CN102374803A - 回路热管 - Google Patents

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Abstract

一种回路热管，包括蒸发部、冷凝部、蒸气管线及液体管线，该蒸气管线与液体管线设于蒸发部与冷凝部之间且将该蒸发部与冷凝部连接成一回路，该回路内填充有工作介质，该液体管线上连接设有滴斗部，该滴斗部的容积大于相同长度的液体管线的容积，该滴斗部将经由液体管线传送的混合的气态工作介质及液态工作介质进行分离。

Description

回路热管
技术领域
本发明涉及一种热传元件，特别是指一种回路热管。
背景技术
随着中央处理器等电子元件功率的不断提高，散热问题越来越受到人们的重视。回路热管(loop heat pipe，LHP)由于其高效的热传导性能而被作为一种有效的传热元件应用于散热领域中。
通常，回路热管包括一蒸发部(evaporator)、一冷凝部(condenser)、以及设于蒸发部与冷凝部之间一蒸气管线(vapor line)及一液体管线(liquidline)。所述蒸气管线及液体管线将所述蒸发部与冷凝部连接成一回路，该回路内填充有工作介质。该蒸发部与一发热电子元件热连接。当该回路热管的蒸发部受热时，其内的工作介质吸收热量蒸发膨胀成气态，经由该蒸气管线流向该回路热管的冷凝部，并于该冷凝部放热冷凝收缩成液态，冷凝后的工作介质经由该液体管线返回至蒸发部，而完成一循环。如此工作介质反复蒸发、冷凝，不断地吸热、放热，从而达到热交换的目的。
然而，该回路热管中工作介质在循环的过程中，工作介质在冷凝部中放热冷凝后会混合少量非凝结气体，冷凝后的工作介质被非凝结气体隔离成不连续的水珠状，从而形成气液混合物或者气栓。因此，当液体通过液体管线回流到蒸发部时由于气栓的存在造成向蒸发部的间歇式供液，导致回路热管内温度的波动，严重时会引起蒸发器干涸烧毁。现有技术中有通过于液体管线内加入毛细结构来防止气栓形成，但是这种方法容易造成管路堵塞，且当液体管线长度较大时会增加制造的成本及难度，并且效果并不理想。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种能有效防止气栓形成的回路热管。
一种回路热管，包括蒸发部、冷凝部、蒸气管线及液体管线，该蒸气管线与液体管线设于蒸发部与冷凝部之间且将该蒸发部与冷凝部连接成一回路，该回路内填充有工作介质，该液体管线上连接设有滴斗部，该滴斗部的容积大于相同长度的液体管线的容积，该滴斗部将经由液体管线传送的混合的气态工作介质及液态工作介质进行分离。
与现有技术相比，该回路热管通过于液体管线上设置一滴斗部，该滴斗部用于将从冷凝部流出并经由液体管线传送的混合的气态工作介质及液态工作介质进行分离，从而防止工作介质冷凝后经由液体管线回流至蒸发部的过程中形成气栓，使得液态的工作介质可以连续、均匀地回流至蒸发部，从而保证该回路热管工作的稳定性。
下面参照附图，结合具体实施例对本发明作进一步的描述。
附图说明
图1是本发明第一实施例中回路热管的立体图。
图2是图1中回路热管的俯视图。
图3是本发明第二实施例中回路热管的俯视图。
主要元件符号说明
  回路热管   10
  蒸发部   11
  蒸发部入口   110
  蒸发部出口   112
  冷凝部   12
  冷凝部入口   121
  冷凝部出口   123
  蒸气管线   13
  液体管线   14
  第一部分   141
  第二部分   142
  滴斗部   15、25
  本体   150
  分离口   151、251
  流出口   153、253
具体实施方式
请参照图1及图2，本发明的第一实施例中的回路热管10包括一蒸发部11、一冷凝部12、一蒸气管线13、一液体管线14及一滴斗部15。
该蒸发部11呈矩形，其包括一与液体管线14一端连接的一蒸发部入口110及一与蒸气管线13的一端连接的一蒸发部出口112。该蒸发部11与一发热电子元件，如CPU(图未示)热连接。该冷凝部12呈圆管状，其与蒸发部11相互平行。该冷凝部12包括一与蒸气管线13的另一端连接的冷凝部入口121及一与液体管线14的另一端连接的冷凝部出口123。该冷凝部12的外表面可结合一散热元件，如穿设在冷凝部上的散热鳍片(图未示)以增加该冷凝部12的散热效率。
所述蒸气管线13和液体管线14分别呈圆管状，本实施例中，所述蒸气管线13及液体管线14的直径分别与冷凝部12的直径相等。该蒸气管线13连接于蒸发部出口112及冷凝部入口121之间，该液体管线14连接于冷凝部出口123与蒸发部入口110之间，从而将所述蒸发部11与冷凝部12连接成一回路，该回路内填充有工作介质。该工作介质可以为水、酒精等，通常是在回路内抽成适当真空后注入回路中。具体实施时，所述蒸气管线13及液体管线14的直径可以不同，但以保证液体管线14与蒸发部入口110连接处的直径不大于液体管线14与冷凝部出口123连接处的直径为佳。
该滴斗部15位于液体管线14上，其包括一中空圆柱状的本体150、位于该本体150的一端的一锥形的分离口151及位于该本体150的另一端的一倒锥形的流出口153。该滴斗部15将该液体管线14分隔成连接于冷凝部出口123与分离口151之间的第一部分141及连接于流出口153与蒸发部入口110之间的第二部分142。该滴斗部15的本体150的直径远大于该液体管线14的直径，从而使得该滴斗部15的容积远大于相同长度的液体管线14的容积，因此，经由液体管线14输送的气、液混合状态的工作介质从容积空间较小的液体管线14流入该滴斗部15时可以被分离。本实施例中，该本体150的直径是该液体管线14的直径的两倍。该分离口151的直径从靠近冷凝部出口123的一端向本体150逐渐增加，当气、液混合状态的工作介质从分离口151流入该滴斗部15时，液态的工作介质主要从分离口151的中央直接向下滴落，而气态的工作介质则从该分离口151周围向下扩散并逐渐充溢于本体150的顶端部分。该流出口153的直径从本体150向靠近蒸发部入口110的一端逐渐减小，因此，该流出口153可以限制液态的工作介质从滴斗部15内流出的速度，过多的液态的工作介质可以暂时储存在该滴斗部15内，然后通过该流出口153均匀地流出。
工作时，蒸发部11内的工作介质从发热电子元件处吸热蒸发膨胀成气态，并从蒸发部出口112进入蒸气管线13内，经由蒸气管线13向冷凝部12流动，从冷凝部入口121进入冷凝部12内，在冷凝部12放热后冷凝收缩成液态，再从冷凝部出口123进入液体管线14内经由液体管线14向蒸发部11流动，最后冷凝后的工作介质从蒸发部入口110及时回流至蒸发部11内。在上述过程中，在冷凝部12放热冷凝的工作介质由于被非凝结气体隔离会形成不连续的水珠状，从而形成气、液态工作介质混合的状态。由于该滴斗部15的设置，所述气、液混合状态的工作介质经由液体管线14向蒸发部11流动的过程中，流经滴斗部15时在该滴斗部15内进行分离。其中，由于该分离口151的直径从靠近冷凝部出口123的一端向本体150逐渐增加，从液体管线14的第一部分141进入分离口151的液态的工作介质主要从分离口151的中央直接向下滴落至流出口153，从流出口153经由液体管线14的第二部分142流向蒸发部11；而气态的工作介质从该分离口151的周围向下扩散并逐渐充溢于本体150的顶端部分，所述气态的工作介质接触滴斗部15的表面后进一步冷凝收缩成液态，顺沿滴斗部15的内壁流向流出口153，从流出口153经由液体管线14的第二部分142流向蒸发部11。
与现有技术中的回路热管相比，上述回路热管10工作过程中，该滴斗部15使得在冷凝部12放热冷凝混有未凝结气体的工作介质在回流至蒸发部11前分离，同时滴斗部15可以将过多液态的工作介质进行暂存，使得液态的工作介质可以连续、均匀地流向蒸发部11，从而保证该回路热管10工作的稳定性。通过工作介质从蒸发部11吸收热量到冷凝部12释放热量，工作介质反复蒸发、冷凝，不断吸热、放热，从而达到良好的热交换的目的。
图3所示为本发明第二实施例所提供的回路热管20，其与第一实施例的区别在于：该回路热管20中的滴斗部25大致呈锥形。该滴斗部25包括与液体管线14的第一部分141连接的一锥形的分离口251及与液体管线14的第二部分142连接的一倒锥形的流出口252。该锥形的滴斗部25的最大直径大致为该液体管线14的直径的三倍，从而使得该滴斗部25的容积远远大于相同长度的液体管线14的容积。因此，该回路热管20中工作介质在循环过程中，冷凝后的工作介质经由液体管线14回流到蒸发部11时，该滴斗部25可以将混合的气态工作介质及液态工作介质进行分离，并可以将过多液态的工作介质进行暂存，使得液态的工作介质可以连续、均匀地流向蒸发部11，保证该回路热管20工作的稳定性。

