专利名称：用于借助于可磁化相变材料来冷却部件的装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的用来冷却部件的装置。此外本发 明涉及一种利用所述装置来冷却部件的方法。
背景技术：
必须冷却的部件例如为具有高集成电路(ASIC，专用集成电路)的小型电子组件 和可能在其中产生高损耗功率密度的数字微处理器。在高的电功率消耗的情况下以及特 别是在瞬时负荷状态下，高集成电子电路由于不可避免的欧姆损耗或者介质损耗会快速升 温。但在半导体pn结上的过高的内部温度可能会导致整个组件的故障、提前老化和失灵， 因此内部的热能必须被输出到装置环境中。散热例如通过被动的扩散冷却或者通过技术上复杂的借助于涡轮泵或容积式泵 的对流的冷却剂循环来进行。在此，循环的冷却液吸收在元件热表面上的热量并且将该热 量传递到具有大表面的传热器上。通常，传热器的表面具有设在装置表面上的多个薄片或 肋片。在外表面上的介质流起到有利的作用，所述介质流对阻碍热量传递的边界层效应起 抵制作用。热量总是从温度较高的表面传递到温度较低的表面。在热平衡中，没有与装置环 境进行能量交换。除了扩散冷却和对流冷却之外，还已知通过珀尔贴(Peltier)元件的电冷却。然 而这种冷却相对较贵，增加了电子装置的电功率消耗并且可能要求比需冷却的电子元件本 身更多的结构空间。由于这个原因，Peltier元件不适合广泛的应用。除了借助于涡轮泵或容积式泵的对流的冷却剂循环之外，还已知一种所谓的温差 环流形式的按照自动保持对流原则的被动冷却液循环。然而这以热流方向平行于重力场为 前提。在计算机电子装置中，为了冷却也使用热管(Heat pipes)，这些热管同样按照被动冷 却液循环的原则起作用。热管是密封封闭的装置，以通过蒸发冷却和自动保持的冷却剂对 流来传递热量。在热管中使用的冷却液的沸点处于需冷却的热源的温度工作范围内。液相 润湿薄管内壁，而气相可以在热管内部的气压的驱动下流向散热器并且将蒸发热在那里释 放到热交换器上。在此，蒸汽冷凝。液体润湿热管内壁并且在毛细作用的驱动下回流到热 源。为了改善基于毛细作用的流动，热管的内壁通常具有毛细结构。然而如果与装置环境的热接触在技术上是不可能的或者是不期望的，则可以使用 潜热储存器，该潜热储存器从热源吸收热量。当在应用的负荷曲线中需拦截瞬时热功率尖 峰时，这特别有利。那么，比如，在环境温度瞬时地剧烈升高时，例如当机动车辆在发动机全 负荷范围内工作较长时间之后慢速行驶或者停车时，通过扩散或空气对流来冷却在车辆发 动机室中的电子控制装置可能不再是足够的。在这种情况下，潜热储存器的优势发挥作用。 不是例如通过扩散或者冷却剂对流将损耗热传递到装置表面，而是将损耗热释放到相变材 料(Phase Change Material,PCM)上。在PCM固相和液相的并存范围以及液相和气相的并 存范围内，热量输入不会产生温度升高而是产生在聚集状或者有序态的改变中(例如通过磁性极化强度的减小或者晶体长程有序态的损耗引起)的熵变化。在通过吸热或放热而发生相变时，PCM的温度大致上保持恒定。然而在朝向热源 的边界层中，例如液相的局部温度由于其与固相相比更差的导热性随着层厚的增加而变得 比熔化温度更高。在固相和需冷却的元件之间形成温度落差。为了冷却所使用的包含有相变材料的潜热储存器，例如在WO-A 2007/075130或 US-A 2002/0164277 中进行了描述。
发明内容
