CN112324576B - 散热装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及航空发动机技术领域，提出了一种散热装置，包括相连接的散热芯体和滑油旁通活门，散热芯体具有独立设置的空气流道和滑油通道，散热芯体的外表面包括第一端面、第二端面、底面、顶面、第一侧面、第二侧面以及第三侧面，第一端面和第二端面分别形成有空气流道的进气口和出气口；底面连接于第一端面和第二端面的底部；顶面连接于第一端面和第二端面的顶部；第一侧面连接于第一端面和第二端面的一侧，且与底面和顶面均连接；第二侧面连接于第一端面和第二端面的另一侧，且与底面相连接；第三侧面连接于第一端面和第二端面的另一侧，且与顶面和第二侧面均连接，第三侧面相对于第二侧面朝向靠近第一侧面的一侧倾斜；其中，第三侧面呈梯田式。

Description

散热装置

技术领域

本发明涉及航空发动机技术领域，尤其涉及一种散热装置。

背景技术

滑油系统是航空发动机一个重要的工作系统，直接关系着发动机的工作性能和可靠性，其最主要的功能就是给发动机的各摩擦副润滑和散热。目前，涡轴发动机滑油系统应用最多的散热装置为燃滑油热交换器和空气滑油热交换器，根据发动机散热功率而进行布局，对于大功率发动机而言，为保证滑油系统散热，往往在滑油系统中同时设置燃滑油散热器和空气滑油散热器，燃滑油散热是通过燃油给滑油散热，空气滑油散热器是通过空气来冷却滑油实现散热。随着航空技术发展，对发动机滑油系统散热技术要求越来越高，而散热结构外形结构、尺寸大小、散热能力、重量和经济性等直接制约着航空发动机滑油系统发展。

空气滑油散热器是用空气来冷却发动机滑油系统中的滑油，空气一般通风鼓风机或空气引射装置实现。目前大部分空气散热器散热芯体为规则长方体装，芯体圆周包裹着散热壳体，壳体需设置进出口风道，其体积较大，重量较重，直接影响着发动机重量和空间尺寸大小。

