一种模块化组装的平板环路热管蒸发器的制作方法

1.本实用新型涉及散热器技术领域，特别涉及一种模块化组装的平板环路热管蒸发器。


背景技术：

2.环路热管蒸发器主要由毛细芯和壳体组成，由于设计层面的系统承压能力要求、制备层面的毛细芯烧结工艺中的过盈装配与密封焊接工艺特性、应用层面的大蒸发面积的需求，环路热管蒸发器通常为圆柱形结构。为了与热源面进行有效热耦合，通常采用鞍座将圆柱形蒸发器转为平面，其中转接平面面积大小通常略大于蒸发器圆柱面的投影面积。
3.当蒸发器需要传递大热量、高热流密度或应用于大面积热源表面时，增加蒸发器直径的方式作用有限，只能通过增加蒸发器长度的方式拓展蒸发面积，而长蒸发器在热源面适配性、制备工艺、性能稳定性等方面都存在较大的弊端。多蒸发器环路热管在安装布置方式、运行稳定性等方面存在诸多限制，难以作为普适性的解决方案。应用多套独立环路热管的方案则存在热负荷不均匀分配、检测和控制系统复杂度增加等难题。
4.专利cn109990631a公布了一种可双面加热的蒸发器及基于该蒸发器的平板环路热管，该平板环路热管可双面加热，但其蒸发面积仍旧有限，不能适配大热量应用场景；而且多毛细芯的设计使得生产工艺复杂，产品成本高；毛细芯烧结后会存在一定的体积收缩，影响毛细芯装配精度以及毛细芯之间的接触紧密性，进而导致密封问题与接触面高热阻问题，产品成品率低。
5.发表于2021年的中国科学第51卷第5期的论文《陶瓷芯平板式毛细泵设计及试验》公布了一种平板环路热管，能有效削弱蒸发器向补偿室的背向漏热。然而该环路热管同样蒸发面积有限，不能适配大热量应用场景；毛细芯供液路径等于毛细芯直径，流动阻力较大，降低了系统最大传热能力；蒸发器和储液器存在导热路径，背向漏热较大，系统稳定性差；储液器截面积较大，系统承压能力差，系统运行可靠性低。


