CN109539841A - 环路热管用蒸发器、环路热管系统及电器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及带有毛细结构管束的热交换设备技术领域，提供的环路热管用蒸发器及环路热管系统包括导热外壳、容液内壳、连接支架和毛细芯；容液内壳置于导热外壳的内腔中，连接支架支承于导热外壳与容液内壳之间，导热外壳与容液内壳间隔布置；毛细芯及容液内壳围成集液腔；导热外壳的内表面、容液内壳的外表面及毛细芯的背离集液腔的侧面围成蒸汽腔；导热外壳上设有第一液流入口和蒸汽出口，容液内壳上设有第二液流入口。本发明的导热外壳与外界有更大的接触面积，有利于实现对环路热管用蒸发器周围的快速散热，此外也避免容液内壳及集液腔过多地吸收热量，避免造成热泄漏现象，避免蒸汽腔被烧干，保证环路热管用蒸发器的散热性能稳定。

Description

环路热管用蒸发器、环路热管系统及电器

技术领域

本发明涉及带有毛细结构管束的热交换设备技术领域，具体地说，是涉及一种环路热管用蒸发器、环路热管系统及电器。

背景技术

现有技术中，环路热管用的蒸发器包括集液腔和蒸汽腔，集液腔与蒸汽腔之间连接有毛细芯，环路热管系统向集液腔供给液流，液流通过毛细芯渗入蒸汽腔，蒸汽腔通过导热外壳吸收外界的热量，使渗入蒸汽腔的液流汽化形成蒸汽并流出蒸汽腔，毛细芯上液流的蒸发对毛细芯中正在渗透的液流形成抽吸力，进而使集液腔中的液流在抽吸力的作用下源源不断地向蒸汽腔渗透，以此通过工质相变的方式将环路热管用蒸发器周围的热量带走，实现热量的快速传递，具有传热能力大、传输距离长、无运动部件、效率高、等温性好等优点，适用于高热流密度电子器件散热。

然而，现有技术中集液腔的容液内壳也裸露于环境中，一方面，致使溶液腔中的液体也大量吸热，并在集液腔中形成大量蒸汽，毛细芯在渗透液流时，大量蒸汽也跟随着通过毛细芯，蒸汽通过毛细芯到达蒸汽腔后不能吸热汽化，造成热泄漏，因而不能对毛细芯中的液流产生抽吸力，使得集液腔向蒸汽腔的液流渗透速率减缓，造成液流从集液腔向蒸汽腔的渗透速率跟不上蒸汽腔中液流的蒸发速率，造成散热不稳定的现象，并且可能造成蒸汽腔烧干现象，不利于环路热管用蒸发器通过工质相变的方式带走其周围的热量；另一方面，在环路热管用蒸发器表面积保持不变的情况下，容液内壳裸露于环境中也压缩了导热壳体与环境的接触面积，进一步减缓了蒸汽腔对环境热量的吸收，不利于环路热管用蒸发器对周围环境快速散热。

此外，现有技术中，将毛细芯设于容液内壳顶部或侧部，致使液流从集液腔向蒸汽腔的渗透集液腔的液量满腔并且需要向集液腔施加压力才能完成，造成启动困难。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的之一在于提供一种能有效避免热泄漏和烧干现象的环路热管用蒸发器。

为了实现上述目的，本发明提供的环路热管用蒸发器包括导热外壳、容液内壳、连接支架和毛细芯；容液内壳置于导热外壳的内腔中，连接支架支承于导热外壳与容液内壳之间，导热外壳与容液内壳间隔布置；毛细芯设于容液内壳上，毛细芯及容液内壳围成集液腔；导热外壳的内表面、容液内壳的外表面及毛细芯的背离集液腔的侧面围成蒸汽腔；导热外壳上设有第一液流入口和蒸汽出口，容液内壳上设有第二液流入口。

