JP2004274942A - 磁流発電と冷却の装置及び方法 - Google Patents
磁流発電と冷却の装置及び方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004274942A JP2004274942A JP2003065235A JP2003065235A JP2004274942A JP 2004274942 A JP2004274942 A JP 2004274942A JP 2003065235 A JP2003065235 A JP 2003065235A JP 2003065235 A JP2003065235 A JP 2003065235A JP 2004274942 A JP2004274942 A JP 2004274942A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- fluid
- coil
- cooling
- magnetic particles
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 77
- 238000010248 power generation Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 21
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 82
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 claims abstract description 70
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 23
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 16
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 claims description 16
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 claims description 16
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 15
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 14
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 abstract description 18
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 13
- 230000006870 function Effects 0.000 description 10
- -1 PF-5052 Chemical compound 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/46—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids
- H01L23/473—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids by flowing liquids
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
【課題】磁流発電と冷却の装置及び方法の提供。
【解決手段】電子設備が発生する廃熱を特殊流体内に導入し、流体を吸熱により相変化させて該流体を駆動して流動させ、この特殊流体に磁性粒子をドープし、該磁性粒子を駆動してマイクロコイルを通過させて電気エネルギーを発生させる。本発明は余分に放熱装置を取り付けることなく廃熱を排除でき、且つ廃熱を最良して電気エネルギーを発生でき、これにより冷却とエネルギー節約の効果を達成する。
【選択図】 図2
【解決手段】電子設備が発生する廃熱を特殊流体内に導入し、流体を吸熱により相変化させて該流体を駆動して流動させ、この特殊流体に磁性粒子をドープし、該磁性粒子を駆動してマイクロコイルを通過させて電気エネルギーを発生させる。本発明は余分に放熱装置を取り付けることなく廃熱を排除でき、且つ廃熱を最良して電気エネルギーを発生でき、これにより冷却とエネルギー節約の効果を達成する。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は一種の発電と冷却の装置及び方法に係り、特に、相変化作用を利用して廃熱を排除すると共に電気エネルギーを発生させる、磁流発電と冷却の装置及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
1959年に集積回路(IC)が発明されて以来、半導体工程技術は急速に発展してきた。1965年にモース氏が提出したモース定律は、半導体技術を大きく進歩させた。これにより、ここ10年で、半導体工程技術は1989年の最小線幅0.7mm及びトランジスタ数量100K程度から、2000年の0.13mm線幅及びトランジスタ数量5Mにまで進歩し、21世紀初頭には0.1mm線幅、トランジスタ数量10M以上が達成され、正式にナノメータ時代に突入している。
【0003】
しかし、電子製品のマイクロ化に伴い、装置、システムに影響が生じる。なぜならチップの機能が大幅に増加させるが、チップ面積はあまり大きくできない状況で、有限な空間中に更に多くのトランジスタを収容するために発生する熱量が大きくなるためである。この問題の解決は関係領域のエンジニアにとって極めて大きな挑戦である。将来的には、各種のチップセットの機能はますます整備され、各チップセットの組成チップ数量も多くなると予想され、すなわち運転過程の放熱の問題は必ず解決しなければならないことである。
【0004】
このためデスクトップ型或いはノートブック型のいずれのコンピュータでも、使用上、放熱問題を有しており、コンピュータ内部に冷却ファンが設けられて改善がなされているものの、ファンを取り付けることでコンピュータの重量が増し、また、余分にエネルギーを消耗するという問題がある。CPUの処理速度はますます速くなり、価格もますます安くなっている一方で、高い廃熱を発生するという欠点がある。インテル社或いはAMDのCPUのいずれであっても、放熱作業は不可欠の要件の一つであり、そうでなければコンピュータの動作が不安定となり、システムがフリーズし、CPUが焼損することさえある。
【0005】
ノートブック型コンピュータは、便利で携帯できることが売り物であるが、携帯に便利とするために、軽薄短小とすることが必要である。ゆえにノートブック型コンピュータの内部空間は極めて有限である。一般にノートブック型コンピュータで最も電力を消費する部品はCPUであり、処理速度が高く、運転機能が高いCPUほど電力を消耗する。次世代のPentium(登録商標)4プロセッサが作業時に消耗する電力はPentium(登録商標)3或いは低価格のCeleron機種より高く、発生する廃熱も更に高い。
【0006】
このため、現在電子メーカー、特にノートブック型コンピュータのメーカーは、電子装置の放熱問題の解決を急いでいる。伝統的な電子放熱方法は図1に示されるようであり、それはCPU10にファン11とヒートシンク12を取り付け、ヒートシンク12の大面積を放熱面積としてCPU10の廃熱を伝導排除し、ファン11で強制的に対流を形成して冷却機能を提供している。
【0007】
現在、ノートブック型コンピュータの多くはCPU嵌め込み式ファン(図1参照)とシステムファンを共に有しており、Pentium(登録商標)4プロセッサを搭載したノートブック型コンピュータでは、この方法は電力を消耗(1.6から7.7W、平均約4.5W)し、且つ騒音(約39dBA)を発生しやすく、特に内部空間が有限なノートブック型コンピュータにあって、小型ファンの放熱効果は理想的でない(冷却効率:0.1W/cm2 )。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ゆえに、本発明は、上述の従来の技術の欠点を鑑み、有効にノートブック型コンピュータの放熱問題を解決し、並びにCPUの発生する廃熱を冷却と発電の動力源となし、冷却と節電のダブル効果を発生する磁流発電と冷却の装置及び方法を提供する。
【0009】
本発明は全く新しい放熱概念を提供し、即ち、高効率の吸熱システムを利用してCPUの廃熱を特殊な作業流体に導入し、流体に吸熱させて沸点に達させ、気泡を発生させ、気泡の膨張押圧により流体にドープされたナノメータ磁性粒子を高速で回転させてマイクロコイルを通過させ、電気エネルギーを発生させる。この方式は廃熱を排除してシステムの作業効率を増加できるだけでなく、且つこの廃熱を熱源として利用し電気エネルギーを発生することができる。
【0010】
本発明の主要な目的は、一種の磁流発電と冷却の装置及び方法を提供し、それを先進の相変化の電子冷却方式と廃熱駆動の発電システムに組合せ、冷却のエネルギー節約の効果を達成することにある。このほか、この相変化放熱方式の採用により放熱効率を高め、且つ余分のエネルギーを使用せず、いかなる騒音も発生させないようにする。
