冷凝器及低温环路热管制造技术

本申请提供了一种冷凝器及低温环路热管，涉及航天器热控制技术领域，包括：主体构件，由第一表面限定了主体构件所占据的空间；至少一条冷凝路径，冷凝路径包括位于冷凝路径两端的第一端口和第二端口，以及在第一端口和第二端口之间延伸的第二表面；第二表面完全位于由第一表面所限定的主体构件所占据的空间内。本申请提供的冷凝器，相当于将冷凝路径设置在主体构件的内部，因此相对于传统冷凝器，尤其能够在有效的体积内，将降低表面积的同时增加传热面积，由此大大提高了冷凝器的换热效率和稳定性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
冷凝器及低温环路热管


[0001]本申请涉及航天器热控制
，尤其是涉及一种冷凝器及低温环路热管。

技术介绍

[0002]在空间探测与对地观测技术中，红外探测技术作为一项重要的高新技术。红外探测系统一般包括红外光学系统、红外探测器、信息处理设备、显控装置和扫描机构等。其中，红外探测器将集聚的辐射能转换成电信号，经放大、采集和处理后送给显控装置。对于灵敏度最高的光子型探测器，一般需要在100K以下的低温条件工作。
[0003]为满足深低温区对高效热传输技术的需求，2000年，国外研究人员在环路热管(Loop Heat Pipe,LHP)的基础上，开发了一种新型结构的环路热管，即低温环路热管(Cryogenic Loop Heat Pipe,CLHP)，将LHP的工作温区由常温拓展到深低温区，成为目前最具应用潜力的高效深低温热传输器件之一。
[0004]由于低温环路热管与环境之间存在巨大的温差，比如80K温区的液氮工质、35K的液氖工质、20K的液氢工质、4K的液氦工质，与环境分别存在190K、240K、250K和270K的巨大温差，即存在巨大的环境漏热。而在这个工作温度范围内，制冷机的冷量很小，功率系数在1％以下，即100W的电量只能产生小于1W的冷量。
[0005]传统的低温环路热管冷凝器通常是在冷板上缠绕管线的方式，将冷凝器内的液体输送到热端蒸发器，通过相变进行传热进而达到热量传输的作用。但是这会导致冷凝器表面积较大，此外冷凝器管线与基板之间需要焊接，增大了传热温差。而对于深低温区(如20K液氢温区)的低温环路热管，热载荷的微小变化便会引起冷凝器内气液相变含量的剧烈变化，进而使冷凝器的换热效率大大降低。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本申请提供一种冷凝器，目的在于，实现有限体积内，表面积较小而传热面积较大的冷凝器；本申请还提供一种低温环路热管，包括前述冷凝器。
[0007]第一方面，本申请提供一种冷凝器，所述冷凝器包括：
[0008]主体构件，由第一表面限定所述主体构件所占据的空间；
[0009]至少一条冷凝路径，所述冷凝路径包括位于所述冷凝路径两端的第一端口和第二端口，以及在所述第一端口和所述第二端口之间延伸的第二表面；
[0010]所述第二表面完全位于由所述第一表面所限定的所述主体构件所占据的空间内。
[0011]优选地，所述主体构件包括：
[0012]基部，包括彼此背对的第一侧部和第二侧部；
[0013]围壁部，设置于所述第二侧部，所述围壁部和所述第二侧部共同限定有容纳部。
[0014]优选地，至少一条所述冷凝路径中的一条形成为第一冷凝流道，所述第一冷凝流道形成于所述基部，
[0015]在所述第一冷凝流道的第一端口和所述第一冷凝流道的第二端口之间，所述第一
冷凝流道的第二表面的至少部分沿着涡状线延伸。
[0016]优选地，所述第一冷凝流道设置于所述主体构件的多个顺次相邻的层结构内；
[0017]所述第一冷凝流道的位于所述层结构内的部分被定义为冷凝部分，第i个所述冷凝部分的至少部分在第i个所述层结构中沿着第i条涡状线延伸；
[0018]i大于或者等于1，且i为整数。
[0019]优选地，所述层结构形成为至多三个；
[0020]在待冷却介质自所述第一冷凝流道的第一端口流入所述第一冷凝流道并自所述第一冷凝流道的第二端口流出所述第一冷凝流道的过程中，所述待冷却介质的旋向始终相同。