依据本发明设计的用来冷却部件的装置包括壳体，该壳体具有在其中形成的空 腔，相变材料容纳在所述空腔中。所述壳体具有至少一个可与需冷却的部件接触的表面和 至少一个散热面。所述包含相变材料的空腔被至少两个线圈包围，并且相变材料包含铁磁 性或者可磁化的颗粒。所述装置特别适用于驱散电子或机械设备的损耗热和对该损失热进行潜热储存。 因此，所述装置可以例如用机动车辆中电子控制装置的冷却和温度稳定，特别是在同时承 受基本负荷的情况下具有瞬时热负荷尖峰的工作中。例如，当在空气对流同时恶劣的情况 下在发动机中存在高温时，在柴油颗粒过滤器通过发动机多次电子控制后喷射的再生工作 期间或者在发动机全负荷范围内工作较长时间且随后慢速行驶或停停走走(stop-and-go) 的行驶期间，会产生瞬时热负荷尖峰。特别地，所述装置用于对损耗热进行潜热储存和同时用于传递损耗热。损耗热的 潜热储存和传递按照依据本发明的利用所述装置来冷却部件的方法进行。所述方法包括下 列步骤(a)通过给线圈通电，在相变材料中产生磁场，(b)通过在靠近需冷却部件的一侧上吸热，使相变材料的一部分熔化，(c)通过倒转线圈通电方向使磁场倒转，并且使相变材料的未熔化部分旋转，由此 使熔化的相变材料向散热面运动并且使固态的相变材料向吸收热量的表面运动，(d)使靠近需冷却部件的固态相变材料的一部分熔化，并且使靠近散热面的液态 相变材料在线圈磁场中定向地凝固，(e)必要时重复步骤(C)和(d)。通过线圈和包含在相变材料中的铁磁性或可磁化的颗粒，实现了通过倒转线圈通 电方向和由此倒转磁场使相变材料的未熔化部分旋转，依据本发明的装置一方面作为潜热 储存器并且另一方面作为磁驱动的、无磨损的容积式泵工作，该容积式泵的旋转活塞由相 变材料的固相构成，并且该容积式泵工作不需要任何附加的机械部件。通过在工作循环中 的周期性熔化和定向凝固总是又重新形成所述旋转活塞。所述装置可以例如用于不允许 使用以容积式泵或涡轮泵驱动的液态或气态的冷却介质的循环的应用中。在具有瞬时的负 荷曲线的应用中，也可以根据平均热损耗功率设计所述装置，因为损耗热不仅被传递而且 同时被潜热储存。不需要根据通常很少出现的极限情况如在被动扩散冷却的情况下进行设 计。另一优点是，所述装置无噪声地工作，并且对机械或者化学的作用具有抵抗能力， 并且此外不具有磨损元件。用于使相变材料的起活塞作用的固态的、定向磁化的部分旋转的必要电功率消耗非常少。另一优点是，在对流冷却装置中所需要的泵、软管连接件、密封压盖或者螺纹连接 件不再是必要的。所述相变材料被密封地包在坚固的壳体中。所述相变材料的液相和固相 在壳体的相应的抗内压强度下不会溢出。通过相应地控制线圈来倒转磁场，可以流畅地控制和调节从潜热储存到热传递的 过渡。两个过程可以同时进行。因为在热源和相变材料的固相之间只有一个薄的液体层作 为热流屏障，所以保证始终有高的传输热流。通过包含在相变材料中的铁磁性或可磁化的颗粒，所述装置除了熔化热还通过熵 的升高而吸收热能，因为包含在所述相变材料中的铁磁性或可磁化颗粒的磁有序性通过熔 化被削弱。在相变材料中的铁磁性或可磁化的颗粒的另一优点是，通过熔化和凝固吸收和释 放的热量以及流出和流入的热流可以通过与之相关的相变材料磁化强度的变化以简单且 精确的方式根据线圈电感的变化来测量。由热流平衡情况以及壳体和相变材料的已知热学 材料参数还能确定散热器和热源的温度。根据这些数值控制循环周期的节拍频率并且由此 确保在热源紧邻的环境中始终有足够的相变材料固相并且保持在热源上的高热流。为了确保相变材料的循环，优选的是，包含相变材料的空腔具有圆形横截面。包围 所述含有相变材料的空腔的两个线圈优选地彼此对齐，从而由线圈产生的磁场可以是同向 的。优选的是，这样设置所述线圈，从而一个线圈设置在空腔的中间平面上方并且第二个线 圈设置在空腔的中间平面下方。