【0011】
本発明のもう一つの目的は、一種の磁流発電と冷却の装置及び方法を提供し、熱エネルギーを発生する電子設備に応用することにある。このシステムは管路とコイルで組成し、該管路と該電子設備を連結し、且つ複数の磁性粒子を含む流体を具え、該コイルは該管路の一部分に巻かれ、熱エネルギーが該流体に伝導されて吸収されると、一部の流体が気化し気泡を発生し冷却機能を達成し、並びに流体に流動を発生させ並びにこの複数の磁性粒子を駆動し該コイルを通過させ、該複数の磁性粒子にコイル内で磁束量の変化を発生させて誘導電流を発生させる。
【0012】
上述の構想に基づき、該管路システムは密閉式環状管路とされ、且つ順に、気化推進区、渦流発生区、磁場アレイ区、コイル誘導区、及びその他のチャネル区が配置されて組成される。
【0013】
上述の構想に基づき、該気化推進区は電子設備と連結され接触し、熱エネルギーが該流体に伝えられて一部の流体が気化して気泡を発生する時、該基本の膨張により該流体が押圧されて複数の磁性粒子が該コイルを通過させられる。且つ該気化推進区の両端それぞれに制御弁が設けられ、該気泡を制御して固定方向に前進させ、該流体を押圧して該コイル誘導区に向けて前進させる。
【0014】
上述の構想に基づき、該渦流発生区(vortex generator)は複数の磁性粒子に回転を発生させるのに用いられ、これにより複数の磁性粒子の該コイルを通過する速度を高める。該渦流発生区内部には複数の表面凹溝(cavity)が設けられて通過する流体に渦流を発生させ、複数の磁性粒子に回転を発生させる。
【0015】
上述の構想に基づき、該磁場アレイ区はこの部分のチャネル外に磁場アレイが配置され、回転する複数の磁性粒子に相互の位相角度差を除去させて同期回転させ、これにより複数の磁性粒子がコイル誘導区に進入する時にその磁束量を増加させる。該磁場アレイは永久磁場とされ、この永久磁場が複数の磁性粒子に対する磁方向を位置決めすることにより該複数の磁性粒子間の磁場の相互打ち消しを防止する。
【0016】
上述の構想に基づき、該その他のチャネル区にはさらに放熱装置がこの部分のチャネル外に套設されて、該熱エネルギーを排除する機能を高めている。この放熱装置は水平に離間設置されたフィン状構造とされる。該コイルは該管路のコイル誘導区のこの部分の管路外に巻かれる。該コイルはマイクロレベルの銅コイルとされる。
【0017】
上述の構想に基づき、該流体は本質的に、該複数の磁性粒子、低沸点液体と水で組成された混合溶液とされる。該低沸点液体は、非電解化学冷却液、例えばFC−87、PF−5052、FC−72のいずれか或いはその任意の組合せのフッ化液溶液とされ、該磁性粒子は磁化されたナノメータ鉄イオンとされる。
【0018】
上述の構想に基づき、発生する誘導電流は高周波交流電気とされ、さらに整流設備によりそれが直流電流に変換される。もし該電子設備がノートブック型コンピュータのCPU或いはそのうちの任意のチップに設置されるなら、変換後の直流電流がノートブック型コンピュータのリチウム電池中にフィードバックされる。該電子設備は任意のマイクロマシン電気設備とされる。
【0019】
本発明のまた一つの目的は、磁流発電方法を提供することにあり、この方法は、電子設備の発生する熱エネルギーを利用し、流体を透過して該熱エネルギーを吸収させて一部の流体に相変化作用を発生させて複数の磁性粒子を含む流体を押動させてコイルを通過させ、該磁性粒子を含む流体に磁束量の変化を発生させて誘導電流を発生させる。
【0020】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、磁流発電と冷却の装置において、該磁流発電と冷却の装置は熱エネルギーを発生する電子設備中に応用され、該磁流発電と冷却の装置は、
該電子設備と連結、接触し、複数の磁性粒子を含む流体を具えた管路と、
コイルとされ、該管路の一部分に巻かれ、該熱エネルギーが該流体に伝導されて流体に吸収されて一部の該流体が気化し気泡を発生することにより冷却機能を達成し、並びに該流体が駆動され流動して該複数の磁性粒子を高速回転させて該コイルを通過させ、該複数の磁性粒子が該コイル内で磁束量変化を発生して該コイルに誘導電流を発生させる、上記コイルと、
を具えたことを特徴とする、磁流発電と冷却の装置としている。
請求項2の発明は、請求項1に記載の磁流発電と冷却の装置において、管路が密閉式環状管路とされたことを特徴とする、磁流発電と冷却の装置としている。
請求項3の発明は、請求項2に記載の磁流発電と冷却の装置において、管路が気化推進区、渦流発生区、磁場アレイ区、コイル誘導区及びその他のチャネル区が順に配置されてなることを特徴とする、磁流発電と冷却の装置としている。
請求項4の発明は、請求項3に記載の磁流発電と冷却の装置において、気化推進区が電子設備と連結接触し、熱エネルギーが流体に伝導されて一部の流体が気化して気泡を発生する時、該気泡が膨張して該流体を押圧して複数の磁性粒子を駆動して前進させてコイルを通過させることを特徴とする、磁流発電と冷却の装置としている。
請求項5の発明は、請求項4に記載の磁流発電と冷却の装置において、気化推進区の両端にそれぞれ制御弁が設置され、気泡を制御して固定方向に前進させ、流体を押圧してコイル誘導区に向けて前進させることを特徴とする、磁流発電と冷却の装置としている。
請求項6の発明は、請求項3に記載の磁流発電と冷却の装置において、渦流発生区が複数の磁性粒子に回転を発生させて複数の磁性粒子がコイルを通過する時の速度を高めることを特徴とする、磁流発電と冷却の装置としている。
請求項7の発明は、請求項6に記載の磁流発電と冷却の装置において、渦流発生区内部に複数の表面凹溝が設けられてそれを通過する流体に渦流を発生させることにより、複数の磁性粒子にその周囲の速度の違いにより回転を発生させることを特徴とする、磁流発電と冷却の装置としている。
請求項8の発明は、請求項3に記載の磁流発電と冷却の装置において、磁場アレイ区にあってこのチャネルセクション外に磁場アレイが配置され、該磁場アレイが回転する複数の磁性粒子の相互の位相角差を除去させて同期回転を発生させるのに供され、これにより複数の磁性粒子がコイル誘導区に進入する時の磁束量を増加させることを特徴とする、磁流発電と冷却の装置としている。
請求項9の発明は、請求項8に記載の磁流発電と冷却の装置において、磁場アレイが永久磁場とされ、該永久磁場が複数の磁性粒子の磁方向を定めて該複数の磁性粒子間の磁場の相互相殺を防止することを特徴とする、磁流発電と冷却の装置としている。
請求項10の発明は、磁流発電と冷却方法において、該磁流発電と冷却方法は熱エネルギーを発生する電子設備中に応用され、
密閉式管路を提供して電子設備と連結させ、そのうち該密閉式管路が低沸点流体を具えたものとし、該流体が複数の磁性粒子を具えたものとするステップと、
コイルを提供し、該コイルを一部の該管路に巻き付け、該熱エネルギーが該流体に伝導されて流体に吸収されて一部の該流体が気化し気泡を発生することにより冷却機能を達成し、並びに該流体が駆動され流動して該複数の磁性粒子を高速回転させて該コイルを通過させ、該複数の磁性粒子が該コイル内で磁束量変化を発生して該コイルに誘導電流を発生させるステップと、
を具えたことを特徴とする、磁流発電と冷却方法としている。
請求項11の発明は、請求項10に記載の磁流発電と冷却方法において、
整流設備を提供し、誘導電流を直流電流に変換して電子設備に戻して充電するステップ、を具えたことを特徴とする、磁流発電と冷却方法としている。
請求項12の発明は、磁流発電方法において、該磁流発電方法は電子設備の発生する熱エネルギーを利用して、複数の磁性粒子を含む流体に該熱エネルギーを吸収させて一部の流体に相変化を形成させ、該磁性粒子を含む流体にコイルを通過させ、該磁性粒子を含む流体に磁束量の変化を発生させて誘導電流を発生させることを特徴とする、磁流発電方法としている。
請求項13の発明は、請求項12に記載の磁流発電方法において、相変化が液体が沸点に達することにより気化して気体となる反応であることを特徴とする、磁流発電方法としている。
【0021】
【発明の実施の形態】
図2は本発明の好ましい実施例の磁流発電と冷却の装置の基本レイアウト表示図である。本発明は本質上、管路20とコイル30で組成され、該管路20と廃熱を発生する電子設備(以下にCPU40を例として説明する)が連結接触させられ、該コイル30は該管路20の一部分に巻かれている。そのうち、該管路20は密閉式環状管路とされ、その内部に低沸点流体(図示せず)が含まれ、該流体内に複数の磁性粒子(図示せず)が含まれる。熱エネルギーが該流体に伝えられて該流体に吸収され、一部の流体が気化して気泡201を発生すると、これにより熱エネルギーが除去されて冷却の効果が達成され、また、該気泡201が該流体を駆動して流動させて該複数の磁性粒子を押動してコイル30を通過させ、これにより複数の磁性粒子がコイル30内で磁束量の変化を発生し該コイル30に誘導電流を発生させる。
【0022】
細かく説明すると、該管路20は本質的に気化推進区21、渦流発生区22、磁場アレイ区23、コイル誘導区24及びその他のチャネル区が配置されて組成されている。
