[發明專利]內部帶有滑塊的用于驅動液體金屬的電磁泵

有效

• 申請號: 200910119613.6
• 申請日: 2009-03-23
• 公開（公告）號: CN101764498A
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發明（設計）人: 劉靜
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: H02K44/02
• 分類號: H02K44/02
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 王鳳華

技術領域

本發明涉及一種電磁泵，特別涉及一種內部帶有滑塊的用于驅動液體金屬運動 的電磁泵，可用于在不增加液體金屬用量的前提下顯著提升電磁泵的驅動力。

背景技術

近年來，隨著高端計算機芯片、光電器件技術的飛速發展，熱障問題日趨嚴重， 已成為制約芯片技術進一步發展的瓶頸。迄今，常用的散熱方式主要包括：風冷、 水冷及熱管散熱三種。其中，常規風冷已經很難滿足高性能光電設備的散熱需求， 水冷及熱管散熱在一定程度上還可以滿足當前的散熱負荷。但水冷的缺點在于水的 熱導率低、易揮發、沸點低；熱管散熱的缺點在于過大的熱負荷會導致熱管失效， 從而導致芯片過熱。

為此，專利(劉靜，周一欣，一種芯片散熱用散熱裝置，授權號：02257291.0) 提出了以低熔點金屬或其合金作為冷卻流動工質的計算機芯片散熱方法。這是在計 算機熱管理領域中首次引入的新觀念。由于液體金屬具有遠高于水、空氣及許多非 金屬介質的熱導率(如室溫附近處于液態的鎵導熱率約為水的60倍，高出空氣1000 多倍)，且具有流動性，因而可實現快速高效的熱量輸運能力，這相對于已有的散熱 方式而言是一個實質性的拓展。這種低熔點液體金屬以遠高于傳統流動工質的熱傳 輸能力，最大限度地解決了高密度能流的散熱難題。特別是，由于采用了液體金屬， 散熱器可作得很小且易于通過功耗較低的電磁泵驅動，由此可實現整體集成化的微 型散熱器。

液體金屬散熱技術的提出，突破了已有的強化散熱觀念，以遠高于傳統流動工 質(如空氣、水、有機溶液或更多功能流體)的熱傳輸能力，最大限度地解決了超 高熱流密度芯片的散熱難題。在這種方法中，流體速度越高，則輸運熱量的能力越 強。眾所周知，在驅動金屬液體流動的電磁泵中，電磁場施加到液體金屬上的驅動 力F可表示為F＝BIL(其中，B為永磁體產生的磁場，I為泵腔中流過液體金屬的電流 大小，L為泵腔內液體金屬流道的寬度)；由此公式可以看出，要提升電磁場對金屬 流體的驅動力，除了采用盡可能強的永磁體外，需要增大電流，但電流的增大會給 電源設計帶來較大困難，也增加了能耗。因此，若能擴大泵腔流道內的金屬流體寬 度即L的大小，則可在低磁場、小電流情況下達到較大的驅動力。但是，增加液體 金屬流道寬度，無疑會增加液體金屬的用量，而熔點在室溫附近的金屬一般較為昂 貴，從而使得散熱器的總體制作造價較高。

考慮到上述因素，本發明提供一種內部帶有金屬滑塊的用于驅動液體金屬的電 磁泵，可在不增加液體金屬用量的前提下提升電磁泵的驅動力。其原理在于在泵腔 內采用常見價格較低的金屬或表面涂覆有金屬膜的非金屬滑塊代替部分液體金屬， 從而降低成本；而這種金屬滑塊可與周圍流過的液體金屬一起充當電磁場的驅動對 象，由此可通過金屬滑塊的引入大大擴充L，從而在不增加液體金屬用量的情況下提 升對金屬流體的驅動能力。

發明內容

本發明目的在于：提供一種內部帶有滑塊的用于驅動液體金屬的電磁泵，可在 不增加液體金屬用量的前提下提升電磁泵的驅動力。

本發明的技術方案如下：

本發明提供的內部帶有滑塊的用于驅動液體金屬的電磁泵，其特征在于，其包 括：

一泵體；

所述泵體內部設中空流道；所述中空流道一側相對的壁面上分別設有與外界相通 的流道入口和流道出口；所述中空流道另一側相對的壁面上分別嵌裝片狀電極；所 述中空流道內裝有液體金屬；

一裝于所述中空流道內的滑塊；

分別嵌裝于所述泵體上表面和下表面上的片狀磁體，所述片狀磁體與所述 中空流道相垂向對應；

所述片狀磁體大平面與所述片狀電極的大平面相互垂直；和

一裝于泵體表面上的帶有外界電源的控制電路模塊；

所述片狀電極輸入端與控制電路模塊的控制電路相連。

所述泵體外表面套裝一導環形，所述導環形的軸向方向與所述流道入口及流道 出口的軸向方向平行。

所述中空流道為直管形、漸縮管形、漸擴管形或其結合管形；其寬度為1mm- 50cm，沿液體金屬流動方向的長度為1mm-100cm；深度為1mm-50cm；所述滑塊 2尺寸小于所述中空流道的尺寸。

滑塊為金屬滑塊或為表面涂覆金屬層的非金屬滑塊。

所述金屬滑塊為銅或不銹鋼材質的金屬滑塊；所述非金屬滑塊為塑料或聚合物材 質的滑塊；所述非金屬滑塊表面涂覆的金屬層為銅或不銹鋼金屬層。