CN110989810A - 一种蒸发式电子芯片风冷散热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电子芯片散热技术领域，本发明针对侧吹式风冷散热器无法在用户能容忍的噪声下同时具有小体积和高散热能力等技术问题，提出了一种蒸发式电子芯片风冷散热装置，特别是一种通过在常规侧吹式风冷散热器上增加雾化蒸发装置，通过液体雾化成微小液滴与散热鳍片接触后快速蒸发吸热使散热鳍片的温度降低，采用雾化器，常规侧吹式风冷散热器和风管联合对电子芯片进行散热的装置，它包括密封盖板，侧吹式风冷散热器，雾化器，雾化器驱动电路，主板信息接口，水箱，进水接口和风管，本发明具有体积紧凑，散热能力高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种蒸发式电子芯片风冷散热装置，特别是一种通过在常规侧吹式风冷散热器上增加雾化蒸发装置，通过液体雾化成微小液滴与散热鳍片接触后快速蒸发吸热使散热鳍片的温度降低，采用雾化器，常规侧吹式风冷散热器和风管联合对电子芯片进行散热的装置。
背景技术
现代计算机中的处理器等电子芯片包含海量晶体管。满载工作时发热量巨大，被动式散热无法快速将热量散发，从而导致电子芯片因过热而降频工作或烧毁，水冷散热具有水冷管道容易漏液使电路短路的风险，强制风冷散热的散热能力取决于风扇风量的大小，散热鳍片的面积和机箱内风道是否畅通等。对于应用广泛的侧吹式风冷散热器，体积巨大的双塔散热器的性能要优于体积较小的单塔散热器，适用于14cm直径风扇的单塔散热器的性能要优于适用于12cm直径风扇的单塔散热器，更优于适用于9cm直径风扇的单塔散热器。然而体积小巧的单塔散热器具有更好的安装兼容性，不会遮挡内存和距离处理器最近的第一个PCI Express插槽。目前市场上的侧吹式风冷散热器无法在用户能容忍的噪声下同时具有小体积和高散热能力（服务器采用的高噪声万转暴力扇除外）。
为了解决以上问题，本发明提出了一种蒸发式电子芯片风冷散热装置，通过在常规侧吹式风冷散热器上增加雾化蒸发装置，通过液体雾化成微小液滴与散热鳍片接触后快速蒸发吸热使散热鳍片的温度降低，从而保持风扇的转速下降低了电子芯片的温度或保持电子芯片的温度下降低了风扇的转速。本发明采用雾化器，常规侧吹式风冷散热器和风管联合对电子芯片进行散热。与目前市场上的风冷散热装置相比，具有体积紧凑，散热能力高等优点。
发明内容
本发明的目的是提供一种蒸发式电子芯片风冷散热装置，特别是一种通过在常规侧吹式风冷散热器上增加雾化蒸发装置，通过液体雾化成微小液滴与散热鳍片接触后快速蒸发吸热使散热鳍片的温度降低，采用雾化器，常规侧吹式风冷散热器和风管联合对电子芯片进行散热的装置。
为实现上述目的，本发明采用技术方案是：它包括密封盖板，侧吹式风冷散热器，雾化器，雾化器驱动电路，主板信息接口，水箱，进水接口和风管，密封盖板的输出端与侧吹式风冷散热器的一个输入端连接，进水接口的输出端与水箱的输入端连接，水箱的输出端与雾化器的一个输入端连接，主板信息接口的输出端与雾化器驱动电路的输入端连接，雾化器驱动电路的输出端与雾化器的另一个输入端连接，雾化器的输出端与侧吹式风冷散热器的另一个输入端连接，侧吹式风冷散热器的输出端与风管的输入端连接，主板信息接口从计算机主板获得计算机运行的各种信息，包括处理器温度和频率等，并产生相应的信号使雾化器驱动电路产生驱