由上可见，本发明通过对环路热管用蒸发器的设置和结构设计，外界通过第一液流入口和第二液流入口向集液腔供给液流，通过蒸汽出口将蒸汽内腔中的蒸汽导出，以此实现环路热管用蒸发器的工质相变散热；将容液内壳置于导热外壳的内腔中，并且导热外壳与容液内壳设置为间隔布置，一方面，使导热外壳与外界能有更大的接触面积，有利于蒸汽腔快速吸收环路热管用蒸发器周围的热量，实现对环路热管用蒸发器周围的快速散热；另一方面，也避免导热外壳与容液内壳直接接触，避免容液内壳及集液腔过多地吸收热量，避免集液腔中的液流汽化，避免因热泄漏而导致毛细芯对液流的抽吸力减小，避免降低毛细芯对液流的抽吸速率，使得从毛细芯渗入蒸汽腔的液流汽化速率加快时，毛细芯对液流的抽吸力加大，使液流从集液腔向蒸汽腔渗入的速率能够与渗入蒸汽腔的液流的蒸发速率匹配，液流从集液腔向蒸汽腔的渗透速率也加快，避免在蒸汽腔中液流蒸发后得不到及时补充，避免蒸汽腔被烧干，保证环路热管用蒸发器的散热性能稳定。

一个优选的方案是，毛细芯位于容液内壳的底部。

由上可见，将毛细芯设于容液内壳的底部，初始情况下或者在环路热管用蒸发器暂停使用后重启时，液流能够在重力作用下从集液腔向蒸汽腔渗透，而不需要外加动力来驱动液流渗透，启动容易；此外，即使在毛细芯中渗入了蒸汽，液流也能在重力作用下向蒸汽腔渗透，能一定程度缓解因热泄漏而导致的液流渗透速率减缓的问题，并且，由于毛细芯设于容液内壳底部，使得集液腔中只要有液流，就一定会有液流跟毛细芯接触，液流就能通过毛细芯渗入至蒸汽腔中，能够最大程度上保证集液腔及时向蒸汽腔提供液流，能够最大限度避免蒸汽腔烧干。

另一个优选的方案是，连接支架包括槽道体，槽道体设于导热外壳的底壁上，容液内壳支承于槽道体上。

由上可见，连接支架可以连接于导热外壳上的任意位置，只需要将容液内壳支承至与导热外壳不接触的状态，以避免容液内壳因直接接触导热外壳而大量吸热，避免造成热泄漏；然而，如果将连接支架连接于导热外壳的侧壁或顶壁上，连接支架与导热外壳的连接以及连接支架与容液内壳的连接的要求均较高，且结构较为复杂，不利于生产；因此，将连接支架设置为槽道体，并将槽道体设于导热外壳的底壁上，这样液流从集液腔渗透至毛细芯底面后汽化，汽化后的蒸汽通过槽道体上的槽道传出，能够满足使用要求；此外，槽道体与导热外壳之间以及槽道体与容液内壳之间主要靠互相之间的支承受力，连接要求不高，有利于环路热管用蒸发器的结构简洁。

再一个优选的方案是，容液内壳为隔热壳体。

由上可见，将容液内壳设为隔热壳体，能大幅减少集液腔与蒸汽腔之间的热交换，进一步避免集液腔中的液体因吸热汽化，避免造成热泄漏现象。

又一个优选的方案是，容液内壳的顶壁为隔热壁。

由上可见，由于容液内壳的底部设置有毛细芯，且蒸汽腔中蒸汽受热上升，因此蒸汽腔中的顶部蒸汽温度较高，导致容液内壳的顶壁为集液腔与蒸汽腔之间的主要热交换面，将容液内壳的顶壁设为隔热壁一方面能有效减少集液腔与蒸汽腔之间的热交换，进一步降低热泄漏的风险，并且也有利于降低环路热管用蒸发器的成本，提升环路热管用蒸发器的工艺性能。

又一个优选的方案是，环路热管用蒸发器还包括液流管路，液流管路贯通第一液流入口和第二液流入口，液流管路与第一液流入口的侧壁密封连接，液流管路与第二液流入口的侧壁密封连接。

由上可见，通过液流管路连通集液腔，便于集液腔连入环路热管中，便于环路热管中的其它功能模块向集液腔供给液流。

又一个优选的方案是，环路热管用蒸发器还包括蒸汽管路，蒸汽管路连通蒸汽出口，蒸汽管路与蒸汽出口的侧壁密封连接。

由上可见，通过真气管路连通蒸汽出口，便于蒸汽腔连入环路热管系统中，便于及时将蒸汽腔中的蒸汽排出至环路热管中的其它功能模块，实现对环路热管用蒸发器周围的快速散热。

又一个优选的方案是，导热外壳的外侧表面上设有凹凸结构。

由上可见，凹凸结构的设置有利于加大导热外壳的外侧表面的面积，也即有利于加大导热外壳的导热面，有利于蒸汽腔通过导热外壳加速吸收周围环境的热量，有利于环路热管用蒸发器对周围环境加速散热。

