CN108278917A - 平板式蒸发器及平板式环路热管 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种平板式蒸发器及平板式环路热管，平板式蒸发器包括补偿部，还包括半导体制冷器，半导体制冷器的冷端作用于补偿部，以降低补偿部内的温度。本发明通过在蒸发器内设有半导体制冷器，半导体制冷器的冷端作用于补偿部以抵消补偿部内的漏热，降低漏热对补偿部中工质的影响，进而降低工质所需要的过冷度，使冷凝器管路的温度更均匀化，改善平板式环路热管的整体传热性能。
Description
技术领域
本发明属于散热装置技术领域，主要涉及一种平板式蒸发器及平板式环路热管。
背景技术
平板式环路热管是一种可以高效传热的装置，主要包括蒸发器与冷凝器，其中蒸发器包括蒸发部和补偿部，补偿部中装有液态工质，蒸发部与补偿部之间有毛细芯层，蒸发部与冷凝器之间通过气管路连通，冷凝器包含翅片，其与补偿部之间通过液管路连通。当蒸发部受到热负荷时，由于传热作用，毛细芯层也会受热，并使吸附其上的液态工质相变蒸发，蒸气沿气管路到达冷凝器，释放热量，变成过冷液体，再沿液管路回到补偿部，完成热量从发热单元到外部环境的传递及工质相变循环的过程。
由于蒸发部和补偿部相连在一起，从外部发热元件传递到蒸发部上的热量除了大部分使液体工质蒸发、并沿气管路传到冷凝器以外，还有一部分热量会直接传递到补偿部，而直接传递到补偿部的部分热量称为漏热。为了保证平板式环路热管的工作性能，需要为补偿部提供较低的温度的工作环境。同时由于漏热的存在，补偿部与蒸发部之间需要存在一定的温差，进而需要从冷凝器回来的工质有较大的过冷度。换言之，冷凝器上可能有较长一段区间内的工质须为液体，使液态工质温度进一步降低而不是与补偿部相同的两相温度，这将影响平板式环路热管的工作温度。尤其是在恶劣的工况下，从冷凝器回来的工质过冷度非常小，此时将影响平板式环路热管的工作温度，使蒸发部和补偿部的温度上升，从而导致平板式环路热管工作性能下降，无法有效传递热量。要提高从冷凝器回来的工质的过冷度，需要增加冷凝器的散热面积，但这限制了平板式环路热管的实际应用场合。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种平板式蒸发器及平板式环路热管。
本发明提供一种平板式蒸发器，包括补偿部，还包括半导体制冷器，半导体制冷器的冷端作用于补偿部，以降低补偿部内的温度。
优选地，平板式蒸发器还包括蒸发部，半导体制冷器的热端作用于蒸发部。
优选地，补偿部设置于蒸发部的上方，半导体制冷器位于补偿部与蒸发部之间，且热端朝向蒸发部的顶面设置，冷端朝向补偿部的底面设置。
优选地，补偿部的底部设有毛细芯层，毛细芯层中设有用于放置半导体制冷器的容置空间。
优选地，冷端与补偿部之间设有第一导热填料层。
优选地，热端与蒸发部之间设有第二导热填料层。
优选地，第一导热填料层与第二导热填料层皆为导热硅脂层、导热碳粉层或导热布层中的一种。
优选地，补偿部包括第一金属壳体，蒸发部包括第二金属壳体，第一金属壳体的导热系数小于第二金属壳体的导热系数。
优选地，补偿部与蒸发部之间设有2个以上的半导体制冷器。
本发明还提供一种平板式环路热管，包括冷凝器，冷凝器包括进气口以及出水口，还包括平板式蒸发器，蒸发部设有出气口，补偿部设有进水口，出气口与进气口通过气管路，进水口与出水口通过液管路连通。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明通过在蒸发器内设有半导体制冷器，半导体制冷器的冷端作用于补偿部以抵消补偿部内的漏热，降低漏热对补偿部中工质的影响，进而降低工质所需要的过冷度，使冷凝器管路的温度更均匀化，改善平板式环路热管的整体传热性能。