【0023】
該気化推進区21はCPU40と連結され接触する部分とされ、この区域内にあって、CPU40の熱エネルギーは流体に伝導され一部の流体を気化させて気泡201を発生させる。気泡201が膨張すると該流体を押圧し、該複数の磁性粒子を前向きに押してコイル30を通過させる。且つ気化推進区21の両端それぞれに制御弁211が設置され、気泡201を制御して固定方向に前進させ、該流体を押圧してコイル誘導区24に向けて前進させる。
【0024】
該渦流発生区(vortex generator)22の内部には、複数の表面凹溝(cavity)221が設けられて通過する流体に渦流を発生させ、複数の磁性粒子に高速回転を発生させ、これにより複数の磁性粒子が該コイル30を通過する時の速度を高める。該磁場アレイ区23はこの部分のチャネル外に磁場アレイ31が配置され、回転する複数の磁性粒子に相互の位相角度差を除去させて同期回転させ、これにより複数の磁性粒子がコイル誘導区24に進入する時にその磁束量を増加させる。該磁場アレイ31は永久磁場とされ、この永久磁場が複数の磁性粒子に対する磁方向を位置決めすることにより該複数の磁性粒子間の磁場の相互打ち消しを防止する。
【0025】
該コイル誘導区24は該管路20に環状にコイル30が巻かれた部分とされる。その他のチャネル区に放熱装置25が架設されて、熱エネルギーの排除機能を高める。該放熱装置25は水平に離間配置されたフィン状放熱構造とされる。
【0026】
該流体は本質的に、該複数の磁性粒子、低沸点液体と水で組成された混合溶液とされる。該低沸点液体は、非電解化学冷却液、例えばFC−87、PF−5052、FC−72のいずれか或いはその任意の組合せのフッ化液溶液とされ、その飽和温度はそれぞれ56.6℃、32.0℃、50.0℃とされ、純水の100℃と較べ、沸点が低く、気化の周波数と気泡数量を増し、熱伝導量を増し、急速放熱の効果を達成する。該磁性粒子は磁化されたナノメータ鉄イオンとされる。該コイル30はナノメータレベルの銅コイルとされ、高速回転する磁化ナノメータ鉄イオンに容易に磁束量変化を発生させる。
【0027】
図3は本発明の磁流発電と冷却の装置の発電システム設計構造図である。図2と類似するが、この発電原理は気化推進区21の流体が吸収したCPU40の熱エネルギーで気泡201を発生させて磁性粒子を前進させ、渦流発生区22に設置された凹溝221に磁性粒子を進入させることにより、粒子周囲の速度との違いにより回転を発生させ、並びに磁場アレイ区23に進入させ、該磁場アレイ区23中で永久磁場である磁場アレイ31により磁性粒子の磁方向を定め、相互粒子間の磁場の相殺を防止し、これによりコイル誘導区24中にあって磁束量を高めて最大の誘導電流を形成させることにある。全体システム発電後の余剰の廃熱は放熱装置25により排出され、それが最終的に発生する誘導電流Aは高周波交流電流とされ、このためさらに外接の整流設備32によりそれを直流電流に変換する。これにより、もし電子設備がノートブック型コンピュータのCPU40或いはそのうちの任意のチップに設置されるなら、変換後の直流電流はノートブック型コンピュータのリチウム電池41に戻される。
【0028】
図4は本発明の磁流発電と冷却の装置の全体の具体的構造表示図である。図5は図4の立体図、図6は図5中の気化推進区21、渦流発生区22、及び磁場アレイ区の局部断面拡大図である。これと図2及び図3の違いは、図4、5、6はCPU40の上下或いは左右に本発明の磁流発電と冷却の装置が連結されて接触し、これによりCPU40の発生する廃熱が有効に利用及び排除されることである。
【0029】
本発明の実際の実施結果を、Pentium(登録商標)4搭載のノートブック型コンピュータの例で以下に説明する。一般にPentium(登録商標)4搭載のノートブック型コンピュータのCPUの発生する熱エネルギーは約35Wであり、その表面温度は約70℃から85℃であり、実際の測定と数値シュミレート演算によりその発生する機能を評価した。CPUの発生する廃熱は本発明の提供する低沸点流体により吸収され、CPUが冷却され、低沸点流体はこれにより相変化して気泡を発生する。その流体の液体が吸熱し沸騰して気化する過程はRohsenow’s nucleatte pool boiling relation により計算される。
【数1】
発電効率=発電量/熱エネルギー,
【数2】
【0030】
相変化による冷却に廃熱磁流発電が加わり、冷却熱エネルギーは36W、発電効率は約10.7%、発電エネルギーは約3.5Wである。これにより全体システムが全体で約17.86%の電気エネルギーを節約でき、特にノートブック型コンピュータのリチウム電池は1.5〜2.5時間しかもたないので、エネルギーを節約できれば、使用時間を増加でき、或いは電池の占有体積を節約できる。
【0031】
【発明の効果】
総合すると、本発明は磁流発電と冷却の装置及び方法を提供し、それは伝統的な電力を消耗するファンや外接メカニズム或いはその他のエネルギーを使用することなく冷却放熱を達成でき、先進の相変化の電子冷却方式と廃熱利用を動力源とする発電システムを結合させることにより、冷却とエネルギー節約の効果を達成する。このほか、この相変化放熱方式を採用することで大幅に放熱効率を高めることができ、且つ余分のエネルギー源を消耗せず、騒音を発生しない。本発明の原理は磁化ナノメータ鉄イオンをドープした低沸点流体を採用し、該流体が吸熱し相変化を発生することにより流体を駆動し、該磁性粒子にマイクロコイルを通過させて電気エネルギーを発生させる。これにより本発明は熱エネルギーを発生する任意のチップセット或いはマイクロマシン設備中に応用でき、或いは熱エネルギーを利用した発電の補助発電設備として利用できる。
【0032】
以上は本発明の好ましい実施例の説明であって本発明の実施範囲を限定するものではなく、本発明に基づきなしうる細部の修飾或いは改変は、いずれも本発明の請求範囲に属するものとする。
【図面の簡単な説明】
【図1】周知のコンピュータのCPUの放熱装置表示図である。
【図2】本発明の好ましい実施例の磁流発電と冷却の装置の基本レイアウト表示図である。
【図3】本発明の好ましい実施例の磁流発電と冷却の装置中の発電システム設計構造図である。
【図4】本発明の好ましい実施例の磁流発電と冷却の装置の全体の具体構造表示図である。
【図5】図4の立体図である。
【図6】図5の局部拡大断面図である。
【符号の説明】
10 CPU 11 ファン
12 ヒートシンク
20 管路 21 気化推進区
22 渦流発生区 23 磁場アレイ区
24 コイル誘導区 25 放熱装置
201 気泡 211 制御弁
221 凹溝 30 コイル
31 磁場アレイ 32 整流設備
40 CPU 41 リチウム電池
A 誘導電流
【発明の属する技術分野】
本発明は一種の発電と冷却の装置及び方法に係り、特に、相変化作用を利用して廃熱を排除すると共に電気エネルギーを発生させる、磁流発電と冷却の装置及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
1959年に集積回路(IC)が発明されて以来、半導体工程技術は急速に発展してきた。1965年にモース氏が提出したモース定律は、半導体技術を大きく進歩させた。これにより、ここ10年で、半導体工程技術は1989年の最小線幅0.7mm及びトランジスタ数量100K程度から、2000年の0.13mm線幅及びトランジスタ数量5Mにまで進歩し、21世紀初頭には0.1mm線幅、トランジスタ数量10M以上が達成され、正式にナノメータ時代に突入している。
【0003】
しかし、電子製品のマイクロ化に伴い、装置、システムに影響が生じる。なぜならチップの機能が大幅に増加させるが、チップ面積はあまり大きくできない状況で、有限な空間中に更に多くのトランジスタを収容するために発生する熱量が大きくなるためである。この問題の解決は関係領域のエンジニアにとって極めて大きな挑戦である。将来的には、各種のチップセットの機能はますます整備され、各チップセットの組成チップ数量も多くなると予想され、すなわち運転過程の放熱の問題は必ず解決しなければならないことである。
【0004】
このためデスクトップ型或いはノートブック型のいずれのコンピュータでも、使用上、放熱問題を有しており、コンピュータ内部に冷却ファンが設けられて改善がなされているものの、ファンを取り付けることでコンピュータの重量が増し、また、余分にエネルギーを消耗するという問題がある。CPUの処理速度はますます速くなり、価格もますます安くなっている一方で、高い廃熱を発生するという欠点がある。インテル社或いはAMDのCPUのいずれであっても、放熱作業は不可欠の要件の一つであり、そうでなければコンピュータの動作が不安定となり、システムがフリーズし、CPUが焼損することさえある。
【0005】
ノートブック型コンピュータは、便利で携帯できることが売り物であるが、携帯に便利とするために、軽薄短小とすることが必要である。ゆえにノートブック型コンピュータの内部空間は極めて有限である。一般にノートブック型コンピュータで最も電力を消費する部品はCPUであり、処理速度が高く、運転機能が高いCPUほど電力を消耗する。次世代のPentium(登録商標)4プロセッサが作業時に消耗する電力はPentium(登録商標)3或いは低価格のCeleron機種より高く、発生する廃熱も更に高い。
