技术领域
[0001] 本发明涉及环路热管散热器技术领域，具体涉及一种用空间结构控制流体流动的毛细芯及采用该毛细芯的平板式蒸发器。
相关背景技术
[0002] 环路热管散热器是一种高性能的散热组件，环路热管散热器结构简单且具有良好的耐温性和可靠性，由于其良好的散热性能和耐高温等特点，被广泛应用于航天、航空、军工、电力、冶金等行业。毛细芯是环路热管的平板式蒸发器中用于流体传输的关键元件，通过毛细芯与集热器内壁之间的汽液界面进行蒸发、冷凝，从而实现热量的传输。毛细芯内部空间结构设计不当会造成环路热管运行时工质从平板式蒸发器内的蒸发区流向储液区，产生严重的热泄漏问题，进而会直接影响到环路热管的性能。
具体实施方式
[0021] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明作具体阐述。
[0022] 实施例
[0023] 图1是毛细芯100的内部空间结构剖面示意图，图2是空间结构通道20的结构示意图。
[0024] 如图1所示，本实施例提供了一种用空间结构控制流体流动的毛细芯100，用于平板式蒸发器1中，包括毛细芯本体10和设置在毛细芯本体10中的多个空间结构通道20。
[0025] 毛细芯本体10呈扁平圆柱状，通常直径为30mm，厚度为4‑6mm。当毛细芯100设置在平板式蒸发器1中时，毛细芯本体10水平设置，毛细芯本体10的上侧端面对应平板式蒸发器的储液区，下侧端面对应平板式蒸发器的蒸发区。
[0026] 多个空间结构通道20呈阵列布置地分布在毛细芯本体10上，每个空间结构通道20沿毛细芯本体10的轴向设置且两端分别延伸至毛细芯本体10的两个端面上，每个空间结构通道20的横截面为圆形。多个空间结构通道20之间互不相通，相邻空间结构通道20的最小间距为0.1mm。从图1中的剖面处可以看到，在本实施例中，多个空间结构通道20在x方向上的间距较大，排布较疏，而在y方向上的间距极小，排布十分密集。
[0027] 如图2所示，每个空间结构通道20包括主路通道21和支路通道22。
[0028] 主路通道21呈折线形或波浪形，两端分别延伸至毛细芯本体10的两个端面上。主路通道21的每个转角的大小相等，均大于等于120°且小于180°，并且与毛细芯本体10径向平面的夹角大于等于60°且小于90°。在本实施例中，每个转角为120°，并且与毛细芯本体10径向平面的夹角为60°。
[0029] 定义流体从主路通道21的一端流向另一端的方向为正向，反方向为逆向。支路通道22设置在主路通道21的转角处，用于阻碍流体逆向流动。支路通道22的数量为多个，且与转角的数量相等，即如图2所示的在每个转角处设置一个支路通道22，支路通道22的数量越多，流体沿空间结构通道20逆向流动时受到的阻力越大。相邻支路通道22在毛细芯本体10轴向上的间距相等。
[0030] 进一步地，定义每个转角的靠近主路通道21一端的通道段为第一通道段211，靠近主路通道21另一端的通道段为第二通道段212。每个支路通道22包括直线段221和圆弧段222，直线段221沿所在转角的第二通道段212的转角端往逆向方向延伸，并且与所在转角的第一通道段211之间的夹角为30°‑60°，圆弧段222与直线段221相切，并且一端与直线段221的末端连接，另一端连接在所在转角的第一通道段211上，圆弧段222外围的半径为0.37mm。
在本实施例中，直线段221与第一通道段211之间的夹角为60°，此时直线段221与所在转角的第二通道段212设置在同一直线上。
[0031] 空间结构通道20具有以下特点：当流体沿空间结构通道20正向流动时，流体沿着主路通道21流动，流体的受到的流动阻力较小；当流体沿空间结构通道20逆向流动时，流体沿着主路通道21流动的同时会进入支路通道22，进而流出支路通道22的流体会与主路通道21中的流体发生碰撞，阻碍流体沿空间结构通道20逆向流动。
[0032] 图3是毛细芯100应用在平板型环路热管中的结构示意图。
[0033] 如图3所示，平板型环路热管包括依次连接构成环路的平板式蒸发器1、蒸汽管道2、冷凝器3、以及液体管道4，各个连接处采用卡套接头5密封连接。其中，平板式蒸发器1包括毛细芯100、蒸发器外壳101、以及加热底板102，毛细芯100水平设置，并将蒸发器外壳101的内部分为上部的储液区103和下部的蒸发区104。
[0034] 平板型环路热管的工作原理如下：蒸发区104内液体工质受热蒸发，蒸汽通过蒸汽管道2进入冷凝器3，在冷凝器3中放热冷凝为液体，再经过液体管道4流入储液区103，最后通过毛细芯100渗透进入蒸发区104蒸发并再次循环。对于传统毛细芯，在热负荷较高的情况下，蒸发区104的部分蒸汽将通过毛细芯渗透到储液区103中，造成应输送到冷凝器3的一些蒸发热量透过毛细芯100泄漏到储液区103中。而对于本实施例中的毛细芯100，由于流体在空间结构通道20中的逆向流动阻力很大，可以减少高功率下蒸汽透过毛细芯100的热泄漏，使得蒸发区104的工质能稳定蒸发，从而改善了环路热管的工作性能。
[0035] 实施例的作用与效果
[0036] 根据本实施例所涉及的用空间结构控制流体流动的毛细芯及平板式蒸发器，其中毛细芯包括毛细芯本体和分布在毛细芯本体中的多个空间结构通道，每个空间结构通道包括主路通道和支路通道，主路通道呈折线形且延伸至毛细芯本体的两个端面上，支路通道设置在主路通道的转角处，用于阻碍流体逆向流动，当流体沿空间结构通道正向流动时阻力小，逆向流动时阻力大。对于采用该毛细芯的平板式蒸发器，工质从储液区向蒸发区的流向为正向，阻力小，从蒸发区向储液区的流向为逆向，阻力大，如此能保证液体正向流动的同时，阻碍蒸发区的蒸汽向储液区的流动，从而减少环路热管启动和运行时的热泄漏，提高环路热管的运行稳定性和传热性能。
[0037] 上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。
