專利名稱：旋流式節(jié)流霧化噴頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高溫環(huán)境與物體冷卻技術(shù)領(lǐng)域，適用于冷卻高溫元器件和局部
高溫環(huán)境(通常在300攝氏度以上)，將其降溫至常溫范圍。應(yīng)用范圍非常廣泛。
背景技術(shù)：
近幾年，對冷卻高溫元器件和局部高溫環(huán)境的新技術(shù)的需求在不斷增加。 它們廣泛的來自于工業(yè)、技術(shù)以及國防領(lǐng)域，比如過高溫都會導(dǎo)致為電子元件 損壞的電子工業(yè)，在澆鑄和淬火過程中需要降溫冷卻以保證材料特性的冶金工 業(yè)，需要良好散熱以保證正常運(yùn)行的激光二極管的光學(xué)應(yīng)用方面，和嚴(yán)格要求 某些元器件在額定工作溫度下運(yùn)行的導(dǎo)彈領(lǐng)域。
目前，國內(nèi)外冷卻各種元器件的方法主要有自然風(fēng)冷、強(qiáng)迫風(fēng)冷、熱管冷 卻、全浸式油冷、水冷等。但這些冷卻方式總是存在某方面的不足，尤其對于 具有高熱流的高溫元器件，許多方法更是顯得無能為力。自然風(fēng)冷通過空氣的 自然對流及輻射作用將熱量帶走，但只能應(yīng)用于額定電流在20 A以下、體積要 求不高、熱流密度不高的裝置中。強(qiáng)迫風(fēng)冷是利用風(fēng)機(jī)等風(fēng)源產(chǎn)生一定流量和 流速的風(fēng)帶走熱量從而冷卻器件的方式，但其噪聲大、容易吸入灰塵、可靠性 相對降低、維護(hù)困難。熱管冷卻利用介質(zhì)在熱端蒸發(fā)，到冷端冷凝，由毛細(xì)作 用回到熱端的原理進(jìn)行制冷，但這種制冷方式維修困難，工藝復(fù)雜，價(jià)格高。 全浸式油冷雖然具有很高的絕緣性和電磁屏蔽效果，但其存在管路構(gòu)成復(fù)雜， 密封接頭多，容易發(fā)生泄漏事故等缺點(diǎn)。水冷式散熱器的散熱效率高，但它的 絕緣性較差，水中雜質(zhì)離子會在導(dǎo)致電腐蝕和漏電現(xiàn)。綜上所述，現(xiàn)有幾種冷 卻方法或是應(yīng)用范圍狹窄，或是存在一些不足和缺點(diǎn)，并且對于冷卻300攝氏 度以上高溫元器件和局部高溫環(huán)境顯得很乏力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有冷卻技術(shù)的不足而提供一種結(jié)合節(jié)流和霧化冷卻原理于一體的噴頭。
在冷卻高密度熱流方面，噴霧冷卻被認(rèn)為是最有效的冷卻技術(shù)；同時(shí)，我 們結(jié)合節(jié)流原理，使制冷工質(zhì)以液相形式進(jìn)入旋流式節(jié)流霧化噴頭后，先在其 內(nèi)節(jié)流，這樣就降低了液相工質(zhì)的溫度；然后制冷工質(zhì)經(jīng)過旋流式噴嘴霧化后 由噴口噴出。經(jīng)過這個(gè)過程，霧化后的低溫制冷工質(zhì)不但形成了微小液滴，而 且具有較低的溫度，這就大大增加了制冷劑提供的冷量，能夠更有效的去除相 關(guān)行業(yè)中某些元器件產(chǎn)生的不利高密度熱流，從而實(shí)現(xiàn)了對高溫元器件進(jìn)行充 分冷卻的目的。同時(shí)，霧化的低溫制冷工質(zhì)在相變過程中還對周圍高溫環(huán)境進(jìn) 行了冷卻。采用旋流式節(jié)流霧化噴頭，有望解決在去除高溫元器件高密度熱流 方面存在的問題。
本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明的一種旋流式節(jié)流霧化噴頭主要由節(jié)流段、閥芯和霧化腔三部分組 成；節(jié)流段和霧化腔焊接成一體，閥芯由節(jié)流段和霧化腔之間的定位臺階固定。 高壓制冷工質(zhì)進(jìn)入噴頭后先在節(jié)流段進(jìn)行節(jié)流，隨后通過閥芯，在閥芯外表面 的螺旋槽形成渦旋作用效果后進(jìn)入霧化腔中霧化成微小的液滴，經(jīng)霧化腔噴口 噴出，完成節(jié)流和霧化過程，利用低溫液滴的汽化吸熱完成對高溫元器件的冷 卻。
本發(fā)明把節(jié)流和霧化結(jié)合于一體，采用先節(jié)流，再霧化的過程，這樣降低 了制冷劑的溫度，大大提高了制冷機(jī)提供的冷量，充分霧化后的低溫小液滴汽 化吸熱，對高溫元器件或局部高溫環(huán)境進(jìn)行冷卻降溫，大幅增強(qiáng)了對高溫元器 件或局部高溫環(huán)境的冷卻效果。