【0006】
このため、現在電子メーカー、特にノートブック型コンピュータのメーカーは、電子装置の放熱問題の解決を急いでいる。伝統的な電子放熱方法は図1に示されるようであり、それはCPU10にファン11とヒートシンク12を取り付け、ヒートシンク12の大面積を放熱面積としてCPU10の廃熱を伝導排除し、ファン11で強制的に対流を形成して冷却機能を提供している。
【0007】
現在、ノートブック型コンピュータの多くはCPU嵌め込み式ファン(図1参照)とシステムファンを共に有しており、Pentium(登録商標)4プロセッサを搭載したノートブック型コンピュータでは、この方法は電力を消耗(1.6から7.7W、平均約4.5W)し、且つ騒音(約39dBA)を発生しやすく、特に内部空間が有限なノートブック型コンピュータにあって、小型ファンの放熱効果は理想的でない(冷却効率:0.1W/cm2 )。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ゆえに、本発明は、上述の従来の技術の欠点を鑑み、有効にノートブック型コンピュータの放熱問題を解決し、並びにCPUの発生する廃熱を冷却と発電の動力源となし、冷却と節電のダブル効果を発生する磁流発電と冷却の装置及び方法を提供する。
【0009】
本発明は全く新しい放熱概念を提供し、即ち、高効率の吸熱システムを利用してCPUの廃熱を特殊な作業流体に導入し、流体に吸熱させて沸点に達させ、気泡を発生させ、気泡の膨張押圧により流体にドープされたナノメータ磁性粒子を高速で回転させてマイクロコイルを通過させ、電気エネルギーを発生させる。この方式は廃熱を排除してシステムの作業効率を増加できるだけでなく、且つこの廃熱を熱源として利用し電気エネルギーを発生することができる。
【0010】
本発明の主要な目的は、一種の磁流発電と冷却の装置及び方法を提供し、それを先進の相変化の電子冷却方式と廃熱駆動の発電システムに組合せ、冷却のエネルギー節約の効果を達成することにある。このほか、この相変化放熱方式の採用により放熱効率を高め、且つ余分のエネルギーを使用せず、いかなる騒音も発生させないようにする。
【0011】
本発明のもう一つの目的は、一種の磁流発電と冷却の装置及び方法を提供し、熱エネルギーを発生する電子設備に応用することにある。このシステムは管路とコイルで組成し、該管路と該電子設備を連結し、且つ複数の磁性粒子を含む流体を具え、該コイルは該管路の一部分に巻かれ、熱エネルギーが該流体に伝導されて吸収されると、一部の流体が気化し気泡を発生し冷却機能を達成し、並びに流体に流動を発生させ並びにこの複数の磁性粒子を駆動し該コイルを通過させ、該複数の磁性粒子にコイル内で磁束量の変化を発生させて誘導電流を発生させる。
【0012】
上述の構想に基づき、該管路システムは密閉式環状管路とされ、且つ順に、気化推進区、渦流発生区、磁場アレイ区、コイル誘導区、及びその他のチャネル区が配置されて組成される。
【0013】
上述の構想に基づき、該気化推進区は電子設備と連結され接触し、熱エネルギーが該流体に伝えられて一部の流体が気化して気泡を発生する時、該基本の膨張により該流体が押圧されて複数の磁性粒子が該コイルを通過させられる。且つ該気化推進区の両端それぞれに制御弁が設けられ、該気泡を制御して固定方向に前進させ、該流体を押圧して該コイル誘導区に向けて前進させる。
【0014】
上述の構想に基づき、該渦流発生区(vortex generator)は複数の磁性粒子に回転を発生させるのに用いられ、これにより複数の磁性粒子の該コイルを通過する速度を高める。該渦流発生区内部には複数の表面凹溝(cavity)が設けられて通過する流体に渦流を発生させ、複数の磁性粒子に回転を発生させる。
【0015】
上述の構想に基づき、該磁場アレイ区はこの部分のチャネル外に磁場アレイが配置され、回転する複数の磁性粒子に相互の位相角度差を除去させて同期回転させ、これにより複数の磁性粒子がコイル誘導区に進入する時にその磁束量を増加させる。該磁場アレイは永久磁場とされ、この永久磁場が複数の磁性粒子に対する磁方向を位置決めすることにより該複数の磁性粒子間の磁場の相互打ち消しを防止する。
【0016】
上述の構想に基づき、該その他のチャネル区にはさらに放熱装置がこの部分のチャネル外に套設されて、該熱エネルギーを排除する機能を高めている。この放熱装置は水平に離間設置されたフィン状構造とされる。該コイルは該管路のコイル誘導区のこの部分の管路外に巻かれる。該コイルはマイクロレベルの銅コイルとされる。
【0017】
上述の構想に基づき、該流体は本質的に、該複数の磁性粒子、低沸点液体と水で組成された混合溶液とされる。該低沸点液体は、非電解化学冷却液、例えばFC−87、PF−5052、FC−72のいずれか或いはその任意の組合せのフッ化液溶液とされ、該磁性粒子は磁化されたナノメータ鉄イオンとされる。
【0018】
上述の構想に基づき、発生する誘導電流は高周波交流電気とされ、さらに整流設備によりそれが直流電流に変換される。もし該電子設備がノートブック型コンピュータのCPU或いはそのうちの任意のチップに設置されるなら、変換後の直流電流がノートブック型コンピュータのリチウム電池中にフィードバックされる。該電子設備は任意のマイクロマシン電気設備とされる。
【0019】
本発明のまた一つの目的は、磁流発電方法を提供することにあり、この方法は、電子設備の発生する熱エネルギーを利用し、流体を透過して該熱エネルギーを吸収させて一部の流体に相変化作用を発生させて複数の磁性粒子を含む流体を押動させてコイルを通過させ、該磁性粒子を含む流体に磁束量の変化を発生させて誘導電流を発生させる。
【0020】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、磁流発電と冷却の装置において、該磁流発電と冷却の装置は熱エネルギーを発生する電子設備中に応用され、該磁流発電と冷却の装置は、
該電子設備と連結、接触し、複数の磁性粒子を含む流体を具えた管路と、
コイルとされ、該管路の一部分に巻かれ、該熱エネルギーが該流体に伝導されて流体に吸収されて一部の該流体が気化し気泡を発生することにより冷却機能を達成し、並びに該流体が駆動され流動して該複数の磁性粒子を高速回転させて該コイルを通過させ、該複数の磁性粒子が該コイル内で磁束量変化を発生して該コイルに誘導電流を発生させる、上記コイルと、
を具えたことを特徴とする、磁流発電と冷却の装置としている。
請求項2の発明は、請求項1に記載の磁流発電と冷却の装置において、管路が密閉式環状管路とされたことを特徴とする、磁流発電と冷却の装置としている。
請求項3の発明は、請求項2に記載の磁流発電と冷却の装置において、管路が気化推進区、渦流発生区、磁場アレイ区、コイル誘導区及びその他のチャネル区が順に配置されてなることを特徴とする、磁流発電と冷却の装置としている。
請求項4の発明は、請求項3に記載の磁流発電と冷却の装置において、気化推進区が電子設備と連結接触し、熱エネルギーが流体に伝導されて一部の流体が気化して気泡を発生する時、該気泡が膨張して該流体を押圧して複数の磁性粒子を駆動して前進させてコイルを通過させることを特徴とする、磁流発電と冷却の装置としている。
請求項5の発明は、請求項4に記載の磁流発電と冷却の装置において、気化推進区の両端にそれぞれ制御弁が設置され、気泡を制御して固定方向に前進させ、流体を押圧してコイル誘導区に向けて前進させることを特徴とする、磁流発電と冷却の装置としている。
請求項6の発明は、請求項3に記載の磁流発電と冷却の装置において、渦流発生区が複数の磁性粒子に回転を発生させて複数の磁性粒子がコイルを通過する時の速度を高めることを特徴とする、磁流発電と冷却の装置としている。
請求項7の発明は、請求項6に記載の磁流発電と冷却の装置において、渦流発生区内部に複数の表面凹溝が設けられてそれを通過する流体に渦流を発生させることにより、複数の磁性粒子にその周囲の速度の違いにより回転を発生させることを特徴とする、磁流発電と冷却の装置としている。
請求項8の発明は、請求項3に記載の磁流発電と冷却の装置において、磁場アレイ区にあってこのチャネルセクション外に磁場アレイが配置され、該磁場アレイが回転する複数の磁性粒子の相互の位相角差を除去させて同期回転を発生させるのに供され、これにより複数の磁性粒子がコイル誘導区に進入する時の磁束量を増加させることを特徴とする、磁流発電と冷却の装置としている。
請求項9の発明は、請求項8に記載の磁流発電と冷却の装置において、磁場アレイが永久磁場とされ、該永久磁場が複数の磁性粒子の磁方向を定めて該複数の磁性粒子間の磁場の相互相殺を防止することを特徴とする、磁流発電と冷却の装置としている。
請求項10の発明は、磁流発電と冷却方法において、該磁流発電と冷却方法は熱エネルギーを発生する電子設備中に応用され、
密閉式管路を提供して電子設備と連結させ、そのうち該密閉式管路が低沸点流体を具えたものとし、該流体が複数の磁性粒子を具えたものとするステップと、
