CN109911226A - 一种自适应控温系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自适应控温系统，自适应控温系统包括：喷雾模块，具有出液组件，用于向发热设备表面喷射流体工质；相变材料，沿所述发热设备的周向设置，其在完全融化之前对发热设备进行控温；自适应阀体，设置在出液组件上，用于打开或关闭所述出液组件以实现在所述相变材料完全融化之后对发热设备进行控温。发热设备功率低时，借助相变材料进行控温；功率高时，相变材料全部融化，温度持续升高，通过自适应阀体与喷雾模块结合控温；实现发热设备的自适应控温，换热过程具有自适应性，无需温度测量和温控处理机的计算。

Description

一种自适应控温系统

技术领域

本发明提出一种自适应控温系统，该系统适用于无人机发热设备的自适应温度控制。

背景技术

无人机性能和功能增加，机载发热设备因工作模式不同，发热功率在不同飞行阶段变化差异较大，对发热设备的自适应控温需求提出更加严格要求。

当前无人机机载发热设备控温方式有被动控温和主动控温两种，相变材料被动控温和依赖结构设备的被动控温是比较常见的控温方式。依靠结构设计进行被动控温的方法，无自适应能力，对机载设备发热功率变化较大的设备来说，不能将其维持在较小的温度范围内；相变材料被动控温的控温能力有限，自适应的温度区间较小，同时仅仅借助相变材料进行控温时，需要搭载大量的相变材料，会给无人机带来附加重量，对无人机飞行的航时和航程不利。

此外，采用冲压空气换热和单相液冷回路换热是常见的无人机发热设备主动温控方法，两种换热方式均需要采用温度传感器进行温度测量，经温控处理机进行误差计算，输出冲压空气流量调节阀和单相液冷回路流量调节阀的控制信号，进而调节流量实现换热调节，达到控温目的。该过程中需要温度传感器的精准测量和温控处理处理机、流量调节阀的可靠工作作为前提条件，任一环节故障，整个系统将失效，对无人机机载发热设备的温控不利。除此之外，采用冲压空气换热和单相液冷回路换热的换热能力有限，仅仅对小功率热流密度的发热设备的控温有效，对于存在瞬时大功率脉冲或持续高热流密度发热设备来说，不能快速将无人机发热设备冷却，很容易造成设备温度超温。

综上，常规的被动热控和主动热控方案，对于性能复杂、系统集成度高以及工作模式变化多的无人机发热设备的温度控制有诸多的不利。

发明内容

在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种自适应控温系统，该系统借助相变材料和记忆合金弹簧感温特性并对其进行合理设计，实现了无人机发热设备的自适应控温。

本发明的技术解决方案：

一种自适应控温系统，自适应控温系统包括：喷雾模块，具有出液组件，用于向发热设备表面喷射流体工质；相变材料，沿所述发热设备的周向设置，其在完全融化之前对发热设备进行控温；自适应阀体，设置在出液组件上，用于打开或关闭所述出液组件以实现在所述相变材料完全融化之后对发热设备进行控温。

进一步的，所述的喷雾模块还包括：壳体以及泄液槽，其中，所述的发热设备及泄液槽置于壳体内，所述的出液组件置于壳体上，且所述的出液组件向所述发热设备的表面喷射流体工质后，所述的流体工质与发热设备进行换热后经所述的泄液槽排出壳体；

进一步的，所述的出液组件包括：喷嘴板、喷嘴和第二管路，其中，第二管路与壳体连通，所述的喷嘴和喷嘴板连接并置于壳体内，且流体工质流经第二管路至所述壳体内，并通过喷嘴向发热设备表面喷射；

进一步的，所述的自适应阀体包括一腔体，所述腔体设置在所述出液组件上，且腔体的一端固定于一结构面上，另一端固定在发热设备上，其内依次设置有第一弹簧、可移动组件以及第二弹簧，且所述的可移动组件上设有一阀孔，其中：

