一种用于飞机热管理系统的散热器的制作方法

1.本实用新型涉及飞机热管理系统技术领域，尤其涉及一种用于飞机热管理系统的散热器。


背景技术：

2.散热器是为飞机热管理系统配套的冷却附件,飞机外引入的冲压冷空气与高温热流体在散热器中进行热交换后达到一定的温度用于飞机热管理系统使用，高温热流体与空气进行热交换后达到要求的工作温度，确保飞机热管理系统在不同的飞行状态下实现不同工况下的换热功能要求。由于飞机在不同的飞行高度、不同的飞行状态下，对散热器的换热能力要求也不同，为了满足冷空气、高温热流体的使用功能性能要求。
3.现有技术中，如公告号为cn217198666u的专利一种用于飞机环控系统的异形空气/液体换热器，主要由异形芯子组件、热边端盖、空气进口端盖组件、空气出口端盖组件、空冷旁路组件、安装座和切向调节阀等组成，为获得不同工况下的换热功率和工作温度，通过电信号输入异步电机趋动切向调节阀实现开闭动作，使冷空气通过旁路实现旁通分流，控制进入换热器的冷空气流量与冷却液进行热交换获得不同的换热功率，使冷空气和冷却液达到不同的工作温度以满足环控系统不同飞行工况的工作要求，确保环控系统正常工作。
4.但是，上述现有技术专利cn217198666u中，在空气出口结构中，分别通过空气出口端盖组件和空冷旁路组件与切向调节阀连接，导致切向调节阀与冷空气旁通回路和冷空气出口之间的连接结构体积庞大，同时连接部位不能承受切向调节阀安装在其上的抗振动能力，结构紧凑程度低；另外，现有技术中采用的切向调节阀为立式的，不适用于散热器小型化的需求。


