[發明專利]一種用于高功率光纖激光器的相變蓄冷熱管理系統

在審

• 申請號: 201710826539.6
• 申請日: 2017-09-14
• 公開（公告）號: CN107634441A
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發明（設計）人: 馬閻星;周瓊;何鋒;周樸;寧禹;司磊;許曉軍;陳金寶;劉澤金
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: H01S3/042
• 分類號: H01S3/042;F25D16/00;F25D29/00
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙)43008
• 代理人: 周長清

技術領域

本發明主要涉及到高功率光纖激光器領域，特指一種用于高功率光纖激光器的相變蓄冷熱管理系統。

背景技術

隨著光纖激光技術的迅猛發展，當前單纖單模光纖激光器輸出功率已超過萬瓦，并被廣泛應用在了工業和國防領域中。但是由于當前較高功率的光纖激光器基本采用水冷系統進行實時散熱，用電功率較高、體積重量較大，機動性能很差，限制了其在某些野外作業（比如野外油管、氣管焊接等）中的應用。

發明內容

本發明要解決的技術問題就在于：針對現有技術存在的技術問題，本發明提供一種結構簡單、適用范圍廣、能耗低的用于高功率光纖激光器的相變蓄冷熱管理系統。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種用于高功率光纖激光器的相變蓄冷熱管理系統，包括相變材料存儲箱、相變材料、可控閥、冷媒水泵和控制器，所述相變材料放置于相變材料存儲箱內，所述相變材料的熔點低于激光器的工作溫度，所述相變材料存儲箱內填充有液體冷媒；所述相變材料存儲箱通過管路與可控閥、冷媒水泵相連通，在控制器的控制下，通過冷媒水泵的驅動將液體冷媒經管路送至激光器完成冷卻。

作為本發明的進一步改進：所述相變材料的外部加裝密封殼體，用來與所述液體冷媒隔離。

作為本發明的進一步改進：所述相變材料存儲箱的外側采用保溫材料包裹。

作為本發明的進一步改進：所述相變材料存儲箱的頂部設置有活動頂蓋，以便相變材料的更換。

作為本發明的進一步改進：所述液體冷媒的熔點低于相變材料的熔點。

作為本發明的進一步改進：所述可控閥采用可控三通閥，為電動調節閥。

作為本發明的進一步改進：所述冷媒水泵為在相變材料熔點溫度與激光器工作溫度間正常工作的自吸式水泵。

作為本發明的進一步改進：還包括溫度傳感器組，所述溫度傳感器組用來監測相變材料儲箱及管道的液體冷媒內部的溫度，均由控制器控制；所述控制器根據溫度傳感器組監測的溫度對可控閥進行流量控制。

作為本發明的進一步改進：還包括一制冷機，所述制冷機的制冷機冷管安裝于相變材料存儲箱內，所述制冷機和制冷機冷管用于相變材料的制冷凝固。

作為本發明的進一步改進：在所述管路上還包括第一電磁閥和第二電磁閥，用來控制液體冷媒的流向，所述控制器與用于控制第一電磁閥和第二電磁閥的起停，以控制制冷機是否開始工作。

與現有技術相比，本發明的優點在于：

本發明的基于相變蓄冷技術的光纖激光器熱管理系統，結構簡單緊湊、用電量低、體積重量小，便于野外機動使用。此外，本發明的系統仍然采用液冷方式將激光器熱量帶走，對于采用水冷方式散熱的高功率光纖激光器無需任何改動即可使用。

附圖說明

圖1是本發明在具體應用實例1中的結構原理示意圖。

圖2是本發明在具體應用實例2中的結構原理示意圖。

圖例說明：

1、相變材料存儲箱；2、液體冷媒；3、相變材料；4、可控三通閥；5、冷媒水泵；6、第一三通閥；7、控制器；8、第一溫度傳感器；9、第二溫度傳感器；10、第三溫度傳感器；11、第二三通閥；12、第一電磁閥；13、第二電磁閥；14、制冷機；15、制冷機冷管；16、第三三通閥。

具體實施方式

以下將結合說明書附圖和具體實施例對本發明做進一步詳細說明。

實施例1：如圖1所示，本發明的一種用于高功率光纖激光器的相變蓄冷熱管理系統，包括相變材料存儲箱1、相變材料3、可控閥4、冷媒水泵5和控制器7，相變材料3放置于相變材料存儲箱1內，所述相變材料3的熔點低于激光器的工作溫度，所述相變材料存儲箱1內填充有液體冷媒2，相變材料3是熱管理系統的蓄冷材料，利用相變潛熱實現對激光器的制冷；所述相變材料存儲箱1通過管路與可控閥4、冷媒水泵5相連通，在控制器7的控制下，通過冷媒水泵5的驅動將液體冷媒2經管路送至激光器完成冷卻。

在具體應用實例中，根據實際需要，相變材料3既可以是冰，也可以是其它熔點合適的相變材料。所述相變材料3可從相變材料存儲箱1中取出，進行更換。