[发明专利]一种蒸汽槽道环路热管

说明书

本发明提供了一种蒸汽槽道环路热管，包括蒸发器、冷凝器和管路，液体在蒸发器中吸热蒸发，然后蒸汽通过蒸汽管线进入冷凝器中冷凝放热，放热后的液体通过液体管线进入到蒸发器中进行蒸发，从而形成一个循环，其特征在于，所述蒸发器包括外壳，外壳内部设置毛细芯，所述毛细芯是环状结构，在外壁上设置多个蒸汽槽道，所述蒸汽槽道沿着毛细芯长度方向延伸；沿着流体在蒸发器中的流动方向，所述蒸汽槽道的流通面积越来越大。本发明的环路热管蒸发器毛细芯的上述设置，能够满足蒸汽不断的加热流动的需要，使得蒸汽具有更加充分的流动空间，避免堵塞造成热管蒸发器的失效。

技术领域

本发明涉及一种热管技术，尤其涉及一种环路热管，属于F28d15/02的热管领域。

背景技术

热管技术是1963年美国洛斯阿拉莫斯(Los Alamos)国家实验室的乔治格罗佛(George Grover)发明的一种称为“热管”的传热元件，它充分利用了热传导原理与相变介质的快速热传递性质，透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外，其导热能力超过任何已知金属的导热能力。

热管技术以前被广泛应用在宇航、军工等行业，自从被引入散热器制造行业，使得人们改变了传统散热器的设计思路，摆脱了单纯依靠高风量电机来获得更好散热效果的单一散热模式，采用热管技术使得散热器获得满意的换热效果，开辟了散热行业新天地。目前热管广泛的应用于各种换热设备，其中包括核电领域，例如核电的余热利用等。

环路热管是指一种回路闭合环型热管。一般由蒸发器、冷凝器、储液器以及蒸汽和液体管线构成。其工作原理为：对蒸发器施加热载荷，工质在蒸发器毛细芯外表面蒸发，产生的蒸汽从蒸汽槽道流出进入蒸汽管线，继而进入冷凝器冷凝成液体并过冷，回流液体经液体管线进入储液室对蒸发器毛细芯进行补给，如此循环，而工质的循环由蒸发器毛细芯所产生的毛细压力驱动，无需外加动力。由于冷凝段和蒸发段分开，环路式热管广泛应用于能量的综合应用以及余热的回收。

LHP系统的热导很大程度上取决于冷凝器与热沉之间的换热性能。早期对LHP的研究大多针对空间应用背景，冷凝器主要以辐射的形式向空间热沉释放热量，因而普遍采用将冷凝器管线嵌入冷凝器板的结构形式，地面实验中亦可采用简单的套管式冷凝器，使用恒温槽模拟热沉，泵驱动冷媒介质(如水、乙醇等)在套管内循环流动对冷凝器进行冷却。

蒸发器是LHP的核心部件，它具有从热源吸收热量以及提供工质循环动力两项重要功能。经过数十年的改进和发展，目前较为普遍的结构形式，蒸发器本体主要包括蒸发器壳体、毛细芯和液体引管。毛细芯外侧的轴向槽道称为蒸汽槽道(Vapor groove)，毛细芯内侧为液体管线(Liquid core或Evaporator core)。

毛细芯是蒸发器的核心元件，它提供工质循环动力、提供液体蒸发界面以及实现液体供给，同时阻隔毛细芯外侧产生的蒸汽进入储液器。毛细芯一般是将微米量级的金属粉末通过压制、烧结等工艺成型，形成微米量级的孔径。

在申请人进行的的毛细芯测试中，分别采用NaCl、g-C₃N₄以及g-C₃N₄和NaCl混合作为造孔剂，其中g-C₃N₄和NaCl的抽吸性能介于NaCl、g-C₃N₄单独作为造孔剂之间，考虑到机加工的问题，但是采用g-C₃N₄比例不合适会导致毛细芯加工易出现断裂，因此选择g-C₃N₄和NaCl混合制备毛细芯，并通过大量的实验来确定合适的混合比例，解决毛细芯断裂的问题，本发明同时提供了一种环路热管的制备方法。

发明内容

本发明旨在提供一种低成本且毛细芯不容易断裂的环路热管，提高对热源散热的推广与商业化应用。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：