通过线圈的布置，可通过磁场的相应激励和定向，能实现相 变材料未熔化的、磁性定向的部分的旋转。为了提高潜热储存能力，在一种实施方式中，可以沿热量传输方向串联地设置至 少两个包含相变材料的空腔。在此，可以由包含在每个所述空腔中的相变材料吸收和储存 热量。通过旋转和随后的凝固，然后又释放该热量。在需冷却的表面很大时，另外还可以并 排地设置多个包含相变材料的空腔。即使在表面不是平面的情况下，也可以以这种方式实 现一种布置，该布置保证最优的冷却作用，因为对于在其中包含相变材料的并排设置的空 腔，所述空腔也可以设置在不同的高度上，并且如此可以与需冷却的部件的表面相适应。为了节省结构空间和避免线圈损坏，优选的是，将线圈容纳在壳体中。然而作为替 代方案，也可行的是，例如将线圈设置在壳体的外面。所述用来冷却部件的装置除了适用于机动车辆中的电子控制装置的冷却和温度 稳定之外，还适用于小型集成电气、微电子和电子组件的冷却，这些组件由于其很小的质量 容纳能力和热容在出现热负荷尖峰时剧烈地升温，没能给受驱动的对流冷却装置留出结构 空间或者不能提供足够的驱动电功率和/或由于热学上不利的安装位置或者结构边界条 件不允许将热量传递到紧邻的装置环境中。例如当存在瞬时升高的环境温度或者机械负荷 时或者当热传导由于高的传热阻力而不充分时，那么热量传递到紧邻的装置环境中是不可 能的。例如除了机动车辆中的电子控制装置是这种情况之外，紧挨着制造、加工或机械装置 的控制计算机也是这种情况。当可以通过壳体的多个面将热量输出时，那么所述装置也可以用作分热器，所述 分热器可以将从热源即需冷却的部件产生的热流改道并分配到不同的散热器。在此可以连 续的控制和调节所述分配。
为了通过旋转相变材料的未熔化部分使已熔化的相变材料朝散热面方向旋转，所 述至少两个线圈优选地这样彼此对齐，从而由线圈所产生的磁场可以垂直于散热面而定 向。在此，所述旋转总是进行到使包含在相变材料中的铁磁性或可磁化的颗粒沿由线圈所 产生的磁场的磁场线方向对齐的程度。依据本发明，从热源到散热器的热传递是用相变材料液相的循环周期的节拍频率 来控制，并且通过以感应方式确定热流平衡情况来调节。当使用所述装置来冷却电子组件 时，那么线圈可以用在电压转换器、电磁阀(EMV)的电感线圈中或者用作带有磁化强度可 变的线圈铁心的电感。
在附图中示出了本发明的实施例并且在接下来的描述中进行详细阐述。附图中图1-6示出了通过第一种实施方式的装置来冷却部件的方法步骤，图7示出了用来冷却部件的装置的第二种实施方式，图8示出了一种用来冷却部件的装置，该装置具有多个并联且成排连接的用相变 材料填充的空腔，图9示出了一种用来于冷却部件的装置的另一种实施方式，该装置也具有多个并 联且成排连接的包含相变材料的空腔。
具体实施例方式在图1至图6中示出了一种在按照第一种实施方式的用来冷却部件的装置中冷却 部件的方法。依据本发明设计的用来冷却部件的装置包括壳体1，所述壳体由导热性良好的材 料制成。金属材料特别适合作为壳体1的材料。特别适合的例如是铜或铝。在所述壳体中 形成空腔3。在这里示出的实施方式中，所述空腔3被实施为具有圆形横截面。具有圆形横 截面的空腔3可以例如被构成为圆柱形、球形或者圆锥形或者截锥形。然而优选的是，所述 空腔为球形或者圆柱形。在空腔3中含有相变材料5。在此，所使用的相变材料5取决于需 冷却部件的温度。适合作为相变材料的例如为链烷烃、蜡、油脂、脂肪酸、金属合金(例如铋 铅合金)或低熔点的盐。哪种相变材料适合哪个温度范围，对于本领域技术人员是已知的。 在相变材料5中包含铁磁性或可磁化的颗粒7。