[发明专利]一种用于空间相机的高性能相变储能装置

说明书

本发明提供了一种用于空间相机的高性能相变储能装置，包括热管壳体、柔性导热带和相变工质，热管壳体通过若干弹性组件与焦平面组件基板连接，热管壳体紧贴焦平面组件的热源侧面布置，在热管壳体的两端各设置一密封端盖，在热管壳体与基板的接触面和与热源的接触面之间均涂覆一层导热界面材料，在热管壳体的上表面和热源的上表面铺设柔性导热带，在热管壳体内均匀排布有若干换热翅片，在热管壳体内充有相变工质。本发明利用相变材料在相变过程中吸收(释放)大量潜热，迅速吸收焦平面组件在工作中产生的热量，不工作时释放热量，维持焦平面温度，减小焦平面温度波动，通过弹性连接安装于焦平面组件内部，有效降低相变储能装置与焦平面的机械耦合。

技术领域

本发明属于航空航天领域，尤其是涉及一种用于空间相机的高性能相变储能装置。

背景技术

随着科学技术的发展，航天遥感相机得到了极大的发展，同时对图像的清晰度有了更高的要求，焦面组件为遥感相机的关键部件。为了获得高质量图像，热控总体需要保证焦面组件温度稳定性。焦面组件瞬时功耗大，通过辐射换热方式换热速度慢、换热效率低、温差大不能满足焦面组件温度要求。

焦平面组件整体要求质量轻，体积小，且焦面组件不能与其他部组件有刚性连接，刚性连接会对焦面组件产生作用力，导致焦面组件变形，影响成像质量。焦平面的热解决方案要求质量，体积都要足够小，但热容要尽量大，且与其他组件有结构上的联系尽量少。

现有的相变热管结构在金属壳体上设有相互隔离的氨工质腔体和相变材料腔体，相变材料用于储存热量，氨工质用于提高导热效率。为了保证现有热管的密封性，在热管的两端分别设置有一定长度的封头和堵头。由于氨工质及封头、堵头的存在，会使相变热管体积变大，储热能力降低。由于体积大，现有的相变热管都是安装在焦平面组件的外部，不能与热源直接接触。这样一来，相变材料不能得到有效利用，故不能对焦平面组件进行有效的热控制，且相变热管与焦平面组件刚性连接易使焦平面产生变形。因此有必要设计一种用于空间相机的高性能相变储能装置。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种用于空间相机的高性能相变储能装置，利用相变材料在相变过程中吸收(释放)大量潜热，可迅速吸收焦平面组件在工作过程中产生的热量，降低温升，同时在焦平面组件不工作时，释放热量，维持焦平面温度，从而达到减小焦平面温度波动的目的。相变储能装置通过弹性连接安装于焦平面组件内部，这种弹性连接可有效降低相变储能装置与焦平面的机械耦合，且不影响热传导效果。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于空间相机的高性能相变储能装置，包括热管壳体、密封端盖、柔性导热带、热界面材料、弹性组件和相变工质，所述的热管壳体四周通过若干弹性组件与焦平面组件的基板连接，所述的热管壳体紧贴焦平面组件的热源侧面布置，在热管壳体的两端各设置一密封端盖，在热管壳体与基板的接触面和与热源的接触面之间均涂覆一层导热界面材料，在热管壳体的上表面和热源的上表面上铺设若干并排设置的柔性导热带，在热管壳体内均匀排布有若干换热翅片，在热管壳体内充有相变工质，所述相变工质为液体工质。

进一步的，在热管壳体为矩形壳体，在热管壳体的四周设有安装座，每一所述弹性组件各通过一安装座与基板连接。

进一步的，所述弹性组件包括弹簧、金属套和螺钉，所述弹簧套设在金属套的外部，螺钉穿过金属套及安装座与基板上相对应的螺纹孔连接。

进一步的，所述热管壳体壁厚为1-1.5mm，所述换热翅片的厚度为0.4-0.6mm，且相邻两换热翅片之间的间距为2-3mm。

进一步的，在所述热管壳体内还设有提高刚度的若干支撑肋片，且支撑肋片厚度为0.8-1mm，相邻两支撑肋片之间的间距为10mm。

进一步的，在密封端盖上设有加注相变工质的加注孔。

进一步的，所述密封端盖与热管壳体之间焊接连接，且密封端盖四周焊缝内外涂敷密封胶，加注孔处通过螺纹密封。