本发明专利技术涉及一种用于冷却至少两个不同的热源的装置，其特征在于，包括：-双相流体在其中流动的闭合回路；-至少一个毛细蒸发器(10)，其适于被布置成与热源中称作主热源(41)的那个热源热接触；-针对待冷却的称作次级热源(15，20)的每个其他热源，至少一个热交换器(14，19)，其适于被布置成与所述次级热源热接触；-称作第一冷凝器(12)的至少一个冷凝器，其被置于蒸发器(10)的下游(沿通过回路的流体的理论行进方向)和至少一个热交换器(14，19)的上游；-称作最后冷凝器(22)的至少一个冷凝器，其被置于蒸发器(10)的上游(沿通过回路的流体的理论行进方向)和至少一个热交换器(14，19)的下游。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】冷却装置[0001 ] 本专利技术涉及热交换器领域。更具体地，本专利技术涉及一种基于具有用于冷却多个热源的流体流的传热回路的纯无源热调节装置。
技术介绍
根据图1所示的现有技术，用于冷却热源41的传热流体回路包括:I/双相流体在其中流动的闭合管道；2/热交换器10，称作蒸发器，其执行流体与热源之间的热交换；以及3/热交换器61，称作冷凝器，其执行流体与用于冷却的热井60之间的热交换。所使用的双相流体在回路的冷部分中通常大体上是液态的，并且在回路的热部分中大体上是气态。典型的热源例如由一个耗散电子设备构成，并且典型的热井例如由与比热源更冷的环境接触的散热器构成，或由从电能中制冷的其他热力循环机构成，例如斯特林(Stirling)循环机。更一般地，热源可以由如下元件构成:其不一定是电子的且由耗散电子设备加热，或者由系统外的元件构成。这种情况例如是，当一组电子设备被固定到支撑结构时，可能地借助于热管或用于此目的的任何其他装置而将由这些设备发出的热量分配至整体结构。在这种情况下，热源被认为是由支撑结构和这些设备构成的组件，并且传热流体回路的热交换器可以被安置在特定设备上或支撑结构上。还可能记住的是，由太阳照射的简单结构元件(例如挡板)可以形成热源。在其中流体通过毛细作用被泵送的流体回路(称作“毛细流体回路”)的更特定领域中，蒸发器10可以有利地包括液体/蒸汽双相状态下(在称作“回路热管”的流体回路的情况下)的流体储存装置70 (见图1和7)以及在所有情况下的多孔物质80或有利地多微孔物质(具有微米大小的孔)，以通过毛细作用泵送液体。称为储存器70的液体储存装置位于接近多微孔物质的位置，以向多微孔物质提供液体。储存器中存在的液体通过被置于尽可能接近热源的位置处的多微孔物质而被泵送。液体主要在该处蒸发，并且由此产生的蒸汽91通过管道向热井排放，其中蒸汽91在冷凝器处冷凝并且然后以部分地或完全地液体的形式92通过另一管道返回向蒸发器以产生传热循环。就其本身而言，冷凝器可以简单地由输送流体的管道构成，通常是简单的管，其中向该管道添加用于增强管道与热井之间热交换的装置(例如底板)。当多个分离的且间隔开的热源要被冷却时，现有技术(例如US2011/0056225)建议使用与热源一样多的流体回路，或者建议在平行回路上增加毛细蒸发器。流体回路蒸发器被置于与每个热源接触的位置处，并且被连接到散热器以排放来自热源的热量。因此，操作与热源一样多的蒸发器和流体回路。
技术实现思路
本专利技术主要涉及一种用于冷却至少两个热源的冷却装置，其特征在于，包括:-双相流体在其中流通的闭合回路；-至少一个蒸发器，其被置于与称为主热源的热源之一热接触的位置处；-针对待冷却的称为次级热源的每个其他热源，至少一个热交换器适于被置于与所述次级热源热接触的位置处；-称作第一冷凝器的至少一个冷凝器，其被置于(回路中流体的理论行进方向中的)蒸发器的下游和至少一个热交换器的上游；-称为最后冷凝器的至少一个冷凝器，其置于(回路中流体的理论行进方向中的)蒸发器的上游和至少一个热交换器的下游。在一个特定应用中，例如针对微重力中的交通工具领域，蒸发器有利地是毛细型的蒸发器。