CN109219319B - 一种适用于微纳卫星的等温一体化散热装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于微纳卫星的等温一体化散热装置，特别是采用外贴热管与高导热率的铜板实现卫星内部等温化的等温一体化散热装置。具体包括：散热板，贴有散热片的卫星外舱板；等温铜板，安装在结构板内表面上；L形外贴热管，数量为两根；中间隔板，位于卫星内部。本发明的有益效果如下：(1)能够通过等温铜板将高热耗单机设备的热量迅速均匀扩散到散热板上然后辐射出去；(2)等温铜板实现散热板上的等温化，热管将热量导到中间隔板上实现等温铜板与中间隔板的等温化；(3)当有高热耗单机不工作时可以将其他工作的单机的热量导过来，不需要主动加热，节省了星上的能源；(4)使用的热控产品均为被动热控产品，可靠性高，工艺实现性强。

Description

一种适用于微纳卫星的等温一体化散热装置

技术领域

本发明涉及一种适用于微纳卫星的等温一体化散热装置，特别是采用外贴热管与高导热率的铜板实现卫星内部等温化的等温一体化散热装置。

背景技术

随着电子技术的迅速发展，电子设备单机制造的越来越小，小卫星也得益于电子技术发展，质量、体积越来越小，微纳卫星集成了众多电子设备，可实现部分大卫星的功能。微纳卫星的集成化发展带来了卫星热控难题，由于电子设备体积小、热耗大，而且卫星的结构板一般都是使用蜂窝板组成，导热性能差，从而造成了局部热流密度很高。更为严峻的是运行在倾斜轨道的微纳卫星，卫星与太阳光入射角变化范围较大，卫星外部并不存在稳定的散热面，安装在舱板上的设备温度变化会很剧烈。

由于卫星外部到达外热流变化十分剧烈，因此为了保证设备最大功耗工作下的温度指标，会增大散热面，并且在设备上使用加热片进行主动控温。对于高热耗的单机设备会在安装的舱板上预埋热管，将热量尽可能导到散热面上。但是由此带来的问题是预埋热管会使得舱板结构复杂，强度下降。使用主动控温会消耗星上资源，占据控温资源。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种适用于微纳卫星的等温一体化散热装置，解决了目前微纳卫星面临的高热耗单机局部热流密度高、卫星外热流变化剧烈的问题。

本发明的技术解决方案是：

第一方面，一种适用于微纳卫星的等温一体化散热装置，包括：散热板、等温铜板、L形外贴热管和中间隔板；所述等温铜板固定安装在所述散热板板面上，将安装在等温铜板上的需散热设备的热量传导至整个等温铜板；所述中间隔板垂直安装在所述散热板上，所述L形外贴热管包括两个直线段和一个弯曲段，所述两个直线段分别固定安装在所述等温铜板和中间隔板上，且通过位于所述等温铜板和中间隔板连接处的弯曲段连接，将等温铜板的热量传导至所述中间隔板上。

第二方面，所述等温铜板和L形外贴热管均有两个，分别安装在所述中间隔板的两侧。

优选地，所述散热板内部为蜂窝结构，所述散热板朝向星外一侧贴有玻璃二次表面镜。

优选地，所述散热板的厚度为10～25.6毫米。

优选地，所述等温铜板厚度为1毫米，所述等温铜板与散热板之间，以及所述两个直线段在与所述等温铜板和中间隔板的安装面上均涂有导热脂。

优选地，所述两个直线段还包括在与所述等温铜板和中间隔板的安装面的两侧安装的翅片，所述翅片为在所述直线段两侧布置的用于增大传热面积的片状结构。

优选地，所述翅片宽度为6毫米，厚度为1.5毫米。

优选地，所述直线段和弯曲段为Ω型双孔铝氨热管。

优选地，所述中间隔板内部为蜂窝结构。

优选地，所述中间隔板不与所述直线段接触的表面上涂有SR107白漆。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明所提供的一种适用于微纳卫星的等温一体化散热装置，通过等温铜板和L形外贴热管实现了微纳卫星内部三维方向结构的等温化。

(2)外贴热管不需要预埋到舱板内，在卫星总装时操作简便。

(3)铜板易于制造，安装方便。

(4)本发明可有效地解决高热耗单机在微纳卫星中的热控问题，将星内隔板与散热板之间实现等温化，充分利用了结构板无设备安装的部分作为热沉，避免了热流集中在局部区域。

附图说明

图1是本发明的结构图；

图2是本发明中L形外贴热管结构图。

具体实施方式

一种适用于微纳卫星的等温一体化散热装置，如图1所示。本发明由散热板1，等温铜板2、L形外贴热管4、中间隔板5组成。

散热板1的厚度为10～25.6毫米之间，星外一侧有散热涂层，优选为玻璃二次表面镜(OSR)，等温铜板2厚度为1毫米，安装在散热板1上，并且等温铜板2的安装面与散热板1之间涂导热脂。中间隔板5安装在散热板1上，中间隔板5表面除了设备安装区域外喷涂SR107白漆。高热耗单机3安装在等温铜板2上，安装面之间涂导热脂，高热耗单机3安装在等温铜板2上，安装面之间涂导热脂。如图2，L形外贴热管4由两个直线段和一个弯曲段组成，在直线段的热管本体两侧带有翅片，L形外贴热管4本体截面长度为18毫米，宽度为10毫米，翅片宽度为6毫米，厚度为1.5毫米。L形外贴热管4安装在散热板1和中间隔板5上，并且L形外贴热管4热管的安装面上涂导热脂。L形外贴热管4安装在散热板1和中间隔板5上，并且L形外贴热管4的安装面上涂导热脂。

