本實(shí)用新型涉及散熱技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種旋轉(zhuǎn)射流式離子風(fēng)散熱器。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的電子散熱方式是采用風(fēng)扇與銅鋁制造的散熱翅片結(jié)合的散熱器，此種散熱方式的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程是電能轉(zhuǎn)化成風(fēng)扇的機(jī)械能，風(fēng)扇攪動(dòng)空氣，再將風(fēng)扇的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成空氣的動(dòng)能，如此經(jīng)過(guò)了兩次能量轉(zhuǎn)化，故而效率不高并存在噪音。如果要增強(qiáng)散熱效果，往往是通過(guò)提高風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速或者增大散熱翅片的表面積來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是，提高風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的同時(shí)卻增大了能耗，增大散熱翅片的表面積卻會(huì)增加散熱器的體積和制作成本?？傊?，機(jī)械風(fēng)扇式的散熱方式難以適應(yīng)微電子芯片小型化、高功率、高集成度的發(fā)展趨勢(shì)。

離子風(fēng)散熱技術(shù)是一種基于電暈效應(yīng)的散熱技術(shù)，其技術(shù)原理為：離子風(fēng)產(chǎn)生于不均勻電場(chǎng)的電暈放電過(guò)程，當(dāng)電暈放電現(xiàn)象產(chǎn)生時(shí)，相對(duì)曲率較大的電極附近產(chǎn)生由電子雪崩引起的高速離子射流運(yùn)動(dòng)，離子射流對(duì)周?chē)鷼怏w產(chǎn)生強(qiáng)烈的擾動(dòng)，形成由曲率較大電極到曲率較小電極方向的氣體運(yùn)動(dòng)。

通過(guò)離子風(fēng)散熱技術(shù)對(duì)電子產(chǎn)品進(jìn)行散熱的方式，其散熱效率高，散熱效果穩(wěn)定，但是對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間高負(fù)載運(yùn)行的電子設(shè)備而言，離子風(fēng)散熱效果仍然略顯不足。針對(duì)此，為增強(qiáng)離子風(fēng)散熱技術(shù)的散熱效果，在現(xiàn)有技術(shù)中，人們往往將研究重點(diǎn)放在提高離子風(fēng)散熱裝置的級(jí)數(shù)上，以期通過(guò)增加電極對(duì)數(shù)從而增加離子風(fēng)流量的方式增強(qiáng)散熱效果。但是，一味增加離子風(fēng)散熱裝置的級(jí)數(shù)不僅會(huì)增大裝置體積，而且裝置與微電子元件集成時(shí)往往因自身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性而增加了制造的難度和提高了制造的成本，相比于加工難度、裝置體積和生產(chǎn)成本而言，通過(guò)此種方式提升的散熱效果不值一提。

因此，如何在增強(qiáng)離子風(fēng)散熱效果的基礎(chǔ)上，避免體積額外增加，降低加工難度和生產(chǎn)成本，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種旋轉(zhuǎn)射流式離子風(fēng)散熱器，能夠在增強(qiáng)離子風(fēng)散熱效果的基礎(chǔ)上，避免體積額外增加，降低加工難度和生產(chǎn)成本。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種旋轉(zhuǎn)射流式離子風(fēng)散熱器，包括導(dǎo)風(fēng)管、用于吸收熱量的導(dǎo)熱管、與所述導(dǎo)熱管相連的散熱片、設(shè)置于所述導(dǎo)風(fēng)管內(nèi)并用于產(chǎn)生離子風(fēng)的第一電極對(duì)、設(shè)置于所述導(dǎo)風(fēng)管的出口端并用于產(chǎn)生離子風(fēng)射流的第二電極對(duì)，以及設(shè)置于所述第一電極對(duì)與第二電極對(duì)之間并用于使離子風(fēng)旋轉(zhuǎn)的螺旋槳葉；所述導(dǎo)風(fēng)管的出口端正對(duì)所述散熱片，且所述第一電極對(duì)和第二電極對(duì)產(chǎn)生的離子風(fēng)風(fēng)向均朝向所述導(dǎo)風(fēng)管的出口端。

優(yōu)選地，所述第二電極對(duì)包括設(shè)置于所述導(dǎo)風(fēng)管的出口端內(nèi)的針電極和連接在所述導(dǎo)風(fēng)管的出口端壁上、呈截面積往外漸縮的縮口管狀的錐電極。