2、本发明通过将半导体制冷器设置于毛细芯层，使得半导体制冷器能够阻挡一部分漏热的产生，进一步改善平板式环路热管的整体传热性能。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明实施例中提供的平板式环路热管的内部结构示意图。
图2为本发明实施例中提供的平板式环路热管的立体示意图。
图3为本发明实施例中提供的平板式环路热管与发热元器件配合使用示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
请参考附图1-2，本申请实施例提供一种平板式蒸发器1，包括补偿部12，还包括半导体制冷器3，半导体制冷器3的冷端作用于补偿部12，以降低补偿部12内的温度。
半导体制冷器3的冷端可向外部释放热量，所以半导体制冷器3的冷端作用于补偿部12时，可抵消补偿部12内的漏热，降低漏热对补偿部12中工质的影响，进而降低工质所需要的过冷度，使冷凝器2管路的温度更均匀化，改善平板式环路热管的整体传热性能。半导体制冷器3的冷端作用于补偿部12的方式可以为直接作用方式，例如将冷端与补偿部12直接接触；还可以为间接作用方式，例如冷端与补偿部12设有通过导热材料进行热传导。
优选地，包括蒸发部11，半导体制冷器3的热端作用于蒸发部11。
半导体制冷器3包括冷端以及与冷端相对的热端，热端向外部释放热量，且释放的热量随同蒸发部11从发热元器件4上吸收的热量一起经过气管路22进入冷凝器2，避免因热端上的热量外漏而导致热管工作环境温度提高的情况出现。
优选地，补偿部12设置于蒸发部11的上方，半导体制冷器3位于补偿部12与蒸发部11之间，且热端朝向蒸发部11的顶面设置，冷端朝向补偿部12的底面设置。
补偿部12内具有毛细芯层121，将补偿部12设置于蒸发部11的上方时毛细芯层121可将补偿器中的工质引入蒸发部11。半导体制冷器3位于补偿部12与蒸发部11之间，且热端朝向蒸发部11的顶面设置，冷端朝向补偿部12的底面设置，即半导体制冷器3内嵌于蒸发器1中，可避免蒸发器1体积的增加。
优选地，补偿部12的底部设有毛细芯层121，毛细芯层121中设有用于放置半导体制冷器3的容置空间。
补偿部12的底部设有毛细芯层121，毛细芯层121的上方与工质连通，下方与蒸发部11连通，以实现将工质引流至蒸发部11内。毛细芯层121中设有容置空间，该容置空间用于放置半导体制冷器3。由于半导体制冷器3占用了一部分毛细芯层121的空间，使得蒸发器1中一部分热量无法通过半导体制冷器3进入补偿部12以形成漏热，所以半导体制冷器3能够阻挡一部分漏热的产生，进一步改善平板式环路热管的整体传热性能。
优选地，冷端与补偿部12之间设有第一导热填料层。
导热填料可增加冷端与补偿部12之间的热传导性能，进而提高冷端对补偿部12中热量的吸收速率，进一步降低漏热对补偿部12的影响。第一导热填料层内导热填料可优选但不限制为导热硅脂、导热碳粉或导热布中的一种。
优选地，热端与蒸发部11之间设有第二导热填料层。
导热填料可增加热端与补偿部12之间的热传导性能，进而提高热端向蒸发部11传热速率。第二导热填料层内导热填料可优选但不限制为导热硅脂、导热碳粉或导热布中的一种。
优选地，补偿部12包括第一金属壳体，蒸发部11包括第二金属壳体，第一金属壳体的导热系数小于第二金属壳体的导热系数。
热端通过第二金属壳体向蒸发部11传导热量，在第一金属壳体的导热系数小于第二金属壳体的导热系数时，热端与蒸发部11之间的热传导性能提高，进而防止半导体制冷器3发生热短路。其中，第一金属壳体和第二金属壳体的材质优选但不局限于不锈钢、铝或铜中一种，只要满足第一金属壳体的导热系数小于第二金属壳体的导热系数即可。
第一金属壳体朝向第二金属壳体的一侧具有开口，第二金属壳体朝向第一金属壳体的一侧也具有开口，且第一金属壳体与第二金属壳体的开口处连接为一体，以形成具有空腔的长方体结构。
