CN111867325A - 基于电磁振动与蒸发冷却的电子元件散热系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于电磁振动与蒸发冷却的电子元件散热系统与方法，散热系统包括散热模块、燃料电池、燃料罐、逆变器和两个电磁振荡器；散热模块包含壳体、分流管以及第一至第二网格栅。本发明采用燃料电池供电，驱动两个电磁振荡器带动壳体内的磁性颗粒振荡，同时燃料电池产生的水导入至壳体贴在电子元件的侧壁内壁的蒸发层，通过蒸发将热量散入壳体空气中、同时加强对流散热，使得散热效果更明显，在基站内部功率较大时能够有效将热量有效散出。

Description

基于电磁振动与蒸发冷却的电子元件散热系统与方法

技术领域

本发明涉及高效散热技术领域，尤其涉及一种基于电磁振动与蒸发冷却的电子元件散热系统与方法。

背景技术

随着电子信息事业的快速发展，各类电子产品的数量迅猛增加。但是部分电子元件耗能大，产生热量高，若不能有效地将热量散走则会损坏电子元件，从而使整个产品失效，现有统计表明，温度占电子设备故障原因的一半以上。例如室外通讯基站的狭隘空间使得内部热量难以有效散发，部分高功率电子元件能在短时间产生较大的热量。若不能及时散走这部分热量，那么电子元件将在高温下工作，从而损坏电子元件，缩短它的寿命。

现阶段散热方式主要包括用风扇驱动的强制对流散热和仅仅依靠空气浮升力的自然对流散热。因为风扇寿命较短，一旦风扇故障则会传热恶化，电子元件将会迅速损坏，所以应用较少。自然对流散热的对流换热系数很小，当基站内部功率较大时难以将热量有效散出。

此外，许多电子设备需要分布在各个地区，部分地方不方便使用电网供电，且从电网接线需要较大的成本，因此许多独立的电子设备需要其单独的电源供电。若使用蓄电池，则电量密度不高，需要认为长期更换蓄电池。因此可采用与燃料电池的结合，利用燃料罐储存能量，由于燃料的高储能量能供应电子设备运行相当长的时间。

蒸发散热是指利用水的相变潜热，吸收热端的热量，通过相变蒸发的形式将热量带走，从而达到降温的目的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种基于电磁振动与蒸发冷却的电子元件散热系统与方法。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案

基于电磁振动与蒸发冷却的电子元件散热系统，包括散热模块、燃料电池、燃料罐、逆变器、以及第一至第二电磁振荡器；

所述散热模块包含壳体、分流管以及第一至第二网格栅；

所述壳体为两端开口的空心棱柱，采用导热材质制成；壳体的一个侧面A贴在需要降温的电子元件上；壳体内设有若干第一磁性颗粒和若干第二磁性颗粒，所述第一磁性颗粒的粒径小于第二磁性颗粒的粒径，且第二磁性颗粒上均设有扇叶、和扇叶的根部固连；

所述第一网格栅、第二网格栅分别设置在所述壳体的两端，且第一网格栅、第二网格栅的孔径小于第一磁性颗粒的粒径；

所述壳体侧面A的内壁上设有蒸发层，所述蒸发层采用亲水导热材质制成；

所述分流管为两端封闭的管道，一侧设有一个进水孔，另一侧沿分流管长度方向均匀设有若干出水孔；所述分流管固定在壳体内，且其上出水孔均和所述蒸发层接触，进水孔则通过管道和所述燃料电池的阳极出口水相连；

所述燃料电池的阳极入口、阴极出口均和外界联通，分别用于吸入空气、排出废气；燃料电池的阴极入口通过管道和所述燃料罐相连；

所述燃料电池的输出端和所述逆变器输入端电气相连；所述逆变器的输出端分别和所述第一电磁振荡器、第二电磁振荡器电气相连；

所述第一电磁振荡器、第二电磁振荡器分别设置在所述壳体侧面A的两侧，用于驱动第一磁性颗粒和第二磁性颗粒振荡，带动空气的流通，将热量散发到外界环境中。

作为本发明一种基于电磁振动与蒸发冷却的电子元件散热系统进一步的优化方案，所述扇叶采用轻质塑料制成。

作为本发明一种基于电磁振动与蒸发冷却的电子元件散热系统进一步的优化方案，所述燃料罐与燃料电池的之间的管道上阀门，以控制燃料的输送速率。

作为本发明一种基于电磁振动与蒸发冷却的电子元件散热系统进一步的优化方案，所述分流管和燃料电池之间的管道采用导热材料制成，且该管道的外壁上均匀设有若干环形肋片以增强散热。

作为本发明一种基于电磁振动与蒸发冷却的电子元件散热系统进一步的优化方案，还包含蓄电池和温度传感器，所述蓄电池的输入端和所述逆变器的输出端电气相连，蓄电池的输出端和所述温度传感器电气相连；所述温度传感器设置在需要降温的电子元件上。

