CN101469914A - 一种空间用高效辐射冷板 - Google Patents
一种空间用高效辐射冷板 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101469914A CN101469914A CNA2007103046242A CN200710304624A CN101469914A CN 101469914 A CN101469914 A CN 101469914A CN A2007103046242 A CNA2007103046242 A CN A2007103046242A CN 200710304624 A CN200710304624 A CN 200710304624A CN 101469914 A CN101469914 A CN 101469914A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- radiation
- honeycomb
- cold plate
- base plate
- cellular
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Abstract
本发明涉及一种空间用高效辐射冷板，特别涉及一种用于航天空间领域采用辐射换热技术的高效辐射冷板，属于空间低温技术领域。包括金属镜面、底板和铝蜂窝；其特征在于：蜂窝为铝质蜂窝，蜂窝孔形状为正多边形，蜂窝高度与底板内盘高度一致，采用钎焊方式连接在底板盘形内部；每个蜂窝孔依靠喷涂黑色涂料形成黑体空腔，底板的背面为金属镜面，采用镀镍、光学抛光、镀金及镀透明氧化硅膜制成多个镀层。本发明增加了辐射换热面积，提高了辐射面发射率和导热系数，降低了外热流对冷板的热辐射影响，具有结构强度高、重量轻、辐射换热效率高的优点，可使用在红外探测辐射制冷器、航天器热控装置、空间环境地面模拟器等空间辐射换热设备中。
Description
技术领域
本发明涉及一种空间用高效辐射冷板，属于空间低温技术领域。
背景技术
宇宙空间是一个高真空、3～4K左右的冷黑背景，而空间辐射制冷技术就是一种利用宇宙空间自然的高真空、深低温和黑热沉条件发展起来的制冷换热技术，其工作原理是：利用高效率的辐射冷板，向宇宙深冷空间辐射能量，进行辐射换热，降低目标物体的温度，达到制冷目的。辐射制冷是一种被动式制冷技术，其具有稳定性好、可靠性高和无功耗等诸多优点。因此在航天器热控任务中，辐射制冷被作为重要的热控手段所采用，如对地观测遥感仪器所使用的辐射制冷器，小型空间环境地面模拟器以及航天器的辐射散热装置。
辐射冷板做为空间辐射制冷装置的关键执行部件，担负着向宇宙空间冷黑背景辐射热量的辐射换热任务。由于宇宙空间的发射率ε近似为1，且温度接近绝对零度，对辐射能的吸收趋近于1，其相当于一个无限大的黑体空间。根据辐射换热理论，辐射冷板的辐射面的发射率ε越大，其辐射力E才越强。同时，在相同发射率的情况下，辐射面积越大，辐射冷板辐射出的能量Q才越多。但航天器对辐射制冷装置尺寸、体积、重量等的限制，相应也约束了辐射冷板的各种结构和性能。目前，我国航天器的诸多辐射换热设备均无法较好地满足在限制条件下的空间辐射制冷要求。
在空间中，航天器自身设备的热辐射也是影响辐射冷板性能的重要因素。如何减少外界(地球、阳光、航天器本体及仪器)的热负载，达到外界热负载尽量小、向宇宙空间的辐射能力尽量大，从而降低辐射冷板的温度和增加辐射冷板的吸收冷量能力，也是提高辐射冷板高效率的亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于增加了辐射换热面积，提高了辐射面发射率和导热系数，降低了外热流对冷板的热辐射影响。
为达到上述目的，本发明采用的技术解决方案是：
空间用辐射冷板采用金属平板蜂窝式结构，主要分为金属镜面、底板和铝蜂窝两部分。底板材料为铝质合金，形状为盘状。蜂窝为铝质蜂窝，蜂窝孔形状为正多边形，蜂窝高度与底板内盘高度一致，采用钎焊方式连接在底板盘形内部。钎焊采用200℃左右的真空钎焊方式，铝蜂窝与被焊接底板之间的拉脱力大于1.5×106Pa，焊接部位的重量不超过被焊底板与铝蜂窝重量之和的10％。辐射冷板辐射面(即铝蜂窝面)均匀喷涂黑色涂料，黑色涂料半球发射率不低于0.87，并在55℃以下固化的制作工艺。涂层采用2次以上覆盖喷涂，每个蜂窝孔依靠涂层形成黑体空腔，整个辐射面半球发射率达到0.98以上。辐射冷板的背面为金属镜面，采用镀镍、光学抛光、镀金及镀透明氧化硅膜制成多个镀层，如镀镍镀层、镀金镀层、镀透明氧化硅膜镀层等，每个镀层的拉脱力大于1.5×105Pa。通过以上工艺，可保证焊接部位能耐室温至液氮冷热冲击100次以上不开裂、不剥离；辐射冷板辐射面(即铝蜂窝面)多层喷涂黑色涂料，能耐室温至液氮冷热冲击20次以上不开裂、不剥离，特性无明显变化；辐射冷板的背面为金属镜面，能耐室温至液氮冷热冲击100次不开裂、不剥离，金属镜面总的红外反射率大于0.95。
发明的优点和产生的有益效果
本发明的优点和产生的有益效果是，采用平板蜂窝式结构，使整体重量轻，结构强度高，并且提高了辐射换热面积；铝蜂窝与底板采用真空钎焊连接，提高了连接强度和导热系数；辐射冷板辐射面喷涂的高发射率黑漆与蜂窝结构结合后，使辐射面的发射率高达0.98以上；辐射冷板背面采用的高反射率镜面，其红外反射率大于0.95，充分隔绝外界热辐射影响，使外热流对冷板的影响达到最小。综合以上措施，本发明能够在空间环境的条件下获得高效的辐射换热性能。经试验验证，本发明能够充分满足空间辐射制冷设备，尤其是辐射制冷器对辐射冷板的要求。
附图说明
图1为本发明的斜视示意图；
图2为本发明的横截面局部图。
组成：底板—1，蜂窝—2，涂层—3，焊接部位—4，金属镜面—5。
