[發明專利]一體化離子風散熱裝置

在審

• 申請號: 202211239383.9
• 申請日: 2022-10-10
• 公開（公告）號: CN115666071A
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 張劍飛;楊大凱;屈靖國;王強
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 覃婧嬋

公開了一種一體化離子風散熱裝置，裝置中，包括圓柱形散熱器和離子風發生器。所述圓柱形散熱器包括散熱翅片和圓形基底，發熱源位于基底中心。所述離子風發生器包括線電極和非平行板電極，其中線電極是固定在基底和散熱器頂部的絕緣盤之間的金屬絲，非平行板電極由散熱翅片構成。所述裝置中，離子風發生器產生離子風，在散熱器表面形成強制對流，從而促進對發熱源的冷卻。圓柱形散熱器和圓形熱源的形狀匹配，有利于散熱；散熱翅片的非平行布局可形成漸縮通道，從而加速離子風，提升強制對流換熱性能；散熱翅片不僅可用于散熱，還可用作離子風發生器的板電極，裝置實現了散熱器與離子風發生器的一體化，不僅結構簡單緊湊，而且散熱效果好。

技術領域

本發明屬于散熱技術領域，特別是一種一體化離子風散熱裝置。

背景技術

隨著電子器件熱流密度的增大，一些采用自然對流散熱的措施已經無法滿足散熱需求，若熱量無法及時耗散，會對電子器件的壽命和工作效率產生影響。采用機械風扇進行強制對流散熱時，為滿足散熱需求，風扇和散熱器的尺寸不斷增加，造成散熱裝置的整體體積過大。機械風扇散熱還存在以下不足：一是產生噪聲，包括風扇驅動空氣流動的風燥、帶動風扇旋轉的電機轉子轉動時的摩擦與振動噪聲等。這些噪聲會隨著工作時間的延續逐步增強；二是散熱性能的降低。機械裝置中的運動部件的摩擦、磨損會降低散熱器的性能，導致用戶體驗變差；三是散熱能耗較高。機械式散熱由電機驅動，功耗仍相當大，尤其是高速旋轉時。因此，為改變現有的大功率電子設備的機械式散熱的不足，有必要發明一種新的散熱裝置。

基于電暈放電的離子風技術具有低噪音、功耗低、體積小、可集成等優點，其工作原理是在強電場作用下，電暈電極周圍空氣被電離成帶電粒子，帶電粒子在電場作用下向接地電極運動，并在運動過程中與中性分子發生碰撞，產生電荷和動能的轉移和傳遞，對周圍流體流動產生強烈的擾動，從而形成宏觀上的氣體運動，即離子風。

針對采用離子風技術進行散熱，有很多不同的實施方案，但大多是將離子風作為一個外置的風扇來對熱源或散熱器進行強制對流換熱，是一個附加的結構，這增大了散熱裝置的體積，緊湊度和集成化程度不高，且安裝使用時還需進行相應的設計，可能會改變原有電子設備的內部結構布置。

在背景技術部分中公開的上述信息僅僅用于增強對本發明背景的理解，因此可能包含不構成本領域普通技術人員公知的現有技術的信息。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提出一種一體化離子風散熱裝置，將線-非平行板電極的離子風發生器與圓柱形散熱器集成起來、結構緊湊的一體化離子風散熱裝置，通過離子風對散熱翅片進行強制對流換熱，實現大功率電子設備的高效散熱。

本發明的目的是通過以下技術方案予以實現，一種一體化離子風散熱裝置包括，

基底，其為中心對稱結構，發熱源放置于所述基底的中心軸線上；

多個散熱翅片，其以所述中心軸線為中心呈放射狀排列地豎立于所述基底上，相鄰的兩個散熱翅片之間的間隙在朝向所述中心軸線延伸的徑向上逐漸變小且所述間隙大于零；

絕緣盤，其支承于多個散熱翅片的頂端，其內嵌導電環；

多個線電極，所述線電極豎立于相鄰的散熱翅片之間，所述線電極的底端經由絕緣柱安裝在基底上，頂端經由導電柱安裝在絕緣盤，多個線電極通過所述導電環導電連接，所述線電極和散熱翅片之間形成離子風，所述離子風沿著所述間隙沖擊散熱翅片和基底以散熱所述發熱源。

所述的一體化離子風散熱裝置中，所述基底、相鄰的兩個散熱翅片和絕緣盤構成扇形的流道，所述流道包括靠近中心軸線的流道出口和相對于所述流道出口的流道入口。

所述的一體化離子風散熱裝置中，相鄰的所述散熱翅片的夾角θ作為所述流道夾角。

所述的一體化離子風散熱裝置中，流道夾角為10°～36°。