[發明專利]一種相變蓄冷裝置及其制備方法

在審

• 申請號: 202110321867.7
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN112880453A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 于世杰;張志同;陳建輝;張忠政;鐵鵬;何世安;朱魁章
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十六研究所
• 主分類號: F28D20/02
• 分類號: F28D20/02;B23P15/00
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 閆客

本發明公開了一種相變蓄冷裝置及其制備方法，屬于相變蓄冷技術領域，包括：熱源器件和疊層蓄冷結構，熱源器件貼裝在疊層結構的蓄冷器上。本發明采用疊層結構的蓄冷裝置，根據溫差控制要求配置層數和相變工質，提高每層相變工質的利用率，可實現器件更好的控溫精度和持續工作時間。

技術領域

本發明涉及相變蓄冷技術領域，特別涉及一種相變蓄冷裝置及其制備方法。

背景技術

隨著激光、紅外探測等短時、間歇性工作器件的發展和廣泛應用，相應的相變蓄冷裝置也得到了快速發展。典型的相變蓄冷裝置主要包括殼體、相變工質(一般為石蠟)、相變強化傳熱結構等，是利用相變工質的相變潛熱來吸收器件產生的熱量，保證激光、紅外等熱源器件的可靠工作。

相變傳熱需要一定的溫度差來驅動，常規的相變蓄冷裝置為了保證激光、紅外等器件工作在一定的溫度范圍，往往采用較大的余量來保證熱源的控溫范圍和持續時間，不利于蓄冷裝置的小型化和輕量化。如圖1所示：熱源器件1貼裝在常規蓄冷器2上，通過常規蓄冷器2的具大熱容保證熱源器件1工作在需要的溫度范圍和工作時間，但往往在工作溫度范圍內蓄冷器2中的相變工質利用率只有50％左右。

發明內容

本發明的目的在于克服上述背景技術中的不足，提高每層相變工質的利用率，保證器件的控溫要求和持續工作時間。

為實現以上目的，一方面，采用一種相變蓄冷裝置，包括熱源器件和疊層蓄冷結構，熱源器件貼裝在疊層結構的蓄冷器上。

進一步地，所述疊層蓄冷結構為一體式結構，包括2層或3層蓄冷器。

進一步地，所述疊層蓄冷結構包括第一層蓄冷器、第二層蓄冷器和第三層蓄冷器，其中，第一層蓄冷器包括蓋板、第一強化傳熱結構和第一蓄冷殼體，第二層蓄冷器包括第二強化傳熱結構和第二蓄冷殼體，第三層蓄冷器包括第三強化傳熱結構和第三蓄冷殼體，且第一層蓄冷器、第二層蓄冷器和第三層蓄冷器內部均填充相變工質。

進一步地，所述疊層蓄冷結構的每層蓄冷器均預留相變工質充注口。

進一步地，所述熱源器件貼裝在所述第一層蓄冷器上，且第一層蓄冷器內填充的相變工質的相變溫度點和所述熱源器件溫度范圍一致，所述疊層蓄冷結構的層間溫度梯度范圍為4-6℃，各層蓄冷器內填充的相變工質相變點溫度依次降低。

進一步地，所述第一蓄冷殼體、第二蓄冷殼體以及第三蓄冷殼體采用焊接方式連接。

進一步地，所述第一強化傳熱結構、第二強化傳熱結構以及第三強化傳熱結構均可采用翅片、泡沫銅或泡沫石墨。

另一方面，采用一種相變蓄冷裝置的制備方法，包括：

步驟一：通過機加工分別加工所述疊層蓄冷結構的各層蓄冷器的組成零部件；

步驟二：將所述零部件清洗干凈后至于擴散焊爐中進行焊接，焊接成一個完整的疊層蓄冷結構；

步驟三：對所述疊層蓄冷結構的每層蓄冷器進行檢漏，并抽空；

步驟四：依次對第一層蓄冷器、第二層蓄冷器以及第三層蓄冷器充注相變工質；

步驟五：使用攪拌摩擦焊對每層蓄冷器的充注口進行封焊；

步驟六：將熱源負載加載或斷電，對相變蓄冷裝置進行沖擊考核、驗證。

進一步地，所述第一層蓄冷器內充注的相變工質的相變溫度點和熱源器件溫度范圍一致。

進一步地，所述第二層蓄冷器內充注的相變工質的相變溫度點比第一層蓄冷器內的相變工質的相變溫度低4-6℃；所述第三層蓄冷器內充注的相變工質的相變溫度點比第二層蓄冷器內的相變工質的相變溫度低4-6℃。