一种具有防止蒸汽回流功能的泵环路热管蒸发器的制作方法

本技术涉及泵环路热管蒸发器，尤其公开了一种具有防止蒸汽回流功能的泵环路热管蒸发器。

背景技术：

1、电子技术日益发展，电子元件的各功能模块高度集成，大量元器件的尺寸向微小化方向发展。这些器件在运行的过程中将产生很高的热流密度，容易导致器件表面产生局部高温，影响器件运行的可靠性。环路热管(lhp)以两相循环的形式传递热量，传热效率极高。然而，传统lhp系统在传输距离、运行稳定性上具有很大的局限性。因此，需要对传统的lhp系统进行改进，加入机械泵形成泵环路热管。而针对此种热管的蒸发器设计则是提高其整体性能的关键环节。

2、目前，泵环路热管蒸发器结构通常包括补偿腔、毛细芯以及蒸发腔，蒸发腔中的工质通过毛细芯进入蒸发腔进行蒸发传热，而有时蒸发腔中由于液体剧烈沸腾，往往会形成高温高压的环境，高压的蒸汽进入毛细芯，从而压迫毛细芯中液体回流至补偿腔，使得蒸发腔出现烧干现象，此外进入补偿腔的气体又会对整体的性能产生影响，甚至损坏部件，造成巨大损失。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本实用新型的目的在于提供一种具有防止蒸汽回流功能的泵环路热管蒸发器，其补偿腔的液体可以顺利进入蒸发器进行相变，而蒸发器中的蒸汽则很难回到补偿腔，因此相较传统的泵环路热管蒸发器，本实用新型可以更加有效地避免蒸汽回流，从而提升泵环路热管的工作效率，在航天热控系统，新能源汽车整体散热等领域具有广阔的发展前景。

2、为实现上述目的，本实用新型的一种具有防止蒸汽回流功能的泵环路热管蒸发器，包括自上而下排布设置的第一补偿腔、单向流道、第二补偿腔、毛细芯及蒸发腔，第一补偿腔设置有液体流入通道与液体流出通道，液体流入通道用于供液体流入第一补偿腔内，液体流出通道用于排出第一补偿腔内多余的液体，第一补偿腔的容积大于第二补偿腔的容积，第一补偿腔经由单向流道连通于第二补偿腔，第二补偿腔经由毛细芯连通于蒸发腔，蒸发腔靠近热源设置并用于传导热源产生的热量，蒸发腔设置有蒸汽流出通道，蒸汽流出通道用于供蒸汽输出蒸发腔外冷凝。

3、具体地，单向流道包括上盖板、下盖板及特斯拉阀，上盖板及下盖板分别焊接于特斯拉阀的上下两面，上盖板与下盖板的厚度均为0.5～2㎜。

4、具体地，特斯拉阀的单元数为3～12个，单个单元的长度为5～10㎜。

5、具体地，特斯拉阀的高度为4～10㎜，特斯拉阀的宽度为5～15㎜，特斯拉阀的长度与第一补偿腔的长度相同。

6、具体地，特斯拉阀的通道看宽度为1～3㎜，通道t型交汇口的夹角α为70～90°，通道分叉口的夹角β为30～60°。

7、具体地，蒸发器的整体长度为40～70㎜，宽度为10～20㎜，高度为20～40㎜，可根据泵环路热管整体尺寸进行调整；蒸发腔的长度为40～70㎜。

8、具体地，第一补偿腔的长度为30～60㎜，第一补偿腔的长度与第二补偿腔的长度相同，第一补偿腔的体积与第二补偿器的体积比例为3:1～5:1，第一补偿腔的高度为5～12㎜。

9、具体地，液体流入通道与液体流出通道保持在同一水平高度；第一补偿腔经由液体输送管连通于特斯拉阀的入口端，第二补偿腔经由液体输送管连通于特斯拉阀的出口端。

10、具体地，蒸发器采用导热性能良好的金属或陶瓷制成；毛细芯为双孔径结构，毛细芯采用镍粉与碳酸钠烧结制成。

11、本实用新型的有益效果：本实用新型所述的具有防止蒸汽回流功能的泵环路热管蒸发器，包括自上而下排布设置的第一补偿腔、单向流道、第二补偿腔、毛细芯及蒸发腔，第一补偿腔经由单向流道连通于第二补偿腔，第二补偿腔经由毛细芯连通于蒸发腔。在实际应用中，冷却后的工质经过微泵的驱动通过液体流入通道进入第一补偿腔，并在第一补偿腔中稍作停留，其中部分工质经过单向流道进入第二补偿腔，而多余的工质则经液体流出通道流出，并随后经过冷却等环节再次经过微泵的驱动进入第一补偿腔；进入第二补偿腔的液体将在毛细芯的毛细力下进入蒸发腔并在热源的加热下蒸发，高温高压的蒸汽由蒸汽流出通道流出冷凝并回流。而由于单向流道的存在，蒸发腔中的高压气体难以突破逆流的阻力，从而避免了其回流造成的性能损失以及对部件的损伤；采用一大一小两个补偿腔设计，在避免蒸汽及液体回流的同时利用蒸发腔的漏热预热第二补偿腔中的工质，提高其进入蒸发腔时的温度，从而提升蒸发腔的蒸发效率并巧妙利用蒸发腔的漏热。

