[發(fā)明專利]一種空間飛行器用儲能控溫散熱器結(jié)構(gòu)及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611070897.0
• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN106697335B
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王曉占;孫敬文;季琨;祝朋;彭聰;任曉雯
• 申請（專利權(quán)）人: 上海衛(wèi)星裝備研究所
• 主分類號: B64G1/50
• 分類號: B64G1/50
• 代理公司: 上海航天局專利中心 31107
• 代理人: 鄭丹力

本發(fā)明公開了一種空間飛行器用儲能控溫散熱器結(jié)構(gòu)及其制造方法。儲能控溫散熱器結(jié)構(gòu)包括：自散熱體表面自下而上布置的平板熱管結(jié)構(gòu)、微通道熱沉結(jié)構(gòu)與儲能裝置。其制造方法包括：將微通道熱沉與泡沫不銹鋼材料采用熱擴(kuò)散焊的方法進(jìn)行焊接；在平板熱管結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋪設(shè)一層不銹鋼絲；按照裝配圖，將未浸潤的相變材料的發(fā)泡石墨塊裝配至相變儲能裝置內(nèi)各結(jié)構(gòu)部件接縫處采用激光焊進(jìn)行連接，對連接后的焊縫采用氦質(zhì)譜儀進(jìn)行檢漏；對平板熱管結(jié)構(gòu)腔體部分進(jìn)行抽真空至1Pa以下，然后充入一定量的丙酮或乙醇；對相變儲能多孔石墨所在腔體進(jìn)行抽真空，然后充入一定量的烷烴類相變材料，烷烴類材料的具體種類根據(jù)工作溫度進(jìn)行選擇。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及空間散熱技術(shù)，特別涉及一種空間飛行器用儲能控溫散熱器結(jié)構(gòu)及其安裝方法。

背景技術(shù)

隨著空間飛行器大功率、高精度、高軌、微納化的發(fā)展，關(guān)鍵器件、設(shè)備呈現(xiàn)局部高熱流密度散熱特征，傳統(tǒng)散熱手段難以解決，限制了先進(jìn)元器件、設(shè)備性能發(fā)揮和使用壽命。高熱流密度散熱控溫難點(diǎn)在于：第一，熱量過于集中，在無熱控措施的情況下散熱器件或設(shè)備散熱面溫度將在短時(shí)間內(nèi)升至極限點(diǎn)，常規(guī)熱管、金屬散熱板等措施熱擴(kuò)散能力有限，不能夠?qū)⑵骷蛟O(shè)備散熱面溫度維持在合理的范圍內(nèi)；第二，整體散熱量較大；第三，間歇散熱，散熱峰值期間整星散熱面極有可能出現(xiàn)不夠用局面。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是現(xiàn)有技術(shù)難以解決空間飛行器局部高熱流密度散熱的問題；為解決所述問題，本發(fā)明提供一種空間飛行器用儲能控溫散熱器結(jié)構(gòu)及其安裝方法。

本發(fā)明提供的空間飛行器用儲能控溫散熱器結(jié)構(gòu)，包括：自散熱體表面自下而上布置的平板熱管結(jié)構(gòu)、微通道熱沉結(jié)構(gòu)與儲能裝置。

進(jìn)一步，所述平板熱管結(jié)構(gòu)采用丙酮或乙醇為工作介質(zhì)，采用厚度為0.2mm～0.5mm、200至500目的不銹鋼絲網(wǎng)作為毛細(xì)芯。

進(jìn)一步，所述微通道熱沉結(jié)構(gòu)采用在通道內(nèi)設(shè)置泡沫不銹鋼構(gòu)成，泡沫不銹鋼孔隙率在85%～95%，孔徑在0.1mm左右。

進(jìn)一步，所述儲能裝置采用相變儲能裝置；所述相變儲能裝置的相變材料是采用發(fā)泡石墨浸潤烷烴類材料制備而成。

進(jìn)一步，平板熱管結(jié)構(gòu)、微通道熱沉結(jié)構(gòu)與儲能裝置三者采用激光焊接成為一體，共享結(jié)構(gòu)面。

本發(fā)明還提供所述的空間飛行器用儲能控溫散熱器結(jié)構(gòu)的組裝方法，包括：

步驟一、將微通道熱沉與泡沫不銹鋼材料采用熱擴(kuò)散焊的方法進(jìn)行焊接；

步驟二、在平板熱管結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋪設(shè)一層不銹鋼絲；

步驟三、按照裝配圖，將未浸潤的相變材料的發(fā)泡石墨塊裝配至相變儲能裝置內(nèi)各結(jié)構(gòu)部件接縫處，采用激光焊進(jìn)行連接，對連接后的焊縫采用氦質(zhì)譜儀進(jìn)行檢漏；

步驟四、對平板熱管結(jié)構(gòu)腔體部分進(jìn)行抽真空至1Pa以下，然后充入一定量的丙酮或乙醇；

步驟五、對相變儲能多孔石墨所在腔體進(jìn)行抽真空，抽真空時(shí)間不低于1h，真空度優(yōu)于1Pa，然后充入一定量的烷烴類相變材料，烷烴類材料的具體種類根據(jù)工作溫度進(jìn)行選擇。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)包括：

本發(fā)明提供的高熱流密度儲能控溫散熱器為一體式空間用高效散熱器，該散熱器將平板熱管的高效熱擴(kuò)散功能、微通道散熱器（協(xié)同外部的流體回路部分）的大熱量排散功能及相變儲能裝置的儲能控溫功能集成為一體。設(shè)備或器件散發(fā)的高密度熱量先由平板熱管結(jié)構(gòu)部分將熱量快速擴(kuò)散至整個(gè)表面，然后熱量再由微通道換熱器結(jié)構(gòu)部分經(jīng)泵驅(qū)流體回路部分傳遞至星體散熱面，對于星體散熱面臨時(shí)難以排散的熱量由相變儲能結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行就地貯存，待散熱完畢后或散熱功率降低后貯存的熱量由微通道散熱器經(jīng)泵驅(qū)流體回路系統(tǒng)排散至星體熱沉。本發(fā)明研制的儲能散熱器可有效解決衛(wèi)星高熱流密度散熱問題。

附圖說明