CN108613578A - 蒸发器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及蒸发器。提供一种可在抑制工作流体的压力损失的增加的同时抑制热输送量下降的蒸发器。蒸发器，其具备容器以及将所述容器的内部分割为储液室和蒸气室的分割层，所述分割层具备储液室侧的热隔断层和蒸气室侧的芯层，在所述热隔断层与所述芯层之间形成有间隙，所述储液室与所述间隙通过形成于所述热隔断层的贯通路连通，并且储液室内的工作流体通过所述贯通路，因毛细管力渗透至所述间隙和所述芯层。

Description

蒸发器

技术领域

本公开涉及蒸发器。本公开特别地涉及在抑制工作流体的压力损失的增加的同时抑制热输送量的下降的蒸发器。

背景技术

环路热管系统用作余热回收等的热输送设备。例如，为了将汽车的废气热利用于发动机暖机和空调等，使用环路热管系统。另外，在汽车的变换器冷却中也使用环路热管系统。

环路热管系统具备蒸发器和冷凝器。例如，在将汽车的废气热利用于发动机暖机的情况下，在蒸发器中，液体的工作流体因废气的热而蒸发，得到工作流体的蒸气。将工作流体的蒸气运送到冷凝器，在冷凝器中在工作流体的蒸气与发动机的冷却水之间进行热交换，使冷却水的温度急剧上升。由此，可缩短发动机的暖机时间，其结果，可改善燃料消耗率。另外，通过在冷凝器中在液体的工作流体与发动机的冷却水之间进行热交换，工作流体由蒸气冷凝至液体。然后，液体的工作流体返回至蒸发器。

在专利文献1中记载了一种在环路热管系统的蒸发器中使用的多层芯(ウィック)。该多层芯具备第1层和包围第1层的第2层，第1层为高热传导材料，第2层为低热传导材料。由此，抑制对多层芯进行加热的热传递至液体的工作流体。

在专利文献2中记载了一种回路热管结构体。该回路热管结构体的蒸发器具备第1芯层和被覆第1芯层的上方而设置的第2芯层。而且，第2芯层的热导率低于第1芯层的热导率。由此，抑制热从第1芯层泄漏从而液体的工作流体被加热。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-309639号公报

专利文献2：注册实用新型第3169587号公报

发明内容

发明所要解决的课题

专利文献1和专利文献2中记载的任一者的蒸发器都能抑制热传递至液体的工作流体。但是，由于具备多个芯层，芯层整体的厚度增加。由此，工作流体的压力损失增加，环路热管系统的热传输距离下降。