还一个优选的方案是，凹凸结构为锯齿状。

由上可见，锯齿状的凹凸结构能够加大导热外壳的导热面积，且锯齿状的凹凸结构加工工艺简单，便于环路热管用蒸发器的生产。

为了解决上述问题，本发明的目的之二在于提供一种能有效避免环路热管用蒸发器热泄漏和烧干现象的环路热管系统。

为了实现上述目的，本发明提供的环路热管系统包括前述的环路热管用蒸发器。

由上可见，由于采用前述的环路热管用蒸发器，使得本发明的环路热管系统能够能避免环路热管用蒸发器出现热泄漏和烧干现象，保证环路热管系统能稳定高效地对环路热管用蒸发器周围进行散热。

为了解决上述问题，本发明的目的之三在于提供一种能有效避免环路热管用蒸发器热泄漏和烧干现象的电器。

为了实现上述目的，本发明提供的电器包括前述的环路热管系统。

由上可见，由于采用前述的环路热管系统，使得本发明的电器能够能避免环路热管用蒸发器出现热泄漏和烧干现象，保证环路热管系统能稳定高效地对电器的发热部件进行散热。

附图说明

图1是本发明环路热管用蒸发器的侧向剖视示意图；

图2是图1的A－A向剖视图。

具体实施方式

环路热管用蒸发器实施例：

请参照图1及图2，本实施例提供的环路热管用蒸发器包括导热外壳 1、容液内壳2、连接支架和毛细芯4；容液内壳2为隔热壳体，容液内壳 2置于导热外壳1的内腔中，连接支架包括槽道体3，槽道体3设于导热外壳1的底壁13上，容液内壳2支承于槽道体3上，导热外壳1与容液内壳2间隔布置；毛细芯4设于容液内壳2的底部上，毛细芯4及容液内壳2围成集液腔6；导热外壳1的内表面、容液内壳2的外表面及毛细芯 4的背离集液腔6的侧面围成蒸汽腔5；导热外壳1上设有第一液流入口和蒸汽出口12，容液内壳2上设有第二液流入口。外界通过第一液流入口和第二液流入口向集液腔6供给液流，通过蒸汽出口12将蒸汽内腔5中的蒸汽导出，以此实现环路热管用蒸发器的工质相变散热；将容液内壳2 置于导热外壳1的内腔中，并且导热外壳1与容液内壳2间隔布置，一方面，使导热外壳1与外界能有更大的接触面积，有利于蒸汽腔5快速吸收环路热管用蒸发器周围的热量，实现对环路热管用蒸发器周围的快速散热；另一方面，也避免导热外壳1与容液内壳2直接接触，避免容液内壳2及集液腔6通过导热外壳1过多地吸收热量，避免集液腔6中的液流汽化，避免因热泄漏而导致毛细芯4对液流的抽吸力减小，避免降低毛细芯4对液流的抽吸速率，使得从毛细芯4渗入蒸汽腔5的液流汽化速率加快时，毛细芯4对液流的抽吸力加大，使液流从集液腔6向蒸汽腔5渗入的速率能够与渗入蒸汽腔5的液流的蒸发速率匹配，液流从集液腔6向蒸汽腔5 的渗透速率也加快，避免在蒸汽腔5中液流蒸发后得不到及时补充，避免蒸汽腔5被烧干，保证环路热管用蒸发器的散热性能稳定。

优选地，导热壳体1的主体部分与底壁13分别设置，并密封连接，例如胶水粘接，这样便于导热壳体1的生产加工，也便于在导热壳体1内设置槽道体3和容液内壳2。

将毛细芯4设于容液内壳2的底部，初始情况下或者在环路热管用蒸发器暂停使用后重启时，液流能够在重力作用下从集液腔6向蒸汽腔5渗透，而不需要外加动力来驱动液流渗透，启动容易；此外，即使在毛细芯 4中渗入了蒸汽，液流也能在重力作用下向蒸汽腔5渗透，能一定程度缓解因热泄漏而导致的液流渗透速率减缓的问题，并且，由于毛细芯4设于容液内壳2底部，使得集液腔6中只要有液流，就一定会有液流跟毛细芯 4接触，液流就能通过毛细芯4渗入至蒸汽腔5中，能够最大程度上保证集液腔6及时向蒸汽腔5提供液流，能够最大限度避免蒸汽腔5烧干。

