專利名稱：平板式環(huán)路熱管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及元器件的散熱，具體的指一種平板式環(huán)路熱管。
背景技術(shù)：
環(huán)路熱管是一種依靠毛細抽力驅(qū)動工質(zhì)循環(huán)，利用工質(zhì)相變傳熱的環(huán)路系統(tǒng)，是 由普通熱管發(fā)展而來的一種分體式熱管。與普通熱管相比，環(huán)路熱管的不同之處在于其毛 細芯結(jié)構(gòu)只存在于蒸發(fā)器中，且蒸發(fā)器和冷凝器是相分離的。這樣，蒸汽管路和液體管路就 可以任意布置，所以環(huán)路熱管具有更廣泛的應(yīng)用范圍。此外，環(huán)路熱管具有傳熱能力強、等 溫性好、傳輸距離長以及安全系數(shù)高等優(yōu)點，是一種理想的散熱裝置。進一步地，環(huán)路熱管采用平板式蒸發(fā)器比采用傳統(tǒng)的圓柱型蒸發(fā)器更合理，其原 因在于(1)平板式蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)簡單緊湊、便于安裝；(2)平板式蒸發(fā)器的壁面溫度更均 勻，有利于實現(xiàn)更高熱流密度的散熱；(3)平板式蒸發(fā)器更有利于與散熱元器件相對接。然而，平板式環(huán)路熱管由于其蒸發(fā)器的特殊結(jié)構(gòu)，引起其背向?qū)岷蛡?cè)壁導(dǎo)熱較 嚴重，即使在很小的熱負荷條件下，也容易由于蒸發(fā)器的背向漏熱使其液體補償腔內(nèi)發(fā)生 工質(zhì)相變，進而導(dǎo)致環(huán)路熱管啟動失敗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種平板式環(huán)路熱管，能夠有效避免由于其蒸發(fā)器的液體 補償腔內(nèi)發(fā)生液體工質(zhì)相變而導(dǎo)致的環(huán)路熱管啟動失敗。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種平板式環(huán)路熱管包括蒸發(fā)器和冷凝器，所述 蒸發(fā)器的工質(zhì)出口與冷凝器的工質(zhì)入口通過蒸汽管路連通，所述冷凝器的工質(zhì)出口與蒸發(fā) 器的工質(zhì)入口通過液體管路連通。其中所述蒸發(fā)器包括平板式的受熱壁面和殼體，所述受 熱壁面上設(shè)有毛細芯，所述殼體罩住毛細芯并在毛細芯上方設(shè)有液體補償腔，液體補償腔 用于容納工質(zhì)并通過工質(zhì)入口與所述液體管路相連；所述殼體的壁內(nèi)設(shè)有相變材料層。進一步地，所述相變材料層中相變材料的固液相變溫度比工質(zhì)在工作壓力下的沸 點低2 5°C。優(yōu)選地，所述相變材料層中相變材料的固液相變溫度比工質(zhì)在工作壓力下的沸點 低2 3°C。所述相變材料層的面積與所述液體補償腔的底面面積相當。所述相變材料層的厚度為3 5mm。所述殼體與受熱壁面之間可以通過0型圈密封或者焊接密封。所述冷凝器優(yōu)選為管翅式的冷凝器。所述冷凝器的外部還設(shè)有冷卻風扇，用于冷卻冷凝器中的工質(zhì)。本發(fā)明的有益效果在于通過在殼體的壁內(nèi)設(shè)置相變材料層，通過相變材料的相 變吸熱吸收了蒸發(fā)器的背向漏熱和側(cè)壁導(dǎo)熱，從而有效抑制了液體補償腔內(nèi)的氣泡生成， 確保了環(huán)路熱管順利啟動；當環(huán)路熱管順利啟動后，回流的冷凝工質(zhì)不僅能夠抑制液體補償腔內(nèi)的氣泡生長，同時也使相變材料重新由液相變?yōu)楣滔?，確保了整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。 總之，本發(fā)明能夠有效地避免由于其蒸發(fā)器的液體補償腔內(nèi)發(fā)生液體工質(zhì)相變而導(dǎo)致的環(huán) 路熱管啟動失效。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的A-A剖視放大圖；圖3為圖1的B-B剖視放大圖；圖中，1-蒸發(fā)器(其中1. 1-受熱壁面、1. 2-殼體、1. 3-毛細芯、1. 4-液體補償腔、 1. 5-0型圈、1. 6-相變材料層)，2-蒸汽管路，3-冷凝器，4-液體管路，5-冷卻風扇，6-工質(zhì)
