基于多模式高效冷凝的环路热管制造技术

本发明专利技术公开了一种基于多模式高效冷凝的环路热管。所述环路热管，包括多根气体管线、多根液体管线、多个蒸发器和冷凝器；多个蒸发器与冷凝器的蒸汽腔通过多根气体管线并联，多个蒸发器还与冷凝器的冷凝液腔通过多根液体管线并联。本发明专利技术的多蒸发器单冷凝器的环路热管，通过设计构思巧妙、结构合理的新型冷凝器和蒸发器结构，实现了一个冷凝器带动多个蒸发器工作的环路热管，保证散热效率的同时，满足了小型化要求，并且可以根据发热元件的数量和位置灵活安装，并且可根据不同散热负荷的需求选择不同的散热模式，避免能源的浪费。避免能源的浪费。避免能源的浪费。

【技术实现步骤摘要】
基于多模式高效冷凝的环路热管


[0001]本专利技术属于热控
，具体涉及一种基于多模式高效冷凝的环路热管。

技术介绍

[0002]如今，电子器件和设备等的轻小型化和高集成化所带来的高散热问题，已成为制约和影响航空航天、新能源发展、集成电路等领域进一步发展的关键因素。因此，热管作为众多换热器件中最有效的一种，起着越来越重要的作用。它是一种具有高效传热能力的两相传热部件，由蒸发段，冷凝段和绝热段三部分组成，工质在蒸发段吸热，变成蒸汽，然后在冷凝段放热，冷凝液通过毛细芯的作用下回流到蒸发段。传统热管具有导热系数高，被动式冷却等优点而被广泛的应用，但其存在冷却液泄露，和无法满足远距离输运等问题。
[0003]环路热管(LoopHeatPipe，LHP)的出现能够较好的解决传统热管中漏液和无法远距离热输运的问题，它由蒸发器、冷凝器、液体管道、气体管道和补偿器组成，依靠蒸发器里的吸液芯的毛细力使工质在回路中循环流动。由于环路热管只有蒸发器中有吸液芯，且液体和气体管路分离，因此工质的流动阻力较小，可实现远距离热量的传递，且不容易发生漏液问题。但是面对多热源冷却或是大面积热源散热的问题，环路热管单对单，点对点的散热模式不再适用。于是，针对多点热源匹配单点冷源热传输的多蒸发器回路热管应运而生。
[0004]多蒸发器单冷凝器的环路热管对于传统环路热管优势明显，例如能够匹配多个热源或是大面积热源的散热，且拥有更高的传热极限，承受更高的热流密度。但是多蒸发器环路热管仍存在缺陷，首先多蒸发器带来的热负荷对冷凝器的散热能力提出了挑战，各蒸发器所携带的热负荷相加会导致冷凝器的负荷极大；其次当有蒸发器不工作时，到达冷凝端的热负荷减少，同一种散热模式势必会造成能量浪费，如何调控冷凝端的散热模式，匹配最佳的热负荷；并且，对不工作的蒸发器能否利用起来以达到最大效率的散热，从而提高整个环路热管的工作效率，这都是需要解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对上述问题，提供一种基于多模式高效冷凝的环路热管。
[0006]本专利技术为了实现其目的，采用的技术方案是：
[0007]一种多角星形翅片微通道冷凝器，所述冷凝器的主体为长方体形，所述主体的内部从上至下设置有第一隔板、第二隔板、第三隔板和第四隔板，将主体的内腔从上至下依次隔成上冷却流体腔、蒸汽腔、换热腔、冷凝液腔和下冷却流体腔，所述上冷却流体腔的腔体上设置有第一冷却流体出口，所述下冷却流体腔上设置有第一冷却流体进口，所述换热腔上设置有第二冷却流体进口和第二冷却流体出口，所述蒸汽腔的腔体上设置有蒸汽进口，冷凝液腔的腔体上设置有冷凝液出口；
[0008]换热腔内设置有若干呈行列式排布的空心柱状翅片，所述空心柱状翅片包括套设的外管和内管，所述内管的内部作为冷却流体微通道供冷却流体流通，所述外管与内管之间的空间作为蒸汽通道供蒸汽流通；外管的横截面为多角星形，外管与内管之间设置有多
个通道隔板将所述蒸汽通道分隔成多个上下贯通的微型通道，所述通道隔板的一端连接外管，另一端连接内管，使得多角星形外管的每个凸角与内管之间的空间对应构成一个所述微型通道；相邻列和相邻行的空心柱状翅片错开设置；