槽道体3为开设有槽道31的实体，或者槽道体3由多块实体组合在一起的组合体，在各实体之间留有槽道31；实体对容液内壳2进行支承，槽道31与蒸汽腔5连通，毛细芯4上上的液流汽化后通过槽道31流至蒸汽腔5中，进而经过蒸汽出口12排出，带走蒸汽腔5中的热量。

由于位于容液内壳2的底部，因此毛细芯4可以主要由容液内壳2支承，当然，毛细芯4也可以主要由槽道体3来支承，采用槽道体3支承毛细芯4能够降低毛细芯4与容液内壳2主体的连接要求。

连接支架可以连接于导热外壳1上的任意位置，只需要将容液内壳支承至与导热外壳1不接触的状态，以避免容液内壳2因直接接触导热外壳 1而大量吸热，避免造成热泄漏；然而，如果将连接支架连接于导热外壳 1的侧壁或顶壁上，连接支架与导热外壳1的连接以及连接支架与容液内壳2的连接的要求均较高，且结构较为复杂，不利于生产；因此，将连接支架设置为槽道体3，并将槽道体3设于导热外壳1的底壁13上，这样液流从集液腔6渗透至毛细芯4底面后汽化，汽化后的蒸汽通过槽道体3上的槽道31传出，能够满足使用要求；此外，槽道体3与导热外壳1之间以及槽道体3与容液内壳2之间主要靠互相之间的支承受力，连接要求不高，有利于环路热管用蒸发器的结构简洁。

当然，如图1及图2所示，槽道体3可以与导热外壳1的底壁13设为一体，当然也可以将槽道体3制作完成后固定于导热外壳1的底壁13 上。

将容液内壳2设为隔热壳体，能大幅减少集液腔6与蒸汽腔5之间的热交换，进一步避免集液腔6中的液体因吸热汽化，避免造成热泄漏现象。需要指出的是，将容液内壳2设为隔热壳体，并不是限定容液内壳2完全不导热，而只是从减少集气腔与蒸汽腔5之间的热交换考虑，为容液内壳 2设置一定的隔热措施，将容液内壳2设置为有一定的隔热能力，例如将容液内壳2设置为双层壳体(如隔热铝合金)，当然再在两层壳体之间填充玻璃纤维、石棉、岩棉、硅酸盐等隔热材料或者将两层壳体之间抽为真空环境更有利于提升容液内壳2的隔热性能，或者直接采用高分子隔热材料等制作容液内壳2。

当然，除了将容液内壳2全部设为隔热壳体外，也可以仅将容液内壳 2的顶壁21为隔热壁，例如，顶壁21的材料为热绝缘材料。由于容液内壳2的底部设置有毛细芯4，且蒸汽腔5中蒸汽受热上升，因此蒸汽腔5 中的顶部蒸汽温度较高，导致容液内壳2的顶壁21为集液腔6与蒸汽腔5 之间的主要热交换面，将容液内壳2的顶壁21设为隔热壁一方面能有效减少集液腔6与蒸汽腔5之间的热交换，进一步降低热泄漏的风险，并且也有利于降低环路热管用蒸发器的成本，提升环路热管用蒸发器的工艺性能。

优选地，环路热管用蒸发器还包括液流管路7，液流管路7贯通第一液流入口和第二液流入口，液流管路7与第一液流入口的侧壁密封连接，液流管路7与第二液流入口的侧壁密封连接。通过液流管路7连通集液腔 6，便于集液腔6连入环路热管中，便于环路热管中的其它功能模块向集液腔6供给液流。

优选地，环路热管用蒸发器还包括蒸汽管路8，蒸汽管路8连通蒸汽出口12，蒸汽管路8与蒸汽出口12的侧壁密封连接。通过真气管路连通蒸汽出口12，便于蒸汽腔5连入环路热管系统中，便于及时将蒸汽腔5 中的蒸汽排出至环路热管中的其它功能模块，实现对环路热管用蒸发器周围的快速散热。

