[發明專利]衛星在軌傳熱裝置及其制造方法

在審

• 申請號: 202210433585.0
• 申請日: 2022-04-24
• 公開（公告）號: CN115585685A
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發明（設計）人: 黃勁;董佰揚;付碧紅;常亮;王建平;斯朝銘
• 申請（專利權）人: 中國科學院微小衛星創新研究院;上海微小衛星工程中心
• 主分類號: F28D15/02
• 分類號: F28D15/02;F28F21/02
• 代理公司: 上海智晟知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31313
• 代理人: 李鏑的

1.一種衛星在軌傳熱裝置，其特征在于，包括：

柔性石墨導熱帶，被配置為由多個單層石墨膜組成，以使得石墨膜傳遞熱源和熱沉之間的熱量；

剛性結構，被配置為焊接在柔性石墨導熱帶的兩端，作為受力支撐點；以及

安裝孔位，被布置在剛性結構上，用于與熱源和/或熱沉連接。

2.如權利要求1所述的衛星在軌傳熱裝置，其特征在于，

多個單層石墨膜層疊布置，多個層疊的單層石墨膜兩端的端部通過膠水粘連成一體，以形成帶狀的柔性石墨導熱帶；

柔性石墨導熱帶按照熱源與熱沉之間的傳熱要求設置單層石墨膜的層數，其中單層石墨膜的厚度在10μm至70μm之間；

石墨膜的裸露部分包裹聚酰亞胺，以避免掉落微小石墨粉末對衛星造成影響；和/或

柔性石墨導熱帶由硬質鋁盒包裹。

3.如權利要求2所述的衛星在軌傳熱裝置，其特征在于，所述剛性結構包括接觸區域和安裝區域；

所述剛性結構為金屬材料構成，所述剛性結構的形狀為方形；

柔性石墨導熱帶與接觸區域焊接；

所述安裝區域具有安裝孔位，安裝區域通過穿過安裝孔位并固定的螺紋結構與熱源和/或熱沉連接；

按照熱源和/或熱沉的導熱需求設置安裝區域和接觸區域的面積比；

按照熱源和/或熱沉的材質設置安裝孔位的孔徑和螺紋結構的型號。

4.如權利要求3所述的衛星在軌傳熱裝置，其特征在于，

將柔性石墨導熱帶的導熱模型作為一維、穩態、常物性情況，則柔性石墨導熱帶導熱能力由公式(1)推導：

ρ為柔性石墨導熱帶的密度，c為柔性石墨導熱帶的比熱容，λ為柔性石墨導熱帶的導熱系數，ρ、c、λ已知，由于柔性石墨導熱帶無內熱源，且由于柔性石墨導熱帶的導熱模型為穩態導熱，即簡化為：

柔性石墨導熱帶長度為δ，熱源為第二類邊界條件，熱沉為第一類邊界條件，即：

對傅里葉公式(2)進行一次積分得到：

將邊界條件帶入公式(4)得到：

在已知熱流的前提下，得到柔性石墨導熱帶兩端溫差，導熱量為：

其中A為柔性石墨導熱帶垂直方向橫截面積。

5.一種如權利要求4所述的衛星在軌傳熱裝置的制造方法，其特征在于，包括：

獲取熱源所在的平面與熱沉所在的平面，確定二者的相對位置關系；

根據相對位置關系確定柔性石墨導熱帶的參數，柔性石墨導熱帶的參數包括柔性石墨導熱帶的形狀、尺寸、以及其與熱源和熱沉的連接方式；

根據相對位置關系和柔性石墨導熱帶的參數確定剛性結構的參數，剛性結構的參數包括剛性結構的形狀、尺寸、以及其與熱源和熱沉的連接結構；

確定熱源和熱沉的導熱需求、柔性石墨導熱帶的參數、剛性結構的參數計算的導熱量，確定導熱量是否能夠滿足導熱需求；

若不滿足則修正柔性石墨導熱帶的參數和/或剛性結構的參數。

6.如權利要求5所述的衛星在軌傳熱裝置的制造方法，其特征在于，

若所述熱源所在的平面與熱沉所在的平面垂直布置，則使得柔性石墨導熱帶的兩端呈90°彎折狀；和/或

若所述熱源所在的平面與熱沉所在的平面平行且延伸面不重合，則使得柔性石墨導熱帶呈“Z”字形彎折狀；和/或

若所述熱源所在的平面與熱沉所在的平面的相對位置布置不平行且不垂直，則使得柔性石墨導熱帶呈扇狀扭轉。