[发明专利]一种用于驱动导电流体流动的回旋加速泵

说明书

技术领域

本发明涉及一种流体回旋加速泵，特别涉及一种内部设置有回旋型流道并通过贯穿衬于流道轴向全程壁面的一对电极片以及与之相垂直的磁体对共同作用下，以驱动流道内导电流体加速流动的回旋加速泵。

背景技术

先进热管理技术在信息、能源、光电产业、空间应用、武器系统及电力电子等行业的方方面面，均发挥着极为重要的支撑作用。早期热管理技术相对简单，近年来，随着科学技术的飞速发展，学术界和工业界在各类先进计算机及光电器件芯片等方面取得一系列重大进展，但在进一步朝高性能、高效率、更低温度水平、微型化乃至提升节能品质的目标推进时却遭遇瓶颈，其中“热障”是最为关键的重大难题之一。因此，围绕先进热管理技术的获取，世界各国展开了一系列艰苦探索，形成了此起彼伏的全力攻关态势。可以说，当前对高性能热管理技术的需求已提到了前所未有的高度。

在至今所发展的风冷、水冷及热管三种最主要的散热方式中，风冷逐渐不能满足日益增长的高密度散热需求，水冷及热管散热在一定程度上可以满足更高的散热负荷需求，但水冷的缺点在于水的热导率低、易挥发、沸点低，而热管散热的缺点则在于过大的热负荷会导致其失效。为此，近年来，研究者提出了概念崭新的室温金属流体芯片散热方法(刘静，周一欣，一种芯片散热用散热装置，中国发明专利授权号：02257291.0)，第一次将液态金属作为冷却工质引入到计算机热管理领域。由于液体金属具有远高于水、空气及许多非金属介质的热导率，且具有流动性，因而可实现快速高效的热量输运能力。特别是，由于采用了液体金属，散热器易于采用功耗较低的电磁泵驱动，由此可实现整体集成化的系统。

无疑，在液体金属散热技术中，流体速度越高，则载送热量的能力越强。在前人所发展的电磁泵中，要提升对金属流体的驱动力，需要尽可能采用更高强度的磁体及电流，但二者的增大均面临较大的技术难度。由于泵体内流道长度较短，直接承受电磁驱动作用的流体量也较少，因而实际对流体施加的总体电磁输出功较低，流体提升速度相对有限。改善此不足的一种基本途径是在流道沿途同时采用多个单独的电磁泵，由此来叠加达到加大流体驱动力从而克服流道内摩擦力等不利因素。但这样一来，整个流道上由于布置多个泵，会显得尺寸及体积较大，系统重量大，同时也增大了造价，使用起来不甚方便。而采用其他原理的泵如机械泵等采用多泵体结构，也面临同样问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于驱动导电流体流动的回旋加速泵，其泵体内部设置有螺旋形回旋流道并通过贯穿衬于流道轴向壁面的一对电极片以及与之相垂直的磁体产生共同作用，以驱动流道内导电流体不断加速流动的回旋加速泵，由此以一种相当紧凑的方式大幅提升传统电磁泵的驱动力。

本发明的技术方案如下：

本发明提供的用于驱动导电流体流动的回旋加速泵，其包括：

一内部设有螺旋形回旋流道的泵体；所述螺旋形回旋流道的中心流道口上安装入口管，所述螺旋形回旋流道另一端流道口上安装出口管；所述螺旋形回旋流道内流通有导电流体；

将所述泵体夹持于其中的上磁体和下磁体；所述上磁体和下磁体的外围分别套有导磁环；

所述入口管穿过并伸出所述上磁体上端中心；所述出口管穿过并伸出所述泵体侧壁；

贴覆于所述螺旋形回旋流道轴向全程相对的两垂向壁面上的第一螺旋形电极片和第二螺旋形电极片；所述第一螺旋形电极片和第二螺旋形电极片分别与所述上磁体和下磁体之间的磁极方向垂直；

一分别与所述第一螺旋形电极片和所述第二螺旋形电极片电连接的控制电路模块；所述控制电路模块为可控电源芯片，以控制施加在所述第一螺旋形电极片和所述第二螺旋形电极片上的电流以脉冲式驱动或连续式驱动。

所述螺旋形回旋流道为围绕中心逐渐展开的形状如呈螺旋型，环数在1-1000之间。

所述第一螺旋形电极片和一第二螺旋形电极片的高度为10纳米～10cm，厚度为10纳米～1cm，长度为1mm～100cm；其材质为铜、不锈钢、石墨、金、钛、镍或银。

所述螺旋形回旋流道的横截面为矩形，方形，圆形或椭圆形，其横截面面积为100nm²～10cm²。

所述上磁体和下磁体分别为一整体，或分别由1-100个分散磁体组成。

所述泵体材质为环氧树脂、塑料、二氧化硅或聚四氟乙烯。

所述上磁体和下磁体采用永磁体或电磁铁。

所述的导电流体为液体金属、离子液体、铜基纳米颗粒流体、铝基纳米颗粒流体或NaCl盐溶液。