动信号，雾化器接受驱动信号后，从水箱吸收工作液体并将其雾化成微小液滴并向上喷射到位于雾化器上方的侧吹式风冷散热器的很多散热鳍片表面，密封盖板位于侧吹式风冷散热器的上方，用于阻挡微小液滴向计算机其他部位扩散，避免造成短路，并具有冷凝微小液滴的功能，通常计算机的主板和主板上的电子芯片侧立垂直于地平面，侧吹式风冷散热器的散热鳍片均平行于主板方向，侧吹式风冷散热器的风扇产生气流，流过散热鳍片表面，大量微小液滴的蒸发带走额外热量，气流由连接侧吹式风冷散热器和机箱后部12cm风扇位置的风管直接排出，防止湿度增加的气流使主板短路。
所述的密封盖板在计算机主板侧立垂直于地平面时位于侧吹式风冷散热器的上方，用于阻挡微小液滴向计算机其他部位扩散，避免造成短路，并具有冷凝微小液滴的功能，冷凝后的微小液滴在重力的作用下回流至雾化器，密封盖板的材料为高分子聚合物或金属或陶瓷或玻璃或碳纤维；
所述的侧吹式风冷散热器为常见的利用多根热管将热量从处理器传至多片散热鳍片，热管和散热鳍片之间采用穿鳍片或回流焊工艺连接，风扇产生气流吹过散热鳍片，将热量带离散热鳍片吹向计算机机箱的散热装置，此处不赘述；
所述的雾化器在计算机主板侧立垂直于地平面时位于侧吹式风冷散热器的下方，用于将工作液体从雾化器下方的水箱内吸出并转化成微小液滴向上喷射到位于雾化器上方的侧吹式风冷散热器的散热鳍片表面，雾化器的工作原理为常见的基于压电效应的超声式雾化器或离心式泵，对于基于压电效应的超声式雾化器，分为陶瓷雾化器和微孔雾化器两种结构：陶瓷雾化器功率较大，频率达到1.7MHz以上,原理是利用高频振动将液态水分子结构打散而瞬间分解成细小的水珠状，形成水雾；微孔雾化器功率较小，频率在千赫兹以内，由穿孔的金属片和压电片整合而成，把水从中间孔径喷洒出来，从而达到一种雾化的作用，由于侧吹式风冷散热器侧面的形状通常为长方形，雾化器包含多个喷头使工作液体均匀向上喷射；
所述的雾化器驱动电路接收主板信息接口的信号并产生驱动信号使雾化器工作，由于常见的超声式雾化器或离心式泵各有通用的驱动电路，此处原理不赘述；
所述的主板信息接口用于从计算机主板获得计算机运行的各种信息，包括处理器温度和频率等，并产生相应的信号使雾化器驱动电路产生驱动信号，主板信息接口为USB接口或台湾华硕电脑主板特有的NODE接口；
所述的水箱在计算机主板侧立垂直于地平面时位于雾化器的下方，用于存储工作液体；材料为高分子聚合物或金属或碳纤维；
所述的进水接口用于向水箱内补充工作液体；
所述的风管用于连接侧吹式风冷散热器和机箱后部12cm风扇位置，将湿度增加的气流直接排出，防止主板短路，材料为高分子聚合物或金属或碳纤维。
本发明的工作原理是这样的：在使用时，计算机主板侧立垂直于地平面固定在机箱内。侧吹式风冷散热器固定在计算机处理器上，其散热鳍片平行于计算机主板方向，垂直于地平面。侧吹式风冷散热器的上方固定有密封盖板，用于阻挡微小液滴向计算机其他部位扩散，避免造成短路，并具有冷凝微小液滴的功能，冷凝后的微小液滴在重力的作用下回流至雾化器；侧吹式风冷散热器的下方是雾化器，用于将工作液体从雾化器下方的水箱内吸出并转化成微小液滴向上喷射到位于雾化器上方的侧吹式风冷散热器的散热鳍片表面。侧吹式风冷散热器的风扇产生气流，流过散热鳍片表面，大量微小液滴的蒸发带走额外热量，气流由连接侧吹式风冷散热器和机箱后部12cm风扇位置的风管直接排出，防止湿度增加的气流使主板短路。进水接口用于向水箱内补充工作液体。风管用于连接侧吹式风冷散热器和机箱后部12cm风扇位置，将湿度增加的气流直接排出，防止主板短路。这样，本发明除了侧吹式风冷散热器本身的散热能力之外，还具有通过工作液体蒸发相变吸收热量的散热功能，因此特别适合用于增强小体积单塔侧吹式风冷散热器的散热能力或者用于电子芯片高发热情况下侧吹式风冷散热器的风扇风量不足造成散热鳍片温度偏高的情况。
