CN213543314U - 一种附加旁路的回路热管 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种附加旁路的回路热管，包括冷凝器、蒸发器、气体/液体/旁路管线；蒸发器内设置有吸液芯，蒸发器内形成有补偿室和气腔，补偿室通过液体管线连通冷凝器的液体出口，气腔通过气体管线和旁路管线分别连通冷凝器的进气口和液体管线。当冷凝器与蒸发器处于同一高度时，附加旁路的回路热管设置旁路管线，能够实现液体工质的及时供给，且通过旁路管线的过冷液体也会进入吸液芯中，抑制补偿室中的温升和压升，从而降低蒸发器出现温度过载的可能性；当冷凝器处于蒸发器上方预设高度时，由于旁路管线的流动阻力较小，绝大部分液体工质会通过旁路管线进入气腔受热蒸发，流动阻力相对于现有的回路热管大大减小，回路换热性能更好。

Description

一种附加旁路的回路热管

技术领域

本实用新型涉及热交换技术领域，尤其涉及一种附加旁路的回路热管。

背景技术

在众多换热元件当中，热管当属最有效的换热设备之一，它利用工质气液相变进行热量交换，可在无外力驱动的条件下将大量热量通过较小的横截面积高效地运输。其中，回路热管因其优良的远距离传输热量能力而受到国内外研究者的青睐。典型的回路热管一般由蒸发器、冷凝器、补偿室、气体管线和液体管线构成，蒸发器中带有多孔结构的吸液芯，提供循环正常工作的推动力。向蒸发器施加热负荷时，工质在吸液芯的外表面蒸发，产生的蒸气进入气体管线，气体管线的另一端连接冷凝器的进口，在冷凝器凝结成液体并过冷后，沿着液体管线经补偿室回到蒸发器，如此循环。

现有的回路热管的不足主要体现在启动和液体输送两方面上。启动过程中热量向补偿室泄漏，导致补偿室温度和压力升高，蒸发器容易发生温度过载现象，且低热流下条件下回路难以启动。当回路液体回流阻力过大，工质蒸发速率大于液体回流速率时，难以及时将液体工质从补偿室输送至蒸发器，导致蒸发器出现干涸现象。同时，现有热管主要是面向重力或者毛细力作用其中之一的应用，没有同时兼顾有无重力下的传热最大化。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种附加旁路的回路热管，用以解决现有的回路热管在启动、液体输送以及回路流动阻力过大等方面上的不足。

本实用新型实施例提供一种附加旁路的回路热管，包括冷凝器、蒸发器、液体管线、气体管线和旁路管线；

所述蒸发器内设置有吸液芯，所述吸液芯在所述蒸发器内间隔形成有补偿室和气腔，所述补偿室通过所述液体管线连通所述冷凝器的液体出口，所述气腔通过所述气体管线和所述旁路管线分别连通所述冷凝器的进气口和所述液体管线。

根据本实用新型一个实施例的附加旁路的回路热管，所述蒸发器包括第一蒸发器，所述吸液芯设置于所述第一蒸发器内，以在所述第一蒸发器内形成所述补偿室和所述气腔；

所述第一蒸发器设置有第一进液口、第二进液口和气体出口，所述第一进液口用于连通所述补偿室和所述液体管线，所述第二进液口用于连通所述气腔和所述旁路管线，所述气体出口用于连通所述气腔和所述气体管线。

根据本实用新型一个实施例的附加旁路的回路热管，所述气腔包括第一气腔和第二气腔，所述蒸发器包括第一蒸发器、第二蒸发器和连通管线；

所述吸液芯设置于所述第一蒸发器内，以在所述第一蒸发器内形成所述补偿室和所述第一气腔，所述第二蒸发器内形成有所述第二气腔，所述第一气腔通过所述连通管线连通所述第二气腔；

所述第一蒸发器设置有第一进液口，所述第一进液口用于连通所述补偿室和所述液体管线；

所述第二蒸发器设置有第二进液口和气体出口，所述第二进液口用于连通所述第二气腔和所述旁路管线，所述气体出口用于连通所述第二气腔和所述气体管线。

根据本实用新型一个实施例的附加旁路的回路热管，所述第二蒸发器与所述第一蒸发器处于同一高度。

根据本实用新型一个实施例的附加旁路的回路热管，所述第二进液口位于所述第二蒸发器的底部；和/或，

所述第一蒸发器的顶部设置有第一连通口，所述第一连通口用于连通所述第一气腔和所述连通管线，所述第二蒸发器的顶部设置有第二连通口，所述第二连通口用于连通所述第二气腔和所述连通管线。

