一种自循环式的喷雾冷却装置

本发明涉及冷却散热装置的，尤其涉及一种自循环式的喷雾冷却装置。

背景技术：

1、近年来，高热流密度耗散技术由于其在电子系统、核能发电、航空航天工业和激光武器等众多工程中的应用而受到广大关注。传统的冷却技术，如强制空气对流冷却和单相液体热传递不再满足器件的散热水平要求。在涉及相变的冷却技术中，喷雾冷却利用压力差或液体动量产生剧烈的气液扰动将冷却剂破碎成微小的液滴，由于液滴的表面积显著增加，这极大地提高了冷却效率。因此，喷雾冷却可以是一种有效的解决方案，这归因于其高散热能力、低冷却剂消耗、均匀的温度分布，以及最重要的是精确的温度控制、可靠性和经济效率。

2、喷雾冷却具有快速的热响应和低的流量消耗，是大功率电子系统中常见且有效的热管理方法。通常，通过降低目标表面的润湿性，减少气泡成核的表面能垒来促进核态沸腾，进而提高喷雾冷却的传热系数。然而，气泡的合并和蒸汽膜的形成在进一步提高临界热通量方面具有局限性。因此，最大化喷雾冷却的传热系数和临界热通量两者在相同的加热表面上可以是相互排斥的。

3、传统的喷雾冷却系统通常需要泵来循环流体，这将使得喷雾冷却系统部件过多，并且喷雾冷却过程中通过蒸发产生的高温蒸汽的动能没有得到利用，造成较多的能量损失。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于上述现有自循环式的喷雾冷却装置存在的问题，提出了本发明。

3、因此，本发明目的是提供一种自循环式的喷雾冷却装置。

4、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种自循环式的喷雾冷却装置，包括，箱体组件，包括恒温水箱、设置在恒温水箱下端的喷雾腔以及与设置在喷雾腔下端的底座；换热组件，包括底座壳体、设置在底座壳体内的换热表面以及设置在换热表面下方的加热铜柱，所述底座壳体内设置有回液件；以及，回液组件，所述回液组件设置在箱体组件内。

5、作为本发明所述自循环式的喷雾冷却装置的一种优选方案，其中：所述回液件包括开设在壳体内的回液腔、与回液腔连通的流道以及开设在壳体上与流道连通的出液口，所述加热铜柱设置在回液腔内，

6、其中，所述出液口设置有两个，所述出液口端部设置有连接法兰。

7、作为本发明所述自循环式的喷雾冷却装置的一种优选方案，其中：所述换热表面设置有若干微柱结构，若干所述微柱结构阵列设置在换热表面上，所述微柱结构与微柱结构之间形成有存留缝隙，所述微柱结构上设置有若干铜微网，所述铜微网之间设置有互连部件。

8、作为本发明所述自循环式的喷雾冷却装置的一种优选方案，其中：所述铜微网设置有三层，所述铜微网表面设置有纳米草结构，所述纳米草结构通过化学刻蚀方法在铜微网上表面进行刻蚀产生。

9、作为本发明所述自循环式的喷雾冷却装置的一种优选方案，其中：所述壳体内设置有管路部件，所述管路部件包括设置在壳体内的进液管、与进液管相连的泵体以及与进液管下端相连的喷液管，所述壳体内设置有下调节杆，所述喷液管与下调节杆下端相连，所述下调节杆下端设置有喷嘴。

10、作为本发明所述自循环式的喷雾冷却装置的一种优选方案，其中：所述回液组件包括与出液口相连的回液管、与回液管相连的液体回送管以及设置在液体回送管上端的流液口，所述流液口与恒温水箱相连，所述流液口上设置有橡胶件。

11、作为本发明所述自循环式的喷雾冷却装置的一种优选方案，其中：所述壳体内设置有高度调节部件，所述高度调节部件包括设置在恒温水箱上的上调节杆、设置在调节杆上的调节旋钮以及设置在调节杆伸入喷雾腔一端的调节腔，所述调节腔与下调节杆相连，所述调节腔与喷雾腔相连，所述上调节杆上设置有外螺纹，所述调节旋钮上设置有与外螺纹配合的内螺纹。

