CN219146029U - 一种用于实现循环散热的储能器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于实现循环散热的储能器，属于飞行器装备热控系统技术领域，解决了现有储能器热交换效率低、流阻大问题。本实用新型包括：所述储能器包括：储能器外壳、散热管路和相变材料；所述冷却介质能够在散热管路中流通；所述散热管路为由多个U形管首尾依次连接而成蛇形管路。本实用新型提高了储能器的导热率，同时降低了散热管路的流阻。

Description

一种用于实现循环散热的储能器

技术领域

本实用新型涉及飞行器装备热控系统技术领域，尤其涉及一种用于实现循环散热的储能器。

背景技术

近年来，各类飞行器不断向着高功率、远视距的方向发展，设备功能越来越复杂，发热功率成倍增加，同时，飞行器也在向小型化、轻量化方向不断发展，在这两个技术背景下，飞行器的热流密度急剧增加，如何在有限的空间内实现更有效的热控已成为制约飞行器技术发展的关键。

由于难以实现与外界的热交换，飞行器的热控目前主要聚焦于被动热控技术，但随着各类飞行器不断向超声速、高超声速的方向发展，其面临的热环境越来越严苛，目前主要通过在电子元器件近端布置相变材料来进行散热，然而由于相变材料焓值和体积重量的限制，目前越来越难以满足热控需求。

现有的热控储热器，换热效率低，难以实现快速循环散热的需求。因此，为了满足长时间、超高热流密度电子元器件的散热，需要提供一种新的储热器。

发明内容

鉴于上述的分析，本实用新型旨在提供一种用于实现循环散热的储能器，用以解决现有储热器、换热效率低，难以满足超高热流密度电子元器件的散热问题。

本实用新型的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种用于实现循环散热的储能器，其特征在于，所述储能器包括：储能器外壳、散热管路和相变材料；所述散热管路用于流通冷却介质；所述散热管路为由多个U形管首尾依次连接而成蛇形管路。

具体地，所述蛇形管路纵向多次弯折形成多层结构。

具体地，所述蛇形管路的上下两层之间通过一个U形管连接。

具体地，所述储能器外壳上设置有储能器入口和储能器出口。

具体地，所述储能器入口用于与主动热控系统的电磁驱动泵连通。

具体地，所述储能器出口用于与主动热控系统的近端散热冷板连通。

具体地，所述散热管路的两端分别与储能器入口和储能器出口连通。

具体地，所述U形管的宽度小于储能器宽度的四分之一。

具体地，所述蛇形管路的上下两层之间的间距小于储能器的高度的三分之一。

具体地，所述散热管路为不锈钢管或聚四氟乙烯塑料管或耐高温玻璃管。

本实用新型技术方案至少能够实现以下效果之一：

1.本实用新型的用于实现循环散热的储能器，通过在储能器内部设置蛇形管路，能够与相变材料进行充分的热交换，充分利用了有限空间内的热沉，在有限空间内极大地提升了储热能力。

2.本实用新型的用于实现循环散热的储能器，散热管路由多个U形结构组成，能够降低液体流通时的流阻，进而能够降低对电磁驱动泵的功率需求。

本实用新型中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本实用新型的用于实现循环散热的储能器中的储能器的结构示意图；

图2为储能器用于实现循环散热的原理图；

图3为图2中的储能器未装填相变材料时的结构示意图；

图4为图2中的储能器的蛇形管路。

附图标记：

1-近端散热冷板；2-电磁驱动泵；3-储能器；4-连接管路；5-电子元器件；

301-储能器外壳；302-储能器入口；303-储能器出口；304-相变材料；305-散热管路。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本实用新型一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例1

本实用新型的一种具体实施方式中，如图1所示，所述储能器3包括：储能器外壳301、散热管路和相变材料304；所述储能器外壳301上设置有储能器入口302和储能器出口303；所述散热管路的两端分别与储能器入口302和储能器出口303连通。储能器3用来存储导出的热量，在其内部布置散热管路，冷却介质在散热管路中流通用以换热；储能器3的内部空腔装填有相变材料，用以储存导出的热量。

如图2所示，所述储能器入口302通过连接管路4与电磁驱动泵2连接，进而通过电磁泵能够将吸热后的冷却介质流入储能器3，冷却介质的热能在储能器3中被相变材料吸收；所述储能器出口303通过连接管路4与近端散热冷板1的工质入口连接；冷却后的冷却介质从储能器出口303流出，进而能够用于对近端散热冷板1及其表面安装的电子元器件5进行散热。