コイルを提供し、該コイルを一部の該管路に巻き付け、該熱エネルギーが該流体に伝導されて流体に吸収されて一部の該流体が気化し気泡を発生することにより冷却機能を達成し、並びに該流体が駆動され流動して該複数の磁性粒子を高速回転させて該コイルを通過させ、該複数の磁性粒子が該コイル内で磁束量変化を発生して該コイルに誘導電流を発生させるステップと、
を具えたことを特徴とする、磁流発電と冷却方法としている。
請求項11の発明は、請求項10に記載の磁流発電と冷却方法において、
整流設備を提供し、誘導電流を直流電流に変換して電子設備に戻して充電するステップ、を具えたことを特徴とする、磁流発電と冷却方法としている。
請求項12の発明は、磁流発電方法において、該磁流発電方法は電子設備の発生する熱エネルギーを利用して、複数の磁性粒子を含む流体に該熱エネルギーを吸収させて一部の流体に相変化を形成させ、該磁性粒子を含む流体にコイルを通過させ、該磁性粒子を含む流体に磁束量の変化を発生させて誘導電流を発生させることを特徴とする、磁流発電方法としている。
請求項13の発明は、請求項12に記載の磁流発電方法において、相変化が液体が沸点に達することにより気化して気体となる反応であることを特徴とする、磁流発電方法としている。
【0021】
【発明の実施の形態】
図2は本発明の好ましい実施例の磁流発電と冷却の装置の基本レイアウト表示図である。本発明は本質上、管路20とコイル30で組成され、該管路20と廃熱を発生する電子設備(以下にCPU40を例として説明する)が連結接触させられ、該コイル30は該管路20の一部分に巻かれている。そのうち、該管路20は密閉式環状管路とされ、その内部に低沸点流体(図示せず)が含まれ、該流体内に複数の磁性粒子(図示せず)が含まれる。熱エネルギーが該流体に伝えられて該流体に吸収され、一部の流体が気化して気泡201を発生すると、これにより熱エネルギーが除去されて冷却の効果が達成され、また、該気泡201が該流体を駆動して流動させて該複数の磁性粒子を押動してコイル30を通過させ、これにより複数の磁性粒子がコイル30内で磁束量の変化を発生し該コイル30に誘導電流を発生させる。
【0022】
細かく説明すると、該管路20は本質的に気化推進区21、渦流発生区22、磁場アレイ区23、コイル誘導区24及びその他のチャネル区が配置されて組成されている。
【0023】
該気化推進区21はCPU40と連結され接触する部分とされ、この区域内にあって、CPU40の熱エネルギーは流体に伝導され一部の流体を気化させて気泡201を発生させる。気泡201が膨張すると該流体を押圧し、該複数の磁性粒子を前向きに押してコイル30を通過させる。且つ気化推進区21の両端それぞれに制御弁211が設置され、気泡201を制御して固定方向に前進させ、該流体を押圧してコイル誘導区24に向けて前進させる。
【0024】
該渦流発生区(vortex generator)22の内部には、複数の表面凹溝(cavity)221が設けられて通過する流体に渦流を発生させ、複数の磁性粒子に高速回転を発生させ、これにより複数の磁性粒子が該コイル30を通過する時の速度を高める。該磁場アレイ区23はこの部分のチャネル外に磁場アレイ31が配置され、回転する複数の磁性粒子に相互の位相角度差を除去させて同期回転させ、これにより複数の磁性粒子がコイル誘導区24に進入する時にその磁束量を増加させる。該磁場アレイ31は永久磁場とされ、この永久磁場が複数の磁性粒子に対する磁方向を位置決めすることにより該複数の磁性粒子間の磁場の相互打ち消しを防止する。
【0025】
該コイル誘導区24は該管路20に環状にコイル30が巻かれた部分とされる。その他のチャネル区に放熱装置25が架設されて、熱エネルギーの排除機能を高める。該放熱装置25は水平に離間配置されたフィン状放熱構造とされる。
【0026】
該流体は本質的に、該複数の磁性粒子、低沸点液体と水で組成された混合溶液とされる。該低沸点液体は、非電解化学冷却液、例えばFC−87、PF−5052、FC−72のいずれか或いはその任意の組合せのフッ化液溶液とされ、その飽和温度はそれぞれ56.6℃、32.0℃、50.0℃とされ、純水の100℃と較べ、沸点が低く、気化の周波数と気泡数量を増し、熱伝導量を増し、急速放熱の効果を達成する。該磁性粒子は磁化されたナノメータ鉄イオンとされる。該コイル30はナノメータレベルの銅コイルとされ、高速回転する磁化ナノメータ鉄イオンに容易に磁束量変化を発生させる。
【0027】
図3は本発明の磁流発電と冷却の装置の発電システム設計構造図である。図2と類似するが、この発電原理は気化推進区21の流体が吸収したCPU40の熱エネルギーで気泡201を発生させて磁性粒子を前進させ、渦流発生区22に設置された凹溝221に磁性粒子を進入させることにより、粒子周囲の速度との違いにより回転を発生させ、並びに磁場アレイ区23に進入させ、該磁場アレイ区23中で永久磁場である磁場アレイ31により磁性粒子の磁方向を定め、相互粒子間の磁場の相殺を防止し、これによりコイル誘導区24中にあって磁束量を高めて最大の誘導電流を形成させることにある。全体システム発電後の余剰の廃熱は放熱装置25により排出され、それが最終的に発生する誘導電流Aは高周波交流電流とされ、このためさらに外接の整流設備32によりそれを直流電流に変換する。これにより、もし電子設備がノートブック型コンピュータのCPU40或いはそのうちの任意のチップに設置されるなら、変換後の直流電流はノートブック型コンピュータのリチウム電池41に戻される。
【0028】
図4は本発明の磁流発電と冷却の装置の全体の具体的構造表示図である。図5は図4の立体図、図6は図5中の気化推進区21、渦流発生区22、及び磁場アレイ区の局部断面拡大図である。これと図2及び図3の違いは、図4、5、6はCPU40の上下或いは左右に本発明の磁流発電と冷却の装置が連結されて接触し、これによりCPU40の発生する廃熱が有効に利用及び排除されることである。
【0029】
本発明の実際の実施結果を、Pentium(登録商標)4搭載のノートブック型コンピュータの例で以下に説明する。一般にPentium(登録商標)4搭載のノートブック型コンピュータのCPUの発生する熱エネルギーは約35Wであり、その表面温度は約70℃から85℃であり、実際の測定と数値シュミレート演算によりその発生する機能を評価した。CPUの発生する廃熱は本発明の提供する低沸点流体により吸収され、CPUが冷却され、低沸点流体はこれにより相変化して気泡を発生する。その流体の液体が吸熱し沸騰して気化する過程はRohsenow’s nucleatte pool boiling relation により計算される。
【数1】
発電効率=発電量/熱エネルギー,
【数2】
【0030】
相変化による冷却に廃熱磁流発電が加わり、冷却熱エネルギーは36W、発電効率は約10.7%、発電エネルギーは約3.5Wである。これにより全体システムが全体で約17.86%の電気エネルギーを節約でき、特にノートブック型コンピュータのリチウム電池は1.5〜2.5時間しかもたないので、エネルギーを節約できれば、使用時間を増加でき、或いは電池の占有体積を節約できる。
【0031】
【発明の効果】
総合すると、本発明は磁流発電と冷却の装置及び方法を提供し、それは伝統的な電力を消耗するファンや外接メカニズム或いはその他のエネルギーを使用することなく冷却放熱を達成でき、先進の相変化の電子冷却方式と廃熱利用を動力源とする発電システムを結合させることにより、冷却とエネルギー節約の効果を達成する。このほか、この相変化放熱方式を採用することで大幅に放熱効率を高めることができ、且つ余分のエネルギー源を消耗せず、騒音を発生しない。本発明の原理は磁化ナノメータ鉄イオンをドープした低沸点流体を採用し、該流体が吸熱し相変化を発生することにより流体を駆動し、該磁性粒子にマイクロコイルを通過させて電気エネルギーを発生させる。これにより本発明は熱エネルギーを発生する任意のチップセット或いはマイクロマシン設備中に応用でき、或いは熱エネルギーを利用した発電の補助発電設備として利用できる。
【0032】
以上は本発明の好ましい実施例の説明であって本発明の実施範囲を限定するものではなく、本発明に基づきなしうる細部の修飾或いは改変は、いずれも本発明の請求範囲に属するものとする。
【図面の簡単な説明】
【図1】周知のコンピュータのCPUの放熱装置表示図である。
【図2】本発明の好ましい実施例の磁流発電と冷却の装置の基本レイアウト表示図である。
【図3】本発明の好ましい実施例の磁流発電と冷却の装置中の発電システム設計構造図である。
【図4】本発明の好ましい実施例の磁流発電と冷却の装置の全体の具体構造表示図である。
【図5】図4の立体図である。
【図6】図5の局部拡大断面図である。
【符号の説明】
10 CPU 11 ファン
12 ヒートシンク
20 管路 21 気化推進区
22 渦流発生区 23 磁場アレイ区
24 コイル誘導区 25 放熱装置
201 気泡 211 制御弁
221 凹溝 30 コイル
31 磁場アレイ 32 整流設備
40 CPU 41 リチウム電池
A 誘導電流
Claims (13)
- 磁流発電と冷却の装置において、該磁流発電と冷却の装置は熱エネルギーを発生する電子設備中に応用され、該磁流発電と冷却の装置は、
該電子設備と連結、接触し、複数の磁性粒子を含む流体を具えた管路と、