技术实现要素：

5.本实用新型的主要目的是提出一种用于飞机热管理系统的散热器，旨在解决现有技术中切向调节阀与冷空气旁通回路和冷空气出口之间的连接结构体积庞大，同时连接部位不能承受切向调节阀安装在其上的抗振动能力的问题，提高散热器的紧凑性，适用于散热器的小型化要求。
6.为实现上述目的，本实用新型提出一种用于飞机热管理系统的散热器，包括：
7.散热芯子组件，其内部设置有空气流道和热介质流道；
8.热边进口端盖和热边出口端盖，分别与热介质流道的入口、出口连通；
9.冷空气进口端盖组件，其进气端具备旁路进气口和主进气口，主进气口与空气流道的入口连通；
10.冷空气出口端盖组件，其具备主出气通道和旁路出气通道；主出气通道与空气流道的出口端连通；
11.冷空气旁路组件，其一端与冷空气进口端盖组件的旁路进气口连通，另一端与冷
空气出口端盖组件的旁路出气通道连通；
12.切向调节阀，固接在冷空气出口端盖组件上，切向调节阀具备第一入口和第二入口，其中第一入口与主出气通道的出口端连通，第二入口与旁路出气通道的出口端连通；所述切向调节阀为卧式电动切向调节阀。
13.优选的，散热芯子组件内部的空气流道包括多个单流程流道，热介质流道包括多个双流程流道，单流程流道和双流程流道呈叉逆流状分布。
14.优选的，冷空气进口端盖组件和冷空气出口端盖组件分别位于散热芯子组件的两端，且冷空气旁路组件和散热芯子组件呈上下并列设置。
15.优选的，所述散热芯子组件、热边进口端盖、热边出口端盖、冷空气进口端盖组件、冷空气出口端盖组件和冷空气旁路组件通过氩弧焊连接成刚性体结构。
16.优选的，所述冷空气出口端盖组件与切向调节阀通过卡箍或螺栓固定连接。
17.优选的，在冷空气出口端盖组件和切向调节阀上分别设置有法兰边，二者通过法兰边进行螺栓连接。
18.优选的，散热芯子组件采用板翅式、管带式、或者管片式的换热结构。
19.优选的，在冷空气进口端盖组件中，空气进口偏移靠近空气旁路。
20.优选的，在热边进口端盖和热边出口端盖上分别设置有直角弯管状的管接头。
21.由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
22.(1)在本实用新型中，所采用的切向调节阀为卧式电动切向调节阀，使电动切向调节阀与冷空气旁通回路和冷空气出口之间的联接紧凑度更高，可靠性更好；另外，在冷空气出口端盖组件中集成了主出气通道和旁路出气通道，即集成了冷空气出口和旁路冷空气出口，采用整体机加而成低阻力、提高刚度的流线形结构,使整个散热器的结构更加紧凑、重量更轻巧，同时能承受卧式电动切向调节阀安装在其上的抗振动能力，并优化了结构、降低工艺难度。
23.(2)在本实用新型中，冷空气进口端盖组件和冷空气出口端盖组件分别位于散热芯子组件的两端，同时在冷空气进口端盖组件上具备旁路进气口和主进气口，并将冷空气旁路组件和散热芯子组件呈上下并列设置，冷空气出口端盖组件中集成了主出气通道和旁路出气通道，飞机在不同飞行状态下，利用切向调节阀对空气回路的流量进行精确控制，整体结构中散热芯子组件、冷空气旁路组件、冷空气进口端盖组件、冷空气出口端盖组件、以及切向调节阀等部件的结构更为紧凑，有利于散热器的小型化要求。
24.(3)在本实用新型中，散热器高温热流体侧取消双流程折流室，改为空气旁路通道，冷空气出口端盖组件集成了冷空气出口和旁路冷空气出口，切向调节阀采用卧式结构，使该散热器结构更紧凑、重量更轻巧。
附图说明
25.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些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
26.图1为本实用新型所提供的用于飞机热管理系统的散热器的结构示意图；
27.图2为本实用新型中散热芯子组件的结构示意图；
28.图3为图2中a-a截面的示意图；
29.图4为本实用新型中热边出口端盖的结构示意图；
30.图5为本实用新型中热边进口端盖的结构示意图；
31.图6为本实用新型中冷空气出口端盖组件的结构示意图一；
32.图7为本实用新型中冷空气出口端盖组件的结构示意图二；
33.图8为本实用新型中冷空气进口端盖组件的结构示意图；
34.图9为本实用新型中切向调节阀的结构示意图一；
35.图10为本实用新型中切向调节阀的结构示意图二；
36.图11为采用该方案前的原有结构。
37.附图标号说明：1、散热芯子组件；2、热边进口端盖；3、热边出口端盖；4、冷空气进口端盖组件；5、冷空气出口端盖组件；501、主出气通道；502、旁路出气通道；6、冷空气旁路组件；7、切向调节阀；701、第一入口；702、第二入口。
具体实施方式