当处于第一温度范围时：所述第一弹簧、可移动组件以及第二弹簧均处于初始状态，此时，所述的阀孔与出液组件处于不导通状态，以关闭所述的出液组件；

当处于第二温度范围时：所述的第二弹簧随温度变化进行伸长或回缩，与所述的第一弹簧配合，即第一弹簧压缩或恢复，以控制可移动组件进行移动，进而使得所述阀孔与出液组件处于导通状态，以打开所述的出液组件；

进一步的，当处于第二温度范围时，所述的第二弹簧可根据温度的不同，进行不同长度的伸长和回缩，且与所述的第一弹簧配合，以控制所述阀孔与出液组件的导通面积大小，进而控制所述流体工质的流量大小；

进一步的，所述的可移动组件包括：阀杆、第一均压板和第二均压板，阀杆两端分别连接第一均压板、第二均压板，阀孔设置在所述阀杆上；

进一步的，所述的第二弹簧为记忆合金弹簧，使用温度为80-120℃；所述的相变材料为固体相变材料，熔点范围为40-70℃；所述的第一温度范围是指温度不超过80℃；所述的第二温度范围是指记忆合金弹簧的使用温度；

进一步的，所述置于喷雾模块内的发热设备的表面为抛物面或半球面；

进一步的，所述的控温系统还包括：储液器，用于存储所述的流体工质；驱动泵，通过第一管路与所述的储液器连接，当所述的自适应阀体与出液组件处于导通状态时，该驱动泵通过第一管路将储液器内流体工质抽吸至出液组件；

进一步的，所述的控温系统还包括：多个换热组件，所述多个换热组件并联设置在第三管路和储液器之间，且所述的第三管路与所述泄液槽连通，其中，经泄液槽排出壳体的流体工质流经第三管路，并通过一流量调节阀控制其进一步流向不同的换热组件，并经换热组件后流进所述的储液器。

本发明相比于现有技术的有益效果：

(1)、采用相变材料和自适应阀体与喷雾冷却系统结合，发热设备低发热功率时采用相变材料进行控温，高发热功率时采用自适应阀体和喷雾冷却系统结合，实现存在瞬态高热流密度脉冲发热设备的控温；

(2)、相变材料控温借助相变材料的自身特性，温度升高时吸热，从而发热设备的温度降低；当发热设备不工作，温度降低时，相变材料缓慢放热，对设备进行保温，把发热设备的温度稳定在一定的范围内，具备自适应性能，无需温度测量和温控处理机计算；

(3)、自适应阀体与喷雾冷却结合，借助形状记忆合金的自身特性，温度升高时记忆合金弹簧伸长，推动可移动组件移动，进而使得阀孔与出液组件处于导通状态，并随着温度变化，自适应调整导通面积，一方面可增强喷雾冷却流量，提高喷雾流体工质与发热设备表面的换热；另一方面，发热设备温度降低时，减小喷雾冷却流量，削弱喷雾流体工质与发热设备表面的换热，换热过程具有自适应性，无需温度测量和温控处理机的计算；

(4)、设置多个换热组件，保证多重散热，拓展了散热途径，避免了发热设备短脉冲大热流密度热流工作时的热量不能及时排出，造成设备温度过高的风险；同时避免了仅借助单一换热组件散热，换热能力差、适用环境范围窄等问题；

(5)、设计发热设备位于喷雾模块内的表面为抛物面或半球面，保障了喷雾流体工质不会在发热设备表面积聚，流体可以及时的排走，喷雾流体可以工作在两相区，不工作在单相对流区，从而保障喷雾冷却的换热效率。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为根据本发明具体实施例提供的一种自适应控温系统的示意图；

