CN109606745B - 一种空间热管辐射器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空间热管辐射器，其包括：至少两个辐射冷板；多个横向热管，每一个横向热管与相邻的横向热管之间间隔第一预设距离且平行固定设置于辐射冷板的一面上；多个纵向热管，每一个纵向热管与相邻的纵向热管之间间隔第二预设距离且平行固定设置于辐射冷板的另一面上，且纵向热管与横向热管垂直；两个对接的横向U型热管，横向相邻的两个辐射冷板通过两个对接的横向U型热管横向扩展；两个对接的纵向U型热管，纵向相邻的两个辐射冷板通过两个对接的纵向U型热管纵向扩展。本发明通过横向热管、纵向热管和U型热管快速将热量分布至辐射冷板和相邻的辐射冷板上，并通过辐射冷板将热量辐射至外部，从而达到了快速散热的效果。

Description

一种空间热管辐射器

技术领域

本发明涉及散热器械技术领域，尤其涉及一种热管辐射器。

背景技术

随着载人航天和深空探测的发展，飞行器功耗也随之快速增加，从几千瓦到数百兆瓦，给辐射器散热性能带来很大的挑战，导致辐射器的面积要求越来越大，由于加工尺寸和热管长距离传热性能的限制，单块辐射器面积不能满足散热性能的要求，多块辐射器拼接不可避免的带来传热性能的下降，其次，大尺寸的辐射器温度均匀性较差，热量集中明显，不能很好的将废热排散到空间去。

目前，应用比较广泛的基于流体回路的空间辐射器。其缺点是需要泵驱动，不可避免的会引入引起振动，会对光学仪器的成像质量造成影响，且温度均匀性差，热量集中明显。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种空间热管辐射器，以解决现有技术中，空间辐射器需要泵驱动，不可避免的会引入引起振动，会对光学仪器的成像质量造成影响，且温度均匀性差，热量集中明显的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种空间热管辐射器其包括：

至少两个辐射冷板；

多个横向热管，每一个横向热管与相邻的横向热管之间间隔第一预设距离且平行固定设置于辐射冷板的一面上；

多个纵向热管，每一个纵向热管与相邻的纵向热管之间间隔第二预设距离且平行固定设置于辐射冷板的另一面上，且纵向热管与横向热管垂直；

两个对接的横向U型热管，横向相邻的两个辐射冷板通过两个对接的横向U型热管横向扩展；

两个对接的纵向U型热管，纵向相邻的两个辐射冷板通过两个对接的纵向U型热管纵向扩展。

作为本发明的进一步改进，多个横向热管、多个纵向热管、横向U型热管和纵向U型热管均为30mm*15mm截面尺寸的Ω型槽道式的铝氨热管，铝氨热管与辐射冷板接触处还设有用于快速导热的导热片，导热片与辐射冷板贴合。

作为本发明的进一步改进，第一预设距离和第二预设距离均为200mm至300mm之间。

作为本发明的进一步改进，辐射冷板为导热系数大于等于120W/(m·K)的铝合金板，辐射冷板的厚度大于等于1.5mm。

作为本发明的进一步改进，该空间热管辐射器还包括多个横向加强筋和多个纵向加强筋，每一个横向加强筋设置于每一个横向U型热管与辐射冷板的接触处；每一个纵向加强筋设置于每一个纵向U型热管与辐射冷板的接触处。

作为本发明的进一步改进，多个横向加强筋和多个纵向加强筋的厚度均为3mm至6mm之间。

作为本发明的进一步改进，每一个横向U型热管与辐射冷板的接触处还涂有用于快速导热的第一导热胶；每一个纵向U型热管与辐射冷板的接触处还涂有用于快速导热的第二导热胶。

作为本发明的进一步改进，辐射冷板的最大长度小于等于2m。

作为本发明的进一步改进，辐射冷板的侧面还涂有用于快速导热至相邻辐射冷板的第三导热胶。

作为本发明的进一步改进，辐射冷板的一面上和辐射冷板的另一面上均贴有用于快速散热的薄膜。

本发明通过在辐射冷板的一面安装横向热管，在辐射冷板的另一面安装纵向热管，并在相邻辐射冷板的连接处安装U型热管，并通过横向热管和纵向热管快速将热量分布至辐射冷板上，同时通过U型热管保证相邻辐射冷板之间的传热效率，使得热量能够快速均匀分布至辐射冷板，并通过辐射冷板将热量辐射至外部，从而达到了快速散热的效果。

附图说明

图1为本发明空间热管辐射器第一个实施例的结构示意图；

图2为本发明空间热管辐射器第二个实施例的纵截面局部示意图；

图3为本发明空间热管辐射器第三个实施例的结构示意图；

图4为本发明空间热管辐射器第四个实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用来限定本发明。

图1展示了本发明空间热管辐射器的一个实施例，参见图1，在本实施例中，该空间热管辐射器包括至少两个辐射冷板1、多个横向热管2、多个纵向热管3、两个对接的横向U型热管4和两个对接的纵向U型热管5。

