本發(fā)明涉及散熱領(lǐng)域，特別涉及一種二相流散熱系統(tǒng)的緊湊化設(shè)計(jì)和制造效率。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的二相流散熱系統(tǒng)通常包括：蒸發(fā)器、冷凝器以及連通蒸發(fā)器與冷凝器的汽管和液管，這些部件連通而構(gòu)成的內(nèi)空回路中充填可凝縮的工質(zhì)。在蒸發(fā)器吸收熱源熱量后，其內(nèi)部工質(zhì)沸騰汽化，通過(guò)汽管進(jìn)入冷凝器，冷凝器向其他介質(zhì)（例如：空氣或載冷劑）釋放熱量后，其內(nèi)部汽化的工質(zhì)冷凝成液態(tài)；然后，通過(guò)液管回流到蒸發(fā)器，如此循環(huán)持續(xù)下去，實(shí)現(xiàn)熱源熱流量的持續(xù)傳輸和散發(fā)。驅(qū)動(dòng)工質(zhì)流動(dòng)的方式主要有泵驅(qū)動(dòng)和熱虹吸原理兩種。冷凝器可以是諸如銅管鋁翅片、平行流換熱器等與空氣直接換熱的換熱器，也可以是各種形式的向載冷劑換熱的熱交換器。

二相流散熱系統(tǒng)工作時(shí)，循環(huán)流動(dòng)的工質(zhì)需要充填到整個(gè)系統(tǒng)的內(nèi)空中，也需要一定的工質(zhì)富余量抵消長(zhǎng)期工作下的工質(zhì)泄漏對(duì)系統(tǒng)功能的影響，因此系統(tǒng)中往往要需要連通設(shè)置儲(chǔ)液容器，通常叫儲(chǔ)液罐。儲(chǔ)液量的依據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求而定，如果二相流散熱系統(tǒng)回路中有充足的空間儲(chǔ)存足夠量工質(zhì)，也可以不設(shè)儲(chǔ)液罐，但通常較大功率散熱需求需要進(jìn)行儲(chǔ)液設(shè)計(jì)。作為具備集中容積的罐體接入系統(tǒng)中儲(chǔ)液罐，不利于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的簡(jiǎn)潔和緊湊設(shè)計(jì)。

平行流換熱器由于其較強(qiáng)的換熱能力和較好的綜合性能，目前廣泛應(yīng)用于專(zhuān)用空調(diào)和熱交換系統(tǒng)中。參見(jiàn)圖1，現(xiàn)有的平行流換熱器21是一次焊接成型，其組成零件都是鋁合金材質(zhì)。平行流換熱器21主要由兩根集流管211和間隔平行設(shè)于這兩根集流管211之間的微通道或小通道扁管212組成，通常在相鄰扁管之間設(shè)有二次散熱翅片（圖中未示出），用于增強(qiáng)與空氣間的換熱面積。其中，集流管211為兩端封堵的圓管。針對(duì)較大散熱功率需求的系統(tǒng)，為了進(jìn)行系統(tǒng)緊湊化設(shè)計(jì)，通常采用相互間平行放置多個(gè)平行流換熱器的組合式冷凝器設(shè)計(jì)，現(xiàn)有的采用多個(gè)平行流換熱器組成的冷凝器，需要用多個(gè)管部件一一地焊接到一起，生產(chǎn)效率較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，而提出一種二相流散熱系統(tǒng)，不但生產(chǎn)效率大大提高，而且結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高。

本發(fā)明針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題提出一種二相流散熱系統(tǒng)，包括：蒸發(fā)器、冷凝器以及連通該蒸發(fā)器與該冷凝器的汽管和液管；還包括：儲(chǔ)液管，用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)儲(chǔ)液功能；所述儲(chǔ)液管兩端對(duì)外作封閉處理，所述儲(chǔ)液管的管身與所述汽管/液管連通；該二相流散熱系統(tǒng)內(nèi)充入可凝縮流動(dòng)工質(zhì)，工作時(shí)形成了工質(zhì)從所述蒸發(fā)器吸熱汽化，經(jīng)所述汽管到達(dá)冷凝器放熱冷凝后，再經(jīng)所述液管回流到蒸發(fā)器的循環(huán)流動(dòng)回路。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明巧妙地通過(guò)儲(chǔ)液管的設(shè)計(jì)和布置，能夠使儲(chǔ)液充分利用管路所占用的橫向空間，使得系統(tǒng)儲(chǔ)液功能的實(shí)現(xiàn)緊湊而簡(jiǎn)潔，結(jié)構(gòu)緊湊，能夠顯著提高生產(chǎn)效率和焊接可靠性。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有的平行流換熱器的結(jié)構(gòu)示意。

