本发明涉及辐射散热器,具体为一种基于柔性材料的智能展开式辐射散热器。
背景技术:
1、对柔性换热器轻质结构与展开技术研究,有轻质机构折叠展开技术、柔性充液膨胀展开技术两个研究方向。其中,柔性充液膨胀展开换热器质轻、展开方便,是未来空间理想的柔性换热器技术,
2、随着深空探测的不断深入发展,为满足增加的动力需求,众多国家开展了使用核反应堆作为空间电源的研究,使得大型空间平台对轻量化高散热能力的散热器需求逐渐提高。目前空间热控系统采用的主要是热管式辐射散热器,其散热效率高,可靠性强,所以被广泛应用与太空装置中,并且逐步开发出了可以减少空间体积占用的的折叠板式换热器。由于材料和结构限制,面对增大的散热需求,热管式辐射散热器的“比效率”(散热效率与质量之比)仍存在不足。而散热效率更高,质量更小的液滴辐射式散热器,存在工质污染和使用寿命问题使得其难以实际应用。
3、充液展开式柔性换热器。其可以在运输过程中折叠放置,减小空间的占用,使用时展开,创造大面积散热结构。与传统金属制作的散热器相比,柔性换热器能够实现更大面积的换热、并且由于结构材料的密度更小,也就意味着能够减小散热平台的质量,使空间器能够将更多的承载力应用于其他设施。
4、然而采用柔性材料代替传统金属材料制作散热器主要面领着两个问题,一是柔性材料导热率远低于传统金属材料;二是柔性材料易变形,结构不稳定。
技术实现思路
1、本发明为了解决上述提到的柔性材料代替传统金属材料制作散热器存在导热率低以及结构不稳定的问题,特此提出了一种基于柔性材料的智能展开式辐射散热器。本发明通过设置的充气式展开支撑臂帮助主散热结构展开,并对整体结构进行支撑,提高结构的稳定性;通过在主散热结构中埋设叶脉状的冷却剂通道,从而增大散热面积,增强换热效率。
2、本发明提出了一种基于柔性材料的智能展开式辐射散热器,其具体包括冷却剂管道、若干充气式展开支撑臂和主散热结构,主散热结构为膜状结构,内部圆周均匀设置有若干冷却剂通道,冷却剂管道设置于主散热结构一侧的中心位置并与若干冷却剂通道连通;充气式展开支撑臂一端和主散热结构连接,另一端和冷却剂管道连接;冷却剂通道的冷却剂出口设置于主散热结构的边缘。
3、更进一步地,所述主散热结构整体为伞状,冷却剂管道设置于主散热结构的凹面侧。
4、更进一步地,所述冷却剂通道为叶脉状通道。
5、更进一步地,所述冷却剂通道内部表面为粗糙表面。
6、更进一步地,所述充气式展开支撑臂为管状结构,外表面和内表面均设置有一层聚酰亚胺薄膜。
7、更进一步地,所述充气式展开支撑臂管状结构整体壁厚为0.098mm。
8、更进一步地,所述充气式展开支撑臂的外表面圆周均布有若干弹性自支撑薄壳。
9、更进一步地,所述充气式展开支撑臂材质为铝。
10、更进一步地,所述冷却剂管道上设置有若干充气装置,充气装置和充气式展开支撑臂连接。
11、本发明所述的一种基于柔性材料的智能展开式辐射散热器的有益效果为:
12、(1)本发明所述的一种基于柔性材料的智能展开式辐射散热器,克服了柔性材料代替传统金属材料制作散热器存在导热率低的问题,主散热结构采用柔性材料并制作成薄膜状结构,通过减少壁厚的方式减少了柔性材料导热系数引起的热阻,同时增大换热面积,确保散热器拥有足够得散热能力,在主散热结构内部埋设有若干叶脉状结构的冷却剂通道,从而强化散热器整体的散热效率;
13、(2)本发明所述的一种基于柔性材料的智能展开式辐射散热器,克服了柔性材料代替传统金属材料制作散热器存在结构不稳定的问题,通过设置若干充气式展开支撑臂支撑主散热结构展开,在不使用时整体处于折叠状态,减少空间占用;在使用时通过展开时充液或充气力度的智能控制,确保能够在使用时能够完成展开,并且调节展开幅度。
1.一种基于柔性材料的智能展开式辐射散热器,其特征在于:包括冷却剂管道(1)、若干充气式展开支撑臂(2)和主散热结构(4),主散热结构(4)为膜状结构,内部圆周均匀埋设有若干冷却剂通道(5);冷却剂管道(1)设置于主散热结构(4)一侧的中心位置并与若干冷却剂通道(5)连通;充气式展开支撑臂(2)一端和主散热结构(4)连接,另一端和冷却剂管道(1)连接;冷却剂通道(5)的冷却剂出口(3)设置于主散热结构(4)的边缘。
2.根据权利要求1所述的基于柔性材料的智能展开式辐射散热器,其特征在于:所述主散热结构(4)整体为伞状,冷却剂管道(1)设置于主散热结构(4)的凹面侧。
3.根据权利要求1所述的基于柔性材料的智能展开式辐射散热器,其特征在于:所述冷却剂通道(5)为叶脉状通道。
4.根据权利要求1或3所述的基于柔性材料的智能展开式辐射散热器,其特征在于:所述冷却剂通道(5)内部表面为粗糙表面。
5.根据权利要求1所述的基于柔性材料的智能展开式辐射散热器,其特征在于:所述充气式展开支撑臂(2)为管状结构,外表面和内表面均设置有一层聚酰亚胺薄膜。
6.根据权利要求5所述的基于柔性材料的智能展开式辐射散热器,其特征在于:所述充气式展开支撑臂(2)管状结构整体壁厚为0.098mm。
7.根据权利要求1、5或6所述的基于柔性材料的智能展开式辐射散热器,其特征在于:所述充气式展开支撑臂(2)的外表面圆周均布有若干弹性自支撑薄壳(6)。
8.根据权利要求7所述的基于柔性材料的智能展开式辐射散热器,其特征在于:所述充气式展开支撑臂(2)材质为铝。
9.根据权利要求1所述的基于柔性材料的智能展开式辐射散热器,其特征在于:所述冷却剂管道(1)上设置有若干充气装置,充气装置和充气式展开支撑臂(2)连接。
