專利名稱：磁力熱循環(huán)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種循環(huán)系統(tǒng)之設(shè)計，特別是關(guān)于一種利用磁力驅(qū)使流體內(nèi)之磁性粒 子流動以形成一散熱循環(huán)之一種磁力熱循環(huán)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
由于近幾年來，電子產(chǎn)品微小化后相對伴隨而來的是對組件、系統(tǒng)所帶來的影響。 在原有芯片功能大幅增加但是芯片面積卻增加不大的情況下，使得在如此有限空間中需容 納更多晶體管與劇增之廢熱，即成為相關(guān)領(lǐng)域工程人員極大的挑戰(zhàn)。而可預(yù)期的，未來各種 芯片組的功能越見強(qiáng)大，各芯片組的組成芯片越多，則運轉(zhuǎn)過程中的散熱問題將會是一大 挑戰(zhàn)。因此無論是個人計算機(jī)或是筆記本電腦，在使用上都有散熱問題之困擾，盡管計 算機(jī)內(nèi)部都建置有散熱風(fēng)扇，不過，效能待改善，而加入風(fēng)扇之計算機(jī)，重量增加，也消耗能 源。在速度越來越快的同時，除了價格也越便宜之外，相對也產(chǎn)生相當(dāng)高的廢熱。無論是 何種處理器，做好散熱工作已經(jīng)是不可或缺的必備條件之一，否則輕則計算機(jī)不穩(wěn)、系統(tǒng)當(dāng) 機(jī)，重則中央處理器(CPU)燒毀。筆記本電腦一向標(biāo)榜方便、可攜帶，但也為了要符合攜帶方便的要求，筆記本電腦 必得輕薄短小，使其達(dá)到重量輕、體積小的境界。例如迷你筆記本電腦等。也就是因為如此， 所以筆記本電腦的內(nèi)部空間總是有限。一般筆記本電腦最耗電的組件應(yīng)該是中央處理器， 處理頻率越快，運作效能越高的中央處理器，耗電量與發(fā)熱量也越高，工作時所消耗的電量 比低階處理器更高，產(chǎn)生的廢熱也更多?，F(xiàn)有散熱技術(shù)包括有嵌入式風(fēng)扇及系統(tǒng)風(fēng)扇，由于對計算機(jī)硬件內(nèi)部使用空間之 要求，近年來包括熱導(dǎo)管相關(guān)散熱技術(shù)也不斷在更新。參閱圖1所示，其顯示現(xiàn)有熱循環(huán)系 統(tǒng)之示意圖，熱循環(huán)系統(tǒng)100之熱導(dǎo)管10本身為一密閉管狀容器，容器內(nèi)裝有液體。其中 熱導(dǎo)管10之一端連接導(dǎo)熱單元11，導(dǎo)熱單元系結(jié)合于芯片組12。當(dāng)芯片組12所產(chǎn)生之廢熱經(jīng)由導(dǎo)熱單元11傳輸給熱導(dǎo)管10，使管內(nèi)的液體受熱， 受熱之液體經(jīng)由流動，在管的另一端透過管壁于散熱單元13作熱交換?，F(xiàn)有熱導(dǎo)管之優(yōu)點 具有不耗電、無噪音、壽命長等優(yōu)點。而更新之熱導(dǎo)管技術(shù)則采用混合風(fēng)扇與熱導(dǎo)管之技術(shù) 方式，即當(dāng)功率需求低時，采用熱管被動式之散熱方式，當(dāng)運轉(zhuǎn)功率高過某一極限時，才開 啟風(fēng)扇以主動強(qiáng)制對流模式散熱。然而，使用嵌入式風(fēng)扇或系統(tǒng)風(fēng)扇散熱，不僅耗電且易產(chǎn)生噪音，尤其對于內(nèi)部空 間有限之筆記本電腦，小型風(fēng)扇之散熱效果并不理想。對于現(xiàn)今熱導(dǎo)管技術(shù)而言，存在一個 問題即為熱循環(huán)效果不好，原因在于熱循環(huán)之動力系藉由氣態(tài)與液態(tài)兩個態(tài)間的轉(zhuǎn)換所提 供，要形成這兩個態(tài)間的轉(zhuǎn)換就必需要有適當(dāng)?shù)沫h(huán)境溫度，因此現(xiàn)有技術(shù)在冷卻端以散熱 鰭片或風(fēng)扇做降溫，讓氣體能凝結(jié)成液體，達(dá)到散熱效果。如果冷卻端無散熱鰭片或風(fēng)扇主 動降溫僅只是導(dǎo)到機(jī)殼，一開始沒問題，但是如果到熱平衡時機(jī)殼接觸點溫度將會隨之升 高，而無法完全使氣體凝結(jié)，散熱效果降低，同時也因氣體量變多，內(nèi)部壓力上升導(dǎo)致管內(nèi)液體之沸點也跟著上升，例如甲醇或水。造成蒸發(fā)和凝結(jié)都接近失敗，熱循環(huán)效果變差，相 對的導(dǎo)熱能力也下降。