具体地，储能器入口302、储能器出口303与散热管路305密封连接，或者储能器入口302、储能器出口303与散热管路305为一体结构。

本实用新型的一种具体实施方式中，如图1、图3、图4所示，所述散热管路305包括：蛇形管路。

具体地，所述蛇形管路305由多个U形管首尾依次连接而成。

具体地，如图4所示，所述蛇形管路305在储能器3内部多次弯折形成多层结构，且相邻的上下两层之间通过一个竖直的U形管连接。

具体地，如图4所示，位于同一平面的两个相邻的U形管的开口朝向相反。两个U形管连接后形成一个S形结构，多个S形结构连接后形成本实用新型的蛇形管路。

具体地，所述U形管的宽度小于储能器外壳301宽度的四分之一。

具体地，所述蛇形管路的上下两层之间的间距小于储能器3的高度的三分之一。

具体地，所述散热管路为不锈钢管或聚四氟乙烯塑料管或耐高温玻璃管。

本实用新型通过设计蛇形管路作为储能器3的散热管路305，能够与储能器3内部的相变材料304进行充分接触，使散热管路均匀地分布在相变材料304之间，实现二者的有效快速换热。同时，蛇形管路能够有效降低流阻，实现散热管路内可以流通高导热率流体作为冷却介质，例如液态金属。

本实用新型中，设置了蛇形的散热管路，冷却介质流动时，减少了液体金属流动时的流阻，使得本实用新型的用于实现循环散热的储能器具有更好的工作性能。由于，电磁驱动泵2的设计使用需要能克服冷却介质工质在流道内的流阻，因此，能够降低对电磁驱动泵2的功率要求，节约了能源。

实施时，储能器3的尺寸及内部填充的相变材料量可根据空间尺寸要求及散热要求调整，满足极限储热量≥发热量即可。

本实用新型的用于实现循环散热的储能器，使用时，接入主动热控系统进行循环储热，进而实现对热源的电子元器件5进行快速散热。

如图2所示，主动热控系统包括：近端散热冷板1、电磁驱动泵2、储能器3和连接管路4；所述近端散热冷板1设置在需要散热的电子元器件5的下方；所述近端散热冷板1的内部设置流道；所述近端散热冷板1、电磁驱动泵2和储能器3通过所述连接管路4依次连通，形成循环通路；所述循环通路中流通有冷却介质；所述电磁驱动泵2用于驱动所述冷却介质在所述循环通路中流动；所述储能器3内存储的相变材料304吸收循环通路中的热量，保持冷却介质的低温冷却性能。

使用时：近端散热冷板1与发热的电子元器件5直接接触，负责将热量第一时间导出，同时，近端散热冷板1内布置有用于流通冷却介质的流道，冷却介质工质流经近端散热冷板1，将近端散热冷板1储存的热量迅速导出。工质流出近端散热冷板1后，经电磁驱动泵2进行加压以保证流体的正常流动，加压后冷却介质流经储能器3，将热量储存在储能器3中，冷却介质工质在储能器3中散热后再次流回近端散热冷板1，实现循环散热。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于实现循环散热的储能器，其特征在于，所述储能器包括：储能器外壳(301)、散热管路(305)和相变材料(304)；所述散热管路(305)用于流通冷却介质；所述散热管路(305)为由多个U形管首尾依次连接而成蛇形管路。

2.根据权利要求1所述的用于实现循环散热的储能器，其特征在于，所述蛇形管路纵向多次弯折形成多层结构。

3.根据权利要求2所述的用于实现循环散热的储能器，其特征在于，所述蛇形管路的上下两层之间通过一个U形管连接。

4.根据权利要求3所述的用于实现循环散热的储能器，其特征在于，所述储能器外壳(301)上设置有储能器入口(302)和储能器出口(303)。

5.根据权利要求4所述的用于实现循环散热的储能器，其特征在于，所述储能器入口(302)用于与主动热控系统的电磁驱动泵(2)连通。

6.根据权利要求5所述的用于实现循环散热的储能器，其特征在于，所述储能器出口(303)用于与主动热控系统的近端散热冷板(1)连通。

7.根据权利要求6所述的用于实现循环散热的储能器，其特征在于，所述散热管路(305)的两端分别与储能器入口(302)和储能器出口(303)连通。

8.根据权利要求7所述的用于实现循环散热的储能器，其特征在于，所述U形管的宽度小于储能器(3)宽度的四分之一。

9.根据权利要求8所述的用于实现循环散热的储能器，其特征在于，所述蛇形管路的上下两层之间的间距小于储能器(3)的高度的三分之一。

10.根据权利要求9所述的用于实现循环散热的储能器，其特征在于，所述散热管路(305)为不锈钢管或聚四氟乙烯塑料管或耐高温玻璃管。

Images