本发明由于采用了上述技术方案，具有如下优点：
1、实现了小体积，高效能散热的新型风冷散热器；
2、增强了电子芯片散热能力，间接提高了电子芯片的计算性能。
附图说明
图1为本发明的结构框图；
图2为本发明的分离结构示意图；
图3为本发明的组合结构示意图；
图4为本发明的工作示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：如图1-2所示，它包括密封盖板1，侧吹式风冷散热器2，雾化器3，雾化器驱动电路4，主板信息接口5，水箱6，进水接口7和风管8，密封盖板1的输出端与侧吹式风冷散热器2的一个输入端连接，进水接口7的输出端与水箱6的输入端连接，水箱6的输出端与雾化器3的一个输入端连接，主板信息接口5的输出端与雾化器驱动电路4的输入端连接，雾化器驱动电路4的输出端与雾化器3的另一个输入端连接，雾化器3的输出端与侧吹式风冷散热器2的另一个输入端连接，侧吹式风冷散热器2的输出端与风管8的输入端连接，主板信息接口5从计算机主板获得计算机运行的各种信息，包括处理器温度和频率等，并产生相应的信号使雾化器驱动电路4产生驱动信号，雾化器3接受驱动信号后，从水箱6吸收工作液体并将其雾化成微小液滴并向上喷射到位于雾化器3上方的侧吹式风冷散热器2的很多散热鳍片表面，密封盖板1位于侧吹式风冷散热器2的上方，用于阻挡微小液滴向计算机其他部位扩散，避免造成短路，并具有冷凝微小液滴的功能，通常计算机的主板和主板上的电子芯片侧立垂直于地平面，侧吹式风冷散热器2的散热鳍片均平行于主板方向，侧吹式风冷散热器2的风扇产生气流，流过散热鳍片表面，大量微小液滴的蒸发带走额外热量，气流由连接侧吹式风冷散热器2和机箱后部12cm风扇位置的风管8直接排出，防止湿度增加的气流使主板短路。
所述的密封盖板1在计算机主板侧立垂直于地平面时位于侧吹式风冷散热器2的上方，用于阻挡微小液滴向计算机其他部位扩散，避免造成短路，并具有冷凝微小液滴的功能，冷凝后的微小液滴在重力的作用下回流至雾化器，密封盖板1的材料为高分子聚合物或金属或陶瓷或玻璃或碳纤维；
所述的侧吹式风冷散热器2为常见的利用多根热管将热量从处理器传至多片散热鳍片，热管和散热鳍片之间采用穿鳍片或回流焊工艺连接，风扇产生气流吹过散热鳍片，将热量带离散热鳍片吹向计算机机箱的散热装置，此处不赘述；
所述的雾化器3在计算机主板侧立垂直于地平面时位于侧吹式风冷散热器2的下方，用于将工作液体从雾化器3下方的水箱内吸出并转化成微小液滴向上喷射到位于雾化器3上方的侧吹式风冷散热器2的散热鳍片表面，雾化器3的工作原理为常见的基于压电效应的超声式雾化器或离心式泵，对于基于压电效应的超声式雾化器，分为陶瓷雾化器和微孔雾化器两种结构：陶瓷雾化器功率较大，频率达到1.7MHz以上,原理是利用高频振动将液态水分子结构打散而瞬间分解成细小的水珠状，形成水雾；微孔雾化器功率较小，频率在千赫兹以内，由穿孔的金属片和压电片整合而成，把水从中间孔径喷洒出来，从而达到一种雾化的作用，由于侧吹式风冷散热器2侧面的形状通常为长方形，雾化器3包含多个喷头使工作液体均匀向上喷射；