[0009]空心柱状翅片的外管的顶端与所述第二隔板连接，底端与所述第三隔板连接，第二隔板和第三隔板上与外管连接的地方设置有通孔，使得外管分别与蒸汽腔和冷凝液腔连通；
[0010]空心柱状翅片的内管的顶端超过外管向上延伸至与第一隔板连接，底端超过外管的底端向下延伸至与第四隔板连接，第一隔板和第四隔板上与内管连接的地方设置有通孔，使得内管分别与上冷却流体腔和下冷却流体腔连通；
[0011]换热腔的两个相对的侧壁上设置有若干通风窗，其中一个侧壁上还设置有电风扇，用于向换热腔内吹送凉风散热，且设置有电风扇的侧壁的四周设置挡板将电风扇围在中间。
[0012]优选地，所述换热腔设置电风扇的侧壁上设置有风扇支架，用于安装电风扇，电风扇与外部电源电连接，使得电风扇与换热腔为一体设置，方便安装。
[0013]本专利技术提供的一种基于多模式高效冷凝的环路热管，包括多根气体管线、多根液体管线、多个蒸发器和上述任一项所述的冷凝器；所述多个蒸发器与所述冷凝器的蒸汽腔通过所述多根气体管线并联，多个蒸发器还与所述冷凝器的冷凝液腔通过所述多根液体管线并联。
[0014]优选地，所述环路热管还包括储液器，所述储液器通过多根补液管线与所述多根液体管线分别连通，所述补液管线将储液器中的液体输送至液体管线中进而进入蒸发器进行液体补偿，保证蒸发器中有充足的换热液体防止干烧。
[0015]上述的基于多模式高效冷凝的环路热管，其蒸发器是蒸发器A或者蒸发器B。
[0016]所述蒸发器A包括蒸发器壳体A和吸液芯A，所述吸液芯A设置于蒸发器壳体A内部中间，将蒸发器A内腔的两端分隔为蒸发器气体腔A和蒸发器液体腔A；
[0017]吸液芯A的主体为长方体形，主体的底面为受热面A，左侧面为出气端A，右侧面为吸液端A；吸液芯A的右侧面向内凹陷形成储液槽A；吸液芯A的前、后侧面的外表面上设置有若干与所述受热面A平行的蒸汽槽道，所述蒸汽槽道的一端抵达所述出气端A，与蒸发器气体腔A连通，另一端与所述吸液端A留有距离；吸液芯A的受热面A向蒸发器气体腔A方向延伸形成延长面，用于覆盖蒸发器气体腔A与发热元件接触的面；
[0018]吸液芯A内部开设有顶部气体通道和若干中间气体通道，所述顶部气体通道和中间气体通道从出气端A起始向吸液端A延伸，并与吸液端A之间留有距离；中间气体通道在吸液芯A的顶面至底面之间上下贯通，并与吸液芯A的前、后侧面平行设置；顶部气体通道在吸液芯A的前、后侧面之间贯通，并与中间气体通道连通；
[0019]中间气体通道将吸液芯A靠近出气端A的部分分隔成若干与吸液芯A前后侧面平行的吸液芯片，所述吸液芯片上从上至下设置有若干与受热面A平行的液体通道A，所述液体通道A的一端延伸至所述储液槽A，与蒸发器液体腔A连通，另一端则与出气端A之间留有距离。
[0020]优选地，吸液芯A中所述吸液芯片的顶部为圆弧曲面形，进一步增大吸液芯的蒸发面积，让换热循环更快地进行，进一步提高换热工作效率。
[0021]所述蒸发器B包括蒸发器壳体B和吸液芯B，所述吸液芯B包括顶部的隔液板和底部的受热块；所述隔液板和受热块之间设置有若干呈阵列式排布的空心柱状液体通道B，所述液体通道B的一端连接隔液板，另一端连接受热块；
[0022]吸液芯B设置在蒸发器壳体B内，隔液板的大小和蒸发器壳体B的大小相匹配，将蒸发器壳体B的顶部隔成能够储存冷凝液的蒸发器液体腔B，隔液板上与液体通道B连接的地方设置有通孔，使得蒸发器液体腔B与液体通道B连通；