優(yōu)選地，所述錐電極的最大截面直徑與所述導(dǎo)風(fēng)管的內(nèi)徑相同，且所述錐電極的最小截面直徑占所述導(dǎo)風(fēng)管內(nèi)徑的12％～50％。

優(yōu)選地，所述導(dǎo)風(fēng)管的內(nèi)徑為8～25mm，且其長(zhǎng)度為50～150mm。

優(yōu)選地，所述第一電極對(duì)設(shè)置于所述導(dǎo)風(fēng)管的開(kāi)口端，且所述螺旋槳葉設(shè)置于所述導(dǎo)風(fēng)管的中部；所述螺旋槳葉的長(zhǎng)度占所述導(dǎo)風(fēng)管長(zhǎng)度的20％～80％。

優(yōu)選地，所述第一電極對(duì)具體為針-網(wǎng)電極對(duì)或多針-網(wǎng)電極對(duì)。

優(yōu)選地，所述散熱片包括與所述導(dǎo)熱管相連的導(dǎo)熱底板以及設(shè)置于所述導(dǎo)熱底板上的若干片肋片，且各片所述肋片均為具有多孔洞交錯(cuò)結(jié)構(gòu)的金屬板。

優(yōu)選地，還包括多根分別設(shè)置于相鄰兩片所述肋片間的線電極，且各片所述肋片均通電并與各根所述線電極形成第三電極對(duì)，以使離子風(fēng)風(fēng)向?yàn)閺乃鼍€電極朝向兩側(cè)的肋片。

優(yōu)選地，各片所述肋片均為泡沫銅板。

優(yōu)選地，所述第一電極對(duì)、第二電極對(duì)和第三電極對(duì)上均設(shè)置有防銹蝕涂層。

本實(shí)用新型所提供的旋轉(zhuǎn)射流式離子風(fēng)散熱器，主要包括導(dǎo)風(fēng)管、導(dǎo)熱管、散熱片、第一電極對(duì)、第二電極對(duì)和螺旋槳葉。其中，第一電極對(duì)和第二電極對(duì)主要用于產(chǎn)生離子風(fēng)，而導(dǎo)風(fēng)管主要用于對(duì)離子風(fēng)進(jìn)行導(dǎo)向。導(dǎo)熱管主要用于吸收需要散熱的設(shè)備(比如電子設(shè)備等)所產(chǎn)生的熱量，并將其轉(zhuǎn)移。散熱片與導(dǎo)熱管相連，一般設(shè)置在導(dǎo)熱管的末端，主要用于對(duì)導(dǎo)熱管所吸收的熱量進(jìn)行散熱。第一電極對(duì)和第二電極對(duì)均設(shè)置在導(dǎo)風(fēng)管內(nèi)，并且第二電極對(duì)具體設(shè)置在導(dǎo)風(fēng)管的出口端，重要的是，第一電極對(duì)在導(dǎo)風(fēng)管內(nèi)產(chǎn)生普通的離子風(fēng)氣流，而第二電極對(duì)主要用于產(chǎn)生離子風(fēng)射流，當(dāng)然，兩者所產(chǎn)生的離子風(fēng)風(fēng)向相同，且均朝向?qū)эL(fēng)管的出口端，如此可以達(dá)到離子風(fēng)加速效果。螺旋槳葉也設(shè)置在導(dǎo)風(fēng)管中，并且位于第一電極對(duì)和第二電極對(duì)之間，主要用于將第一電極對(duì)所產(chǎn)生的離子風(fēng)導(dǎo)向以使其旋轉(zhuǎn)。如此，本實(shí)用新型所提供的旋轉(zhuǎn)射流式離子風(fēng)散熱器，在運(yùn)行時(shí)，第一電極對(duì)產(chǎn)生朝向?qū)эL(fēng)管出口端的離子風(fēng)，而離子風(fēng)在經(jīng)過(guò)螺旋槳葉時(shí)將在離心力作用下發(fā)生旋轉(zhuǎn)，形成“旋風(fēng)”，之后到達(dá)第二電極對(duì)，在第二電極對(duì)產(chǎn)生的離子風(fēng)射流的作用下，匯合形成離子風(fēng)旋轉(zhuǎn)射流，并且獲得加速效果，最后再?gòu)膶?dǎo)風(fēng)管的出口端噴出，對(duì)散熱片進(jìn)行強(qiáng)制對(duì)流散熱。其中，由于射流的氣流速度相比常規(guī)氣流大幅增加，噴射到被冷卻表面后，受沖擊區(qū)域就會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的散熱效果。并且，射流離開(kāi)噴嘴后，由于氣流的卷吸作用而使流動(dòng)中的湍流度急劇增加。而旋轉(zhuǎn)射流又比一般射流的紊動(dòng)性強(qiáng)得多，極大地促進(jìn)射流與周?chē)橘|(zhì)的熱量交換，因此大幅增強(qiáng)了散熱片的散熱效果。第一電極對(duì)、第二電極對(duì)以及螺旋槳葉均設(shè)置在導(dǎo)風(fēng)管內(nèi)或端部位置，并不會(huì)額外增加散熱器體積，同時(shí)旋轉(zhuǎn)射流的散熱效率高，無(wú)需額外增設(shè)多級(jí)電極對(duì)或風(fēng)扇進(jìn)行輔助散熱。綜上所述，本實(shí)用新型所提供的旋轉(zhuǎn)射流式離子風(fēng)散熱器，能夠在增強(qiáng)離子風(fēng)散熱效果的基礎(chǔ)上，避免體積額外增加，降低加工難度和生產(chǎn)成本。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹。顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型所提供的一種具體實(shí)施方式的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中所示的第一電極對(duì)、第二電極對(duì)和第三電極對(duì)的各電極極性示意圖；