技术实现要素：

6.为了解决传统环路热管的蒸发器蒸发面积有限，产品结构复杂、不能很好的适配大热量应用场景的技术问题，本实用新型披露了一种模块化组装的平板环路热管蒸发器，本实用新型的技术方案是这样实施的：
7.一种模块化组装的平板环路热管蒸发器，包括蒸发器模块、集汽模块和储液器模块；
8.所述蒸发器模块包括n个毛细芯模块和壳体；
9.所述壳体设有n个第一安装孔；
10.n个毛细芯模块分别安装于n个第一安装孔内；
11.所述集汽模块一侧设置有n个第二安装孔；
12.所述储液器模块一侧设置有n个第三安装孔；
13.毛细芯模块一端连接第二安装孔，另一端连接第三安装孔。
14.优选地，毛细芯模块包括毛细芯、液接头、汽接头和管壳；
15.毛细芯过盈配合装配于管壳内；
16.毛细芯的外表面设置有蒸汽槽道，中心设置有液体干道；
17.液接头设置于液体干道的端部并安装于第三安装孔，汽接头设置于蒸汽槽道的端部并安装于第二安装孔内。
18.优选地，集汽模块包括集汽管、第一端盖、第二端盖和汽管路接管；
19.n个第二安装孔设置于集汽管的侧面，第一端盖与第二端盖安装于所述集汽管的两端，汽管路接管设置于第二端盖。
20.优选地，储液器模块包括集液管、第三端盖、第四端盖和液管路接管；
21.n个第二安装孔设置于集液管的侧面，第三端盖与第四端盖安装于所述集液管的两端，液管路接管设置于第四端盖。
22.优选地，所述毛细芯为多孔材料。
23.优选地，所述壳体材质为铝合金。
24.优选地，所述集液管上设置有充注口。
25.优选地，所述液管路接管的长度为3/4l-1l，l为壳体的长度。
26.本实用新型通过将毛细芯模块并联设计，共用储液器与汽体排出通道，适用于任意热量、热流密度以及热源面积大小的应用场景，产品结构设计简单、加工工艺难度小，实现了低成本量产转化。
附图说明
27.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一种实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为一种模块化组装的平板环路热管蒸发器实施例的侧视图；
29.图2为一种蒸发器模块实施例的上视剖视图；
30.图3为一种壳体实施例的上视剖视图；
31.图4为一种毛细芯模块实施例的右视剖视图；
32.图5为一种集汽模块实施例的右视剖视图；
33.图6为一种储液器模块实施例的右视剖视图。在上述附图中，各图号标记分别表示：
34.1、蒸发器模块；
35.1-1、毛细芯模块；
36.1-1-1、毛细芯；
37.1-1-1-1、蒸汽槽道；
38.1-1-1-2、液体干道；
39.1-1-2、液接头；
40.1-1-3、汽接头；
41.1-1-4、管壳；
42.1-2、壳体；
43.1-2-1、第一安装孔；
44.2、集汽模块；
45.2-1、集汽管；
46.2-1-1、第二安装孔；
47.2-2、第一端盖；
48.2-3、第二端盖；
49.2-4、汽管路接管；
50.3、储液器模块；
51.3-1、集液管；
52.3-1-1、第三安装孔；
53.3-1-2、充注口；
54.3-2、第三端盖；
55.3-3、第四端盖；
56.3-4、液管路接管。
具体实施方式
57.下面将结合本实用新型实施例及其附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
58.实施例
59.在一种具体的实施例中，如图1所示，一种模块化组装的平板环路热管蒸发器，包括蒸发器模块1、集汽模块2和储液器模块3。
60.如图2所示，蒸发器模块1包括毛细芯模块1-1和壳体1-2，根据具体应用场景的热量、热流密度的大小先确定蒸发面积的需求，从而确定热源需要的毛细芯模块1-1的数量，毛细芯模块1-1和壳体1-2通过钎焊连接。
61.如图3所示，壳体1-2为长方体结构，材质为铝合金，通过铝挤压的方式在壳体1-2并排加工多个通孔作为第一安装孔1-2-1，第一安装孔1-2-1的直径与管壳1-1-4的外径相同，第一安装孔的1-2-1的数量与毛细芯模块1-1的数量相同。
62.如图4所示，毛细芯模块1-1包括毛细芯1-1-1、液接头1-1-2、汽接头1-1-3和管壳1-1-4。毛细芯1-1-1为多孔材料，应具有孔径小、孔隙率高、渗透率高、导热系数低的特性，毛细芯1-1-1的外表面机加工蒸汽槽道1-1-1-1，毛细芯1-1-1的中心加工液体干道1-1-1-2。毛细芯1-1-1与管壳1-1-4过盈装配，液接头1-1-2的一侧与毛细芯1-1-1设有液体干道1-1-1-2的一侧压紧，管壳1-1-4的长度略长于毛细芯1-1-1的长度。管壳1-1-4与液接头1-1-2通过钎焊连接。管壳1-1-4的另一头与汽接头1-1-3钎焊连接。
63.如图5所示，集汽模块2包括集汽管2-1、第一端盖2-2、第二端盖2-3和汽管路接管2-4。集汽管2-1的截面为正方形，通过铝挤压的方式在长度方向上开设一个圆形的通孔，在
长度方向某一个矩形的侧面上，开设若干个第二安装孔2-1-1，第二安装孔2-1-1的数量以及中心间距与第一安装孔1-2-1相同。第二端盖2-3的中心通孔与汽管路接管2-4焊接连接，集汽管2-1的两侧分别焊接第一端盖2-2和第二端盖2-3。
64.如图6所示，储液器模块3包括集液管3-1、第三端盖3-2、第四端盖3-3和液管路接管3-4。集液管3-1的截面为正方形，通过铝挤压的方式在长度方向上开设一个圆形的通孔，在长度方向某一个矩形的侧面上，开设若干个第三安装孔3-1-1，第三安装孔3-1-1的数量以及中心间距与第一安装孔1-2-1相同，在集液管3-1上还设有充注口3-1-2。第四端盖3-3的中心通孔与液管路接管3-4焊接连接，液管路接管3-4的长度应不小于集液管3-1长度的3/4，液管路接管3-4伸出第四端盖3-3的长度与汽管路接管2-4伸出第二端盖2-3的长度相等。集液管3-1的两侧分别焊接第三端盖3-2和第四端盖3-3。
65.集汽模块2的第二安装孔2-1-1与蒸发器模块1的汽接头1-1-3焊接连接，储液器模块3的第三安装孔3-1-1与蒸发器模块1的液接头1-1-2焊接连接。将汽管路的一端连接汽管路接管2-4，液管路的一端连接液管路接管3-4，汽管路和液管路的另一端分别连接冷凝器的进出口装配成平板环路热管。通过充注口3-1-2将环路热管抽真空至真空度低于5
·
10-4
pa，在环路热管内部充装工质后，将充注口3-1-2焊死。
66.当蒸发器模块1接受到热源的热量时，环路热管内的工质在各个毛细芯1-1-1的外表面蒸发，蒸汽进入各自的蒸汽槽道1-1-1-1后汇集到集汽管2-1内，通过与汽管路接管2-4相连的汽管路进入冷凝器，蒸汽在冷凝器内释放热量后冷凝成液体，液体工质沿着液管路通过液管路接管3-4进入集液管3-1内，液体工质由集液管3-1各自进入毛细芯1-1-1的液体干道1-1-1-2内，通过毛细力的驱动将液体输送至毛细芯1-1-1的外表面持续蒸发，由此形成了自循环的两相流体回路。

