一种高紧凑大热容比差换热器结构及其制造工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种高紧凑大比热容差换热器结构及其制造工艺。该结构包括集气端盖、集气支承板、热交换微细管、隔板、支承板、导流端盖、支承柱、间隔套、锁紧螺母、缝合螺钉和缝合螺母。根据换热器的换热功率、被冷却工质和冷却工质进出口参数等，确定零部件结构参数与工艺参数并进行零部件制造，首先进行热交换微细管和集气支承板装配、集气支承板和集气端盖的装配以及支承柱同集气支承板和集气端盖的装配，其次进行隔板和间隔套同热交换微细管与支承柱的装配，然后进行支承板同热交换微细管和支承柱的装配，最后进行导流端盖同支承板、支承柱的装配，形成完整的换热器。该结构可实现大比热容差工质间的高效换热，具有工艺性好、可靠性高等特点。

Structure and manufacturing process of a high compact heat exchanger with large heat capacity ratio difference

【技术实现步骤摘要】
一种高紧凑大热容比差换热器结构及其制造工艺
本专利技术属于预冷动力
，具体涉及一种高紧凑大比热容差换热器结构及其制造工艺。
技术介绍
预冷发动机是借助换热器及其相关部件和系统通过将空气压气机进口的来流气体进行预先冷却，降低空气压气机进口的气体温度，提高压气机进口气体的质量流量，拓宽压气机的高效工作范围，使发动机能够适应飞行器在高速条件下的动力需求，是空天飞行器动力的重要发展方向之一。热交换器作为预冷发动机的核心部件之一，对于拓宽发动机工作速域、提高发动机的推重比等性能参数起着十分重要的作用。为满足预冷发动机的工程应用要求，预冷发动机所使用的热交换器需要具有功率大、功率密度高、轻量化、高紧凑性、低流阻等特点。设置于预冷发动机进气道与压气机进口之间的热交换器在工作过程中，热交换器的一侧为高温空气，另一侧为低温氦气，冷却工质与被冷却工质的比热容相差较大。当飞行器在高马赫数飞行条件下工作时，热交换器的承受着高温、高压来流空气的高速冲击，因此，预冷发动机的热交换器不仅要求具有良好的换热性能，而且还要求具有高可靠性，能够保证热交换器高效、可靠本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高紧凑大比热容差换热器结构，其特征在于：包括集气端盖(1)、集气支承板(2)、热交换微细管(3)、隔板(4)、支承板(5)、导流端盖(6)、支承柱(7)、间隔套(8)、锁紧螺母(9)、缝合螺钉(10)和缝合螺母(11)；所述热交换微细管(3)安装在集气支承板(2)、隔板(4)和支承板(5)上，所述热交换微细管(3)采用直径不同的微细管，所述热交换微细管(3)的直径按照冷却工质的导流要求沿换热器的径向方向逐渐增大，所述热交换微细管(3)沿换热器的径向方向采用交叉排布方式安装；所述支承柱(7)为变截面杆，所述支承柱(7)的较短一端(28)为同集气支承板(2)和集气端盖(1)的端面通孔相装配...

【技术特征摘要】
1.一种高紧凑大比热容差换热器结构，其特征在于：包括集气端盖(1)、集气支承板(2)、热交换微细管(3)、隔板(4)、支承板(5)、导流端盖(6)、支承柱(7)、间隔套(8)、锁紧螺母(9)、缝合螺钉(10)和缝合螺母(11)；所述热交换微细管(3)安装在集气支承板(2)、隔板(4)和支承板(5)上，所述热交换微细管(3)采用直径不同的微细管，所述热交换微细管(3)的直径按照冷却工质的导流要求沿换热器的径向方向逐渐增大，所述热交换微细管(3)沿换热器的径向方向采用交叉排布方式安装；所述支承柱(7)为变截面杆，所述支承柱(7)的较短一端(28)为同集气支承板(2)和集气端盖(1)的端面通孔相装配并在端部带有一段螺纹的杆，所述支承柱(7)的较长一端(30)为同隔板(4)、间隔套(8)、支承板(5)和导流端盖(6)的端面通孔相装配并在端部带有一段螺纹的杆，所述支承柱(7)的中间光杆(29)的直径大于集气支承板和隔板的内缘端面及外缘端面通孔直径；所述间隔套(8)的中心有与支承柱(7)的光杆(30)相装配的通孔(31)，所述间隔套(8)安装在支承柱(7)上以及隔板(4)或支承板(5)之间；所述锁紧螺母(9)安装在支承柱(7)的外螺纹上；所述缝合螺钉9安装在集气端盖(1)和集气支承板(2)以及导流端盖5和支承板6的外缘端面与靠近中心部位的端面通孔中；所述缝合螺母(11)安装在缝合螺钉(10)上。


2.根据权利要求1所述的一种高紧凑大比热容差换热器结构，其特征在于：所述集气端盖(1)的一侧端面设有冷却工质流入和流出换热器的集气管路(13)和(12)，所述集气端盖(1)上冷却工质的流入集气管(13)位于靠近集气端盖的中心部位，所述集气端盖(1)上冷却工质的流出集气管(12)位于靠近集气端盖的外缘部位，所述集气端盖(1)的另一侧端面设有导流槽(14)，所述集气端盖(1)的导流槽之间有与集气支承板(2)的环形槽(18)配合的环形凸台(16)，所述集气端盖(1)的内缘端面和外缘端面设有同支承柱(7)和缝合螺钉(10)相装配的通孔(15)。


3.根据权利要求1所述的一种高紧凑大比热容差换热器结构，其特征在于：所述集气支承板(2)上均布有与热交换微细管(3)装配的通孔(17)，所述集气支承板(2)的一侧端面设有环形槽(18)，所述集气支承板(2)的环形槽(18)可以按照冷却工质的流量需求确定环形槽之间所间隔的热交换微细管的排数，所述集气支承板(2)上设有同支承柱(7)和缝合螺钉(10)相装配的通孔(19)。


4.根据权利要求1所述的一种高紧凑大比热容差换热器结构，其特征在于：所述隔板(4)为环形结构，所述隔板(4)上设有与热交换微细管(3)装配的通孔(20)，所述隔板3的内缘端面和外缘端面设有与支承柱(7)相装配的通孔(21)，所述隔板(4)采用耐高温轻质的复合材料、钛铝合金或陶瓷材料。


5.根据权利要求1所述的一种高紧凑大比热容差换热器结构，其特征在于：所述支承板(5)设有与热交换微细管(3)装配的通孔(22)，所述支承板(5)的一侧设有环形槽(23)，所述支承板(5)的环形槽(23)可以按照冷却工质的流量需求确定环形槽之间所间隔的热交换微细管的排数，所述支承板(5)的外缘端面和靠近中心端面设有同支承柱(7)和缝合螺钉(10)相装配的通孔(24)。


6.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王正，马同玲，侯泽兵，吴狄，何学刚，
申请(专利权)人：北京动力机械研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11