本實(shí)用新型屬于強(qiáng)化換熱相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，是涉及一種平板式環(huán)路熱管蒸發(fā)器及環(huán)路熱管，該蒸發(fā)器可以有效地減小環(huán)路熱管平板蒸發(fā)器內(nèi)部由壁面向儲(chǔ)液室的逆向?qū)嵝?yīng)(漏熱)，且可以解決環(huán)路熱管液體回流受阻的問題。

背景技術(shù)：

環(huán)路熱管是一種通過蒸發(fā)器內(nèi)的毛細(xì)芯產(chǎn)生的毛細(xì)力來驅(qū)動(dòng)工作介質(zhì)流動(dòng),利用工作介質(zhì)的相變過程來傳遞熱量的高效傳熱裝置。經(jīng)過多年的發(fā)展，其技術(shù)日趨成熟并逐步應(yīng)用于空間飛行器、電子設(shè)備等領(lǐng)域的熱控系統(tǒng)中。

環(huán)路熱管主要由蒸發(fā)器、毛細(xì)芯、儲(chǔ)液室、液體管線、蒸汽管線和冷凝段組成,蒸發(fā)器是環(huán)路熱管中的關(guān)鍵部件，毛細(xì)芯是蒸發(fā)器的核心部分。毛細(xì)芯一方面需提供足夠的毛細(xì)驅(qū)動(dòng)力來循環(huán)工質(zhì)，另一方面，毛細(xì)芯需及時(shí)將產(chǎn)生的蒸汽轉(zhuǎn)移至蒸汽管道，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)熱量的正向傳遞。平板式環(huán)路熱管的蒸發(fā)器為方形平板式，其受熱面積大，所占空間高度小，且有利于與發(fā)熱元件貼合，尤其適用于內(nèi)部空間有限、發(fā)熱量大、熱流密度高的電子器件的散熱。但是，由于平板式蒸發(fā)器獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，要求蒸發(fā)器與儲(chǔ)液室的體積盡可能緊湊，這種緊湊結(jié)構(gòu)下設(shè)計(jì)的蒸發(fā)器吸收的熱量經(jīng)側(cè)壁傳遞給儲(chǔ)液室熱量比圓柱式大，逆向?qū)嵝?yīng)(漏熱)大。

此外，蒸發(fā)器中蒸汽蒸發(fā)速度的快慢受發(fā)熱器件溫度的影響較大，在低熱負(fù)荷條件下，當(dāng)發(fā)熱器件溫度不是很高時(shí)，蒸發(fā)器毛細(xì)芯中液體的蒸發(fā)速度較小，回流的液體量也相對(duì)較少，由于液體有一定的表面張力，會(huì)對(duì)液體的回流產(chǎn)生一定的阻礙作用，只有當(dāng)蒸發(fā)器毛細(xì)芯中液體的蒸發(fā)正常，液體回流正常時(shí)，才能保證蒸發(fā)器的正常穩(wěn)定運(yùn)行，而漏熱現(xiàn)象的存在不利于蒸發(fā)器毛細(xì)芯中液體的蒸發(fā)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種平板式環(huán)路熱管蒸發(fā)器及環(huán)路熱管。該蒸發(fā)器可以有效解決現(xiàn)有的平板式蒸發(fā)器逆向?qū)嵝?yīng)大，啟動(dòng)困難，液體回流受阻等問題，可以保障蒸發(fā)器的正常平穩(wěn)運(yùn)行。

為了解決以上技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：

一種平板式環(huán)路熱管蒸發(fā)器，包括蒸發(fā)室、毛細(xì)芯和儲(chǔ)液室，蒸發(fā)室和儲(chǔ)液室之間通過毛細(xì)芯連通，所述儲(chǔ)液室的內(nèi)壁覆蓋有絕熱隔層，所述絕熱隔層表面粗糙設(shè)置。

絕熱隔層增加了熱量從儲(chǔ)液室壁面?zhèn)鬟f到儲(chǔ)液室內(nèi)工作介質(zhì)的過程中的傳熱熱阻，降低了通過壁面和側(cè)壁向儲(chǔ)液室中工作介質(zhì)的漏熱，降低了蒸發(fā)器的逆向?qū)嵝?yīng)，保證了毛細(xì)芯兩側(cè)的溫差，加快了蒸發(fā)器的啟動(dòng)速度，并且避免了平板型環(huán)路熱管的運(yùn)行失效。