12、作为本发明所述自循环式的喷雾冷却装置的一种优选方案，其中：所述喷雾腔的腔壁上设置有压力传感器。

13、本发明的有益效果：操作者将恒温水箱内的水分，喷洒到喷雾腔内，而喷雾腔向下流动到换热表面上后，部分液体形成蒸汽态，而通过喷雾腔内部的压力变化，实现液体的回流。

技术特征：

1.一种自循环式的喷雾冷却装置，其特征在于：包括，

2.如权利要求1所述的自循环式的喷雾冷却装置，其特征在于：所述回液件(204)包括开设在壳体内的回液腔(204a)、与回液腔(204a)连通的流道(204b)以及开设在壳体上与流道(204b)连通的出液口(204c)，所述加热铜柱(203)设置在回液腔(204a)内，

3.如权利要求2所述的自循环式的喷雾冷却装置，其特征在于：所述换热表面(202)设置有若干微柱结构(300)，若干所述微柱结构(300)阵列设置在换热表面(202)上，所述微柱结构(300)与微柱结构(300)之间形成有存留缝隙(301)，所述微柱结构(300)上设置有若干铜微网(302)，所述铜微网(302)之间设置有互连部件。

4.如权利要求3所述的自循环式的喷雾冷却装置，其特征在于：所述铜微网(302)设置有三层，所述铜微网(302)表面设置有纳米草结构，所述纳米草结构通过化学刻蚀方法在铜微网(302)上表面进行刻蚀产生。

5.如权利要求4所述的自循环式的喷雾冷却装置，其特征在于：所述壳体内设置有管路部件(400)，所述管路部件(400)包括设置在壳体内的进液管(401)、与进液管(401)相连的泵体(402)以及与进液管(401)下端相连的喷液管(403)，所述壳体内设置有下调节杆(404)，所述喷液管(403)与下调节杆(404)下端相连，所述下调节杆(404)下端设置有喷嘴(405)。

6.如权利要求1所述的自循环式的喷雾冷却装置，其特征在于：所述回液组件(500)包括与出液口(204c)相连的回液管(501)、与回液管(501)相连的液体回送管(502)以及设置在液体回送管(502)上端的流液口(503)，所述流液口(503)与恒温水箱(101)相连，所述流液口(503)上设置有橡胶件。

7.如权利要求6所述的自循环式的喷雾冷却装置，其特征在于：所述壳体内设置有高度调节部件(504)，所述高度调节部件(504)包括设置在恒温水箱(101)上的上调节杆(505)、设置在调节杆上的调节旋钮(506)以及设置在调节杆伸入喷雾腔(102)一端的调节腔(507)，所述调节腔(507)与下调节杆(404)相连，所述调节腔(507)与喷雾腔(102)相连，所述上调节杆(505)上设置有外螺纹(508)，所述调节旋钮(506)上设置有与外螺纹(508)配合的内螺纹。

8.如权利要求6或7所述的自循环式的喷雾冷却装置，其特征在于：所述喷雾腔(102)的腔壁上设置有压力传感器(509)。

技术总结
本发明公开了一种自循环式的喷雾冷却装置，包括，箱体组件，包括恒温水箱、设置在恒温水箱下端的喷雾腔以及与设置在喷雾腔下端的底座；换热组件，包括底座壳体、设置在底座壳体内的换热表面以及设置在换热表面上的加热铜柱，所述底座壳体内设置有回液件；以及，回液组件，所述回液组件设置在箱体组件内，操作者将恒温水箱内的水分，喷洒到喷雾腔内，而喷雾腔向下流动到换热表面上后，部分液体形成蒸汽态，而通过喷雾腔内部的压力变化，实现液体的回流。

技术研发人员：周年勇,唐光华,鲍庆国,吕文宇,邹有鑫,赵英杰
受保护的技术使用者：常州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17