[發明專利]一種基于高滲透高毛細力多尺度毛細芯的蒸發器

在審

• 申請號: 202210123374.7
• 申請日: 2022-02-10
• 公開（公告）號: CN114710923A
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 蔣珍華;劉樂;王仕越;吳亦農;趙晨陽;李南茜;趙文一;董德平
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海技術物理研究所
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20
• 代理公司: 上海滬慧律師事務所 31311
• 代理人: 郭英

本發明公開了一種基于高滲透高毛細力多尺度毛細芯的蒸發器，該蒸發器包括：儲液器、引液管、密封后端蓋、蒸發器、二次芯、主芯、前端蓋、氣體管線；蒸發器中所有零件均同軸，圓柱形的儲液器與蒸發器相連，引液管處于軸線上，密封后端蓋、二次芯、前端蓋依次焊接在引液管上。蒸發器中主芯與二次芯過盈配合，密封后端蓋將儲液器與蒸發器分隔開，用于圓柱形環路熱管。本發明的有益成果在于主芯與二次芯在孔徑尺度上差異大，同時實現大毛吸力、高滲透、低流阻、低漏熱、大傳熱極限。二次芯是采用絲網堆疊的，單片絲網裝配時易實現二次芯與主芯之間的過盈配合。主芯與二次芯過盈配合，保證了蒸發器的整體性，同時接觸良好，減小漏熱量。

技術領域

本發明屬于熱控領域，涉及一種環路熱管，特別是該種環路熱管上的蒸發器部件。

背景技術

隨著集成工藝及熱封裝技術的發展，電子器件性能和熱流密度同時提升，散熱問題成為了一個關鍵技術瓶頸，迫切需要發展一種高效的傳熱元件。環路熱管作為一種兩相傳熱元件，是解決高熱流密度電子器件散熱問題的重要手段之一。LHP利用工質相變進行熱量傳遞，蒸發器內部毛細芯產生的毛細力為工質在回路中循環提供主要的驅動力，蒸發器與冷凝器之間通過光滑的管路連接，具有傳熱效率高、傳輸距離遠、熱阻低、布置靈活等優勢。

毛細芯產生的毛細抽力是工質在回路中循環的主要動力來源，也是在蒸發器中形成汽液隔離核心的關鍵部件。一方面，毛細芯將加熱面和補償腔隔開，防止蒸汽向補償腔泄漏，形成汽液隔離核心，起到“水力鎖”的作用；另一方面，毛細芯可以阻擋熱量向補償腔的泄漏，起到“熱力鎖”的作用。性能優異的毛細芯應該具備抽吸力大而流動阻力小，同時兼備良好的熱物性。

應用在LHP蒸發器中理想的毛細芯應該具備以下三個特征：

1.低導熱系數，減小加熱面通過毛細芯向補償腔的漏熱；

2.高滲透性，減小液相工質穿過毛細芯產生的流動阻力；

3.小孔徑，增大毛細芯提供的抽吸力。

目前的方法制得的毛細芯，很難兼顧三者。金屬粉末燒結芯具有小的孔徑，但是滲透性差且導熱系數較大；而采用絲網或者金屬泡沫制得的毛細芯具有小的流動阻力而產生的毛細抽力小，降低了傳熱極限。

發明內容

本發明的目的是：兼顧LHP蒸發器中理想的毛細芯應該具備的低導熱系數、高滲透率、小孔徑。為了解決現有蒸發器中金屬粉末燒結芯滲透性差且導熱系數較大，絲網或者金屬泡沫制得的毛細芯產生的毛細抽力小，傳熱極限小等問題，提供一種新型的具有多尺度毛細芯的蒸發器裝置，該裝置不僅具有較小的孔徑，提供較大的毛細力，具有高滲透率，減小流動阻力，還易于裝配，減小漏熱。本發明工藝采用過盈配合與過隙配合，保證了工質的流動并減小了蒸發器與補償器之間的漏熱。

本發明一種基于高滲透高毛細力多尺度毛細芯的蒸發器結構，它包括儲液器端蓋1、引液管2、儲液器殼體3、密封后端蓋4、蒸發器殼體5、二次芯6、主芯7、前端蓋8、蒸發器端蓋9、氣體管線10。

所述的儲液器端蓋1通過螺栓連接在儲液器殼體3上，儲液器殼體3與蒸發器殼體5通過螺栓連接，蒸發器端蓋9通過螺栓連接在蒸發器殼體5上；主芯7在蒸發器殼體5內，并與蒸發器殼體5過盈配合；二次芯6是由金屬絲網堆疊壓實而成的中空圓柱體結構，夾在引液管2和主芯7之間，并與引液管2、主芯7過盈配合；密封后端蓋4將蒸發器與儲液器分成兩個區域，同時與前端蓋8一起將二次芯6壓實；所述的引液管2為圓柱形的管狀結構，位于儲液器端蓋1、儲液器殼體3、密封后端蓋4、蒸發器殼體5、二次芯6、主芯7、前端蓋8的中心軸線上，引液管2穿過儲液器端蓋1、儲液器殼體3、密封后端蓋4、蒸發器殼體5、二次芯6、前端蓋8的中心孔，并與儲液器端蓋1、密封后端蓋 4、前端蓋8焊接。蒸發器端蓋9與氣體管線10焊接，蒸發的氣體從氣體管線 (10)排出。

所述的儲液器端蓋1為中心有通孔的圓盤結構,選用不銹鋼材料，并外周留有螺紋孔，便于與儲液器殼體3進行螺紋連接，同時與引液管2焊接。