一种应用于平板型LHP系统的双毛细芯蒸发器技术方案

本发明专利技术公开了一种应用于平板型LHP系统的双毛细芯蒸发器，包括：主体、下端盖、上端盖、下毛细芯、上毛细芯、金属丝网，其中上下端盖分别固定设置在主体两端面，其上分别开有多个通槽构成上下蒸汽槽道；上下毛细芯容置于该密闭空间内，并分别与端盖紧密接触；毛细芯之间通过金属丝网密封，围成补偿腔，密闭空间中位于补偿腔一侧的多余空间形成蒸汽腔，其通过蒸汽出口与冷凝装置连通，补偿腔通过回流液管道与外部连通，从蒸汽槽道流出的蒸汽汇集在蒸汽腔后在外部冷凝后从回流液管道流入补偿腔以补偿上下毛细芯内的工质。本发明专利技术的蒸发器可以提高LHP系统的热传输能力，减小侧壁导热对补偿腔的影响，降低系统的运行温度，改善和提高系统的运行性能。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种应用于平板型LHP系统的双毛细芯蒸发器，包括：主体、下端盖、上端盖、下毛细芯、上毛细芯、金属丝网，其中上下端盖分别固定设置在主体两端面，其上分别开有多个通槽构成上下蒸汽槽道；上下毛细芯容置于该密闭空间内，并分别与端盖紧密接触；毛细芯之间通过金属丝网密封，围成补偿腔，密闭空间中位于补偿腔一侧的多余空间形成蒸汽腔，其通过蒸汽出口与冷凝装置连通，补偿腔通过回流液管道与外部连通，从蒸汽槽道流出的蒸汽汇集在蒸汽腔后在外部冷凝后从回流液管道流入补偿腔以补偿上下毛细芯内的工质。本专利技术的蒸发器可以提高LHP系统的热传输能力，减小侧壁导热对补偿腔的影响，降低系统的运行温度，改善和提高系统的运行性能。【专利说明】一种应用于平板型LHP系统的双毛细芯蒸发器
本专利技术属于毛细芯蒸发器
，具体涉及一种应用于平板型LHP (Loop HeatPipe:环路热管)系统的双毛细芯蒸发器，适用于便携式或台式计算机以及其他高热流密度电子器件等设备的散热。
技术介绍
LHP是一种利用工质相变进行热量传递的装置。它具有传热能力大、传输距离长、无运动部件、效率高、等温性好等优点，适用于高热流密度电子器件的散热。传统的LHP系统由蒸发器、冷凝器、蒸汽管道和液体管道组成。LHP的工作过程为:蒸发器加热面与器件发热面贴合，热量通过蒸发器壁面导入毛细芯，毛细芯内的液态工质吸收热量蒸发，产生的蒸汽通过蒸汽管道进入冷凝器冷凝为液体，由于蒸发器内毛细芯的毛细抽吸作用，冷凝液经液体管道被抽吸回流到蒸发器的蒸发表面，形成蒸发一冷凝循环，从而将发热部件的热量不断传递到外界环境中。目前的平板型LHP的蒸发器结构示意图如图1所示。这种系统运行时，由于蒸发器外壁使用导热系数较大的金属材料，蒸发器的侧壁导热很大，向补偿腔的传热大，不仅使补偿腔温度升高，而且增加了系统的波动性。补偿腔温度升高导致补偿腔内的液体发生相变，补偿腔处于气液两相状态，内部压力增大，增加了系统运行的阻力，因而也增加了系统的运行温度。当补偿腔处于气液两相时，侧壁导热可引起补偿腔内气泡的生成和湮灭，从而使系统的运行温度和压力发生波动的不利影响。
技术实现思路