优选地，导热外壳1的外侧表面上设有凹凸结构11。凹凸结构11的设置有利于加大导热外壳1的外侧表面的面积，也即有利于加大导热外壳 1的导热面，有利于蒸汽腔5通过导热外壳1加速吸收周围环境的热量，有利于环路热管用蒸发器对周围环境加速散热。

更优选地，凹凸结构11为锯齿状。锯齿状的凹凸结构11能够加大导热外壳1的导热面积，且锯齿状的凹凸结构11加工工艺简单，便于环路热管用蒸发器的生产。例如，在导热外壳1的顶面上设置锯齿状凹凸结构 11，导热外壳1的顶面一般为平面，更加便于锯齿状凹凸结构11的加工，并且导热外壳1的顶面不需与外部结构进行安装和连接，外壳的顶面完全裸露于环境中，与环境换热，实现对环境的快速散热。

环路热管系统实施例：

本实施例提供的环路热管系统包括前述的环路热管用蒸发器。由于采用前述的环路热管用蒸发器，使得本发明的环路热管系统能够能避免环路热管用蒸发器出现热泄漏和烧干现象，保证环路热管系统能稳定高效地对环路热管用蒸发器周围进行散热。

电器实施例：

本实施例的电器，例如空调器，环路热管用蒸发器设于空调器的变频模块处，环路热管系统对空调器的变频模块进行散热。相较于现有技术中冷媒散热和翅片散热的方式，环路热管系统的散热方式散热效果好于翅片散热的方式，并且由于不产生凝露，环路热管系统的散热方式的可靠性强于冷媒散热的方式，此外，由于采用前述的环路热管系统，使得本发明的电器能够能避免环路热管用蒸发器出现热泄漏和烧干现象，保证环路热管系统能稳定高效地对电器的发热部件进行散热。

当然，电器还可以是空调器、冰箱和洗衣机等，环路热管系统还可以对空调器、冰箱、洗衣机等的电路板进行散热，避免因过热而导致电路板的性能下降，保证这些电器的性能持续优良。

最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.环路热管用蒸发器，包括导热外壳、容液内壳、连接支架和毛细芯；

所述容液内壳置于所述导热外壳的内腔中，所述连接支架支承于所述导热外壳与所述容液内壳之间，所述导热外壳与所述容液内壳间隔布置；

所述毛细芯设于所述容液内壳上，所述毛细芯及所述容液内壳围成集液腔；

所述导热外壳的内表面、所述容液内壳的外表面及所述毛细芯的背离所述集液腔的侧面围成蒸汽腔；

所述导热外壳上设有第一液流入口和蒸汽出口，所述容液内壳上设有第二液流入口。

2.根据权利要求1所述的环路热管用蒸发器，其特征在于：

所述毛细芯位于所述容液内壳的底部。

3.根据权利要求1或2所述的环路热管用蒸发器，其特征在于：

所述连接支架包括槽道体，所述槽道体设于所述导热外壳的底壁上，所述容液内壳支承于所述槽道体上。

4.根据权利要求1或2所述的环路热管用蒸发器，其特征在于：

所述容液内壳为隔热壳体。

5.根据权利要求1或2所述的环路热管用蒸发器，其特征在于：

所述容液内壳的顶壁为隔热壁。

6.根据权利要求1或2所述的环路热管用蒸发器，其特征在于：

所述环路热管用蒸发器还包括液流管路，所述液流管路贯通所述第一液流入口和所述第二液流入口，所述液流管路与所述第一液流入口的侧壁密封连接，所述液流管路与所述第二液流入口的侧壁密封连接。

7.根据权利要求1或2所述的环路热管用蒸发器，其特征在于：

所述环路热管用蒸发器还包括蒸汽管路，所述蒸汽管路连通所述蒸汽出口，所述蒸汽管路与所述蒸汽出口的侧壁密封连接。

8.根据权利要求1或2所述的环路热管用蒸发器，其特征在于：

所述导热外壳的外侧表面上设有凹凸结构。

9.根据权利要求8所述的环路热管用蒸发器，其特征在于：

所述凹凸结构为锯齿状。

10.环路热管系统，其特征在于：

包括如权利要求1至9任一项所述的环路热管用蒸发器。

11.电器，其特征在于：

包括如权利要求10所述的环路热管系统。