[发明专利]反重力鼓泡式环路热管

说明书

技术领域

本发明涉及一种元器件散热装置，具体涉及一种反重力鼓泡式环路热管。

背景技术

环路热管是一种高效的相变传热装置，通过工质的蒸发和冷凝来传递热量。环路热管由于具有高传热性能、远距离传输热量、安装灵活方便以及运行可靠性高、工作寿命长等诸多优点，在航天领域得到广泛研究和应用。环路热管由蒸发器、冷凝器、补偿器及液体和蒸汽管线组成。工作时，工质在蒸发器的毛细芯中蒸发，蒸汽进入蒸汽管道并在冷凝器中冷凝成液体并过冷，液体工质进入液体管线，回流至蒸发器进行补给，如此循环。工质循环的动力由蒸发器毛细芯内弯月面产生的毛细压力提供，毛细压力等于环路总压降。环路热管有三种安装模式：水平模式（蒸发器与冷凝器在同一水平面）、重力辅助模式（蒸发器低于冷凝器）和反重力模式（蒸发器高于冷凝器）。由于重力影响，反重力模式下环路热管的工作温度和热阻均比另外两种模式的高。重力辅助平板型环路热管的系统热阻与热负荷、系统倾角和工质充灌量有关。在反重力条件下环路热管系统总压降增大，导致运行温度增加，传热效率降低。蒸发器和冷凝器的方位对环路热管系统运行、温度控制特性具有重要影响，实验可得反重力工作对环路热管的工作温度、温度控制性能、系统热导都会产生消极影响的结论。综上所述，现有技术中环路热管在反重力条件下运行时，重力增加了环路的总压降，导致运行温度提高、热阻增加、传热效率降低。

发明内容

为了克服现有技术中的缺点与不足，本发明提供一种反重力鼓泡式环路热管。

一种反重力鼓泡式环路热管，包括冷凝器4、蒸发器5、补偿器6, 补偿器6位于蒸发器5的上方，两者之间通过液体管道Ⅱ9连通；蒸发器5位于冷凝器4的上方，两者之间通过蒸汽管道10连通；补偿器6与冷凝器4通过恒压管道8连通；鼓泡器位于冷凝器的下方，鼓泡器2一端与冷凝器4连通，另一端通过液体管道Ⅰ7与补偿器6连通；

所述鼓泡器包括U形管11、内筒13、外筒14和加热棒1，外筒14侧面通过U形管11与冷凝器4连通，外筒14上端通过液体管道Ⅰ7与补偿器6连通，外筒14和内筒13之间利用火焰焊密封方法形成鼓泡腔12，内筒13中心插入加热棒1。

所述蒸发器5与冷凝器4之间的距离为0-1000mm。

所述的蒸汽管道1、液体管道、恒压管道8、U形管11均为铜管，管壁厚度为0.2mm-1.0mm，管内外壁面是光滑的，铜管外径为4mm-10mm，所述的蒸汽管道10的外径比液体管道、U形管的外径宽1-3mm。

所述反重力鼓泡式环路热管的液体工质灌注量为该环路热管回路腔体体积的10%-30%。

所述反重力鼓泡式环路热管还包括散热翅片3，散热翅片3与冷凝器4通过螺栓连接并在两者之间涂导热硅胶以增强传热效果。

所述鼓泡器内筒13表面为光滑、滚花或外翅片结构。

所述外翅片结构为A型或花瓣型，其翅片高度为2-4mm，间距为0.5-1.5mm。

所述外翅片结构采用滚压－犁切/挤压方法加工。

所述的液体工质是水、甲醇、乙醇或其他中性液体，但是优选水。

与现有的环路热管相比较，本发明具有以下优点:

（1）本发明的环路热管蒸发器位于冷凝器上方，在光电子、化工、动力工程等领域内密闭空间高热流密度条件下，可以将热量从高处传到低处、系统热阻小，传递效率高，可以不受空间限制的将系统热源集中到一处散热，便于散热器的设计；

（2）本发明的环路热管在航空航天等微重力条件下，可以有效的降低压降，增大传热效率。

附图说明

图1为反重力鼓泡式环路热管系统结构图；

图2为反重力鼓泡式环路热管原理图；

图3为图1的鼓泡器结构示意图。

图中示出：

1—加热棒，2—鼓泡器，3—散热翅片，4--冷凝器，5—蒸发器，6—补偿器，7—液体管道Ⅰ，8—恒压管道， 9—液体管道Ⅱ，10—蒸汽管道，11—U形管，12—鼓泡腔，13—内筒，14—外筒。

具体实施方式                   

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的实施方式不限于此。