[发明专利]一种环路热管用蒸发器和储液器及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及蒸发器技术领域，具体来说，是一种环路热管用蒸发器和储液器及其应用。

背景技术

环路热管是一种高效的两相传热器件，它利用工质的蒸发和凝结来传递热量，而工质的循环由蒸发器毛细芯产生的毛细压力来驱动，无需外加动力。相比于其它传热设备，环路热管具有传输热量大、输送距离远、控温精度高、反重力能力强，兼具结构紧凑，安装方便，可自主运行等突出优势，在航天器热控制以及电子元器件的冷却等领域具有广阔的应用前景。

对于发展较早，制作工艺相对成熟的圆柱型蒸发器环路热管，目前在航天器热控系统进行了小规模推广应用，取得了一定成效。由于其特有的“蒸发器-储液器”耦合结构，虽然使得环路热管结构紧凑，启动前无需任何预处理，然而，当前普遍应用的蒸发器结构，由于液体干道的设置，蒸发器向储液器的漏热严重，对环路热管的工作性能产生严重不利影响，具体表现为在小热载荷情形下，环路热管容易出现启动困难，启动时间明显延长，启动温升明显增大，甚至出现无法启动的情况。此外，当热载荷较小时，环路热管一般运行在可变热导区，冷凝器大部分区域被过冷液体所占据，没有被有效利用，热沉的冷却功效无法正常发挥，造成环路热管运行温度明显偏高，且在一定条件下会发生一系列工作不稳定现象，如温度波动、工质倒流以及温度迟滞等。

由于航天产品对高性能以及高可靠性的严格要求，上述现象严重阻碍了环路热管在航天器热控制领域的广泛应用。目前困扰着环路热管发展的最大问题仍然集中在蒸发器内部结构设计。

当前的圆柱型（或称圆管形）蒸发器和储液器结构，蒸发器向储液器的漏热包括轴向漏热和径向漏热两部分。一般而言，径向漏热远大于轴向漏热，是造成环路热管启动性能下降以及引起工作不稳定性的主导因素。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种环路热管用蒸发器和储液器，通过改变蒸发器和储液器内部结构设计，主动调节蒸发器内的气液分布与流动路径，能够完全消除蒸发器向储液器的径向漏热，达到有效减小蒸发器向储液器的漏热的目的，以提高环路热管的启动性能以及运行稳定性和可靠性。

本发明提供一种环路热管用蒸发器和储液器，所述蒸发器和储液器均为圆管形，且两者同轴。所述蒸发器包括蒸发器端盖、蒸发器壳体，所述储液器包括储液器壳体、储液器端盖，蒸发器和储液器被毛细芯分隔开。

蒸发器端盖与蒸发器壳体之间、蒸发器壳体与储液器壳体之间以及储液器壳体与储液器端盖之间均通过焊接连接。

所述毛细芯采用微米量级高导热系数金属粉末（如铜粉、镍粉等）制成，直接烧结于蒸发器和储液器内壁面。

所述蒸发器和储液器通过蒸汽管线和液体管线与冷凝器形成一个环路。所述蒸汽管线与蒸发器蒸汽出口连接，所述液体管线与储液器液体入口连接。

本发明的积极效果是：

本发明提供的蒸发器和储液器具有设计制造简单，结构紧凑，成本低廉等特点。通过主动调节蒸发器内的气液分布与流动路径，达到有效减小蒸发器向储液器的漏热的目的，以提高环路热管的启动性能以及运行稳定性和可靠性，适用于航天器热控制以及电子元器件的冷却等应用领域。

附图说明

图1为环路热管用蒸发器和储液器的结构示意图；

图2为环路热管用蒸发器和储液器的剖面图。

图中：

1蒸发器蒸汽出口，2蒸发器端盖，3蒸发器壳体，4毛细芯，5储液器壳体，6储液器端盖，7储液器液体入口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明提供的环路热管用蒸发器和储液器及其应用进行详细说明。

本发明提供一种环路热管用蒸发器和储液器，如图1和图2所示，所述蒸发器和储液器均为圆管形，且两者同轴。所述蒸发器包括蒸发器端盖2和蒸发器壳体3，所述储液器包括储液器壳体5和储液器端盖6，蒸发器和储液器被毛细芯4分隔开。

蒸发器端盖2与蒸发器壳体3之间、蒸发器壳体3与储液器壳体5之间以及储液器壳体5与储液器端盖6之间均通过焊接连接。

所述蒸发器和储液器通过蒸汽管线和液体管线与冷凝器形成一个环路。所述蒸汽管线与蒸发器蒸汽出口1连接，所述液体管线与储液器液体入口7连接。