应当理解的是，毛细蒸发器的使用使得有可能产生无源冷却装置。应当理解的是，本专利技术使得能够只使用一个流体回路和一个蒸发器来冷却至少两个分离的且可选地间隔开的热源。根据应用，这两个热源之间的距离可以从几毫米或几厘米至若干米变化。此外，所述装置使得有能够提高流体回路的能力，以在比流体回路的工作温度更热的热环境中工作。根据一个特定实施例，所述装置还包括被置于两个次级热源之间的称作次级冷凝器的至少一个冷凝器。在一个更特定的实施例中，针对每个热交换器，所述装置包括被直接置于所述热交换器的上游和下游的冷凝器，所述冷凝器适于被布置成与热井热接触。术语“直接”应当被理解为意味着每个冷凝器只通过其中有流体流动的管道而非通过另一热交换器而与相关联的热交换器分离。应当理解的是，双相流体随后从蒸发器交替地流经冷凝器和热交换器，该冷凝器被置于每个热交换器的上游和下游的位置处。根据所述装置的可选地组合使用的各种实施例:-至少一个热交换器是由小直径(从十分之几毫米至几毫米)的管构成的；-以管的形式制造闭合回路，所述管至少在一个热交换器处具有毛细内部结构；-所述最后冷凝器被集成在毛细蒸发器的储存器中。本专利技术还涉及一种包括至少两个热源和至少一个热井以及所述冷却装置的热回路。有利地，所述蒸发器被置于耗散性最强的热源即主热源上。有利地，所述主热源具有的热功率大于或等于被置于任一对连续冷凝器之间的次级热源的热功率之和。根据一个特定的实施例，所述热回路还包括加热器，该加热器适于被布置在所述主热源处，从而产生被添加到所述主热源的热功率中的热功率，以使得由所述主热源和所述加热器耗散的功率之和大于或等于位于任一对连续冷凝器之间的次级热源的热功率之和。根据使得能够简化热回路制造的一个实施例，至少两个冷凝器被置于同一个热井上。根据一个特定实施例，毛细蒸发器或热交换器与位于所述毛细蒸发器或所述热交换器的下游的冷凝器之间的压头损失适于使得被置于所述冷凝器下游处的热交换器中的蒸发温度降低到给定值之下。在这种情况下，根据一个实施例，通过降低位于所述毛细蒸发器或所述热交换器与所述冷凝器之间的流体管道中的压力的装置而导致所述压头损失。在可选地组合使用的另一实施例中，通过适配位于面所述蒸发器或所述热交换器与所述冷凝器之间的流体管道的长度和/或直径而导致所述压头损失。根据其他方面，本专利技术涉及一种具有上述冷却装置或热回路的仪器。本专利技术还涉及一种具有上述冷却装置或热回路的电子板。有利地，所述热井由该电子板的底板构成。根据又另一方面，本专利技术涉及一种设备板，其特征在于，包括上述冷却装置或热回路。根据一个实施例，所述板包括其上固定有设备的第一面，并且与该第一面相对的一面是热井。在一个实施例中，所述装置包括蒸发器和管道，该管道的不同部分相继是冷凝器和热交换器，其中连接到蒸发器的管道部分是冷凝器。优选地，流体在毛细蒸发器与第一冷凝器之间以蒸汽的形式流动。根据一个优选实施例，所述第一冷凝器比所述蒸发器更接近位于该蒸发器下游的第一热交换器，从而限制热量泄漏到管的双相(液体/蒸汽)段或液体环境。类似地，根据一个优选实施例，所述最后冷凝器更接近所述蒸发器而不是位于该蒸发器下游的所述最后热交换器。有利地，在所述闭合回路中流动的双相流体具有低饱和梯度(dP/dT，其中P是压力且T是温度)，由此在比所述蒸发器的饱和温度低若干度的饱和温度处允许热交换器中的汽化(10K量级)。本专利技术还涉及一种具有至少一个上述装置或热回路的卫星。【附图说明】根据以下作为非限制性应用实例阐明本专利技术特征的描述，将更好地理解本专利技术的特征和优点。