬设备损坏，为了抑制电子组件运作时累积过大的热能导致温度上升，必须使用散热装置来进行散热。

常见的散热方法是在发热源上安装金属导热体，导热体上成型有散热鳍片，在金属导热体及散热鳍片之间可连接热管，热管由高纯度的无氧铜管及铜网所制成，内部填充适量的纯水或丙酮为工作流体，借由工作流体的相变化来快速导热，散热鳍片在于增加与周遭气流的热交换面积，电子组件的热量经由金属导热体及热管传导至散热鳍片，再借由温度较低的气流通过散热鳍片做热交换降低电子组件的温度，为被动式散热装置。

被动式的散热装置存在有体积大及自然对流方向限制的问题，因此另外装设吹拂散热鳍片的风扇，以强制气体对流来增强散热效率，具有良好的冷却效能。然而，风扇机构运转时会有噪音、振动、使用寿命等问题，较不适用于不耐振动的具感测组件精密电子系统中。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种离子风散热装置，简化机械构造，降低噪音、振动及消耗功率，且有效带离发热源的热量。

为了达到上述的目的，本发明提供一种离子风散热装置，电性连接一供电单元，所述供电单元具有一低压电极及一高压电极，该离子风散热装置包括：

一指向性流道体，供所述低压电极电性连接，该指向性流道体开设有一气体流道；以及

一离子产生器，设于该指向性流道体一侧且供所述高压电极电性连接，该离子产生器包含对应该指向性流道体设置的一导电杆及电性连接该导电杆的多个导电针。

本发明的功效在于，导电针接受供电单元提供的高电压后，将使导电针周围气体离子化而产生一电晕气流，电晕气流受指向性流道体电性吸引通过气体流道，不需另外装设风扇就能提供主动式的电晕气流，装置简单且没有复杂的机械构造，降低噪音、振动及消耗功率，非常适用于不耐振动的精密电子系统中，电晕气流的流向经导引以对应发热组件的配置方位而吹拂，有效带离发热源的热量。以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明的立体组合图；

图2为本发明的俯视图；

图3为本发明作用机制的俯视图。

其中，附图标记

指向性流道体 10        片体 11

气体流道 12            入风口 121

出风口 122             辅助排气口 123

离子产生器 20          导电杆 21

导电针 22              支撑架 23

嵌槽 231               接板 24

供电单元 30            低压电极 31

高压电极 32

具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容，配合图式说明如下，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

请参照图1及图2所示，本发明涉及一种离子风散热装置，电性连接一供电单元30，所述供电单元30具有一低压电极31及一高压电极32，该离子风散热装置包括一指向性流道体10及一离子产生器20。

该指向性流道体10供所述低压电极31电性连接，该指向性流道体10主要由多个片体11所组合而成，该片体11为呈“U”形状，其由导电性材质制成，任二相邻该片体11以槽口朝右方式相互连接而形成有一气体流道12，该气体流道12具有一入风口121及对应形成于该入风口121后方的一出风口122，又该片体11侧面开设有一辅助排气口123，该辅助排气口123并与该气体流道12相通。

该离子产生器20设于该指向性流道体10前方且供所述高压电极32电性连接，该离子产生器20包含对应该些片体11水平设置的一导电杆21、电性连接该导电杆21的多个导电针22、一支撑架23及一接板24，该支撑架23开设有一嵌槽231，该接板24夹挚于该嵌槽231中且供所述高压电极32电性连接，该接板24并电性连接该导电杆21的末端，该些导电针22为分别对应于该些入风口121配设，该导电针22的凸出方向为朝该气体流道12的延伸方向，但该导电针22与该入风口121不能太接近以免发生电弧短路情况该支撑架23为绝缘体。