作为本发明一种基于电磁振动与蒸发冷却的电子元件散热系统进一步的优化方案，所述壳体的两端还分别设有第一防尘罩、第二防尘罩，用于在气体能够穿过壳体两端的同时进行防尘。

本发明还公开了一种该基于电磁振动与蒸发冷却的电子元件散热系统的散热方法，包括以下过程：

水在燃料电池中产生后流入分流管，再渗入壳体侧面A上的蒸发层中，由于壳体侧面A在需要降温的电子元件上受热，使得蒸发层吸收的水蒸发，将热量带入壳体内的空气中；

燃料电池中产生直流电并通过逆变器转化为交流电供给第一电磁振荡器和第二电池振荡器，带动第一磁性颗粒和第二磁性颗粒振荡，其中，第二磁性颗粒由于粒径大于第一磁性颗粒的粒径，收到的磁力更大，带动其上的扇叶上下翻转拍打第一磁性颗粒使运动更为剧烈，一方面使得热量在空气中扩散更迅速，另一方面带动空气流通、形成气流，使得壳体内带有热量的空气排出至壳体外。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

本发明通过第一、第二电磁振荡器带动第一磁性颗粒和第二磁性颗粒振荡，第二磁性颗粒上的扇叶上下翻转拍打第一磁性颗粒使空气快速流通，加强了对流散热以及蒸发的作用效果；燃料电池中产生的直流电通过逆变器转化为交流电供给第一、第二电磁振荡器，产生的水则导入蒸发层用于蒸发散热，在基站内部功率较大时能够有效将热量有效散出。

附图说明

图1是本专利的系统示意图；

图中，1-第一防尘罩，2-第一电磁振荡器，3-散热模块，4-第一磁性颗粒，5-第二网格栅，6-蒸发层，7-分流管，8-第二防尘罩，9-逆变器，10-分流管和燃料电池之间的管道，11-环形肋片，12-燃料电池的输出端，13-燃料电池，14-阀门，15-燃料电池和燃料罐之间的管道，16-燃料罐，17-蓄电池，18-温度传感器，19-第二磁性颗粒，20-扇叶。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

本发明可以以许多不同的形式实现，而不应当认为限于这里所述的实施例。相反，提供这些实施例以便使本公开透彻且完整，并且将向本领域技术人员充分表达本发明的范围。在附图中，为了清楚起见放大了组件。

如图1所示，本发明公开了一种基于电磁振动与蒸发冷却的电子元件散热系统，包括散热模块、燃料电池、燃料罐、逆变器、第一至第二电磁振荡器、蓄电池和温度传感器；

所述散热模块包含壳体、分流管以及第一至第二网格栅；

所述壳体为两端开口的空心棱柱，采用导热材质制成；壳体的一个侧面A贴在需要降温的电子元件上；壳体内设有若干第一磁性颗粒和若干第二磁性颗粒，所述第一磁性颗粒的粒径小于第二磁性颗粒的粒径，且第二磁性颗粒上均设有扇叶、和扇叶的根部固连；所述扇叶采用轻质塑料制成；

所述第一网格栅、第二网格栅分别设置在所述壳体的两端，且第一网格栅、第二网格栅的孔径小于第一磁性颗粒的粒径；

所述壳体侧面A的内壁上设有蒸发层，所述蒸发层采用亲水导热材质制成；

所述分流管为两端封闭的管道，一侧设有一个进水孔，另一侧沿分流管长度方向均匀设有若干出水孔；所述分流管固定在壳体内，且其上出水孔均和所述蒸发层接触，进水孔则通过管道和所述燃料电池的阳极出口水相连；

所述燃料电池的阳极入口、阴极出口均和外界联通，分别用于吸入空气、排出废气；燃料电池的阴极入口通过管道和所述燃料罐相连；

所述燃料电池的输出端和所述逆变器输入端电气相连；所述逆变器的输出端分别和所述第一电磁振荡器、第二电磁振荡器、蓄电池的输入端电气相连；所述蓄电池的输出端和所述温度传感器电气相连；所述温度传感器设置在需要降温的电子元件上；

所述第一电磁振荡器、第二电磁振荡器分别设置在所述壳体侧面A的两侧，用于驱动第一磁性颗粒和第二磁性颗粒振荡，带动空气的流通，将热量散发到外界环境中。

所述燃料罐与燃料电池的之间的管道上阀门，以控制燃料的输送速率。

所述分流管和燃料电池之间的管道采用导热材料制成，且该管道的外壁上均匀设有若干环形肋片以增强散热。

所述壳体的两端还分别设有第一防尘罩、第二防尘罩，用于在气体能够穿过壳体两端的同时进行防尘。

本发明还公开了一种该基于电磁振动与蒸发冷却的电子元件散热系统的散热方法，包括以下过程：

水在燃料电池中产生后流入分流管，再渗入壳体侧面A上的蒸发层中，由于壳体侧面A在需要降温的电子元件上受热，使得蒸发层吸收的水蒸发，将热量带入壳体内的空气中；

燃料电池中产生直流电并通过逆变器转化为交流电供给第一电磁振荡器和第二电池振荡器，带动第一磁性颗粒和第二磁性颗粒振荡，其中，第二磁性颗粒由于粒径大于第一磁性颗粒的粒径，收到的磁力更大，带动其上的扇叶上下翻转拍打第一磁性颗粒使运动更为剧烈，一方面使得热量在空气中扩散更迅速，另一方面带动空气流通、形成气流，使得壳体内带有热量的空气排出至壳体外。