同時(shí)，絕熱隔層的表面粗糙設(shè)置，在絕熱隔層的表面形成毛細(xì)效應(yīng)，有助于冷凝得到的液體回流到儲(chǔ)液室中。

優(yōu)選的，所述絕熱隔層表面的粗糙度為12.5-50，單位為μm。

優(yōu)選的，所述絕熱隔層為氧化鋁涂層，氧化鋁涂層的厚度為100-200μm。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述氧化鋁涂層與儲(chǔ)液室內(nèi)壁之間的粘結(jié)層為厚度為20-50μm的Ni(Al)粘結(jié)層。粘結(jié)層可以優(yōu)選使用Ni(Al)，但不僅限于使用該粉末，其他任何有助于提高基層與隔熱層結(jié)合能力的中間結(jié)合涂層都可以。

氧化鋁具有較強(qiáng)的耐高溫特性，同時(shí)，氧化鋁還具有較好的隔熱性能，可以有效防止熱量通過儲(chǔ)液室的內(nèi)壁傳遞到儲(chǔ)液室的液體中。

Ni(Al)粘結(jié)層可以對(duì)氧化鋁起到良好的粘結(jié)作用，降低隔熱涂層與基體材料之間由于熱膨脹系數(shù)過大引起的應(yīng)力，防止氧化鋁涂層的脫落，提高了絕熱隔層的使用壽命。

優(yōu)選的，所述絕熱隔層為氧化鋯涂層，氧化鋯涂層的厚度為100-200μm。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述氧化鋯涂層與儲(chǔ)液室內(nèi)壁之間的粘結(jié)層為厚度為20-50μm的MCrAlY。

優(yōu)選的，所述儲(chǔ)液室的側(cè)壁與蒸發(fā)室側(cè)壁的接觸面涂覆有隔熱層。

該隔熱層可以增加儲(chǔ)液室側(cè)壁和蒸發(fā)室側(cè)壁之間的傳熱熱阻，降低蒸發(fā)器的逆向?qū)嵝?yīng)。

優(yōu)選的，所述隔熱層與所述絕熱隔層的材質(zhì)相同。

兩者的材質(zhì)相同，在制備時(shí)，可以同時(shí)對(duì)兩個(gè)位置的涂層進(jìn)行涂覆，提高了工作效率，節(jié)省了盛裝容器。

優(yōu)選的，所述毛細(xì)芯與蒸發(fā)室內(nèi)壁之間設(shè)置有絕熱層。

該絕熱層可以防止蒸發(fā)室的較高溫度對(duì)毛細(xì)芯的貼壁邊緣產(chǎn)生加熱作用，進(jìn)而通過蒸發(fā)室內(nèi)壁或儲(chǔ)液室內(nèi)壁將熱量傳遞給儲(chǔ)液室中的液體，避免了該部分的逆向?qū)嵝?yīng)。

一種環(huán)路熱管，包括上述蒸發(fā)器、蒸汽管線、冷凝器和液體管線，蒸發(fā)器的蒸發(fā)室通過所述蒸汽管線與冷凝器連通，冷凝器通過液體管線與蒸發(fā)器的儲(chǔ)液室連通。

蒸發(fā)器中蒸發(fā)得到的蒸汽進(jìn)入蒸汽管線，然后經(jīng)過冷凝器冷凝成液體，冷凝得到的液體通過液體管線回到儲(chǔ)液室，由于儲(chǔ)液室的內(nèi)壁涂覆有絕熱涂層，絕熱涂層的表面有一定的粗糙度，可以形成毛細(xì)效應(yīng)，促進(jìn)液體管線中的冷凝液體回流至儲(chǔ)液室中，促進(jìn)了環(huán)路熱管的正常平穩(wěn)工作。

本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果為：

一方面熱量經(jīng)蒸發(fā)室側(cè)壁傳遞到儲(chǔ)液室側(cè)壁時(shí)，由于有隔熱層的存在，熱阻較大，傳熱量降低，另一方面經(jīng)蒸發(fā)室側(cè)壁傳遞到儲(chǔ)液室壁面上的熱量，由于儲(chǔ)液室內(nèi)壁噴涂有隔熱層，熱量在向儲(chǔ)液室內(nèi)傳遞過程中，熱阻較大，從而進(jìn)一步降低了逆向?qū)嵝?yīng)。逆向?qū)嵝?yīng)的降低有利于平板型環(huán)路熱管的啟動(dòng)和長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，降低了由于側(cè)壁漏熱導(dǎo)致的平板環(huán)路熱管運(yùn)行失效的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)儲(chǔ)液室內(nèi)壁由于噴涂絕熱隔層，增加了絕熱隔層表面的粗糙度，而在其表面形成毛細(xì)效應(yīng)，有助于冷凝得到的液體回流到儲(chǔ)液室，促進(jìn)了環(huán)路熱管的正常平穩(wěn)工作。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的分解裝配圖；