本发明人发现了这样的课题：如果芯层整体的厚度增加，则能抑制热传递至液体的工作流体，从而抑制热输送量的下降，但是，工作流体的压力损失增加，热传输距离下降。

本公开的蒸发器是为了解决上述课题而完成的，目的在于，提供一种可在抑制工作流体的压力损失的增加的同时抑制热输送量的下降的蒸发器。

用于解决课题的手段

为了达成上述目的，本发明人进行了反复专心研究，使得本公开的蒸发器得以完成。其主旨如下。

〈1〉蒸发器，其具备容器以及将所述容器的内部分割为储液室(液溜め室)和蒸气室的分割层，

所述分割层具备储液室侧的热隔断层和蒸气室侧的芯层，

在所述热隔断层与所述芯层之间形成有间隙，

所述储液室与所述间隙通过形成于所述热隔断层的贯通路连通，并且

储液室内的工作流体通过所述贯通路，因毛细管力渗透至所述间隙和所述芯层。

〈2〉〈1〉项中记载的蒸发器，其中，所述储液室设置于所述蒸气室的铅直上方。

〈3〉〈1〉项或〈2〉项中记载的蒸发器，其还具备辅助容器和将所述辅助容器与所述储液室连接的供给管，

所述辅助容器内的工作流体的液面位于所述供给管的铅直上方。

〈4〉〈1〉项或〈2〉项中记载的蒸发器，其还具备将所述工作流体压送至所述储液室内的泵。

〈5〉〈3〉项中记载的蒸发器，其还具备将所述工作流体压送至所述辅助容器内的泵。

〈6〉〈1〉项～〈5〉项的任一项中记载的蒸发器，其中，所述芯层具备金属和半导体的至少任一者的粉末的烧结体。

〈7〉〈6〉项中记载的蒸发器，其中，所述金属和所述半导体选自铜、锌、镍、黄铜、铁、镁和硅。

〈8〉〈1〉～〈7〉项的任一项中记载的蒸发器，其中，所述热隔断层包含选自树脂、合成橡胶、天然橡胶、硅橡胶、氧化铝、玻璃和不锈钢的物质。

〈9〉〈1〉～〈8〉项的任一项中记载的蒸发器，其中，所述工作流体包含选自氨、丙酮、甲醇、水和氟系溶剂的物质。

发明效果

根据本公开的蒸发器，可通过热隔断层抑制施加于蒸发器的热从芯层侧传递至储液室内的工作流体。与此同时，根据本公开的蒸发器，由于工作流体通过形成于热隔断层的贯通路，因此即使设置热隔断层，也能将工作流体的压力损失的增加抑制为在实用上不成问题的程度。其结果，根据本公开的蒸发器，可提供在抑制工作流体的压力损失的增加的同时抑制热输送量的下降的蒸发器。

附图说明

图1是示出环路热管系统的一实施方案的示意图。

图2是示出本公开的蒸发器的一实施方案的纵断面图。

图3是将图2的由虚线包围的部分放大而得到的纵断面图。

图4是示意性示出热隔断层的结构的透视图。

图5是示出本公开的蒸发器的其它实施方案的纵断面图。

图6是示出图5的蒸发器的其它实施方案的纵断面图。

图7是示出变形了图2的蒸发器的蒸气室的一实施方案的纵断面图。

附图标记说明

10 容器

11 进热部

12 内周面

14 突起部

16 辅助容器

20 分割层

30 热隔断层

32 芯层

34 间隙

36 贯通路

38 支撑柱

39 外周面

40 储液室

50 蒸气室

60 蒸发器

70 蒸气管

80 冷凝器

82 热交换器

90 液管

91 供给管

95 工作流体

96 泵

具体实施方式

以下，对根据本公开的蒸发器的实施方案进行详细说明。予以说明，以下示出的实施方案不限定本公开。

图1是示出环路热管系统的一实施方案的示意图。环路热管系统(100)具备蒸发器(60)和冷凝器(80)。

蒸发器(60)的内部通过分割层(20)被分割成储液室(40)和蒸气室(50)。蒸气室(50)与冷凝器(80)通过蒸气管(70)连接。冷凝器(80)和储液室(40)通过液管(90)连接。在冷凝器(80)的内部，蒸气管(70)和液管(90)与热交换管(82)连接。

在蒸发器(60)的内容部，储液室(40)的工作流体(95)因毛细管力渗透至分割层(20)内的芯层，因被施加于蒸发器(60)的热而蒸发。关于芯层，在后面描述。工作流体的蒸气通过蒸气管(70)被送至冷凝器。在冷凝器(80)的热交换管(82)的内部，工作流体的蒸气冷凝而成为液体，释放冷凝热。液体的工作流体通过液管(90)被送至储液室(40)。

热输送距离相当于蒸气管(70)的长度。工作流体(95)的压力损失大时，热输送距离下降。

如图1所示，环路热管系统(100)通过工作流体(95)进行循环而工作。环路热管系统(100)工作的驱动力、即工作流体(95)进行循环的驱动力由下面的(A)式表示。

(P_g－P_s)+P_c···(A)

P_g：工作流体(95)的蒸气的压力

P_s：储液室(40)内的工作流体(95)的饱和蒸气压

P_c：工作流体(95)浸透分割层(20)内的芯层时的毛细管力

工作流体(95)进行循环的驱动力(以下简称为“驱动力”)下降时，热输送效率下降，因此，热输送量下降。根据(A)式，P_s上升时，驱动力下降，因此热输送量下降。

如果储液室(40)内的工作流体(95)的温度上升，则P_s上升。如果被施加于蒸发器(60)的热除了对分割层(20)内的芯层进行加热以外，还对储液室(40)内的工作流体(95)进行加热，则储液室(40)的工作流体(95)的温度上升。在以下的说明中，有时将被施加于蒸发器(60)的热除了对分割层(20)内的芯层进行加热以外，还对储液室(40)内的工作流体(95)进行加热称作“热泄漏”。

