一种层状堆叠结构的平板式微型环路热管制造技术

本发明专利技术涉及热管技术领域，公开了一种层状堆叠结构的平板式微型环路热管，该环路热管包括：上端开口的中空壳体，中空壳体内部从下到上依次设置有蒸发器与储液腔，蒸发器包括位于底端的受热面，设置于受热面上方的加热齿与蒸汽室，设置于加热齿与蒸汽室上方的毛细芯层，储液腔包括由毛细芯层的顶面、中空壳体的侧壁与位于中空壳体上方的盖板形成的空腔。上述环路热管通过设计层状堆叠结构，实现蒸发器和储液腔的一体化集成，能够充分利用外部热量驱动工质进行输运，不需要额外能量输入，同时最大化地简化工质输运途径，使工质均匀分布于毛细芯表面，能够实现对储液腔工质的预加热，充分发挥了环路热管的技术优势，从而易于实现环路热管的微小型化。

A Flat-Plate Miniature Loop Heat Pipe with Layered Stacked Structure

The invention relates to the technical field of heat pipes, and discloses a flat-plate micro-loop heat pipe with layered stacking structure. The loop heat pipe comprises a hollow shell with an opening at the upper end, an evaporator and a liquid storage chamber are arranged successively from the bottom to the top of the hollow shell, and an evaporator includes a heating surface at the bottom and an addition above the heating surface. The hot teeth and the steam chamber are arranged on the capillary core layer above the heating teeth and the steam chamber. The liquid storage chamber includes a cavity formed by the top surface of the capillary core layer, the side wall of the hollow shell and the cover plate above the hollow shell. By designing a layered stacking structure, the loop heat pipe integrates the evaporator and the liquid storage chamber. It can make full use of the external heat to drive the working fluid to transport without additional energy input. At the same time, it maximizes the simplification of the way of working fluid transport, so that the working fluid is evenly distributed on the surface of the capillary core and can realize the liquid storage chamber. The pre-heating of working fluid makes full use of the technical advantages of the loop heat pipe, so that it is easy to realize the miniaturization of the loop heat pipe.

