超声振动网孔喷雾冷却装置及应用该装置的冷却方法与流程

本发明涉及散热设备，具体涉及超声振动网孔喷雾冷却装置及应用该装置的冷却方法。

背景技术：

1、图形处理器(英语：graphics processing unit，缩写：gpu)，又称显示核心、视觉处理器、显示芯片，是一种专门在个人电脑、工作站、游戏机和一些移动设备(如平板电脑、智能手机等)上图像运算工作的微处理器。

2、中央处理器(cpu，英语：central processing unit/processor)，是电子计算机的主要设备之一，电脑中的核心配件。其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。电脑中所有操作都由cpu负责读取指令，对指令译码并执行指令的核心部件。

3、以cpu和gpu为代表的现代电子芯片由于其集成度、封装密度以及工作时钟频率的不断提高,其单位面积的发热量迅速增加,如果不能有效散热控温的话，高温将使芯片失效或损毁。研究文献表明,在某些敏感温度段，单个半导体元件的温度每升高10℃,系统可靠性降低50％。目前针对笔记本电脑中对cpu和gpu的散热，普遍采用将热管镶嵌于散热器底面，由此构建了一个由离心风扇-热管-散热器组成的扁平的三合一散热组件，具体可参阅公开号为cn217506472u的实用新型专利，该三合一散热组件通过相变进行强化换热，可在原散热面积基础上提高效率35～40％。其原理是高热流密度器件产生的热量传导至热管,使热管内工质发生相变将热量传递给散热器,然后再通过散热器翅片与空气的强迫对流将热量散掉。但是cpu和gpu的功率密度仍在不断提升，例如，当今超级计算机的单个中央处理器cpu的功率密度已经高达20w/cm2，又如我国的超算“神威太湖之光”的单个cpu已接近500w的功耗。传统的散热装置及组合的能力日益受到挑战。

4、因此，有必要提供一种技术方案来解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种超声振动网孔喷雾冷却装置，旨在解决传统的散热器散热效率不高的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种超声振动网孔喷雾冷却装置，包括热管、翅片散热器、风扇和超声振动网孔喷雾头，其中：

3、所述热管贯穿所述翅片散热器，且与所述翅片散热器相贴触；

4、所述风扇安装在所述翅片散热器上；

5、所述超声振动网孔喷雾头安装在所述翅片散热器或所述风扇上，其喷出的水雾由所述风扇输出至所述热管及所述翅片散热器上。

6、更为具体的，所述超声振动网孔喷雾头包括底座、超声振动元件和进水管；所述底座安装在所述翅片散热器或所述风扇上，且该底座上开设有储水槽；所述超声振动元件设于所述储水槽的槽口处，并与所述底座固定连接；所述进水管安装在所述底座上，并与所述储水槽相连通。

7、更为具体的，所述超声振动元件包括金属簧片、压电陶瓷环和引线；所述金属簧片设于所述储水槽的槽口处，其与所述底座之间通过密封硅胶密封连接，该金属簧片的中部设有若干微孔，所述微孔与所述储水槽相连通；所述压电陶瓷环安装在所述金属簧片上；所述引线与所述压电陶瓷环连接。

8、更为具体的，所述金属簧片上设有300个至1000个微孔，所述微孔的孔径在0.5微米至30微米。

9、更为具体的，所述超声振动网孔喷雾头还包括微型水罐，所述微型水罐通过软管与所述进水管相连通。

10、更为具体的，所述翅片散热器的外部设有防水罩，所述防水罩罩设在所述翅片散热器外，该防水罩的两侧分别开设有进气口和排气口。

11、更为具体的，所述超声振动网孔喷雾头还包括排气管，所述排气管安装在所述底座上，且与所述储水槽相连通。

12、更为具体的，所述底座上开设有排气窗口；所述底座在对应所述排气窗口的位置处设有半透膜，所述半透膜与所述底座固定连接，其封阻所述排气窗口；所述半透膜由憎水性高分子材料制成。

13、更为具体的，所述半透膜由膨体聚四氟乙烯材料制成。

14、一种超声振动网孔喷雾冷却方法，包括上述一种超声振动网孔喷雾冷却装置，具体包括如下步骤：

15、s1、热管与发热电子器件接触，将发热电子器件上的热量传导至翅片散热器上；

16、s2、风扇启动，以将外部的空气加速引入翅片散热器上，通过空气与翅片散热器进行热交换，进而带走翅片散热器上的热量；

17、s3、超声振动网孔喷雾头启动以喷出水雾，水雾在风力作用下移动，一部分水雾由翅片散热器中部穿过，且在移动过程中吸热蒸发而降低风温，以此增加传热温差，另一部分水雾则附着于热管及翅片散热器上，该部分水雾快速吸收热管及翅片散热器上的热量而蒸发，以此降低翅片散热器及热管的壁温。

