專利名稱：一種用于cpl的平面式毛細(xì)芯蒸發(fā)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于CPL的毛細(xì)芯蒸發(fā)器。
背景技術(shù)：
CPL(Capillary Pumped Loop毛細(xì)泵抽吸兩相流體回路)是一種利用工質(zhì)的相變潛熱傳遞熱量的裝置，它具有傳熱能力大、控溫精度高、能耗低以及等溫性好等優(yōu)點(diǎn)，是電子器件冷卻的理想系統(tǒng)。CPL主要包括蒸發(fā)器、冷凝器、儲(chǔ)液器、汽液管道以及其它輔助器件。CPL主要依靠工質(zhì)在蒸發(fā)器內(nèi)相變吸收熱量以及在冷凝器內(nèi)相變釋放熱量來實(shí)現(xiàn)熱量的傳輸。蒸發(fā)器是系統(tǒng)熱負(fù)荷的承受部件，在蒸發(fā)器毛細(xì)結(jié)構(gòu)中，液體工質(zhì)受熱發(fā)生汽化，從熱源移走熱量；在冷凝器中，汽相工質(zhì)發(fā)生凝結(jié)，向外界傳熱，蒸發(fā)器毛細(xì)芯產(chǎn)生的毛細(xì)抽吸力使冷凝器中的冷凝液體通過液體管道返回到蒸發(fā)器，完成系統(tǒng)循環(huán)。
目前，用于CPL的蒸發(fā)器主要是管式蒸發(fā)器，管式蒸發(fā)器的缺點(diǎn)是①為了將管式蒸發(fā)器用于散熱，必須附加一個(gè)冷板，將冷板與負(fù)荷表面接觸，達(dá)到散熱的目的，采取這種方式增加了傳熱熱阻，降低了系統(tǒng)的傳熱效率；②液體進(jìn)入蒸發(fā)器中心通道后，沿徑向流入毛細(xì)芯并蒸發(fā)，產(chǎn)生的蒸汽流入管壁槽道，再通過槽道端部流入蒸汽管道，當(dāng)系統(tǒng)熱負(fù)荷急劇變化時(shí)，大量工質(zhì)被汽化，若管式蒸發(fā)器因儲(chǔ)液量較少，不能及時(shí)補(bǔ)充毛細(xì)芯內(nèi)的蒸發(fā)量時(shí)，將造成系統(tǒng)供液不足，情況嚴(yán)重時(shí)，甚至?xí)拐舭l(fā)器燒竭，導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行失??；③由于管式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)的限制，毛細(xì)芯結(jié)構(gòu)只能采用粉末材料燒結(jié)而成，這需要專用的設(shè)備制作，因而制作成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種用于CPL的平面式毛細(xì)芯蒸發(fā)器，該蒸發(fā)器工作性能良好，結(jié)構(gòu)簡單、制作方便，通過該蒸發(fā)器可以提高系統(tǒng)的傳熱效率，改善和提高系統(tǒng)的運(yùn)行性能。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種用于CPL的平面式毛細(xì)芯蒸發(fā)器，包括底座、上蓋、毛細(xì)芯，底座與上蓋相固定、且密封；隔板將底座分隔為集液腔、集汽腔，集液腔由橫向槽道和縱向槽道構(gòu)成、且交叉布置，在集液腔上開有回流液體入口，在集汽腔上開有蒸汽出口；在上蓋上開有蒸汽槽道、蒸汽通道，蒸汽槽道由縱向槽道構(gòu)成，蒸汽通道連通蒸汽槽道和集汽腔；毛細(xì)芯置于集液腔與蒸汽槽道之間。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)(1)適合于負(fù)荷的散熱要求本發(fā)明為平面式蒸發(fā)器，可以直接貼合于被冷卻表面之上，降低了接觸熱阻，提高了系統(tǒng)的傳熱效率，結(jié)構(gòu)更緊湊，使用更方便。