如果发生热泄漏，则不仅P_s上升从而驱动力下降，而且在芯层中用于使工作流体(95)蒸发的热量也不足。由此，来自蒸发器(60)的热输出下降，从而环路热管系统(100)的热输送量下降。

在以往的蒸发器(60)中，为了防止热泄漏，提出了各种对策。在将分割层(20)设为厚的芯层时，可抑制热泄漏，但工作流体(95)的压力损失增加，热输送距离下降。在将分割层(20)设为低热导率材料的芯层时，可抑制热泄漏，但渗透到了芯层的液体的工作流体难以蒸发，作为蒸发器(60)变得难以工作。在将分割层(20)设为多层芯、将蒸气室(50)侧设为高导热材料的芯层、将储液室(40)侧设为芯层时，可抑制热泄漏，但多层芯整体的厚度增加，从而工作流体(95)的压力损失增大。

本发明人发现，在将分割层(20)设为如下那样时，可得到在抑制工作流体的压力损失的同时，能抑制热泄漏的蒸发器(60)。分割层(20)具备储液室(40)侧的热隔断层和蒸气室(50)侧的芯层，在热隔断层和芯层之间形成间隙，储液室与间隙通过形成于热隔断层的贯通路连通。

基于这些认识，接着对本公开的蒸发器(60)的构成进行说明。图2是示出本公开的蒸发器(60)的一实施方案的纵断面图。图3是将图2的由虚线包围的部分放大而得到的纵断面图。图2和图3示出平板型蒸发器的一实施方案。

本公开的蒸发器(60)具备容器(10)和分割层(20)。蒸发器(60)为平板型蒸发器，因此容器(10)的形状为箱型，分割层(20)为板状。本公开的蒸发器(60)可以组入例如图1所示的环路热管系统(100)。以下，对本公开的蒸发器(60)按各构成要素进行说明。

(容器)

容器(10)为蒸发器(60)的本体。容器(10)的外部被热源加热。在容器(10)的内部装入工作流体(95)。容器(10)由具有耐热性、对于工作流体(95)具有耐腐蚀性的材料制造。作为容器(10)的材料，可举出不锈钢、铜、铜合金和镍合金等。

在图2所示的实施方案的情况下，从图2的下侧进热。在图2所示的实施方案中，使进热部(11)变厚，但不限于此。进热部(11)的厚度和形状等根据蒸发器(60)与熱源(未图示)等的位置关系适当确定即可。

(分割层)

分割层(20)将容器(10)的内部分割为储液室(40)和蒸气室(50)。在蒸发器(60)例如组入图1所示的环路热管系统(100)的情况下，储液室(40)与液管(90)连接，蒸气室(50)与蒸气管(70)连接。

分割层(20)具备储液室(40)侧的热隔断层(30)与蒸气室(50)侧的芯层(32)。热隔断层(30)和芯层(32)之间形成有间隙(34)。

图4是示意性示出热隔断层(30)的结构的透视图。由于在热隔断层(30)与芯层(32)之间形成间隙(34)，因此在图4所示的实施方案中，热隔断层(30)在芯层(32)侧(在图4中下侧)具备支撑柱(38)。间隙(34)的形成方法不限于此。作为其它实施方案，可以用粘合剂等将容器(10)的内周面(12)和热隔断层(30)的厚度方向的外周面(39)粘接。

在热隔断层(30)中形成有贯通路(36)。贯通路(36)通过对板材等进行机械加工等来形成，或者将构成热隔断层(30)的材料熔融并将其熔液注入具有心型销(コアピン)的模具中来形成。因此，贯通路(36)与芯层(32)包含的那样的、具有三维网结构的毛细孔不同。