圖2是本發(fā)明的二相流散熱系統(tǒng)實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意。

圖3是本發(fā)明的二相流散熱系統(tǒng)實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意。

圖4是本發(fā)明的二相流散熱系統(tǒng)實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意。

圖5是本發(fā)明的二相流散熱系統(tǒng)中儲(chǔ)液管第一種的串接入方式。

圖6是本發(fā)明的二相流散熱系統(tǒng)實(shí)施例三中冷凝器的結(jié)構(gòu)示意。

圖7是圖6所示冷凝器中互通座的結(jié)構(gòu)示意。

圖8是本發(fā)明的二相流散熱系統(tǒng)實(shí)施例四的結(jié)構(gòu)示意。

圖9是本發(fā)明的二相流散熱系統(tǒng)中儲(chǔ)液管第二種的串接入方式。

圖10是本發(fā)明的二相流散熱系統(tǒng)實(shí)施例四中冷凝器的結(jié)構(gòu)示意。

圖11是圖10所示冷凝器中含有互通管與兩根集流管連通信息的剖面示意。

其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下: 1 蒸發(fā)器 2、2a、2b 冷凝器 3 儲(chǔ)液管 4 汽管 5 液管 6工質(zhì)充注管 21 平行流換熱器 22互通座 23互通管 211 集流管 212 扁管 222 圓弧面 223 通孔 231 互通管開(kāi)孔 51開(kāi)孔。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合本說(shuō)明書(shū)的附圖，對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例予以進(jìn)一步地詳盡闡述。

本發(fā)明提出了實(shí)現(xiàn)緊湊化設(shè)計(jì)的二相流散熱系統(tǒng)，尤其針對(duì)大功率散熱需求的系統(tǒng)，系統(tǒng)涉及一種實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)液功能的儲(chǔ)液管設(shè)計(jì)和布置方法，能夠使儲(chǔ)液充分利用管路所占用的橫向空間，使得系統(tǒng)儲(chǔ)液功能的實(shí)現(xiàn)緊湊而簡(jiǎn)潔；針對(duì)系統(tǒng)中采用多平行流組合冷凝器的緊湊化要求，涉及的兩種型式組合和互通方式所具備的互通構(gòu)件和特征使得冷凝器可以實(shí)現(xiàn)整體一次焊接成型的，顯著提高生產(chǎn)效率和焊接可靠性。

參見(jiàn)圖2，圖2所示的是二相流散熱系統(tǒng)實(shí)施例一，包括：蒸發(fā)器1、冷凝器2、連通該蒸發(fā)器1與該冷凝器2的兩個(gè)汽管4和兩個(gè)液管5、用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)儲(chǔ)液功能的儲(chǔ)液管3以及工質(zhì)充注管6。

冷凝器2是一個(gè)平行流換熱器21，汽管4從其上部集流管211接入，液管5從其下部集流管211接入。

儲(chǔ)液管3具有截面為圓形的管身。儲(chǔ)液管3兩端對(duì)外作封閉處理。汽管4直接連通蒸發(fā)器1和冷凝器2。液管5間接連通蒸發(fā)器1和冷凝器2。這里所述間接連通是指儲(chǔ)液管3串接入了兩個(gè)液管5的管路上。結(jié)合參見(jiàn)圖5，儲(chǔ)液管3采用第一種的串接入方式，儲(chǔ)液管3被液管5從其管壁側(cè)穿越且在液管穿越段的管壁上設(shè)有開(kāi)孔51，這樣使得儲(chǔ)液管3的內(nèi)空連通液管5的內(nèi)空。液管5與儲(chǔ)液管3在管壁交界處通過(guò)焊接密封。該二相流散熱系統(tǒng)中的儲(chǔ)液管3的設(shè)置數(shù)量依據(jù)二相流散熱系統(tǒng)的儲(chǔ)液量需求而定。

工質(zhì)充注管6設(shè)置于冷凝器2下集流管211上。工質(zhì)充注管6末端在所述工質(zhì)充注完畢后密封，工質(zhì)充注前通過(guò)工質(zhì)充注管6對(duì)回路內(nèi)空進(jìn)行抽真空操作。

該二相流散熱系統(tǒng)系統(tǒng)內(nèi)充入可凝縮流動(dòng)工質(zhì)，工作時(shí)形成了工質(zhì)從蒸發(fā)器1吸熱汽化，經(jīng)汽管4到達(dá)冷凝器2放熱冷凝后，再經(jīng)液管5回流到蒸發(fā)器1的循環(huán)流動(dòng)回路。上述的儲(chǔ)液管3的接法能確保充入系統(tǒng)的工質(zhì)能夠流入儲(chǔ)液管3。該二相流散熱系統(tǒng)可采用熱虹吸原理來(lái)實(shí)現(xiàn)其內(nèi)部工質(zhì)循環(huán)流動(dòng)。或者，根據(jù)實(shí)際根據(jù)散熱功率、系統(tǒng)布局等設(shè)計(jì)需要，該二相流散熱系統(tǒng)也可以采用在系統(tǒng)中適當(dāng)位置接入的泵來(lái)驅(qū)動(dòng)其內(nèi)部工質(zhì)循環(huán)流動(dòng)。泵通常在液管路線上接入系統(tǒng)。