圖3為本實(shí)用新型所提供的一種具體實(shí)施方式中導(dǎo)風(fēng)管與散熱片呈陣列式排布的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型所提供的一種具體實(shí)施方式中第一電極對(duì)在導(dǎo)風(fēng)管中呈多級(jí)式排布的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，圖1中：

導(dǎo)風(fēng)管—1，導(dǎo)熱管—2，散熱片—3，導(dǎo)熱底板—301，肋片—302，第一電極對(duì)—4，第二電極對(duì)—5，針電極—501，錐電極—502，螺旋槳葉—6，線電極—7。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參考圖1，圖1為本實(shí)用新型所提供的一種具體實(shí)施方式的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

在本實(shí)用新型所提供的一種具體實(shí)施方式中，旋轉(zhuǎn)射流式離子風(fēng)散熱器主要包括導(dǎo)風(fēng)管1、導(dǎo)熱管2、散熱片3、第一電極對(duì)4、第二電極對(duì)5和螺旋槳葉6。

其中，第一電極對(duì)4和第二電極對(duì)5主要用于產(chǎn)生離子風(fēng)，而導(dǎo)風(fēng)管1主要用于對(duì)離子風(fēng)進(jìn)行導(dǎo)向。

導(dǎo)熱管2主要用于吸收需要散熱的設(shè)備(比如電子設(shè)備等)所產(chǎn)生的熱量，并將其轉(zhuǎn)移。散熱片3與導(dǎo)熱管2相連，一般設(shè)置在導(dǎo)熱管2的末端，主要用于對(duì)導(dǎo)熱管2所吸收的熱量進(jìn)行散熱。

第一電極對(duì)4和第二電極對(duì)5均設(shè)置在導(dǎo)風(fēng)管1內(nèi)，并且第二電極對(duì)5具體設(shè)置在導(dǎo)風(fēng)管1的出口端，重要的是，第一電極對(duì)4在導(dǎo)風(fēng)管1內(nèi)產(chǎn)生普通的離子風(fēng)氣流，而第二電極對(duì)5主要用于產(chǎn)生離子風(fēng)射流，當(dāng)然，兩者所產(chǎn)生的離子風(fēng)風(fēng)向相同，且均朝向?qū)эL(fēng)管1的出口端，如此可以達(dá)到離子風(fēng)加速效果。具體的，第一電極對(duì)4可為針-網(wǎng)電極對(duì)或者多針-網(wǎng)電極對(duì)，當(dāng)然，其余類型的電極對(duì)，比如針-板電極對(duì)、線-網(wǎng)電極對(duì)等也均可以采用。