图2为根据本发明具体实施例提供的自适应控温系统中喷雾模块和自适应阀体装配的结构示意图；

图3为根据本发明具体实施例提供的自适应控温系统中喷雾模块与自适应阀体装配图的俯视图；

图4为根据本发明具体实施例提供的自适应控温系统中自适应阀体的工作过程示意图；

其中，(a)阀孔处于全关状态；(b)阀孔处于中间状态；(c)阀孔处于全开状态；

图5为根据本发明具体实施例提供的自适应控温系统中蒙皮换热器的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1—喷雾模块；2—自适应阀体；3—发热设备；4—气-液换热器；5—蒙皮换热器；6—流量调节阀；7—储液器；8—驱动泵；9—流体工质；101—壳体；102—喷嘴板；103—喷嘴；104—相变材料；105—泄液槽；201—第二弹簧；202—第二均压板；203—阀杆；204—阀孔；205—第一均压板；206—第一弹簧；901—第一管路；902—第二管路；903—第三管路；904—第四管路；905—第五管路；906—第六管路；907—第七管路；908—第八管路；909—第九管路；910—第十管路。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图1所示，根据本发明的具体实施例提供了一种自适应控温系统，该自适应控温系统包括：喷雾模块1，具有出液组件，用于向发热设备表面喷射流体工质9；相变材料104，沿所述发热设备3的周向设置，其在完全融化之前对发热设备3进行控温；自适应阀体2，设置在出液组件上，用于打开或关闭所述出液组件以实现在所述相变材料104完全融化之后对发热设备3进行控温。

应用此种配置方式，采用相变材料和自适应阀体控温相结合，发热设备低发热功率时采用相变材料进行控温，高发热功率时采用自适应阀体与喷雾模块结合控温，实现存在瞬态高热流密度脉冲发热设备的控温；且相变材料与自适应阀体的线性工作区间不重叠；相变材料的工作区间用于低温区控温，自适应阀体用于高温区控温。

进一步的，作为本发明的一个具体实施例，为了便于操作以及给流体工质9的喷射和及时排出提供条件，所述的喷雾模块1还包括：壳体101以及泄液槽105，其中，所述的发热设备3及泄液槽105置于壳体101内，所述的出液组件置于壳体101上，且所述的出液组件向所述发热设备3的表面喷射流体工质9后，所述的流体工质9与发热设备3进行换热，且换热后经所述的泄液槽105排出壳体101；

进一步的，在本发明中，上述的相变材料104，沿所述发热设备3的周向设置，即所述的相变材料104在壳体内设置；且所述的相变材料104未填满发热设备3的四周空腔，目的在于：所述相变材料104因融化而膨胀导致体积变大，若在发热设备3与壳体101之间填充满相变材料104，该相变材料104融化后将导致其空间不足，对发热设备及壳体结构产生较大压力；

进一步的，在本发明中，所述的相变材料104为固体相变材料，熔点范围为40-70℃，本发明优选为石蜡，其中，所述的相变材料104在完全融化之前对发热设备3进行控温原理在于：如图1所示，发热设备3以较低发热功率刚开始工作时，发热设备3温度低，相变材料104缓慢吸热，直至温度达到相变材料104的熔点，相变材料104开始融化，变为固液两相状态，并维持在相变材料104的熔点，随着工作时间的延长，相变材料104融化的质量缓慢增加；当发热设备3工作一段时间后停止工作，相变材料104未融化完，在发热设备3停止工作后，相变材料104缓慢释放热量，实现发热设备3的保温；直至热量全部散尽，相变材料104完全变为固相；在此过程中，自适应阀体2一直处于全关状态(如图4(a)所示)，该过程中，发热设备借助石蜡相变材料进行自适应控温。当发热设备3工作时间较长，发热设备3以较低的发热功率持续工作，随着工作时间不断增长，相变材料104会全部融化，融化完以后，相变材料104会全部变为液态，此时发热设备3温度超过相变材料的熔点，并持续上升，以下将采用喷雾冷却和自适应阀体2配合进行控温。

进一步的，作为本发明的一个具体实施例，所述的出液组件包括：喷嘴板102、喷嘴103和第二管路902，其中，第二管路902与壳体101连通，所述的喷嘴103和喷嘴板102连接并置于壳体101内，此时，所述的喷嘴板102与壳体101之间形成一空腔，且流体工质(9)流经第二管路(902)至所述壳体(101)内即在上述空腔内存储，并通过喷嘴(103)向发热设备(3)表面喷射。