发明内容

本发明提供一种散热装置，以解决现有技术中散热装置体积较大的问题。

本发明提供了一种散热装置，包括相连接的散热芯体和滑油旁通活门，散热芯体具有独立设置的空气流道和滑油通道，散热芯体的外表面包括：

第一端面；

第二端面，第一端面和第二端面相对设置，第一端面和第二端面分别形成有空气流道的进气口和出气口；

底面，底面连接于第一端面和第二端面的底部；

顶面，顶面连接于第一端面和第二端面的顶部；

第一侧面，第一侧面连接于第一端面和第二端面的一侧，且与底面和顶面均连接；

第二侧面，第二侧面连接于第一端面和第二端面的另一侧，且与底面相连接；

第三侧面，第三侧面连接于第一端面和第二端面的另一侧，且与顶面和第二侧面均连接，第三侧面相对于第二侧面朝向靠近第一侧面的一侧倾斜；

其中，第三侧面呈梯田式。

在本发明的一个实施例中，第三侧面包括：

水平面，水平面为多个，多个水平面间隔设置；

竖直面，竖直面为多个，竖直面的两端分别连接相邻两个水平面；

其中，多个水平面与多个竖直面形成梯田式的第三侧面。

在本发明的一个实施例中，竖直面包括弧面和平面中的至少之一。

在本发明的一个实施例中，第二侧面包括弧面和平面中的至少之一；

其中，竖直面与第二侧面相平行，且朝向水平面上的投影相一致。

在本发明的一个实施例中，竖直面包括弧面和平面，弧面的面积大于平面的面积；

其中，弧面和平面分别连接第一端面和第二端面，平面为鼓风机对接安装边。

在本发明的一个实施例中，底面和顶面中的至少之一上设置有第一鼓风机安装耳，第二侧面上设置有第二鼓风机安装耳；

其中，鼓风机对接安装边、第一鼓风机安装耳以及第二鼓风机安装耳均设置在散热芯体靠近第二端面的一侧，用于连接鼓风机。

在本发明的一个实施例中，散热芯体包括：

底板，底面位于底板上；

顶板，顶面位于顶板上；

隔板件，隔板件为多个，多个隔板件位于底板与顶板之间，且间隔设置；

第一分隔件，第一分隔件为多个，第一分隔件连接于相邻两个隔板件的一端；

第二分隔件，第二分隔件为多个，第二分隔件连接于相邻两个隔板件的另一端；

其中，底板、顶板、隔板件、第一分隔件以及第二分隔件的两端分别形成第一端面和第二端面，隔板件的一侧面与第一分隔件的侧面形成第一侧面，隔板件的另一侧面与第二分隔件形成第二侧面和第三侧面。

在本发明的一个实施例中，底板与隔板件之间连接有第一分隔件和第二分隔件，顶板与隔板件之间连接有第一分隔件和第二分隔件；

其中，滑油通道为循环通道，循环通道设置于底板、顶板、隔板件、第一分隔件以及第二分隔件内。

在本发明的一个实施例中，多个隔板件中的一部分隔板件大小不相同，大小不相同的多个隔板件与多个第二分隔件形成第三侧面，大小相同的多个隔板件与多个第二分隔件形成第二侧面。

在本发明的一个实施例中，第一分隔件和第二分隔件均为第一封条，第一封条中空，隔板件包括：

隔板，隔板中空；

第二封条，第二封条连接于隔板的周向外边缘，且与第一封条相连接，第二封条与第一封条相连接的部分中空；

其中，散热装置还包括翅片，翅片位于相邻两个隔板之间，第一封条和第二封条焊接，隔板与第二封条焊接，翅片与隔板焊接。

本发明的散热装置包括散热芯体，散热芯体的外表面由第一端面、第二端面以及围绕第一端面和第二端面设置的底面、第一侧面、顶面、第三侧面和第二侧面组成，而第二侧面为一个倾斜面，且呈梯田式，即散热芯体为一个异形梯田式散热芯体，且整体体积相对较小，解决了现有技术中散热装置体积较大的问题。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本发明的优选实施方式的详细说明，本发明的各种目标，特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本发明的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：

图1是根据一示例性实施方式示出的一种散热装置的第一个视角的结构示意图；

图2是根据一示例性实施方式示出的一种散热装置的第二个视角的结构示意图；

图3是根据一示例性实施方式示出的一种散热装置的第三个视角的结构示意图。

附图标记说明如下：

10、散热芯体；11、空气流道；12、第一端面；13、第二端面；14、底面；15、顶面；16、第一侧面；17、第二侧面；18、第三侧面；181、水平面；182、竖直面；183、弧面；184、平面；20、第一鼓风机安装耳；21、第二鼓风机安装耳；30、底板；40、顶板；50、隔板件；51、隔板；52、第二封条；60、第一分隔件；70、第二分隔件；80、翅片；90、整流罩；91、滑油旁通活门。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上是作说明之用，而非用以限制本发明。

在对本发明的不同示例性实施方式的下面描述中，参照附图进行，附图形成本发明的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本发明的多个方面的不同示例性结构，系统和步骤。应理解的是，可以使用部件，结构，示例性装置，系统和步骤的其他特定方案，并且可在不偏离本发明范围的情况下进行结构和功能性修改。而且，虽然本说明书中可使用术语“之上”，“之间”，“之内”等来描述本发明的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如根据附图中的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本发明的范围内。

本发明的一个实施例提供了一种散热装置，请参考图1至图3，散热装置包括相连接的散热芯体10和滑油旁通活门91，散热芯体10具有独立设置的空气流道11和滑油通道，散热芯体10的外表面包括：第一端面12；第二端面13，第一端面12和第二端面13相对设置，第一端面12和第二端面13分别形成有空气流道11的进气口和出气口；底面14，底面14连接于第一端面12和第二端面13的底部；顶面15，顶面15连接于第一端面12和第二端面13的顶部；第一侧面16，第一侧面16连接于第一端面12和第二端面13的一侧，且与底面14和顶面15均连接；第二侧面17，第二侧面17连接于第一端面12和第二端面13的另一侧，且与底面14相连接；第三侧面18，第三侧面18连接于第一端面12和第二端面13的另一侧，且与顶面15和第二侧面17均连接，第三侧面18相对于第二侧面17朝向靠近第一侧面16的一侧倾斜；其中，第三侧面18呈梯田式。

