一种平板式环路热管散热器系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及热能工程技术领域，更具体的说，是涉及一种平板式环路热管散热器系统。
【背景技术】
[0002]环路热管被广泛应用于各种高热流密度器件领域发热元器件的冷却散热。环路热管自身是一种依靠毛细驱动，相变传热的闭式两相循环传热装置。环路热管的蒸发器和冷凝器是相对分离的两个部件，因而可根据实际应用灵活布置蒸发器和冷凝器的位置，并通过蒸汽连管和液体连管形成回路。然而环路热管本身存在着许多不足，其中通过环路热管侧壁以及吸液芯的漏热严重影响环路热管的启动与运行过程，不但会提高环路热管的最小启动热负荷，增加环路热管正常启动难度，而且也会增大环路热管的热阻，严重时甚至将引起补偿腔和吸液芯内的部分工质产生相变，导致环路热管启动失败，最终使得散热设备无法正常运转。传统环路热管主要通过提高回流至补偿腔的冷凝液的过冷度来抵消来自壳体和吸液芯漏热，但过高的过冷度一方面对冷凝器提出了更高的要求，而且在漏热严重时，通过提高过冷度抑制漏热效果将会降低，无法满足更高的实际需求。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种通过主动冷却及时消除环路热管在启动和运行过程中由于金属壳体和吸液芯传热产生的寄生漏热，确保环路热管补偿腔及吸液芯内部无工质相变发生，且大幅降低了环路热管启动所需的最小启动热负荷大小，同时降低了环路热管的传热热阻，提高了环路热管运行稳定性，并拓宽了环路热管的应用范围。
[0004]为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是:
[0005]本实用新型一种平板式环路热管散热器系统，由平板蒸发器1、蒸汽连管9、冷凝器10、液体连管11、贮液器12、循环栗16及相应管路连接构成;所述平板式蒸发器I由外壳2、吸液芯3、微通道冷却盘管4及绝热层5组成;所述外壳2的底部加工有微槽道6，所述微槽道6的上方设置有吸液芯3，所述微通道冷却盘管4紧贴于吸液芯3的外侧，所述微通道冷却盘管4通过绝热层5填充固定于吸液芯3与壳体2之间；所述吸液芯3的上部与壳体2之间为补偿腔8，所述补偿腔8的上部连接有液体连管11，并与所述冷凝器10连接;所述吸液芯3的下表面以及微槽道6的两侧壁面构成了蒸汽腔7，所述蒸汽腔7的出口与蒸汽连管9连接，并与所述冷凝器10连接;所述微通道冷却盘管4的进口通过第一冷却管路13与贮液器12连接;所述微通道冷却管路4的出口通过第二冷却管路14与循环栗16的进口连接，所述循环栗16的出口通过第三冷却管路15与冷凝器10连接，并通过第三冷却管路15与贮液器12连通。
[0006]所述微通道冷却盘管4的进口位于绝热层5的上部，所述微通道冷却盘管4的出口设置于绝热层5的下部。
[0007]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:本实用新型一种平板式环路热管散热器系统在吸液芯、补偿腔以及壳体之间填充绝热层，隔绝壳体向吸液芯及补偿腔的漏热，另外吸液芯及补偿腔的外侧还设置微通道冷却盘管，并通过循环栗驱动的冷却工质流过微通道冷却盘管，及时准确的将环路热管在启动和变工况运行过程中产生的寄生漏热带走，确保环路热管补偿腔及吸液芯内部无工质相变发生。不但确保环路热管可以在更低的热负荷下完成顺利启动、降低环路热管的最小启动热负荷，同时能够抑制环路热管在高负荷和变负荷运行时容易产生干涸的现象，大幅拓宽了环路热管的运行范围，提高了环路热管的运行稳定性和整体传热性能。
【附图说明】
[0008]图1所示为本实用新型一种平板式环路热管散热器系统的原理图；
[0009]图2所示为本实用新型一种平板式环路热管散热器系统的蒸发器结构示意图；
[0010]图3所示为本实用新型一种平板式环路热管散热器系统的运行过程曲线图(P-T图)；
[0011 ]图中:1.平板式蒸发器，2.壳体，3.吸液芯，4.微通道冷却盘管，5.绝热层，6.微槽道，7.蒸汽腔，8.补偿腔，9.蒸汽连管，10.冷凝器，11.液体连管，12.贮液器，13.第一冷却管路，14.第二冷却管路，15.第三冷却管路，16.循环栗。
【具体实施方式】
[0012]以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
[0013]请参阅图1-图2，本实用新型一种平板式环路热管散热器系统，由平板蒸发器1、蒸汽连管9、冷凝器10、液体连管11、贮液器12、循环栗16及相应管路连接构成;所述平板式蒸发器I由外壳2、吸液芯3、微通道冷却盘管4及绝热层5组成;所述外壳2的底部加工有微槽道6，所述微槽道6的上方设置有吸液芯3，所述微通道冷却盘管4紧贴于吸液芯3的外侧，所述微通道冷却盘管4通过绝热层5填充固定于吸液芯3与壳体2之间；所述吸液芯3的上部与壳体2之间为补偿腔8，所述补偿腔8的上部连接有液体连管11，并与所述冷凝器10连接;所述吸液芯3的下表面以及微槽道6的两侧壁面构成了蒸汽腔7，所述蒸汽腔7的出口与蒸汽连管9连接，并与所述冷凝器10连接;所述微通道冷却盘管4的进口位于绝热层5的上部，并通过第一冷却管路13与贮液器12连接;所述微通道冷却盘管4的出口设置于绝热层5的下部，并通过第二冷却管路14与循环栗16的进口连接，所述循环栗16的出口通过第三冷却管路15与冷凝器10连接，并通过第三冷却管路15与贮液器12连通。