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明提供了一種磁力熱循環(huán)系統(tǒng)，以磁力效應(yīng)作為熱循環(huán)系統(tǒng) 之動力來源進(jìn)而將熱源發(fā)出之熱量經(jīng)由管內(nèi)流體散逸到管外，以達(dá)到散熱之效果。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)手段一種磁力熱循環(huán)系統(tǒng)，包括一流 體管路、一第一線圈、一第二線圈。流體管路連通一導(dǎo)熱單元，導(dǎo)熱單元用以將一發(fā)熱源所 產(chǎn)生之熱能予以傳導(dǎo)至流體管路。其中，流體管路內(nèi)部形成一填充有流體之流道，并在流體 中含有若干個磁性粒子。再者，第一線圈以一預(yù)定繞距環(huán)繞于流體管路，且第二線圈繞設(shè)通 過第一線圈之預(yù)定繞距之間，并同樣地環(huán)繞于流體管路。本系統(tǒng)更包括有一電源供應(yīng)器、一第一開關(guān)單元、一第二開關(guān)單元，控制器分別發(fā) 出一控制信號至第一開關(guān)單元與第二開關(guān)單元，用以調(diào)整電源供應(yīng)器供應(yīng)至第一線圈與第 二線圈之電流，使第一線圈與第二線圈分別產(chǎn)生一電流時變場，其中電流時變場更使第一 線圈與第二線圈分別產(chǎn)生相異之磁力場，以在流體管路中之流道形成若干個連續(xù)區(qū)段之磁 力場梯度，磁力場梯度使磁性粒子受到一磁力作用而驅(qū)使流體流動，進(jìn)而使導(dǎo)熱單元之熱 能予以散逸。相較于先前技術(shù)，本發(fā)明提供了一種磁力熱循環(huán)系統(tǒng)，借由高熱傳導(dǎo)系數(shù)之液體 作為散熱之載具，對照現(xiàn)有風(fēng)扇借由空氣熱對流但空氣熱傳導(dǎo)效率甚低，導(dǎo)致散熱能力受 到限制之缺點，本發(fā)明具有散熱效率高之優(yōu)點。再者，比對現(xiàn)有技術(shù)中，熱導(dǎo)管循環(huán)動力在 于氣態(tài)與液態(tài)兩個態(tài)間之轉(zhuǎn)換所提供，以及適當(dāng)?shù)沫h(huán)境溫度才能造成正常循環(huán)，本發(fā)明借 由電流時變場產(chǎn)生之磁力場梯度具有主動造成高熱傳導(dǎo)系數(shù)之液體循環(huán)之技術(shù)手段，能改 善現(xiàn)有熱循環(huán)系統(tǒng)中被動式循環(huán)之缺點。此外，本發(fā)明導(dǎo)熱系統(tǒng)的體積小，對于計算機(jī)內(nèi)部 空間之使用具有不占空間、系統(tǒng)消耗功率低等優(yōu)點。本發(fā)明所采用的具體實施例，將借由以下之實施例及附圖作進(jìn)一步之說明。


圖1顯示現(xiàn)有熱循環(huán)系統(tǒng)之示意圖；圖2顯示本發(fā)明磁力熱循環(huán)系統(tǒng)之系統(tǒng)架構(gòu)圖；圖3顯示本發(fā)明磁力熱循環(huán)系統(tǒng)之局部擴(kuò)大視圖；圖4顯示本發(fā)明之流體管路之局部剖面圖；圖5顯示本發(fā)明磁力熱循環(huán)系統(tǒng)之一流程示意圖；圖6顯示本發(fā)明磁力熱循環(huán)系統(tǒng)之次一流程示意圖；圖7顯示本發(fā)明磁力熱循環(huán)系統(tǒng)之輸入電流與時間關(guān)系之波形圖之一；圖8顯示本發(fā)明磁力熱循環(huán)系統(tǒng)之輸入電流與時間關(guān)系之波形圖之二 ；圖9顯示本發(fā)明磁力熱循環(huán)系統(tǒng)之輸入電流與時間關(guān)系之波形圖之三；圖10顯示本發(fā)明磁力熱循環(huán)系統(tǒng)之輸入電流與時間關(guān)系之波形圖之四。
具體實施例方式參閱圖2所示，其顯示本發(fā)明磁力熱循環(huán)系統(tǒng)之系統(tǒng)架構(gòu)圖。本發(fā)明之磁力熱循 環(huán)系統(tǒng)200包括一電源供應(yīng)器20、一控制器21、一第一線圈22、一第二線圈23、一流體管路 對、一導(dǎo)熱單元25。在本實施例中，電源供應(yīng)器20連結(jié)一第一開關(guān)單元201與一第二開關(guān)單元202。 控制器21分別發(fā)出一控制信號Sl與一控制信號S2至第一開關(guān)單元201與第二開關(guān)單元 202。其中控制信號S1、S2分別控制電源供應(yīng)器20輸入至第一線圈22之電流Al之電流值 大小與第二線圈23之電流A2之電流值大小，使輸入至第一線圈22之電流Al與輸入至第 二線圈23之電流A2產(chǎn)生一磁力效應(yīng)。