[实用新型]旋流式节流雾化喷头

说明书

技术领域

本实用新型属于高温环境与物体冷却技术领域，适用于冷却高温元器件和局部高温环境(通常在300摄氏度以上)，将其降温至常温范围。应用范围非常广泛。

背景技术

近几年，对冷却高温元器件和局部高温环境的新技术的需求在不断增加。它们广泛的来自于工业、技术以及国防领域，比如过高温都会导致为电子元件损坏的电子工业，在浇铸和淬火过程中需要降温冷却以保证材料特性的冶金工业，需要良好散热以保证正常运行的激光二极管的光学应用方面，和严格要求某些元器件在额定工作温度下运行的导弹领域。

目前，国内外冷却各种元器件的方法主要有自然风冷、强迫风冷、热管冷却、全浸式油冷、水冷等。但这些冷却方式总是存在某方面的不足，尤其对于具有高热流的高温元器件，许多方法更是显得无能为力。自然风冷通过空气的自然对流及辐射作用将热量带走，但只能应用于额定电流在20A以下、体积要求不高、热流密度不高的装置中。强迫风冷是利用风机等风源产生一定流量和流速的风带走热量从而冷却器件的方式，但其噪声大、容易吸入灰尘、可靠性相对降低、维护困难。热管冷却利用介质在热端蒸发，到冷端冷凝，由毛细作用回到热端的原理进行制冷，但这种制冷方式维修困难，工艺复杂，价格高。全浸式油冷虽然具有很高的绝缘性和电磁屏蔽效果，但其存在管路构成复杂，密封接头多，容易发生泄漏事故等缺点。水冷式散热器的散热效率高，但它的绝缘性较差，水中杂质离子会在导致电腐蚀和漏电现。综上所述，现有几种冷却方法或是应用范围狭窄，或是存在一些不足和缺点，并且对于冷却300摄氏度以上高温元器件和局部高温环境显得很乏力。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服上述现有冷却技术的不足而提供一种结合节流和雾化冷却原理于一体的喷头。

在冷却高密度热流方面，喷雾冷却被认为是最有效的冷却技术；同时，我们结合节流原理，使制冷工质以液相形式进入旋流式节流雾化喷头后，先在其内节流，这样就降低了液相工质的温度；然后制冷工质经过旋流式喷嘴雾化后由喷口喷出。经过这个过程，雾化后的低温制冷工质不但形成了微小液滴，而且具有较低的温度，这就大大增加了制冷剂提供的冷量，能够更有效的去除相关行业中某些元器件产生的不利高密度热流，从而实现了对高温元器件进行充分冷却的目的。同时，雾化的低温制冷工质在相变过程中还对周围高温环境进行了冷却。采用旋流式节流雾化喷头，有望解决在去除高温元器件高密度热流方面存在的问题。

本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的：

本实用新型的一种旋流式节流雾化喷头主要由节流段、阀芯和雾化腔三部分组成；节流段和雾化腔焊接成一体，阀芯由节流段和雾化腔之间的定位台阶固定。高压制冷工质进入喷头后先在节流段进行节流，随后通过阀芯，在阀芯外表面的螺旋槽形成涡旋作用效果后进入雾化腔中雾化成微小的液滴，经雾化腔喷口喷出，完成节流和雾化过程，利用低温液滴的汽化吸热完成对高温元器件的冷却。

本实用新型把节流和雾化结合于一体，采用先节流，再雾化的过程，这样降低了制冷剂的温度，大大提高了制冷机提供的冷量，充分雾化后的低温小液滴汽化吸热，对高温元器件或局部高温环境进行冷却降温，大幅增强了对高温元器件或局部高温环境的冷却效果。

本实用新型的有益效果

本实用新型结构紧凑，外形轻小，可靠性高，安装和布置灵活方便，冷却效果十分明显。与现在广泛应用的喷头不同，旋流式节流雾化喷头结合了节流原理，节流后的制冷工质具有更低的温度，这就大大增加了制冷剂所能提供的冷量，从而提高了喷头的制冷效率。同时，在诸多种类的喷头中，旋流式喷头几何尺寸相对较小，并且可以获得尽量大的雾化角、尽量小的雾化粒径和尽量均匀的雾化度。结合以上两点，旋流式节流雾化喷头具有冷量大，相变充分，制冷均匀，制冷区域广等特点。经过合理布置，旋流式节流雾化喷头不但能对高温元器件进行冷却，而且还可以对局部高温环境进行有效的冷却(通常在300摄氏度以上)，比如由于气动加热而造成的导弹头罩内部局部高温环境。

附图说明

图1是本实用新型(旋流式节流雾化喷头)结构纵剖图；

图2是本实用新型(旋流式节流雾化喷头)结构横截图；

图中：1—节流段、2—阀芯、3—雾化腔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的结构原理和工作原理作进一步详细说明。

实施例

如图1和图2所示，旋流式节流雾化喷头主要由三部分组成，分别为节流段1、阀芯2和雾化腔3，节流段1和雾化腔3焊接成一体，阀芯2由节流段和雾化腔之间的定位台阶固定。高压制冷工质在进入喷头后先进行节流，从而降低了制冷工质的温度。随后，低温制冷工质通过阀芯外表面的螺旋槽形成涡旋作用效果，在雾化腔中雾化成微小的液滴，经雾化腔喷口喷出，完成节流和雾化过程。雾化后，制冷工质形成具有较低温度和微小直径的小液滴，小液滴迅速充分汽化，吸收大量热量，降低了高温元器件温度，完成对高温元器件或局部高温环境的冷却过程。