【技术实现步骤摘要】
本申请涉及微通道散热领域，尤其涉及一种离心式微通道冷却装置和方法。
技术介绍
1、随着计算要求和大数据的快速发展，电子设备中芯片等功率也相应变大，使其工作过程中产生较大的热量，这些热量如不能及时散去对芯片的寿命及使用性能具有较大的影响。
2、芯片的产热随着电路中电子元器件的工作状态和布置而不同，芯片的产热是一个动态的过程，且不同位置处的电子元器件因其参与或不参与工作，导致局部热点高温的产生。这就使芯片表面存在“温度分布不均匀”、“局部热点温度过高”等特点。
3、为满足不断增长的算力需求，芯片的功率也随之提高。当其功率提升到一定程度，传统的风冷系统就已接近其经济有效的制冷极限。同时，冷板式液冷利用高比热容的液体工质快速带走热量，具有更高的冷却效率。多通道平直并联流道结构由于加工简单而应用较广，但其具有均温性较差，散热能力有限的缺点。
4、鉴于现有技术存在的问题，本申请提供了一种温度分布更均匀、散热效率更高的离心式微通道冷却装置和方法。
5、本部分的陈述仅仅是提供了与本申请相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
技术实现思路
1、本申请的目的在于解决上述问题和其他问题。
2、本申请的另一目的可以是针对目前对芯片等电子器件散热应用场景，设计一种用于电子器件的离心微通道结构。
3、本申请的另一目的可以是解决传统微通道散热均温性差的缺点，同时提升换热系数，提高散热能力，提高器件使用寿命和运行的可靠性。
4、
5、本申请的问题不限于以上提及的问题，本领域技术人员可以从以下的记载中明确地理解未提及的其他问题。
6、在本申请的一些实施例中，提供一种离心式微通道冷却装置，包括外壳和内壳，所述内壳位于所述外壳内，且所述外壳和内壳同轴设置，所述轴为空心轴，所述内壳随空心轴相对于所述外壳旋转；
7、所述外壳包括上端板、侧板和基板，所述上端板、侧板和基板围设成一外壳空腔；
8、所述上端板上开设有上端板开口，所述空心轴穿过上端板开口；
9、至少两个单极弧形磁片，所述至少两个单极弧形磁片至少包括一个n极磁片和一个s极磁片，所述n极磁片和s极磁片对称设置于所述侧板内侧；
10、电刷，其为多个，多个电刷固定设置于上端板内侧；
11、所述冷却装置还包括：
12、间隙铁环，间隙铁环由多个间隙分布铁片组成，其套设于所述空心轴上部，且与所述外壳中的电刷相对设置；电刷通电，间隙铁环使线圈电流方向周期变化，产生周期变化的磁场，与单极弧形磁片产生的磁场相排斥，带动内壳转动；
13、线圈，其与间隙铁环相连，环绕内壳和微通道板；
14、微通道板，其设置于所述内壳内，与所述空心轴连接，内壳通过空心轴和线圈与微通道板固定；所述微通道板上设置有多个离心微通道，所述多个离心微通道由微通道板的中心部向外延伸设置；
15、多个离心微通道出口，冷却工质通过所述空心轴注入，经由多个离心微通道由离心微通道出口流出。
16、在本申请的一些实施例中，还提供一种离心式微通道冷却装置，包括外壳和内壳，所述内壳位于所述外壳内，且所述外壳和内壳同轴设置，所述轴为空心轴，所述内壳随空心轴相对于所述外壳旋转；
17、所述外壳包括上端板、侧板和基板，所述上端板、侧板和基板围设成一外壳空腔；
18、所述上端板上开设有上端板开口，所述空心轴穿过上端板开口；
19、所述内壳上端面外部镶嵌间隙分布的单磁极且磁极不同的两个磁球；
20、在外壳上端面固定一块长方形磁块；磁块两端与磁球垂直相对；
21、电动机带动长方形磁块旋转，磁块旋转，与内壳上的磁极相反的两个磁球产生扭矩，带动整个内壳旋转，使微通道散热装置产生离心作用。
22、在本申请的一些实施例中，所述空心轴穿过所述内壳的上部，所述空心轴和所述外壳上端板开口通过所述轴承装配，使内壳通过轴承相对于所述外壳转动。
23、
24、在本申请的一些实施例中，所述外壳和内壳为圆台形结构。
25、在本申请的一些实施例中，所述微通道板为开设有多个离心微通道的圆形薄板，所述离心微通道由微通道板圆心沿微通道板径向方向延伸而成，使通过空心轴注入微通道板圆心位置的冷却工质沿着多个离心微通道由中心辐射状流向四周。
26、
27、在本申请的一些实施例中，所述单极弧形磁片为两个，两个单极弧形磁片分别为n极和s极，两个单极弧形磁片镜像设置于侧板内侧，用于在外壳内部产生磁场，与内壳产生的周期变化磁场相排斥，使得内壳相对于所述外壳转动，产生主动离心作用。
28、在本申请的一些实施例中，所述电刷为四个，四个电刷固定位于外壳的上端板内侧，与间隙铁环水平相对；电刷通电后使带有间隙铁片的间隙铁环间歇通电，使线圈通电电流方向周期变化产生变化磁场。
29、在本申请的一些实施例中，内壳与外壳通过空心轴和轴承连接；空心轴通过外壳上端板开口处伸出部分轴体，用于与冷却工质供应装置相连。
30、在本申请的一些实施例中，微通道板与基板之间留有间隙，不相互接触；经由离心微通道出口流出的冷却工质流入内壳和外壳之间的空腔内，微通道板和基板之间的间隙也流入冷却工质，基板与待冷却件接触换热，为其散热降温；所述外壳上还设置有外壳出口，换热后的冷却介质通过外壳出口流出。