コイルとされ、該管路の一部分に巻かれ、該熱エネルギーが該流体に伝導されて流体に吸収されて一部の該流体が気化し気泡を発生することにより冷却機能を達成し、並びに該流体が駆動され流動して該複数の磁性粒子を高速回転させて該コイルを通過させ、該複数の磁性粒子が該コイル内で磁束量変化を発生して該コイルに誘導電流を発生させる、上記コイルと、
を具えたことを特徴とする、磁流発電と冷却の装置。 - 請求項1に記載の磁流発電と冷却の装置において、管路が密閉式環状管路とされたことを特徴とする、磁流発電と冷却の装置。
- 請求項2に記載の磁流発電と冷却の装置において、管路が気化推進区、渦流発生区、磁場アレイ区、コイル誘導区及びその他のチャネル区が順に配置されてなることを特徴とする、磁流発電と冷却の装置。
- 請求項3に記載の磁流発電と冷却の装置において、気化推進区が電子設備と連結接触し、熱エネルギーが流体に伝導されて一部の流体が気化して気泡を発生する時、該気泡が膨張して該流体を押圧して複数の磁性粒子を駆動して前進させてコイルを通過させることを特徴とする、磁流発電と冷却の装置。
- 請求項4に記載の磁流発電と冷却の装置において、気化推進区の両端にそれぞれ制御弁が設置され、気泡を制御して固定方向に前進させ、流体を押圧してコイル誘導区に向けて前進させることを特徴とする、磁流発電と冷却の装置。
- 請求項3に記載の磁流発電と冷却の装置において、渦流発生区が複数の磁性粒子に回転を発生させて複数の磁性粒子がコイルを通過する時の速度を高めることを特徴とする、磁流発電と冷却の装置。
- 請求項6に記載の磁流発電と冷却の装置において、渦流発生区内部に複数の表面凹溝が設けられてそれを通過する流体に渦流を発生させることにより、複数の磁性粒子にその周囲の速度の違いにより回転を発生させることを特徴とする、磁流発電と冷却の装置。
- 請求項3に記載の磁流発電と冷却の装置において、磁場アレイ区にあってこのチャネルセクション外に磁場アレイが配置され、該磁場アレイが回転する複数の磁性粒子の相互の位相角差を除去させて同期回転を発生させるのに供され、これにより複数の磁性粒子がコイル誘導区に進入する時の磁束量を増加させることを特徴とする、磁流発電と冷却の装置。
- 請求項8に記載の磁流発電と冷却の装置において、磁場アレイが永久磁場とされ、該永久磁場が複数の磁性粒子の磁方向を定めて該複数の磁性粒子間の磁場の相互相殺を防止することを特徴とする、磁流発電と冷却の装置。
- 磁流発電と冷却方法において、該磁流発電と冷却方法は熱エネルギーを発生する電子設備中に応用され、
密閉式管路を提供して電子設備と連結させ、そのうち該密閉式管路が低沸点流体を具えたものとし、該流体が複数の磁性粒子を具えたものとするステップと、
コイルを提供し、該コイルを一部の該管路に巻き付け、該熱エネルギーが該流体に伝導されて流体に吸収されて一部の該流体が気化し気泡を発生することにより冷却機能を達成し、並びに該流体が駆動され流動して該複数の磁性粒子を高速回転させて該コイルを通過させ、該複数の磁性粒子が該コイル内で磁束量変化を発生して該コイルに誘導電流を発生させるステップと、
を具えたことを特徴とする、磁流発電と冷却方法。 - 請求項10に記載の磁流発電と冷却方法において、
整流設備を提供し、誘導電流を直流電流に変換して電子設備に戻して充電するステップ、を具えたことを特徴とする、磁流発電と冷却方法。 - 磁流発電方法において、該磁流発電方法は電子設備の発生する熱エネルギーを利用して、複数の磁性粒子を含む流体に該熱エネルギーを吸収させて一部の流体に相変化を形成させ、該磁性粒子を含む流体にコイルを通過させ、該磁性粒子を含む流体に磁束量の変化を発生させて誘導電流を発生させることを特徴とする、磁流発電方法。
- 請求項12に記載の磁流発電方法において、相変化が液体が沸点に達することにより気化して気体となる反応であることを特徴とする、磁流発電方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003065235A JP2004274942A (ja) | 2003-03-11 | 2003-03-11 | 磁流発電と冷却の装置及び方法 |
US10/388,629 US7095143B2 (en) | 2003-03-11 | 2003-03-17 | Device and method for ferrofluid power generator and cooling system |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003065235A JP2004274942A (ja) | 2003-03-11 | 2003-03-11 | 磁流発電と冷却の装置及び方法 |
US10/388,629 US7095143B2 (en) | 2003-03-11 | 2003-03-17 | Device and method for ferrofluid power generator and cooling system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004274942A true JP2004274942A (ja) | 2004-09-30 |
Family
ID=33478078
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003065235A Pending JP2004274942A (ja) | 2003-03-11 | 2003-03-11 | 磁流発電と冷却の装置及び方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7095143B2 (ja) |
JP (1) | JP2004274942A (ja) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010062780A2 (en) * | 2008-11-03 | 2010-06-03 | Causwave | Electrical power generation |
WO2011056869A2 (en) * | 2009-11-03 | 2011-05-12 | Causwave, Inc. | Multiphase material generator vehicle |
US7973434B2 (en) | 2005-02-17 | 2011-07-05 | Sony Computer Entertainment Inc. | Power supply system employing conductive fluid |
US8181561B2 (en) | 2008-06-02 | 2012-05-22 | Causwave, Inc. | Explosive decompression propulsion system |
KR101301945B1 (ko) * | 2012-05-04 | 2013-08-30 | 한국철도기술연구원 | 자성유체의 방향성 제어장치와 그 방법 |
KR101308585B1 (ko) * | 2011-12-22 | 2013-09-13 | 한국과학기술연구원 | 자화 입자 유동을 이용한 열에너지의 전기에너지로의 변환 장치 및 방법 |
KR101317335B1 (ko) * | 2012-06-26 | 2013-10-15 | 이화여자대학교 산학협력단 | 전력 발생 장치 |
JP5915951B1 (ja) * | 2015-09-18 | 2016-05-11 | 朗 村上 | 磁性流体発電装置 |
KR101811296B1 (ko) * | 2015-09-30 | 2017-12-27 | 경북대학교 산학협력단 | 자성유체를 이용한 고효율 연속발전 사이클 장치 |
KR20180029135A (ko) * | 2016-09-09 | 2018-03-20 | 경북대학교 산학협력단 | 자성 및 비자성 복합 부유물을 포함하는 자성유체를 이용한 고효율 연속발전 사이클 장치 |
KR20180029134A (ko) * | 2016-09-09 | 2018-03-20 | 경북대학교 산학협력단 | 발전부의 영구자석과 코일이 직렬배치된 자성유체를 이용한 고효율 연속발전 사이클 장치 |
Families Citing this family (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100508682B1 (ko) * | 2002-11-20 | 2005-08-17 | 삼성전자주식회사 | 더미 와이어를 이용한 열방출형 적층 칩 패키지 |
US20050078447A1 (en) * | 2003-10-08 | 2005-04-14 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for improving power efficiencies of computer systems |
TWM246562U (en) * | 2003-10-31 | 2004-10-11 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | Heat pipe |
