[发明专利]一种射流-横流组合浸没式散热装置与方法

权利要求书

1.一种射流-横流组合浸没式散热装置，其特征在于，包括机箱盖板内层(1)和机箱底座(4)，其中，机箱盖板内层(1)与机箱底座(4)相连，并形成密封腔体，机箱盖板内层(1)外侧设置有机箱盖板外层(2)；

机箱盖板内层(1)上阵列化布置有若干射流孔结构，每个射流孔结构包括射流喷嘴(1-1)、横流喷嘴(1-2)、回流孔(1-3)、回流汇集通道(1-4)、射流孔(1-5)和进液分流通道(1-6)；进液分流通道(1-6)与射流孔(1-5)相连通，射流喷嘴(1-1)和横流喷嘴(1-2)均与 射流孔(1-5)相连；回流孔(1-3)与回流汇集通道(1-4)相连通；

机箱盖板外层(2)上设置有气体总出口(2-1)和液体总入口(2-2)；液体总入口(2-2)与进液分流通道(1-6)相连通；气体总出口(2-1)与回流汇集通道(1-4)相连通；

机箱底座(4)上设置有主板(3)，主板(3)上设置有若干发热芯片(3-1)；

射流喷嘴(1-1)设置于发热芯片(3-1)的正上方；射流喷嘴(1-1)和横流喷嘴(1-2)呈阵列化布置，横流喷嘴(1-2)靠近发热芯片(3-1)边缘 ；

横流喷嘴(1-2)出口面向射流喷嘴(1-1)；射流喷嘴(1-1)中的流体以60～90°冲击发热芯片(3-1)表面，横流喷嘴(1-2)中的流体形成与射流喷嘴(1-1)中的流体方向垂直的横流；

设定单一射流喷嘴(1-1)的有效冲击区域半径为r的圆形区域，则单一发热芯片(3-1)正上方的射流孔(1-5)数量通过下式进行计算：

其中，S为单一发热芯片的表面积，D_s为射流喷嘴的直径。

2.根据权利要求1所述的一种射流-横流组合浸没式散热装置，其特征在于，机箱底座侧面底部设有液体总出口，侧面顶部设有泄压孔(4-2)，泄压孔(4-2)一端设置有泄压阀(4-3)，另一端与密封腔体相连通。

3.根据权利要求1所述的一种射流-横流组合浸没式散热装置，其特征在于，液体总入口(2-2)通入的冷却液为电子氟化液；机箱盖板内层(1)和机箱盖板外层(2)的材质为铝、铝合金、钢或、有机玻璃或PC板。

4.根据权利要求1所述的一种射流-横流组合浸没式散热装置，其特征在于，回流孔(1-3)、回流汇集通道(1-4)、射流孔(1-5)和进液分流通道(1-6)通过激光切割或机械加工形成。

5.根据权利要求1所述的一种射流-横流组合浸没式散热装置，其特征在于，射流喷嘴(1-1)和横流喷嘴(1-2)通过焊接、螺纹连接或粘接方式与射流孔(1-5)相连通；射流喷嘴(1-1)的直径为1～5mm。

6.根据权利要求1所述的一种射流-横流组合浸没式散热装置，其特征在于，射流喷嘴(1-1)末端和发热芯片(3-1)的距离与射流喷嘴的直径的比值为2～5。

7.一种如权利要求1所述的装置的散热方法，其特征在于，将冷却液由泵增压后分为两股流体，一股流体经液体总入口(2-2)依次进入进液分流通道(1-6)、射流孔(1-5)和射流喷嘴(1-1)形成射流，从正上方到达发热芯片(3-1)表面，另外一股流体经液体总入口(2-2)依次进入进液分流通道(1-6)、射流孔(1-5)和横流喷嘴(1-2)，从水平方向扫掠发热芯片(3-1)表面，形成射流-横流组合流动结构；部分冷却液吸热相变形成蒸汽经回流孔(1-3)、回流汇集通道(1-4)和气体总出口(2-1)流出，其余冷却液以液态形式经液体总出口(4-1)流出。