[发明专利]耦合气液两相流引射泵的自驱动热虹吸回路散热装置

说明书

一种耦合气液两相流引射泵的自驱动热虹吸回路散热装置，包括：依次相连组成回路的气液分离器、冷却器、气液两相流引射泵和蒸发器，气液分离器的液体出口通过第一液体段与冷却器的入口相连，冷却器的出口通过第二液体段与气液两相流引射泵的液体入口相连，气液分离器的蒸汽出口通过第一蒸汽段与气液两相流引射泵的蒸汽入口相连，气液两相流引射泵的出口通过第三液体段与蒸发器的入口相连，蒸发器的出口通过第二蒸汽段与气液分离器的入口相连；气液分离器的竖直高度高于冷却器和气液两相流引射泵的位置，冷却器和气液两相流引射泵的竖直高度高于蒸发器的位置，蒸发器竖直放置。本发明能够显著提升环路内的流动压头从而增强热虹吸回路的散热能力，且运行更稳定，在工作时产生的噪声也较小。

技术领域

本发明涉及的是一种散热器领域的技术，具体是一种耦合气液两相流引射泵的自驱动热虹吸回路散热装置。

背景技术

两相热虹吸冷却回路是一种自驱动的散热设备，其利用下降管(液线)和上升管(气线)之间的密度差在重力作用下产生的压力差实现工质循环，即在吸收热量的同时获得驱动力。相比于机械泵驱动，其可以规避机械泵所可能带来的故障和噪声等问题。但对于热虹吸回路而言，回路内的工质流量受到散热功率的限制。散热功率过小时，蒸发器出口干度较低，上升管和下降管的密度差较小，管路内压差较小导致循环流量较低；当散热功率过大时，蒸发器出口干度较高，使两相流动阻力增加，且其增加的速度快于压差的增长速度，此时回路内循环流量同样较低；较低的循环流量会导致系统的换热性能下降。增加两相热虹吸回路中工质的流动压头，从而增加循环流量，是提升其散热能力的一大关键。

发明内容

本发明针对现有两相热虹吸冷却回路的换热能力受限于高度差所能提供的驱动压头这一问题，提出一种耦合气液两相流引射泵的自驱动热虹吸回路散热装置，能够显著提升环路内的流动压头从而增强热虹吸回路的散热能力，且运行更稳定，在工作时产生的噪声也较小。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种耦合气液两相流引射泵的自驱动热虹吸回路散热装置，包括：依次相连组成回路的气液分离器、冷却器、气液两相流引射泵和蒸发器，其中：气液分离器的液体出口通过第一液体段与冷却器的入口相连，冷却器的出口通过第二液体段与气液两相流引射泵的液体入口相连，气液分离器的蒸汽出口通过第一蒸汽段与气液两相流引射泵的蒸汽入口相连，气液两相流引射泵的出口通过第三液体段与蒸发器的入口相连，蒸发器的出口通过第二蒸汽段与气液分离器的入口相连；气液分离器的竖直高度高于冷却器和气液两相流引射泵的位置，冷却器和气液两相流引射泵的竖直高度高于蒸发器的位置，蒸发器竖直放置。

所述的气液分离器兼具气液分离和储液功能，具体包括：带有顶部出口的上部罐体和带有侧边入口和底部出口的下部罐体，其中：上部罐体和下部罐体之间依次设有法兰、丝网、垫片，气液分离器内部储存的液态工质液位高度低于侧边入口，气液分离器的外部与保温材料贴合以实现保温。

所述的垫片位于法兰之间，用于填充法兰之间的缝隙来实现密封。

所述的丝网位于垫片内侧，用于拦截气态工质中的液滴。

所述的气液两相流引射泵包括：依次设置的引流管、蒸汽喷嘴、液体喷嘴、混合段、喉部和扩张段，其中：蒸汽喷嘴与液体喷嘴均与混合段相连通，液体喷嘴设置于蒸汽喷嘴的外侧，引流管出口与液体喷嘴入口相连通。

所述的气液两相流引射泵通过3D打印不锈钢的方式制成，引流管和蒸汽喷嘴之间、液体喷嘴和混合段之间均通过熔焊相连。

所述的蒸汽喷嘴为渐缩喷嘴或拉伐尔喷嘴，其截面为圆形或矩形。

所述的混合段为渐缩形通道，喉部为等截面形通道，扩张段为渐扩形通道；混合段、喉部和扩张段为圆形或矩形截面的通道。

所述的冷却器为以水为冷却介质的板式换热器或以冷风为冷却介质的翅片式冷凝器。