[发明专利]一种相变蓄冷装置及其制备方法

说明书

本发明公开了一种相变蓄冷装置及其制备方法，属于相变蓄冷技术领域，包括：热源器件和叠层蓄冷结构，热源器件贴装在叠层结构的蓄冷器上。本发明采用叠层结构的蓄冷装置，根据温差控制要求配置层数和相变工质，提高每层相变工质的利用率，可实现器件更好的控温精度和持续工作时间。

技术领域

本发明涉及相变蓄冷技术领域，特别涉及一种相变蓄冷装置及其制备方法。

背景技术

随着激光、红外探测等短时、间歇性工作器件的发展和广泛应用，相应的相变蓄冷装置也得到了快速发展。典型的相变蓄冷装置主要包括壳体、相变工质(一般为石蜡)、相变强化传热结构等，是利用相变工质的相变潜热来吸收器件产生的热量，保证激光、红外等热源器件的可靠工作。

相变传热需要一定的温度差来驱动，常规的相变蓄冷装置为了保证激光、红外等器件工作在一定的温度范围，往往采用较大的余量来保证热源的控温范围和持续时间，不利于蓄冷装置的小型化和轻量化。如图1所示：热源器件1贴装在常规蓄冷器2上，通过常规蓄冷器2的具大热容保证热源器件1工作在需要的温度范围和工作时间，但往往在工作温度范围内蓄冷器2中的相变工质利用率只有50％左右。

发明内容

本发明的目的在于克服上述背景技术中的不足，提高每层相变工质的利用率，保证器件的控温要求和持续工作时间。

为实现以上目的，一方面，采用一种相变蓄冷装置，包括热源器件和叠层蓄冷结构，热源器件贴装在叠层结构的蓄冷器上。

进一步地，所述叠层蓄冷结构为一体式结构，包括2层或3层蓄冷器。

进一步地，所述叠层蓄冷结构包括第一层蓄冷器、第二层蓄冷器和第三层蓄冷器，其中，第一层蓄冷器包括盖板、第一强化传热结构和第一蓄冷壳体，第二层蓄冷器包括第二强化传热结构和第二蓄冷壳体，第三层蓄冷器包括第三强化传热结构和第三蓄冷壳体，且第一层蓄冷器、第二层蓄冷器和第三层蓄冷器内部均填充相变工质。

进一步地，所述叠层蓄冷结构的每层蓄冷器均预留相变工质充注口。

进一步地，所述热源器件贴装在所述第一层蓄冷器上，且第一层蓄冷器内填充的相变工质的相变温度点和所述热源器件温度范围一致，所述叠层蓄冷结构的层间温度梯度范围为4-6℃，各层蓄冷器内填充的相变工质相变点温度依次降低。

进一步地，所述第一蓄冷壳体、第二蓄冷壳体以及第三蓄冷壳体采用焊接方式连接。

进一步地，所述第一强化传热结构、第二强化传热结构以及第三强化传热结构均可采用翅片、泡沫铜或泡沫石墨。

另一方面，采用一种相变蓄冷装置的制备方法，包括：

步骤一：通过机加工分别加工所述叠层蓄冷结构的各层蓄冷器的组成零部件；

步骤二：将所述零部件清洗干净后至于扩散焊炉中进行焊接，焊接成一个完整的叠层蓄冷结构；

步骤三：对所述叠层蓄冷结构的每层蓄冷器进行检漏，并抽空；

步骤四：依次对第一层蓄冷器、第二层蓄冷器以及第三层蓄冷器充注相变工质；

步骤五：使用搅拌摩擦焊对每层蓄冷器的充注口进行封焊；

步骤六：将热源负载加载或断电，对相变蓄冷装置进行冲击考核、验证。

进一步地，所述第一层蓄冷器内充注的相变工质的相变温度点和热源器件温度范围一致。

进一步地，所述第二层蓄冷器内充注的相变工质的相变温度点比第一层蓄冷器内的相变工质的相变温度低4-6℃；所述第三层蓄冷器内充注的相变工质的相变温度点比第二层蓄冷器内的相变工质的相变温度低4-6℃。