1.本发明涉及飞行器热管理技术领域，具体而言，涉及一种飞行器相变温控系统。
背景技术：
2.近几年来，飞行器自动化发展迅速，飞行器使用的电子设备越来越多，电子设备在不同工况下工作时往往会产生大量的热荷载，需要及时对电子设备进行有效的散热处理，避免电子设备在高温环境下工作故障，从而保证飞行器的正常飞行。针对飞行器电子设备的散热问题，传统单一的散热方式往往存在一定的局限性，在应对高温工况下的飞行器电子设备的换热效率不高。于是一些分布式集成综合冷却系统得到广泛的应用，各种新的换热方式和换热系统被发明和利用，本发明提供了一种新的散热系统，采用多种散热方式强耦合的形式来进一步提高与电子设备的换热效率，操作便利，可以及时地降低电子设备工作时的温度，为飞行安全提供一定的保障。
技术实现要素：
3.为解决如何提高与飞行器发热部件的换热效率的问题，本发明提供了一种飞行器相变温控系统，包括：第一壳体装置；第二壳体装置，所述第二壳体装置设置在所述第一壳体装置内部形成的中空腔体；所述第二壳体装置内部设置中空的容纳腔；第一冷却装置，所述第一冷却装置设置在所述第一壳体装置内部形成的中空腔体中；所述第一冷却装置包括循环泵、输送管道、喷液部、第一换热部；所述第一换热部设置在所述第二壳体装置的所述容纳腔中；所述喷液部设置在所述第一换热部顶部；所述第二壳体装置、所述循环泵、所述喷液部通过所述输送管道依次连通；所述第一换热部内部形成中空腔体；所述第一换热部包括大通道；所述大通道设置在所述中空腔体的外周侧；所述第一换热部上下端通过所述大通道连通；第二冷却装置，所述第二冷却装置设置在所述第一换热部的中空腔体中；所述第二冷却装置位于所述喷液部下方；所述第二冷却装置包括第二换热部；所述第二换热部包括第二换热本体、粗通道、细通道、换热底座、连通腔；所述第二换热本体上下端通过所述粗通道连通；所述第二换热本体上下端通过所述细通道连通；所述粗通道与所述细通道在所述第二换热本体内间隔设置；所述换热底座下端面与所述第二换热本体上端抵接形成密封连接；所述换热底座与所述第二换热本体抵接处设置连通腔；所述粗通道的上端与所述细通道的上端通过所述连通腔连通。
4.在一些实施例中，所述第二换热部还包括连接毛细；所述连接毛细设置在所述连通腔；所述粗通道的上端与所述细通道的上端通过所述连接毛细连通。
5.在一些实施例中，所述第二换热部还包括底部毛细；所述底部毛细与所述第二换热本体下端面抵接连接；所述粗通道的下端通过所述底部毛细与所述第二壳体装置的容纳
腔连通；所述细通道的下端通过所述底部毛细与所述第二壳体装置的容纳腔连通。
6.在一些实施例中，所述第二换热部还包括斜通道；所述斜通道一端与所述第二换热本体外周侧的所述粗通道连通；所述斜通道另一端倾斜向下穿过所述第一换热部，延伸至所述第二壳体装置的容纳腔；所述斜通道靠近所述粗通道一端设置向上弯曲的弧形段。
7.在一些实施例中，所述斜通道延伸至所述第二壳体装置的容纳腔的一端设置向上弯曲的弧形段。
8.在一些实施例中，所述第二换热部包括多个所述斜通道；多个所述斜通道与所述粗通道连通的连接口的高度位置不同。
9.在一些实施例中，所述第一换热部还包括倾斜围挡；所述倾斜围挡设置在所述第一换热部的上端面；所述倾斜围挡设置成环状，环绕所述大通道的上端口的外周侧；所述倾斜围挡的高侧邻近所述大通道的上端口；所述倾斜围挡的低侧沿远离所述大通道的上端口方向延伸。
10.在一些实施例中，所述第一换热部还包括多孔盖板；所述多孔盖板设置在所述第一换热部的上端面；所述多孔盖板设置成环状，设置在所述倾斜围挡的外周侧；所述多孔盖板上设置多个通孔；所述通孔将所述多孔盖板上部的空间与所述第二壳体装置的容纳腔的空间连通。
11.在一些实施例中，所述第一壳体装置包括排气部；所述排气部包括排气管道、控制阀门；所述排气管道将所述第一壳体装置内部腔体与所述第一壳体装置外部空间连通；所述控制阀门设置在所述排气管道上。
