CN105228421B - 一种用于电子设备的微雾冷却装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电子设备的微雾冷却装置，包括水箱、文丘里管、第一微动泵、第二微动泵、雾化冷却腔室、微型雾化盘、气相工质回流管和液相工质回流管，所述的微型雾化盘安装在雾化冷却腔室内，所述的雾化冷却腔室内还安装有高温电子元件，所述的水箱通过第二微动泵与微型雾化盘相连，所述雾化冷却腔室的顶部通过气相工质回流管与文丘里管相连，所述的文丘里管通过连接管路与水箱的顶部相连通，所述的水箱与文丘里管之间还设置有第一微动泵，所述雾化冷却腔室的底部设置有接水盘，所述的接水盘通过液相工质回流管与水箱的底部相连通。本设计通过调节微动泵速度来调节微雾形成数量，从而改变微雾冷却腔室内吸热量，使得系统换热能力柔性可调。

Description

一种用于电子设备的微雾冷却装置
技术领域
本发明涉及微雾冷却领域，特别是一种用于电子设备的微雾冷却装置。
背景技术
电子元件的微型化和集成化已成为现代电子技术的主要发展方向，但由于散热大、能耗高引起电子元件工作过程中温度过高的问题日益突出，研究表明当电子元件表面温度高于100℃时，失效率明显增大，引起封装开裂、氧化膜开裂、内部分层、基板变形、侵蚀、界面失效等失效缺陷。
30～75℃是较为理想的元件表面温度，然而对于一些服务器和超级电脑处理器中热流密度超过75W/cm2(半导体激光器中甚至高达500W/cm2)的电子元件而言，通过自然冷却、强迫风冷、直接液体冷却等传统电子元件冷却降温方式(冷却能力低于2.0W/cm2)已远不能满足温度要求。喷雾冷却是相变冷却方法的一种，具有冷却均匀、散热功率高、无沸腾后效应、系统结构简单等优点，是目前最有效和最具前景的新型冷却方式。
目前电子元件微雾冷却系统主要存在两种形式：开式系统和闭式系统。开式系统工质雾化蒸发完成对电子元件的散热后直接排出，这造成了较大的资源浪费，且不利于系统的安装、维护和管理，局限性大；闭式系统对整个系统的密封性要求高，系统更为复杂，生产成本高。同时目前的微雾冷却主要通过增压泵提高工质压力，利用高压喷嘴制造微雾，这对整个系统的防滴漏和稳定性能提出了较大要求，限制了微雾冷却技术在电子元件散热冷却设备中的应用。另外，还存在一种机械振动诱发雾化的微雾冷却装置，但这种装置雾化腔内部零件寿命低，随着工作时间的延长需要频繁更换零件，影响了装置的使用性能。
发明内容
本发明的技术目的是通过调节微动泵速度来调节微雾形成数量，从而改变微雾冷却腔室内吸热量，使得系统换热能力柔性可调；提供一种用于电子设备的微雾冷却装置。
为解决上述的技术问题，本发明的结构包括水箱、文丘里管、第一微动泵、第二微动泵、雾化冷却腔室、微型雾化盘、气相工质回流管和液相工质回流管，所述的微型雾化盘安装在雾化冷却腔室内，所述的雾化冷却腔室内还安装有高温电子元件，所述的水箱通过第二微动泵与微型雾化盘相连，所述雾化冷却腔室的顶部通过气相工质回流管与文丘里管相连，所述的文丘里管通过连接管路与水箱的顶部相连通，所述的水箱与文丘里管之间还设置有第一微动泵，所述雾化冷却腔室的底部设置有接水盘，所述的接水盘通过液相工质回流管与水箱的底部相连通。
进一步：所述的液相工质回流管上安装有液相冷却器，所述的文丘里管与水箱之间的连接管路上安装有气液相冷凝器。
又进一步：所述水箱的顶部连接有水箱敞口式通风管，所述的雾化冷却腔室的顶部连接有雾化腔敞口式通风管。
又进一步：所述的微型雾化盘上设置有强化雾滴形成的表面纹路和促进微雾冷却腔内部湍流场形成的盘体结构。
又进一步：所述高温电子元件的表面涂敷有绝缘的热表面材料。
再进一步：所述的水箱内设置有液位传感器和温度传感器。
采用上述结构后，本发明可用于电子设备的微雾冷却，该系统通过工质相变吸收高温元件热量，使元件保持较低温度，并能通过调节微动泵速度来调节微雾形成数量，从而改变微雾冷却腔室内吸热量，使得系统换热能力柔性可调；并且能够通过微型雾化盘能较大程度上简化由于高压喷雾形式带来的系统结构的复杂性，且避免了喷嘴引起的堵塞问题，在减小系统制造难度的同时提高了系统稳定性。所述装置整体上体积较小，制造简易，维护方便，节能环保，属于一种半封闭式工质循环模式下的电子设备微雾冷却装置。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示的一种用于电子设备的微雾冷却装置，包括水箱1、文丘里管3、第一微动泵5、第二微动泵11、雾化冷却腔室12、微型雾化盘6、气相工质回流管13和液相工质回流管14，所述的微型雾化盘6安装在雾化冷却腔室12内，所述的雾化冷却腔室12内还安装有高温电子元件7，所述的水箱1通过第二微动泵11与微型雾化盘6相连，所述雾化冷却腔室12的顶部通过气相工质回流管13与文丘里管3相连，所述的文丘里管3通过连接管路与水箱1的顶部相连通，所述的水箱1与文丘里管3之间还设置有第一微动泵5，所述雾化冷却腔室12的底部设置有接水盘8，所述的接水盘8通过液相工质回流管14与水箱1的底部相连通，所述的液相工质回流管14上安装有液相冷却器10，所述的文丘里管3与水箱1之间的连接管路上安装有气液相冷凝器2，所述水箱1的顶部连接有水箱敞口式通风管4，所述的雾化冷却腔室12的顶部连接有雾化腔敞口式通风管9。工作时，启动第二微动泵11将水箱1中的工质泵入雾化冷却腔室12内，喷射至快速运转的微型雾化盘6上，形成微型雾滴充满雾化冷却腔室12内，通过蒸发冷却方式对高温电子元件进行冷却降温。未能完全蒸发的工质通过液相工质回流管14回流进入水箱1，中间经过液相冷却器10进行冷却降温；同时，在所述微型泵5通过另一连接管路将水箱1中的工质泵入文丘里管3内的同时，在文丘里管3内部形成局部负压，将雾化冷却腔室12内形成的蒸发气相工质通过气相工质回流管13吸收进入文丘里管3，与液相工质进行混合形成汽液两相混合工质，在经过气液相冷凝器2冷凝降温后，重新回流至水箱1内，完成一个工作循环。本发明可用于电子设备的微雾冷却，该系统通过工质相变吸收高温元件热量，使元件保持较低温度，并能通过调节微动泵速度来调节微雾形成数量，从而改变微雾冷却腔室内吸热量，使得系统换热能力柔性可调；并且能够通过微型雾化盘能较大程度上简化由于高压喷雾形式带来的系统结构的复杂性，且避免了喷嘴引起的堵塞问题，在减小系统制造难度的同时提高了系统稳定性。所述装置整体上体积较小，制造简易，维护方便，节能环保，属于一种半封闭式工质循环模式下的电子设备微雾冷却装置。
如图1所示的微型雾化盘6上设置有强化雾滴形成的表面纹路和促进微雾冷却腔内部湍流场形成的盘体结构，所述高温电子元件7的表面涂敷有绝缘的热表面材料。本发明通过强化雾滴形成的表面纹路和促进微雾冷却腔内部湍流场形成的盘体结构设计来提高工质的雾化效率，从而提高了微雾冷却装置的冷却速度。
如图1所示的水箱1内设置有液位传感器和温度传感器，本发明通过液位传感器和温度传感器来检测水箱1内的水的容量和温度，从而更好的完成对电子设备的冷却工作。

