[发明专利]一种桁架式汽液相变传热装置及其组装焊接方法

说明书

本发明涉及相变传热技术领域，公开了一种桁架式汽液相变传热装置及其组装焊接方法，内部设有毛细芯的管壳、内部设有毛细芯的接头、封装端盖、充装端盖和充装管。接头的形状包括：T型，L型，十字型，异型。任意两个内部设有毛细芯的管壳之间能通过内部设有毛细芯的接头组成桁架结构，任意两个管壳之间的毛细芯和蒸汽通道都通过接头内的毛细芯和蒸汽通道互相连通，从而实现汽液相变传热工质在整个桁架装置内的循环。本发明在作为空间相机支撑结构的同时，可将空间相机内部热源热耗高效传递到相机结构上，高效节省在轨资源。

技术领域

本发明涉及一种桁架式汽液相变传热装置及其组装焊接方法，属于相变传热技术领域。

背景技术

空间光学相机对其结构温度水平及稳定性要求较高，一般是20℃±2℃，随着空间相机技术的发展，相机控温精度也在不断提高，有些空间光学相机控温精度要求为±0.3℃，以保证其成像性能。而空间光学相机温度会受空间外热流、低温冷黑空间背景及其内部热源的综合影响，所处空间环境非常恶劣。空间相机各方位所受外热流大小不均，且同一方位所受外热流会周期性波动；相机各方位对低温冷黑空间背景可见角度不一，对低温冷黑背景漏热程度不一；若无热控措施，会导致空间光学相机结构温度波动较大，且温度分布很不均匀。传统热控措施是对曝露于外空间的相机结构件包覆多层隔热组件，尽可能降低空间外热流和低温冷黑背景对相机结构温度造成的影响，但这并不能完全消除空间外热流和低温冷黑空间背景的影响，还需在结构件合适位置布置主动控温加热功率，来统一相机结构温度水平。上述做法，会导致相机内部热源处在高真空室温环境内，在内热源工作时，就需采取合理措施对其工作热耗进行疏导排散，否则其工作温度会较高，不仅影响其附近相机结构的温度，还可能导致其电子器件温度过高被烧坏。传统做法是在相机外部合适方位布置空间辐射散热面，用传热元件将内热源工作热耗传递到散热面，再排向冷黑空间，从而保证内热源工作温度不超标，但当内热源不工作时，内热源仍通过散热面向冷黑空间漏热，就需在内热源上布置补偿功耗，来保证内热源非工作温度不超标。

空间光学遥感器传统热控措施为非节约型设计。一方面，为尽可能保证相机结构温度的均匀性，在布置主动控温加热回路时，需合理划分控温区域，合理布置同一控温区域的加热功率，相机结构尺寸越大，控温精度要求越高，所需控温回路路数越多，再考虑在轨可靠性对加热回路进行备份，目前空间光学相机控温回路路数从几十路到数百路不等，加热功率从数十瓦到数百瓦不等。同时，控温回路路数越多，控温功率越大，控温设备体积重量越大，控温设备所需数传资源越多。另一方面，内热源工作热耗均当作废热排散至外空间，而内热源不工作时，又需对其补偿功耗，这是对在轨有限功耗资源的浪费。若能将内热源工作热耗传递到相机主体结构，用于相机主体结构保温，则可节约功耗资源，且节省内热源散热面所占重量。

发明内容

本发明解决的技术问题为：提供一种桁架式汽液相变传热装置及其组装焊接方法，其内部具有相互连通的毛细芯及蒸汽通道，并充有汽液相变传热工质。桁架式汽液相变传热装置作为空间光学相机支撑桁架的同时，通过内部汽液相变传热工质的蒸发及冷凝换热，将空间光学相机内部热源工作热耗高效均匀的传递至相机主体结构，同时，抑制空间相机各方位外热流不均以及各方位对冷黑空间角度不一造成的温度不均，在节省主动控温功耗及主动控温加热回路路数，从而节约在轨资源。

为解决上述技术问题，本发明提供一种桁架式汽液相变传热装置，包括内部设有毛细芯的管壳、内部设有毛细芯的接头、封装端盖、充装端盖和充装管。

所述管壳和接头均为中空结构，在其内部均设有具有毛细吸力的毛细芯，毛细芯为多孔介质材料，毛细芯紧贴管壳和接头内壁面，毛细芯与管壳和接头内壁面组成液体工质通道，管壳和接头内部除去被毛细芯占据的部分均为蒸汽通道，液体工质和汽体工质通过多孔的毛细芯内壁面进行传热传质。管壳(3)上带有翅片，用于桁架式气液相变传热装置的安装固定。