[发明专利]具有用于导出损耗热量的设备的离子加速器装置

说明书

本申请是申请日为2008年9月12日、国际申请号为PCT/EP2008/062173、国际公开号为WO2009/037203、国家申请号为200880115839.2、发明名称为“用于导出损耗热量的设备以及具有这种设备的离子加速器装置”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于导出损耗热量的设备以及具有这种设备的离子加速器装置。

背景技术

离子加速器装置以用于卫星或者其它航天器的电力驱动装置而为人们所熟知。例如WO2003/000550A1中描述了此类有利的离子加速器驱动器。已知的离子加速器包括具有永磁环和极靴环的多级磁铁装置，这些永磁环和极靴环围绕电离室的室壁。

在此类离子加速器装置的运行过程中，损耗热量在横向界定电离室的室壁处产生，该热量必须被驱散到外界。由于在被用于航天器时的体积和重量限制，以及由于在这种离子加速器装置内使用的高压，对用来除去可释放的损耗热量的设备有特定要求，尤其是在航天器中使用该设备的情况下，损耗热量仅通过发散到作为吸热器（heat sink）的自由空间内，而且经由磁铁装置便能被至少部分地带离室壁。在这一点上，尤其是在使用永久磁铁时，磁铁装置承受温度应力的能力受到限制。

在行波管内，主要由于电子射束冲击到作为集电极的阳极上而产生损耗热量。阳极例如由铜组成。除去损耗热量一般通过散热器装置来实现，该散热器装置直接地或者通过中间结构与阳极导热联接。

在用于除去损耗热量的设备中，尤其是在诸如离子加速器装置或者行波管装置之类的电动设备中，远离损耗热源面向的散热装置假定与承载结构连接，例如，一方面，以机械固定方式分别与离子加速器装置的磁铁装置或者行波管装置的集电极连接，另一方面，具有良好的导热率，其中，在每种情况下，磁铁装置或者集电极的材料、几何形状和结构通常分别在很大程度上由电动设备的功能预先确定。

已知的是提供散热装置中由铜制成的本体，这些本体将热量导向外界，并通过面向外界的表面使热量到达散发热量的散热器装置，且这些本体用专用的过渡结构联接至承载结构以抵消随着温度变化而产生的机械应力或者被焊接到承载结构的金属表面上。

发明内容

本发明的任务基于用于导出损耗热量的改进设备以及具有这种设备的离子加速器装置。

根据本发明的解决方案在独立权利要求中予以描述。从属权利要求包括本发明的优选实施例和进一步发展。

在通过导热装置将来自损耗热源、特别地上述电动期间中的一个的损耗热量导向至吸热器的情形中，设备在导热装置中使用铝硅合金经被证明是出乎意料地有利，上述导热装置与面向损耗热源的承载结构导热连接。该导热装置有利地主要由铝硅合金组成，优选地完全由铝硅合金组成。

具体而言，使用具有过共晶比例硅的铝硅合金是尤其有利的。铝硅合金的热膨胀系数与承载结构的热膨胀系数的不同率有利地小于30%，特别地小于20%，优选为小于10%。在这一点上，认识到在改变合金中铝和硅的比例时，过共晶铝硅合金的热膨胀系数可在大范围内得以调节并因此能很好地适应由承载结构的材料预定的热膨胀系数而作出使用决定是非常有利的。

以环绕承载结构的形式来构造导热装置是有利的。承载装置相对于纵向轴线环绕地在侧向上围绕包括损耗热源的空间是有利的。导热装置有利地抵靠处于弹性张紧下的承载结构，由此在承载结构与导热装置之间的边界面上形成永久的大面积热传递。导热装置抵靠处于弹性张紧下的承载结构的情况尤其能通过将导热装置热压配合到承载结构上来实现。导热装置尤其还能有利地形成承载结构的多个部件的机械连接。

在承载结构之间的边界面上设置通常小于1毫米且尤其小于0.1毫米的更薄层对承载结构与导热装置之间的良好热传递也是有利的，该更薄层由延展性比承载结构和导热装置材料的延展性更好的材料组成。在上述中间层中使用金是尤其有利的。也可将承载结构和导热装置焊接在一起。

承载装置有利地包括磁铁装置，尤其是具有永磁体的磁铁装置。此类永磁装置的材料优选为稀土合金，尤其是钐钴SmCo合金。永磁装置有利地包括至少一个、优选为多个环形磁体，这些磁体具有相对于环形轴成轴向的磁性。

在另一有利实施例中，导热装置还可至少主要由铍组成而代替铝硅合金，铍同样具有良好的热膨胀系数和小的比重，但很昂贵，而且很难处理。