[發(fā)明專(zhuān)利]一種自開(kāi)型耗散冷卻裝置及熱防護(hù)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210554454.8
• 申請(qǐng)日: 2022-05-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115123586A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳蘇晨;尹宗軍;王賀;鄧梓龍;張程賓;陳永平
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B64G1/52
• 分類(lèi)號(hào): B64G1/52;B64G1/58;B64G1/22
• 代理公司: 北京德崇智捷知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11467
• 代理人: 王繹涵

1.一種自開(kāi)型耗散冷卻裝置，其特征在于，包括流線型的控制面殼體和設(shè)于控制面殼體內(nèi)壁上的熱防護(hù)層，其中，所述熱防護(hù)層包括

支撐基體，其固定于控制面殼體的內(nèi)壁上，用于承載外部壓力、保持控制面形體不變形以及作為安裝基體；

孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，分散于支撐基體內(nèi)；

蒸發(fā)工質(zhì)，在一個(gè)大氣壓下沸點(diǎn)為x(℃)，填充于孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)內(nèi)，用于吸熱蒸發(fā)以降低控制面殼體的溫度；

排氣通道，開(kāi)設(shè)于控制面殼體上，一端延伸至支撐基體處，另一端延伸至控制面殼體的外表面處，用于蒸發(fā)工質(zhì)的排放；以及

槽道封口閥塞，位于排氣通道內(nèi)，在溫度超過(guò)m(℃)時(shí)能夠自行開(kāi)啟，在溫度低于n(℃)時(shí)能夠填充于排氣通道內(nèi)以將排氣通道密封住，用于排氣通道的打開(kāi)與關(guān)閉；

其中，m為大于或等于1100的實(shí)數(shù)，n為小于或等于m的實(shí)數(shù)，x為小于等于m且大于或等于n的實(shí)數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1的一種自開(kāi)型耗散冷卻裝置，其特征在于，所述排氣通道與所述孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)連通。

3.根據(jù)權(quán)利要求1的一種自開(kāi)型耗散冷卻裝置，其特征在于，所述控制面殼體為碳化硅細(xì)粉采用冷等靜壓成型結(jié)合無(wú)壓燒結(jié)制備技術(shù)制備而成的致密碳化硅殼層。

4.根據(jù)權(quán)利要求1的一種自開(kāi)型耗散冷卻裝置，其特征在于，所述支撐基體為摻雜有造孔劑的碳化硅固體顆粒采用原位燒結(jié)技術(shù)制備而成的內(nèi)部分散有所述孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的多孔隙結(jié)構(gòu)體。

5.根據(jù)權(quán)利要求1的一種自開(kāi)型耗散冷卻裝置，其特征在于，所述孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為含有k個(gè)階梯孔隙寬度而相互聯(lián)結(jié)成具有取向的孔隙網(wǎng)絡(luò)，第i階梯孔隙的平均孔隙寬度D_i與第i+1階梯孔隙的平均孔隙寬度D_i+1之間滿足D_i/D_i+1=L的關(guān)系；

其中，k為大于或等于2的正整數(shù)，i為小于或等于k-1的整數(shù)，L為大于或等于1的實(shí)數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1的一種自開(kāi)型耗散冷卻裝置，其特征在于，所述蒸發(fā)工質(zhì)的物質(zhì)材料包括但不限于金屬材料以及合金材料；

所述金屬材料包括但不限于在一個(gè)大氣壓下沸點(diǎn)為883(℃)的金屬鈉和沸點(diǎn)為907(℃)金屬鋅。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自開(kāi)型耗散冷卻裝置，其特征在于，所述排氣通道由間隔等距分布的j條槽道組成；

其中，j為大于或等于3的整數(shù)，并且所述排氣通道中的每條槽道截面形狀均為單連通拓?fù)湟?guī)律的規(guī)則形狀，該規(guī)則形狀包括但不限于矩形、圓形、三角形、平行四邊形以及正多邊形。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自開(kāi)型耗散冷卻裝置，其特征在于，所述槽道封口閥塞為在一個(gè)大氣壓下熔點(diǎn)為y(℃)的固體材料，其中，y為小于或等于m且大于或等于x的實(shí)數(shù)；

所述固體材料包括但不限于金屬材料和合金材料；

所述金屬材料包括但不限于在一個(gè)大氣壓下熔點(diǎn)為961(℃)的金屬銀、熔點(diǎn)為1062(℃)的金屬金以及熔點(diǎn)為1085(℃)的金屬銅。

9.一種自開(kāi)型耗散冷卻裝置的熱防護(hù)方法，其應(yīng)用于權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的一種自開(kāi)型耗散冷卻裝置，其特征在于，包括下列步驟：

S1，在溫度超過(guò)蒸發(fā)工質(zhì)的沸點(diǎn)x時(shí)，所述蒸發(fā)工質(zhì)蒸發(fā)吸熱以降低所述控制面殼體溫度，并結(jié)合所述孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)提高所述蒸發(fā)工質(zhì)的薄膜蒸發(fā)和流體輸運(yùn)；

S2，在溫度超過(guò)m(℃)時(shí)，所述槽道封口閥塞形變使所述排氣通道打開(kāi)；

S3，所述蒸發(fā)工質(zhì)蒸發(fā)形成的蒸汽通過(guò)排氣通道排出，以將外部環(huán)境傳遞給所述控制面殼體的熱量迅速排離出控制面殼體，以使控制面殼體正常運(yùn)行。

10.一種自開(kāi)型耗散冷卻裝置的熱防護(hù)方法，其應(yīng)用于權(quán)利要求2所述的一種自開(kāi)型耗散冷卻裝置，其特征在于，包括下列步驟：

S1，在溫度超過(guò)蒸發(fā)工質(zhì)的沸點(diǎn)x時(shí)，所述蒸發(fā)工質(zhì)蒸發(fā)吸熱以降低所述控制面殼體溫度，并結(jié)合所述孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)提高所述蒸發(fā)工質(zhì)的薄膜蒸發(fā)和流體輸運(yùn)；

S2，在溫度超過(guò)m(℃)時(shí)，所述槽道封口閥塞形變使所述排氣通道打開(kāi)；

S3，所述蒸發(fā)工質(zhì)吸熱蒸發(fā)形成的蒸汽直接通過(guò)孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)入到排氣通道內(nèi)快速排出，以將外部環(huán)境傳遞給所述控制面殼體的熱量迅速排離出控制面殼體，以使控制面殼體正常運(yùn)行。