需冷却部件的需冷却面9贴靠在壳体1的表面11上。为了实现从需冷却部件到 壳体1上的尽可能最优的热量传递，有利的是，在需冷却部件的需冷却面9和壳体1的表面 11之间没有间隙。为了实现均勻的接触，例如可以在需冷却部件的需冷却面9和壳体1的 表面11之间设置导热膏。除了壳体1与需冷却部件的需冷却面9接触的表面11之外，所述壳体1还包括至 少一个散热面13。为了扩大散热面13，在散热面13上优选地形成肋片15。在此，所述肋 片15通常由如所述壳体一样的导热性材料制成。替代地，所述肋片15也可以由与壳体材 料不同的材料制成，然而所述不同的材料也同样具有良好的导热性。包含相变材料5的空腔3被至少一个线圈17包围。在这里所示的实施方式中，所述空腔3被两个线圈17包围。在此，一个线圈17位于空腔3中心线的上方，而第二个线圈 17位于空腔3中心线的下方。通过给线圈17施加电压，形成磁场。在此，首先接通所述线 圈17，使由线圈17形成的磁场在包含相变材料5的空腔3中是同向的。所述由线圈17产 生的磁场通过箭头19示出。在此，由线圈17产生的磁场可以同向或者反向。在这里所示 的实施方式中，线圈17的磁场19是同向的。在需冷却部件的需冷却面9的散热开始时，相变材料以固相存在。包含在相变材 料5中的铁磁性或可磁化的颗粒沿磁场19的磁场线定向。为了实现铁磁性或可磁化的颗 粒7的定向，使相变材料5在线圈17的磁场19中凝固。颗粒7的定向通过箭头21示出。任何具有正磁化率的铁磁性或顺磁材料都适合作为铁磁性或可磁化颗粒的材料。 适合的材料例如有铁镍合金、铁铝镍钴合金或铋锰合金。铁磁性或可磁化颗粒7优选地为 平均颗粒直径通常小于1 μ m的微粒。在一种优选的实施方式中，包含在相变材料5中的颗粒是铁磁性的。在这种情况 下，所述相变材料5在固相中具有剩余磁化强度。通过需冷却部件的需冷却面9与壳体1的表面11接触，热量从需冷却的部件传递 到壳体1上并且通过热传导经过壳体1传递到相变材料5上。一旦达到相变材料的熔化温 度，所述相变材料5就开始熔化。通过熔化，相变材料从需冷却的部件吸收热量。在朝向需 冷却面9的一侧，相变材料5通过熔化过渡到液相23。相变材料5剩余的固相25形成偏 心的旋转活塞，该旋转活塞与线圈17相结合以周期性工作的、磁驱动的容积式泵的形式使 处于液相23的相变材料5通过旋转从需冷却面9朝散热面13的方向输送。这个过程在图 2、3和4中示出。通常，正在熔化的相变材料发生膨胀并且液相23挤到相变材料5的固相25和空 腔3的壁27之间。为了防止固相25在散热面13的区域中附着在空腔3的壁27上并且为 了使由固相25形成的旋转活塞完全地与空腔3的壁27分离，通过靠近需冷却面9的线圈 18激励产生与相变材料的偶极矩同向的磁场并且通过朝向散热面13的线圈17激励产生反 向的，优选是脉动的磁场。通过磁场强度的微量的、时间性的脉动，帮助从空腔3的壁27上 分开和克服在磁场19中的转矩的上死点和下死点。由此固相25作为循环泵的旋转活塞与 空腔3的壁27分开，并且这时可以在润湿空腔3的整个壁27的液体膜中自由旋转。该旋转 在图3中通过箭头四示出。通过固相四的旋转，相变材料的液相23朝散热面13的方向 运动。为了固相25的旋转四，使由线圈17、18产生的磁场19相对于初始方向旋转180°。 由此，磁场19与初始磁场反向。只要以感应方式确定的相变材料5的熔化体积和因此流入的热量已经达到确定 值，固相25的旋转四就开始了。这个确定值通过这里未示出的控制装置确定。只要已经 达到这个值，线圈17、18同向的磁场就被倒转。因此，相变材料的偶极矩与叠加有少量时间 上的场强脉动的恒磁场反平行，以将由相变材料5的固相25形成的旋转活塞从在磁场中的 转矩的不稳定死点偏移。固相25这时旋转到对置的稳定死点，在该稳定死点中，固相的偶 极矩平行于磁场。由此，相变材料5的液相23循环到散热面13的区域中。相变材料5的 磁化固相25受到的转矩取决于固相25的角度位置并且由此取决于颗粒21的朝向以及相 变材料已磁化固相25的偶极矩的强度。驱动装置如接通的磁阻电动机那样工作。只要相变材料5的固相25完成半周的旋转，液相23就位于靠近散热面13的一侧
