[發明專利]一種用于空間站的高效絕熱存儲裝置及結構

有效

• 申請號: 201811643151.3
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109578753B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 王健;馮慧華;黃歡明;崔騰飛;許進陽;邵雪峰;何慧翔;李延銘
• 申請（專利權）人: 上海齊耀動力技術有限公司
• 主分類號: F16L59/065
• 分類號: F16L59/065;F16L59/07
• 代理公司: 上海碩力知識產權代理事務所(普通合伙) 31251
• 代理人: 王法男

本發明公開了一種用于空間站的高效絕熱存儲裝置及結構，用于空間站的高效絕熱存儲裝置設有至少一個存儲腔，其中，存儲腔的第一側壁包括由存儲腔朝向外環境依次布設的內壁層、支撐件、絕熱芯層、外壁層；內壁層和外壁層形成封閉空間，封閉空間填充有低導熱系數的氣體；支撐件為喇叭狀結構，包括與內壁層連接的大徑端，以及貫穿絕熱芯層后抵設于外壁層的小徑端。本發明具有結構導熱小，氣體導熱小，側壁尺寸小，存儲腔利用空間大，絕熱效率高的優良效果，滿足空間站低溫存儲的需求。

技術領域

本發明涉及太空低溫存儲技術領域，尤指一種用于空間站的高效絕熱存儲裝置及結構。

背景技術

通過低溫存儲裝置絕熱結構的傳熱是幾種傳熱方式綜合作用的結果，往往涉及固體導熱、氣體導熱、氣體對流和熱輻射。現階段普遍采用膨脹泡沫絕熱、高真空絕熱、粉末絕熱和高真空多層絕熱方式消除一種或幾種低溫存儲裝置絕熱結構的傳熱方式。然而，這些絕熱方式卻不能很好的應用于航空航天空間站中的低溫存儲裝置。主要體現在以下幾方面。

一是空間限制，在存儲裝置包絡尺寸一定，低溫存儲裝置的存儲容積盡量增大的要求下，低溫存儲裝置的絕熱結構厚度受到了嚴格限制。因此，以減少固體導熱為主的膨脹泡沫絕熱和粉末絕熱，因絕熱性能較差，絕熱層厚度較大，而受到使用限制；

二是發射重量限制，以減少氣體對流和氣體導熱為主的高真空絕熱，因要滿足真空條件，在低溫裝置內外壁材料選定的情況下，為保證低溫存儲裝置強度要求，裝置壁厚度將增加，從而，因重量大而受到了使用限制；

三是強度限制，高真空多層絕熱因同時減少了輻射，對流和導熱，而稱為“超級絕熱”，應用較廣。但因真空要求，低溫裝置重量增加，限制其使用；另外，多層材料為像紙一樣的軟材料，不具備強度要求。

但現有絕熱結構無法滿足空間站使用的低溫存儲裝置的絕熱要求和失重條件下較為特殊的傳熱方式(失重時不存在自然對流傳熱，熱量僅能通過輻射和導熱進行傳遞)，因此，本領域技術人員亟待提供一種能夠適用上述特殊的傳熱方式的絕熱結構。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于空間站的高效絕熱存儲裝置及結構，具有結構導熱小，氣體導熱小，側壁尺寸小，存儲腔利用空間大，絕熱效率高的優良效果，滿足空間站低溫存儲的需求。

本發明提供的技術方案如下：

一種用于空間站的高效絕熱存儲裝置，設有至少一個存儲腔，其中，

所述存儲腔的第一側壁包括由所述存儲腔朝向外環境依次布設的內壁層、支撐件、絕熱芯層、外壁層；

所述內壁層和所述外壁層形成封閉空間，所述封閉空間填充有低導熱系數的氣體；

所述支撐件為喇叭狀結構，包括與所述內壁層連接的大徑端，以及貫穿所述絕熱芯層后抵設于所述外壁層的小徑端。

本技術方案中，在失重狀態下，氣體不存在對流傳熱，主要以氣體導熱的方式進行熱量傳遞，本發明通過低導熱系數的氣體替換現有技術中的空氣，從減少本發明于失重狀態下的氣體導熱量(氣體導熱小)，從而提高本發明的絕熱效率。更優的，本發明通過喇叭狀的支撐件實現內壁層和外壁層之間支撐，大大降低了本發明的重量，同時滿足本發明的結構強度，進一步降低了本發明的第一側壁的厚度要求，提高了存儲腔的尺寸，增大了存儲腔的利用空間；同時，由于喇叭狀的支撐件的內外傳熱面積相差較大，增加了支撐件的熱阻，結構傳熱小(固體導熱小)，進一步提高了本發明的絕熱效率。

進一步優選地，所述小徑端和所述外壁層之間設有彈簧。

本技術方案中，彈簧的設置進一步降低了結構傳熱，使得小徑端的傳熱由面傳熱變成了點傳熱，且彈簧的設置增長了導熱路徑，進一步增加了結構傳熱的熱阻，提高了本發明的絕熱效率。更優的，彈簧硬質且短小，即使在失重條件下，其伸展長度也極微小，從而避免了本發明的存儲腔出現的共振現象，提高了本發明的使用壽命。