储液室(40)和间隙(34)通过贯通路(36)连通。如图3所示，储液室(40)内的液体的工作流体(95)通过贯通路(36)。贯通路(36)不是毛细孔，因此液体的工作流体(95)通过贯通路(36)时，毛细管力不作用于液体的工作流体(95)。

如图3所示，通过了贯通路(36)的液体的工作流体(95)流入间隙(34)。通过该流入，在芯层(32)的与热隔断层(30)相对的表面，液体的工作流体(95)扩展。

芯层(32)具有许多毛细孔。不受理论约束，认为如果将间隙(34)的宽度(热隔断层(30)与芯层(32)的相隔距离)设为芯层(32)的毛细孔的孔径程度，则成为毛细孔与间隙(34)为一体那样的状态。认为通过该状态，通过了贯通路(36)的液体的工作流体(95)一边因毛细管力在间隙(34)的整个区域扩展，一边侵入芯层(32)的毛细孔。如此，储液室(40)内的工作流体(95)通过贯通路(36)，因毛细管力渗透至间隙(34)和芯层(32)。

(储液室和蒸气室的位置关系)

在图2所示的实施方案中，储液室(40)设置于蒸气室(50)的铅直上方。由此，储液室(40)内的工作流体(95)通过重力作用与热隔断层(30)接触地滞留。通过该滞留，工作流体(95)没有被途中间断，而是通过贯通路(36)，因毛细管力渗透至间隙(34)和芯层(32)。

储液室(40)的大小可以是如图2所示那样，使得在工作流体(95)的与热隔断层(30)相反的一侧(图2的上侧)具有空间，也可以使得工作流体(95)充满储液室(40)。

储液室(40)和蒸气室(50)的位置关系不限于图2所示的实施方案。在以工作流体(95)充满储液室(40)内的方式设定储液室(40)的大小时，储液室(40)也可以不在蒸气室(50)的铅直上方。例如，蒸气室(50)可以位于储液室(40)的铅直上方。如果环路热管系统(100)的驱动力大，则液体的工作流体(95)被有效返回至储液室(40)。由此，工作流体(95)容易充满储液室(40)内，而不使用特别的其它手段。

蒸气室(50)的大小根据芯层(32)中液体的工作流体(95)蒸发的量适当确定即可。蒸气室(50)的大小也可以通过面对芯层(32)的容器(10)的内周面(在图2中，蒸气室(50)的底面)与芯层(32)的相隔距离(以下，有时称作“容器(10)内面与芯层(32)的相隔距离”)来表示。容器(10)内面与芯层(32)的相隔距离可以为0.5mm以上、0.7mm以上或1.0mm以上，也可以为5.0mm以下、3.0mm以下或2.0mm以下。

(辅助容器和供给管)

图5是示出本公开的蒸发器(60)的其它实施方案的纵断面图。图5示出筒型蒸发器的一实施方案。当容器(10)为筒型时，存在储液室(40)不位于蒸气室(50)的铅直上方的部位，因此需要工作流体(95)充满储液室(40)内。在图5所示的实施方案中，蒸发器(60)还具备辅助容器(16)以及将辅助容器(16)与储液室(40)连接的供给管(91)。而且，辅助容器(16)内的工作流体(95)的液面位于供给管(91)的铅直上方。由此，工作流体(95)充满储液室(40)内。

图2所示的蒸发器(60)中也可具备辅助容器(16)。此时，工作流体(95)充满储液室(40)内。该实施方案在热输送距离非常长时是有用的。

(泵)

图6是示出图5的蒸发器(60)的其它实施方案的纵断面图。图6的蒸发器(60)具备泵(96)代替图5的蒸发器(60)的辅助容器(16)。泵(96)设置于液管(90)的中途。泵(96)将工作流体(95)压送(压力供给)至储液室(40)内。由此，工作流体(95)可充满储液室(40)内。

图2所示的蒸发器(60)也可具备泵(96)。泵(96)设置于液管(90)的中途。储液室(40)的大小可以使得工作流体(95)充满储液室(40)，也可以如图2所示那样，在工作流体(95)的与热隔断层(30)相反的一侧(图2的上侧)具有空间。