12.在一些实施例中，所述第一壳体装置包括散热部；所述散热部包括热交换器、冷媒管道；所述冷媒管道与所述热交换器连通；所述热交换器设置在所述第二壳体装置外周侧；所述第二壳体装置的热量通过所述冷媒管道传递至所述第一壳体装置的外部空间。
13.在一些实施例中，所述第一壳体装置包括注液部；所述注液部包括注液管道、注液阀门；所述注液管道将所述第一壳体装置的外部空间与所述第二壳体装置的内部腔体连通；所述注液阀门设置在所述注液管道上。
14.为解决如何提高与飞行器发热部件的换热效率的问题，本发明有以下优点：通过设置第一冷却装置的第一换热部容纳第二冷却装置，使得第一冷却装置和第二冷却装置可以共用一个输送管道、循环泵，减少管道分支，减轻整个相变温控系统的重量。在第二换热部的顶部设置喷液部对发热部件顶部进行喷淋冷却介质，同时第二壳体装置的容纳腔内的冷却介质通过第二换热部的通道毛细作用对发热部件的底部进行降温，从而将喷射冷却和气液相变冷却通过强耦合的方式结合，使得多种换热方式相互促进补充，增强了散热效果。
附图说明
15.图1示出了一种实施例的飞行器相变温控系统整体示意图；图2示出了一种实施例的第二壳体装置与第一换热部以及第二冷却装置相结合的立体示意图；图3示出了一种实施例的第二壳体装置与第一换热部以及第二冷却装置相结合的俯视示意图；
图4示出了一种实施例的第二壳体装置与第一换热部以及第二冷却装置相结合的剖面示意图；图5示出了另一种实施例的第二壳体装置与第一换热部以及第二冷却装置相结合的剖面示意图；图6示出了一种实施例的第二壳体装置立体示意图；图7示出了一种实施例的第一换热部立体示意图；图8示出了一种实施例的第一换热部俯视示意图；图9示出了一种实施例的第一换热部剖面示意图；图10示出了一种实施例的第二换热部立体示意图；图11示出了一种实施例的第二换热部俯视示意图；图12示出了一种实施例的第二换热部剖面示意图；附图标记：10第一壳体装置；11排气部；111排气管道；112控制阀门；12注液部；121注液管道；122注液阀门；13散热部；131热交换器；132冷媒管道；20第一冷却装置；21循环泵；22输送管道；23喷液部；24第一换热部；241多孔盖板；242倾斜围挡；243大通道；30第二冷却装置；31第二换热部；311第二换热本体；312粗通道；313细通道；314斜通道；315换热底座；316连通腔；317连接毛细；318底部毛细；32蓄热部；40第二壳体装置；41容纳腔；50发热部件。
具体实施方式
16.现在将参照若干示例性实施例来论述本公开的内容。应当理解，论述了这些实施例仅是为了使得本领域普通技术人员能够更好地理解且因此实现本公开的内容，而不是暗示对本公开的范围的任何限制。
17.如本文中所使用的，术语“包括”及其变体要被解读为意味着“包括但不限于”的开放式术语。术语“基于”要被解读为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”和“一种实施例”要被解读为“至少一个实施例”。术语“另一个实施例”要被解读为“至少一个其他实施例”。
18.本实施例公开了一种飞行器相变温控系统，如图1、图2、图3、图4、图10、图11、图12所示，可以包括：第一壳体装置10；第二壳体装置40，第二壳体装置40设置在第一壳体装置10内部形成的中空腔体；第二壳体装置40内部设置中空的容纳腔41；第一冷却装置20，第一冷却装置20设置在第一壳体装置10内部形成的中空腔体中；第一冷却装置20包括循环泵21、输送管道22、喷液部23、第一换热部24；第一换热部24设置在第二壳体装置40的容纳腔41中；喷液部23设置在第一换热部24顶部；第二壳体装置40、循环泵21、喷液部23通过输送管道22依次连通；第一换热部24内部形成中空腔体；第一换热部24包括大通道243；大通道243设置在中空腔体的外周侧；第一换热部24上下端通过大通道243连通；第二冷却装置30，第二冷却装置30设置在第一换热部24的中空腔体中；第二冷却装置30位于喷液部23下方；第二冷却装置30包括第二换热部31；第二换热部31包括第二换热本体311、粗通道312、细通道313、换热底座315、连通腔316；第二换热本体311上下端通过
