[实用新型]多蒸发器回路热管

说明书

本专利公开了一种多蒸发器回路热管，该结构包括冷凝器、气液管线及四个蒸发器补偿器单元，采用了四个蒸发器共享一个冷凝器的设计方法，蒸发器之间耦合方式为气耦合。其中，冷凝器由蒸汽腔、汇流孔盖板、冷凝分流板构成，该冷凝器结构上的分层设计实现了蒸发器相对冷凝器的周向对称分布，管线的设计与冷凝器相匹配，过热蒸汽在冷凝器上层的蒸汽腔内耦合，经汇流孔进入下层冷凝分流板发生冷凝换热，沿分散流道均匀流出。蒸发器补偿器采用圆柱形结构的一体化设计。该专利实现了单一冷源对多个分散热源情形下高效传热部件的设计，气耦合、均匀分流的设计方法提高了各蒸发器之间的热均匀性。

技术领域

本专利涉及相变换热领域，尤其涉及一种基于回路热管换热原理的换热元件设计。

背景技术

随着空间探测技术的发展，卫星系统对集成度和轻量化要求不断提高，特别是针对较大规模红外遥感探测器、宽视场射线望远镜等应用领域，星上载荷的元件集成化程度不断的升高，载荷的功率也不断的加大，为满足更高的探测要求，大面积阵列的制冷需求逐步提高，为星上的载荷的热控制与热设计提出了更高的要求。因此需同时解决多热源控制、高热流密度散热和轻量化均温等难题。

传统的多热源热控技术一般采用槽道热管一对一式传热，即槽道热管外贴外热源表面，热管冷端与辐射板相连。该方法由于存在弯折局限，极大地影响载荷系统集成布置，同时蒸发器形状较单一，不满足复杂热源耦合等要求。而新兴的回路热管技术将气体管路与液体管路完全分离，蒸发器和冷凝器结构灵活多变，传输管路更具有柔性，受重力影响较小，更适用于应用于空间飞行器多热源热控、低温大面阵光学系统集成等领域。通过将多个蒸发器并联的方式，实现单个冷凝器就能够完成与多个蒸发器热传递过程，同时气耦合形式串联的多蒸发器回路热管，不仅能够完成冷凝器至蒸发器方向的传热过程，还能够在其独特的热分享特性作用下，完成各个蒸发器间的热量分享，解决了在同一个热沉条件下各个蒸发器温度的均匀性问题。因此，多蒸发器回路热管的设计与应用对未来热控技术中多热源、大面积热源的散热问题的解决意义重大。

发明内容

本专利的目的包括：

1为解决多热源、大面积热源的散热问题，提供可用的传热元部件。

2提高热设计过程中的传热器件的集成度，通过单一冷源的应用便能解决多个热源的热量高效传输问题。

3解决以往多蒸发器回路热管设计存在多热源只能分布在冷端同一侧的局限，扩大应用灵活度，提高对称性设计。

为了解决上述问题，本专利的设计思路为：在冷源制冷量提供充足的情形下，可采用单个冷凝器对应多个蒸发器的多蒸发器回路热管来有效解决多热源的散热问题。大面积热源通常也可以将大面积热源划分为若干小面积热源，看作一种多热源情形。这样，通过多蒸发器回路热管的设计，便能够在减少传热系统中组件个数的同时，具有高效的传热效率，并适应不同的应用场合；另外，针对传统多蒸发器回路热管中多个蒸发器需集中布置的局限，本专利进行了蒸发器四周型环绕冷凝器的结构设计，为了避免该情形下管线布置的干涉，将该多蒸发器回路热管的冷凝器设计在与传热相垂直的方向进行分层，四路与蒸发器相连的气、液管线分别在两层耦合，分层式设计也解决了不对称问题，开孔、开槽、管路及蒸发器位置的布置均可做到旋转对称，避免结构上不同蒸发器的有差别设计。

本专利的具体结构设计及优点如下：

该新型结构的多蒸发器回路热管，主要包括冷凝器、气液管线、蒸发器补偿器单元三个部分。