本发明一个实施例的散热装置包括散热芯体10和滑油旁通活门91，散热芯体10的外表面由第一端面12、第二端面13以及围绕第一端面12和第二端面13设置的底面14、第一侧面16、顶面15、第三侧面18和第二侧面17组成，而第二侧面17为一个倾斜面，且呈梯田式，即散热芯体10为一个异形梯田式散热芯体10，且整体体积相对较小，解决了现有技术中散热装置体积较大的问题。

需要说明的是，相关技术中的散热芯体均为长方体型，而本实施例中的散热芯体10包括一个梯田式第二侧面17，即相对于相关技术中的长方体，本实施例中的散热芯体10是在长方体上切除了一个顶角，并且外形呈梯田式，从而使得整体结构相对长方体变的更小，因此可以在减小体积的基础上降低了散热装置的整体重量。此处与相关技术的对比主要是考虑同一型号发动机所使用的散热芯体，不排除不同型号所需散热芯体整体大小存在明显区别的实施例。

需要注意的是，梯田式的第三侧面18可以解释为，第三侧面18整体为阶梯式结构，由第二侧面17的顶端向顶面15逐渐上升，从而形成一个外形类似台阶状的面。

在一个实施例中，滑油旁通活门91焊接在散热芯体10上，滑油通过滑油旁通活门91内部油路进入散热芯体10。滑油旁通活门91与第一侧面16相连接。

在一个实施例中，空气流道11和滑油通道为两个独立的空间，即滑油在滑油通道内部流动，而空气在空气流道11内流动，以此对滑油进行散热。

在一个实施例中，如图1所示，第三侧面18包括：水平面181，水平面181为多个，多个水平面181间隔设置；竖直面182，竖直面182为多个，竖直面182的两端分别连接相邻两个水平面181；其中，多个水平面181与多个竖直面182形成梯田式的第三侧面18。

具体的，结合图1可以看出，第三侧面18由多个水平面181和多个竖直面182组成，而竖直面182的两端分别连接一个水平面181的第一端和另一个水平面181的第二端，从而使得两个水平面181和一个竖直面182直接形成了具有高度差的两个类似台阶式结构，因此，多个水平面181与多个竖直面182形成了多级台阶式结构，即形成梯田式的第三侧面18。

在一个实施例中，竖直面182包括弧面和平面中的至少之一。弧面的设计不仅外形上较为美观，且形成的梯田式第三侧面18耐压能力也较好。

在一个实施例中，第二侧面17包括弧面和平面中的至少之一；其中，竖直面182与第二侧面17相平行，且朝向水平面上的投影相一致，即第二侧面17的外形和竖直面182的外形相一致。

在一个实施例中，如图1所示，竖直面182包括弧面183和平面184，弧面183的面积大于平面184的面积；其中，弧面183和平面184分别连接第一端面12和第二端面13，平面184为鼓风机对接安装边。

在一个实施例中，弧面183可以为圆弧面。

在一个实施例中，如图1所示，底面14和顶面15中的至少之一上设置有第一鼓风机安装耳20，第二侧面17上设置有第二鼓风机安装耳21；其中，鼓风机对接安装边、第一鼓风机安装耳20以及第二鼓风机安装耳21均设置在散热芯体10靠近第二端面13的一侧，用于连接鼓风机。

具体的，平面184、第一鼓风机安装耳20以及第二鼓风机安装耳21的设置主要是用于与鼓风机相适配，从而保证鼓风机能够与散热芯体10稳定连接，而将第二侧面17和竖直面182的一部分设计为了平面也是为了保证能够与鼓风机可靠对接，从而保证连接的稳定性。