[0021]优选地，所述第一冷凝流道的第一端口和所述第一冷凝流道的第二端口均形成于所述第一表面。
[0022]优选地，至少一条所述冷凝路径中的一条形成为第二冷凝流道，所述第二冷凝流道形成于所述围壁部，
[0023]在所述第二冷凝流道的第一端口和所述第二冷凝流道的第二端口之间，所述第二冷凝流道的第二表面的至少部分沿着螺旋线延伸；
[0024]所述第二冷凝流道的第一端口和所述第二冷凝流道的第二端口均形成于所述第一表面。
[0025]优选地，所述主体构件还包括：
[0026]第一安装部，设置于所述第一侧部，所述第一安装部用于安装储液器；
[0027]第二安装部，设置于所述围壁部，所述第二安装部用于安装冷头；端口管路，分别与第一端口和第二端口连通；
[0028]所述冷凝器被设置为经由一体成型工艺获得。
[0029]优选地，所述一体成型工艺为3D打印工艺；
[0030]所述第一表面镀设有涂层，用于降低所述第一表面的表面发射率。
[0031]第二方面，本申请提供一种低温环路热管，所述低温环路热管包括如上所述的冷凝器。
[0032]本申请提供的冷凝器，相当于将冷凝路径设置在主体构件的内部，因此相对于传统冷凝器，尤其能够在有效的体积内，将降低表面积的同时增加传热面积，由此大大提高了冷凝器的换热效率和稳定性。
[0033]为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0035]图1示出了本申请冷凝器的轴测图的示意图；
[0036]图2示出了本申请冷凝器的主视图的示意图；
[0037]图3示出了图2中A-A视角的剖视图的示意图；
[0038]图4示出了图2中B-B视角的剖视图的示意图；
[0039]图5示出了本申请冷凝器的右视图示意图；
[0040]图6示出了图5中C-C视角的剖视图的示意图。
[0041]附图标记：
[0042]100-主体构件；110-基部；111-上侧部；112-下侧部；113-第一层结构；114-第二层结构；120-围壁部；130-储液器鞍座；140-冷头安装部；
[0043]200-第一冷凝流道；210-第一冷凝部分；220-第二冷凝部分；230-第一冷凝流道的第一端口；240-第一冷凝流道的第二端口；
[0044]300-第二冷凝流道；310-第二冷凝流道的第一端口；320-第二冷凝流道的第二端口；
[0045]410-第一端口管路；420-第二端口管路。
具体实施方式
[0046]下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0047]在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冷凝器，其特征在于，所述冷凝器包括：主体构件，由第一表面限定所述主体构件所占据的空间；至少一条冷凝路径，所述冷凝路径包括位于所述冷凝路径两端的第一端口和第二端口，以及在所述第一端口和所述第二端口之间延伸的第二表面；所述第二表面完全位于由所述第一表面所限定的所述主体构件所占据的空间内。2.根据权利要求1所述的冷凝器，其特征在于，所述主体构件包括：基部，包括彼此背对的第一侧部和第二侧部；围壁部，设置于所述第二侧部，所述围壁部和所述第二侧部共同限定有容纳部。3.根据权利要求2所述的冷凝器，其特征在于，至少一条所述冷凝路径中的一条形成为第一冷凝流道，所述第一冷凝流道形成于所述基部，在所述第一冷凝流道的第一端口和所述第一冷凝流道的第二端口之间，所述第一冷凝流道的第二表面的至少部分沿着涡状线延伸。4.根据权利要求3所述的冷凝器，其特征在于，所述第一冷凝流道设置于所述主体构件的多个顺次相邻的层结构内；所述第一冷凝流道的位于所述层结构内的部分被定义为冷凝部分，第i个所述冷凝部分的至少部分在第i个所述层结构中沿着第i条涡状线延伸；i大于或者等于1，且i为整数。5.根据权利要求4所述的冷凝器，其特征在于，所述层结构形成为至多三个；在待冷却介质自所述第一冷凝流道的第一端口流...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭元东，林贵平，李劲东，张红星，苗建印，
申请(专利权)人：北京空间飞行器总体设计部，
类型：发明
国别省市：