针对上述缺陷，本专利技术的目的在于提供一种适合平板型LHP的双毛细芯蒸发器，通过该蒸发器可以提高系统的热传输能力，减小侧壁导热对补偿腔的影响，降低系统的运行温度，改善和提高系统的运行性能。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下:一种双毛细芯蒸发器，其特征在于，包括:主体、下端盖、上端盖、下毛细芯、上毛细芯和金属丝网；其中，所述上端盖和下端盖分别固定设置在所述主体两端面，以在该主体内部形成密闭空间，所述上端盖和下端盖上分别开有多个通槽，并分别构成上蒸汽槽道和下蒸汽槽道；所述上毛细芯和下毛细芯容置于该密闭空间内，并分别与所述上端盖和下端盖紧密接触，使得所述下毛细芯和上毛细芯内工质在吸收热量后形成蒸汽可分别从所述下蒸汽槽道和上蒸汽槽道流出；该上毛细芯和下毛细芯之间通过环形的所述金属丝网密封，从而在所述密闭空间内形成由上下毛细芯和金属丝网围成的补偿腔，所述主体的密闭空间中位于补偿腔一侧的多余空间形成用以收集蒸汽槽道产生的蒸汽的蒸汽腔，该蒸汽腔通过一蒸汽出口与外部冷凝装置连通，所述补偿腔通过一回流液管道与外部连通，从所述下蒸汽槽道和上蒸汽槽道流出的蒸汽汇集在所述蒸汽腔后通过该蒸汽出口在外部冷凝后再从所述回流液管道流入补偿腔以补偿上下毛细芯内的工质。本专利技术中，所述上下端盖与所述主体固定连接；所述毛细芯布置所述主体后空余出来的空间形成蒸汽腔，用以收集蒸汽槽道产生的蒸汽；所述两个毛细芯和环形的所述金属丝网密封组成补偿腔，环形金属丝网为上毛细芯供液；在所述上下端盖上开多个纵向槽道构成上下蒸汽槽道，所述下毛细芯和上毛细芯分别和下蒸汽槽道和上蒸汽槽道压紧，并由蒸发器主体固定。本专利技术中，回流液管道伸入补偿腔，蒸汽出口布置在该蒸发器的上部，本专利技术中，所述主体为半椭圆形，所述毛细芯为圆形平板，由此所述蒸汽腔，由半椭圆主体超过圆形毛细芯的部分空间组成。本专利技术中，所述上下蒸汽槽道，由上下端盖开纵向槽道构成，槽道的断面可为矩形、V型、上梯形、下梯形、半圆形。本专利技术中，所述毛细芯由粉末材料烧结而成，或由多层金属丝网压制而成。本专利技术中，所述环形金属丝网采用导热系数较低的不锈钢金属丝网。本专利技术中，所述蒸发器主体，在使用圆形毛细芯时，主体结构为半圆结合半椭圆的结构，所述半圆部分用来固定毛细芯，半椭圆超出另外半圆的部分作为蒸汽腔。本专利技术中，所述环形金属丝网，既密封补偿腔，又为上部的毛细芯供液，并且所述金属丝网具有一定弹性，能与回流液进口管道紧密接触密封。本专利技术的双毛细芯蒸发器应用于LHP时，具有以下显著优点:I)使LHP启动迅速在本蒸发器结构中，蒸发器主体和上下端盖采用导热系数较大的金属材料，由于蒸发器的侧壁导热，蒸发器背面也具有较高的温度，在蒸发器加热面和背面同时布置毛细芯，毛细芯与加热肋片表面紧密接触。在蒸发器上加热负荷后，与肋片接触的毛细芯表面的液体工质迅速被加热到饱和温度，产生蒸汽，吸收热量。在蒸发界面两侧压力差达到足以克服工质在回路中流动的阻力时，LHP启动运行，由于两个毛细芯表面均有液体蒸发，蒸发器内蒸汽侧压力上升较快，使用本蒸发器结构的LHP启动更快。2)能够降低系统的运行温度由于本蒸发器结构的LHP启动更加迅速，加到蒸发器上的热量更多的被毛细芯内的液体工质吸收，蒸发器的金属主体结构吸收的热量相对减少，温升减小，从而降低了蒸发器的主体温度。蒸发器背面具有工作的毛细芯，相当于蒸发器侧壁的扩展表面，可以加强上毛细芯内的工质蒸发效果。