[实用新型]一种环路热管散热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及热能工程技术领域，特别涉及一种能有效应对热冲击和高负荷的环路热管散热器。

背景技术

随着大功率LED照明、大型服务器以及航空航天领域中高热流密度器件技术的飞速发展，单一设备的热流密度从原先的0.1-10W/cm²的量级向着10-1000/cm²乃至更高的量级成倍增长。传统环路热管散热器属于被动式冷却装置，其蒸发器单纯依靠吸液芯中产生的毛细抽力维持着液态工质向相变界面传递的传递过程，在应对小功率散热时运行稳定性问题尚不严重，但在应对变负荷工况或高负荷工况时，由于热流密度急剧波动或急剧上升，蒸汽腔蒸汽压头随着热负荷增加而上升，当热负荷超过一定值时，传统环路热管散热器依靠单一的吸液芯产生的循环驱动压头往往不能应对突变的工况以及急剧上升的热流，吸液芯会由于突变工况和急剧上升的热流产生干涸—断流现象，对高热流密度器件的安全有效运行产生危害。此外，受热面热负荷与循环工质量始终无法得到匹配，系统的运行阻力较大且受热面向补偿腔的漏热现象也会较为严重，因此其散热效果和运行稳定性不甚理想，严重时，甚至危及高热流密度器件本身的运行安全。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种能够避免产生工质干涸和不稳定波动，提升高热流密度器件运行的稳定性与安全性的环路热管散热器。

为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是：

一种环路热管散热器，包括冷凝器和蒸发器，所述蒸发器包括由外壳和底板组成的封闭腔体，所述底板上设置有多个蒸发槽道，多个所述蒸发槽道组成蒸发腔，所述封闭腔体的上部通过隔板分隔成膨胀腔和补偿腔，所述补偿腔的外周及所述补偿腔与所述蒸发槽道之间设置有吸液芯，所述补偿腔内设置有连通所述补偿腔与膨胀腔的补偿管，所述膨胀腔内安装有顶板，所述顶板通过弹簧与所述隔板固定连接，所述顶板的两侧分别通过波纹管与所述外壳固定，所述顶板上安装有膨胀调节机构；所述蒸发腔通过蒸汽连接管路与所述冷凝器的进口连接，所述冷凝器的出口通过液体连接管路与所述补偿腔连接，形成环路。

所述外壳的内侧设置有绝热腔。

所述膨胀调节机构包括与所述顶板固定连接的顶杆、电机、传动机构和丝杠，所述丝杠与所述顶杆螺纹连接，所述底板的受热面上安装有检测装置，所述检测装置的输出端与所述电机控制器连接，控制所述电机通过所述膨胀传动机构驱动所述顶杆带动所述顶板上下移动。

所述顶杆两侧设置有滑槽，所述外壳与所述滑槽滑动配合。

所述传动机构包括第一齿轮、第二齿轮，所述第一齿轮与所述电机的输出轴连接，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合，所述第二齿轮与所述丝杠固定连接，所述第一齿轮的直径大于所述第二齿轮的直径。

所述电机、第一齿轮、第二齿轮和丝杠安装于防水机壳内，所述顶杆穿过所述防水机壳与所述顶板固定连接。

所述检测装置为温度或压力传感器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的环路热管散热器通过膨胀腔、补偿腔及膨胀调节机构的设计，带动相连接的波纹管及顶板挤压或抽吸膨胀腔中贮存的工质，强制膨胀腔内贮存的工质进入补偿腔中或强制抽吸位于补偿腔内的工质回流至所述膨胀腔内，补充或排除循环系统中的循环工质量，使得循环系统内的工质循环量始终与施加于受热面的热负荷大小或热负荷的变化速率保持同步变化。以此，通过主动方式控制被动式冷却散热设备，克服传统热管在高负荷运行以及面对热冲击时，环路热管蒸发器易产生干涸和不稳定波动的技术难题，以提升高热流密度器件运行的稳定性与安全性，并能大幅拓展环路热管的应用范围和领域。

2、本实用新型的环路热管散热器中的膨胀调节机构可以采用自动控制，通过设置于所述受热面的温度或压力测点，及时获取高热流密度器件运行过程中受热面的温度或运行压力分布信息，当热负荷产生变化或波动时，能够控制电机驱动设置于膨胀腔上的顶板，使用方便，可靠性高。

附图说明

图1所示为本实用新型的环路热管散热器的结构示意图；

图2所示为环路热管散热器的驱动部分原理图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。