圖2是本實(shí)用新型的蒸發(fā)器儲(chǔ)液室和蒸汽槽道底板側(cè)壁接觸面示意圖。

圖中，1、蒸發(fā)器蒸汽槽道底板，2、儲(chǔ)液室，3、儲(chǔ)液室側(cè)壁，4、蒸汽槽道，5、隔熱層，6、蒸發(fā)室側(cè)壁，7、絕熱隔層，8、毛細(xì)芯。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。

一種降低逆向?qū)嵝?yīng)的環(huán)路熱管蒸發(fā)器，其結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示，包括蒸發(fā)器蒸汽槽道底板1，蒸發(fā)器儲(chǔ)液室2，毛細(xì)芯8，蒸發(fā)器儲(chǔ)液室內(nèi)壁的絕熱隔層7以及儲(chǔ)液室側(cè)壁3和蒸發(fā)室側(cè)壁6之間的隔熱層5；絕熱隔層7及隔熱層5可以用同種方法制備。蒸發(fā)器蒸汽槽道底板1刻有蒸汽槽道4。在環(huán)路熱管啟動(dòng)和運(yùn)行過程中，熱源熱量通過蒸發(fā)器蒸汽槽道底板1傳遞給蒸發(fā)器，蒸發(fā)室內(nèi)工作介質(zhì)受熱產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)蒸汽槽道進(jìn)入蒸汽管線(圖中未標(biāo)出)，部分熱量通過蒸發(fā)器的蒸發(fā)室側(cè)壁6和儲(chǔ)液室側(cè)壁3傳遞到儲(chǔ)液室內(nèi)(漏熱)。因?yàn)楦魺釋?和絕熱隔層7的阻隔，增加了熱量通過側(cè)壁傳遞給儲(chǔ)液室工作介質(zhì)的熱阻，降低了逆向?qū)嵝?yīng)。

作為另一種解決方案，也可以直接在儲(chǔ)液室2內(nèi)壁或者蒸發(fā)器蒸汽槽道底板1的側(cè)壁與儲(chǔ)液室側(cè)壁3接觸面上進(jìn)行絕熱層噴涂，絕熱噴涂層可以增大兩個(gè)接觸面的接觸熱阻，降低通過側(cè)壁的漏熱，從而降低蒸發(fā)器的逆向?qū)嵝?yīng)。

平板型環(huán)路熱管蒸發(fā)器儲(chǔ)液室側(cè)壁3與隔熱層5之間，以及隔熱層5與蒸發(fā)室側(cè)壁6之間的連接方式可以是釬焊、熔焊，或者膠連接，或者機(jī)械連接。

實(shí)施例1

儲(chǔ)液室2內(nèi)壁的絕熱隔層7和隔熱層5均采用等離子噴涂的方法噴涂制備，先噴涂厚度為30微米的Ni(Al)為粘結(jié)層，然后在上面繼續(xù)噴涂厚度150微米的氧化鋁涂層做絕熱隔層7，其表面粗糙度為15μm，蒸發(fā)器蒸汽槽道底板1和儲(chǔ)液室2采用激光熔釬焊的方法進(jìn)行密封連接。工作介質(zhì)為純水。

采用本實(shí)用新型的蒸發(fā)器后，蒸發(fā)器蒸汽槽道底板1在70℃的工作環(huán)境中，隔熱層5和絕熱隔層7可減少通過側(cè)壁產(chǎn)生的漏熱的80～90％，環(huán)路熱管不但可順利啟動(dòng)，并可長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作。

對(duì)比例1

與實(shí)施例1不同的是，僅涂覆隔熱層5，不噴涂絕熱隔層7，其制備方法和隔熱層5厚度與實(shí)施例1的相同。環(huán)路熱管可以啟動(dòng)，但是啟動(dòng)較為困難，分析原因是，進(jìn)入儲(chǔ)液室的漏熱仍然較大，液體回流受阻，使環(huán)路熱管難以正常循環(huán)工作，導(dǎo)致啟動(dòng)困難；且啟動(dòng)后，蒸發(fā)器穩(wěn)定工作的時(shí)間較短，容易導(dǎo)致環(huán)熱熱管的運(yùn)行失效。

對(duì)比例2

與實(shí)施例1不同的是，未涂覆隔熱層5和絕熱隔層7，環(huán)路熱管很難啟動(dòng)，即使啟動(dòng)后，穩(wěn)定的工作時(shí)間僅有十幾分鐘。

實(shí)施例2

類比實(shí)施例1，只將絕熱隔層7和隔熱層5改為50μm厚的MCrAlY為底層粘結(jié)層，厚度200μm的氧化鋯為隔熱層，其余制備方法與實(shí)施例1相同。

采用本實(shí)用新型的環(huán)路熱管可在60～80度的環(huán)境中順利啟動(dòng)并長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作。

上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。