进一步的，作为本发明的一个具体实施例，为了达到更好的喷射效果，所述的发热设备3位于喷雾模块内的表面为抛物面或半球面；应用此种配置方式，保障了流体工质不会在发热设备表面积聚，流体可以及时的排走，流体工质可以工作在两相区，不工作在单相对流区，从而保障喷雾冷却的换热效率。

进一步的，所述的相变材料104以及泄液槽105的高度均低于上述抛物面或半球面。

进一步的，在本发明中，为了实现自适应阀体2的控温功能，所述的自适应阀体2包括一腔体，所述腔体设置在所述出液组件上，且腔体的一端固定于一结构面上，另一端固定在发热设备3上，其内依次设置有第一弹簧206、可移动组件以及第二弹簧201，且所述的可移动组件上设有一阀孔204，其中：

当处于第一温度范围时：所述第一弹簧206、可移动组件以及第二弹簧201均处于初始状态，此时，所述的阀孔204与出液组件处于不导通状态，以关闭所述的出液组件；

当处于第二温度范围时：所述的第二弹簧201因温度升高而伸长，第一弹簧206压缩，以控制可移动组件进行移动，进而使得所述阀孔204与出液组件处于导通状态，以打开所述的出液组件；

进一步的，当处于第二温度范围时，所述的第二弹簧201可根据温度的不同，进行不同长度的伸长和回缩，且与所述的第一弹簧206配合，以控制所述阀孔204与出液组件的导通面积大小，进而控制所述流体工质9的流量大小；

具体为：

所述第二弹簧201随温度升高而持续伸长，推动可移动组件持续移动，阀孔204与出液组件中的第二管路902的导通面积持续增加，使得流体工质9的流量不断增加，从而增加流体工质9与发热设备3的表面换热，流体工质9带走的热量增加；随着带走的热量增加，发热设备3的温度降低，第二弹簧201随温度降低而进行缩短，在第一弹簧206的作用下，推动可移动组件回移，阀孔204与出液组件中的第二管路902导通面积减小，使得流体工质9的流量不断增加，从而削弱流体工质9与发热设备3的表面换热，流体工质9带走的热量较小，如此循环往复，将发热设备3的温度稳定控制在一个合理水平；

进一步的，在本发明中，所述的第二弹簧201为记忆合金弹簧，使用温度为80-120℃；所述的第二弹簧201在腔体内紧挨发热设备3设置，可根据发热设备3的温度变化进行不同长度的伸长或回缩；

进一步的，所述的第一温度范围是指温度不超过80℃；所述的第二温度范围是指记忆合金弹簧的使用温度；

进一步的，为了简化装置和降低成本，将所述的可移动组件配置包括：阀杆203、第一均压板205和第二均压板202，第一均压板205和第二均压板202分别与第一弹簧206、第二弹簧201配合，阀杆203两端分别与第一均压板205、第二均压板202连接，阀孔204设置在所述阀杆203上；其中，所述的第二均压板202为记忆合金均压板。

进一步的，作为本发明的一个具体实施例，为了便于提供和存储流体工质9，所述的控温系统还包括：储液器7，用于存储所述的流体工质9；驱动泵8，通过第一管路901与所述的储液器7连接，当所述的阀体2与出液组件处于导通状态时，该驱动泵8通过第一管路901将储液器7内流体工质9抽吸至出液组件；

进一步的，作为本发明的一个具体实施例，如图1所示，所述的控温系统还包括：多个换热组件，所述多个换热组件并联设置在第三管路903和储液器7之间，且所述的第三管路903与所述泄液槽105连通，其中，经泄液槽105排出壳体101的流体工质9流经第三管路903，并通过一流量调节阀6控制其进一步流向不同的换热组件，并经换热组件后流进所述的储液器7；

进一步的，作为本发明的一个具体实施例，所述的换热组件包括气-液换热器4和蒙皮换热器5，两者并联设置在第三管路903和储液器7之间，其中：

排出壳体101的流体工质9先流经第三管路903，并通过流量调节阀6控制进一步经第四管路904进入气-液换热器4内进行换热，且换热后流体工质9经第七管路907和第八管路908返回储液器7，形成闭环回路；