具体实施方式
如图1所示，本发明采用平板蜂窝式结构，主要分为底板1和蜂窝2两部分。底板1采用铝质合金制成，形状为盘状，板厚1.5mm。蜂窝2为铝质蜂窝，蜂窝孔形状为正六边形，蜂窝高度与底板内盘高度一致，采用真空钎焊方式连接在底板盘形内部。
如图2所示，本发明的底板1与蜂窝2的焊接采用200℃的真空钎焊方式，铝蜂窝与被焊接底板之间的焊接部位4的拉脱力大于1.5×106Pa，能耐室温至液氮冷热冲击100次不开裂、不剥离，焊接部位4重量不超过被焊底板与铝蜂窝重量之和的10％。涂层3均匀覆盖辐射冷板辐射面(即铝蜂窝面)，采用7次覆盖喷涂牌号为SB-3的黑色涂料制成，黑色涂料半球发射率0.87。涂层3采用55℃以下固化的制作工艺，能耐室温至液氮冷热冲击20次不开裂、不剥离，且特性无明显变化。每个蜂窝孔依靠涂层3均形成黑体空腔，本发明辐射面的半球发射率达到0.98。金属镜面5位于辐射冷板的背面，依次采用镀镍、光学抛光、镀金及镀透明氧化硅膜的方法制成，镀层的拉脱力大于1.5×105Pa，能耐室温至液氮冷热冲击100次不开裂、不剥离，金属镜面5总的红外反射率大于0.95。
Claims (4)
1、一种空间用辐射冷板，包括金属镜面、底板和铝蜂窝；其特征在于：蜂窝为铝质蜂窝，蜂窝孔形状为正多边形，蜂窝高度与底板内盘高度一致，采用钎焊方式连接在底板盘形内部；每个蜂窝孔依靠喷涂黑色涂料形成黑体空腔，底板的背面为金属镜面，采用镀镍、光学抛光、镀金及镀透明氧化硅膜制成多个镀层。
2、根据权利要求1所述的一种空间用辐射冷板，其特征在于：钎焊采用200℃的真空钎焊方式，铝蜂窝与被焊接底板之间的拉脱力大于1.5×106Pa，焊接部位的重量不超过被焊底板与铝蜂窝重量之和的10％。
3、根据权利要求1所述的一种空间用辐射冷板，其特征在于：铝蜂窝面喷涂黑色涂料，黑色涂料半球发射率不低于0.87，并在55℃以下固化的制作工艺；涂层采用2次以上的覆盖喷涂，整个辐射面半球发射率达到0.98以上。
4、根据权利要求1所述的一种空间用辐射冷板，其特征在于：每个镀层的拉脱力大于1.5×105Pa。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2007103046242A CN101469914B (zh) | 2007-12-28 | 2007-12-28 | 一种空间用辐射冷板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2007103046242A CN101469914B (zh) | 2007-12-28 | 2007-12-28 | 一种空间用辐射冷板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101469914A true CN101469914A (zh) | 2009-07-01 |
| CN101469914B CN101469914B (zh) | 2011-10-05 |
Family
ID=40827622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2007103046242A Expired - Fee Related CN101469914B (zh) | 2007-12-28 | 2007-12-28 | 一种空间用辐射冷板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101469914B (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102602548A (zh) * | 2012-04-01 | 2012-07-25 | 常熟市虞华真空设备科技有限公司 | 一种新型实验用热沉板 |
| CN107390346A (zh) * | 2017-09-19 | 2017-11-24 | 北京仿真中心 | 一种低辐射红外场镜装置 |
| CN109357768A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-02-19 | 中国空间技术研究院 | 一种辐射散热表面光学系数测量装置 |
| CN109870863A (zh) * | 2019-04-15 | 2019-06-11 | 哈尔滨工业大学 | 一种可通过电压调节等效发射率的热控皮肤及其在航天器中的应用 |
| CN114455098A (zh) * | 2022-02-14 | 2022-05-10 | 上海宇航系统工程研究所 | 载人月球车热控系统及方法 |
| CN116774332A (zh) * | 2023-08-24 | 2023-09-19 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 定向辐射器件在辐射制冷中的应用 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3422886A (en) * | 1966-07-25 | 1969-01-21 | Santa Barbara Res Center | Radiation cooler for use in space |
| US5241836A (en) * | 1993-01-25 | 1993-09-07 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Patch for radiative coolers |
| CN200972208Y (zh) * | 2006-05-15 | 2007-11-07 | 王世亮 | 多功能净化空气式暖气片 |
