[实用新型]高热流密度适应性的环路热管蒸发器及环路热管

说明书

本实用新型提供了一种高热流密度适应性的环路热管蒸发器及环路热管，包括外壳体，外壳体包括底板和顶板，底板上具有受热部，外壳体的侧面上设有出气口，壳体内并排设置有第一毛细芯层与第二毛细芯层，第一毛细芯层设置于受热部上，第二毛细芯层位于第一毛细芯层的上方，第一毛细芯层与第二毛细芯层之间形成有蒸汽腔，蒸汽腔内设有分别连接第一毛细芯层与第二毛细芯层的引流部，引流部用于将工质从第二毛细芯层引流至第一毛细芯层，出气口与蒸汽腔连通，顶板与第二毛细芯层之间形成有用于存放工质的补偿腔。本实用新型提供的高热流密度适应性的环路热管蒸发器及环路热管强化了径向上的热传导性能，能够将大热流密度、高功率的热源迅速均温化，降低热源结温。

技术领域

本实用新型属于热能工程技术领域，主要涉及一种高热流密度适应性的环路热管蒸发器及环路热管。

背景技术

环路热管被广泛用于各种高热流密度器件领域发热元器件的冷却散热，其依靠蒸发器中的毛细抽力驱动工质循环，利用工质相变传热的环路系统，是由普通热管发展而来的一种分体式热管。与普通热管相比，环路热管的不同之处在于：其毛细芯结构只存在于蒸发器中，且蒸发器和冷凝器是相互分离的，因此蒸汽管路和液体管路就可以任意布置，所以环路热管具有更广泛的应用范围。此外，环路热管具有传热能力强，等温性好，传输距离长等优点，是一种理想的散热布置。

进一步地，环路热管采用平板式蒸发器比采用传统的圆柱型蒸发器更合理，其原因在于：(1)平板式蒸发器的结构简单紧凑、便于安装；(2)平板式蒸发器的壁面温度更均匀，有利于实现高热流密度的散热；(3)平板式蒸发器更有利于与散热元器件相对接。

然而，普通的平板热管底部受热面上部常为槽道结构，实际使用中外热源并不是整个蒸发器的底部，常为局部区域，当外界输入热流时，在热流施加位置工质迅速发生相变，下壁面通过导热传递热量，使得非热源位置工质不能迅速响应发生相变作用，导致蒸发器壁面温度不均，当热流密度大时甚至出现热源位置液体工质局部烧干现象，同时由于槽道结构尺寸的限制，无法避免蒸发器出现沸腾现象产生气泡堵住出气口

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种高热流密度适应性的环路热管蒸发器及环路热管。

本实用新型提供一种高热流密度适应性的环路热管蒸发器，外壳体包括底板和顶板，底板上具有受热部，外壳体的侧面上设有出气口，壳体内并排设置有第一毛细芯层与第二毛细芯层，第一毛细芯层设置于受热部上，第二毛细芯层位于第一毛细芯层的上方，第一毛细芯层与第二毛细芯层之间形成有蒸汽腔，蒸汽腔内设有分别连接第一毛细芯层与第二毛细芯层的引流部，引流部用于将工质从第二毛细芯层引流至第一毛细芯层，出气口与蒸汽腔连通，顶板与第二毛细芯层之间形成有用于存放工质的补偿腔。

优选地，引流部包括毛细结构，毛细结构的两端分别与第一毛细芯层与第二毛细芯层连接。

优选地，毛细结构为烧结圆柱。

优选地，引流部还包括刚性的金属圆环，金属圆环套设于烧结圆柱的外表面。

优选地，烧结圆柱的材质为铜、银或镍，结构形式为粉末烧结形式或多孔泡沫金属，孔隙率为50～90％，平均孔径为10～55um。

优选地，金属圆环的材质为不锈钢或者铜。

优选地，第二毛细芯层包括厚芯以及和厚芯相连的薄芯，厚芯位于薄芯的上方，引流部与薄芯连接。

优选地，厚芯的材质为铜、银或镍，结构形式为粉末烧结形式或多孔泡沫金属，孔隙率选择50～90％，平均孔径在10～55um，薄芯为200～400目的不锈钢丝网；第二毛细芯层的整体厚度在5～50mm。

优选地，第一毛细芯层的材质为铜、银或镍，结构形式为粉末烧结形式或多孔泡沫金属，厚度为0.5～2mm，孔隙率为50～90％，平均孔径为10～55um范围。