或，

排出壳体的流体工质9先流经第三管路903，并通过流量调节阀6控制进一步经第五管路905进入蒙皮换热器5内进行换热，且换热后经蒙第六管路906和第八管路908返回储液器7，形成闭环回路。

或，

排出壳体的流体工质9先流经第三管路903，并通过流量调节阀6控制进入两支路：一路进入气-液换热器4：经第四管路904进入气-液换热器4内进行换热，且换热后流体工质9经第七管路907和第八管路908返回储液器7；另一路经第五管路905进入蒙皮换热器5内进行换热，且换热后经蒙第六管路906和第八管路908返回储液器7，形成闭环回路；

进一步的，所述的气-液换热器4还通过第九管路909通入冲压空气；换热后经第十管路910排出。

在本发明中，可根据具体需求选择上述换热方式，应用此种配置方式，气-液换热器和蒙皮换热器双重散热，无人机飞行时蒙皮与环境大气对流换热和辐射换热，拓展了散热途径，避免了发热设备短脉冲大热流密度热流工作时的热量不能及时排出，造成设备温度过高的风险；同时避免了无人机在高空条件下仅仅借助冲压空气流入气-液换热器进行换热，因气流稀薄，换热能力差，排散大量热量需要抽吸比地面更多的冲压空气，降低无人机的飞行阻力。

为了对本发明有进一步地理解，下面结合图1～5对本发明的自适应控温系统及工作原理进行详细的说明：

本实施例以无人机涉及发热设备的控温进行说明。

本发明实施例的一个目的：借助相变材料104和第二弹簧201(形状记忆合金弹簧)的材料自身特性实现对发热设备的温度控制；

本发明实施例的另一个目的：借助自适应阀体2和喷雾冷却系统实现发热设备工作在瞬态脉冲或高功率热流密度时采用喷雾冷却的方式实现自适应控温；

本发明实施例的又一个目的：借助冲压空气与流体的对流换热和无人机机翼下蒙皮与外部气流的对流换热及辐射换热实现将发热设备的热量排至外部环境。

根据本发明实施例的一个方面，如图1所示，发热设备3以较低发热功率刚开始工作时，发热设备3温度低，相变材料104缓慢吸热，直至温度达到相变材料104的熔点，相变材料104开始融化，变为固液两相状态，并维持在相变材料104的熔点，随着工作时间的延长，相变材料104融化的质量缓慢增加；发热设备3工作一段时间后停止工作，相变材料104未融化完，在发热设备3停止工作后，相变材料104缓慢释放热量，实现发热设备3的保温；直至热量全部散尽，相变材料104完全变为固相。在此过程中，自适应阀体2一直处于全关状态(如图4中的(a)所示)。该过程中，发热设备3借助石蜡相变材料进行自适应控温。

根据本发明实施例的另一个方面，如图1所示，发热设备3工作时间较长，发热设备3以较低的发热功率持续工作，随着工作时间不断增长，相变材料104会全部融化，融化完以后，相变材料104会全部变为液态，此时发热设备3温度超过相变材料104的熔点，并持续上升，当温度持续上升至80℃，第二弹簧201即记忆合金弹簧因温度升高而伸长，经过第二均压板202即记忆合金弹簧均压板，推动自适应阀体2的阀杆203移动，阀孔204打开即与第二管路902接通，自适应阀体2的工作状态由全关状态(如图4中的(a)所示)转化为中间状态(如图4中的(b)所示)，此时，驱动泵8经第一管路901(驱动泵供液管路)从储液器7中抽吸流体工质9，流体工质9经第二管路902(喷雾模块入口管路)流动至喷嘴板102内，经为喷嘴装板102上的喷嘴103喷射至发热设备3的表面，流体工质9与发热设备3进行换热，换热后经喷雾模块1的泄液槽105排出，经第三管路903(喷雾腔出口管路)、流量调节阀6后，根据无人机飞行高度变化将流体工质9的流向分为两个不同的分支：若无人机在地面，那么流体工质9只通过第四管路904(气-液换热器液体侧入口管路)进入气-液换热器4内进行换热，换热后流体工质9经第七管路907(气-液换热器液体侧出口管路)和第八管路908(储液器回流管路)返回储液器7，形成闭环回路；若无人机已经起飞离地，那经流量调节阀6后的流体工质分为两路，一路进入气-液换热器，另一路经由第五管路905(蒙皮换热器入口管路)进入蒙皮换热器5内进行换热，换热后经第六管路906(蒙皮换热器出口管路)和第八管路908(储液器回流管路)返回储液器7，形成闭环回路。