(2)CPL啟動(dòng)迅速蒸發(fā)器上蓋采用導(dǎo)熱系數(shù)較大的金屬材料，蒸汽槽道肋片和毛細(xì)芯上表面緊密接觸，使得毛細(xì)芯上表面的液體工質(zhì)迅速加熱到飽和溫度，產(chǎn)生蒸汽，吸收熱量，產(chǎn)生的蒸汽通過蒸汽槽道順暢地流入集汽腔，然后通過蒸汽出口流出，CPL啟動(dòng)容易、迅速。
(3)避免出現(xiàn)汽、液夾帶現(xiàn)象如果蒸汽槽道出口處夾帶有液體，則液體可以收集在集汽腔中，集汽腔起到汽、液隔離器的作用，防止汽、液夾帶現(xiàn)象，使得系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。
(4)供液連續(xù)、均勻、穩(wěn)定蒸發(fā)器底部采用集液腔結(jié)構(gòu)，一方面可以使回流液體在其中匯集，另一方面由于槽道的分流作用，液體可以較好地分配給毛細(xì)芯，以滿足蒸發(fā)的需要；在集液腔槽道中可以蓄積一定量的液體，起到液體補(bǔ)償腔的作用，因而，當(dāng)系統(tǒng)熱負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，集液腔槽道中的液體工質(zhì)可以及時(shí)地供給毛細(xì)芯，以滿足負(fù)荷所需的工質(zhì)量，不會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)缺液或燒竭現(xiàn)象。
(5)毛細(xì)芯可采用多層絲網(wǎng)壓緊制成，因而制作簡單，無需專用設(shè)備，降低了系統(tǒng)的研制費(fèi)用。


圖1是本發(fā)明一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的A-A剖面圖。
圖3是圖1中底座的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是圖1中底座的俯視圖。
圖5是圖1中上蓋的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是圖1中上蓋的仰視圖。
圖面說明1-回流液體入口，2-集液腔，3-底座，4-上蓋，5-毛細(xì)芯，6-蒸汽槽道，7-蒸汽通道，8-受熱面，9-蒸汽出口，10-集汽腔，11-蒸汽槽道肋片，12-隔板，13-集液腔肋片。
具體實(shí)施例方式
由圖1～圖6所示，本發(fā)明整體上是一種平面結(jié)構(gòu)，包括底座3、上蓋4、毛細(xì)芯5，底座3與上蓋4相固定、且密封，可采取焊接方式，還可以采用法蘭螺栓聯(lián)結(jié)方式，密封形式采用O型圈密封，采用此種方式可方便地更換毛細(xì)芯5，降低系統(tǒng)的開發(fā)費(fèi)用。
為了提高蒸發(fā)器的散熱效率，上蓋4使用導(dǎo)熱系數(shù)大的金屬材料，如采用銅、鋁等。毛細(xì)芯5可以由多層絲網(wǎng)壓制而成或由粉末材料燒結(jié)而成，毛細(xì)芯5是蒸發(fā)器重要的構(gòu)成部分，液相工質(zhì)在其表面發(fā)生汽化相變產(chǎn)生的毛細(xì)抽吸力是系統(tǒng)運(yùn)行的主要驅(qū)動(dòng)力。在CPL系統(tǒng)中，入口回流液體的過冷度越高，系統(tǒng)的承載能力以及工作性能越好，為了減小熱負(fù)荷對(duì)入口回流液體的導(dǎo)熱作用，毛細(xì)芯5采用導(dǎo)熱系數(shù)比較小的不銹鋼絲網(wǎng)或者非金屬高聚物絲網(wǎng)多層壓制而成。
隔板12將底座3分隔為集液腔2、集汽腔10，集液腔2由一個(gè)橫向槽道和七個(gè)縱向槽道構(gòu)成、且交叉布置，可收集一定量的液相工質(zhì)，通過橫向槽道向兩邊分流，兼作流體分配器，使回流液體均勻的分配。在底部開有回流液體入口1，回流液體入口1與集液腔2相通，在集汽腔10的側(cè)面上開有蒸汽出口9。集液腔2縱向槽道為多個(gè)，橫向槽道也可為多個(gè)，橫向槽道與縱向槽道可以互相垂直，也可以不垂直，所述橫向槽道和縱向槽道的斷面形狀為矩形，也可為梯形等其它形狀。
