本發(fā)明屬于機載環(huán)控領(lǐng)域，具體涉及一種螺旋式微通道換熱器。

背景技術(shù)：

隨著機載電子設(shè)備的快速發(fā)展，近年來整機的熱載荷也大幅提升，由最初的十幾個千瓦增加至目前的80～300kW左右，后續(xù)的發(fā)展還有快速提升的趨勢。而傳統(tǒng)的換熱設(shè)備結(jié)構(gòu)卻沒有改變，如板翅式和列管式。板翅式液冷和列管式液冷的換熱效果雖然比強迫風冷提高了一個量級，但受限于熱載荷大、傳熱溫差小、液冷熱阻大、換熱系數(shù)提升有限等問題，使得大功率下的換熱設(shè)備體積、重量越來越大，系統(tǒng)功效比未見提高。同時，實驗及使用情況表明，在機載加速度環(huán)境下，在傳統(tǒng)的列管式、板翅式換熱器中，流體受加速度影響會發(fā)生流場分布不均勻的現(xiàn)象，導(dǎo)致?lián)Q熱條件惡化，影響換熱器的性能。

微通道散熱器是針對高熱流密度微電子的散熱問題而提出的微型化散熱設(shè)備，并隨著微加工技術(shù)的成熟而逐漸發(fā)展起來。微通道換熱器的散熱性能高，約為強制水冷的100倍，強制風冷的1000倍，同時微通道換熱器還具有結(jié)構(gòu)緊湊、換熱效率高、傳熱溫差小、工質(zhì)充注量小、耐壓性好等優(yōu)點，因而在電子冷卻中越來越得到重視和發(fā)展。

集成式微通道換熱器利用現(xiàn)有精密加工技術(shù)，使微通道技術(shù)用于大功率換熱成為可能，將產(chǎn)品體積換熱比大幅提高，具有高效率、可靠性高、傳熱溫差小的特點，可以廣泛應(yīng)用于機載各類傳熱介質(zhì)的冷卻。

目前的微通道散熱器多采用方形的結(jié)構(gòu)，在低速運行環(huán)境下可以滿足換熱需求，但在機載加速度環(huán)境下，冷卻流體偏向一側(cè)，出現(xiàn)流動緩慢，散熱器有效空間減小的現(xiàn)象，造成事故多發(fā)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種可用于機載加速度環(huán)境下的螺旋式微通道換熱器，結(jié)合了板翅式、板式、螺旋板式、微通道等幾類換熱器的優(yōu)點，實現(xiàn)了流體之間熱量的高效傳遞，并有效降低了加速度對換熱器性能的影響。

本發(fā)明的一種螺旋式微通道換熱器，用于航空航天的機載加速度環(huán)境，該換熱器包括頂部蓋板、換熱板片一、換熱板片二和底部蓋板二，其中，所述頂部蓋板具有流體一的入口和出口，所述換熱板片一在一側(cè)表面有腐蝕加工的肋片，構(gòu)成流體一的螺旋式微通道，頂部蓋板覆蓋在換熱板片一上并將所述螺旋式微通道密封；所述換熱板片二在一側(cè)表面有腐蝕加工的肋片，構(gòu)成流體二的螺旋式微通道，與所述換熱板片一連接后將其螺旋式通道密封；所述底部蓋板具有流體二的入口和出口，覆蓋所述換熱板片二并連接。

進一步地，所述換熱板片一的螺旋式通道由板片中心螺旋流出至板片外側(cè)；所述換熱板片二的螺旋式通道由板片外側(cè)螺旋進入板片中心。

進一步地，包括多個交替安裝的換熱板片一和換熱板片二。

進一步地，所述換熱板片一和換熱板片二由多層腐蝕加工而成，分別與頂部蓋板和底部蓋板二真空擴散連接。

進一步地，所述換熱板片一和換熱板片二采用近似圓形結(jié)構(gòu)，

進一步地，整體采用真空擴散焊連接。

進一步地，所述換熱板片一和換熱板片二的厚度0.5mm，肋高0.3mm，微通道寬度0.3mm。

有益效果：結(jié)合了板翅式、板式、螺旋板式、微通道等幾類換熱器的優(yōu)點，流體純逆流布置，實現(xiàn)了流體之間熱量的高效傳遞，并有效降低了加速度對換熱器性能的影響。

附圖說明

圖1為本發(fā)明螺旋式微通道換熱器的外部接口示意圖；

圖2為本發(fā)明螺旋式微通道換熱器芯體結(jié)構(gòu)分解示意圖；

圖3為換熱板片一的流道示意圖；

圖4為換熱板片二的流道示意圖；

圖5為微通道結(jié)構(gòu)尺寸示意圖。

其中，1-頂部蓋板，2-換熱板片一，3-換熱板片二，4-底部蓋板二

具體實施方式

下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述，請參閱說明書附圖。

該發(fā)明的換熱器為近似圓柱狀結(jié)構(gòu)，芯體由兩種流體不同的換熱板片一2、換熱板片二3及頂部蓋板1和底部蓋板4組成，兩種流體的換熱板片交錯排列，根據(jù)換熱量的需求大小布置不同的層數(shù)，流體的進出口位置均設(shè)置了兩種流體分流結(jié)構(gòu)，避免兩種流體串流。上下側(cè)設(shè)置側(cè)板，以保證芯體密封和具有一定的強度。流體的進出口管道可根據(jù)需求的型式進行設(shè)計，用氬弧焊接的方式與芯體固定連接。

圖3和圖4為兩種不同流體的換熱板片示意圖。流體由進口進入板片后，流入以較寬的通道，在該通道中，設(shè)置若干肋片，肋片與肋片之間形成微通道結(jié)構(gòu)。流體一由圓心位置進入芯體通道，則沿順時針方向旋轉(zhuǎn)流動，由出口流出。流體二由外側(cè)進口進入芯體通道，則沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)流動，由設(shè)置于圓心位置的出口流出。兩種流體形成良好的逆流換熱效果。

圖5為典型的微通道尺寸結(jié)構(gòu)示意圖。板片厚度0.5mm，肋高0.3mm，微通道寬度0.3mm。該通道由腐蝕加工而成。

該發(fā)明的換熱器芯體結(jié)構(gòu)在板片和側(cè)板加工完成后，可以采用真空擴散連接的方式整體焊接而成。