如圖所示，第一線圈22以一預(yù)定繞距dl環(huán)繞于流體管路對，第二線圈23環(huán)繞于 流體管路M且繞設(shè)通過第一線圈22之預(yù)定繞距dl之間。流體管路M連通于導(dǎo)熱單元25 之第一端251及第二端252，其中流體管路M為一密閉式回路管路，導(dǎo)熱單元25用以將一 發(fā)熱源26所產(chǎn)生之熱能經(jīng)由第一端251傳導(dǎo)至流體管路對。流體管路M因為受到第一線 圈22之電流Al與第二線圈23之電流A2所產(chǎn)生之磁力效應(yīng)，于流體管路M內(nèi)部產(chǎn)生一流 動，該流動經(jīng)由一流動方向T將熱能于一散熱單元27作熱交換。同時參閱圖3與圖4所示，圖3顯示本發(fā)明磁力熱循環(huán)系統(tǒng)之局部擴(kuò)大視圖。 圖4顯示本發(fā)明之流體管路之局部剖面圖。第一線圈22、第二線圈23、流體管路M為一 銅質(zhì)材料所構(gòu)成，凡具有通常知識者皆能得知，銅為一順磁材料，故不會阻隔本發(fā)明中所 產(chǎn)生之磁力效應(yīng)。如圖所示，流體管路M內(nèi)部具有一流道對1，用以容置一流體對2，且 流體M2中含有若干個磁性粒子M3。在本實施例中，流體242為一高導(dǎo)熱系數(shù)之膠體 溶液。由于磁性粒子243必須分散于流體對2中，故磁性粒子243必需符合廷得耳效應(yīng) (Tyndall effect)、布朗運動(Brownianmovement)，再者，磁性粒子 243 之磁域壁(Domain wall)約為lOnm，而磁性粒子243不能為單一扇區(qū)(Singledomain)，否則會產(chǎn)生自身磁化 (Spontaneous magnetization)，造成磁性粒子M3之間互相吸引，因此在本發(fā)明的實施例， 磁性粒子243之粒徑大小可介于10奈米(nm)至1000奈米(nm)。此外，磁性粒子243之殘 磁(Remanence)必需為零。換句話說，當(dāng)一外部磁場出現(xiàn)時，磁性粒子243才會出現(xiàn)磁性， 當(dāng)外部磁場消失時，磁性粒子243本身就不具磁性，故在本發(fā)明中，磁性粒子243選自陶鐵 磁性材料(Ferrimagnetism)，例如四氧化三鐵(Fe3O4)15當(dāng)然，亦可以選擇符合上述條件之 陶鐵磁性材料，唯在此不予贅述。參閱圖5所示，其顯示本發(fā)明磁力熱循環(huán)系統(tǒng)之一流程示意圖。在本實施例中，輸 入至第一線圈22之電流Al與輸入至第二線圈23之電流A2分別形成一電流時變場，其中 電流A2小于電流Al。舉凡具有通常知識者皆能輕易得知，依據(jù)法拉第定律(Faraday’ s law ofinduction)，線圈于通入電流后會產(chǎn)生一封閉磁力場，磁力場方向?qū)⒆袷匕才嘤沂侄▌t。 當(dāng)電流改變時，磁力場大小跟著改變。依據(jù)冷次定律(Lenz’ s law)得知，磁力場方向與磁 力場大小必由磁力場加強(qiáng)處傾向于磁力場減弱處。如圖所示，第二線圈23之磁力場B2小于第一線圈22之磁力場Bi，故在流體管路 24內(nèi)之其中一區(qū)段形成一磁力場梯度。區(qū)段內(nèi)之磁性粒子243受磁力場梯度之影響，由一 磁力方向Fl往一磁力方向F2流動，亦即由一第一位置處Pl流動至一第二位置處P2，進(jìn)而帶動流體242流動。凡熟悉此技藝者皆能輕易得知，以本實施例之流體管路M之區(qū)段內(nèi)之 磁性粒子243驅(qū)使流體242流動之方法，亦可推知整個磁力熱循環(huán)系統(tǒng)200中，若干個區(qū)段 內(nèi)之磁性粒子243驅(qū)使流體242流動之方式。參閱圖6所示，其顯示本發(fā)明磁力熱循環(huán)系統(tǒng)之次一流程示意圖。在本實施例中， 輸入至第一線圈22之電流Al與輸入至第二線圈23之電流A2分別形成電流時變場，其中 電流Al小于電流A2。如圖所示，第一線圈22之磁力場Bl小于第二線圈23之磁力場B2， 故在流體管路M內(nèi)之其中一區(qū)段形成磁力場梯度。區(qū)段內(nèi)之磁性粒子243受磁力場梯度 之影響，由磁力方向Fl往磁力方向F2流動，亦即由第二位置處P2流動至一第三位置處P3， 進(jìn)而帶動流體242流動。凡熟悉此技藝者皆能輕易得知，以本實施例之流體管路M之區(qū)段 內(nèi)之磁性粒子243驅(qū)使流體242流動之方法，亦可推知整個磁力熱循環(huán)系統(tǒng)200中，若干個 區(qū)段內(nèi)之磁性粒子243驅(qū)使流體242流動之方式。參閱圖7所示，其顯示本發(fā)明磁力熱循環(huán)系統(tǒng)之輸入電流與時間關(guān)系之波形圖之
