[发明专利]一种基于相变材料冷却装置

说明书

本发明公开一种基于相变材料冷却装置，包括壳体、相变材料、可形变铁磁性翅片、温度检测模块、电磁模块和控制器；可形变铁磁性翅片和温度检测模块设置于壳体内部；可形变铁磁性翅片第一端固定于壳体的底面；温度检测模块固定于壳体的侧面；相变材料填充于壳体的内部，且可形变铁磁性翅片和温度检测模块嵌于相变材料内部；电磁模块固定于壳体的外部，且电磁模块产生电磁场的方向垂直于可形变铁磁性翅片的片面；控制器的输入端与温度检测模块连接，控制器的输出端与电磁模块连接；控制器用于根据温度信号控制电磁模块的导通与断开。本发明所提供的一种基于相变材料冷却装置，解决了现有技术中在微重力环境下对电子器件散热效能低的问题。

技术领域

本发明涉及飞行器环境控制技术领域，特别是涉及一种基于相变材料冷却装置。

背景技术

随着航空航天技术的迅猛发展，飞行器内部电子器件的热流密度不断增大，强迫对流或液冷等常规手段已逐渐无法满足电子器件的散热需求，使得电子器件的热设计面临新的挑战。相变材料含有相变潜热，在熔化过程中可以吸收大量热量。利用相变材料制成的散热装置具有体积小、重量轻、安全稳定、过程可逆、无运动部件等显著优点，尤其适用于短时高功率电子器件的散热，近年来在航空航天领域的应用发展十分迅速。

然而，相变材料的导热系数普遍偏低，为提高其散热效能，通常需要与导热金属翅片复合，通过金属翅片快速的将电子器件的热量传送至相变材料，使相变材料熔化，对于底部为电子器件的相变材料散热装置，熔化后的液体相变材料内存在自然对流现象，这对于相变材料的熔化起到强化作用。由上述技术方案可知，使熔化后的液体相变材料内存在自然对流现象，必定在有重力的环境下进行。即在常重力环境下，相变材料散热装置进一步的通过金属翅片起到了强化散热效果。但是在微重力环境下，自然对流现象极其微弱，强化作用几乎消失，起不到强化散热的效果。即相变材料散热装置在微重力环境下不能满足电子器件散热需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于相变材料冷却装置，解决现有技术中在微重力环境下对电子器件散热效能低的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于相变材料冷却装置，包括壳体、相变材料、可形变铁磁性翅片、温度检测模块、电磁模块和控制器；

所述可形变铁磁性翅片和所述温度检测模块设置于所述壳体内部；所述可形变铁磁性翅片第一端固定于所述壳体的底面；所述温度检测模块固定于所述壳体的侧面，且所述温度检测模块的设置高度大于或等于所述可形变铁磁性翅片的高度；所述温度检测模块用于检测所述相变材料的温度；所述相变材料填充于所述壳体的内部，且所述可形变铁磁性翅片和所述温度检测模块嵌于所述相变材料内部；

所述电磁模块固定于所述壳体的外部，且所述电磁模块产生电磁场的方向垂直于所述可形变铁磁性翅片的片面；

所述控制器的输入端与所述温度检测模块连接，所述控制器的输出端与所述电磁模块连接；所述控制器用于根据所述相变材料的温度控制所述电磁模块的导通与断开。

可选的，还包括可形变挡板；

所述可形变挡板设置于所述壳体内部，所述可形变挡板将所述壳体内部划分为第一封闭空间和第二封闭空间；所述第一封闭空间填充所述相变材料，所述第二封闭空间填充空气。

可选的，所述可形变铁磁性翅片的个数为多个。

可选的，所述可形变铁磁性翅片为可形变铁翅片、可形变钴翅片、可形变镍翅片或可形变钆翅片。

可选的，所述温度检测模块包括：多个热电阻；各所述热电阻分别固定于所述壳体的多个侧面。

可选的，所述电磁模块具体包括：电源、继电器以及电磁铁；

所述电源、继电器以及电磁铁串联构成封闭电路；且所述继电器与所述控制器的输出端连接。