在以蒸气室(50)位于储液室(40)的铅直上方的方式设置了图2所示的蒸发器(60)的情况下，通过泵(96)，工作流体(95)可充满储液室(40)内。

在以储液室(40)设置于蒸气室(50)的铅直上方的方式设置图2所示的蒸发器(60)、并且热输送距离非常长的情况下，通过泵(96)，工作流体(95)也可没有被中途间断地供给至储液室(40)内。

图5所示的蒸发器(60)中也可具备泵(96)。泵(96)设置于液管(90)的中途。即使在热输送距离非常长的情况下，通过泵(96)，工作流体(95)也可没有被途中间断地压送至辅助容器(16)内。

泵(96)只要对于工作流体(95)具有耐腐蚀性，并且可压送工作流体(95)，种类等就不特别限制。作为泵(96)，可举出磁力泵和活塞泵等。

接着，对热隔断层(30)、芯层(32)、间隙(34)和工作流体(95)的实施方案进行说明。现在开始说明的热隔断层(30)等实施方案也可应用于至此已说明的任一蒸发器(60)。

(热隔断层)

热隔断层(30)包含低热导率材料。由此，隔断热从芯层(32)传递至储液室(40)内的工作流体(95)。“热隔断层(30)包含低热导率材料”是指热隔断层(30)可以由低热传导材料形成，或以低热导率材料作为主成分。也可以根据热隔断层(30)的强度提高等需要或不可避免地包含低热导率材料以外的材料。低热导率材料的含有率优选相对于热隔断层(30)整体为90质量％以上，更优选为95质量％以上。

构成热隔断层(30)的材料的热导率可以为30W·m^-1·K^-1以下、20W·m^-1·K^-1以下或10W·m^-1·K^-1。进而，构成热隔断层(30)的材料的热导率优选为1.0W·m^-1·K^-1以下，更优选为0.5W·m^-1·K^-1以下，进一步优选为0.3W·m^-1·K^-1以下。虽然构成热隔断层(30)的材料的热导率越低越好，但就实用方面而言，为0.015W·m^-1·K^-1以上。

低热传导材料可以包含选自树脂、合成橡胶、天然橡胶、硅橡胶、氧化铝、玻璃和不锈钢的物质。也可以将这些材料组合。将这些材料的热导率示于表1。

表1

热隔断层(30)具有贯通路(36)。贯通路(36)可以通过对树脂、合成橡胶、天然橡胶、硅橡胶、氧化铝、玻璃、不锈钢等构成的材料进行机械加工、超声波加工、激光加工和/或冲压加工等来形成。贯通路(36)也可以对不锈钢构成的材料进行放电加工来形成。贯通路(36)也可以将树脂、合成橡胶、天然橡胶、硅橡胶、氧化铝、玻璃、不锈钢进行熔融，将其熔液注入具有心型销的模具中来形成。如此地形成贯通路(36)，因此与芯层(32)包含的那样的具有三维网结构的毛细孔不同。

接着，对贯通路(36)的孔径、断面形状、空隙率和厚度进行说明。它们不依赖于工作流体(95)的种类。

如果贯通路(36)的孔径为0.5mm以上、1.0mm以上或1.5mm以上，则难以发生压力损失，当然毛细管力不作用于工作流体(95)。另一方面，如果贯通路(36)的孔径为5.0mm以下、4.0mm以下或3.0mm以下，则热难以通过贯通路(36)，从芯层(32)侧传递至储液室(40)内的工作流体(95)。贯通路(36)的孔径大于芯层(32)的毛细孔径。

贯通路(36)的断面形状可以不是圆形。在贯通路(36)的断面不是圆形的情况下，贯通路(36)的孔径为其断面积的当量圆直径。在贯通路(36)的断面积在深度方向不同的情况下，贯通路(36)的孔径以最小断面积的当量圆直径来表示。这是由于，压力损失依赖于最小断面积部分。如此确定的贯通路(36)的孔径可与后述的芯层(32)的毛细孔径进行直接比较。予以说明，在本说明书中，贯通路(36)的断面形状和断面积分别是与流过贯通路(36)内的工作流体(95)的行进方向垂直的断面的形状和面积。

