[發(fā)明專利]一種用于多熱源散熱的微泵輔助環(huán)路熱管

在審

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• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107726904A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉偉;劉志春;王新婷;江馳;楊金國;張浩
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: F28D15/02
• 分類號: F28D15/02
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心42201
• 代理人: 曹葆青,李智

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于熱交換相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種用于多熱源散熱的微泵輔助環(huán)路熱管。

背景技術(shù)

隨著電子器件性能的快速提高，各功能模塊高度集成，元器件尺寸逐漸向微小化方向發(fā)展，單位面積的熱流密度不斷增大，對電子器件的熱控制提出了極為苛刻的要求。對于星載電子元器件散熱，由于各散熱模塊單元的分散性，為了設(shè)計緊湊型的散熱系統(tǒng)，滿足多熱源散熱的需求，需要綜合考慮各種因素來設(shè)計散熱系統(tǒng)。此外，在航天器載荷散熱的場合，對散熱系統(tǒng)的傳輸距離和穩(wěn)定性有更高的要求。

在電子器件冷卻散熱技術(shù)中，根據(jù)散熱系統(tǒng)是否需要外界動力，將系統(tǒng)分為主動式和被動式兩種。主動式散熱系統(tǒng)主要包括微通道、微射流等，具有結(jié)構(gòu)簡單、熱傳輸距離長等優(yōu)點，但是受限于單相流體的換熱能力，系統(tǒng)散熱能力有限，而且壁面的均溫性也較差。被動式散熱系統(tǒng)主要包括熱管、環(huán)路熱管等，環(huán)路熱管作為一種典型的被動式散熱裝置，其主要由蒸發(fā)器、冷凝器及氣液管路等組成，通過工質(zhì)的蒸發(fā)-冷凝達到熱量輸運的目的，其中毛細(xì)芯的毛細(xì)抽吸力為整個系統(tǒng)的循環(huán)提供動力；由于系統(tǒng)運行過程中無需外界動力，因此環(huán)路熱管具有安全穩(wěn)定的優(yōu)點，是目前電子器件散熱領(lǐng)域的研究熱點。但是，受限于環(huán)路熱管毛細(xì)芯的毛細(xì)抽吸力，回路的熱傳輸距離有限，無法滿足空間長距離熱量排散需求，對于采用多蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)形式的環(huán)路熱管，又會出現(xiàn)因蒸發(fā)器的供液失效導(dǎo)致系統(tǒng)運行失敗的問題。另外，由于平板式環(huán)路熱管蒸發(fā)器的特殊結(jié)構(gòu)，使得蒸發(fā)器側(cè)壁導(dǎo)熱和背向?qū)釃?yán)重，容易造成蒸發(fā)器液體補償腔內(nèi)液體沸騰，以致系統(tǒng)運行的溫度波動甚至失穩(wěn)，不利于電子器件的散熱。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種用于多熱源散熱的微泵輔助環(huán)路熱管，其基于現(xiàn)有環(huán)路熱管的工作特點，研究及設(shè)計了一種熱傳輸距離較長的用于多熱源散熱的微泵輔助環(huán)路熱管。所述微泵輔助環(huán)路熱管包括微泵，所述微泵連接所述儲液器及所述蒸發(fā)器組件，所述微泵用于驅(qū)動液體工質(zhì)，加快了液體工質(zhì)的循環(huán)速率，提高了響應(yīng)靈敏度，啟動更為迅速。此外，工質(zhì)管路有效將液體補償腔的漏熱帶走，消除了液體補償腔內(nèi)因沸騰傳熱帶來的溫度波動，從根本上遏制了蒸發(fā)器表面的溫度波動，增強了運行的穩(wěn)定性。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于多熱源散熱的微泵輔助環(huán)路熱管，其包括儲液器，其特征在于：

所述微泵輔助環(huán)路熱管還包括蒸發(fā)器組件、第一輻射散熱器回路、第二輻射散熱器回路、引射器、工質(zhì)管路及蒸汽管路；所述蒸發(fā)器組件包括至少兩個串聯(lián)或者并聯(lián)的蒸發(fā)器；

所述蒸汽管路的一端連接于所述蒸發(fā)器組件的一端，另一端連接于所述第一輻射散熱器回路的一端，所述第一輻射散熱器的另一端連接于所述引射器的一端，所述引射器的另一端連接于所述儲液器的入口，所述儲液器的出口連接于所述蒸發(fā)器組件的另一端；所述蒸發(fā)器組件、所述工質(zhì)管路、所述第二輻射散熱器回路及所述引射器依次相連接，所述工質(zhì)管路與所述蒸汽管路分別連接于所述蒸發(fā)器組件的同一端，所述第一輻射散熱器回路及所述第二輻射散熱器回路分別連接于所述引射器的同一端。

進一步地，所述微泵輔助環(huán)路熱管還包括微泵，所述微泵連接所述儲液器及所述蒸發(fā)器組件。

進一步地，所述蒸發(fā)器的數(shù)量為兩個，兩個所述蒸發(fā)器分別為第一蒸發(fā)器及第二蒸發(fā)器，所述第一蒸發(fā)器的一端設(shè)置有第一蒸發(fā)器液體入口，另一端分別設(shè)置有第一蒸發(fā)器液體出口及第一蒸發(fā)器蒸汽出口；所述第二蒸發(fā)器的一端設(shè)置有第二蒸發(fā)器液體入口，另一端分別設(shè)置有第二蒸發(fā)器液體出口及第二蒸發(fā)器蒸汽出口。

進一步地，所述第一蒸發(fā)器與所述第二蒸發(fā)器串聯(lián)，所述第一蒸發(fā)器液體入口連接于所述微泵的出口，所述第一蒸發(fā)器液體出口連接于所述第二蒸發(fā)器液體入口，所述第二蒸發(fā)器液體出口連接于所述工質(zhì)管路；所述第一蒸發(fā)器蒸汽出口及所述第二蒸發(fā)器蒸汽出口均通過所述蒸汽管路連接于所述第一輻射散熱器回路。

進一步地，所述第一蒸發(fā)器與所述第二蒸發(fā)器并聯(lián)，所述第一蒸發(fā)器液體入口及所述第二蒸發(fā)器液體入口均連接于所述微泵的入口；所述第一蒸發(fā)器液體出口及所述第二蒸發(fā)器液體出口通過所述工質(zhì)管路匯合后連接于所述第二輻射散熱器回路；所述第一蒸發(fā)器蒸汽出口及所述第二蒸發(fā)器蒸汽出口通過所述蒸汽管路匯合后連接于所述第一輻射散熱器回路。

進一步地，所述微泵為磁力驅(qū)動齒輪泵或者離心泵。

進一步地，所述蒸發(fā)器為平面式結(jié)構(gòu)，其用于與外加熱負(fù)荷接觸，以對所述外加熱負(fù)荷進行散熱。

進一步地，所述儲液器為圓筒結(jié)構(gòu)，其用于儲存液體工質(zhì)。