[0023]受热块则与蒸发器壳体B的底面接触用于接收发热元件传导的热量；蒸发器壳体B内的中间腔体则作为蒸发器气体腔B，所述蒸发器气体腔B的腔体上设置有用于与气体管线连接的蒸汽出口，蒸发器液体腔B的腔体上设置有用于与液体管线连接的冷凝液本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多角星形翅片微通道冷凝器，其特征在于：所述冷凝器(1)的主体为长方体形，所述主体的内部从上至下设置有第一隔板(11)、第二隔板(12)、第三隔板(13)和第四隔板(14)，将主体的内腔从上至下依次隔成上冷却流体腔(15)、蒸汽腔(16)、换热腔(17)、冷凝液腔(18)和下冷却流体腔(19)，所述上冷却流体腔(15)的腔体上设置有第一冷却流体出口(15a)，所述下冷却流体腔(19)上设置有第一冷却流体进口(19a)，所述换热腔(17)上设置有第二冷却流体进口(17a)和第二冷却流体出口(17b)，所述蒸汽腔(16)的腔体上设置有蒸汽进口(16a)，冷凝液腔(18)的腔体上设置有冷凝液出口(18a)；换热腔(17)内设置有若干呈行列式排布的空心柱状翅片，所述空心柱状翅片包括套设的外管(171)和内管(172)，所述内管(172)的内部作为冷却流体微通道供冷却流体流通，所述外管(171)与内管(172)之间的空间作为蒸汽通道供蒸汽流通；外管(171)的横截面为多角星形，外管(171)与内管(172)之间设置有多个通道隔板(173)将所述蒸汽通道分隔成多个上下贯通的微型通道(174)；所述通道隔板(173)的一端连接外管(171)，另一端连接内管(172)，使得多角星形外管(171)的每个凸角与内管(172)之间的空间对应构成一个所述微型通道(174)；相邻列和相邻行的空心柱状翅片错开设置；空心柱状翅片的外管(171)的顶端与所述第二隔板(12)连接，底端与所述第三隔板(13)连接，第二隔板(12)和第三隔板(13)上与外管(171)连接的地方设置有通孔，使得外管(171)分别与蒸汽腔(16)和冷凝液腔(18)连通；空心柱状翅片的内管(172)的顶端超过外管(171)向上延伸至与第一隔板(11)连接，底端超过外管(171)的底端向下延伸至与第四隔板(14)连接，第一隔板(11)和第四隔板(14)上与内管(172)连接的地方设置有通孔，使得内管(172)分别与上冷却流体腔(15)和下冷却流体腔(19)连通；换热腔(17)的两个相对的侧壁上设置有若干通风窗(175)，其中一个侧壁上还设置有电风扇(176)，用于向换热腔(17)内吹送凉风散热，且设置有电风扇(176)的侧壁的四周设置挡板(177)将电风扇(176)围在中间。2.根据权利要求1所述的冷凝器，其特征在于：所述换热腔(17)设置电风扇(176)的侧壁上设置有风扇支架，用于安装电风扇(176)，电风扇(176)与外部电源电连接。3.一种基于多模式高效冷凝的环路热管，其特征在于：包括多根气体管线(3)、多根液体管线(4)、多个蒸发器和权利要求1或2所述的冷凝器(1)；所述多个蒸发器与所述冷凝器(1)的蒸汽腔(16)通过所述多根气体管线(3)并联，多个蒸发器还与所述冷凝器(1)的冷凝液腔(18)通过所述多根液体管线(4)并联。4.根据权利要求3所述的基于多模式高效冷凝的环路热管，其特征在于：所述环路热管还包括储液器(5)，所述储液器(5)通过多根补液管线(6)与所述多根液体管线(4)分别连通，所述补液管线(6)将储液器(5)中的液体输送至液体管线(4)中进而进入蒸发器进行液体补偿。5.根据权利要求3所述的基于多模式高效冷凝的环路热管，其特征在于：所述蒸发器为蒸发器A(2)，所述蒸发器A(2)包括蒸发器壳体A和吸液芯A(21)，所述吸液芯A(21)设置于蒸发器壳体A内部中间，将蒸发器A(2)内腔的两端分隔为蒸发器...

【专利技术属性】
技术研发人员：王智彬，刘小伟，陈颖，陈洁，罗向龙，莫松平，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：