7上。在固相25中的颗粒7的朝向又与磁场19的方向相对应。固相25处于稳定的位置并 且固相25的旋转结束。这在图4中示出。只要固相25到达这个稳定的位置，相变材料5的液相23就通过散热面13和肋片 15释放热量。为此一方面可行的是，例如使冷却液紧靠着散热面13和肋片15流动，然而通 常将热量释放到环境中。由此，环境空气变热并且热量通过自由对流被带走。通过散热，液 相23开始凝固。通过由包围相变材料5的液相23的线圈17产生的磁场19，包含在相变材 料5的液相23中的颗粒在磁场中定向。这使得凝固的相变材料继续具有定向的磁化强度。 除了相变材料5的熔化潜热之外，颗粒7通过定向由于相态过渡到熵值较低的初始状态而 将热能释放到散热面13和肋片15。与在冷却侧的相变材料5的凝固同时地，热量从需冷却 部件的需冷却面9经过壳体1的表面11被传递到相变材料5的固相25上，所述表面11导 热地与需冷却部件的需冷却面9连接。相变材料的固相开始熔化。这在图5中示出。当相 变材料5吸收的热量正好与在散热面13上释放的热量一样多时，凝固的相变材料5的体积 相当于熔化的相变材料5的体积。当热量释放到环境中比相变材料吸收热量更快时，那么 在相同量的相变材料5又熔化之前，凝固过程结束。为了使相变材料5的固相25保持在稳定位置，只需要线圈17、18的很小线圈电 流。这也足够使包含在相变材料5中的铁磁性或者可磁化的颗粒7在凝固过程期间定向。 通过散热相变材料继续凝固，由此相变材料5的固相25的磁化强度增加，直到已达到稳定 的最大值。靠近散热面13的线圈17的电感同样达到稳定的最大值。同时，通过在靠近需 冷却面9的一侧上相变材料5的熔化和与此有关的液相23的体积增加，靠近需冷却面9的 线圈18的电感减小。这原因是在相变材料5的液相23中的磁性极化强度的减小，这导致 固相25的定向磁化体积减少。线圈17、18电感的变化例如通过在控制电子装置中的电感 惠斯登电桥和电子测量发生器以本领域技术人员已知的方式非常精确地确定。通过控制单 元例如电子控制计算机，根据空腔3和壳体1的形状在菲克定律的基础上对二维或者三维 的、简化的热扩散模型进行数字仿真。由以感应方式确定的相变材料5的凝固和熔化速度， 通过这个模型计算出流入和流出的热流，以及通过已知的相变材料5和壳体1的初始温度 计算出需冷却面9以及释放热量的散热面13和肋片15的温度以及吸收的热能。除了使用电感惠斯登电桥和电子测量发生器以确定线圈17、18的电感之外，也可 行的是，在施加确定幅值和频率的交流电压时，执行被测的线圈电流的模数转换。在空腔3构成为圆柱形的情况下，对于仿真，一般使用二维的扩散模型是足够的。 与之相比，在空腔3呈球形且被构成为旋转活塞的固相25因此呈球形的情况下，需要三维 的扩散模型。根据提出的精确度要求和控制单元提供的计算能力，扩散模型除了可以考虑壳体 1材料的热容和导热性以及相变材料5的聚集态之外，还可以考虑相变材料5的热膨胀系数 以及在壳体1、固相25和液相23之间的边界层的传热阻力。通过相变材料5的熔化，起初在固相25中定向存在的颗粒7从熵值较低的有序态 过渡到熵值较高的无序态。这个熵值增加还通过需冷却面9从需冷却部件上抽走热能。在 一种优选的实施方式中，铁磁性或者可磁化的颗粒7膨胀很小，从而其在相变材料5的液相 23中的磁性方向在热平衡中通过分子的布朗运动被统计均勻分布并且因此相变材料5在 液相23中的磁化消失。