设置了温度传感器之后，就能够实时知道需要降温的电子元件的温度，进而可以采用控制模块来控制燃料电池和燃料罐之间管道上的阀门，当电子元件温度超过一定值时打开阀门，使燃料电池运行，从而带动电磁振荡器运行，加快空气流通，加强蒸发冷却效果同时还能给蓄电池供电，否则就关闭阀门。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.基于电磁振动与蒸发冷却的电子元件散热系统，其特征在于，包括散热模块、燃料电池、燃料罐、逆变器、以及第一至第二电磁振荡器；

所述散热模块包含壳体、分流管以及第一至第二网格栅；

所述壳体为两端开口的空心棱柱，采用导热材质制成；壳体的一个侧面A贴在需要降温的电子元件上；壳体内设有若干第一磁性颗粒和若干第二磁性颗粒，所述第一磁性颗粒的粒径小于第二磁性颗粒的粒径，且第二磁性颗粒上均设有扇叶、和扇叶的根部固连；

所述第一网格栅、第二网格栅分别设置在所述壳体的两端，且第一网格栅、第二网格栅的孔径小于第一磁性颗粒的粒径；

所述壳体侧面A的内壁上设有蒸发层，所述蒸发层采用亲水导热材质制成；

所述分流管为两端封闭的管道，一侧设有一个进水孔，另一侧沿分流管长度方向均匀设有若干出水孔；所述分流管固定在壳体内，且其上出水孔均和所述蒸发层接触，进水孔则通过管道和所述燃料电池的阳极出口水相连；

所述燃料电池的阳极入口、阴极出口均和外界联通，分别用于吸入空气、排出废气；燃料电池的阴极入口通过管道和所述燃料罐相连；

所述燃料电池的输出端和所述逆变器输入端电气相连；所述逆变器的输出端分别和所述第一电磁振荡器、第二电磁振荡器电气相连；

所述第一电磁振荡器、第二电磁振荡器分别设置在所述壳体侧面A的两侧，用于驱动第一磁性颗粒和第二磁性颗粒振荡，带动空气的流通，将热量散发到外界环境中。

2.根据权利要求1所述的基于电磁振动与蒸发冷却的电子元件散热系统，其特征在于，所述扇叶采用轻质塑料制成。

3.根据权利要求1所述的基于电磁振动与蒸发冷却的电子元件散热系统，其特征在于，所述燃料罐与燃料电池的之间的管道上阀门，以控制燃料的输送速率。

4.根据权利要求1所述的基于电磁振动与蒸发冷却的电子元件散热系统，其特征在于，所述分流管和燃料电池之间的管道采用导热材料制成，且该管道的外壁上均匀设有若干环形肋片以增强散热。

5.根据权利要求1所述的基于电磁振动与蒸发冷却的电子元件散热系统，其特征在于，还包含蓄电池和温度传感器，所述蓄电池的输入端和所述逆变器的输出端电气相连，蓄电池的输出端和所述温度传感器电气相连；所述温度传感器设置在需要降温的电子元件上。

6.根据权利要求1所述的基于电磁振动与蒸发冷却的电子元件散热系统，其特征在于，所述壳体的两端还分别设有第一防尘罩、第二防尘罩，用于在气体能够穿过壳体两端的同时进行防尘。

7. 基于权利要求1所述的基于电磁振动与蒸发冷却的电子元件散热系统的散热方法，其特征在于，包括以下过程：

水在燃料电池中产生后流入分流管，再渗入壳体侧面A上的蒸发层中，由于壳体侧面A在需要降温的电子元件上受热，使得蒸发层吸收的水蒸发，将热量带入壳体内的空气中；

燃料电池中产生直流电并通过逆变器转化为交流电供给第一电磁振荡器和第二电池振荡器，带动第一磁性颗粒和第二磁性颗粒振荡，其中，第二磁性颗粒由于粒径大于第一磁性颗粒的粒径，收到的磁力更大，带动其上的扇叶上下翻转拍打第一磁性颗粒使运动更为剧烈，一方面使得热量在空气中扩散更迅速，另一方面带动空气流通、形成气流，使得壳体内带有热量的空气排出至壳体外。

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