充灌口。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明的平板式環(huán)路熱管作進一步的詳細描述如圖1至圖3所示，本發(fā)明的平板式環(huán)路熱管包括蒸發(fā)器1和冷凝器3。蒸發(fā)器1 的工質(zhì)出口與冷凝器3的工質(zhì)入口通過蒸汽管路2連通，冷凝器3的工質(zhì)出口與蒸發(fā)器1的 工質(zhì)入口通過液體管路4連通，從而構(gòu)成了 “蒸發(fā)器1——蒸汽管路2—一冷凝器3——液 體管路4——蒸發(fā)器1”的工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)。此外，在液體管路4上還設(shè)有工質(zhì)充灌口 6。其 中蒸發(fā)器1包括平板式的受熱壁面1. 1、殼體1. 2和毛細芯1. 3，受熱壁面1. 1上設(shè) 有導(dǎo)熱肋片，導(dǎo)熱肋片之間為蒸汽槽道，毛細芯1. 3即設(shè)置在受熱壁面1. 1的導(dǎo)熱肋片上。 殼體1. 2設(shè)置于受熱壁面1. 1的上方并與受熱壁面1. 1固定連接，且殼體1. 2罩住毛細芯 1. 3并在毛細芯1. 3上方留有一個空腔，形成了液體補償腔1. 4。液體補償腔1. 4用于容納 液體工質(zhì)并通過工質(zhì)入口與液體管路4相連。殼體1. 2與受熱面1. 1之間通過0型圈1. 5 密封。在殼體1. 2的壁內(nèi)還設(shè)有相變材料層1. 6，該相變材料層1. 6的面積與液體補償腔 1. 4的底面面積相當、厚度在3 5mm，其所選相變材料的固液相變溫度要略低于工質(zhì)在工 作壓力下的沸點，該溫度差一般在2 5°C是可行的，優(yōu)選在2 ;TC。表一給出了幾組不 同的工質(zhì)及相應(yīng)的相變材料層所選材料。表一 表一給出的是幾種工質(zhì)的標況下沸點溫度，在工作情況下，氨是在正壓狀態(tài)下運 行，其沸點要比標況下沸點高；丙酮、甲醇在負壓狀態(tài)下運行，其沸點要比標況下沸點低。所以，實際中仍滿足相變材料的固液相變溫度比相應(yīng)工質(zhì)在實際工作壓力下的沸點低2 3°C。表一的幾組實施例中，均選用了石蠟類相變材料，其原因在于石蠟類相變材料的相變 潛熱大、且在環(huán)路熱管工作溫度范圍內(nèi)物理、化學(xué)性能穩(wěn)定。實際中，選用的相變材料并不 限于上述實施例，只要相變材料的固液相變溫度比相應(yīng)工質(zhì)在工作壓力下的沸點略低即可。本實施例中的冷凝器3為管翅式的冷凝器3，其外部還設(shè)有冷卻風扇5，便于更有 效的冷卻冷凝器3中的工質(zhì)。本發(fā)明的工作原理如下將蒸發(fā)器1的受熱壁面1. 1貼在待散熱的元器件上，元器件工作時放出熱量，放出 的熱量通過受熱壁面1. 1傳導(dǎo)至毛細芯1. 3，受熱壁面1. 1與毛細芯1. 3之間的工質(zhì)將首先 受熱相變?yōu)闅怏w。同時，熱量順著殼體1. 2的邊壁和毛細芯1. 3導(dǎo)入液體補償腔1. 4，殼體 1. 2上壁內(nèi)的相變材料層1. 6吸收傳導(dǎo)至液體補償腔1. 4的熱量，保證液體補償腔1. 4內(nèi)不 發(fā)生相變；當吸收的熱量使毛細芯1. 3產(chǎn)生足夠的毛細力時，毛細芯1. 3驅(qū)動整個環(huán)路開始 運行，即氣體工質(zhì)通過蒸汽管路2進入冷凝器3，并在冷凝器3中冷凝成液體，冷凝器3中 的工質(zhì)液體在毛細芯1. 3的毛細力驅(qū)動下，回流至蒸發(fā)器1的液體補償腔1. 4?；亓鞯睦淠?工質(zhì)將更加抑制液體補償腔1. 4內(nèi)的氣泡生成、生長，同時，回流的冷凝工質(zhì)能夠使相變材 料層1. 6中的相變材料由液相變?yōu)楣滔?，以利于完成環(huán)路熱管的順利啟動和循環(huán)工作。另 一方面，增加了相變材料層1.6后，環(huán)路熱管可以在更低的熱負荷條件下啟動，降低了環(huán)路 熱管的“啟動閾值”，拓寬了環(huán)路熱管適用的熱負荷范圍。當元器件的散熱量突然升高時，蒸發(fā)器1的背向漏熱和邊壁導(dǎo)熱也會突升。此時 相變材料層1. 6也將吸收熱量從而保持液體補償腔1. 4內(nèi)的工質(zhì)不發(fā)生相變。保證液體補 償腔1. 4內(nèi)的工質(zhì)穩(wěn)定是環(huán)路熱管正常運行的關(guān)鍵，所以，設(shè)有相變材料層1. 6的蒸發(fā)器1 能夠有效增強平板式環(huán)路熱管運行的穩(wěn)定性。