请参照图3所示，该导电杆21及该些导电针22接受所述供电单元提供的高电压后，在任一该导电针22产生强大电场，该导电针22的自由端呈尖锐状，其尖端面积愈小则电场愈大，当电场超过周遭气体的介电强度(dielectricstrength)时，气体在强大电场的作用下，电子加速与气体分子晶点结构发生强烈碰撞，造成气体分子结构永久性的错位而解离，使气体分子变成导电的离子，且伴随着声音、辉光的产生，这种现象称为电晕放电(corona discharge)，为稳定的低温电浆放电现象，而导电针22周遭发生气体电离的区域为电晕层(corona range)，电晕层以外不发生电离的区域为单极区(unipolar region)。

当该低压电极31为负极且该高压电极32为正极时，该导电针22周遭气体分子中的电子被正极吸引而脱离气体分子，使气体分子成为正离子而往该指向性流道体10移动，移动的正离子则推动中性的气体分子而造成电晕气流(corona wind)，又称为离子风(ionic wind)；或当该低压电极31为正极且该高压电极32为负极时，该导电针22周遭气体分子中的电子被负极排斥而脱离气体分子，脱离的电子往该指向性流道体10移动并与中性的气体分子结合而形成负离子，负离子受正极吸引而推动中性的气体分子，造成电晕气流。

电子及气体离子的运动机制是受电场中的驱动力所影响，此驱动力分三种，第一种为库伦力(coulomb force)，为电荷密度与电场强度的乘积，即自由电荷受到电场牵引所产生的力，力的方向与电场和电荷极性有关，第二种为介电泳力(dielectric force)，为电场强度平方和介电常数梯度的乘积，主要是受到不均匀介电流场的影响而产生的力，第三种为电致伸缩力(electrostrictiveforce)，为流场中密度变化造成介电常数变化所产生的作用力。

若气体为空气，其介电强度约为3kV/mm，以高压电极32设定为16kV的情形，电晕层大约在距离高压电5mm以内的范围，因此该些导电针22必须距离该入风口121有5mm以上的差距，避免该些导电针22与该些片体11放电接触而导致短路；该些导电针22周围气体因离子化而产生的电晕气流，受该指向性流道体10电性吸引而自该些入风口121进入，在各气体流道12之间的该些辅助排气口123流窜，并从该些出风口122及最左、右侧的该些辅助排气口123排出；本发明可应用在有限空间的电子装置内，如笔记型计算机，离子风散热装置安装在笔记型计算机内部的一侧，且可直接装设在电路板上，或先组成模块后再锁于电路板，电晕气流经过该指向性流道体10的导引而吹向左、右及后方，有效直接对一些热源来散热，如电路板、电池、发光二极管单元、芯片等组件，又该离子产生器20可包含更多导电杆21及导电针22，以增加电晕气流的总流量来增强散热能力。

离子风散热装置的外形经过特殊设计，能够控制微尺度的离子体，避免产生火花或者电弧，具有各项优点，装置简单且没有复杂的机械构造，所需要的电流大约只有数毫安，因此消耗的功率仅数毫瓦；离子风散热装置虽为主动式的散热装置，但不需另外装设风扇，免除风扇的噪音、振动、使用寿命等问题，非常适用于精密的电子系统中。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种离子风散热装置，电性连接一供电单元，所述供电单元具有一低压电极及一高压电极，其特征在于，该离子风散热装置包括：

一指向性流道体，供所述低压电极电性连接，该指向性流道体开设有一气体流道；以及

一离子产生器，设于该指向性流道体一侧且供所述高压电极电性连接，该离子产生器包含对应该指向性流道体设置的一导电杆及电性连接该导电杆的多个导电针。

2.根据权利要求1所述的离子风散热装置，其特征在于，该指向性流道体为导电体。

3.根据权利要求2所述的离子风散热装置，其特征在于，该指向性流道体开设有与该气体流道相通的一辅助排气口。

4.根据权利要求1所述的离子风散热装置，其特征在于，该导电针的自由端呈尖锐状。

5.根据权利要求1所述的离子风散热装置，其特征在于，该导电杆为金属线。

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