如果热隔断层(30)的空隙率为1％以上、5％以上、10％以上或15％以上，则难以发生压力损失。另一方面，如果热隔断层(30)的空隙率为50％以下、40％以下、30％以下或25％以下，则热难以通过贯通路(36)从芯层(32)侧传递至储液室(40)内的工作流体(95)。

热隔断层(30)的空隙率(％)是贯通路(36)的断面积相对于没有贯通路(36)时的热隔断层(30)的断面积的比例(％)。在贯通路(36)的断面积在深度方向不同的情况下，为最小断面积的比例(％)。这是由于压力损失依赖于最小断面积部分。在贯通路(36)为多个的情况下，为各贯通路(36)的合计断面积相对于没有贯通路(36)时的热隔断层(30)的断面积的比例(％)。如此求得的热隔断层(30)的空隙率(％)可与芯层(32)的空隙率(％)进行直接比较。予以说明，在本说明书中，热隔断层(30)的断面积是与热隔断层(30)的厚度方向垂直的面的面积。

如果热隔断层(30)的厚度为1.0mm以上、1.3mm以上或1.6mm以上，则热难以从芯层(32)侧传递至储液室(40)内的工作流体(95)。另一方面，如果热隔断层(30)的厚度为5.0mm以下、4.0mm以下、或3.0mm以下，则难以发生压力损失。在热隔断层(30)的厚度因部位而不同的情况下，热隔断层(30)的厚度为各部位的平均值。

(芯层)

由于利用热隔断层(30)将来自芯层(32)的热隔断，因此芯层(32)的热导率可以高于构成热隔断层(30)的材料的热导率。由此，可将施加于蒸发器(60)的热在芯层(32)内有效地传递至工作流体(95)。

如果芯层(32)的热导率为50W·m^-1·K^-1以上、75W·m^-1·K^-1以上或100W·m^-1·K^-1以上，则能在芯层(32)内将热有效地传递至工作流体(95)。另一方面，芯层(32)的热导率在400W·m^-1·K^-1以下是实用的。

在环路热管系统(100)的领域中，芯层(32)的热导率通常设为与构成芯层(32)的物质的热导率相同。不受理论约束，其原因在于，在液体的工作流体(95)渗透至芯层(32)的内部时，由于毛细孔具有三维网状结构，因此毛细孔中的液体的工作流体(95)被构成芯层(32)的物质包围。因此，可认为芯层(32)的热导率的上述范围与构成芯层(32)的物质的热导率(W·m^-1·K^-1)的范围相同。

接着，对芯层(32)的毛细孔径、空隙率和厚度进行说明。它们依赖于工作流体(95)的种类。

在工作流体(95)为水的情况下，如果毛细孔径为0.5μm以上、1μm以上、10μm以上或20μm以上，则压力损失难以变大。另一方面，如果毛细孔径为100μm以下、80μm以下、60μm以下或40μm以下，则工作流体(95)难以以液体的状态向蒸气室(50)排出。

在工作流体(95)为次氟酸(HFO)的情况下，如果毛细孔径为0.7μm以上、1.0μm以上或1.3μm以上，则压力损失难以变大。另一方面，如果毛细孔径为4.0μm以下、3.0μm以下或2.0μm以下，则工作流体(95)难以以液体的状态向蒸气室(50)排出。予以说明，毛细孔径是通过水银压入法测定的值。

在工作流体(95)为水或次氟酸(HFO)的情况下，如果芯层(32)的空隙率为30％以上、40％以上、50％以上或60％以上，则压力损失难以变大。另一方面，如果芯层(32)的空隙率为95％以下、90％以下、80％以下或70％以下，则工作流体(95)难以以液体的状态向蒸气室(50)排出。予以说明，芯层(32)的空隙率(％)是通过水银压入法测定的值。