18、本发明的技术效果为：

19、本申请增设了超声振动网孔喷雾头，在热管将cpu、gpu等发热电子器件的热量传导至翅片散热器上后，风扇和超声振动网孔喷雾头均会启动，风扇在将外部空气引至翅片散热器内时，会将超声振动网孔喷雾头喷出的水雾带动至翅片散热器上，而部分水雾会由翅片散热器中部穿过，另一部分水雾则会附着于翅片散热器及热管上，其中，气相中的雾滴吸热蒸发时可降低风温、增加传热温差，而附着于翅片散热器及热管上的水雾会快速吸收热量而蒸发，如此，可使翅片散热器和热管得到快速降温。

技术特征：

1.一种超声振动网孔喷雾冷却装置，其特征在于：包括热管、翅片散热器、风扇和超声振动网孔喷雾头，其中：

2.根据权利要求1所述一种超声振动网孔喷雾冷却装置，其特征在于：所述超声振动网孔喷雾头包括底座、超声振动元件和进水管；所述底座安装在所述翅片散热器或所述风扇上，且该底座上开设有储水槽；所述超声振动元件设于所述储水槽的槽口处，并与所述底座固定连接；所述进水管安装在所述底座上，并与所述储水槽相连通。

3.根据权利要求2所述一种超声振动网孔喷雾冷却装置，其特征在于：所述超声振动元件包括金属簧片、压电陶瓷环和引线；所述金属簧片设于所述储水槽的槽口处，其与所述底座之间通过密封硅胶密封连接，该金属簧片的中部设有若干微孔，所述微孔与所述储水槽相连通；所述压电陶瓷环安装在所述金属簧片上；所述引线与所述压电陶瓷环连接。

4.根据权利要求3所述一种超声振动网孔喷雾冷却装置，其特征在于：所述金属簧片上设有300个至1000个微孔，所述微孔的孔径在0.5微米至30微米。

5.根据权利要求2所述一种超声振动网孔喷雾冷却装置，其特征在于：所述超声振动网孔喷雾头还包括微型水罐，所述微型水罐通过软管与所述进水管相连通。

6.根据权利要求1所述一种超声振动网孔喷雾冷却装置，其特征在于：所述翅片散热器的外部设有防水罩，所述防水罩罩设在所述翅片散热器外，该防水罩的两侧分别开设有进气口和排气口。

7.根据权利要求2所述一种超声振动网孔喷雾冷却装置，其特征在于：所述超声振动网孔喷雾头还包括排气管，所述排气管安装在所述底座上，且与所述储水槽相连通。

8.根据权利要求2所述一种超声振动网孔喷雾冷却装置，其特征在于：所述底座上开设有排气窗口；所述底座在对应所述排气窗口的位置处设有半透膜，所述半透膜与所述底座固定连接，其封阻所述排气窗口；所述半透膜由憎水性高分子材料制成。

9.根据权利要求8所述一种超声振动网孔喷雾冷却装置，其特征在于：所述半透膜由膨体聚四氟乙烯材料制成。

10.一种超声振动网孔喷雾冷却方法，其特征在于：包括权利要求1-9任一项所述的一种超声振动网孔喷雾冷却装置，具体包括如下步骤：

技术总结本发明涉及散热设备技术领域，具体涉及超声振动网孔喷雾冷却装置及应用该装置的冷却方法。一种超声振动网孔喷雾冷却装置包括热管、翅片散热器、风扇和超声振动网孔喷雾头；所述热管贯穿所述翅片散热器，且与所述翅片散热器相贴触；所述风扇安装在所述翅片散热器上；所述超声振动网孔喷雾头安装在所述翅片散热器或所述风扇上，其喷出的水雾由所述风扇输出至所述热管及所述翅片散热器上。一种超声振动网孔喷雾冷却方法包括采用上述一种超声振动网孔喷雾冷却装置进行冷却的操作方法。本发明解决了传统的散热器散热效率不高的问题。技术研发人员：秦贯丰,廖力奋受保护的技术使用者：广东星燃石化设计院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15