[实用新型]一种基于热磁效应的无泵冷却装置

说明书

一种基于热磁效应的无泵冷却装置，包括PC管、铜铝复合翅片散热器、紫铜块、永磁体、风扇和碳纳米管/锰锌铁氧体纳米流体，在紫铜块的上方为橡胶塞密封的注液孔，紫铜块内部设置有多孔纳米金属层，紫铜块底部通过扣具与电子芯片紧密结合；PC管的内腔与紫铜块的内腔相互贯通，腔内为碳纳米管/锰锌铁氧体纳米流体作为导热介质；永磁体套在流体管路上，内腔不与流体管路接触，而是依靠硅橡胶垫片作为支撑；碳纳米管/锰锌铁氧体纳米流体流过铜铝复合翅片散热器，铜铝复合翅片散热器位于风扇的出风方向。本实用新型降低设备成本，流体流量可利用永磁体和温度进行控制，结构非常简单，可以完全封闭。

技术领域

本实用新型涉及一种电子芯片的冷却装置，属于热交换技术领域。

背景技术

目前，电力电子设备被广泛应用于人民生活的各个方面，特别是国防、军工、通讯等重要领域。因此电力电子设备的稳定运行具有举足轻重的作用，其可靠性成为今天人们十分关注的焦点问题。

在影响电力电子装置可靠性的多种因素中，散热是至关重要的一个。一般电力电子元器件的工作温度都有一定的限制范围，超过这个范围，元器件的性能将显著下降，并且不能稳定工作，因而影响系统运行的可靠性。随着电力电子技术、加工技术和大规模、超大规模集成电路的发展，电力电子设备的散热问题越来越受到关注，尤其是在大功率应用领域。所以在产品设计中，选择适当的散热方式，并进行合理的设计，是使器件的潜力得到充分发挥，提高设备可靠性不可缺少的重要环节之一。

目前电子器件的冷却主要有风扇冷却与液体冷却两种方式。风冷往往需要多台风扇共同作用，因此在实际使用中存在噪声大、体积大、制冷效果一般等问题，并且随着电子芯片功率的不断增大，风冷的冷却效果逐渐不能满足需求，逐渐开始采用液体冷却作为主要的冷却手段。目前液体冷却往往利用机械泵作为动力驱动液体流动，但现有的机械泵往往面临运动部件振动、噪声和消耗功率大等问题，同时，液体水冷设计复杂，涉及的部件较多，极易造成液体泄漏，对电子芯片造成损坏。水作为液体冷却常用的冷却工质也存在导热系数较低的问题，而纳米流体的高导热系数，传热性能好等优点也逐渐被人关注，成为一种新型的强化换热工质。

发明内容

为了克服已有机械泵往往面临噪声、泄漏、运动部件振动的不足，本实用新型提供一种基于热磁效应的无泵冷却装置，不需要机械泵的驱动，降低设备成本，流体流量可利用永磁体和温度进行控制，不需要能源消耗，该装置不包含移动部件或电极，结构非常简单，可以完全封闭。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于热磁效应的无泵冷却装置，包括PC管、铜铝复合翅片散热器、紫铜块、永磁体、风扇和碳纳米管/锰锌铁氧体纳米流体，在紫铜块的上方为橡胶塞密封的注液孔，紫铜块内部设置有多孔纳米金属层，紫铜块底部通过扣具与电子芯片紧密结合；PC管的内腔与紫铜块的内腔相互贯通，腔内为碳纳米管/锰锌铁氧体纳米流体作为导热介质；永磁体套在流体管路上，内腔不与流体管路接触，而是依靠硅橡胶垫片作为支撑；碳纳米管/锰锌铁氧体纳米流体流过铜铝复合翅片散热器，铜铝复合翅片散热器位于风扇的出风方向。

进一步，所述紫铜块为内部开孔的长方体，永磁体为开孔圆柱形。

不需要外加机械泵作为动力，而是依靠碳纳米管/锰锌铁氧体纳米流体的热磁效应自发流动。散热器为铜铝复合翅片，并且外部施加风扇进行降温。

再进一步，所述导热端紫铜块的内部为多孔纳米金属层，内腔为突扩管路，PC管进入紫铜块的管路内径较小，而紫铜块的内径稍大，增强了碳纳米管/锰锌铁氧体纳米流体的对流换热。

纳米流体为碳纳米管/锰锌铁氧体纳米流体，纳米颗粒的体积分数为3-5％，纳米颗粒的粒径为10-30nm，纳米流体的基液为乙二醇。

本实用新型的有益效果主要表现在：

1)不需要机械泵的驱动，流体可自发流动，避免噪音、能耗等传统设备的缺陷，降低设备成本。