[发明专利]磁性相变微胶囊往返冷热端运动式设计方法及散热装置

权利要求书

1.一种磁性相变微胶囊往返冷热端运动式散热装置，包括冷却系统(7)、发热面(10)和传热模块(13)，其特征在于，所述传热模块(13)由受热端电磁线圈(1)、冷却端电磁线圈(2)、受热体(3)、磁性相变微胶囊(4)、传送管(5)和传送液体(6)组成；其中受热体(3)外周向螺旋状缠有受热端电磁线圈(1)；所述传送管(5)的一端紧密安装于受热体(3)内，另一端周向螺旋状缠有冷却端电磁线圈(2)，传送管(5)内部充满传送液体(6)并装有磁性相变微胶囊(4)，磁性相变微胶囊(4)内填充有磁性物质(4a)和相变材料(4b)；其中受热端电磁线圈(1)和冷却端电磁线圈(2)通过开关(14)与电源(15)相连；传送液体(6)为同时拥有导热和润滑性能且沸点大于相变材料(4b)的液体；

所述受热体(3)安装于发热面(10)外，冷却系统(7)安装于传送管(5)的冷却端电磁线圈(2)外；传热模块(13)通过变换传送管(5)两端的磁场，对磁性相变微胶囊(4)在传送管(5)中所处的位置进行改变，从而达成对传送管(5)两端进行周期性热交换的目的；在热传递的每个周期中，每组传热模块(13)中受热端(11)的传送管(5)内部需始终留有磁性相变微胶囊(4)受热，以确保受热端(11)的均温性；

所述传送管(5)的数量为最少两根，排列方式为顺排或叉排；当散热装置同时拥有多个发热面(10)时，需装配相同数量的传热模块(13)与至少一个冷却系统(7)；

所述磁性物质(4a)为磁强较强的永磁材料，其特点为即使在相当大的反向磁场作用下，仍能保持一部或大部原磁化方向的磁性；所述永磁材料为铁氧体永磁或钕铁硼稀土永磁。

2.根据权利要求1所述的磁性相变微胶囊往返冷热端运动式散热装置，其特征在于，受热体(3)的构成根据发热面(10)的情况决定，当发热面(10)为平面时，受热体(3)为导热性能良好的一整块固体材料，其中受热体(3)在发热面(10)的另一端开有数量与传送管(5)数量相同且孔径与传送管(5)外径相同的孔；当发热面(10)为不平整面时，受热体(3)为内部填有液体工质(9)的中空容器，其中液体工质(9)为能够及时将热量传递至传送管(5)端面的水或导热油。

3.根据权利要求2所述的磁性相变微胶囊往返冷热端运动式散热装置，其特征在于，传送管(5)与受热体(3)的安装方式为插入式。

4.根据权利要求1所述的磁性相变微胶囊往返冷热端运动式散热装置，其特征在于，所述相变材料(4b)是指能够在液态和固态间转化时吸收或者放出大量潜热的低熔点物质；所述传送管(5)两端的材料为导热金属。

5.根据权利要求4所述的磁性相变微胶囊往返冷热端运动式散热装置，其特征在于，所述低熔点物质为石蜡、硬脂酸或结晶水合盐；所述导热金属为铜或铝；同时拥有导热和润滑性能且沸点大于相变材料(4b)的液体为水与丙酮的混合物、水、水银或导热油。

6.根据权利要求1所述的磁性相变微胶囊往返冷热端运动式散热装置，其特征在于，所述冷却系统(7)为水冷、风冷或混合冷却。

7.一种权利要求1所述磁性相变微胶囊往返冷热端运动式散热装置的磁性相变微胶囊往返冷热端运动式设计方法，其特征在于，受热体(3)所在一端为受热端(11)，冷却系统(7)所在一端为冷却端(12)；以受热端(11)和冷却端(12)的磁场转换为一个周期，实现传热模块(13)两端的热传递，且在热传递的每个周期中，每组传热模块(13)中受热端(11)的任一传送管(5)内部需始终留有磁性相变微胶囊(4)受热，以确保受热端(11)的均温性；磁场的转换通过改变受热端电磁线圈(1)和冷却端电磁线圈(2)中电流的通断来实现；传热模块(13)在每个周期中所处的状态分为如下步骤：

步骤1、受热端(11)内有磁场，冷却端(12)中某一传送管(5)内有磁场，另一传送管(5)内无磁场；此时冷却端(12)有磁场的传送管(5)中磁性相变微胶囊(4)由于受热端(11)内的磁场与冷却端(12)内的磁场相互抵消，磁性相变微胶囊(4)停留在传送管(5)的冷却端(12)内，其内部的相变材料(4b)进入冷却过程；此时冷却端(12)无磁场的传送管(5)中磁性相变微胶囊(4)在受热端(11)磁力的作用下运动到受热端(11)，其内部的相变材料(4b)吸热发生相变；

步骤2、冷却端(12)内的所有磁场进行转换，冷却后的磁性相变微胶囊(4)顺着其所在的传送管(5)回到受热端(11)；

步骤3、受热端(11)的磁场进行转换，受热后的磁性相变微胶囊(4)顺着其所在的传送管(5)移动到冷却端(12)；随后返回步骤1。