技术特征：

1.一种具有防止蒸汽回流功能的泵环路热管蒸发器，其特征在于：包括在上而下排布设置的第一补偿腔(1)、单向流道(2)、第二补偿腔(3)、毛细芯(4)及蒸发腔(5)，第一补偿腔(1)设置有液体流入通道(11)与液体流出通道(12)，液体流入通道(11)用于供液体流入第一补偿腔(1)内，液体流出通道(12)用于排出第一补偿腔(1)内多余的液体，第一补偿腔(1)的容积大于第二补偿腔(3)的容积，第一补偿腔(1)经由单向流道(2)连通于第二补偿腔(3)，第二补偿腔(3)经由毛细芯(4)连通于蒸发腔(5)，蒸发腔(5)靠近热源(6)设置并用于传导热源(6)产生的热量，蒸发腔(5)设置有蒸汽流出通道(51)，蒸汽流出通道(51)用于供蒸汽输出蒸发腔(5)外冷凝。

2.根据权利要求1所述的具有防止蒸汽回流功能的泵环路热管蒸发器，其特征在于：单向流道(2)包括上盖板(21)、下盖板(22)及特斯拉阀(23)，上盖板(21)及下盖板(22)分别焊接于特斯拉阀(23)的上下两面，上盖板(21)与下盖板(22)的厚度均为0.5～2㎜。

3.根据权利要求2所述的具有防止蒸汽回流功能的泵环路热管蒸发器，其特征在于：特斯拉阀(23)的单元数为3～12个，单个单元的长度为5～10㎜。

4.根据权利要求3所述的具有防止蒸汽回流功能的泵环路热管蒸发器，其特征在于：特斯拉阀(23)的高度为4～10㎜，特斯拉阀(23)的宽度为5～15㎜，特斯拉阀(23)的长度与第一补偿腔(1)的长度相同。

5.根据权利要求4所述的具有防止蒸汽回流功能的泵环路热管蒸发器，其特征在于：特斯拉阀(23)的通道看宽度为1～3㎜，通道t型交汇口的夹角α为70～90°，通道分叉口的夹角β为30～60°。

6.根据权利要求1所述的具有防止蒸汽回流功能的泵环路热管蒸发器，其特征在于：蒸发器的整体长度为40～70㎜，宽度为10～20㎜，高度为20～40㎜；蒸发腔(5)的长度为40～70㎜。

7.根据权利要求6所述的具有防止蒸汽回流功能的泵环路热管蒸发器，其特征在于：第一补偿腔(1)的长度为30～60㎜，第一补偿腔(1)的长度与第二补偿腔(3)的长度相同，第一补偿腔(1)的体积与第二补偿器的体积比例为3:1～5:1，第一补偿腔(1)的高度为5～12㎜。

8.根据权利要求2所述的具有防止蒸汽回流功能的泵环路热管蒸发器，其特征在于：液体流入通道(11)与液体流出通道(12)保持在同一水平高度；第一补偿腔(1)经由液体输送管(31)连通于特斯拉阀(23)的入口端，第二补偿腔(3)经由液体输送管(31)连通于特斯拉阀(23)的出口端。

9.根据权利要求1所述的具有防止蒸汽回流功能的泵环路热管蒸发器，其特征在于：蒸发器采用导热性能良好的金属或陶瓷制成；毛细芯(4)为双孔径结构，毛细芯(4)采用镍粉与碳酸钠烧结制成。

技术总结
本技术公开了一种具有防止蒸汽回流功能的泵环路热管蒸发器，包括自上而下排布设置的第一补偿腔、单向流道、第二补偿腔、毛细芯及蒸发腔，第一补偿腔经由单向流道连通于第二补偿腔，第二补偿腔经由毛细芯连通于蒸发腔。由于单向流道的存在，蒸发腔中的高压气体难以突破逆流的阻力，从而避免了其回流造成的性能损失以及对部件的损伤；采用一大一小两个补偿腔设计，在避免蒸汽及液体回流的同时利用蒸发腔的漏热预热第二补偿腔中的工质，提高其进入蒸发腔时的温度，从而提升蒸发腔的蒸发效率并巧妙利用蒸发腔的漏热。

技术研发人员：王文涛,张亮旗,王世权
受保护的技术使用者：东莞赛诺高德蚀刻科技有限公司
技术研发日：20221226
技术公布日：2024/1/11