Claims (1)

1.一种用于电子设备的微雾冷却装置，其特征在于：包括水箱(1)、文丘里管(3)、第一微动泵(5)、第二微动泵(11)、雾化冷却腔室(12)、微型雾化盘(6)、气相工质回流管(13)和液相工质回流管(14)，所述的微型雾化盘(6)安装在雾化冷却腔室(12)内，所述的雾化冷却腔室(12)内还安装有高温电子元件(7)，所述的水箱(1)通过第二微动泵(11)与微型雾化盘(6)相连，所述雾化冷却腔室(12)的顶部通过气相工质回流管(13)与文丘里管(3)相连，所述的文丘里管(3)通过连接管路与水箱(1)的顶部相连通，所述的水箱(1)与文丘里管(3)之间还设置有第一微动泵(5)，所述雾化冷却腔室(12)的底部设置有接水盘(8)，所述的接水盘(8)通过液相工质回流管(14)与水箱(1)的底部相连通，所述的液相工质回流管(14)上安装有液相冷却器(10)，所述的文丘里管(3)与水箱(1)之间的连接管路上安装有气液相冷凝器(2)，所述水箱(1)的顶部连接有水箱敞口式通风管(4)，所述的雾化冷却腔室(12)的顶部连接有雾化腔敞口式通风管(9)，所述的微型雾化盘(6)上设置有强化雾滴形成的表面纹路和促进微雾冷却腔内部湍流场形成的盘体结构，所述高温电子元件(7)的表面涂敷有绝缘的热表面材料，所述的水箱(1)内设置有液位传感器和温度传感器。
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