上述自适应阀体2处于中间状态(如图4中的(b)所示)，随着发热设备3温度持续升高时，记忆合金弹簧随温度升高而持续伸长，推动自适应阀体2的阀杆203持续移动，阀孔204的流通面积持续增加，增加进入喷雾模块1的流体工质9的流量，从而增加流体工质9与发热设备3的表面换热，流体工质9带走的热量增加；随着带走的热量增加，使得发热设备3的温度降低，进而记忆合金弹簧随温度降低而缩短，在第一弹簧206的作用下，经第一均压板202，推动自适应阀体2的阀杆203回移，阀孔204的流通面积减小，减小进入喷雾模块1的流体工质9的流量，从而削弱流体工质9与发热设备3的表面换热，流体工质9带走的热量较小，如此循环往复，将发热设备3的温度稳定控制在一个合理水平。此外，在此过程中，相变材料石蜡全部融化为液态，通过自适应阀体2与喷雾冷却系统结合，实现发热设备3的自适应控温。

此外，对于不同的情况：

当发热设备3以较低发热功率工作，工作过程中因工作模式的改变，发热设备出现瞬态高功率热流密度脉冲时，在此过程中，发热设备3的温度在非常短的时间内温度迅速升高，此时，记忆合金弹簧因温度升高而伸长，经过记忆合金弹簧均压板，推动自适应阀体2的阀杆203移动，阀孔204打开，从自适应阀体全关状态(图4(a)所示)转化为中间状态(如图4(b)所示)，流体工质9吸收发热设备3的热量，发热设备温度降低，吸热后流体工质9经喷雾模块1的泄液槽105排出，此后的工作过程与上述工作过程相同。

当发热设备3的发热功率在自适应阀体2处于中间状态(如图4(b)所示)，发热设备3停止工作，发热设备3在喷雾冷却的作用下，温度不断降低，自适应阀体2的阀杆203不断回移，阀孔204的流通面积不断减小，直至自适应阀体2达到全关状态(如图4(c)所示)，此时，相变材料104开始缓慢释放热量，为机载设备进行保温，直至相变材料吸收的热量全部排散。

根据本发明的又一个方面，如图5所示，蒙皮换热器5为逆流式槽道换热器，换热器内部流体工质流动方向与机头至机尾方向相同，布置在无人机的下蒙皮。

本发明实施例涉及一种自适应控温系统，基于相变材料和记忆合金弹簧的线性工作区间不重叠；相变材料的工作区间用于低温区控温，相变材料的熔点范围为40-70℃；采用记忆合金弹簧而制成的自适应阀体(用于高温区控温，温度范围为80-120℃。发热设备功率低时，借助相变材料进行控温；功率高时，相变材料全部融化，温度持续升高，记忆合金弹簧伸长，推动自适应阀体阀杆移动，阀孔打开，驱动泵从储液器中抽吸流体工质，流动至喷雾模块，经喷嘴喷射至发热设备表面进行换热，而后经气-液换热器或蒙皮换热器将热量排散，流体工质返回储液器，构成闭环回路；记忆合金弹簧随温度升高而伸长，温度降低而缩短，调节阀孔流通面积，改变喷雾流量，改变换热。该系统借助相变材料和记忆合金弹簧感温特性，实现无人机发热设备自适应控温。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

本发明未详细说明部分为本领域技术人员公知技术。

Claims (10)

