[發明專利]絕熱懸掛

無效

• 申請號: 201310410309.3
• 申請日: 2013-09-11
• 公開（公告）號: CN103591411A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 濮琳;施毅;張榮;鄭有炓
• 申請（專利權）人: 蘇州源正熱伏有限公司
• 主分類號: F16L59/02
• 分類號: F16L59/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.本發明《絕熱懸掛》公開了一種基于“結構絕熱”原理的“超級絕熱”技術，它通過對絕熱材料、熱學結構、力學結構、應用功能的協同設計以構建具有充分機械強度的“超級絕熱結構”。

2.基于“絕熱懸掛”的“超級絕熱結構”的特征要素包括：(一)“超級絕熱材料”(二氧化硅氣凝膠或三氧化二鋁氣凝膠等)；(二)“絕熱懸掛線”(芳綸或最綸纖維、二氧化硅懸梁、金屬彈簧等)；(三)“絕熱懸掛結構”(正四棱錐懸掛、立方懸掛、面心立方懸掛、費馬-托里拆利懸掛、斯坦納懸掛等；(四)“絕熱懸掛支架”(表面氧化覆層的金屬殼體、聚合物工程塑料)；(五)“熱短路結構(均熱薄膜)”(高導熱石墨顆粒膜或銅箔、銀箔所構成的均熱薄膜)。

3.基于“絕熱懸掛”的“超級絕熱結構”具有經過設計的機械強度和絕熱參數，該結構通過使用典型的懸掛／支撐／固定結構，把絕熱、懸掛和支撐三個要素功能分別由不同的材料及其結構模塊來實現：其一，用“超級絕熱材料”來實現“超級絕熱”功能；其二，需要被絕熱的模塊被“絕熱懸掛線”按“優化路徑”懸掛于“剛性支撐框架”上；其三，用剛性材料與結構來實現系統模塊的支撐與固定；其四，用“熱短路結構”中的“均熱薄膜”屏蔽被懸掛物體的微結構差異所導致的懸掛點及其鄰域的非均衡熱場分布，并且也均衡了懸掛線不等長所造成的熱交換當量的差異。

4.基于“絕熱懸掛”的“超級絕熱結構”旨在實現對“被絕熱懸掛的目標物本身及其工作狀態”的一種適于應對“周邊環境或系統”的“超正常低溫或高溫”的有效的“絕熱維持與保護”；該“絕熱維持與保護”的有效性內涵是指通過應用“絕熱懸掛”而使得目標物可以安全地在“預設的、需要的或所能接受的時限內”持續并正常地靜置或工作于具有“超正常溫度”的周邊環境或系統中。

*注：就人類活動所使用的物品而言，我們對“超正常溫度”有如下基于實用層面的約定：其一，以人居地表環境的常規溫度為參照，我們約定-50℃以下的環境溫度為超正常低溫，大于+50℃以上的環境溫度為超正常高溫；其二，以大氣層外空間及宇宙深空的環境溫度為參照，我們定義-200℃至-270℃以下的環境溫度為超正常低溫；其三，約定金屬鋁熔點+660.37℃至金屬鐵熔點+1538℃為人居地表環境的超正常高溫。

5.“絕熱懸掛”所指稱的“超級絕熱材料”及其賴以所實現的“超級絕熱”有明確定義：“絕熱懸掛”所用的“超級絕熱材料”是指在人居地表環境里呈現為固態的具有超高多孔度的多孔結構材料，該多孔結構材料的熱導率隨多孔度的增加而降低，當多孔度大到一定閾值時(該閾值通常約為90％)，該多孔結構材料的熱導率因低于同溫度下的空氣熱導率而具備了“超級絕熱”的能力；也就是說，本發明所指稱的“超級絕熱”的主要物理指標之一是在1標準大氣壓下環境溫度27℃時所用絕熱材料的熱導率低于同環境條件下的空氣的熱導率；進一步更加要求在其所工作的溫區內，其熱導率均低于同環境溫度下空氣的熱導率。

6.所有在人居地表環境里呈現為固態的物質都可以構成多孔結構材料，具體來說，構成多孔結構材料的材質可以是(一)固態無機物的單質、合金、化合物、混合物；(二)固態有機物的聚合物(合成纖維或多孔工程塑料等)、混合物、復合物(無機物與有機物的復合)；(三)上述這些材料的混合／化合／復合物；(四)以及所有上述材料所對應的人工微結構材料；當多孔結構材料的多孔度大到一定閾值后(通常大致為75％及以上)我們往往稱這樣高多孔度的多孔結構材料為“氣凝膠”。

7.“超級絕熱氣凝膠”都是具有超高多孔度的，但具有超高多孔度的氣凝膠并不一定能“超級絕熱”。多數不易被氧化的金屬或合金氣凝膠不但不能超級絕熱，而且其導熱性能還相當良好;在一些場合，這類金屬可以用作“均熱薄膜”。

*注：例如“金Au氣凝膠”的導熱性能就比較好，而且當“金氣凝膠”滿足“多孔度盡可能地高且不至于太高而致其內部結構網絡的全域實體連通通道斷裂”的條件時，其等效熱導率達到極大值，其對應的多孔度閾值大致為75％左右)。