[發(fā)明專利]相變熱緩沖式艦載擋焰板

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910367459.8
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110065646A
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈詩宇;劉麗珊;任滿乾
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: B64F1/00
• 分類號: B64F1/00;F28D20/02
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發(fā)明公開了一種相變熱緩沖式艦載擋焰板，由散熱結(jié)構(gòu)層和換熱層組成，所述散熱結(jié)構(gòu)層由導(dǎo)熱板、均熱肋片及相變材料構(gòu)成，在上下兩塊導(dǎo)熱板之間形成散熱腔，所述均熱肋片布置在所述散熱腔內(nèi)，所述相變材料填充于所述散熱腔的均熱肋片間；所述換熱層位于所述散熱結(jié)構(gòu)層的下方并與所述散熱結(jié)構(gòu)層貼合；所述均熱肋片為包括中心受熱體以及在中心受熱體圓周方向上均布的散熱分支，所述散熱分支包括主分支和在主分支上間隔設(shè)置的支分支。本發(fā)明利用了泡沫金屬及肋片的優(yōu)良導(dǎo)熱性能，使得艦載擋焰板具備了更高效的吸熱與散熱能力，同時(shí)結(jié)合了復(fù)合相變材料的高蓄熱能力，有效的提高了系統(tǒng)的安全性，延長了艦載擋焰板的使用壽命，降低航母的維護(hù)難度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種航空領(lǐng)域的擋焰板，具體涉及的是一種為了提高換熱性能和安全性，延長使用壽命而設(shè)計(jì)的具有雪花狀肋片結(jié)構(gòu)，并在肋間填充復(fù)合相變材料的熱緩沖式擋焰板。

背景技術(shù)

隨著軍事技術(shù)的不斷發(fā)展，航空母艦已成為世界上威力最強(qiáng)的武器之一，也是一個(gè)國家綜合國力的象征，航母的主要攻擊力體現(xiàn)在艦載機(jī)上，但是艦載機(jī)的起降難度大，危險(xiǎn)性高。艦載機(jī)在起飛前，發(fā)動機(jī)經(jīng)歷三個(gè)狀態(tài)：慢車狀態(tài)、過渡狀態(tài)和全加力狀態(tài)。當(dāng)發(fā)動機(jī)處于全加力狀態(tài)時(shí)，尾噴管處燃?xì)饬鞯乃俣瓤蛇_(dá)上千米每秒，溫度將逼近2000℃左右。因此需要在起飛位置的后方設(shè)置擋焰板，保護(hù)甲板工作人員及設(shè)備，也保證起飛區(qū)和降落區(qū)互不干擾。

目前使用的擋焰板由鋼框架的鋁板制成，高溫燃?xì)鈬娚湓趽跹姘迳系臏囟瓤蛇_(dá)到1600℃。為了降低燃?xì)饬鞯淖茻釡囟龋瑩跹姘搴笱b有供冷卻水循環(huán)流動的格狀水管。而這種擋焰板的缺點(diǎn)在于熱量的傳遞主要是依靠金屬材料的導(dǎo)熱進(jìn)行，受到材料本身導(dǎo)熱能力的限制，往往無法及時(shí)進(jìn)行熱量散發(fā)，使得板材極易燒損，減少了擋焰板的使用壽命，增加了航母的維護(hù)難度。另一方面，由于熱量不能及時(shí)轉(zhuǎn)移，也影響了下一架飛機(jī)的起飛，影響航母的作戰(zhàn)性能。因此，必須研究和開發(fā)新的高效的散熱技術(shù)以適應(yīng)高溫、高速射流條件下艦載擋焰板的散熱要求。

固液相變儲能材料在相變過程中具有等溫或近似等溫，并伴隨著較大的相變潛熱等優(yōu)點(diǎn)，在軍事，建筑保溫，采暖，電子元器件散熱等諸多領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用前景，但是大多數(shù)固液相變材料的熱導(dǎo)率很低，這導(dǎo)致相變儲能裝置無法快速地進(jìn)行熱量的儲存和釋放，限制了其在很多領(lǐng)域的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供了一種相變熱緩沖式艦載擋焰板，提高了系統(tǒng)換熱效率和溫度的均勻性，有效降低了擋焰板表面燃?xì)饬鞯淖茻釡囟龋岣吡搜b置的安全性，并延長擋焰板的使用壽命。

為解決傳統(tǒng)艦載擋焰板設(shè)計(jì)上存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：

一種相變熱緩沖式艦載擋焰板，由散熱結(jié)構(gòu)層和換熱層組成，所述散熱結(jié)構(gòu)層由導(dǎo)熱板、均熱肋片及相變材料構(gòu)成，所述導(dǎo)熱板位于所述散熱結(jié)構(gòu)層的上下表面，在上下兩塊導(dǎo)熱板之間形成散熱腔，所述均熱肋片布置在所述散熱腔內(nèi)，所述相變材料填充于所述散熱腔的均熱肋片間；所述換熱層位于所述散熱結(jié)構(gòu)層的下方并與所述散熱結(jié)構(gòu)層貼合，用于帶走所述散熱結(jié)構(gòu)層吸收的熱量；所述均熱肋片為包括中心受熱體以及在中心受熱體圓周方向上均布的散熱分支，所述散熱分支包括主分支和在主分支上間隔設(shè)置的支分支，所述主分支為線性且垂直于中心受熱體的外表面。充分利用了相變材料的高蓄熱能力及泡沫金屬和肋片的高導(dǎo)熱能力，有效的提高了擋焰板的安全性及使用壽命。

所述相變材料為將石蠟填充到泡沫鋁骨架中形成的泡沫鋁-石蠟復(fù)合相變材料。通過控制填充的石蠟的比例，可制得綜合熱性能優(yōu)良，具有理想導(dǎo)熱系數(shù)和相變潛熱的復(fù)合相變材料。

所述支分支一共8對，每個(gè)散熱分支設(shè)置2對支分支，每對支分支對稱分布在主分支兩側(cè)。

所述中心受熱體為圓形，所述散熱分支為從中心主受熱區(qū)域向外等距離延展的4個(gè)。

支分支與主分支成45度-75度夾角。