粗通道312连通；第二换热本体311上下端通过细通道313连通；粗通道312与细通道313在第二换热本体311内间隔设置；换热底座315下端面与第二换热本体311上端抵接形成密封连接；换热底座315与第二换热本体311抵接处设置连通腔316；粗通道312的上端与细通道313的上端通过连通腔316连通。
19.在本实施例中，飞行器飞行过程中，飞行器上的各种部件会产生热量。为了确保飞行器飞行安全，可以对发热部件50进行散热处理。如图1所示，飞行器相变温控系统可以包括第一壳体装置10、第二壳体装置40、第一冷却装置20、第二冷却装置30。第一壳体装置10内部可以形成中空的腔体，第二壳体装置40、第一冷却装置20、第二冷却装置30都可以设置在其中空腔体中，从而在相对封闭的空间内与发热部件50换热，可以增强与发热部件50的换热效果，还可以提高空间利用率。如图6所示，第二壳体装置40内部可以设置中空的容纳腔41，用于存储冷却介质和容纳飞行器相变温控系统的其他部件。如图2、图3、图4所示，第一冷却装置20可以包括循环泵21、输送管道22、喷液部23、第一换热部24。循环泵21的输入端可以与第二壳体装置40的容纳腔41通过输送管道22连通，循环泵21的输出端可以与喷液部23的一端通过输送管道22连通，使得循环泵21可以将第二壳体装置40的容纳腔41内的冷却介质抽取并通过输送管道22输送至喷液部23。喷液部23用于喷射冷却介质与发热部件50换热，可以设置在第一换热部24的顶部，可以使得喷液部23喷出的冷却介质与发热部件50换热后相变的部分气态冷却介质随液态冷却介质流入第一换热部24。第一换热部24内部可以形成中空腔体，用于容纳其他相关部件。第一换热部24可以设置在第二壳体装置40的容纳腔41中。第一换热部24可以包括大通道243。大通道243可以设置在第一换热部24中空腔体的外周侧。第一换热部24的上下端通过大通道243连通，使得流入第一换热部24的冷却介质可以流经大通道243存储在容纳腔41中，从而循环利用冷却介质，减少冷却介质的消耗量。第二冷却装置30可以设置在第一换热部24的中空腔体中，提高空间利用率。第二冷却装置30可以位于第一冷却装置20的喷液部23下方，第二冷却装置30可以包括第二换热部31，第二换热部31的上端可以放置发热部件50，这样可以使得喷液部23喷射冷却介质至发热部件50顶部降温的同时，还可以使第二换热部31与发热部件50底部进行换热，从而迅速降低发热部件50温度，提高换热效率。如图10、图11、图12所示，第二换热部31可以包括第二换热本体311、粗通道312、细通道313、换热底座315、连通腔316。第二换热本体311的内部可以分别设置粗通道312、细通道313，使得第二换热本体311的上下端可以通过粗通道312连通，还可以通过细通道313连通，从而可以使容纳腔41内的冷却介质通过粗通道312和细通道313与发热部件50进行换热，进一步降低发热部件50的温度。换热底座315的上端可以与发热部件50连接，将发热部件50的热量传递出去。换热底座315下端面可以向内凹陷形成凹槽，换热底座315下端面的外周侧与第二换热本体311上端抵接形成密封连接，从而使得换热底座315与第二换热本体311抵接后形成内部空腔，进而使得第二发热部内的冷却介质与换热底座315换热后由液体变气体时不泄露至外部，减少冷却介质的消耗量。换热底座315与第二换热本体311抵接处形成的内部空腔可以设置连通腔316，从而可以提高冷却介质与换热底座315在空间区域内的换热均匀性，提高换热效率。粗通道312的上端与细通道313的上端可以通过连通腔316连通，粗通道312与细通道313可以在第二换热本体311内间隔设置，从而可以使细通道313内毛细作用上升的冷却介质吸收发热部件50传递至换热底座315的热量后发生相变时，气态冷却介质可以随部分液态冷却介质流入粗通道312，最终流回容纳腔41
