[发明专利]一种热管装置

说明书

本发明涉及一种热控设备，尤其涉及一种热管装置。所述热管装置，包括冷凝器、传输管和蒸发器，所述冷凝器、传输管和蒸发器顺次连接构成封闭腔体，在垂直于所述热管装置长度的方向上，所述蒸发器至少有一个截面尺寸大于所述传输管的截面尺寸。本发明的热管装置，外形简单，结构紧凑，更容易进行弯折，便于系统灵活布局，而且具有更优异的柔性传热、远距离传热的效果；在垂直于所述热管装置长度的方向上，蒸发器至少有一个截面尺寸大于传输管的截面尺寸，从而大幅度扩展了热管装置的蒸发换热面积，从而既能够进行柔性传热，又具有了较大的换热面积，更有利于与面积较大的散热器耦合装配，能够具有更好的散热效果。

技术领域

本发明涉及一种热控设备，尤其涉及一种热管装置。

背景技术

热管是一种高效的传热设备，其传热能力比金属导热高一个或两个数量级，被称为热的超导体。传统热管主要包括金属壳体、毛细结构和工作介质，毛细结构通常由槽道或烧结多孔结构构成，并且分布于整个热管长度方向上，在热管长度方向上它的管材截面积相同，由于热管结构简单，传热性能稳定，在航空、航天、通信、电子器件等领域得到了广泛的应用。

与此同时，这种结构也存在一些不利影响，首先，当热管需要进行远距离传热时，要求它具有较大的毛细力和较小的流动阻力，由于热管轴向长度方向上布满毛细结构，为了增大毛细力而减小毛细结构的毛细尺寸时，会造成液体流动阻力增大，反之，为了降低液体工质的流动阻力而增大毛细结构的毛细尺寸，又会导致热管毛细力降低，这两种情况都会导致热管远距离传热困难；其次，传统热管在长度方向上截面积相同，为了满足柔性传热的要求，截面积受到限制，因此热管的蒸发面积和冷凝面积也随之受到限制，当散热器件面积较大时，热管只能与散热面的一部分接触，影响散热效果，如果通过扩大单根热管的截面积或者采用双孔结构的热管时，虽然能够增加与散热面的接触面积，但是热管在传输过程中的柔性大幅度降低，通过采用多根热管并排布置时，将会使热管固定和装配变得复杂，而且在散热系统中将会占用更多的空间，这些问题极大地限制了传统热管在更多领域的应用。

回路热管也是一种利用工作介质发生气液相变进行高效传热的热控设备，主要包括蒸发器、冷凝器、气体管路、液体管路，通过气体管路、液体管路将蒸发器和冷凝器进行连接，组成封闭回路，与传统热管相比，其吸液芯仅存在于蒸发器内部，蒸发器与冷凝器之间通过柔性金属薄壁管连接，工质流经金属薄壁管能够获得更小的流动阻力，并且能更好地在冷源与热源之间进行柔性连接，更有利于实现远距离传热、隔离振动和电磁干扰等，而且气液工质分别沿着不同路径流动，避免发生流动携带问题，因此传热效率更高，在航天、超导、电子器件等领域得到了广泛的应用。但是回路热管的蒸发器和冷凝器之间通常具有两条、三条甚至更多条传输管路，结构繁琐复杂，在与散热器件耦合时需要占用更多的系统空间，并且在很多应用场合中布置管路的时候需要设置更多的固定结构，这些因素给回路热管的实际应用带来了很多不便。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种可扩展换热面积的热管装置，以解决现有热管装置的较高柔性传热与较大换热面积不能兼顾的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种热管装置，包括冷凝器、传输管和蒸发器，所述冷凝器、传输管和蒸发器顺次连接构成封闭腔体，在垂直于所述热管装置长度的方向上，所述蒸发器至少有一个截面尺寸大于所述传输管的截面尺寸。

进一步地，所述传输管包括管体，设于所述管体内的腔体，以及设于所述管体内的第一毛细结构，所述腔体的第一端连通所述冷凝器的进气口，所述腔体的第二端连通所述蒸发器的出气口，所述第一毛细结构的第一端连通所述冷凝器的出液口，所述第一毛细结构的第二端连通所述蒸发器的进液口。

进一步地，所述冷凝器的出液口设有集液腔，并通过所述集液腔使所述冷凝器的出液口与所述第一毛细结构的第一端连通，以使冷凝器内冷凝的液体工质能够通过集液腔更顺利地流入第一毛细结构内。