[發明專利]一種旋轉空間輻射換熱器

有效

• 申請號: 202011191857.8
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112484541B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 孟通;王耀霆;張建波;李濤;魏建生;張筱筱;翁晶萌
• 申請（專利權）人: 西安空間無線電技術研究所
• 主分類號: F28D15/02
• 分類號: F28D15/02;F28D15/04;B64G1/50
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

一種旋轉空間輻射換熱器，包括集熱板、可轉動環路熱管、輻射器支撐臂、轉動機構、輻射器、流體回路、太陽敏感器，采用空間輻射器與轉動機構及控制器相結合的設計方案，能夠實現輻射器散熱面對太陽的跟蹤，大大提高輻射器的散熱能力，解決了傳統空間輻射換熱器在星載產品大功率高熱耗情況下散熱能力不足的問題，應用場景靈活、傳熱效率高、可靠性強、適應性廣。

技術領域

本發明涉及一種旋轉空間輻射換熱器，屬于衛星輻射換熱處理技術領域。

背景技術

航天器在軌飛行中需要將內部發熱量排到外部空間，這個過程通常以輻射的方式進行，因此空間輻射換熱器成為了航天器熱控系統的重要組成部分。目前大量應用于航天器的傳統輻射器有被動輻射器、熱管輻射器、可展開式輻射器、柔性輻射器等，出處為航天器熱控制，作者為閔桂榮，郭舜。通?？臻g輻射換熱器布置于航天器艙外，但是艙外空間熱環境較為復雜，輻射器的散熱能力會隨著航天器飛行及姿態調整而產生較大變化。只有當輻射器散熱面無外熱流、直面冷空時，輻射器的散熱能力才能達到最大。

隨著近年來航天器上搭載的產品功率的持續增長，輻射器散熱能力的大小對航天器控溫系統的性能具有重要影響，出處為載人航天器輻射器面板布局對散熱能力的影響分析，航天器工程第25卷第3期，作者為靳?。贿@就對空間輻射器的設計提出了更高的要求。中國專利CN101469914B名稱為一種空間用輻射冷板，中國專利CN208832834U名稱為一種空間用輻射冷板等專利均對輻射器進行了優化設計，但均未從改善輻射器散熱條件角度對輻射器進行改進設計。因此，本專利從提高輻射器散熱效率的角度提出了一種可旋轉的空間輻射換熱器。其基本原理是：將空間輻射器與可旋轉環路熱管、轉動機構、太陽敏感器以及控制器相結合；通過太陽敏感器測量太陽與輻射器的相對位置關系，并應用伺服控制器及轉動機構實現輻射器散熱面對太陽的跟蹤，確保工作時輻射器散熱面與太陽光平行，達到輻射器散熱能力最大化的目的。

發明內容

本發明解決的技術問題是：針對目前現有技術中，傳統的空間輻射換熱器在星載產品大功率高熱耗時散熱能力不足的問題，提出了一種旋轉空間輻射換熱器。

本發明解決上述技術問題是通過如下技術方案予以實現的：

一種旋轉空間輻射換熱器，包括集熱板、可轉動環路熱管、輻射器支撐臂、轉動機構、輻射器、流體回路、太陽敏感器，用于裝載航天器元器件的集熱板上表面設置有可轉動環路熱管，所述可轉動環路熱管底面涂覆有導熱填料并固定于集熱板上，轉動機構的靜子固定安裝于集熱板上，并設置于可轉動環路熱管內，轉動機構的轉子設置于靜子外側可轉動環路熱管與集熱板連接處，并與可轉動環路熱管相連，支撐并穩定輻射器的輻射器支撐臂設置于轉動機構的轉子上，輻射器一端與輻射器支撐臂固定連接，流體回路設置于輻射板內，轉動機構轉子帶動可轉動環路熱管、輻射器支撐臂、輻射器同步旋轉，太陽敏感器安裝于輻射器上。

所述可轉動環路熱管包括蒸發器腔體、蒸發器腔蓋、儲液器、連桿、蒸發段、冷凝段、O型旋轉密封圈，蒸發器腔體固定安裝于集熱板上，所述轉動機構靜子設置于蒸發器腔體內側，且緊貼集熱板安裝，轉子設置于蒸發器腔體上，通過連桿與蒸發器腔蓋相連，所述蒸發器腔體與蒸發器腔蓋間設置有儲液器及O型旋轉密封圈，儲液器與蒸發器腔體連通，所述輻射器支撐臂穿過蒸發器腔蓋與轉子相連，所述蒸發段、冷凝段分別設置于輻射器支撐臂兩側，連通輻射器與儲液器。

所述冷凝段中設置有毛細芯，輔助液體工質進行輸送。

所述蒸發器腔體不進行轉動，所述蒸發器腔蓋隨轉子進行轉動，并帶動輻射器支撐臂與輻射器轉動，液體工質通過集熱板加熱后于開始轉動時經由蒸發段進入輻射器進行散熱，為輻射板散熱后經由冷凝段輸送至儲液腔及蒸發器腔體。

所述O型旋轉密封圈用于對蒸發器腔體、蒸發器腔蓋進行密封，防止蒸發器腔體內的液體工質流出。

所述液體工質可選用氨或丙酮或甲烷或氮。

本發明與現有技術相比的優點在于：