Claims (8)

1.一种回路热管，包括蒸发部、冷凝部、蒸气管线及液体管线，该蒸气管线与液体管线设于蒸发部与冷凝部之间且将该蒸发部与冷凝部连接成一回路，该回路内填充有工作介质，其特征在于：该液体管线上连接设有滴斗部，该滴斗部的容积大于相同长度的液体管线的容积，该滴斗部将经由液体管线传送的混合的气态工作介质及液态工作介质进行分离。
2.如权利要求1所述的回路热管，其特征在于：该滴斗部包括一中空圆柱状的本体及分别位于本体两端的一分离口及一流出口，该本体的直径大于该液体管线的直径。
3.如权利要求2所述的回路热管，其特征在于：该分离口呈锥形，分离口的直径从本体向冷凝部所在方向逐渐减小。
4.如权利要求3所述的回路热管，其特征在于：该流出口呈倒锥形，流出口的直径从本体向蒸发部所在方向逐渐减小。
5.如权利要求2所述的回路热管，其特征在于：该本体的直径为该液体管线的直径的两倍。
6.如权利要求1所述的回路热管，其特征在于：该滴斗部包括一锥形的分离口及一倒锥形的流出口，该滴斗部的最大直径大于该液体管线的直径。
7.如权利要求6所述的回路热管，其特征在于：该滴斗部的最大直径为该液体管线的直径的三倍。
8.如权利要求1-7中任意一项所述的回路热管，其特征在于：该液体管线与蒸发部连接处的直径不大于液体管线与冷凝部连接处的直径。
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