一种基于多面体的阵列式喷雾散热面的制作方法

本发明涉及喷雾冷却技术，具体涉及一种基于多面体的阵列式喷雾散热面。

背景技术：

在电子产品使用过程中会产生大量热量，这部分热量若不能及时散出，会导致电子器件温度急剧升高，极大降低电子产品的稳定性和寿命，甚至损坏。随着半导体电子产品的小型化、集成化，电器器件局部热流密度越来越高，电子产品热安全问题日益突出。因此解决高功率、高热流密度电子设备的散热问题尤为重要。

很多研究证明喷雾冷却具有较高的换热系数、较低的流量、冷却均匀等优点，是解决此类电子设备散热问题的一种有效途径，但是现有的喷雾冷却技术存在以下缺点：(1)目前喷雾冷却表面主要采用光滑平板表面或者具有微结构的平板表面，光滑平板表面加工较为简单，然而换热面积有限，微结构表面能够有效增加换热面积，提高喷雾冷却性能，但是加工较为复杂；(2)平板和微结构喷雾表面排液效果较差，易导致部分液滴不能完全蒸发而留在热源表面产生水膜，降低换热效果；(3)平板结构面积越大越容易产生水膜导致散热不充分，可应用的热源面积有限。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于多面体的阵列式喷雾散热面，有效增加了喷雾冷却换热面积。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于多面体的阵列式喷雾散热面，包括若干散热单元，所述散热单元为由多个平面拼接而成的立体结构面，按照阵列排布形成完整的散热面；所述散热面上方设置喷嘴，下方设置排液管道，散热面凹陷处设置排液口，其中排液口与排液管道连接，散热面上未气化的液体通过排液口和排液管道排出。

每个散热单元上方设置一个喷嘴，所述喷嘴喷液面积覆盖整个散热单元。

所述排液口与散热单元一一对应，设置在每个散热单元的最低点处。

所述散热单元由三个三角形或者菱形拼接，形成类三棱锥结构。

所述散热单元由四个三角形或者菱形拼接，形成类四棱锥结构。

所述散热单元由六个三角形或者菱形拼接，形成类六棱锥结构。

组成散热单元的面均相同。

所述喷嘴位于散热单元的中轴线上。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：1)本发明采用折面形式的散热单元，相比光滑平板表面增加了换热面积，提升了换热效果，同时相比微结构平板其表面加工更为简单，节约了成本；2)本发明散热面上设置排液孔，能够抑制喷雾冷却表面形成积水，有助于降低液膜厚度，提高喷雾冷却表面换热系数；3)本发明通过阵列组合和多排液口的布置生成较大的喷雾冷却表面，且换热效果不受影响，可应用的热源面积不受限制，适用于较大热源情况。

附图说明

图1是本发明阵列式2×3的喷雾散热面的俯视图。

图2是本发明阵列式2×3的喷雾散热面的立体图。

图3是本发明喷雾散热面的一种喷嘴设置示意图。

图4是本发明喷雾散热面的另一种喷嘴设置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步说明本发明方案。

本发明基于多面体的阵列式喷雾散热面，包括若干散热单元，所述散热单元为由多个平面拼接而成的立体结构面，按照阵列排布形成完整的散热面；所述散热面上方设置喷嘴，下方设置排液管道，散热面凹陷处设置排液口，其中排液口与排液管道连接。本发明将散热表面做成立体结构面，然后通过阵列式组合形成所需大小的散热面。在散热过程中，液滴经喷嘴喷射到散热表面快速气化吸热，未气化的液体顺着工作表面流向排液口，经排液管道排走。

在一些实施例中，每个散热单元上方设置一个喷嘴，喷嘴与散热单元一一对应，每个喷嘴的喷液面积覆盖整个散热单元。

在一些实施例中，排液口与散热单元一一对应，在散热单元中间，或者是相邻散热单元的连接处都可以设置，只要在每个散热单元的最低点处即可。

在一些实施例中，通过四个三角形或者菱形拼接，形成类四棱锥结构的立体结构面，如图1,2所示。在一些实施例中，通过三个三角形或者菱形拼接，形成类三棱锥结构的立体结构面。在一些实施例中，通过六个三角形或者菱形拼接，形成类六棱锥结构的立体结构面。还可以根据需要，改变组成每个散热单元的平面形状或者数量，只要能够按照矩阵形式或者其他形式拼接形成完整散热面即可。

优化的，将组成立体结构面的平面设计成相同的形状和尺寸，拼接后，各面与中心轴的夹角以及距离中心轴线的距离相等。更优选的，此时将喷嘴设置在散热单元的中轴线上，在保证喷液面积的同时，降低了喷液的成本。如图3,4所示，当散热单元凸面朝上时，喷嘴安装在顶点的正上方，当散热单元凹面朝上时，喷嘴安装在排液口的上方。

具体实现过程中，每个散热单元的面积及喷嘴的高度可以按照所需要的面积合理安排，排液口及排液管道直径可以根据实际情况调整。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种基于多面体的阵列式喷雾散热面，包括若干散热单元，所述散热单元为由多个平面拼接而成的立体结构面，按照阵列排布形成完整的散热面；所述散热面上方设置喷嘴，下方设置排液管道，散热面凹陷处设置排液口，其中排液口与排液管道连接，散热面上未气化的液体通过排液口和排液管道排出。本发明相比光滑平板表面增加了换热面积，提升了换热效果，相比微结构平板其表面加工更为简单，节约了成本，并且能够抑制喷雾冷却表面形成积水，有助于降低液膜厚度，提高喷雾冷却表面换热系数。

技术研发人员：胡定华;阮家双;李强
受保护的技术使用者：南京理工大学
技术研发日：2018.11.27
技术公布日：2019.01.25