US7104313B2 (en) * | 2003-12-31 | 2006-09-12 | Intel Corporation | Apparatus for using fluid laden with nanoparticles for application in electronic cooling |
IL160623A (en) * | 2004-02-26 | 2010-05-17 | Green Gold 2007 Ltd | Thermal to electrical energy conversion apparatus |
TWI270243B (en) * | 2004-11-23 | 2007-01-01 | Ind Tech Res Inst | Device of micro vortex for ferro-fluid power generator |
JP4507207B2 (ja) * | 2004-12-03 | 2010-07-21 | 株式会社ダ・ビンチ | 磁性対流熱循環ポンプ |
US20060144566A1 (en) * | 2004-12-30 | 2006-07-06 | Jensen Kip B | System and method for cooling an integrated circuit device by electromagnetically pumping a fluid |
US20080236795A1 (en) * | 2007-03-26 | 2008-10-02 | Seung Mun You | Low-profile heat-spreading liquid chamber using boiling |
US7295435B2 (en) * | 2005-09-13 | 2007-11-13 | Sun Microsystems, Inc. | Heat sink having ferrofluid-based pump for nanoliquid cooling |
US7621319B2 (en) * | 2005-10-21 | 2009-11-24 | Sun Microsystems, Inc. | Ferrofluid-cooled heat sink |
US7665325B2 (en) * | 2006-09-12 | 2010-02-23 | International Business Machines Corporation | Multi-fluid cooling system and method with freeze protection for cooling an electronic device |
ES2342864B1 (es) * | 2007-06-22 | 2011-05-23 | Fco. Javier Arias Montenegro | Microrreactor nuclear termomagnetico. |
EP2025731A1 (en) * | 2007-08-06 | 2009-02-18 | Solvay Solexis S.p.A. | Heat Transfer fluid |
TW200909676A (en) * | 2007-08-27 | 2009-03-01 | Univ Nat Yang Ming | Micro generator system |
CN101573018B (zh) * | 2008-04-28 | 2012-03-21 | 富准精密工业(深圳)有限公司 | 散热装置 |
CN101600320B (zh) * | 2008-06-04 | 2012-06-13 | 富准精密工业(深圳)有限公司 | 散热装置 |
US20110192573A1 (en) * | 2010-02-08 | 2011-08-11 | Harmel Defretin | System and method for moving a first fluid using a second fluid |
US20130334899A1 (en) * | 2011-09-25 | 2013-12-19 | Benjamin Francis John Hallgren | Electrical generation systems and methods |
KR101367021B1 (ko) * | 2012-05-23 | 2014-02-24 | 삼성전기주식회사 | 전력 모듈용 방열 시스템 |
US9351431B2 (en) | 2012-10-11 | 2016-05-24 | International Business Machines Corporation | Cooling system with automated seasonal freeze protection |
FR3006111B1 (fr) * | 2013-05-24 | 2016-11-25 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif de conversion d'energie thermique en energie electrique a molecules thermo-sensibles |
WO2015005764A2 (en) * | 2013-07-11 | 2015-01-15 | Mimos Berhad | A method of generating electrical energy |
CN105024522B (zh) * | 2015-07-27 | 2018-02-27 | 西安交通大学 | 一种直接将热能转换为电能的磁流体发电系统 |
JP2017040434A (ja) * | 2015-08-20 | 2017-02-23 | 富士通株式会社 | 冷却装置及び電子機器 |
US10122836B2 (en) * | 2016-09-28 | 2018-11-06 | Intel Corporation | Magnetic convection cooling for handheld device |
US10851807B1 (en) * | 2019-12-19 | 2020-12-01 | King Abdulaziz University | Energy generating system using floor tiles and fluid/gas movement |
CN113972809A (zh) * | 2021-10-27 | 2022-01-25 | 山东兰动智能科技有限公司 | 一种利用热能量的磁流体自然循环发电装置及方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4064409A (en) * | 1976-07-28 | 1977-12-20 | Redman Charles M | Ferrofluidic electrical generator |
US4468568A (en) * | 1982-07-02 | 1984-08-28 | Carr Jr Walter J | Generating power from the ocean utilizing the thermal properties of magnetic material |
US6815063B1 (en) * | 1996-11-16 | 2004-11-09 | Nanomagnetics, Ltd. | Magnetic fluid |
FR2808981B1 (fr) * | 2000-05-19 | 2002-12-13 | Oreal | Applicateur a ame non torsadee |
US6504271B2 (en) * | 2001-03-05 | 2003-01-07 | Jacob Chass | Ferrofluidic, electromagnetic power generator |
US6628017B1 (en) * | 2002-08-06 | 2003-09-30 | Jacob Chass | Ferrofluidic, electromagnetic power supply |
-
2003
- 2003-03-11 JP JP2003065235A patent/JP2004274942A/ja active Pending
- 2003-03-17 US US10/388,629 patent/US7095143B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7973434B2 (en) | 2005-02-17 | 2011-07-05 | Sony Computer Entertainment Inc. | Power supply system employing conductive fluid |
US8181561B2 (en) | 2008-06-02 | 2012-05-22 | Causwave, Inc. | Explosive decompression propulsion system |