螺旋槳葉6也設(shè)置在導(dǎo)風(fēng)管1中，并且位于第一電極對(duì)4和第二電極對(duì)5之間，主要用于將第一電極對(duì)4所產(chǎn)生的離子風(fēng)導(dǎo)向以使其旋轉(zhuǎn)。

如此，本實(shí)施例所提供的旋轉(zhuǎn)射流式離子風(fēng)散熱器，在運(yùn)行時(shí)，第一電極對(duì)4產(chǎn)生朝向?qū)эL(fēng)管1出口端的離子風(fēng)，而離子風(fēng)在經(jīng)過(guò)螺旋槳葉6時(shí)將在離心力作用下發(fā)生旋轉(zhuǎn)，形成“旋風(fēng)”，之后到達(dá)第二電極對(duì)5，在第二電極對(duì)5產(chǎn)生的離子風(fēng)射流的作用下，匯合形成離子風(fēng)旋轉(zhuǎn)射流，并且獲得加速效果，最后再?gòu)膶?dǎo)風(fēng)管1的出口端噴出，對(duì)散熱片3進(jìn)行強(qiáng)制對(duì)流散熱。其中，由于射流的氣流速度相比常規(guī)氣流大幅增加，噴射到被冷卻表面后，受沖擊區(qū)域就會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的散熱效果。并且，射流離開(kāi)噴嘴后，由于氣流的卷吸作用而使流動(dòng)中的湍流度急劇增加。而旋轉(zhuǎn)射流又比一般射流的紊動(dòng)性強(qiáng)得多，極大地促進(jìn)射流與周?chē)橘|(zhì)的熱量交換，因此大幅增強(qiáng)了散熱片3的散熱效果。第一電極對(duì)4、第二電極對(duì)5以及螺旋槳葉6均設(shè)置在導(dǎo)風(fēng)管1內(nèi)或端部位置，并不會(huì)額外增加散熱器體積，同時(shí)旋轉(zhuǎn)射流的散熱效率高，無(wú)需額外增設(shè)多級(jí)電極對(duì)或風(fēng)扇進(jìn)行輔助散熱。

因此，本實(shí)施例所提供的旋轉(zhuǎn)射流式離子風(fēng)散熱器，能夠在增強(qiáng)離子風(fēng)散熱效果的基礎(chǔ)上，避免體積額外增加，降低加工難度和生產(chǎn)成本。

在關(guān)于第二電極對(duì)5的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，該第二電極對(duì)5具體可包括針電極501和錐電極502。其中，針電極501設(shè)置在導(dǎo)風(fēng)管1的出口端內(nèi)，整體呈針狀，而錐電極502連接在導(dǎo)風(fēng)管1的出口端壁上，整體呈橫截面往外漸縮的縮口管狀，類似喇叭狀。很明顯，錐電極502的內(nèi)徑有逐漸過(guò)渡情況，因此，離子風(fēng)從針電極501的尖端處產(chǎn)生后，流入到錐電極502中，而在錐電極502位置處，由于截面積變化較大，因此當(dāng)氣體從較大截面的流道通過(guò)狹小的流道截面(噴嘴)時(shí)，根據(jù)流體力學(xué)理論(各處截面質(zhì)量流量q＝ρvA保持恒定，氣體密度ρ近似恒定，流道截面積A減小，故流速v增大)，氣流速度將大幅增加，之后從導(dǎo)風(fēng)管1的出口端噴出后形成射流。

進(jìn)一步的，為保證氣密性，錐電極502的最大截面直徑可與導(dǎo)風(fēng)管1的內(nèi)徑相同，如此，錐電極502的大端部將與導(dǎo)風(fēng)管1的端壁緊密貼合。同時(shí)，錐電極502的最小截面直徑可占導(dǎo)風(fēng)管1內(nèi)徑的12％～50％。一般的，導(dǎo)風(fēng)管1的內(nèi)徑可為8～25mm，其長(zhǎng)度可為50～150mm。同時(shí)，為保證離子風(fēng)在導(dǎo)風(fēng)管1內(nèi)順暢流動(dòng)，可將第一電極對(duì)4設(shè)置在導(dǎo)風(fēng)管1的開(kāi)口端，如此，第一電極對(duì)4和第二電極對(duì)5分布在導(dǎo)風(fēng)管1的兩端位置。而螺旋槳葉6也設(shè)置在導(dǎo)風(fēng)管1的中部位置，為保證螺旋槳葉6對(duì)第一電極對(duì)4產(chǎn)生的離子風(fēng)具有足夠強(qiáng)的導(dǎo)流、旋轉(zhuǎn)作用，可將螺旋槳葉6的長(zhǎng)度設(shè)置為導(dǎo)風(fēng)管1長(zhǎng)度的20％～80％，一般在30～120mm內(nèi)。