只要相变材料5的靠近散热面13的液态部分已经凝固，并且靠近需冷却面9的液 相23的量又与之前熔化的量相当，如在图6中所示，必要时线圈17、18的磁场就在脉动下 重新倒转，以便固相25重新旋转并且熔化的液相23又朝向散热面13运动。如果相变材料5的熔化速度高于凝固速度，流入包含相变材料5的空腔3的热量 比由其释放的热量更多。这种状态通过线圈17、18的电感得知。为了使由相变材料5的固 相25形成的旋转活塞的熔化不会熔化至使其偏心的形式消失并且固相25的旋转不再产生 足够的液相23的循环的程度，循环周期的频率根据数字仿真的动态扩散模型被提高并且 因此传热流也被提高。替代地，还可通过壳体1具有多于一个的散热面13来实现另外的由 相变材料到环境中的热量释放。例如在图7中针对三个散热面13示出了这样的替代方案。 在此，散热面13分别具有肋片15，以扩大表面。在这种情况下，在每个散热面13上，热量从 相变材料5被释放到环境中，而同时在散热期间，热量从需冷却部件的需冷却面9被吸收。 也为了实现相变材料相对于其他散热面13的稳定定向，设有附加的线圈31，这些线圈垂直 于线圈17、18设置。除了示出的线圈17、18的布置之外，然而也可以使用本领域专业人员已知的适合 的能使固相25在空腔3中旋转的任何其他线圈布置。在图8中示出了依据本发明用来冷却部件的装置的一种替代的实施方式。在图8中所示的实施方式中，多个空腔串联且并联地设置在壳体1中。这实现了， 由更大的面散发热量。为了实现固相25所需要的旋转，一方面可以给每个空腔配置线圈， 然而替代地和优选地也可以，如图8所示，分别位于在一排中的所有空腔3被一个共有的线 圈对33包围。在此优选的是，分别包围并排设置的空腔3的第一线圈对33和第二线圈对 35具有一个共有的线圈37。在一种如在图8中所示的布置中，在该布置中多个包含相变材 料5的空腔3彼此并排且成排地设置，优选的是，每一排39的相变材料分别具有相同的熔 化温度，但是前后相继的多个排39的相变材料5具有不同的熔化温度。在此，熔化温度优 选地从需冷却面9向散热面13减小。由此产生高的潜热储存能力并且在装置的稳定工作 状态下实现在需冷却部件的需冷却面9和散热面13之间高的传热流。具有多个成排且彼此并排设置的空腔3的另一种替代实施方式在图9中示出。在 这种情况下，空腔3呈圆形地设置在围绕需冷却部件41的壳体1中。在此，需冷却部件同 样具有圆形的表面。在此可能是球形表面或者圆柱形表面。因此例如也可行的是，部件41 被构成为半球形。在图9中示出的实施方式中同样优选的是，包含在串联连接的多个空腔 3中的相变材料5具有不同的熔化温度，其中从需冷却部件41朝散热面13，相变材料的熔 化温度减小。由于空腔3在壳体1中的布置，在图9所示出的实施方式中，每一个空腔3需要被 一个线圈对33、35包围。在三个串联设置的空腔3的情况下，如在图9中所示，第一线圈对 33的一个线圈和第二线圈对35的一个线圈分别形成一个线圈对，该线圈对包围中间的空 腔3，以产生在中间的空腔3中需要的磁场。特别地，在图9中示出的具有半球形或者被构 成为截球面形的散热面13的实施方式中，所使用的用于计算流入和流出的热流以及需冷 却部件41和散热面13的表面温度以及吸收的热能的扩散模型大致上是球对称的。
权利要求