權(quán)利要求
一種平板式環(huán)路熱管，包括蒸發(fā)器(1)和冷凝器(3)，所述蒸發(fā)器(1)的工質(zhì)出口與冷凝器(3)的工質(zhì)入口通過蒸汽管路(2)連通，所述冷凝器(3)的工質(zhì)出口與蒸發(fā)器(1)的工質(zhì)入口通過液體管路(4)連通，其特征在于所述蒸發(fā)器(1)包括平板式的受熱壁面(1.1)和殼體(1.2)，所述受熱壁面(1.1)上設(shè)有毛細芯(1.3)，所述殼體(1.2)罩住毛細芯(1.3)并在毛細芯(1.3)上方設(shè)有液體補償腔(1.4)，液體補償腔(1.4)用于容納工質(zhì)并通過工質(zhì)入口與所述液體管路(4)相連；所述殼體(1.2)的壁內(nèi)設(shè)有相變材料層(1.6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板式環(huán)路熱管，其特征在于所述相變材料層(1.6)中相 變材料的固液相變溫度比工質(zhì)在工作壓力下的沸點低2 5°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的平板式環(huán)路熱管，其特征在于所述相變材料層(1.6)中相 變材料的固液相變溫度比工質(zhì)在工作壓力下的沸點低2 ；TC。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的平板式環(huán)路熱管，其特征在于所述相 變材料層(1.6)的面積與所述液體補償腔(1.4)的底面面積相當。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的平板式環(huán)路熱管，其特征在于所述相 變材料層(1. 6)的厚度為3 5mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板式環(huán)路熱管，其特征在于所述殼體(1.2)與受熱壁面 (1. 1)之間通過0型圈(1. 5)密封或者焊接密封。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板式環(huán)路熱管，其特征在于所述冷凝器(3)為管翅式的 冷凝器⑶。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的平板式環(huán)路熱管，其特征在于所述冷凝器(3)的外部 還設(shè)有冷卻風扇(5)，用于冷卻冷凝器(3)中的工質(zhì)。
全文摘要
一種平板式環(huán)路熱管，涉及元器件的散熱，用于避免現(xiàn)有環(huán)路熱管的蒸發(fā)器液體補償腔內(nèi)發(fā)生液體工質(zhì)相變而導(dǎo)致其啟動失敗。它包括蒸發(fā)器和冷凝器，蒸發(fā)器的工質(zhì)出口與冷凝器的工質(zhì)入口通過蒸汽管路連通，冷凝器的工質(zhì)出口與蒸發(fā)器的工質(zhì)入口通過液體管路連通。其中所述蒸發(fā)器包括平板式的受熱壁面和殼體，所述受熱壁面上設(shè)有毛細芯，所述殼體罩住毛細芯并在毛細芯上方設(shè)有液體補償腔，液體補償腔用于容納工質(zhì)并通過工質(zhì)入口與所述液體管路相連；所述殼體的壁內(nèi)設(shè)有相變材料層。本發(fā)明通過在殼體的壁內(nèi)設(shè)置相變材料層，通過相變材料的相變吸熱吸收了蒸發(fā)器的背向漏熱和側(cè)壁導(dǎo)熱，從而有效抑制了液體補償腔內(nèi)的氣泡生成，確保了環(huán)路熱管順利啟動。
文檔編號F28D15/04GK101900504SQ20101025647
公開日2010年12月1日 申請日期2010年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月19日
發(fā)明者蓋東興, 邵遠敬, 龍妍 申請人:中冶南方工程技術(shù)有限公司