在工作流体(95)为水的情况下，如果芯层(32)的厚度为0.5mm以上、1.0mm以上、1.5mm以上或2.0mm以上，则工作流体(95)难以以液体的状态向蒸气室(50)排出。另一方面，如果芯层(32)的厚度为5.0mm以下、4.5mm以下、4.0mm以下或3.5mm以下，则压力损失难以变大。

在工作流体(95)为次氟酸(HFO)的情况下，如果芯层(32)的厚度为0.1mm以上、0.2mm以上或0.4mm以上，则工作流体(95)难以以液体的状态向蒸气室(50)排出。另一方面，如果芯层(32)的厚度为3.0mm以下、2.0mm以下或1.0mm以下，则压力损失难以变大。予以说明，在芯层(32)的厚度因部位而不同的情况下，芯层(32)的厚度为各部位的平均值。

具有上述范围的热导率、毛细孔径和空隙率的芯层(32)可以具备金属和半导体的至少任一者的粉末的烧结体。芯层(32)也可以全部为烧结体，可以在不妨碍工作流体(95)的渗透的范围内在烧结体中具有增强材料等。

金属或半导体的至少任一者的粉末的烧结体可以在不妨碍工作流体(95)的渗透和确保烧结体强度的范围内含有少量润滑剂和/或粘合剂。在对粉末进行压缩成形得到压粉体时，也可以添加润滑剂。在压缩成形和/或烧结时，也可以添加粘合剂。烧结体中的金属和半导体的含量优选为90质量％以上，更优选为95质量％以上。

作为金属和半导体，可选择铜(398)、锌(121)、镍(90)、黄铜(120)、铁(84)、镁(151)和硅(200)。金属或半导体名称后的括号内的数字是该金属或半导体的热导率(W·m^-1·K^-1)的值。

为了得到具有高热导率的芯层(32)，特别优选铜粉末的烧结体、硅粉末的烧结体和镁粉末的烧结体。予以说明，如上述那样，例如铜粉末的烧结体的热导率与铜的热导率相等。关于铜以外的金属或半导体也同样。

(间隙)

间隙(34)的厚度为热隔断层(30)与芯层(32)的相隔距离(以下，有时简称为“相隔距离”)。相隔距离依赖于工作流体(95)的种类。

在工作流体(95)为或氟系溶剂的情况下，相隔距离为10μm以上、100μm以上、200μm以上、300μm以上或400μm以上，可以为1000μm以下、900μm以下、800μm以下、700μm以下或600μm以下。当如此地形成相隔距离时，工作流体(95)因毛细管力渗透至间隙(34)。予以说明，在相隔距离因部位而不同的情况下，相隔距离为各部位的平均值。

(工作流体)

如果环路热管系统(100)正常工作，则工作流体(95)不特别限定。工作流体(95)包含选自由氨、丙酮、甲醇、水和氟系溶剂组成的组的物质。“包含选自组的物质”是指工作流体(95)由选自该组的物质构成，或以选自该组的物质为主成分。为了热交换的稳定性等的提高，工作流体(95)也可以根据需要或不可避免地包含选自该组的物质以外的物质。选自该组的物质的含有率相对于全部工作流体(95)，优选为90质量％以上，更优选为95质量％以上。

氟系溶剂为防冻溶剂，因此可在寒冷地域等使用。但是，氟系溶剂具有高粘性，因此压力损失容易变大。另外，氟系溶剂的潜热小，因此在环路热管系统(100)中，需要提高氟系溶剂的回流速度。本公开的蒸发器(60)具备热隔断层(30)，因此可以使芯层(32)变厚，或者也可以不设为多层。由此，本公开的蒸发器(60)难以发生压力损失，因此可使用氟系溶剂。另外，由于难以发生压力损失，因此可提高回流速度。

作为氟系溶剂，可举出1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)、氯二氟甲烷(氟利昂22)、1,1,2-三氯-1,2,2-三氟乙烷(氟利昂113)、2,2-二氯-1,1,1-三氟乙烷(HCFC-123)和次氟酸(HFO)(バートレルシネラ)等。

本公开的蒸发器(60)可在不脱离本公开的主旨的范围内进行各种改变。例如，蒸气室(50)可以如下地进行变形。图7是示出变形了图2的蒸发器(60)的蒸气室(50)的一实施方案的纵断面图。