其中，多个横向热管2中的每一个横向热管2与相邻的横向热管2之间间隔第一预设距离且平行固定设置于辐射冷板1的一面上；多个纵向热管3中的每一个纵向热管3与相邻的纵向热管3之间间隔第二预设距离且平行固定设置于辐射冷板1的另一面上，且纵向热管3与横向热管2垂直；横向相邻的两个辐射冷板1通过两个对接的横向U型热管4横向扩展；纵向相邻的两个辐射冷板1通过两个对接的纵向U型热管5纵向扩展。

具体地，多个横向热管2、多个纵向热管3、两个对接的横向U型热管4和两个对接的纵向U型热管5均采用螺钉固定于辐射冷板1上，且上述的所有类型的热管与辐射冷板1的接触处均涂有导热胶或导热脂。

本发明通过在辐射冷板1的一面安装横向热管2，在辐射冷板1的另一面安装纵向热管3，并在相邻辐射冷板1的连接处安装U型热管，并通过横向热管2和纵向热管3快速将热量分布至辐射冷板1上，同时通过U型热管保证相邻辐射冷板1之间的传热效率，使得热量能够快速均匀分布至辐射冷板1，并通过辐射冷板1将热量辐射至外部，从而达到了快速散热的效果。

为了提升辐射冷板1的散热效率，在上述实施例的基础上，参见图2，在本实施例中，多个横向热管2、多个纵向热管3、横向U型热管4和纵向U型热管5均为30mm*15mm截面尺寸的Ω型槽道式的铝氨热管，铝氨热管与辐射冷板1接触处还设有用于快速导热的导热片11，导热片11与辐射冷板1贴合。

具体地，导热片11设置于铝氨热管与辐射冷板1接触处的两侧，铝氨热管的横截面与导热片11的横截面共同构成“Ω型”。

优选地，导热片11的材质可与铝氨热管的材质相同。

本实施例通过将各个热管的导热片11与辐射冷板1贴合，增大了热管与辐射冷板1的接触面积，使得分布于热管上的热量能够及时传导至辐射冷板1上，进一步提升了辐射冷板1的散热效率。

为了保证辐射冷板1能够均匀散热，在上述实施例的基础上，在本实施例中，第一预设距离和第二预设距离均为200mm至300mm之间。

优选地，第一预设距离可与第二预设距离相等，以保证热量能够均匀分布于辐射冷板1上。

进一步地，当需要辐射冷板1大量散热时，第一预设距离与第二预设距离可设置为200mm，当辐射冷板1的散热需求小时，第一预设距离与第二预设距离可设置为300mm。

本实施例中将相邻平行的热管的间隔设置为200mm至300mm之间，合理利用辐射冷板1的空间时，也保证了辐射冷板1的散热效率。

为了进一步保证辐射冷板1的散热效率，在上述实施例的基础上，在本实施例中，辐射冷板1为导热系数大于等于120W/(m·K)的铝合金板，辐射冷板1的厚度大于等于1.5mm。

优选地，辐射冷板1的厚度可根据辐射冷板1的长度线性递增，以保证辐射冷板1的强度。

本实施例通过将辐射热板设置为铝合金板，进一步保证了辐射冷板1的散热效率，并且辐射冷板1的厚度可根据辐射冷板1的长度线性递增，同时也保证了辐射冷板1的强度。

为了进一步加强辐射冷板1的强度，在上述实施例的基础上，参见图3，在本实施例中，该空间热管辐射器还包括多个横向加强筋6和多个纵向加强筋7，每一个横向加强筋6设置于每一个横向U型热管4与辐射冷板1的接触处；每一个纵向加强筋7设置于每一个纵向U型热管5与辐射冷板1的接触处。

具体地，横向加强筋6和纵向加强筋7的宽度可与上述实施例中Ω型槽道式的铝氨热管的导热片11的宽度相同。

本实施例通过在辐射冷板1上设置多个横向加强筋6和多个纵向加强筋7，进一步提升了辐射冷板1的强度，同时将横向加强筋6和纵向加强筋7的宽度设置为与Ω型槽道式的铝氨热管的导热片11等宽，进而减小了空气阻力。

为了防止辐射冷板1重量过重，在上述实施例的基础上，多个横向加强筋6和多个纵向加强筋7的厚度均为3mm至6mm之间。

具体地，加强筋的厚度可根据辐射冷板1的长度线性递增。

本实施例通过限制加强筋的厚度，在防止辐射冷板1的重量过重的同时，也保证了辐射冷板1的强度。

为了保证辐射冷板1与U型热管之间的传热速度，在上述实施例的基础上，在本实施例中，每一个横向U型热管4与辐射冷板1的接触处还涂有用于快速导热的第一导热胶；每一个纵向U型热管5与辐射冷板1的接触处还涂有用于快速导热的第二导热胶。