1.一种用来冷却部件的装置，所述装置包括壳体(1)，该壳体具有在其中形成的 空腔(3)，相变材料(5)容纳在所述空腔中，其中，所述壳体⑴具有至少一个能与需冷却 的部件Gl)接触的表面(11)和至少一个散热面(13)，其特征在于，包含所述相变材料(5) 的所述空腔(3)被至少一个线圈(17、18)包围并且所述相变材料(5)包含铁磁性或能磁化 的颗粒(7)。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，包含所述相变材料(5)的所述空腔(3)具 有圆形的横截面。
3.按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于，包含所述相变材料(5)的所述空腔 (3)被至少两个线圈(17、18)包围并且所述至少两个线圈(17、18)彼此对齐，使得由所述至 少两个线圈在所述相变材料(5)中产生的磁场(19)能够是同向的。
4.按照权利要求1至3中任意一项所述的装置，其特征在于，由所述线圈(17、18)在所 述相变材料(5)中产生的磁场(19)能够垂直于散热面(1 定向。
5.按照权利要求1至4中任意一项所述的装置，其特征在于，至少两个包含相变材料 (5)的空腔(3)沿热量的传输方向串联地设置。
6.按照权利要求1至5中任意一项所述的装置，其特征在于，所述线圈(17、18、31)容 纳在所述壳体中。
7.一种利用依据权利要求1至6中任意一项所述的装置来冷却部件的方法，该方 法包括下列步骤(a)通过给所述线圈(17、18)通电，在所述相变材料(5)中产生磁场(19)，(b)通过在靠近需冷却部件Gl)的一侧吸收热量，使所述相变材料( 的一部分熔化，(c)通过倒转所述线圈(17、18、31)的通电方向使所述磁场(19)倒转，并且使所述相变 材料( 的未熔化部分旋转，由此使熔化的相变材料(5)向所述散热面(1 运动并且使固 态相变材料(5)向吸收热量的表面(11)运动，(d)使靠近需冷却部件Gl)的固态相变材料(5)的一部分熔化，并且使靠近所述散热 面(13)的液态相变材料(5)在所述线圈(17、18、31)的磁场(19)中定向地凝固，(e)必要时重复步骤(c)和⑷。
8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于，由因为相变而引起的包含在所述相变材 料(5)中的铁磁性或者能磁化的颗粒(7)的磁化强度的变化，确定输入以及输出的热流和 吸收以及释放的热量。
9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于，磁化强度的变化由线圈电感的变化确定。
10.按照权利要求8或9所述的方法，其特征在于，由输入以及输出的热流和吸收以及 释放的热量确定磁场以哪种频率倒转。
全文摘要
本发明涉及一种用来冷却部件(41)的装置，所述装置包括壳体(1)，所述壳体具有在其中形成的空腔(3)，相变材料(5)容纳在该空腔中，其中，所述壳体(1)具有至少一个可与需冷却的部件(41)接触的表面(11)和至少一个散热面(13)。包含所述相变材料(5)的所述空腔(3)被至少一个线圈(17、18)包围并且所述相变材料(5)包含铁磁性或者可磁化的颗粒(7)。此外，本发明涉及一种利用所述装置来冷却部件的方法。
文档编号F28F13/16GK102084206SQ200980126992
公开日2011年6月1日 申请日期2009年6月10日 优先权日2008年7月9日
发明者A·利舍利, H·巴尔特, R·丹纳, T·普勒佩尔, U·舒尔茨 申请人:罗伯特·博世有限公司