该描述基于附图，其中:图1(已经描述)示出了现有技术已知的组件中的具有平板式蒸发器的毛细流体回路的示例；图2示出了根据本专利技术的具有蒸发器、多个热交换器和冷凝器的装置的示例；图3示出了图2所示的流体回路的代表性压力/温度图；图4示出了光学仪器的应用中的装置的实现示例；图5示出了冷却电子板的应用中的装置的实现示例；图6示出了冷却被置于散热板上的多个电子设备的应用中的装置的实现示例；图7示出本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于冷却至少两个不同的热源的装置，其特征在于，包括：‑双相流体在其中流通的闭合回路；‑至少一个毛细蒸发器(10)，其适于被放置在与热源之一即主热源(41)热接触的位置；‑针对待冷却的每个其他热源即次级热源(15，20)，至少一个交换器(14，19)，其适于被放置在与所述次级热源热接触的位置；‑至少一个冷凝器即第一冷凝器(12)，其被布置在所述蒸发器(10)的下游(沿回路中的流体的理论行进方向)和至少一个交换器(14，19)的上游；‑至少一个冷凝器即最后冷凝器(22)，其被布置在所述蒸发器(10)的上游(沿回路中的流体的理论行进方向)和至少一个交换器(14，19)的下游，所述交换器和冷凝器的尺寸被调节成使得所述回路中的压头损失小于所述毛细蒸发器的最大毛细压力。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.20 FR 11/039541.一种用于冷却至少两个不同的热源的装置，其特征在于，包括: -双相流体在其中流通的闭合回路； -至少一个毛细蒸发器(10)，其适于被放置在与热源之一即主热源(41)热接触的位置； -针对待冷却的每个其他热源即次级热源(15，20)，至少一个交换器(14，19)，其适于被放置在与所述次级热源热接触的位置； -至少一个冷凝器即第一冷凝器(12)，其被布置在所述蒸发器(10)的下游(沿回路中的流体的理论行进方向)和至少一个交换器(14，19)的上游； -至少一个冷凝器即最后冷凝器(22)，其被布置在所述蒸发器(10)的上游(沿回路中的流体的理论行进方向)和至少一个交换器(14，19)的下游， 所述交换器和冷凝器的尺寸被调节成使得所述回路中的压头损失小于所述毛细蒸发器的最大毛细压力。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，包括被置于两个次级热源(15，20)之间的至少一个冷凝器即次级冷凝器(17)。3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，针对每个交换器(14，19)，所述装置包括被放置在所述交换器(14，19)的上游和下游的冷凝器(12，17，22)，该冷凝器适于被布置成与热井热接触。4.如上述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述至少一个交换器是由小直径(从十分之几毫米至几毫米)的管构成的。5.如上述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述闭合回路是以管的形式实现的，所述管至少在交换器(14，19)处具有毛细内部结构。6.如上述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述最后冷凝器(22)被集成在所述毛细蒸发器(10)的储存器(70)中。7.一种包括至少两个热源(41，15，20)和至少一个热井的热回路，其特征在于，包括如上述权利要求中任一项所述的冷却装置。8.如权利要求7所述的热回路，其特征在于，所述蒸发器(10)被布置在最耗散的热源即主热源(41)上。9.如权利要求7或8所述的热回路，其特征在于，所述主热源(41)的热功率大于或等于位于任一对连续冷凝器(12，17) (17,22)...
【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托夫·菲居斯，
申请(专利权)人：阿斯特里姆有限公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR
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