根据本实用新型一个实施例的附加旁路的回路热管，所述气腔位于所述补偿室的上方。

根据本实用新型一个实施例的附加旁路的回路热管，所述冷凝器为风冷式冷凝器、液冷式冷凝器、蒸发式冷凝器中的一种或者多种的组合。

根据本实用新型一个实施例的附加旁路的回路热管，所述吸液芯为烧结粉末型吸液芯、金属丝网型吸液芯、金属纤维型吸液芯、沟槽型吸液芯中的一种或者多种的复合结构芯。

根据本实用新型一个实施例的附加旁路的回路热管，所述冷凝器位于所述蒸发器的上方预设高度处；或者，

所述冷凝器与所述蒸发器处于同一高度。

根据本实用新型一个实施例的附加旁路的回路热管，所述旁路管线上设置有单向阀。

本实用新型实施例提供的附加旁路的回路热管，无需额外耗能，流动阻力小，启动以及换热性能相较典型无旁通结构回路热管的更好。当冷凝器与蒸发器处于同一高度时，设置旁路管线能够实现液体工质的及时供给，且通过旁路管线的过冷液体也会进入吸液芯中，抑制补偿室中的温升和压升，从而降低蒸发器出现温度过载的可能性；当冷凝器位于蒸发器上方一定高度时，由于旁路管线的流动阻力较小，大部分液体工质会通过旁路管线进入气腔受热蒸发，附加旁路的回路热管的流动阻力相对于现有的回路热管大大减小，回路换热性能更好。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种附加旁路的回路热管的结构示意图；

图2是图1中蒸发器的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的又一种附加旁路的回路热管的结构示意图。

附图标记：

100：附加旁路的回路热管；1：冷凝器；2：蒸发器；2a：第一蒸发器；2b：第二蒸发器；21：吸液芯；22：补偿室；23：气腔；231：第一气腔；232：第二气腔；24：第一进液口；25：第二进液口；26：气体出口；27：抽真空口；28：底壳；29：盖板；3：液体管线；4：气体管线；5：旁路管线；51：单向阀；6：连通管线。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供了一种附加旁路的回路热管，如图1所示，该附加旁路的回路热管100包括冷凝器1、蒸发器2、液体管线3、气体管线4和旁路管线5。

如图1和图2所示，蒸发器2内设置有吸液芯21，吸液芯21在蒸发器2内间隔形成有补偿室22和气腔23。其中，吸液芯21可以为烧结粉末型吸液芯、金属丝网型吸液芯、金属纤维型吸液芯、沟槽型吸液芯等中的一种或者多种的复合结构芯，并且，气腔23通常位于补偿室22的上方。

如图1所示，补偿室22通过液体管线3连通冷凝器1的液体出口，气腔23通过气体管线4和旁路管线5分别连通冷凝器1的进气口和液体管线3。热量施加在蒸发器2的气腔23，产生的蒸气沿着气体管线4进入到冷凝器1中冷凝并成为过冷液体，然后分为两路，一路沿着液体管线3进入到补偿室22继而被吸到吸液芯21中，在吸液芯21中吸收热量蒸发成气体溢出到气腔23中，另一路沿着旁路管线5进入蒸发器2的气腔23中受热汽化，产生的气液两相流经气体管线4进入冷凝器1中凝结成液体并过冷，如此循环。其中，冷凝器1可以为风冷式冷凝器、液冷式冷凝器、蒸发式冷凝器等中的一种或者多种的组合，并且，冷凝器1可以是位于蒸发器2的上方一定高度；冷凝器1也可以与蒸发器2处于同一高度，即呈水平布置。

如图1所示，在本实施例中，旁路管线5上设置有单向阀51，通过设置单向阀51，能防止启动过程中产生的蒸气通过旁路管线5进入冷凝器1的液体出口，其中，单向阀51的具体样式和安装方式可以根据实际情况进行设定，例如，单向阀51可以为直通式单向阀，通过螺纹连接或焊接安装在旁路管线5上。

