[发明专利]一种航天器用桁架热管和环路热管耦合传热组件

说明书

一种航天器用桁架热管与环路热管耦合传热组件，包括换热器壳(2)、换热器芯、封装端头(1)、转接接头(4)和端盖(3)；换热器壳(2)与环路热管冷凝管路之间通过盘管焊接方式耦合，换热器芯与换热器壳(2)之间通过周向翅片(11)插接方式耦合，换热器芯一端与桁架热管管壳(5)通过转接接头(4)连接，换热器芯另一端用封装端头(1)密封；换热器芯安装在换热器壳(2)内，换热器壳(2)内侧翅片与换热器芯外侧翅片(11)插接耦合，在耦合部位涂导热硅脂，换热器壳(2)两端用端盖(3)封装；换热器芯、转接接头(4)、桁架热管管壳(5)、封装端头(1)之间密封连接，构成密封系统。

技术领域

本发明属于航天器汽液相变传热技术领域，涉及一种桁架热管与环路热管耦合传热用组件。

背景技术

随着航天器向综合、一体化的系统方向发展，带来航天器有效载荷数量的增多以及单载荷的多通道、多角度发展，对功耗资源日益提出更高需求，而受太阳帆板在轨发电量的限制，不可能无限制的满足日益增长的功耗资源需求，在这种情况下，航天器热管理理念凸显其优势。航天器热管理理念的重要特点是从系统角度出发，对航天器有关热环境和子系统的热行为进行统一调配与综合利用，使能量消耗和排散废热达到最小程度。航天器热管理的关键在于如何将可利用的热源热耗用于航天器自身保温，以节省热控功耗。

某空间相机焦面制冷机在轨长期工作，其长期工作热耗150W，基于热管理理念，可将制冷机长期工作热耗用于相机前镜筒保温。空间相机焦面在轨调焦时需移动，而焦面制冷机与焦面在结构上直接耦合，焦面制冷机在焦面调焦时也要移动，因此在焦面制冷机与相机前镜筒之间的导热路径中需有柔性导热环节，在这种情况下具有柔性管线的环路热管成为必然选择。

传统方式下，使用环路热管进行传热时，环路热管冷凝管路需采用盘管焊接方式与散热面进行耦合。针对此空间相机，环路热管的柔性管路可在焦面制冷机与前镜筒传热路径之间增加柔性导热环节，满足相机调焦时制冷机的移动需求，但是，因为一方面焦面制冷机至前镜筒之间的传热路径较长，另一方面，前镜筒为直径1.6米，高2.0m的圆筒，材料为复材。这就导致，一方面因所需管路很长，环路热管毛细泵需克服的流动阻力很大，会使其最大传热功率降低；另一方面环路热管冷凝管路与复材面板之间无法实现焊接耦合，冷凝管路与复材面板之间导热热阻很大，降低制冷机热耗利用效率。

专利《一种带有周向槽道的槽道热管及其连接方法》(201811022907.2) 发明了一种带周向槽的轴向槽道热管及其连接方法，多个带周向槽的轴向槽道热管管壳可通过均温接头组合成一个内部轴向槽道和蒸汽通道相互连通的异型槽道热管系统。可利用本发明中的轴向槽道热管管壳和均温接头组成桁架式槽道热管，该桁架槽道热管管壳带有翅片，管壳翅片与相机前镜筒之间可直接导热安装。若环路热管先将制冷机热量传递至桁架热管，再通过桁架热管传递至前镜筒，则可解决环路热管管路较长以及管路无法与前镜筒复材板焊接耦合带来的问题。

但如何将环路热管冷凝管路和桁架热管进行耦合就成为必须解决的问题。

发明内容

本发明所解决的技术问题是：克服现有技术不足，提供一种航天器用桁架热管与环路热管耦合传热组件，实现环路热管与桁架热管之间的大功耗、远距离、低热阻耦合传热，以满足空间相机大功耗移动热源远距离热管理应用需求。

本发明所采用的技术方案是：一种航天器用桁架热管与环路热管耦合传热组件，包括换热器壳、换热器芯、封装端头、转接接头和端盖；

换热器壳与环路热管冷凝管路之间通过盘管焊接方式耦合，换热器芯与换热器壳之间通过周向翅片插接方式耦合，换热器芯一端与桁架热管管壳通过转接接头连接，换热器芯另一端用封装端头密封；换热器芯安装在换热器壳内，换热器壳内侧翅片与换热器芯外侧翅片插接耦合，在耦合部位涂导热硅脂，换热器壳两端用端盖封装；换热器芯、转接接头、桁架热管管壳、封装端头之间密封连接，构成密封系统。