一。橫軸代表時間，縱軸代表電源供應(yīng)器20輸入之電流值。電源供應(yīng)器20供應(yīng)至第一線 圈22之電流Al之電流值大小標(biāo)示為II，電源供應(yīng)器20供應(yīng)至第二線圈23之電流A2之 電流值大小標(biāo)示為12。于一時間間隔內(nèi)，電流值Il大于電流值12。于次一時間間隔內(nèi)，電 流值Il小于電流值12。舉凡熟悉此技藝者均能輕易得知，本發(fā)明之第一線圈22之電流Al 與第二線圈23之電流A2在每一時間間隔分別具有不同大小之電流值，其中不同大小之電 流值產(chǎn)生不同大小之電流時變場，電流時變場產(chǎn)生磁力場梯度，以驅(qū)使磁性粒子243帶動 流體242流動。參閱圖8所示，其顯示本發(fā)明磁力熱循環(huán)系統(tǒng)之輸入電流與時間關(guān)系之波形圖之
二。如圖所示，電源供應(yīng)器20供應(yīng)至第一線圈22之電流Al之電流值大小標(biāo)示為111、112， 電源供應(yīng)器20供應(yīng)至第二線圈23之電流A2之電流值大小標(biāo)示為121、122。于一時間間 隔內(nèi)，電流值112大于電流值121。于次一時間間隔內(nèi)，電流值111小于電流值122。舉凡 熟悉此技藝者均能輕易得知，本發(fā)明之第一線圈22之電流Al與第二線圈23之電流A2在 每一時間間隔分別具有不同大小之電流值，其中不同大小之電流值產(chǎn)生不同大小之電流時 變場，電流時變場產(chǎn)生磁力場梯度，以驅(qū)使磁性粒子243帶動流體242流動。參閱圖9所示，其顯示本發(fā)明磁力熱循環(huán)系統(tǒng)之輸入電流與時間關(guān)系之波形圖之
三。如圖所示，電源供應(yīng)器20供應(yīng)至第一線圈22之電流Al之電流值大小標(biāo)示為113，電源 供應(yīng)器20供應(yīng)至第二線圈23之電流A2之電流值大小標(biāo)示為123。于一時間間隔內(nèi)，電流 值113小于電流值123。于次一時間間隔內(nèi)，電流值113大于電流值123。舉凡熟悉此技藝 者均能輕易得知，本發(fā)明之第一線圈22之電流Al與第二線圈23之電流A2在每一時間間 隔分別具有不同大小之電流值，其中不同大小之電流值產(chǎn)生不同大小之電流時變場，電流 時變場產(chǎn)生磁力場梯度，以驅(qū)使磁性粒子243帶動流體242流動。參閱圖10所示，其顯示本發(fā)明磁力熱循環(huán)系統(tǒng)之輸入電流與時間關(guān)系之波形圖 之四。電源供應(yīng)器20供應(yīng)至第一線圈22之電流Al之電流值大小標(biāo)示為114、115，電源供 應(yīng)器20供應(yīng)至第二線圈23之電流A2之電流值大小標(biāo)示為124、125。于一時間間隔內(nèi)，電 流值114小于電流值125。于次一時間間隔內(nèi)，電流值115大于電流值124。舉凡熟悉此技 藝者均能輕易得知，本發(fā)明之第一線圈22之電流Al與第二線圈23之電流A2在每一時間 間隔分別具有不同大小之電流值，其中不同大小之電流值產(chǎn)生不同大小之電流時變場，電流時變場產(chǎn)生磁力場梯度，以驅(qū)使磁性粒子243帶動流體242流動。
由以上之實施例可知，本發(fā)明所提供之磁力熱循環(huán)系統(tǒng)確具產(chǎn)業(yè)上之利用價值， 故本發(fā)明業(yè)已符合于專利之要件。惟以上之?dāng)⑹鰞H為本發(fā)明之較佳實施例說明，凡精于此 項技藝者當(dāng)可依據(jù)上述之說明而作其它種種之改良，惟這些改變?nèi)詫儆诒景l(fā)明之發(fā)明精神 及以下所界定之專利范圍中。
權(quán)利要求
