[发明专利]蒸发器、储液器及环路热管

说明书

本发明涉及换热装置技术领域，尤其是涉及一种蒸发器、储液器及环路热管。所述蒸发器，包括外壳、毛细芯和液体引管；所述毛细芯和所述液体引管设置在所述外壳内，且所述液体引管位于所述毛细芯远离所述外壳的一侧，所述液体引管的外壁与所述毛细芯的内壁之间设有间隔以形成液体干道，所述液体引管的出液端与所述液体干道连通，所述液体引管的进液端用于与储液器连通，所述蒸发器还包括过渡管段，所述过渡管段套设在所述液体引管的靠近所述进液端的位置；所述过渡管段的内壁上设有多个沿所述过渡管段的长度方向延伸的槽道，多个所述槽道沿所述过渡管段的圆周方向间隔设置，所述槽道用于液体流动且阻止气泡运动。

技术领域

本发明涉及换热装置技术领域，尤其是涉及一种蒸发器、储液器及环路热管。

背景技术

环路热管是一种高效两相传热设备，其具有高传热性能、远距离传输热量、优良的控温特性和管路的可任意弯曲、安装方便等特点；由于具有众多其它传热设备无可比拟的优点，环路热管在航空、航天以及地面电子设备散热等众多领域中具有十分广阔应用前景。

如图1所示，环路热管主要包括蒸发器、储液器2、冷凝器3、蒸气管路4和液体管路5；蒸发器包括蒸发器壳体11、设置在蒸发器壳体11内的毛细芯12、液体干道13和液体引管14，液体引管14的一端伸入储液器2内以与储液器2连通，毛细芯12的外壁和蒸发器壳体11的内壁之间间隔设置以形成蒸发槽15。整个循环过程如下：液体在蒸发器中的毛细芯11的外壁蒸发，吸收蒸发器外的热量，产生的蒸气从蒸气管路4流向冷凝器3，蒸气在冷凝器3中释放热量给热沉冷凝成液体，液体经过液体管路5流入储液器2，储液器2内的液体工质进入液体引管14，再由液体引管14的远离储液器2的一端进入液体干道13，液体干道13内的液体进入毛细芯12，从而完成换热蒸发。

毛细芯12是环路热管蒸发器的核心部件，其主要作用如下：多孔结构毛细芯12与热源接触的表面作为蒸发面，蒸发面的毛细小孔形成弯月面，提供驱动工质循环的毛细驱动力，而液体循环流入储液器后，通过毛细芯传输至蒸发器。

虽然环路热管技术早已实现空间应用，但是温度波动、温度迟滞、启动失败等运行不稳定现象仍是困扰研究人员的难点问题。已有研究成果表明，蒸发器向储液器的漏热是导致上述现象的主要原因之一。

蒸发器向储液器的漏热分为两部分，通过壳体和毛细芯的导热漏热Q_leak-1和通过液体干道向储液器的相变换热Q_leak-2。前者是必然存在的，后者通常为随机发生。对于储液器而言，存在能量平衡关系，即回流液体对储液器的制冷量Q_sub与蒸发器向储液器漏热相等。理想状态下，当Q_leak-2不存在时，有：

Q_sub＝Q_leak-1

即：

h_ccA_cc(T_liq-T_cc)＝G_ev-cc(T_ev-T_cc)

其中，h_cc为储液器内液体管路与储液器工质之间通过管路璧面的换热系数，A_cc为储液器内液体管路与储液器工质之间换热的管路表面积，T_liq为液体管路内工质的温度，T_cc为储液器内工质的温度，G_ev-cc为蒸发器与储液器之间固体导热的热阻(结构确定后为固定值)，T_ev和T_cc分别为蒸发器壳体温度和储液器内工质温度。

当液体干道内随机发生核态沸腾进而产生蒸发器向储液器的相变换热时，总漏热量增加，此时：

Q_sub＜Q_leak-1+Q_leak-2

即：