[发明专利]一种环路热管蒸发散热装置

说明书

本发明公开环路热管蒸发散热装置，包括下壳体与上壳体形成的封闭工作腔体内安装的可周向旋转的半环状的吸液芯，吸液芯下表面形成蒸发腔，上壳体内形成第一控制腔与第二控制腔，第二控制腔内通过中部连接波纹伸缩片的隔板形成上控制腔、下控制腔；上控制腔安装根据受热面温度反馈驱动吸液芯旋转的电机；第一控制腔内有弹性复位装置，下控制腔内有连接波纹伸缩片的传导固定轴；吸液芯上表面上部形成补偿腔，第一控制腔、补偿腔及下控制腔经泄压管连通。本发明通过受驱动可旋转吸液芯变更位置，能实现主动抑制或缓解恒定热流及非恒定热流工况下环路热管的背向导热和漏热。

技术领域

本发明涉及热能工程技术领域，具体涉及一种环路热管蒸发散热装置。

背景技术

近年来，电子产品设备、航空航天、能源化工等领域高热流密度器件技术得到了飞速发展，相关器件与设备的集成程度越来越高，导致单一设备和整机的散热量急剧增加。高负荷、大功率设备的散热问题成为了制约相关领域技术飞跃的最大障碍。环路热管被认为同时具备较佳应用潜力和散热效果的新型散热装置，但由于环路热管蒸发器自身存在背向导热和漏热等不利因素，在运行过程中容易导致吸液芯出现非正常断流和蒸发腔干涸现象，使得被冷却散热设备产生热量无法及时有效被带走即失效现象，危及被冷却散热设备的安全。目前，环路热管尚无法有效被应用于较高恒定热流密度以及非恒定热流散热领域，当前本领域的科研工作者主要从环路热管系统优化、材料选择与加工、吸液芯、充灌工质等方面探索解决之道，但实际应用效果并不理想，且依然无法有效、主动地应对较高恒定热流及非恒定热流作用下的热负荷和热冲击，系统运行温度高且稳定性较差，限制了相关产业的进一步发展。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于半环状的吸液芯的高效稳定、结构简单、容易实现的环路热管用蒸发散热装置，适用于较高恒定热流与非恒定热流条件下被冷却散热设备的不同散热需求。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种环路热管蒸发散热装置，包括底部为受热面的下壳体、上壳体，所述下壳体与上壳体连接形成的封闭工作腔体内安装有可周向旋转运动的半环状的吸液芯，所述吸液芯、下壳体及下壳体内的两个相对的吸液芯安装座所包围的空间形成连接蒸汽出口的独立的蒸发腔，所述上壳体内形成有相对的第一控制腔与第二控制腔，所述第二控制腔内部通过中部连接有波纹伸缩片的隔板形成相隔绝的上控制腔与下控制腔；所述上控制腔内安装有根据所述受热面的温度反馈而驱动所述波纹伸缩片移动进而使所述吸液芯周向旋转运动的电机；所述吸液芯的上表面上部形成连接液体补偿管的独立的补偿腔，所述第一控制腔、补偿腔及下控制腔经泄压管连通，位于所述补偿腔内的所述泄压管的区间段中部向下位置处有泄压孔。

所述上壳体内两侧相对设有第一吸液芯限位座与第二吸液芯限位座；所述补偿腔位于所述第一吸液芯限位座与第二吸液芯限位座之间；所述第一控制腔与第二控制腔分别形成在所述第一吸液芯限位座、第二吸液芯限位座与所述上壳体的内壁之间，且第一控制腔与第二控制腔的下控制腔的下部形成可使所述吸液芯进出的开口。

所述第一吸液芯限位座与第二吸液芯限位座的限位接触面具有所述吸液芯的内表面相适应的弧形面，所述吸液芯安装座与所述第一吸液芯限位座与第二吸液芯限位座之间形成有吸液芯周向旋转活动通道，所述补偿腔位于所述第一吸液芯限位座与第二吸液芯限位座之间。

所述吸液芯的一端与安装在第一控制腔内的弹性复位装置连接而另一端与安装在所述下控制腔内的与所述波纹伸缩片的下端连接的传导固定轴连接；所述电机的传动轴与所述波纹伸缩片固定；所述电机连接安装在所述受热面上的温度检测反馈装置。

所述吸液芯为半圆环形吸液芯或偏心半圆环形吸液芯，所述偏心半圆环形吸液芯的偏心端与所述第一控制腔连接。

所述半圆环形吸液芯或偏心半圆环形吸液芯的孔隙率为单一比例结构，或是沿周向区间渐变分布设置而在吸液芯上形成多个孔隙率自第一控制腔侧至下控制腔侧依次递增的渐变分布区间。