所述的雾化器驱动电路4接收主板信息接口5的信号并产生驱动信号使雾化器工作，由于常见的超声式雾化器或离心式泵各有通用的驱动电路，此处原理不赘述；
所述的主板信息接口5用于从计算机主板获得计算机运行的各种信息，包括处理器温度和频率等，并产生相应的信号使雾化器驱动电路4产生驱动信号，主板信息接口为USB接口或台湾华硕电脑主板特有的NODE接口；
所述的水箱6在计算机主板侧立垂直于地平面时位于雾化器3的下方，用于存储工作液体；材料为高分子聚合物或金属或碳纤维；
所述的进水接口7用于向水箱6内补充工作液体；
所述的风管8用于连接侧吹式风冷散热器2和机箱后部12cm风扇位置，将湿度增加的气流直接排出，防止主板短路，材料为高分子聚合物或金属或碳纤维。
本发明的工作原理是这样的：在使用时，计算机主板侧立垂直于地平面固定在机箱内。侧吹式风冷散热器2固定在计算机处理器上，其散热鳍片平行于计算机主板方向，垂直于地平面。侧吹式风冷散热器2的上方固定有密封盖板1，用于阻挡微小液滴向计算机其他部位扩散，避免造成短路，并具有冷凝微小液滴的功能，冷凝后的微小液滴在重力的作用下回流至雾化器3；侧吹式风冷散热器2的下方是雾化器3，用于将工作液体从雾化器3下方的水箱内吸出并转化成微小液滴向上喷射到位于雾化器3上方的侧吹式风冷散热器2的散热鳍片表面。侧吹式风冷散热器2的风扇产生气流，流过散热鳍片表面，大量微小液滴的蒸发带走额外热量，气流由连接侧吹式风冷散热器2和机箱后部12cm风扇位置的风管8直接排出，防止湿度增加的气流使主板短路。进水接口7用于向水箱6内补充工作液体。风管8用于连接侧吹式风冷散热器2和机箱后部12cm风扇位置，将湿度增加的气流直接排出，防止主板短路。这样，本发明除了侧吹式风冷散热器2本身的散热能力之外，还具有通过工作液体蒸发相变吸收热量的散热功能，因此特别适合用于增强小体积单塔侧吹式风冷散热器2的散热能力或者用于电子芯片高发热情况下侧吹式风冷散热器2的风扇风量不足造成散热鳍片温度偏高的情况。
如图4所示，风管8与计算机机箱后部的排风口相连，使湿度增加的空气直接向后排出。
所述的工作液体为水或常温下为液态的有机化合物。
所述的雾化器的喷头的数量为1-100000个。
所述的雾化器产生的微小液滴的尺寸为0.01-100000微米。
所述的侧吹式风冷散热器的风扇为轴流风扇或径流风扇或轴流-径流混合风扇。
所述的侧吹式风冷散热器与密封盖板，雾化器和风管之间采用螺纹或卡扣固定，并有高分子材料密封圈密封防止漏液。
Claims (10)
1.一种蒸发式电子芯片风冷散热装置，其特征在于：它包括密封盖板，侧吹式风冷散热器，雾化器，雾化器驱动电路，主板信息接口，水箱，进水接口和风管，密封盖板的输出端与侧吹式风冷散热器的一个输入端连接，进水接口的输出端与水箱的输入端连接，水箱的输出端与雾化器的一个输入端连接，主板信息接口的输出端与雾化器驱动电路的输入端连接，雾化器驱动电路的输出端与雾化器的另一个输入端连接，雾化器的输出端与侧吹式风冷散热器的另一个输入端连接，侧吹式风冷散热器的输出端与风管的输入端连接，主板信息接口从计算机主板获得计算机运行的各种信息，并产生相应的信号使雾化器驱动电路产生驱动信号，雾化器接受驱动信号后，从水箱吸收工作液体并将其雾化成微小液滴并向上喷射到位于雾化器上方的侧吹式风冷散热器的很多散热鳍片表面，密封盖板位于侧吹式风冷散热器的上方，用于阻挡微小液滴向计算机其他部位扩散，避免造成短路，并具有冷凝微小液滴的功能，通常计算机的主板和主板上的电子芯片侧立垂直于地平面，侧吹式风冷散热器的散热鳍片均平行于主板方向，侧吹式风冷散热器的风扇产生气流，流过散热鳍片表面，大量微小液滴的蒸发带走额外热量，气流由连接侧吹式风冷散热器和机箱后部12cm风扇位置的风管直接排出，防止湿度增加的气流使主板短路；