技术特征：
1.一种模块化组装的平板环路热管蒸发器，其特征在于，包括蒸发器模块、集汽模块和储液器模块；所述蒸发器模块包括n个毛细芯模块和壳体；所述壳体设有n个第一安装孔；n个毛细芯模块分别安装于n个第一安装孔内；所述集汽模块一侧设置有n个第二安装孔；所述储液器模块一侧设置有n个第三安装孔；毛细芯模块一端连接第二安装孔，另一端连接第三安装孔。2.根据权利要求1所述的模块化组装的平板环路热管蒸发器，其特征在于，毛细芯模块包括毛细芯、液接头、汽接头和管壳；毛细芯过盈配合装配于管壳内；毛细芯的外表面设置有蒸汽槽道，中心设置有液体干道；液接头设置于液体干道的端部并安装于第三安装孔，汽接头设置于蒸汽槽道的端部并安装于第二安装孔内。3.根据权利要求2所述的模块化组装的平板环路热管蒸发器，其特征在于，集汽模块包括集汽管、第一端盖、第二端盖和汽管路接管；n个第二安装孔设置于集汽管的侧面，第一端盖与第二端盖安装于所述集汽管的两端，汽管路接管设置于第二端盖。4.根据权利要求3所述的模块化组装的平板环路热管蒸发器，其特征在于，储液器模块包括集液管、第三端盖、第四端盖和液管路接管；n个第二安装孔设置于集液管的侧面，第三端盖与第四端盖安装于所述集液管的两端，液管路接管设置于第四端盖。5.根据权利要求2所述的模块化组装的平板环路热管蒸发器，其特征在于，所述毛细芯为多孔材料。6.根据权利要求1所述的模块化组装的平板环路热管蒸发器，其特征在于，所述壳体材质为铝合金。7.根据权利要求4所述的模块化组装的平板环路热管蒸发器，其特征在于，所述集液管上设置有充注口。8.根据权利要求4所述的模块化组装的平板环路热管蒸发器，其特征在于，所述液管路接管的长度为3/4l-1l，l为壳体的长度。

技术总结
本实用新型涉及散热器技术领域的一种模块化组装的平板环路热管蒸发器，包括蒸发器模块、集汽模块和储液器模块；所述蒸发器模块包括n个毛细芯模块和壳体；壳体设有n个第一安装孔；n个毛细芯模块分别安装于n个第一安装孔内；集汽模块一侧设置有n个第二安装孔；储液器模块一侧设置有n个第三安装孔；毛细芯模块一端连接第二安装孔，另一端连接第三安装孔。本实用新型通过将毛细芯模块并联设计，共用储液器与汽体排出通道，可以适用于任意热量、热流密度以及热源面积大小的应用场景，产品结构设计结构简单、加工工艺难度小，容易低成本量产转化。转化。转化。


技术研发人员：谢龙 牛雷 赵洁莲
受保护的技术使用者：上海格熵航天科技有限公司
技术研发日：2023.02.06
技术公布日：2023/7/17