在一个实施例中，底面14和顶面15上均设置有第一鼓风机安装耳20，且设置在底面14和顶面15上的第一鼓风机安装耳20结构可以是完全一致的，当然也不排除不相一致的结构。第一鼓风机安装耳20和第二鼓风机安装耳21可以为两个不同的结构，第一鼓风机安装耳20和第二鼓风机安装耳21的具体结构形式可以根据鼓风机的结构形式进行确定，此处不作限定。在本实施例中，第一鼓风机安装耳20和第二鼓风机安装耳21的具体结构形式可以参考图1至图3。

在一个实施例中，第一鼓风机安装耳20与散热芯体10为一体式结构。

需要说明的是，由于第一端面12和第二端面13分别形成有空气流道11的进气口和出气口，即第一端面12对应进气口，而第二端面13对应出气口，因此鼓风机连接于散热芯体10靠近第二端面13的一侧，即鼓风机与散热芯体10相对设置。

在一个实施例中，如图2所示，散热芯体10包括：底板30，底面14位于底板30上；顶板40，顶面15位于顶板40上；隔板件50，隔板件50为多个，多个隔板件50位于底板30与顶板40之间，且间隔设置；第一分隔件60，第一分隔件60为多个，第一分隔件60连接于相邻两个隔板件50的一端；第二分隔件70，第二分隔件70为多个，第二分隔件70连接于相邻两个隔板件50的另一端；其中，底板30、顶板40、隔板件50、第一分隔件60以及第二分隔件70的两端分别形成第一端面12和第二端面13，隔板件50的一侧面与第一分隔件60的侧面形成第一侧面16，隔板件50的另一侧面与第二分隔件70形成第二侧面17和第三侧面18。

具体的，散热芯体10包括底板30、顶板40、多个隔板件50、多个第一分隔件60和多个第二分隔件70，考虑到底面14和顶面15为两个水平面，第一侧面16和第二侧面17为两个竖直面，而第三侧面18相对于竖直面朝向第一侧面16倾斜，且第三侧面18呈梯田式，因此底板30、顶板40、多个隔板件50以及多个第一分隔件60的一端相对齐，从而形成了一个沿竖直方向延伸的第一侧面16，而顶板40、一部分隔板件50以及一部分第二分隔件70的另一端非对齐设置，从而形成了梯田式的第三侧面18，底板30、另一部分隔板件50以及另一部分第二分隔件70的另一端对齐设置，从而形成了一个沿竖直方向延伸的第二侧面17。

在一个实施例中，每个隔板件50形成了第三侧面18的一个水平面181和一个竖直面182，而一部分的第二分隔件70也同样形成了第三侧面18的一个水平面181和一个竖直面182。

在一个实施例中，底板30与隔板件50之间连接有第一分隔件60和第二分隔件70，顶板40与隔板件50之间连接有第一分隔件60和第二分隔件70；其中，滑油通道为循环通道，循环通道设置于底板30、顶板40、隔板件50、第一分隔件60以及第二分隔件70内。

具体的，隔板件50和/或第一分隔件60上形成滑油入口和滑油出口，滑油由滑油入口进入到隔板件50和/或第一分隔件60内，并沿隔板件50进入到第二分隔件70内进行流通，最后由隔板件50回流至滑油出口形成一个循环。即在本实施例中，第一分隔件60和第二分隔件70上均开设有流道，保证滑油可以进行循环。

在一个实施例中，多个隔板件50中的一部分隔板件50大小不相同，大小不相同的多个隔板件50与多个第二分隔件70形成第三侧面18，大小相同的多个隔板件50与多个第二分隔件70形成第二侧面17，第一分隔件60和第二分隔件70将相邻两个隔板件50分开，即在相邻的隔板件50之间形成了空气流道11，而底板30、顶板40、隔板件50、第一分隔件60以及第二分隔件70的内部形成了循环的滑油通道。