内，既减少了冷却介质的消耗量，又可以增强换热效果。
20.在另一些实施例中，第二冷却装置30还可以包括蓄热部32。如图4、图5、图12所示，蓄热部32可以埋入第二换热部31的粗通道312与细通道313之间的厚壁内。当发热部件50的温度过高时，冷却介质与发热部件50换热效率不足，蓄热部32可以吸收部分发热部件50传递的热量，提高换热效率。当发热部件50传递的热量不足以使冷却介质达到沸点发生相变时，蓄热部32可以释放之前吸收的热量，从而提高冷却介质的相变率，进而增强冷却介质与发热部件50的换热效果。
21.在一些实施例中，如图5所示，第二换热部31还包括连接毛细317；连接毛细317设置在连通腔316；粗通道312的上端与细通道313的上端通过连接毛细317连通。
22.在本实施例中，如图5所示，第二换热部31还可以包括连接毛细317，用于输送冷却介质。连接毛细317可以设置在第二换热本体311上方的连通腔316，粗通道312的上端与细通道313的上端可以通过连接毛细317连通，冷却介质可以在毛细作用下从细通道313下端输送至细通道313上端后进入连接毛细317，连接毛细317内的冷却介质可以逐渐均匀分布在换热底座315的下端，从而可以更好地吸收发热部件50传递至换热底座315下端的热量，进而提高冷却介质在空间区域内的换热均匀性。当冷却介质换热达到自身沸点时，可以发生相变，进一步吸收换热底座315的热量，从而可以使发热部件50快速降温。气态的冷却介质在通过连接毛细317进入粗通道312与粗通道312内的液态冷却介质接触时可以逐渐发生冷凝变回液态，从而可以循环利用冷却介质，减少冷却介质的消耗量。
23.在一些实施例中，如图4和图5所示，第二换热部31还包括底部毛细318；底部毛细318与第二换热本体311下端面抵接连接；粗通道312的下端通过底部毛细318与第二壳体装置40的容纳腔41连通；细通道313的下端通过底部毛细318与第二壳体装置40的容纳腔41连通。
24.在本实施例中，如图4和图5所示，第二换热部31还可以包括底部毛细318，底部毛细318可以与第二换热本体311下端面抵接连接，粗通道312的下端和细通道313的下端都可以通过底部毛细318与第二壳体装置40的容纳腔41连通，从而可以减缓冷却介质流通粗通道312、细通道313以及容纳腔41的速度，便于产生下一步冷却介质的虹吸作用。
25.在另一些实施例中，底部毛细318的内部结构可以是特斯拉阀结构。从底部毛细318与粗通道312连通的一端到底部毛细318与容纳腔41连通的另一端的方向为特斯拉阀具备大阻力特性的方向，从而可以更好地减缓粗通道312内的冷却介质液位下降，更容易形成虹吸作用。
26.在一些实施例中，如图4和图5所示，第二换热部31还包括斜通道314；斜通道314一端与第二换热本体311外周侧的粗通道312连通；斜通道314另一端倾斜向下穿过第一换热部24，延伸至第二壳体装置40的容纳腔41；斜通道314靠近粗通道312一端设置向上弯曲的弧形段。
27.在本实施例中，如图4和图5所示，第二换热部31还可以包括斜通道314，斜通道314的一端可以与第二换热本体311外周侧的粗通道312连通，另一端可以倾斜向下穿过第一换热部24的大通道243并延伸至第二壳体装置40的容纳腔41中。粗通道312内的冷却介质可以流经斜通道314排入容纳腔41，第一换热部24大通道243内的冷却介质可以与斜通道314内的冷却介质进行换热，提高换热效率。斜通道314靠近粗通道312的一端可以设置向上弯曲
