[發明專利]一種不依靠外源驅動的單向熱導通空間輻冷器

在審

• 申請號: 202011208586.2
• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112340064A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 程皓月;尹本浩;黃小丹;劉芬芬;賴天華;冷國俊
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十九研究所
• 主分類號: B64G1/10
• 分類號: B64G1/10;B64G1/50
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 賈年龍

本發明提供了一種不依靠外源驅動的單向熱導通的空間輻冷器，包括散熱器、導熱板、多個形狀記憶合金簧片以及復位彈簧，所述散熱器安裝在導熱板上，所述形狀記憶合金簧片貼裝設置在散熱器底部外圍；所述復位彈簧設置于散熱器底部中心，兩端分別與散熱器底部中心、導熱板固定；形狀記憶合金簧片根據記憶溫度發生形變，使散熱器與導熱板分離或接觸。本發明提供的輻冷器對平臺安裝要求極低，具有廣泛應用的前景，能夠完美實現單向熱導通。

技術領域

本發明涉及星有效載荷系統熱管理技術、空間機構設計技術和形狀記憶合金應用技術，特別涉及一種不依靠外源驅動的單向熱導通空間輻冷器。

背景技術

在太空中飛行的衛星，其內部各種設備產生的多余的熱量最終都是通過輻射方式輻射至宇宙深空之中。隨著技術的進步，衛星內部各種電子設備集成度越來越高，且單臺設備的熱耗越來越大，因此對衛星的熱管理的能力要求越來越高，因此現階段越來越多的輻射冷卻器（輻冷器）安裝運用在衛星上。

對于在空間環境工作的輻冷器，在其不受太陽光照射的時候，是將衛星內部的熱量輻射到宇宙中。在受到太陽光照射的時候，其對宇宙的輻射能力大幅下降，甚至還會因為長時間受照導致輻冷器自身溫度顯著上升，不但不對外輻射熱量，還將太陽輻照的熱量倒灌會衛星內部。因此，具有單向熱導通能力的輻冷器有著極大的工程意義。因為熱量是單向導通的，只能從衛星內部向外部傳輸，不能從外部向內部傳輸。考慮到熱量傳輸的物理特性，只能采用機構才能實現熱量的單向導通。即在外部溫度低于內部溫度時，熱通路時聯通的，當外部溫度高于內部溫度時，通過機構運動切斷熱通路，這樣在宏觀上實現熱通路的單向導通。

現在關于空間輻冷器機構的專利很少，可查的僅有專利帶有可展開的輻射器的空間飛行器；專利公開號：CN1610628A描述了一種在衛星上可轉動輻冷器，其主要作用是讓輻冷器通過轉動躲避太陽直射，從而提高輻射效率。專利一種用于空間飛行器單機散熱的簡易熱傳輸裝置；專利公開號：CN102079386A、用于空間飛行器單機散熱的熱傳輸裝置；專利公開號：CN102092483A描述的是一種不可動輻冷器設計方式。專利基于環路熱管的空間熱管輻射器；專利公開號：CN105523198A、一種空間熱管輻射器；專利公開號：CN109606745A描述的是輻冷器自身的設計方法。專利一種可展開的塔形衛星天線骨架結構；專利公開號：CN103441322A描述的是一種利用記憶合金設計的空間天線展開機構。專利形狀記憶合金執行器；專利公開號：CN208763827U描述的是一種利用記憶合金設計PCB板的驅動機構。專利形狀記憶合金位移疊加驅動機構；專利公開號：CN 101666299A

描述的是一種利用記憶合金金屬絲設計位移疊加運動機構。綜上所述，現在還沒有一種不依靠外源驅動的單向熱導通空間輻冷器或者類似產品。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，提供了一種非傳統傳動電機驅動，無需衛星平臺供給能量及控制信號，可以根據輻冷器自身狀態，自主驅動的，具有熱單向導通的空間輻冷器。本輻冷器對衛星平臺的裝星要求極低，可以任意安裝在衛星平臺需要的地方。

本發明采用的技術方案如下：一種不依靠外源驅動的單向熱導通的空間輻冷器，包括散熱器、導熱板、多個形狀記憶合金簧片以及復位彈簧，所述散熱器安裝在導熱板上，所述形狀記憶合金簧片貼裝設置在散熱器底部外圍；所述復位彈簧設置于散熱器底部中心，兩端分別與散熱器底部中心、導熱板固定；形狀記憶合金簧片根據記憶溫度發生形變，使散熱器與導熱板分離或接觸。

進一步的，所述形狀記憶合金簧片溫度升高至記憶溫度時，由平面狀形變為拱形；形狀記憶合金簧片溫度低于記憶溫度時，由拱形恢復為平面狀。

進一步的，所述空間輻冷器具體工作過程為：

在輻冷器處于太陽光直射時，散熱器溫度上升導致形狀記憶合金簧片溫度同步上升，當溫度升至記憶溫度時，形狀記憶合金簧片由平面狀形變為拱形，而將散熱器推離導熱板使兩者分離；