本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，外形輕小，可靠性高，安裝和布置靈活方便，冷卻效果 十分明顯。與現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的噴頭不同，旋流式節(jié)流霧化噴頭結(jié)合了節(jié)流原理， 節(jié)流后的制冷工質(zhì)具有更低的溫度，這就大大增加了制冷劑所能提供的冷量， 從而提高了噴頭的制冷效率。同時(shí)，在諸多種類的噴頭中，旋流式噴頭幾何尺 寸相對較小，并且可以獲得盡量大的霧化角、盡量小的霧化粒徑和盡量均勻的 霧化度。結(jié)合以上兩點(diǎn)，旋流式節(jié)流霧化噴頭具有冷量大，相變充分，制冷均 勻，制冷區(qū)域廣等特點(diǎn)。經(jīng)過合理布置，旋流式節(jié)流霧化噴頭不但能對高溫元器件進(jìn)行冷卻，而且還可以對局部高溫環(huán)境進(jìn)行有效的冷卻(通常在300攝氏
度以上)，比如由于氣動加熱而造成的導(dǎo)彈頭罩內(nèi)部局部高溫環(huán)境。


圖l是本發(fā)明(旋流式節(jié)流霧化噴頭)結(jié)構(gòu)縱剖圖； 圖2是本發(fā)明(旋流式節(jié)流霧化噴頭)結(jié)構(gòu)橫截圖； 圖中l(wèi)一節(jié)流段、2—閥芯、3—霧化腔。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
實(shí)施例
如圖1和圖2所示，旋流式節(jié)流霧化噴頭主要由三部分組成，分別為節(jié)流 段l、閥芯2和霧化腔3，節(jié)流段1和霧化腔3焊接成一體，閥芯2由節(jié)流段和 霧化腔之間的定位臺階固定。高壓制冷工質(zhì)在進(jìn)入噴頭后先進(jìn)行節(jié)流，從而降 低了制冷工質(zhì)的溫度。隨后，低溫制冷工質(zhì)通過閥芯外表面的螺旋槽形成渦旋 作用效果，在霧化腔中霧化成微小的液滴，經(jīng)霧化腔噴口噴出，完成節(jié)流和霧 化過程。霧化后，制冷工質(zhì)形成具有較低溫度和微小直徑的小液滴，小液滴迅 速充分汽化，吸收大量熱量，降低了高溫元器件溫度，完成對高溫元器件或局 部高溫環(huán)境的冷卻過程。
權(quán)利要求
1. 一種旋流式節(jié)流霧化噴頭，其特征在于包括節(jié)流段(1)、閥芯(2)和霧化腔(3)；節(jié)流段(1)和霧化腔(3)焊接成一體，閥芯(2)由節(jié)流段和霧化腔之間的定位臺階固定；高壓制冷工質(zhì)進(jìn)入噴頭后先在節(jié)流段進(jìn)行節(jié)流，隨后通過閥芯，在閥芯外表面的螺旋槽形成渦旋作用效果后進(jìn)入霧化腔中霧化成微小的液滴，經(jīng)霧化腔噴口噴出，完成節(jié)流和霧化過程，利用低溫液滴的汽化吸熱完成對高溫元器件的冷卻。
全文摘要
本發(fā)明是旋流式節(jié)流霧化噴頭，涉及了一種結(jié)合節(jié)流和霧化冷卻原理于一體的噴頭。旋流式節(jié)流霧化噴頭主要由節(jié)流段、閥芯和霧化腔組成。節(jié)流段和霧化腔焊接成一體，閥芯由節(jié)流段和霧化腔之間的定位臺階固定。高壓制冷工質(zhì)在進(jìn)入噴頭后先進(jìn)行節(jié)流，從而降低了制冷工質(zhì)的溫度。隨后，低溫制冷工質(zhì)通過閥芯外表面的螺旋槽形成渦旋作用效果，在霧化腔中霧化成微小的液滴，經(jīng)霧化腔噴口噴出，完成節(jié)流和霧化過程。霧化后，制冷工質(zhì)形成具有較低溫度和微小直徑的小液滴，小液滴迅速充分汽化，吸收大量熱量，降低了高溫元器件溫度，完成對高溫元器件或局部高溫環(huán)境的冷卻過程。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，外形輕小，可靠性高，安裝和布置靈活方便，冷卻效果十分明顯。
文檔編號F25B19/04GK101469913SQ200710304619
公開日2009年7月1日 申請日期2007年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者朱建炳, 朱恩寶, 朱玉博, 潘雁頻, 王小軍 申請人:中國航天科技集團(tuán)公司第五研究院第五一〇研究所