1.一种自适应控温系统，其特征在于，所述的自适应控温系统包括：喷雾模块(1)，具有出液组件，用于向发热设备表面喷射流体工质(9)；相变材料(104)，沿所述发热设备(3)的周向设置，其在完全融化之前对发热设备(3)进行控温；自适应阀体(2)，设置在出液组件上，用于打开或关闭所述出液组件以实现在所述相变材料(104)完全融化之后对发热设备(3)进行控温。

2.根据权利要求1所述的一种自适应控温系统，其特征在于，所述的喷雾模块(1)还包括：壳体(101)以及泄液槽(105)，其中，所述的发热设备(3)及泄液槽(105)置于壳体(101)内，所述的出液组件置于壳体(101)上，且所述的出液组件向所述发热设备(3)的表面喷射流体工质(9)后，所述的流体工质(9)与发热设备(3)进行换热后经所述的泄液槽(105)排出壳体(101)。

3.根据权利要求1-2所述的一种自适应控温系统，其特征在于，所述的出液组件包括：喷嘴板(102)、喷嘴(103)和第二管路(902)，其中，第二管路(902)与壳体(101)连通，所述的喷嘴(103)和喷嘴板(102)连接并置于壳体(101)内，且流体工质(9)流经第二管路(902)至所述壳体(101)内，并通过喷嘴(103)向发热设备(3)表面喷射。

4.根据权利要求1-3所述的一种自适应控温系统，其特征在于，所述的自适应阀体(2)包括一腔体，所述腔体设置在所述出液组件上，且腔体的一端固定于一结构面上，另一端固定在发热设备(3)上，其内依次设置有第一弹簧(206)、可移动组件以及第二弹簧(201)，且所述的可移动组件上设有一阀孔(204)，其中：

当处于第一温度范围时：所述第一弹簧(201)、可移动组件以及第二弹簧(206)均处于初始状态，此时，所述的阀孔(204)与出液组件处于不导通状态，以关闭所述的出液组件；

当处于第二温度范围时：所述的第二弹簧(201)进行伸长，第一弹簧(206)压缩，以控制可移动组件进行移动，进而使得所述阀孔(204)与出液组件处于导通状态，以打开所述的出液组件。

5.根据权利要求4所述的一种自适应控温系统，其特征在于，当处于第二温度范围时，所述的第二弹簧(201)随温度变化进行伸长或回缩，且与所述的第一弹簧(206)配合，以控制所述阀孔(204)与出液组件的导通面积大小，进而控制所述流体工质(9)的流量大小。

6.根据权利要求4-5所述的一种自适应控温系统，其特征在于，所述的可移动组件包括：阀杆(203)、第一均压板(205)和第二均压板(202)，阀杆(203)两端分别连接第一均压板(205)、第二均压板(202)，阀孔(204)设置在所述阀杆(203)上。

7.根据权利要求4-6所述的一种自适应控温系统，其特征在于，所述的第二弹簧(201)为记忆合金弹簧，使用温度为80-120℃；所述的相变材料(104)为固体相变材料，熔点范围为40-70℃；所述的第一温度范围是指温度不超过80℃；所述的第二温度范围是指记忆合金弹簧的使用温度。

8.根据权利要求1-7所述的一种自适应控温系统，其特征在于，所述置于喷雾模块内的发热设备的表面为抛物面或半球面。

9.根据权利要求1-8所述的一种自适应控温系统，其特征在于，所述的控温系统还包括：储液器(7)，用于存储所述的流体工质(9)；驱动泵(8)，通过第一管路(901)与所述的储液器(7)连接，当所述的自适应阀体与出液组件处于导通状态时，该驱动泵(8)通过第一管路(901)将储液器(7)内流体工质(9)抽吸至出液组件。

10.根据权利要求1-9所述的一种自适应控温系统，其特征在于，所述的控温系统还包括：多个换热组件，所述多个换热组件并联设置在第三管路和储液器(7)之间，且所述的第三管路与所述泄液槽连通，其中，经泄液槽排出壳体的流体工质(9)流经第三管路，并通过一流量调节阀(6)控制其进一步流向不同的换热组件，并经换热组件后流进所述的储液器(7)。