[发明专利]一种具有梳状结构碳纤维毛细芯的平板型环路热管蒸发器

说明书

本发明公开了一种具有梳状结构碳纤维毛细芯的平板型环路热管蒸发器，该蒸发器的碳纤维毛细芯设计为梳状结构，梳状毛细芯包括基部和梳齿部，梳齿部和部分基部位于蒸发室，部分基部延伸到储液室，梳状毛细芯将蒸发室和储液室连通；梳齿部通过毛细力为蒸发室提供液态工质，供蒸发器吸热蒸发用；梳齿部之间的空间构成蒸汽槽道，将蒸发器工作过程中形成的蒸汽通过所述蒸汽槽道引到蒸汽出口并最终进入蒸汽管道。在蒸发室体内壁面布置针肋，针肋插入毛细芯内部，起到了固定和强化传热作用；另外该蒸发器可以同时为两个上下相邻的发热电子元器件进行散热，有效地提高了环路热管的传热能力，占据空间小，有利于设备的小型化。

技术领域

本发明属于强化换热相关技术领域，具体的说，是涉及一种具有梳状结构碳纤维毛细芯的平板型环路热管蒸发器。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

环路热管是一种通过蒸发器内的毛细芯产生的毛细力来驱动工作介质流动,利用工作介质的相变过程来传递热量的高效传热装置。经过多年的发展，其技术日趋成熟并逐步应用于空间飞行器、电子设备等领域的热控系统中。

环路热管主要由蒸发器、毛细芯、储液室、液体管线、蒸汽管线和冷凝段组成。平板式环路热管的蒸发器为平板式，其受热面积大，所占空间高度小，且有利于与发热元件贴合，尤其适用于内部空间有限、发热量大、热流密度高的电子器件的散热。随着电子、计算机和IT行业的迅猛发展，电子元器件的体积越来越小，集成度越来越高，从而导致了电子元器件上热流密度也越来越大；有时为了减少体积，电子元器件在布置上甚至会采用叠加结构，这为电子元器件内部的散热提出了更高的要求。常规的平板型环路热管的蒸发器通常为一平板状空腔结构，其中一面作为蒸发器的加热面，另外一面安装有储液室，中间采用毛细芯相隔，如专利ZL201720035225X所公布的结构。储液室的液体工质进入毛细芯被来自加热面的热量加热蒸发，产生的蒸汽经加热面上的蒸汽槽道进入位于一侧的蒸汽管道，并在冷凝器中冷却成液态工质；液态工质经液体管道通过位于蒸发室另外一侧的管道进入储液室，从而完成一个循环。发明人发现受结构限制，常规的平板型环路热管蒸发室内的毛细芯难以做到很薄(如3mm以下)，否则会产生严重的逆向导热效应，影响环路热管的工作性能；同时对于小型环路热管而言，当电子元器件的热流密度较高时，位于环路热管蒸发器内的毛细芯对液态工质的抽吸能力受到了严峻的考验，严重地制约了环路热管的散热能力。另外，常规的平板型环路热管蒸发室只能单面加热，这使得其在应用于具有叠加结构的电子元器件内部散热时，受到了一定的限制，为此需要采用多个环路热管，这无疑增加了散热部件所占据的空间，不利于设备的小型化。

发明内容

针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供具有梳状结构碳纤维毛细芯的平板型环路热管蒸发器，该蒸发器的碳纤维毛细芯设计为梳状结构，利用梳状毛细芯自身结构形成蒸汽槽道，并直接将蒸发器分割为蒸发腔和储液腔，改变了蒸汽工质对毛细芯内部液体工质的压力方向，提升了毛细芯的工作性能，同时在蒸发室体内壁面布置有针肋，这些针肋可以插入毛细芯内部，起到了固定毛细芯和强化传热作用；另外该蒸发器可以同时为两个上下相邻的发热电子元器件进行散热，有效地提高了环路热管的传热能力，占据空间小，有利于设备的小型化。蒸发室与储液室的距离决定于梳状结构毛细芯非梳齿端宽度，而与毛细芯的厚度无关；通过加大非梳齿端宽度，可以延长蒸汽从蒸发室进入储液室的距离，增加热量从蒸发室传递到储液室内工作介质过程中的传热热阻，降低了蒸发器内的逆向导热效应，有利于环路热管的稳定运行。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：