在一个实施例中，如图2和图3所示，第一分隔件60和第二分隔件70均为第一封条，第一封条中空，隔板件50包括：隔板51，隔板51中空；第二封条52，第二封条52连接于隔板51的周向外边缘，且与第一封条相连接，第二封条52与第一封条相连接的部分中空；其中，散热装置还包括翅片80，翅片80位于相邻两个隔板51之间，第一封条和第二封条52焊接，隔板51与第二封条52焊接，翅片80与隔板51焊接。

具体的，第一分隔件60、第二分隔件70以及第二封条52形成了滑油通道的侧部流道，即封条(包括第一封条和第二封条52)形成了滑油通道的侧部流道，而隔板51、顶板40以及底板30形成了滑油通道的水平流道。

在一个实施例中，上述部件之间的焊接均采用钎焊焊接在一起。

本发明的散热装置是一种异形结构、适应性强、散热能力高、耐压能力强、重量轻和经济性好的散热结构。

本发明的散热装置可适用于涡轴航空发动机，散热芯体10是一种异形梯田式散热结构，散热装置还包括滑油旁通活门91以及整流罩90。滑油进入滑油旁通活门91，通过焊接在散热芯体10上的滑油旁通活门91内部油路进入散热芯体10的滑油通道，滑油在散热芯体10内部由上向下流动，空气在鼓风机吸气下，经整流罩90通过散热芯体10，实现空气与滑油的热交换。

具体的，在发动机工作时，发动机循环后的滑油从滑油旁通活门91进入梯田式散热芯体10，在散热芯体10内通过由上向下的两流程流道进行循环，同时，冷却空气在鼓风机作用下，通过空气入口经整流罩90进入散热芯体10的封条内对散热芯体10内的循环滑油进行冷却，冷却后的滑油通过滑油旁通活门91进入发动机滑油箱，空气通过鼓风机抽吸而排出散热器，从而实现热交换。

本发明的散热装置的散热芯体10，其一端为长方形，便于滑油旁通活门91安装，一端为圆弧形，翅片80与隔板51和封条通过钎焊焊接在一起，通过设计翅片长度和圆弧外形，使散热芯体10犹如梯田形状焊接在一起，在设计上不但美观，并且提高了散热芯体耐压能力。散热芯体10与第一鼓风机安装耳20和第二鼓风机安装耳21一体化设计，减轻散热装置重量，便于散热装置维护。散热芯体10圆周裸露在空气中，在空气进口面焊接整流罩90，极大地提高了散热器热交换能力。而鼓风机吸气口为圆形，散热装置四个角落处热交换能力较差，通过散热芯体设置异形来提高散热效率，减小散热装置尺寸和减轻散热装置重量。异形散热结构能够使发动机空间尺寸减小，适应于发动机舱能力强，具有较强的适应性和经济性。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和示例实施方式仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由前面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种散热装置，其特征在于，包括相连接的散热芯体(10)和滑油旁通活门(91)，所述散热芯体(10)具有独立设置的空气流道(11)和滑油通道，所述散热芯体(10)的外表面包括：

第一端面(12)；

第二端面(13)，所述第一端面(12)和所述第二端面(13)相对设置，所述第一端面(12)和所述第二端面(13)分别形成有所述空气流道(11)的进气口和出气口；

底面(14)，所述底面(14)连接于所述第一端面(12)和所述第二端面(13)的底部；

顶面(15)，所述顶面(15)连接于所述第一端面(12)和所述第二端面(13)的顶部；

第一侧面(16)，所述第一侧面(16)连接于所述第一端面(12)和所述第二端面(13)的一侧，且与所述底面(14)和所述顶面(15)均连接；

第二侧面(17)，所述第二侧面(17)连接于所述第一端面(12)和所述第二端面(13)的另一侧，且与所述底面(14)相连接；

第三侧面(18)，所述第三侧面(18)连接于所述第一端面(12)和所述第二端面(13)的另一侧，且与所述顶面(15)和所述第二侧面(17)均连接，所述第三侧面(18)相对于所述第二侧面(17)朝向靠近所述第一侧面(16)的一侧倾斜；