| CN201215420Y (zh) * | 2007-12-28 | 2009-04-01 | 中国航天科技集团公司第五研究院第五一〇研究所 | 一种空间用高效辐射冷板 |
-
2007
- 2007-12-28 CN CN2007103046242A patent/CN101469914B/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102602548A (zh) * | 2012-04-01 | 2012-07-25 | 常熟市虞华真空设备科技有限公司 | 一种新型实验用热沉板 |
| CN107390346A (zh) * | 2017-09-19 | 2017-11-24 | 北京仿真中心 | 一种低辐射红外场镜装置 |
| CN109357768A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-02-19 | 中国空间技术研究院 | 一种辐射散热表面光学系数测量装置 |
| CN109870863A (zh) * | 2019-04-15 | 2019-06-11 | 哈尔滨工业大学 | 一种可通过电压调节等效发射率的热控皮肤及其在航天器中的应用 |
| CN109870863B (zh) * | 2019-04-15 | 2021-06-11 | 哈尔滨工业大学 | 一种可通过电压调节等效发射率的热控皮肤及其在航天器中的应用 |
| CN114455098A (zh) * | 2022-02-14 | 2022-05-10 | 上海宇航系统工程研究所 | 载人月球车热控系统及方法 |
| CN114455098B (zh) * | 2022-02-14 | 2023-09-19 | 上海宇航系统工程研究所 | 载人月球车热控系统及方法 |
| CN116774332A (zh) * | 2023-08-24 | 2023-09-19 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 定向辐射器件在辐射制冷中的应用 |
| CN116774332B (zh) * | 2023-08-24 | 2023-11-17 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 定向辐射器件在辐射制冷中的应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101469914B (zh) | 2011-10-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101469914B (zh) | 一种空间用辐射冷板 | |
| CN201215420Y (zh) | 一种空间用高效辐射冷板 | |
| CN103287014B (zh) | 满足太阳能集热和辐射制冷的选择性吸收发射复合材料 | |
| Arora et al. | Thermal analysis of evacuated solar tube collectors | |
| CN207703339U (zh) | 制冷型杜瓦组件 | |
| CN109446623B (zh) | 一种基于传热速率平衡的固态蓄热加热特性匹配设计方法 | |
| CN101033890B (zh) | 平板型太阳能集热器 | |
| CN209027681U (zh) | 一种非制冷红外焦平面阵列探测器 | |
| CN103346702B (zh) | 温差发电装置及便携式电源系统 | |
| Noro et al. | Advancements in hybrid photovoltaic-thermal systems: performance evaluations and applications | |
| CN104410329A (zh) | 一种利用辐射热的高效温差发电装置 | |
| CN105779926B (zh) | 制备用于大气环境下高温太阳能选择性吸收涂层的新工艺 | |
| CN101997455A (zh) | 一种用于冷能回收发电的半导体温差发电装置 | |
| CN206449955U (zh) | 组合式半导体制冷冰箱 | |
| CN207649763U (zh) | 一种适用于太阳能聚光的光斑能量闭式测量系统 | |
| CN201050899Y (zh) | 平板型太阳能集热器 | |
| CN106712579A (zh) | 空气能温差发电装置 | |
| CN104976810B (zh) | 四风口制冷装置及其制冷模块 | |
| CN106653992A (zh) | 水冷式温差发电模组 | |
| CN206388731U (zh) | 水冷式温差发电模组 | |
| CN105977228A (zh) | 一种通过红外辐射降低物体平衡温度的方法 | |
| CN211346470U (zh) | 基于辐射冷却的调温蓄能装置 | |
| CN204206028U (zh) | 一种利用辐射热的高效温差发电装置 | |
| CN109442183A (zh) | 一种应用于空间环境的具有散热功能的支架 | |
| CN102056468A (zh) | 一种冷凝辐射散热板 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20111005 Termination date: 20151228 |
|
| EXPY | Termination of patent right or utility model |