一种适用于微纳卫星的等温一体化散热装置如图1所示，在设计卫星热控装置时，使用如图1所示的等温一体化散热装置作为高热耗单机3的热控实施方式。将高热耗单机3导热安装在等温铜板2上，等温铜板2导热安装在散热板1上。在高热耗单机3附近安装L形外贴热管4，L形外贴热管4的两个直线段分别安装在等温铜板和中间隔板上。

卫星在轨运行时，当高热耗单机3开启时，产生热量，热量从单机上传到等温铜板2上。由于铜的导热率高，热量可通过等温铜板2迅速扩散开，其中一部分热量导到散热板1上，辐射到星外空间里，另外一部分热量通过L形外贴热管4和L形外贴热管4导到中间隔板5上。由于L形外贴热管4的导热性能十分优异，热量可在中间隔板5上迅速扩展开，中间隔板5表面还喷涂了红外发射率高的SR107白漆，热量可以通过中间隔板5辐射到星内其他部分。

卫星在轨运行时高热耗单机3开启，高热耗单机3关闭不开，这时热量从高热耗单机3上传到等温铜板2上，热量会从等温铜板2传到散热板1上，再传递给等温铜板2，高热耗单机3的另外一部分热量可以通过L形外贴热管4传递到中间隔板5，通过中间隔板5传递到L形外贴热管4上。L形外贴热管4将热量传递到等温铜板2上。由于高热耗单机3与等温铜板2之间涂了导热脂，因此等温铜板2上的热量可以传给高热耗单机3，从而保证高热耗单机3不工作时温度不低于工作指标，不需要消耗卫星能源来加热，节省卫星资源。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (5)

1.一种适用于微纳卫星的等温一体化散热装置，其特征在于，包括：散热板(1)、等温铜板(2)、L形外贴热管(4)和中间隔板(5)；所述等温铜板(2)固定安装在所述散热板(1)板面上，将安装在等温铜板(2)上的需散热设备的热量传导至整个等温铜板(2)；所述中间隔板(5)垂直安装在所述散热板(1)上，所述L形外贴热管(4)包括两个直线段和一个弯曲段，所述两个直线段分别固定安装在所述等温铜板(2)和中间隔板(5)上，且通过位于所述等温铜板(2)和中间隔板(5)连接处的弯曲段连接，将等温铜板(2)的热量传导至所述中间隔板(5)上；

所述等温铜板(2)和L形外贴热管(4)均有两个，分别安装在所述中间隔板(5)的两侧；

所述散热板(1)内部为蜂窝结构，所述散热板(1)朝向星外一侧贴有玻璃二次表面镜；

所述等温铜板(2)厚度为1毫米，所述等温铜板(2)与散热板(1)之间，以及所述两个直线段在与所述等温铜板(2)和中间隔板(5)的安装面上均涂有导热脂；

所述两个直线段还包括在与所述等温铜板(2)和中间隔板(5)的安装面的两侧安装的翅片，所述翅片为在所述直线段两侧布置的用于增大传热面积的片状结构；

所述中间隔板(5)内部为蜂窝结构；

卫星在轨运行时高热耗单机开启产生热量，当高热耗单机关闭不开后，热量从高热耗单机上传到等温铜板(2)上，一部分热量从等温铜板(2)传到散热板(1)上，再传递给等温铜板(2)，高热耗单机的另外一部分热量通过L形外贴热管(4)传递到中间隔板(5)，再通过中间隔板(5)传递到L形外贴热管(4)上；L形外贴热管(4)将热量传递到等温铜板(2)上，高热耗单机与等温铜板(2)之间涂有导热脂，等温铜板(2)上的热量可以传给高热耗单机(3)，保证高热耗单机不工作时温度不低于工作指标。

2.根据权利要求1所述的一种适用于微纳卫星的等温一体化散热装置，其特征在于：所述散热板(1)的厚度为10～25.6毫米。

3.根据权利要求1所述的一种适用于微纳卫星的等温一体化散热装置，其特征在于：所述翅片宽度为6毫米，厚度为1.5毫米。

4.根据权利要求1所述的一种适用于微纳卫星的等温一体化散热装置，其特征在于：所述直线段和弯曲段为Ω型双孔铝氨热管。

5.根据权利要求1所述的一种适用于微纳卫星的等温一体化散热装置，其特征在于：所述中间隔板(5)不与所述直线段接触的表面上涂有SR107白漆。

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