38.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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的一部分实施例，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。
39.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
40.另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
41.如图1所示，一种用于飞机热管理系统的散热器，包括：散热芯子组件1，其内部设置有空气流道和热介质流道；热边进口端盖2和热边出口端盖3，分别与热介质流道的入口、出口连通；冷空气进口端盖组件4，其进气端具备旁路进气口和主进气口，主进气口与空气流道的入口连通；冷空气出口端盖组件5，其具备主出气通道501和旁路出气通道502；主出气通道501与空气流道的出口端连通；冷空气旁路组件6，其一端与冷空气进口端盖组件4的旁路进气口连通，另一端与冷空气出口端盖组件5的旁路出气通道502连通；切向调节阀7，固接在冷空气出口端盖组件5上，切向调节阀7具备第一入口701和第二入口702，其中第一入口701与主出气通道501的出口端连通，第二入口702与旁路出气通道502的出口端连通；所述切向调节阀7为卧式电动切向调节阀。采用卧式电动切向调节阀，使电动切向调节阀与冷空气旁通回路和冷空气出口之间的联接紧凑度更高，使该散热器结构更紧凑、重量更轻巧；另外，在冷空气出口端盖组件5中集成了主出气通道和旁路出气通道，即集成了冷空气
出口和旁路冷空气出口，采用整体机加而成低阻力、提高刚度的流线形结构,使整个散热器的结构更加紧凑、重量更轻巧，同时能承受卧式电动切向调节阀安装在其上的抗振动能力，并优化了结构、降低工艺难度。切向调节阀7通过电信号控制卧式异进电机趋动开启，对空冷回路智能化自动控制调节空气侧的流量，实现飞机热管理系统在不同的飞行状态下多工况的换热功能性能精准要求。。
42.结合图2、图3所示，散热芯子组件1内部的空气流道包括多个单流程流道，热介质流道包括多个双流程流道，单流程流道和双流程流道呈叉逆流状分布，提高散热器的换热性能；在散热芯体液冷侧采用折流翅片，取消双流程折流室，提高产品紧凑度。在图2中，虚线箭头表示空气的流向，在图3中，实线箭头表示热介质的流向。
43.结合图1所示，冷空气进口端盖组件4和冷空气出口端盖组件5分别位于散热芯子组件1的两端，且冷空气旁路组件6和散热芯子组件1呈上下并列设置。通过将冷空气旁路组件6与散热芯子组件1并列设置，并在两端连接冷空气进口端盖组件4和冷空气出口端盖组件5，有利于减小整个散热器的体积，结构更为紧凑，达到小型化的目的。
44.在本实施例中，所述散热芯子组件1、热边进口端盖2、热边出口端盖3、冷空气进口端盖组件4、冷空气出口端盖组件5和冷空气旁路组件6通过氩弧焊连接成刚性体结构，以提高整个散热器的整体刚性。
45.在本实施例中，所述冷空气出口端盖组件5与切向调节阀7通过卡箍或螺栓固定连接。具体地，结合图6、图9以及图10所示，在冷空气出口端盖组件5和切向调节阀7上分别设置有法兰边，二者通过法兰边进行螺栓连接。利用法兰边配合螺栓连接，使得切向调节阀7与冷空气出口端盖组件5的连接可靠性高，同时使冷空气出口端盖组件5能很好地承受卧式电动切向调节阀安装在其上的抗振动能力。
46.散热芯子组件1为散热器主体，是产品的关键功能件，采用结构紧凑、传热效率高的板翅式、管带式、或者管片式的换热结构；散热器材料为传热效率高、焊接工艺性好、强度高的铝合金、铜合金、钛合金、不锈钢合金、高温合金等。
47.结合图8所示，冷空气进口端盖组件4为低阻力的流线形结构，其空气进口偏移靠近空气旁路，降低空气旁路阻力满足系统阻力要求。
48.结合图1、图4及图5所示，在热边进口端盖2和热边出口端盖3上分别设置有直角弯管状的管接头。利用直角弯管状的管接头进行管路的连接，有利于减小所连接的管路占用的空间体积，结构更为紧凑。
49.本实用新型的工作原理为：
50.飞机在不同飞行状态下，通过切向调节阀对空气回路的流量进行精确控制，实现散热器中的冲压冷空气与高温热流体实现加热或散热的智能化精准控制。具体地，冲压空气从冷空气进口端盖组件4进入后分为两条独立的路径，一条为主路，另一条为旁路，主路的路径是通过冷空气进口端盖组件4的主出气口进入到散热芯子组件1中的空气流道，然后从冷空气出口端盖组件5中的主出气通道501中进入切向调节阀7的第一入口701；旁路的路径是通过冷空气进口端盖组件4的旁路出气口进入到冷空气旁路组件6中，经过冷空气出口端盖组件5中的旁路出气通道502进入到切向调节阀7的第二入口702。当热介质需要换热器换热，切向调节阀7动作，使得主路打开，旁路关闭，冲压空气经过散热芯子组件1的空气流道、冷空气出口端盖组件5中的主出气通道501、切向调节阀7的第一入口701，之后从切向调
