[发明专利]基于相变材料的多层防隔热承载一体化点阵热防护系统

权利要求书

1.基于相变材料的多层防隔热承载一体化点阵热防护系统，其特征在于：包括点阵夹芯结构(1)、隔热材料(2)和相变材料(3)；所述点阵夹芯结构(1)主要由顶部面板(4)、芯子杆(5)、中间面板(6)和底部面板(7)组成；芯子杆(5)分别置于顶部面板(4)和中间面板(6)之间、中间面板(6)和底部面板(7)之间；所述隔热材料(2)主要起到绝热作用；所述相变材料(3)是事先压制定型的复合相变材料(3)，即将相变材料(3)吸收到多孔结构中制备出成型稳定的复合相变材料层；将隔热材料(2)和相变材料(3)由外层向内层依次填充于点阵夹芯结构(1)的顶部面板(4)、中间面板(6)和底部面板(7)之间。

2.如权利要求1所述的基于相变材料的多层防隔热承载一体化点阵热防护系统，其特征在于：选用基于相变材料的三层防隔热承载一体化点阵热防护系统，为有效降低从顶部面板(4)传递至底部面板(7)的温度，复合相变材料(3)由于使用温度较低，位于中间面板(6)处，相变材料(3)放在隔热材料(2)之间，主要利用相变材料(3)具有高相变潜热、高热容的储能特点来吸收热量。

3.如权利要求2所述的基于相变材料的多层防隔热承载一体化点阵热防护系统，其特征在于：顶部面板(4)吸收热流/高温并向环境辐射热量，热量通过顶部面板(4)向中间面板(6)传递，中间面板(6)使热量分布更加均匀后再向底部面板(7)传递，可解决热量在相变材料中向下传递速度过快而导致相变材料无法充分有效吸收热量的问题。

4.如权利要求2所述的基于相变材料的多层防隔热承载一体化点阵热防护系统，其特征在于：当通过芯子杆(5)传递额外的热量时，相变材料(3)吸热达到相变温度，从固态变为液态/气态，通过相变吸收大量热量，过量的热负荷被相变材料(3)吸收，实现热防护。

5.如权利要求2所述的基于相变材料的多层防隔热承载一体化点阵热防护系统，其特征在于：通过优化复合相变材料(3)和隔热材料(2)的厚度、结构，进一步提升多层防隔热承载一体化点阵热防护系统的承载能力和结构质量。

6.如权利要求2、3、4或5所述的基于相变材料的多层防隔热承载一体化点阵热防护系统，其特征在于：在使用过程中，顶部面板(4)吸收热流/高温并向环境辐射热量，热量通过顶部面板(4)向下传递至隔热材料(2)，填充的隔热材料(2)起到绝热作用，防止过多的热负荷向下传递；当通过芯子杆(5)传递额外的热量时，由于相变材料(3)的导热性和强储热能力，当达到相变温度时，相变材料(3)从固态变为液态/气态，通过相变吸收大量热量，过量的热负荷被相变材料(3)吸收，当相变材料(3)吸收的热量达到饱和时，热量继续向下传递至中间面板(6)，可使热量传递更加均匀，从而解决热量在相变材料中向下传递速度过快而导致相变材料无法充分有效吸收热量的问题；当过量的热负荷通过中间面板(6)继续向下传递时，再次被相变材料(3)吸收大量热量，同时底部面板(7)上方的隔热材料(2)再一次起到绝热作用，使得底部面板(7)保持在安全的温度范围之内。