如图7所示，可以在蒸气室(50)的内部设置多个突起部(14)。突起部(14)从容器(10)的进热部(11)延伸。

通过突起部(14)的设置，可使蒸气室(50)的对着芯层(32)的面的面积增加，可将热更有效地传递至芯层(32)。优选突起部(14)的前端尽可能接近芯层(32)，并且突起部(14)的前端不接触芯层(32)。通过这样设置，热容易从突起部(14)的前端传递至芯层(32)，并且不妨碍工作流体(95)的蒸气从芯层(32)排出。

实施例

以下，通过实施例进一步具体说明本公开的蒸发器。予以说明，本公开的蒸发器不限于此。

(蒸发器的准备)

准备了图2所示的蒸发器(60)。将该蒸发器(60)组入图1所示的环路热管系统(100)。

使用四氟乙烯·乙烯共聚物(PTFT)来制作了热隔断层(30)。四氟乙烯·乙烯共聚物的热导率为0.19W·m^-1·K^-1。贯通路(36)为圆柱形，其孔径为2mm。热隔断层(30)的空隙率和厚度分别为20％和2mm。

芯层(32)为硅粉末的烧结体。芯层(32)的热导率、毛细孔径、空隙率和厚度分别为200W·m^-1·K^-1、1.5μm、62％、0.5mm。

间隙(34)的厚度(相隔距离)为500μm。另外，蒸气室的大小以容器(10)内面与芯层(32)的相隔距离计为1mm。

作为工作流体(95)，使用了次氟酸(HFO)(デュポン社制バートレルシネラ)。

(评价)

使用功率表测定了输入电压和输入电流，从该测定值计算出热输送量。另外，使用设置于芯层(32)的储液室(40)侧和蒸气室(50)侧的压力计测定了压力损失。对于设置了热隔断层(30)的蒸发器(60)(实施例)和移除了热隔断层(30)的蒸发器(60)(比较例)，分别测定了热输送量和压力损失。

(结果)

在实施例和比较例中，没有确认出压力损失的差别。由此可确认，即使设置热隔断层(30)，也不发生压力损失。关于热输送量，实施例为2623W，比较例为2055W。根据这些结果，可确认本公开的蒸发器(60)能在抑制工作流体的压力损失的增加的同时抑制热输送量的下降。

即，根据以上结果，可确认本公开的蒸发器的效果。

Claims (9)

1.蒸发器，其具备容器以及将所述容器的内部分割为储液室和蒸气室的分割层，

所述分割层具备储液室侧的热隔断层和蒸气室侧的芯层，

在所述热隔断层与所述芯层之间形成有间隙，

所述储液室与所述间隙通过形成于所述热隔断层的贯通路连通，并且

储液室内的工作流体通过所述贯通路，因毛细管力渗透至所述间隙和所述芯层。

2.权利要求1所述的蒸发器，其中，所述储液室设置于所述蒸气室的铅直上方。

3.权利要求1或2所述的蒸发器，其还具备辅助容器和将所述辅助容器与所述储液室连接的供给管，

所述辅助容器内的工作流体的液面位于所述供给管的铅直上方。

4.权利要求1或2所述的蒸发器，其还具备将所述工作流体压送至所述储液室内的泵。

5.权利要求3所述的蒸发器，其还具备将所述工作流体压送至所述辅助容器内的泵。

6.权利要求1～5的任一项所述的蒸发器，其中，所述芯层具备金属和所述半导体的至少任一者的粉末的烧结体。

7.权利要求6所述的蒸发器，其中，所述金属和半导体选自铜、锌、镍、黄铜、铁、镁和硅。

8.权利要求1～7的任一项所述的蒸发器，其中，所述热隔断层包含选自树脂、合成橡胶、天然橡胶、硅橡胶、氧化铝、玻璃和不锈钢的物质。

9.权利要求1～8的任一项所述的蒸发器，其中，所述工作流体包含选自氨、丙酮、甲醇、水和氟系溶剂的物质。