如圖2所示，圖2為圖1中所示的第一電極對(duì)、第二電極對(duì)和第三電極對(duì)的各電極極性示意圖。

由于第一電極對(duì)4和第二電極對(duì)5同時(shí)產(chǎn)生離子風(fēng)，因此導(dǎo)風(fēng)管1若要順利出風(fēng)，則第一電極對(duì)4和第二電極對(duì)5所產(chǎn)生的離子風(fēng)的風(fēng)向必須相同，且均朝著導(dǎo)風(fēng)管1的出口端。為此，可將第一電極對(duì)4中的針-網(wǎng)電極分別通上正、負(fù)電壓，同時(shí)將第二電極對(duì)5中的針電極501通上正電壓，錐電極502通上負(fù)電壓。第三電極對(duì)將在后續(xù)內(nèi)容中論述。當(dāng)然，第一電極對(duì)4和第二電極對(duì)5中的電極極性并不是唯一的，也可以剛好相反。

在關(guān)于散熱片3的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，該散熱片3主要包括導(dǎo)熱底板301和若干片肋片302。其中，導(dǎo)熱底板301與導(dǎo)熱管2相連，一般可設(shè)置在導(dǎo)熱管2的末端位置，如此，導(dǎo)熱管2從產(chǎn)熱設(shè)備處吸收的熱量，將傳遞到導(dǎo)熱底板301上。各片肋片302設(shè)置在導(dǎo)熱底板301上，一般可均勻分布，用于向外界散發(fā)熱量。重要的是，各片肋片302的具體為具有多孔洞交錯(cuò)結(jié)構(gòu)的金屬板。如此，金屬板上所設(shè)置的若干個(gè)連通或不連通的孔洞，使得金屬板的表面不平整，使其表面積比常規(guī)的平板散熱翅片大得多，自然其散熱面積就更大，從而提高了散熱效率。此處優(yōu)選地，各片肋片302可為泡沫銅板，當(dāng)然，肋片302還可為蜂巢銅板等結(jié)構(gòu)。

不僅如此，為進(jìn)一步提高散熱片3的散熱效率，本實(shí)施例中增設(shè)了若干根線電極7，該線電極7呈半徑較小的圓柱狀。具體的，各根線電極7分別設(shè)置在相鄰兩片肋片302之間，同時(shí)將各片肋片302通電，使其形成板電極。如此，線電極7與相鄰的肋片302之間就形成了線-板電極對(duì)。重要的是，線電極7與分布于其兩側(cè)的肋片302的電極極性相反，并且離子風(fēng)風(fēng)向?yàn)閺木€電極7朝向兩側(cè)的肋片302，比如，線電極7的極性可為正極，同時(shí)肋片302的極性可為負(fù)極。如此設(shè)置，從導(dǎo)風(fēng)管1的開(kāi)口端處噴出的旋轉(zhuǎn)射流，將進(jìn)入到各片肋片302之間的空間，同時(shí)在線電極7與肋片302形成的線-板電極對(duì)的作用下，進(jìn)一步增強(qiáng)湍流度，向周?chē)鲃?dòng)，尤其適用于呈多孔洞交錯(cuò)結(jié)構(gòu)的肋片302，大幅增強(qiáng)了散熱效果。

另外，考慮到第一電極對(duì)4、第二電極對(duì)5和第三電極對(duì)在工作時(shí)，往往處于高壓電場(chǎng)的環(huán)境，并且持續(xù)工作時(shí)間較長(zhǎng)，為避免空氣腐蝕針電極501、錐電極502等電極，可在第一電極對(duì)4、第二電極對(duì)5和第三電極對(duì)中的各個(gè)電極上涂覆一層防銹蝕涂層，比如聚氨酯漆層等。

對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。