[發(fā)明專利]一種空間微孔膜蒸發(fā)高效散熱裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811569699.8
• 申請(qǐng)日: 2018-12-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109764736B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王玉瑩;李勁東;寧獻(xiàn)文;戴承浩;苗建印;王錄;趙欣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部
• 主分類號(hào): F28D21/00
• 分類號(hào): F28D21/00
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 郭德忠;仇蕾安

本發(fā)明公開(kāi)了一種空間微孔膜蒸發(fā)高效散熱裝置，屬于航天器熱控技術(shù)領(lǐng)域，包括：殼體、液體進(jìn)口通道、液體出口通道及微孔膜組件；所述殼體兩端封閉，殼體的兩端分別設(shè)有與其內(nèi)腔相通的液體進(jìn)口通道和液體出口通道；所述微孔膜組件包括兩個(gè)以上軸線平行的中空纖維膜，在所述微孔膜組件的兩端通過(guò)粘合劑將兩個(gè)以上中空纖維膜粘接為一體；中間段的各中空纖維膜之間仍有間隙；所述中空纖維膜具有疏水性，其壁面設(shè)有一個(gè)以上微孔；所述微孔膜組件安裝在殼體內(nèi)，殼體內(nèi)部微孔膜組件中間段各中空纖維膜之間的間隙形成的空腔為容氣腔；該裝置屬于消耗型散熱裝置，可以在空間微重力環(huán)境及重力環(huán)境下使用，可以在真空環(huán)境及大氣環(huán)境下均發(fā)揮散熱性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于航天器熱控技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種空間微孔膜蒸發(fā)高效散熱裝置。

背景技術(shù)

目前消耗型散熱裝置的研究單位主要是美國(guó)的NASA。美國(guó)與20世紀(jì)70年代開(kāi)展了高效蒸發(fā)散熱技術(shù)研究，但當(dāng)時(shí)僅僅進(jìn)行了一些試驗(yàn)之后，NASA就中止了該技術(shù)的研究。近年來(lái)，在X-37B可重復(fù)使用飛行器、載人火星探測(cè)和長(zhǎng)時(shí)間駐留月球基地等項(xiàng)目的推動(dòng)下，NASA又重新開(kāi)始了蒸發(fā)器技術(shù)的研究，現(xiàn)在已研制了4代原理樣機(jī)，但尚未開(kāi)展飛行試驗(yàn)。目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有一種能夠解決航天器在具有大氣的環(huán)境下短時(shí)大功率散熱難題的高效散熱裝置。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種空間微孔膜蒸發(fā)高效散熱裝置，該裝置屬于消耗型散熱裝置，可以在空間微重力環(huán)境及重力環(huán)境下使用，可以在真空環(huán)境及大氣環(huán)境下均發(fā)揮散熱性能。

本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種空間微孔膜蒸發(fā)高效散熱裝置，包括：殼體、液體進(jìn)口通道、液體出口通道、微孔膜組件及背壓閥；

所述殼體兩端封閉，殼體的兩端分別設(shè)有與其內(nèi)腔相通的液體進(jìn)口通道和液體出口通道，且所述液體進(jìn)口通道和液體出口通道分別與外部用于提供液體工質(zhì)的流體循環(huán)系統(tǒng)相通；

所述微孔膜組件包括兩個(gè)以上軸線平行的中空纖維膜，在所述微孔膜組件的兩端通過(guò)粘合劑將兩個(gè)以上中空纖維膜粘接為一體，即通過(guò)粘合劑將兩個(gè)以上中空纖維膜端部之間的間隙密封，形成與殼體內(nèi)腔形狀一致的結(jié)構(gòu)；中間段的各中空纖維膜之間仍有間隙；所述中空纖維膜具有疏水性，其壁面設(shè)有一個(gè)以上微孔；

所述微孔膜組件安裝在殼體內(nèi)，殼體內(nèi)部微孔膜組件中間段各中空纖維膜之間的間隙形成的空腔為容氣腔；

所述背壓閥安裝在殼體上，背壓閥的一端與所述容氣腔相通，另一端與外部環(huán)境相通，液體工質(zhì)在微孔膜組件內(nèi)蒸發(fā)生成的氣態(tài)工質(zhì)通過(guò)背壓閥排放至外部環(huán)境；通過(guò)控制所述背壓閥開(kāi)度控制液體工質(zhì)蒸發(fā)出的氣態(tài)工質(zhì)在容氣腔內(nèi)聚集產(chǎn)生的氣壓高低。

進(jìn)一步的，微孔膜組件的兩端與殼體兩端之間分別留有空腔，安裝有液體進(jìn)口通道的殼體所在端的空腔為進(jìn)口集液腔，安裝有液體出口通道的殼體所在端的空腔為出口集液腔。

進(jìn)一步的，所述中空纖維膜的內(nèi)徑由微孔膜組件的中心向外逐漸減小。

進(jìn)一步的，所述中空纖維膜的內(nèi)徑為0.1mm～0.5mm，壁厚為0.1mm～0.3mm。

進(jìn)一步的，所述中空纖維膜的微孔的孔徑＜1μm。

進(jìn)一步的，相鄰中空纖維膜之間的中心間距為1mm～5mm。

進(jìn)一步的，還包括支撐環(huán)，一個(gè)以上所述支撐環(huán)安裝在殼體內(nèi)，并套裝在微孔膜組件外部，用于支撐微孔膜組件。

進(jìn)一步的，所述背壓閥采用電動(dòng)控制或壓差驅(qū)動(dòng)控制的形式，其壓力調(diào)節(jié)范圍為10Pa～101000Pa。