附加旁路的回路热管100设置有蒸发器2，可以是设置有一个或者多个蒸发器2，当附加旁路的回路热管100仅设置有一个蒸发器2时，例如，如图1和图2所示，蒸发器2包括第一蒸发器2a，吸液芯21设置于第一蒸发器2a内，以在第一蒸发器2a内形成补偿室22和气腔23；第一蒸发器2a设置有第一进液口24、第二进液口25和气体出口26，第一进液口24用于连通补偿室22和液体管线3，第二进液口25用于连通气腔23和旁路管线5，气体出口26用于连通气腔23和气体管线4。其中，如图2所示，在本实施例中，蒸发器2包括底壳28和盖板29，盖板29盖合底壳28，以形成空腔，吸液芯21设置于空腔内，蒸发器2的底部形成补偿室22，补偿室22用以储存液体工质，第一进液口24设置于蒸发器2的底部，蒸发器2的顶部形成气腔23，第二进液口25和气体出口26设置于蒸发器2的顶部，并且，蒸发器2的顶部设置有与气腔23连通的抽真空口27。

当冷凝器1和第一蒸发器2a置于同一高度时，吸液芯21的毛细力作为循环推动力，当第一蒸发器2a内蒸气产生速率过快时，通过液体管线3这个回路的液体工质因流动阻力较大而不能及时输送至吸液芯21中，这时旁路管线5的存在能够实现液体工质的及时供给。此外，通过旁路管线5的过冷液体也会进入吸液芯21中，抑制补偿室22中的温升和压升，大大降低第一蒸发器2a出现温度过载的可能性。当冷凝器1置于第一蒸发器2a上方一定高度时，由于流经吸液芯21阻力较大，旁路管线5为光管流动阻力较小，绝大部分液体工质会通过旁路管线5进入气腔23受热蒸发，从气体管线4回到冷凝器1，此时系统的整体流动阻力相对无旁通结构时大大减小(旁通结构即旁路管线5)，回路换热性能更好。

当附加旁路的回路热管100仅设置有多个蒸发器2时，例如，如图3所示，气腔23包括第一气腔231和第二气腔232，蒸发器2包括第一蒸发器2a、第二蒸发器2b和连通管线6；吸液芯21设置于第一蒸发器2a内，以在第一蒸发器2a内形成补偿室22和第一气腔231，第二蒸发器2b内形成有第二气腔232，第一气腔231通过连通管线6连通第二气腔232；第一蒸发器2a设置有第一进液口24，第一进液口24用于连通补偿室22和液体管线3；第二蒸发器2b设置有第二进液口25和气体出口26，第二进液口25用于连通第二气腔232和旁路管线5，气体出口26用于连通第二气腔232和气体管线4。主要热量施加在第二蒸发器2b的第二气腔232，少部分能量施加在第一蒸发器2a的第一气腔231，第二蒸发器2b出口的蒸气沿着气体管线4进入到冷凝器1中冷凝并成为过冷液体，然后分为两路，一路沿着液体管线3进入到补偿室22继而被吸到吸液芯21中，在吸液芯21中吸收热量蒸发成气体溢出到第一蒸发器2a的第一气腔231中，继而沿着连通管线6进入到第二蒸发器2b中；另一路沿着旁路管线5直接进入第二蒸发器2b中受热汽化，产生的气液两相流从顶部气体出口进入到气体管线4中，如此循环。其中，第二蒸发器2b通常与第一蒸发器2a处于同一高度，第二进液口25通常位于第二蒸发器2b的底部。

如图3所示，在本实施例中，第一蒸发器2a的顶部设置有第一连通口，第一连通口用于连通第一气腔231和连通管线6，第二蒸发器2b的顶部设置有第二连通口，第二连通口用于连通第二气腔232和连通管线6。