在上蓋4開有蒸汽槽道6、蒸汽通道7，蒸汽槽道6的位置與集液腔2相對(duì)應(yīng)，由七個(gè)縱向槽道構(gòu)成。蒸汽通道7連通蒸汽槽道6和集汽腔10。蒸汽槽道6縱向槽道為多個(gè)。所述縱向槽道的斷面形狀為矩形，也可為梯形等其它形狀。
毛細(xì)芯5置于集液腔2與蒸汽槽道6之間，毛細(xì)芯5直接與集液腔肋片13和蒸汽槽道肋片11接觸，集液腔2中充滿液體工質(zhì)，可以及時(shí)方便地供液。
工作時(shí)，上蓋4的受熱面8直接與負(fù)荷表面貼合，受熱面8吸收熱量，熱量迅速傳遞給各個(gè)蒸汽槽道肋片11，這樣與蒸汽槽道肋片11直接接觸的毛細(xì)芯5中的液體工質(zhì)被迅速加熱到飽和溫度，發(fā)生汽化。汽化后形成的蒸汽沿蒸汽槽道6流動(dòng)到集汽腔10，通過蒸汽出口9進(jìn)入蒸汽管道，流向冷凝器，如果夾帶有液滴，則可收集在集汽腔10中。在冷凝器中放出熱量后，蒸汽凝結(jié)為液體，然后在毛細(xì)芯工質(zhì)汽、液相變產(chǎn)生的毛細(xì)抽吸力的作用下，沿液體管道經(jīng)回流液體入口1進(jìn)入蒸發(fā)器的集液腔2，液體工質(zhì)在集液腔2形成的流體分配器的作用下，在集液腔2內(nèi)均勻分配，進(jìn)入毛細(xì)芯5，流向汽、液相變界而。
權(quán)利要求
1.一種用于CPL的平面式毛細(xì)芯蒸發(fā)器，其特征在于包括底座(3)、上蓋(4)、毛細(xì)芯(5)，底座(3)與上蓋(4)相固定、且密封；隔板(12)將底座(3)分隔為集液腔(2)、集汽腔(10)，集液腔(2)由橫向槽道和縱向槽道構(gòu)成、且交叉布置，在集液腔(2)上開有回流液體入口(1)，在集汽腔(10)上開有蒸汽出口(9)；在上蓋(4)上開有蒸汽槽道(6)、蒸汽通道(7)，蒸汽槽道(6)由縱向槽道構(gòu)成，蒸汽通道(7)連通蒸汽槽道(6)和集汽腔(10)；毛細(xì)芯(5)置于集液腔(2)與蒸汽槽道(6)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于CPL的平面式毛細(xì)芯蒸發(fā)器，其特征在于毛細(xì)芯(5)由多層絲網(wǎng)壓制而成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于CPL的平面式毛細(xì)芯蒸發(fā)器，包括底座、上蓋、毛細(xì)芯，底座與上蓋相固定、且密封；隔板將底座分隔為集液腔、集汽腔，集液腔由橫向槽道和縱向槽道構(gòu)成、且交叉布置，在集液腔上開有回流液體入口，在集汽腔上開有蒸汽出口；在上蓋上開有蒸汽槽道、蒸汽通道，蒸汽槽道由縱向槽道構(gòu)成，蒸汽通道連通蒸汽槽道和集汽腔，毛細(xì)芯置于蒸汽槽道與集液腔之間。該蒸發(fā)器工作性能良好，結(jié)構(gòu)簡單、制作方便，通過該蒸發(fā)器可以提高系統(tǒng)的傳熱效率，改善和提高系統(tǒng)的運(yùn)行性能，使系統(tǒng)啟動(dòng)容易、迅速，運(yùn)行穩(wěn)定；毛細(xì)芯可采用多層絲網(wǎng)壓緊制成，因而制作簡單、成本低。本發(fā)明可以應(yīng)用于便攜式或者臺(tái)式計(jì)算機(jī)以及電子儀器、設(shè)備等的散熱。
文檔編號(hào)G12B15/00GK1725946SQ200510019110
公開日2006年1月25日 申請(qǐng)日期2005年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月18日
發(fā)明者劉偉, 楊金國, 劉志春, 黃曉明, 范愛武 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)