其中，所述第三侧面(18)呈梯田式。

2.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述第三侧面(18)包括：

水平面(181)，所述水平面(181)为多个，多个所述水平面(181)间隔设置；

竖直面(182)，所述竖直面(182)为多个，所述竖直面(182)的两端分别连接相邻两个所述水平面(181)；

其中，多个所述水平面(181)与多个所述竖直面(182)形成梯田式的所述第三侧面(18)。

3.根据权利要求2所述的散热装置，其特征在于，所述竖直面(182)包括弧面和平面中的至少之一。

4.根据权利要求3所述的散热装置，其特征在于，所述第二侧面(17)包括弧面和平面中的至少之一；

其中，所述竖直面(182)与所述第二侧面(17)相平行，且朝向水平面上的投影相一致。

5.根据权利要求4所述的散热装置，其特征在于，所述竖直面(182)包括弧面(183)和平面(184)，所述弧面(183)的面积大于所述平面(184)的面积；

其中，所述弧面(183)和所述平面(184)分别连接所述第一端面(12)和所述第二端面(13)，所述平面(184)为鼓风机对接安装边。

6.根据权利要求5所述的散热装置，其特征在于，所述底面(14)和所述顶面(15)中的至少之一上设置有第一鼓风机安装耳(20)，所述第二侧面(17)上设置有第二鼓风机安装耳(21)；

其中，所述鼓风机对接安装边、所述第一鼓风机安装耳(20)以及所述第二鼓风机安装耳(21)均设置在所述散热芯体(10)靠近所述第二端面(13)的一侧，用于连接鼓风机。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的散热装置，其特征在于，所述散热芯体(10)包括：

底板(30)，所述底面(14)位于所述底板(30)上；

顶板(40)，所述顶面(15)位于所述顶板(40)上；

隔板件(50)，所述隔板件(50)为多个，多个所述隔板件(50)位于所述底板(30)与所述顶板(40)之间，且间隔设置；

第一分隔件(60)，所述第一分隔件(60)为多个，所述第一分隔件(60)连接于相邻两个所述隔板件(50)的一端；

第二分隔件(70)，所述第二分隔件(70)为多个，所述第二分隔件(70)连接于相邻两个所述隔板件(50)的另一端；

其中，所述底板(30)、所述顶板(40)、所述隔板件(50)、所述第一分隔件(60)以及所述第二分隔件(70)的两端分别形成所述第一端面(12)和所述第二端面(13)，所述隔板件(50)的一侧面与所述第一分隔件(60)的侧面形成所述第一侧面(16)，所述隔板件(50)的另一侧面与所述第二分隔件(70)形成所述第二侧面(17)和所述第三侧面(18)。

8.根据权利要求7所述的散热装置，其特征在于，所述底板(30)与所述隔板件(50)之间连接有所述第一分隔件(60)和所述第二分隔件(70)，所述顶板(40)与所述隔板件(50)之间连接有所述第一分隔件(60)和所述第二分隔件(70)；

其中，所述滑油通道为循环通道，所述循环通道设置于所述底板(30)、所述顶板(40)、所述隔板件(50)、所述第一分隔件(60)以及所述第二分隔件(70)内。

9.根据权利要求7所述的散热装置，其特征在于，多个所述隔板件(50)中的一部分所述隔板件(50)大小不相同，大小不相同的多个所述隔板件(50)与多个所述第二分隔件(70)形成所述第三侧面(18)，大小相同的多个所述隔板件(50)与多个所述第二分隔件(70)形成所述第二侧面(17)。

10.根据权利要求7所述的散热装置，其特征在于，所述第一分隔件(60)和所述第二分隔件(70)均为第一封条，所述第一封条中空，所述隔板件(50)包括：

隔板(51)，所述隔板(51)中空；

第二封条(52)，所述第二封条(52)连接于所述隔板(51)的周向外边缘，且与所述第一封条相连接，所述第二封条(52)与所述第一封条相连接的部分中空；

其中，所述散热装置还包括翅片(80)，所述翅片(80)位于相邻两个所述隔板(51)之间，所述第一封条和所述第二封条(52)焊接，所述隔板(51)与所述第二封条(52)焊接，所述翅片(80)与所述隔板(51)焊接。

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