具体地，第一导热胶均匀分布于横向U型热管4与辐射冷板1的接触处；第二导热胶均匀分布于纵向U型热管5与辐射冷板1的接触处。

本实施例通过在每一个横向U型热管4与辐射冷板1的接触处和每一个纵向U型热管5与辐射冷板1的接触处涂抹导热胶，保证了辐射冷板1与U型热管之间的传热速度，防止U型热管与辐射冷板1之间传热不均导致热量集中，进而烧坏需散热的电子元件等。

为了进一步辐射冷板1的刚度，在上述实施例的基础上，在本实施例中，辐射冷板1的最大长度小于等于2m。

优选地，辐射冷板1的最大程度与辐射冷板1的厚度、加强筋的长度、加强筋的宽度等比例缩放。

举例说明，当辐射冷板1的最大长度取最小值时，辐射冷板1的厚度、加强筋的长度、加强筋的宽度均取最小值；当辐射冷板1的最大长度取最大值时，辐射冷板1的厚度、加强筋的长度、加强筋的宽度均取最大值；当辐射冷板1的最大长度取中值时，辐射冷板1的厚度、加强筋的长度、加强筋的宽度均取中值。

本实施例通过限制辐射冷板1的最大长度以保证辐射热板不易产生形变，从而保证了辐射冷板1的刚度。

为了保证相邻的辐射冷板1之间的传热速度，在上述实施例的基础上，在本实施例中，辐射冷板1的侧面还涂有用于快速导热至相邻辐射冷板1的第三导热胶。

具体地，第三导热胶均匀涂抹于辐射冷板1的侧面上。

本实施例通过在相邻的辐射冷板1之间的接触处均匀涂抹导热胶，保证了相邻辐射冷板1之间的传热速度，防止相邻的辐射冷板1之间传热不均导致热量集中，进而烧坏需散热的电子元件等。

为了进一步保证辐射冷板1的散热速度，在上述实施例的基础上，参见图4，在本实施例中，辐射冷板1的一面上和辐射冷板1的另一面上均贴有用于快速散热的薄膜8。

优选地，薄膜8可设置为meta-OSR(航空导热材料)或喷涂白漆或粘贴F46膜。

本实施例在辐射冷板1的两面上粘贴薄膜8，进一步保证了辐射冷板1的散热效率。

以上对发明的具体实施方式进行了详细说明，但其只作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施方式。对于本领域的技术人员而言，任何对该发明进行的等同修改或替代也都在本发明的范畴之中，因此，在不脱离本发明的精神和原则范围下所作的均等变换和修改、改进等，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种空间热管辐射器，其特征在于，其包括：

至少两个辐射冷板；

多个横向热管，每一个横向热管与相邻的横向热管之间间隔第一预设距离且平行固定设置于所述辐射冷板的一面上；

多个纵向热管，每一个纵向热管与相邻的纵向热管之间间隔第二预设距离且平行固定设置于所述辐射冷板的另一面上，且所述纵向热管与所述横向热管垂直；

两个对接的横向U型热管，横向相邻的两个辐射冷板通过所述两个对接的横向U型热管横向扩展；

两个对接的纵向U型热管，纵向相邻的两个辐射冷板通过所述两个对接的纵向U型热管纵向扩展；

所述多个横向热管、所述多个纵向热管、所述横向U型热管和所述纵向U型热管均为30mm*15mm截面尺寸的Ω型槽道式的铝氨热管，所述铝氨热管与所述辐射冷板接触处还设有用于快速导热的导热片，所述导热片与所述辐射冷板贴合。

2.根据权利要求1所述的空间热管辐射器，其特征在于，所述第一预设距离和所述第二预设距离均为200mm至300mm之间。

3.根据权利要求1所述的空间热管辐射器，其特征在于，所述辐射冷板为导热系数大于等于120W/(m·K)的铝合金板，所述辐射冷板的厚度大于等于1.5mm。

4.根据权利要求1所述的空间热管辐射器，其特征在于，其还包括多个横向加强筋和多个纵向加强筋，每一个横向加强筋设置于所述每一个横向U型热管与所述辐射冷板的接触处；每一个纵向加强筋设置于所述每一个纵向U型热管与所述辐射冷板的接触处。

5.根据权利要求4所述的空间热管辐射器，其特征在于，所述多个横向加强筋和所述多个纵向加强筋的厚度均为3mm至6mm之间。

6.根据权利要求4所述的空间热管辐射器，其特征在于，所述每一个横向U型热管与所述辐射冷板的接触处还涂有用于快速导热的第一导热胶；所述每一个纵向U型热管与所述辐射冷板的接触处还涂有用于快速导热的第二导热胶。

7.根据权利要求1所述的空间热管辐射器，其特征在于，所述辐射冷板的长度小于等于2m。

8.根据权利要求1所述的空间热管辐射器，其特征在于，所述辐射冷板的侧面还涂有用于快速导热至相邻辐射冷板的第三导热胶。

9.根据权利要求1所述的空间热管辐射器，其特征在于，所述辐射冷板的一面上和所述辐射冷板的另一面上均贴有用于快速散热的薄膜。

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