【技术实现步骤摘要】
一种层状堆叠结构的平板式微型环路热管
本专利技术属于热管
，特别涉及一种层状堆叠结构的平板式微型环路热管。
技术介绍
随着电子器件和能源系统不断向轻量化、小型化、高集成化的方向快速发展，系统内的热流密度和温度急剧增加。一般而言，高温会引起电阻阻值增加，变压器、扼流圈材料的绝缘性能下降，焊点合金结构的变化，晶体管元件失效等问题，严重影响了系统及核心器件的可靠性和使用寿命，因此器件的散热冷却和系统的热管理问题已经成为制约电子器件和能源系统发展的瓶颈问题之一。在此背景下，传统的被动式翅片散热器和主动式风扇热管结合散热器，受限于体积大、重量大、散热效率低等缺点，其散热能力已接近极限，无法应对热流密度的进一步升高。为了解决上述问题，研究人员尝试将航天航空领域中的大型热管理系统小型化，以便于解决小空间高效热管理问题，并提出了热管技术、毛细泵回路技术(CPL)和环路热管技术(LHP)。这三种技术与航天航空领域中的热管理技术一一对应。热管具有最为简单的整体结构，制备、部署较为容易，成本低廉，并且其外形可根据实际应用进行适当调整，因此应用较广。然而热管复用内部腔提作为气液工质的输运通道，在实际运行中会产生“捐携效应”，导致工质输运能力受限。因此热管的散热能力较为一般。毛细泵回路采用分离的气液管路以提升散热能力。液态工质在蒸发器内吸收潜热发生相变，随后经由蒸汽管路进入冷凝室进行放热，冷凝后的液态工质再经由液体管路回流至蒸发器。毛细泵回路的典型特征是在液体回路存在一个单独分支，连接了液体回路和储液腔。储液腔中的液态工质通过泵结构进行主动控制，用于调节毛细泵回路中的液态工质压力分布和工质温度。相比较于热管而言，毛细泵回路大大提升了工质传递效率，使得系统能够具有较强的散热能力。在实际应用中，可进一步为毛细泵回路增加多个蒸发器/冷凝器支路，使得毛细泵回路能够被大规模、分布式部署。环路热管与毛细泵回路具有相近的整体结构，其主要改进之处在于将储液腔和蒸发室进行一体化集成，使得回流的液态工质先进入储液腔，再进入蒸发室。这种改进的优势在于：1、简化了系统结构，不需要为储液腔配备专门的管路支路，这使得环路热管更易于小型化；2、储液腔和蒸发室一体化集成能够加快管路工质压力调节过程，避免因为管路过长导致压力震荡；3、储液腔中的液态工质在进入蒸发器前能够得到有效预热，便于工质在蒸发器中快速吸收潜热发生相变，避免工质受热过程较长导致系统性能下降。环路热管在小型化方面具有先天优势，并且其紧凑的结构能够有效提升散热性能，因此其小型化具有较高研究价值和应用价值。然而，环路热管技术的小型化研究较少，其商业化应用也难以寻觅。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提出一种层状堆叠结构的平板式微型环路热管，通过将环路热管设计为层状堆叠结构，实现了蒸发器和储液腔的紧密一体化集成，能够充分利用外部热量驱动工质进行输运，不需要额外能量输入，同时最大化地简化了工质输运途径，使工质均匀分布于毛细芯表面，能够实现对储液腔工质的预加热，充分发挥了环路热管技术所具有的主要技术优势，从而易于实现环路热管的微小型化。为了实现上述技术目的，本专利技术实施例提出了一种层状堆叠结构的平板式微型环路热管，该环路热管包括：上端开口的中空壳体，中空壳体内部从下到上依次设置有蒸发器与储液腔，蒸发器包括位于底端的受热面，设置于受热面上方的加热齿与蒸汽室，设置于加热齿与蒸汽室上方的毛细芯层，储液腔包括由毛细芯层的顶面、中空壳体的侧壁与位于中空壳体上方的盖板形成的空腔。进一步的，加热齿平行且均匀分布于受热面上，相邻加热齿之间形成蒸汽槽道。进一步的，蒸汽槽道的长度小于中空腔体的长度。进一步的，蒸汽槽道的形状为直线。进一步的，蒸汽槽道的一端固定于中空腔体的侧壁，蒸汽室设置于蒸汽槽道的另一端。进一步的，蒸汽室设置有第一通孔，第一通孔用于输出气态工质。进一步的，毛细芯层固定于中空壳体的侧壁，毛细芯层的底面与加热齿的顶面相接触。进一步的，毛细芯层中毛细芯的孔径从上到下依次减小，远离加热齿的毛细芯的孔径大于靠近加热齿的毛细芯的孔径。进一步的，盖板与中空腔体的顶端密封连接。进一步的，盖板上设置有第二通孔，第二通孔用于输入液体工质。相较于现有技术，本专利技术具有如下技术效果：本专利技术提出了一种层状堆叠结构的平板式微型环路热管，该环路热管包括：上端开口的中空壳体，中空壳体内部从下到上依次设置有蒸发器与储液腔，蒸发器包括位于底端的受热面，设置于受热面上方的加热齿与蒸汽室，设置于加热齿与蒸汽室上方的毛细芯层，储液腔包括由毛细芯层的顶面、中空壳体的侧壁与位于中空壳体上方的盖板形成的空腔。上述环路热管通过设计为层状堆叠结构，实现了蒸发器和储液腔的紧密一体化集成，能够充分利用外部热量驱动工质进行输运，不需要额外能量输入，同时最大化地简化了工质输运途径，使工质均匀分布于毛细芯表面，能够实现对储液腔工质的预加热，充分发挥了环路热管技术所具有的主要技术优势，从而易于实现环路热管的微小型化。附图说明图1为本专利技术实施例提出的一种层状堆叠结构的平板式微型环路热管的主视图；图2为本专利技术实施例提出的一种层状堆叠结构的平板式微型环路热管的俯视示图；其中：1、中空壳体；11、侧壁；2、蒸发器、21、受热面；22、加热齿；23、蒸发室；24、毛细芯层；25、蒸汽槽道；26、第一通孔；3、储液器；31、盖板；32、空腔；33、第二通孔。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。如图1所示，本专利技术实施例提出了一种层状堆叠结构的平板式微型环路热管，该环路热管包括：上端开口的中空壳体1，中空壳体1内部从下到上依次设置有蒸发器2与储液腔3，蒸发器2包括位于底端的受热面21，设置于受热面21上方的加热齿22与蒸汽室23，设置于加热齿22与蒸汽室23上方的毛细芯层24，储液腔3包括由毛细芯层的顶面、中空壳体的侧壁11与位于中空壳体上方的盖板31形成的空腔32。其中，中空壳体1包括周向设置的侧壁11与位于侧壁11一端的底壁，形成上端开口的壳体，中空壳体1内部从下到上依次设置有蒸发器2与储液腔3，形成层状堆叠结构。上述平板式微型环路热管通过设计为层状堆叠结构，使蒸发器和储液腔一体化集成，省去了隔离蒸发器和储液器的隔板，使得蒸发器和储液器的集成度更高，同时避免储液器被外部热源直接加热导致的漏热问题，进而更加充分地利用环路热管空间进行传质传热，充分发挥了环路热管技术所具有的主要技术优势，从而易于实现环路热管的微小型化。蒸发器2包括位于底端的受热面21，设置于受热面21上方的加热齿22与蒸汽室23，设置于加热齿22与蒸汽室23上方的毛细芯层24，从上到下形成层状堆叠结构。采用层状堆叠布局的蒸发器2，能够优化工质流动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种层状堆叠结构的平板式微型环路热管，其特征在于，所述环路热管包括：上端开口的中空壳体，所述中空壳体内部从下到上依次设置有蒸发器与储液腔，所述蒸发器包括位于所述中空壳体内部底端的受热面，设置于所述受热面上方的加热齿与蒸汽室，设置于所述加热齿与所述蒸汽室上方的毛细芯层，所述储液腔包括由所述毛细芯层的顶面、所述中空壳体的侧壁与位于所述中空壳体上方的盖板形成的空腔。

【技术特征摘要】
1.一种层状堆叠结构的平板式微型环路热管，其特征在于，所述环路热管包括：上端开口的中空壳体，所述中空壳体内部从下到上依次设置有蒸发器与储液腔，所述蒸发器包括位于所述中空壳体内部底端的受热面，设置于所述受热面上方的加热齿与蒸汽室，设置于所述加热齿与所述蒸汽室上方的毛细芯层，所述储液腔包括由所述毛细芯层的顶面、所述中空壳体的侧壁与位于所述中空壳体上方的盖板形成的空腔。2.如权利要求1所述的层状堆叠结构的平板式微型环路热管，其特征在于，所述加热齿平行且均匀分布于所述受热面上，相邻所述加热齿之间形成蒸汽槽道。3.如权利要求2所述的层状堆叠结构的平板式微型环路热管，其特征在于，所述蒸汽槽道的长度小于所述中空腔体的长度。4.如权利要求2所述的层状堆叠结构的平板式微型环路热管，其特征在于，所述蒸汽槽道的形状为直线。5.如权利要求2所述的层状堆叠结构的平板式微型环路热管，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：何志超，汪浩鹏，冯媛，张斌，尹亚江，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司信息科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11