的弧形段（即s型通道），当冷却介质通过细通道313毛细作用上升流入连接毛细317并与换热底座315换热相变后，气态冷却介质可以随部分液态冷却介质流入粗通道312，气态冷却介质在进入粗通道312的过程中逐渐冷凝成液态。而由于底部毛细318的阻碍作用，粗通道312内的冷却介质液位可以逐渐上升，当冷却介质液位到达斜通道314与粗通道312的连通口时，冷却介质可以逐渐填满斜通道314的弧形段内腔后流入斜通道314倾斜向下的一端，从而可以对粗通道312内的气态冷却介质形成液封，粗通道312内的气态冷却介质不断冷凝导致第二换热本体311内形成负压，进而可以使外周侧粗通道312与斜通道314之间的冷却介质形成一定的虹吸作用，迅速带走蓄热部32释放的热量，提高换热效率。
28.在另一些实施例中，斜通道314的内部结构可以是特斯拉阀结构。从斜通道314与粗通道312连通的输入端到斜通道314在第二壳体装置40容纳腔41中的输出端方向为特斯拉阀具备小阻力特性的方向，冷却介质反方向流动阻力大，从而可以避免斜通道314内的冷却介质在第二换热本体311内形成负压时发生逆流，促进液封稳定存在，更容易形成虹吸作用。
29.在一些实施例中，如图4和图5所示，斜通道314延伸至第二壳体装置40的容纳腔41的一端设置向上弯曲的弧形段。
30.在本实施例中，如图4和图5所示，当发热部件50温度较高时，第二换热部31的连接毛细317内冷却介质可以快速吸收热量达到沸点发生相变，从而快速对发热部件50降温，而换热相变产生的大量气态冷却介质可以流入粗通道312分流至斜通道314，粗通道312内的冷却介质液位由于底部毛细318的作用和气态冷却介质的逐渐冷凝而不断上升。气态冷却介质流经斜通道314的过程中被第一换热部24大通道243内的冷却介质降温可以重新冷凝为液态冷却介质，斜通道314延伸至第二壳体装置40的容纳腔41的一端可以设置向上弯曲的弧形段，液态冷却介质可以逐渐填满斜通道314弧形段，从而使得部分液态冷却介质可以提前堵住气态冷却介质通过斜通道314排出，还可以加快冷却介质填满斜通道314靠近粗通道312一端的s型通道，进而达到双重液封的效果，进一步增强粗通道312与斜通道314之间形成的虹吸效果，同时可以增强冷却介质与发热部件50的换热效果。
31.在一些实施例中，如图4和图5所示，第二换热部31包括多个斜通道314；多个斜通道314与粗通道312连通的连接口的高度位置不同。
32.在本实施例中，如图4和图5所示，第二换热部31可以包括多个斜通道314，多个斜通道314与第二换热本体311外周侧的粗通道312连通的连接口高度位置可以不同，高度较低一侧的斜通道314更容易形成虹吸作用。当冷却介质在容纳腔41内的液位漫过高度较低一侧的斜通道314时，高度较低一侧的斜通道314虹吸作用停止，高度较高一侧的斜通道314仍可以形成一定的虹吸作用，从而增强冷却介质在第二换热部31内与换热底座315的换热效率。
33.在一些实施例中，如图7、图8、图9所示，第一换热部24还包括倾斜围挡242；倾斜围挡242设置在第一换热部24的上端面；倾斜围挡242设置成环状，环绕大通道243的上端口的外周侧；倾斜围挡242的高侧邻近大通道243的上端口；倾斜围挡242的低侧沿远离大通道243的上端口方向延伸。
34.在本实施例中，如图7、图8、图9所示，第一换热部24还可以包括倾斜围挡242，倾斜围挡242可以设置在第一换热部24的上端面，可以避免喷液部23喷出至发热部件50表面的