所述的密封盖板在计算机主板侧立垂直于地平面时位于侧吹式风冷散热器的上方；
所述的侧吹式风冷散热器为常见的利用多根热管将热量从处理器传至多片散热鳍片，热管和散热鳍片之间采用穿鳍片或回流焊工艺连接，风扇产生气流吹过散热鳍片，将热量带离散热鳍片吹向计算机机箱的散热装置；
所述的雾化器在计算机主板侧立垂直于地平面时位于侧吹式风冷散热器的下方，用于将工作液体从雾化器下方的水箱内吸出并转化成微小液滴向上喷射到位于雾化器上方的侧吹式风冷散热器的散热鳍片表面，雾化器包含多个喷头使工作液体均匀向上喷射；
所述的雾化器驱动电路接收主板信息接口的信号并产生驱动信号使雾化器工作，由于常见的超声式雾化器或离心式泵各有通用的驱动电路，此处原理不赘述；
所述的主板信息接口用于从计算机主板获得计算机运行的各种信息，包括处理器温度和频率等，并产生相应的信号使雾化器驱动电路产生驱动信号，主板信息接口为USB接口或台湾华硕电脑主板特有的NODE接口；
所述的水箱在计算机主板侧立垂直于地平面时位于雾化器的下方，用于存储工作液体；
所述的进水接口用于向水箱内补充工作液体；
所述的风管用于连接侧吹式风冷散热器和机箱后部12cm风扇位置，将湿度增加的气流直接排出。
2.如权利要求1所述的一种蒸发式电子芯片风冷散热装置，其特征在于：所述的工作液体为水或常温下为液态的有机化合物。
3.如权利要求1所述的一种蒸发式电子芯片风冷散热装置，其特征在于：所述的密封盖板的材料为高分子聚合物或金属或陶瓷或玻璃或碳纤维。
4.如权利要求1所述的一种蒸发式电子芯片风冷散热装置，其特征在于：所述的水箱的材料为高分子聚合物或金属或碳纤维。
5.如权利要求1所述的一种蒸发式电子芯片风冷散热装置，其特征在于：所述的风管的材料为高分子聚合物或金属或碳纤维。
6.如权利要求1所述的一种蒸发式电子芯片风冷散热装置，其特征在于：所述的雾化器的喷头的数量为1-100000个。
7.如权利要求1所述的一种蒸发式电子芯片风冷散热装置，其特征在于：所述的侧吹式风冷散热器的风扇为轴流风扇或径流风扇或轴流-径流混合风扇。
8.如权利要求1所述的一种蒸发式电子芯片风冷散热装置，其特征在于：所述的雾化器为基于压电效应的超声式雾化器或基于电机的离心泵，超声式雾化器为陶瓷雾化器或微孔雾化器。
9.如权利要求1所述的一种蒸发式电子芯片风冷散热装置，其特征在于：所述的侧吹式风冷散热器与密封盖板，雾化器和风管之间采用螺纹或卡扣固定，并有高分子材料密封圈密封防止漏液。
10.如权利要求1所述的一种蒸发式电子芯片风冷散热装置，其特征在于：所述的雾化器产生的微小液滴的尺寸为0.01-100000微米。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20200410 |
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