[发明专利]基于液态金属或其合金循环散热的大容量直流断路器用散热器

权利要求书

1.基于液态金属或其合金循环散热的大容量直流断路器用散热器，利用常温下或断路器正常工作状态下为液态的金属或其合金工质的流动来快速带走断路器高温部件的热量，其特征在于：包括：用于连接断路器高温部件和远端散热片，并形成循环回路的散热管道；充满散热管道的低熔点的液态金属或其液态合金；远端散热片和用于驱动液态金属或其合金在散热管道内流动的驱动装置。

2.按权利要求1所述散热器，其特征在于：散热结构的散热管道，用于连接断路器的高温部件和远端的散热片，管道截面可为方形、圆形等多种形状，内部充满常温下的液态金属或其合金；管道结构为双层复合结构，外层材料选用耐高温的塑料、硅橡胶、陶瓷等绝缘材料，内部材料选用铜管，内层铜管和外层绝缘层紧密压合在一起。

3.按权利要求1所述所述散热器，其特征在于：散热结构的远端散热片为具有中空腔结构且双向开口的金属散热片，用于将液态金属或其合金从高温部件带出的热量经过散热片快速散失，其空腔横截面可为长方形、正方形等形状。远端散热片具有栅片结构以增大散热面积。

4.按权利要求1所述所述散热器，其特征在于：散热结构的远端散热片，不具有空腔结构，远端散热片同散热管道的一面至三面接触即可，具有栅片结构以增大散热面积。

5.按权利要求1所述散热结构中的驱动部分用于驱动散热管道中液态金属或其合金的流动，有电激励驱动和磁激励驱动两种方式。

6.按权利要求1或2所述所述散热器，其特征在于：散热器结构中，散热管道内装的常温下的工质材料可为镓基合金材料，或为液态碱金属及其合金。

7.按权利要求5所述所述散热器，其特征在于：直流断路器用液态金属或其合金的电激励驱动方式，是通过在液态金属或其合金两侧外加直流电源来提供一个垂直管道方向的电流，同时利用管道外通电导体产生的与管道内电流垂直的磁场，使垂直通过管道的电荷受到沿管道方向的电磁力的作用，从而液态金属或其合金受到沿管道方向的驱动力，驱动液态金属或其合金工质在管道内流动；并根据实际需要，通过调节电流大小或磁场大小改变液态金属或其合金工质在管道里的流速，达到不同的散热效果。

8.按权利要求5所述所述散热器，其特征在于：直流断路器用散热器的液态金属或其合金工质的永磁激励驱动方式，通过在液态金属或其合金两侧外加直流电源提供一个垂直管道方向的电流，利用同管道内电流垂直的磁场，使通过管道的液态工质受到沿管道方向的电磁力的作用，从而液态金属或其合金受到沿管道方向的驱动力，进而驱动液态金属或其合金在管道内流动；并根据实际需要通过调节电流大小改变液态金属或其合金在管道里的流速，达到不同的散热效果。

9.按权利要求8所述所述散热器，其特征在于：永磁体用一对相反NS磁极的永磁体对面布置而成，或者用多片磁极相反的永磁体分布式布置而成，其中同一侧排列布置的永磁体极性相同；为了提高永磁励磁的磁密，在散热管道外部采用叠片硅钢将相对磁极的永磁体连接起来，减小永磁励磁回路的磁阻。