1.一種磁力熱循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，包括一流體管路，連通于一導(dǎo)熱單元之第一端及第二端，該導(dǎo)熱單元用以將一發(fā)熱源所產(chǎn) 生之熱能予以傳導(dǎo)，該流體管路內(nèi)部形成一填充有流體之流道，并在該流體中含有若干個 磁性粒子；一第一線圈，以一預(yù)定繞距環(huán)繞于該流體管路；一第二線圈，環(huán)繞于該流體管路，且該第二線圈繞設(shè)通過該第一線圈之預(yù)定繞距之間；該第一線圈與該第二線圈在一控制器之控制下，分別產(chǎn)生一磁力場，以在該流體管路 中之流道形成若干個連續(xù)區(qū)段之磁力場梯度，使該磁性粒子受到一磁力作用而驅(qū)使該流體 流動，進(jìn)而使該導(dǎo)熱單元之熱能予以散逸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述之磁力熱循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，該流體管路為一密閉回路管路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述之磁力熱循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，該流體管路為一銅質(zhì)材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述之磁力熱循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，該流體為一高導(dǎo)熱系數(shù)之膠 體溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述之磁力熱循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，該磁性粒子為一陶鐵磁性材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述之磁力熱循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，該磁性粒子為四氧化三鐵。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述之磁力熱循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，該磁性粒子之粒徑大小為10 奈米至1000奈米之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述之磁力熱循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，該第一線圈為一銅質(zhì)線圈。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述之磁力熱循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，該第二線圈為一銅質(zhì)線圈。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述之磁力熱循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，該磁力熱循環(huán)系統(tǒng)具有一電 源供應(yīng)器、一第一開關(guān)單元、一第二開關(guān)單元，該控制器分別發(fā)出一控制信號至該第一開關(guān) 單元與該第二開關(guān)單元，用以調(diào)整該電源供應(yīng)器供應(yīng)至該第一線圈與該第二線圈之電流， 使該第一線圈與該第二線圈分別產(chǎn)生一電流時變場，而該電流時變場使該第一線圈與該第 二線圈分別產(chǎn)生相異之磁力場。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種磁力熱循環(huán)系統(tǒng)，包括一流體管路、一第一線圈、一第二線圈。流體管路連通一導(dǎo)熱單元，導(dǎo)熱單元用以將一發(fā)熱源所產(chǎn)生之熱能予以傳導(dǎo)至流體管路。其中，流體管路內(nèi)部形成一填充有流體之流道，并在流體中含有若干個磁性粒子。第一線圈以一預(yù)定繞距環(huán)繞于流體管路，且第二線圈繞設(shè)通過第一線圈之預(yù)定繞距之間，并環(huán)繞于流體管路。第一線圈與第二線圈在一控制器之控制下，分別產(chǎn)生一磁力場，以在流體管路中之流道形成若干個連續(xù)區(qū)段之磁力場梯度，使磁性粒子受到一磁力作用而驅(qū)使流體流動，進(jìn)而使導(dǎo)熱單元之熱能予以散逸。
文檔編號H01L23/473GK102064148SQ20091030975
公開日2011年5月18日 申請日期2009年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月14日
發(fā)明者王振宇 申請人:佛山市順德區(qū)漢達(dá)精密電子科技有限公司