[0014]在启动和变工况运行过程中，由于受到所述壳体2的导热以及所述吸液芯3背向导热的影响，所述吸液芯3及所述补偿腔8在启动和运行过程中温度会逐渐上升，当液态工质的温度超出饱和温度后，工质在所述补偿腔8及所述吸液芯3中相变蒸发产生气泡，阻断了工质流动的路径，若无冷却措施将导致环路热管启动和运行的失败。本实用新型在所述吸液芯3、所述补偿腔8与所述壳体2之间设置有所述绝热层5，通过所述绝热层5隔绝大部分通过所述壳体2漏热的路径；另一部分通过所述吸液芯3传递至补偿腔8的热量通过紧贴于所述吸液芯3及所述补偿腔8外侧的所述微通道冷却盘管4带走。所述循环栗16驱动所述贮液器12中的冷却工质进入所述微通道冷却盘管4将多余的热量带走，并在所述冷凝器10释放热量后回流至所述贮液器12，完成冷却循环。当环路热管完成启动或结束工况变化正常运行后，所述循环栗16停止运转，环路热管依靠自身调节开始正常运行。
[0015]如图3所示，为本实用新型一种平板式环路热管散热器系统的运行过程曲线图(P-T图)，图中曲线a’为饱和曲线。环路热管蒸发器中的蒸发区域(相变界面)位于所述吸液芯3与所述微槽道6的接触面，相变界面处的过热液态工质吸收来自被冷却物体的热量，受热相变并成为饱和气态工质(图中a点)，气态工质进入所述蒸汽腔7，在流动过程中产生压降并再次被所述微槽道6加热成为过热蒸汽(图中b点)，所述过热蒸汽经从所述蒸汽腔7进入所述蒸汽连管9，在所述蒸汽连管9中由于流动阻力造成压力下降并伴有小幅温度降低(图中c点)；蒸汽随之进入所述冷凝器10，释放热量降压成为饱和液体(图中d点)后，进一步散热降压后成为过冷液体(图中e点)；过冷液体随之进入所述液体连管11，在所述液体连管11中，液态工质压力进一步降低，并产生小幅温升(图中f点)后进入所述补偿腔8;由于受到所述壳体2及所述吸液芯3传热的影响，在所述补偿腔8中液态工质温度上升(图中g点)，在吸液芯毛细抽力的作用下，液态工质从所述补偿腔8传递至蒸发区域，在吸液芯中液态工质伴随着压力降低和温度上升，最终在所述相变界面液体侧成为过热液体(图中h点)完成工质循环。
[0016]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种平板式环路热管散热器系统，其特征是，所述系统由平板蒸发器(I)、蒸汽连管(9)、冷凝器(10)、液体连管(11)、贮液器(12)、循环栗(16)及相应管路连接构成;所述平板式蒸发器由外壳(2)、吸液芯(3)、微通道冷却盘管(4)及绝热层(5)组成;所述外壳(2)的底部加工有微槽道(6)，所述微槽道(6)的上方设置有吸液芯(3)，所述微通道冷却盘管(4)紧贴于吸液芯(3)的外侧，所述微通道冷却盘管(4)通过绝热层(5)填充固定于吸液芯(3)与壳体(2)之间;所述吸液芯(3)的上部与壳体(2)之间为补偿腔(8)，所述补偿腔(8)的上部连接有液体连管(11)，并与所述冷凝器(10)连接;所述吸液芯(3)的下表面以及微槽道(6)的两侧壁面构成了蒸汽腔(7)，所述蒸汽腔(7)的出口与蒸汽连管(9)连接，并与所述冷凝器(10)连接;所述微通道冷却盘管(4)的进口通过第一冷却管路(13)与贮液器(12)连接;所述微通道冷却盘管(4)的出口通过第二冷却管路(14)与循环栗(16)的进口连接，所述循环栗(16)的出口通过第三冷却管路(15 )与冷凝器(10)连接，并通过第三冷却管路(15 )与贮液器(12)连通。2.根据权利要求1所述的平板式环路热管散热器系统，其特征是，所述微通道冷却盘管(4)的进口位于绝热层(5)的上部，所述微通道冷却盘管(4)的出口设置于绝热层(5)的下部。
【专利摘要】本实用新型公开了一种平板式环路热管散热器系统。本实用新型的平板式蒸发器的外壳的底部加工有微槽道，所述微槽道的上方设置有吸液芯，所述微通道冷却盘管通过绝热层填充固定于吸液芯与壳体之间；所述吸液芯的上部与壳体之间为补偿腔，所述补偿腔的上部依次连接有液体连管和冷凝器；所述吸液芯的下表面以及微槽道的两侧壁面构成了蒸汽腔，所述蒸汽腔依次与蒸汽连管和冷凝器连接；所述微通道冷却盘管的进口通过第一冷却管路与贮液器连接；所述微通道冷却管路的出口通过第二冷却管路与循环泵的进口连接，所述循环泵的出口通过第三冷却管路与冷凝器连接，并通过第三冷却管路与贮液器连通。本实用新型确保环路热管可以在更低的热负荷下完成启动，同时能够有效抑制环路热管在高负荷和变负荷运行时干涸现象的产生。
【IPC分类】F28D15/04
【公开号】CN205262267
【申请号】CN201520930652
【发明人】耿凤彦, 杨洋, 陈萨如拉
【申请人】天津商业大学
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年11月23日