节阀7的出口端流出；当热介质无需进行换热时，切向调节阀7再次动作，使得主路关闭，旁路打开，冲压空气不经过散热芯子组件1的空气流道，而是直接经过冷空气进口端盖组件4的旁路出气口进入到冷空气旁路组件6中，在经过经过冷空气出口端盖组件5中的旁路出气通道502进入到切向调节阀7的第二入口702，之后从切向调节阀7的出口端流出。
51.本实用新型所提供的用于飞机热管理系统的散热器，可以确保机外引入的冲压冷空气与高温热流体(热介质)进行热交换后达到一定的温度用于机舱内空调使用，高温热流体与空气进行热交换后达到一定的温度后用于于飞机热管理系统，减小飞机热管理系统冷却附件的零部件数量、安装空间、重量，降低的飞机热管理系统结构的复杂程度，提高了飞机热管理系统的冷却附件在不同飞行状态下换热功能的精准度，降低了飞机热管理系统的质量故障率，飞机热管理系统的可靠性得到保证。
52.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所做的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种用于飞机热管理系统的散热器，其特征在于，包括：散热芯子组件(1)，其内部设置有空气流道和热介质流道；热边进口端盖(2)和热边出口端盖(3)，分别与热介质流道的入口、出口连通；冷空气进口端盖组件(4)，其进气端具备旁路进气口和主进气口，主进气口与空气流道的入口连通；冷空气出口端盖组件(5)，其具备主出气通道(501)和旁路出气通道(502)；主出气通道(501)与空气流道的出口端连通；冷空气旁路组件(6)，其一端与冷空气进口端盖组件(4)的旁路进气口连通，另一端与冷空气出口端盖组件(5)的旁路出气通道(502)连通；切向调节阀(7)，固接在冷空气出口端盖组件(5)上，切向调节阀(7)具备第一入口(701)和第二入口(702)，其中第一入口(701)与主出气通道(501)的出口端连通，第二入口(702)与旁路出气通道(502)的出口端连通；所述切向调节阀(7)为卧式电动切向调节阀。2.如权利要求1所述的一种用于飞机热管理系统的散热器，其特征在于：散热芯子组件(1)内部的空气流道包括多个单流程流道，热介质流道包括多个双流程流道，单流程流道和双流程流道呈叉逆流状分布。3.如权利要求1所述的一种用于飞机热管理系统的散热器，其特征在于：冷空气进口端盖组件(4)和冷空气出口端盖组件(5)分别位于散热芯子组件(1)的两端，且冷空气旁路组件(6)和散热芯子组件(1)呈上下并列设置。4.如权利要求1所述的一种用于飞机热管理系统的散热器，其特征在于：所述散热芯子组件(1)、热边进口端盖(2)、热边出口端盖(3)、冷空气进口端盖组件(4)、冷空气出口端盖组件(5)和冷空气旁路组件(6)通过氩弧焊连接成刚性体结构。5.如权利要求1所述的一种用于飞机热管理系统的散热器，其特征在于：所述冷空气出口端盖组件(5)与切向调节阀(7)通过卡箍或螺栓固定连接。6.如权利要求5所述的一种用于飞机热管理系统的散热器，其特征在于：在冷空气出口端盖组件(5)和切向调节阀(7)上分别设置有法兰边，二者通过法兰边进行螺栓连接。7.如权利要求1所述的一种用于飞机热管理系统的散热器，其特征在于：散热芯子组件(1)采用板翅式、管带式、或者管片式的换热结构。8.如权利要求1所述的一种用于飞机热管理系统的散热器，其特征在于：在冷空气进口端盖组件(4)中，空气进口偏移靠近空气旁路。9.如权利要求1所述的一种用于飞机热管理系统的散热器，其特征在于：在热边进口端盖(2)和热边出口端盖(3)上分别设置有直角弯管状的管接头。

技术总结
一种用于飞机热管理系统的散热器，包括散热芯子组件，内部设置有空气流道和热介质流道；热边进口端盖和热边出口端盖，分别与热介质流道的入口、出口连通；冷空气进口端盖组件，其进气端具备旁路进气口和主进气口，主进气口与空气流道的入口连通；冷空气出口端盖组件，其具备主出气通道和旁路出气通道；主出气通道与空气流道的出口端连通；冷空气旁路组件，一端与冷空气进口端盖组件的旁路进气口连通，另一端与冷空气出口端盖组件的旁路出气通道连通；切向调节阀，固接在冷空气出口端盖组件上，切向调节阀具备第一入口和第二入口，其中第一入口与主出气通道的出口端连通，第二入口与旁路出气通道的出口端连通；切向调节阀为卧式电动切向调节阀。动切向调节阀。动切向调节阀。


技术研发人员：冯绍明 曹天琴 吴昊
受保护的技术使用者：贵州永红航空机械有限责任公司
技术研发日：2023.02.23
技术公布日：2023/6/20