31、在本申请的另一实施例中，还提供一种离心式微通道冷却方法，包括以下步骤：
32、冷却工质经空心轴上端开口注入，空心轴的空心结构作为引流管将冷却工质引入微通道板中，在电刷和间隙铁环，以及间隙铁环相连的线圈产生的周期变化旋转磁场，始终与单极弧形磁片的固定单极弧形磁片相斥，进而带动内壳转动；冷却工质沿着离心微通道产生离心运动至离心微通道出口流出；进入外壳和内壳组成的密封空间，基板与待冷却件接触，通过冷却工质与待冷却件热交换散热降温。
33、与现有技术相比，本申请至少具有以下优点：
34、(1)装置简单、占用空间小、重量轻、可拆卸性好、易于加工且维修方便。
35、(2)采用磁性相斥离心原理，通过磁场变化的简易装置使微通道有离心作用，冷却工质主动旋转。离心微通道的离心作用进一步提高了其换热能力，进而提高了器件的使用寿命运行稳定性。
36、(3)微通道同样具有离心结构，冷却工质经过离心微通道被动旋转，外部主动离心作用和微通道离心结构的被动离心作用使冷却工质主动与被动旋转相结合，主、被动旋转方向相同大大提高了换热能力。
37、(4)与传统矩形微通道冷却工质由一端流入，另一端流出不同，冷却工质由中心辐射状流向四周，温度分布更均匀。
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1.一种离心式微通道冷却装置，其特征在于，包括外壳和内壳，所述内壳位于所述外壳内，且所述外壳和内壳同轴设置，所述轴为空心轴，所述内壳随空心轴相对于所述外壳旋转；
2.一种离心式微通道冷却装置，其特征在于，包括外壳和内壳，所述内壳位于所述外壳内，且所述外壳和内壳同轴设置，所述轴为空心轴，所述内壳随空心轴相对于所述外壳旋转；
3.根据权利要求1或2所述的一种离心式微通道冷却装置，其特征在于，所述空心轴穿过所述内壳的上部，所述空心轴和所述外壳上端板开口通过所述轴承装配，使内壳通过轴承相对于所述外壳转动。
4.根据权利要求1或2所述的一种离心式微通道冷却装置，其特征在于，所述外壳和内壳为圆台形结构。
5.根据权利要求1或2所述的一种离心式微通道冷却装置，其特征在于，所述微通道板为开设有多个离心微通道的圆形薄板，所述离心微通道由微通道板圆心沿微通道板径向方向延伸而成，使通过空心轴注入微通道板圆心位置的冷却工质沿着多个离心微通道由中心辐射状流向四周。
6.根据权利要求1所述的一种离心式微通道冷却装置，其特征在于，所述单极弧形磁片为两
7.根据权利要求1所述的一种离心式微通道冷却装置，其特征在于，所述电刷为四个，四个电刷固定位于外壳的上端板内侧，与间隙铁环水平相对；电刷通电后使带有间隙铁片的间隙铁环间歇通电，使线圈通电电流方向周期变化产生变化磁场。
8.根据权利要求1或2所述的一种离心式微通道冷却装置，其特征在于，内壳与外壳通过空心轴和轴承连接；空心轴通过外壳上端板开口处伸出部分轴体，用于与冷却工质供应装置相连。
9.根据权利要求1或2所述的一种离心式微通道冷却装置，其特征在于，微通道板与基板之间留有间隙，不相互接触；经由离心微通道出口流出的冷却工质流入内壳和外壳之间的空腔内，微通道板和基板之间的间隙也流入冷却工质，基板与待冷却件接触换热，为其散热降温；所述外壳上还设置有外壳出口，换热后的冷却介质通过外壳出口流出。
10.根据权利要求1所述的一种离心式微通道冷却方法，其特征在于，使用权利要求1所述的装置，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种离心式微通道冷却装置，其特征在于，包括外壳和内壳，所述内壳位于所述外壳内，且所述外壳和内壳同轴设置，所述轴为空心轴，所述内壳随空心轴相对于所述外壳旋转；
2.一种离心式微通道冷却装置，其特征在于，包括外壳和内壳，所述内壳位于所述外壳内，且所述外壳和内壳同轴设置，所述轴为空心轴，所述内壳随空心轴相对于所述外壳旋转；
3.根据权利要求1或2所述的一种离心式微通道冷却装置，其特征在于，所述空心轴穿过所述内壳的上部，所述空心轴和所述外壳上端板开口通过所述轴承装配，使内壳通过轴承相对于所述外壳转动。
4.根据权利要求1或2所述的一种离心式微通道冷却装置，其特征在于，所述外壳和内壳为圆台形结构。
5.根据权利要求1或2所述的一种离心式微通道冷却装置，其特征在于，所述微通道板为开设有多个离心微通道的圆形薄板，所述离心微通道由微通道板圆心沿微通道板径向方向延伸而成，使通过空心轴注入微通道板圆心位置的冷却工质沿着多个离心微通道由中心辐射状流向四周。
6.根据权利要求1所述的一种离心式微通道冷却装置，其特征在于，所述单极弧形磁片为两个，两个单极弧形...
【专利技术属性】
技术研发人员：张西龙，张兆通，柳江，刘碧龙，张永亮，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：
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