优选地，补偿部12与蒸发部11之间设有2个以上的半导体制冷器3。
补偿部12与蒸发部11之间设有2个以上的半导体制冷器3，一方面可实现进一步增加抵消补偿部12内漏热量，以降低漏热对补偿部12中工质的影响，另一方面还可以避免因部分半导体制冷器3失效而丧失抵消补偿部12内漏热能力的情况出现。
本申请实施例还提供一种平板式环路热管，包括冷凝器2，冷凝器2包括进气口以及出水口，平板式环路热管还包括平板式蒸发器1，蒸发器1的蒸发部11设有出气口，补偿部12设有进水口，出气口与进气口通过气管路22，进水口与出水口通过液管路23连通。
出气口用于将蒸发部11内产生的气态工质排出蒸发部11，并通过气管路22输送至冷凝器2，进入冷凝器2中的气态工质会冷却为液体工质，该液体工质由出水口经液管路23回流至补偿部12中。其中，冷凝器2中具有翅片21，可提高冷凝器2的散热面积，进而提高冷凝器2的散热性能。
此外，为了便于本领域技术人员对本申请技术方案的了解，本申请人下面将结合附图3对本申请中的平板式环路热管的工作过程进行相应的阐述。
请参考附图3，平板式热管的蒸发器1设置于发热元器件4上，当发热元器件4上的热量传递至蒸发器1底部的受热面时，在蒸发器1的蒸发部11内工质会吸热气化形成气态工质，气态工质通过气管路22输送至冷凝器2，进入冷凝器2中的气态工质会冷却为液体工质，该液体工质由出水口经液管路23回流至补偿部12中。其中，补偿部12中会受到来自蒸发部11的漏热，但由于半导体制冷器3的冷端作用于补偿部12，进而可抵消补偿部12内的漏热，使得补偿部12中漏热量明显降低，降低漏热对蒸发器1补偿部12中工质的影响，进而降低工质所需要的过冷度，使冷凝器2管路的温度更均匀化，改善平板式环路热管的整体传热性能。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种平板式蒸发器，包括补偿部，其特征在于，还包括半导体制冷器，所述半导体制冷器的冷端作用于所述补偿部，以降低所述补偿部内的温度。
2.根据权利要求1所述的平板式蒸发器，其特征在于，还包括蒸发部，所述半导体制冷器的热端作用于所述蒸发部。
3.根据权利要求2所述的平板式蒸发器，其特征在于，所述补偿部设置于所述蒸发部的上方，所述半导体制冷器位于所述补偿部与所述蒸发部之间，且所述热端朝向所述蒸发部的顶面设置，所述冷端朝向所述补偿部的底面设置。
4.根据权利要求3所述的平板式蒸发器，其特征在于，所述补偿部的底部设有毛细芯层，所述毛细芯层中设有用于放置所述半导体制冷器的容置空间。
5.根据权利要求3所述的平板式蒸发器，其特征在于，所述冷端与所述补偿部之间设有第一导热填料层。
6.根据权利要求5所述的平板式蒸发器，其特征在于，所述热端与所述蒸发部之间设有第二导热填料层。
7.根据权利要求6所述的平板式蒸发器，其特征在于，所述第一导热填料层与所述第二导热填料层皆为导热硅脂层、导热碳粉层或导热布层中的一种。
8.根据权利要求2所述的平板式蒸发器，其特征在于，所述补偿部包括第一金属壳体，所述蒸发部包括第二金属壳体，所述第一金属壳体的导热系数小于所述第二金属壳体的导热系数。
9.根据权利要求2-8任意一项所述的平板式蒸发器，其特征在于，所述补偿部与所述蒸发部之间设有2个以上的所述半导体制冷器。
10.一种平板式环路热管，包括冷凝器，所述冷凝器包括进气口以及出水口，其特征在于，还包括如权利要求1-9任意一项所述的平板式蒸发器，所述蒸发部设有出气口，所述补偿部设有进水口，所述出气口与所述进气口通过气管路，所述进水口与所述出水口通过液管路连通。
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