另外，由于蒸发器的蒸汽腔结构为光滑的曲线型，没有流动死角，同时也减小了蒸汽的流动阻力，在系统运行所需的总驱动压力一定的条件下，由于蒸发器内蒸汽流动的动压提高，蒸发器内部的静压相对减小，毛细芯内的液体工质更容易蒸发。处在蒸汽腔部分的毛细芯和金属丝网直接与过热蒸汽接触，接触表面的液体工质也进行蒸发，增加了蒸发面，从而降低了系统的运行温度。3)可以减小系统的运行波动根据已有的理论和实验工作，认为补偿腔内的温度和压力波动是导致系统温度波动的主要因素。本专利技术的蒸发器结构，补偿腔由两个毛细芯和环形金属丝网密封形成，相比以前的补偿腔与蒸发器金属外壁直接接触，可以降低补偿腔内的温度，从而减小补偿腔内因气泡的生成和湮灭带来的温度和压力波动。同时，补偿腔内的温度减小后，系统的运行阻力也减小，工质循环所需的蒸汽侧压力减小，加快了系统的启动，降低了系统的运行温度。4)适合于负荷的散热要求本专利技术采用平面式蒸发器结构，可以直接贴合于被冷却表面之上，降低了接触热阻，提高系统的传热效率，使用比管式蒸发器更为方便。在一些特殊场合下，本蒸发器的上下两面均可加载热负荷，可以拥有更高的传热性能。【专利附图】【附图说明】图1是现有技术中平板型LHP的蒸发器结构示意图；图2是本专利技术的蒸发器的正面结构剖面示意图；图3是本专利技术的蒸发器的侧面结构剖面示意图；图4是本专利技术的蒸发器的主体和下端盖的俯视结构示意图。图5是130W热负荷下的启动运行工况。图6是170W热负荷下的启动运行工况。图7是变热负荷下的连续运行工况。图8是变负荷下双毛细芯蒸发器LHP本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双毛细芯蒸发器，其特征在于，包括：主体（5）、下端盖（2）、上端盖（9）、下毛细芯（4）、上毛细芯（8）和金属丝网（7）；其中，所述上端盖（9）和下端盖（2）分别固定设置在所述主体（5）两端面，以在该主体（5）内部形成密闭空间，所述上端盖（9）和下端盖（2）上分别开有多个通槽，并分别构成上蒸汽槽道（10）和下蒸汽槽道（3）；所述上毛细芯（8）和下毛细芯（4）容置于该密闭空间内，并分别与所述上端盖（9）和下端盖（2）紧密接触，使得所述下毛细芯（4）和上毛细芯（8）内工质在吸收热量后形成蒸汽可分别从所述下蒸汽槽道（3）和上蒸汽槽道（10）流出；该上毛细芯（8）和下毛细芯（4）之间通过环形的所述金属丝网（7）密封，从而在所述密闭空间内形成由上下毛细芯（4，8）和金属丝网（7）围成的补偿腔(11)，所述主体（5）的密闭空间中位于补偿腔(11)一侧的多余空间形成用以收集蒸汽槽道产生的蒸汽的蒸汽腔（1），该蒸汽腔（1）通过一蒸汽出口（12）与外部冷凝装置连通，所述补偿腔(11)通过一回流液管道（6）与外部连通，从所述下蒸汽槽道（3）和上蒸汽槽道（10）流出的蒸汽汇集在所述蒸汽腔（1）后通过该蒸汽出口（12）在外部冷凝后再从所述回流液管道（6）流入补偿腔以补偿上下毛细芯（4，8）内的工质。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汪冬冬，刘志春，刘伟，杨金国，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：