一種液冷換熱器的製作方法

2023-07-01 05:09:21

本實用新型涉及一種換熱器，尤其涉及就用於飛機或無人機上的液冷換熱器。

背景技術：

液冷換熱器是熱邊液體，冷邊為空氣的一種換熱器。與飛機蒙皮共形的液冷換熱器可稱為蒙皮換熱器。其共形技術是實現蒙皮換熱器的關鍵。此項目可用於飛機、吊艙中，用來冷卻來自高功率電子元器件冷卻液。飛機在高空飛行時，依靠高空冷空氣使蒙皮近似變為恆溫冷壁，蒙皮換熱器外表面作為機體外部的蒙皮使用，蒙皮換熱器內部通入與高功率電子元器件進行換熱後的熱工質，將蒙皮換熱器外部大氣作為冷源，利用蒙皮換熱器進行換熱來達到冷卻熱工質的目的。

在研製無人偵察機環控系統進程中，由於無人機的低可探測性要求，如果用傳統換熱器作為環控系統核心附件，需要在機身開衝壓進排氣口，這對設計人員是一個比較嚴峻的考驗。由於國內目前還沒有這樣特殊的換熱器：利用飛機在高空巡航外界環境溫度低的先天優勢，即用蒙皮作為換熱器的冷邊的換熱器。如此，則機身無需開衝壓進氣口。

另有中國專利號為：201110113992.5，公布日為2011.12.28，公開了一種飛機單層空氣-液體蒙皮熱交換方法，屬於環境控制技術領域，是減少飛機衝壓空氣量、提高空氣-液體熱交換效率的新技術，是對空氣-液體熱交換方式的改進。在機身外表面安裝單層空氣-液體蒙皮熱交換器，該空氣-液體蒙皮熱交換器包括外表面(1)，內表面(2)，進液口(3)，出液口(4)，密封端頭(5)、(6)，以及與機身連接部分(8)，在外表面(1)與內表面(2)之間安裝單層散熱翅片(7)。該方法與空氣-空氣蒙皮熱交換器相比，其換熱係數更高，換熱量更大，製冷效果更好；與空-液熱交換器相比，空氣-液體蒙皮熱交換器利用與飛機蒙皮融為一體的附面層散熱技術，取消了傳統的衝壓進氣道空氣冷卻方式，大大減小了系統對飛機的燃油代償損失，提高了飛機航時；同時可滿足飛機隱身性能要求。上述專利無進排氣口，不增加飛機氣動阻力、燃油代償損失小、隱身性能好；採用液冷換熱，換熱效率較高。但其換熱器外形按飛機外形設計，其加工成型困難；液冷通道需進行氣密設計，換熱器成型時較難保證。

技術實現要素：

為了克服上述現有技術的缺陷，本實用新型提供了一種液冷換熱器，該換熱器的換熱表面與飛機蒙皮共形，既滿足飛機外形的要求，又滿足換熱器效率和性能的要求。

為了解決上述技術問題，本實用新型採用的技術方案是：

一種液冷換熱器，其特徵在於：包括換熱器外殼、收集器和換熱器芯體，所述的換熱器外殼設置在換熱器芯體的外側，並包覆換熱器芯體，所述的收集器設置在換熱器芯體上，所述的換熱器芯體上設有工質進口與工質出口，所述的換熱器外殼為飛機蒙皮，所述的換熱器外殼與飛機蒙皮共形設置。

所述的換熱器外殼包括相互連接的換熱器冷邊和換熱器熱邊，所述的換熱器冷邊為與飛機蒙皮共形設置，所述的收集器、工質進口與工質出口設置在換熱器熱邊上。

所述的換熱器芯體與所述的飛機蒙皮進行焊接密封成換熱器，再通過模具將焊接好的換熱器壓製成與飛機外表面共形的形狀。所述的焊接、壓制均為已知方法。

本實用新型具有以下優點：

1、本實用新型包括換熱器外殼、收集器和換熱器芯體，所述的換熱器外殼設置在換熱器芯體的外側，並包覆換熱器芯體，所述的收集器設置在換熱器芯體上，所述的換熱器芯體上設有工質進口與工質出口，所述的換熱器外殼為飛機蒙皮，所述的換熱器外殼與飛機蒙皮共形設置。共形技術能很好的實現換熱器芯體與飛機蒙皮的貼合，既滿足飛機外形的要求，又滿足換熱器效率和性能的要求。

2、本實用新型的換熱器外殼包括相互連接的換熱器冷邊和換熱器熱邊，所述的換熱器冷邊為與飛機蒙皮共形設置，所述的收集器、工質進口與工質出口設置在換熱器熱邊上。所述的換熱器芯體與所述的飛機蒙皮進行焊接密封成換熱器，再通過模具將焊接好的換熱器壓製成與飛機外表面共形的形狀。簡化了加工工藝，避免了先成型後焊接需要進行弧面焊接的問題，以及需要採用複雜專用工裝進行焊接定位的問題。同時避免了焊接應力對薄壁換熱器外形的影響。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為採用單層流道的薄壁液冷換熱器芯體圖；

圖3飛機外蒙皮作為液冷換熱器的換熱外殼圖；

圖4為換熱器芯體與平板的蒙皮進行焊接密封圖；

圖5為通過模具將焊接好的換熱器壓製成與飛機外表面共形的形狀圖；

圖中標記：1、換熱器外殼，2、工質進口，3、收集器，4、換熱器芯體，5、工質出口，6、換熱器熱邊，7、換熱器冷邊。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型做進一步的說明：

實施例1

如圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所示，一種液冷換熱器，包括換熱器外殼1、收集器3和換熱器芯體4，所述的換熱器外殼1設置在換熱器芯體4的外側，並包覆換熱器芯體4，換熱器芯體4內形成工質（或熱質）通道，所述的收集器3設置在換熱器芯體4上，收集器3位於液冷換熱器的兩側內壁上，用於將進口管路的冷卻液均勻分配到換熱器的各條通道內，並將流經各條通道的冷卻液收集到一起匯入出口管道內，所述的換熱器芯體4上設有工質進口2與工質出口5，所述的換熱器外殼1為飛機蒙皮，所述的換熱器外殼1與飛機蒙皮共形設置，所述的共形設置，即換熱器外殼1做成與飛機蒙皮的形狀基本一致。

進一步的，所述的換熱器外殼1包括相互連接的換熱器冷邊7和換熱器熱邊6，所述的換熱器冷邊7即為飛機外層，與空氣接觸的一邊，其對的一邊為換熱器熱邊6，所述的換熱器冷邊7為與飛機蒙皮共形設置，即將換熱器冷邊7用飛機蒙皮製成，並與飛機外側的蒙皮形狀一致，所述的收集器3、工質進口2與工質出口5設置在換熱器熱邊6上。

進一步的，本實用新型的製作方法：換熱器芯體為單層流道的薄壁液冷換熱器芯體（如圖2所示），飛機外蒙皮作為液冷換熱器的換熱外殼（如圖3所示），所述的換熱器芯體與所述的飛機蒙皮進行焊接密封成換熱器（如圖4所示），再通過模具將焊接好的換熱器壓製成與飛機外表面共形的形狀（如圖5所示）。本實用新型所述的焊接、壓制均為已知方法。