RU2528013C2 (ru) * | 2008-11-03 | 2014-09-10 | Козвейв, Инк. | Генерация электрической энергии |
CN102282368A (zh) * | 2008-11-03 | 2011-12-14 | 考斯威夫公司 | 电能的产生 |
WO2010062780A3 (en) * | 2008-11-03 | 2010-08-26 | Causwave | Electrical power generation |
US8294287B2 (en) | 2008-11-03 | 2012-10-23 | Causwave, Inc. | Electrical power generator |
WO2010062780A2 (en) * | 2008-11-03 | 2010-06-03 | Causwave | Electrical power generation |
WO2011056869A2 (en) * | 2009-11-03 | 2011-05-12 | Causwave, Inc. | Multiphase material generator vehicle |
WO2011056869A3 (en) * | 2009-11-03 | 2011-10-13 | Causwave, Inc. | Multiphase material generator vehicle |
US8378509B2 (en) | 2009-11-03 | 2013-02-19 | Causwave, Inc. | Multiphase material generator vehicle |
JP2013510546A (ja) * | 2009-11-03 | 2013-03-21 | コースウェーブ,インコーポレイテッド | 多相材料発電機車両 |
KR101386556B1 (ko) | 2009-11-03 | 2014-04-18 | 카우스웨이브, 아이엔씨. | 다중상 물질 발전기 시스템을 구비한 차량 및 그 추진방법 |
KR101308585B1 (ko) * | 2011-12-22 | 2013-09-13 | 한국과학기술연구원 | 자화 입자 유동을 이용한 열에너지의 전기에너지로의 변환 장치 및 방법 |
WO2013165105A1 (ko) * | 2012-05-04 | 2013-11-07 | 한국철도기술연구원 | 자성유체의 방향성 제어장치와 그 방법 |
KR101301945B1 (ko) * | 2012-05-04 | 2013-08-30 | 한국철도기술연구원 | 자성유체의 방향성 제어장치와 그 방법 |
US9698663B2 (en) | 2012-05-04 | 2017-07-04 | Korea Railroad Research Institute | Orientation control device for magnetic fluid and method for same |
KR101317335B1 (ko) * | 2012-06-26 | 2013-10-15 | 이화여자대학교 산학협력단 | 전력 발생 장치 |
JP5915951B1 (ja) * | 2015-09-18 | 2016-05-11 | 朗 村上 | 磁性流体発電装置 |
KR101811296B1 (ko) * | 2015-09-30 | 2017-12-27 | 경북대학교 산학협력단 | 자성유체를 이용한 고효율 연속발전 사이클 장치 |
KR20180029135A (ko) * | 2016-09-09 | 2018-03-20 | 경북대학교 산학협력단 | 자성 및 비자성 복합 부유물을 포함하는 자성유체를 이용한 고효율 연속발전 사이클 장치 |
KR20180029134A (ko) * | 2016-09-09 | 2018-03-20 | 경북대학교 산학협력단 | 발전부의 영구자석과 코일이 직렬배치된 자성유체를 이용한 고효율 연속발전 사이클 장치 |
KR102008401B1 (ko) | 2016-09-09 | 2019-08-08 | 경북대학교 산학협력단 | 발전부의 영구자석과 코일이 직렬배치된 자성유체를 이용한 고효율 연속발전 사이클 장치 |
KR102105448B1 (ko) | 2016-09-09 | 2020-04-28 | 경북대학교 산학협력단 | 자성 및 비자성 복합 부유물을 포함하는 자성유체를 이용한 고효율 연속발전 사이클 장치 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US7095143B2 (en) | 2006-08-22 |
US20040182099A1 (en) | 2004-09-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2004274942A (ja) | 磁流発電と冷却の装置及び方法 | |
US7455101B2 (en) | Device of micro loop thermosyphon for ferrofluid power generator | |
Deng et al. | Design of practical liquid metal cooling device for heat dissipation of high performance CPUs | |
TWI259569B (en) | Micro channel heat sink driven by hydromagnetic wave pump | |
Pambudi et al. | The immersion cooling technology: Current and future development in energy saving | |
TWI663903B (zh) | 熱電致冷模組與包含熱電致冷模組的散熱裝置 | |
Haywood et al. | Thermodynamic feasibility of harvesting data center waste heat to drive an absorption chiller | |
US20030184941A1 (en) | Cooling device | |
KR100817267B1 (ko) | 냉각재킷 | |
Han et al. | Design and optimization of a liquid cooled heat sink for a motor inverter in electric vehicles | |
US20100147494A1 (en) | Water-cooling heat dissipation system | |
CN104851857A (zh) | 一种芯片冷却系统 | |
US20070076376A1 (en) | Method, apparatus and computer system for providing for the transfer of thermal energy | |
TWM243830U (en) | Liquid cooling apparatus | |
CN106255391A (zh) | 一种冷却系统和移动终端 | |
WO2012008868A1 (en) | Cooling device for electrical equipment | |
Yueh et al. | Active fluidic cooling on energy constrained system-on-chip systems | |
TW591857B (en) | Apparatus and method of magnetohydrodynamic generation and cooling | |
CN1525630A (zh) | 磁流发电与冷却的装置及方法 | |
CN205544884U (zh) | 基于液态金属的换流阀冷却系统 | |
US20220104397A1 (en) | Liquid cooling radiator based on a working medium capable of liquid-liquid phase separation | |
Shein | Keeping computers cool from the inside | |
CN204560105U (zh) | 热管散热器 | |
TWI342742B (en) | Liquid cooling apparatus and heat dissipating unit | |
Kumar et al. | Review on electronics cooling systems |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050920 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060307 |