如图3所示，无论冷凝器1和第二蒸发器2b有无高度差(即冷凝器1和第二蒸发器2b是否呈水平布置)，当缺少旁通结构时，第一蒸发器2a因其只施加较少的热量，产生蒸气的速度较慢，大量工质液体积聚在第一蒸发器2a的补偿室22中，只有当第一蒸发器2a启动一定时间后再启动第二蒸发器2b，回路才能正常运行；而当设有旁通回路时，第一蒸发器2a和第二蒸发器2b可同时启动，液体工质可通过旁路管线5进行循环，大大缩短了热管的启动时间，便于更快的达到稳定工作状态。当冷凝器1置于第二蒸发器2b同一高度时，部分液体工质通过旁路管线5进入第二蒸发器2b中，避免了因在第一蒸发器2a上施加热量较小，通过连通管线6进入第二蒸发器2b的工质量较少而导致的第二蒸发器2b的干涸现象，保证整个系统工质的输送。当冷凝器1置于第二蒸发器2b上方一定高度时，第一蒸发器2a回路的阻力较大，绝大部分工质会通过旁路管线5进入第二蒸发器2b吸热汽化，此时，系统的整体流动阻力相较于无旁路管线5时大大减小。此外，第一蒸发器2a回路还可以起到一种调节系统内工质分布的作用。

本实用新型中的附加旁路的回路热管100通过加设旁路管线5，当冷凝器1和蒸发器2无高度差时，可以解决回路热管在运行过程中可能出现的启动缓慢、蒸发器温度过载、回液不及时等不可靠问题；当冷凝器1和蒸发器2有一定高度差时，可减小回路流动阻力，缩短回路启动时间，增大重力驱动模式下的传热能力。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种附加旁路的回路热管，其特征在于，包括冷凝器、蒸发器、液体管线、气体管线和旁路管线；

所述蒸发器内设置有吸液芯，所述吸液芯在所述蒸发器内间隔形成有补偿室和气腔，所述补偿室通过所述液体管线连通所述冷凝器的液体出口，所述气腔通过所述气体管线和所述旁路管线分别连通所述冷凝器的进气口和所述液体管线。

2.根据权利要求1所述的附加旁路的回路热管，其特征在于，所述蒸发器包括第一蒸发器，所述吸液芯设置于所述第一蒸发器内，以在所述第一蒸发器内形成所述补偿室和所述气腔；

所述第一蒸发器设置有第一进液口、第二进液口和气体出口，所述第一进液口用于连通所述补偿室和所述液体管线，所述第二进液口用于连通所述气腔和所述旁路管线，所述气体出口用于连通所述气腔和所述气体管线。

3.根据权利要求1所述的附加旁路的回路热管，其特征在于，所述气腔包括第一气腔和第二气腔，所述蒸发器包括第一蒸发器、第二蒸发器和连通管线；

所述吸液芯设置于所述第一蒸发器内，以在所述第一蒸发器内形成所述补偿室和所述第一气腔，所述第二蒸发器内形成有所述第二气腔，所述第一气腔通过所述连通管线连通所述第二气腔；

所述第一蒸发器设置有第一进液口，所述第一进液口用于连通所述补偿室和所述液体管线；

所述第二蒸发器设置有第二进液口和气体出口，所述第二进液口用于连通所述第二气腔和所述旁路管线，所述气体出口用于连通所述第二气腔和所述气体管线。

4.根据权利要求3所述的附加旁路的回路热管，其特征在于，所述第二蒸发器与所述第一蒸发器处于同一高度。

5.根据权利要求3所述的附加旁路的回路热管，其特征在于，所述第二进液口位于所述第二蒸发器的底部；和/或，

所述第一蒸发器的顶部设置有第一连通口，所述第一连通口用于连通所述第一气腔和所述连通管线，所述第二蒸发器的顶部设置有第二连通口，所述第二连通口用于连通所述第二气腔和所述连通管线。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的附加旁路的回路热管，其特征在于，所述气腔位于所述补偿室的上方。

7.根据权利要求1-5任意一项所述的附加旁路的回路热管，其特征在于，所述冷凝器为风冷式冷凝器、液冷式冷凝器、蒸发式冷凝器中的一种或者多种的组合。

8.根据权利要求1-5任意一项所述的附加旁路的回路热管，其特征在于，所述吸液芯为烧结粉末型吸液芯、金属丝网型吸液芯、金属纤维型吸液芯、沟槽型吸液芯中的一种或者多种的复合结构芯。

9.根据权利要求1-5任意一项所述的附加旁路的回路热管，其特征在于，所述冷凝器位于所述蒸发器的上方预设高度处；或者，

所述冷凝器与所述蒸发器处于同一高度。

10.根据权利要求1-5任意一项所述的附加旁路的回路热管，其特征在于，所述旁路管线上设置有单向阀。

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