冷却介质飞溅。倾斜围挡242可以设置成环状，环绕第一换热部24的大通道243上端口的外周侧，从而可以阻拦冷却介质喷射至发热部件50表面产生不同方向的飞溅越过大通道243。倾斜围挡242的较高一侧可以邻近大通道243的上端口，其较低的一侧可以沿远离大通道243的上端口方向延伸，从而使飞溅的冷却介质汇聚并流入大通道243内，减少冷却介质的消耗量，提高大通道243的冷却介质与斜通道314的冷却介质之间的换热效率。
35.在一些实施例中，如图7、图8、图9所示，第一换热部24还包括多孔盖板241；多孔盖板241设置在第一换热部24的上端面；多孔盖板241设置成环状，设置在倾斜围挡242的外周侧；多孔盖板241上设置多个通孔；通孔将多孔盖板241上部的空间与第二壳体装置40的容纳腔41的空间连通。
36.在本实施例中，如图7、图8、图9所示，第一换热部24还可以包括多孔盖板241，用于减少冷却介质溅出。多孔盖板241可以设置在第一换热部24的上端面，可以设置成环状并设置在倾斜围挡242的外周侧，其上可以设置多个通孔，可以使得多孔盖板241上部的空间与第二壳体装置40的容纳腔41空间连通，从而使冷却介质飞溅越过倾斜围挡242时仍然可以通过通孔流入容纳腔41内，减少冷却介质消耗量，还可以减少容纳腔41内储存的冷却介质震荡溢出。
37.在一些实施例中，如图1所示，第一壳体装置10包括排气部11；排气部11包括排气管道111、控制阀门112；排气管道111将第一壳体装置10内部腔体与第一壳体装置10外部空间连通；控制阀门112设置在排气管道111上。
38.在本实施例中，如图1所示，第一壳体装置10可以包括排气部11，排气部11可以包括排气管道111、控制阀门112。排气管道111可以将第一壳体装置10内部腔体与第一壳体装置10外部空间连通，可以使得第一壳体装置10内部腔体内的气态冷却介质可以排出。控制阀门112可以设置在排气管道111上，可以控制气态冷却介质的排出量，从而保持飞行器相变温控系统的气压稳定性，进而提高换热效果。
39.在一些实施例中，如图1所示，第一壳体装置10包括散热部13；散热部13包括热交换器131、冷媒管道132；冷媒管道132与热交换器131连通；热交换器131设置在第二壳体装置40外周侧；第二壳体装置40的热量通过冷媒管道132传递至第一壳体装置10的外部空间。
40.在本实施例中，如图1所示，第一壳体装置10可以包括散热部13，散热部13可以包括热交换器131、冷媒管道132，用于排出冷却介质的热量。冷媒管道132可以与热交换器131连通，热交换器131可以设置第二壳体装置40外周侧，第二壳体装置40容纳腔41内的冷却介质的热量可以通过热交换器131传递至冷媒管道132，再通过冷媒管道132传递到第一壳体装置10的外部空间，从而可以使得冷却介质的温度降低，确保冷却介质可以持续对发热部件50进行换热处理。
41.在一些实施例中，如图1所示，第一壳体装置10包括注液部12；注液部12包括注液管道121、注液阀门122；注液管道121将第一壳体装置10的外部空间与第二壳体装置40的内部腔体连通；注液阀门122设置在注液管道121上。
42.在本实施例中，如图1所示，第一壳体装置10可以包括注液部12，注液部12可以包括注液管道121、注液阀门122，用于补充冷却介质。注液管道121将第一壳体装置10的外部空间与第二壳体装置40的内部腔体连通，当第二壳体装置40容纳腔41内的冷却介质消耗至一定量时，可以通过注液管道121从外部空间输入冷却介质进行补充。注液阀门122可以设
置在注液管道121上，从而可以控制补充至容纳腔41的冷却介质流量。
43.本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本公开的具体案例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本公开的精神和范围。