參見(jiàn)圖3，圖3所示的是二相流散熱系統(tǒng)實(shí)施例二，其與實(shí)施例一所不同的是：液管5直接連通蒸發(fā)器1和冷凝器2。汽管4間接連通蒸發(fā)器1和冷凝器2，即：儲(chǔ)液管3串接入了兩個(gè)汽管4的管路上。對(duì)于這類(lèi)儲(chǔ)液管3設(shè)在汽管4路線上的情形，通常系統(tǒng)不工作時(shí)內(nèi)部充填工質(zhì)液態(tài)面延伸到汽管4中。

參見(jiàn)圖4，圖4所示的是二相流散熱系統(tǒng)實(shí)施例三，其有兩個(gè)儲(chǔ)液管3，皆串接入了四個(gè)液管5的管路中，兩個(gè)儲(chǔ)液管3采用相同的如圖5所示的第一種串接入方式。儲(chǔ)液管3被液管5從其管壁側(cè)穿越，且在液管5穿越段的管壁上預(yù)先開(kāi)孔51。

參見(jiàn)圖6，圖6是圖4所示實(shí)施例三的冷凝器2a的結(jié)構(gòu)示意。冷凝器2a屬于多平行流換熱器組合情形。具體而言，冷凝器2a包括兩個(gè)相互間平行放置的平行流換熱器21和十二個(gè)互通座22。六個(gè)互通座22在管壁處連通緊鄰的兩平行流換熱器21一側(cè)的集流管211；另外六個(gè)互通座22在管壁處連通緊鄰的兩平行流換熱器21另一側(cè)的集流管211。

參見(jiàn)圖7，互通座22呈楔形，其具有與兩個(gè)集流管211對(duì)應(yīng)配合的且被一個(gè)通孔223貫通的兩個(gè)圓弧面222。緊鄰的兩個(gè)集流管211的管壁分別與這兩個(gè)圓弧面222貼合且預(yù)先在貼合處開(kāi)孔。互通座22與集流管211在交界處通過(guò)焊接密封。該冷凝器2的各部件均為鋁合金材質(zhì)，并且是整體一次焊接成型的。

參見(jiàn)圖8，圖8所示的是二相流散熱系統(tǒng)實(shí)施例四，該實(shí)施例有兩個(gè)儲(chǔ)液管3，皆串接入了四個(gè)液管5的管路中，兩個(gè)儲(chǔ)液管3分別采用前述圖5所示的第一種串接入方式：位于內(nèi)側(cè)的儲(chǔ)液管3被液管5從其管壁側(cè)穿越且在液管5穿越段的管壁上預(yù)先開(kāi)孔51；圖9所示的第二種串接入方式，位于外側(cè)的儲(chǔ)液管3被液管5的兩段分別從其管壁側(cè)的上部和左邊的不同位置接入。工質(zhì)充注管6設(shè)置在外側(cè)的儲(chǔ)液管3上。

參見(jiàn)圖10，圖10是圖8所示實(shí)施例四中冷凝器2b的結(jié)構(gòu)示意。冷凝器2b也屬于多平行流換熱器組合情形。具體而言，冷凝器2b包括兩個(gè)相互間平行放置的平行流換熱器21和十個(gè)互通管23。互通管23在管壁處連通所有平行流換熱器21同側(cè)的集流管211。

參見(jiàn)圖11，互通管23一端在管壁處接通一最外側(cè)（此情形是上面的）平行流換熱器21的集流管211，然后穿越另一個(gè)（此情形是下面的）平行流換熱器21的集流管211，且在其穿越段的管壁上預(yù)先開(kāi)孔231?；ネü?3與集流211管在交界處通過(guò)焊接密封。

冷凝器2b的十個(gè)互通管23中有六個(gè)連通兩平行流換熱器21一側(cè)的集流管211；其余四個(gè)連通兩平行流換熱器21另一側(cè)的集流管211。在本實(shí)施例中，該冷凝器2b的各部件均為鋁合金材質(zhì)，且是整體一次焊接成型的。在其他實(shí)施例中，各個(gè)互通管23與其連通的集流管211交界處也是可以逐一手工焊接密封和固定，但其相對(duì)于整體一次焊接來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)效率極低。

值得一提的是，回參圖8，因?yàn)槔淠?b左側(cè)與蒸發(fā)器1之間的連通間距較近，所以六個(gè)汽管4實(shí)際是由六個(gè)互通管23上的延長(zhǎng)段代替，即延長(zhǎng)段直接連通蒸發(fā)器1。

與現(xiàn)有技術(shù)通常采用儲(chǔ)液型式相比，本發(fā)明的儲(chǔ)液管3的設(shè)置思路不僅使系統(tǒng)具有重量輕、占空小和外觀整齊的優(yōu)點(diǎn)，而且可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需要靈活設(shè)置其裝設(shè)位置。另外，本發(fā)明的多平行流換熱器21組合的冷凝器2a、2b可以實(shí)現(xiàn)整體預(yù)裝好一次進(jìn)爐焊接成型，不但生產(chǎn)效率大大提高，而且結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高。

上述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用于限制本發(fā)明的實(shí)施方案，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的主要構(gòu)思和精神，可以十分方便地進(jìn)行相應(yīng)的變通或修改，故本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求書(shū)所要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。