適應(yīng)熱沖擊的流量自匹配核熱源異型蒸發(fā)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于航天器熱控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種異型蒸發(fā)器。適應(yīng)熱沖擊的流量自匹配核熱源異型蒸發(fā)器，它包括：蒸氣匯流環(huán)(1)、液體分流環(huán)(2)、四個(gè)蒸發(fā)器組件(3)以及充液管(4)；其技術(shù)方案是，蒸氣匯流環(huán)(1)為C形結(jié)構(gòu)，液體分流環(huán)(2)為封閉的環(huán)形結(jié)構(gòu)，蒸發(fā)器組件(3)包括：蒸發(fā)器殼體(3-1)以及集熱座(3-2)；蒸發(fā)器殼體(3-1)包裹在集熱座(3-2)的內(nèi)部，蒸發(fā)器殼體(3-1)內(nèi)部設(shè)有一根軸向的毛細(xì)芯(3-3)，蒸發(fā)器組件(3)安裝于蒸氣匯流環(huán)(1)之間液體分流環(huán)(2)；本發(fā)明能夠滿足重力驅(qū)動(dòng)兩相流體回路的使用需求。
【專利說(shuō)明】適應(yīng)熱沖擊的流量自匹配核熱源異型蒸發(fā)器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于航天器熱控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種異型蒸發(fā)器。

【背景技術(shù)】
[0002]在嫦娥三號(hào)巡視器和著陸器的熱控設(shè)計(jì)中采用了重力驅(qū)動(dòng)兩相流體回路來(lái)連通或隔斷艙外同位素核熱源與艙內(nèi)設(shè)備間的熱傳輸通道。兩相流體回路系統(tǒng)組成如圖1所示，它包括通過(guò)管路依次連接的蒸發(fā)器、冷凝器、儲(chǔ)液器以及控制閥；所述蒸發(fā)器的兩端分別設(shè)有蒸氣匯流環(huán)以及液體分流環(huán)；當(dāng)閥門(mén)處于打開(kāi)狀態(tài)，蒸發(fā)器從同位素?zé)嵩次諢崃?，蒸發(fā)成蒸氣；蒸發(fā)器為兩相流體回路的核心組件，應(yīng)滿足以下條件:
[0003]I)需要適應(yīng)劇烈的熱沖擊，如嫦娥三號(hào)任務(wù)中，流體回路開(kāi)啟時(shí)，蒸發(fā)器組件將經(jīng)歷短時(shí)間內(nèi)從265°C降至-10°C的過(guò)程；
[0004]2)均勻的將圓柱形核熱源釋放的熱量吸收；
[0005]3)應(yīng)方便核熱源及其模擬熱源的安裝和拆卸。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是:提供一種適應(yīng)熱沖擊的流量自匹配核熱源異型蒸發(fā)器，使其滿足使用的需求；
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是:適應(yīng)熱沖擊的流量自匹配核熱源異型蒸發(fā)器，它包括:蒸氣匯流環(huán)、液體分流環(huán)、四個(gè)蒸發(fā)器組件以及充液管；
[0008]蒸氣匯流環(huán)為C形結(jié)構(gòu)，它由三段L型管路連接而成，其中，第一 L型管路的一端設(shè)有二通接頭，另一端通過(guò)三通接頭與第二 L型管路連接，第二 L型管路與第三L型管路之間通過(guò)四通接頭連接，第三L型管路的另一端設(shè)有二通接頭；三段L型管路的彎折處均為圓弧過(guò)渡；
[0009]液體分流環(huán)為封閉的環(huán)形結(jié)構(gòu)，它由四段彎折管路連接而成，其中，第一彎折管路通過(guò)三通接頭與第二彎折管路連接，第二彎折管路通過(guò)三通接頭與第三彎折管路連接，第三彎折管路通過(guò)三通接頭與第四彎折管路連接，第四彎折管路通過(guò)四通接頭與第一彎折管路連接；四段彎折管路的彎折處均為圓弧過(guò)渡；
[0010]四個(gè)蒸發(fā)器組件的結(jié)構(gòu)相同，均包括:蒸發(fā)器殼體以及集熱座；蒸發(fā)器殼體為管狀結(jié)構(gòu)，其包裹在集熱座的內(nèi)部，兩端高于集熱座的端面，集熱座與核熱源殼體貼合；蒸發(fā)器殼體內(nèi)部設(shè)有一根長(zhǎng)度與蒸發(fā)器殼體相等的毛細(xì)芯；
[0011]四個(gè)蒸發(fā)器殼體的上端分別接入第一L型管路處的二通接頭、第一 L型管路與第二 L型管路連接處的三通接頭、第二 L型管路與第三L型管路之間的四通接頭、以及第三L型管路處的二通接頭，四個(gè)蒸發(fā)器殼體的下端分別接入第一彎折管路與第二彎折管路連接處的三通接頭、第二彎折管路與第三彎折管路連接處的三通接頭、第三彎折管路與第四彎折管路連接處的三通接頭、以及第四彎折管路與第一彎折管路連接處的四通接頭，相鄰的蒸發(fā)器殼體之間的間距相等；充液管接入第二 L型管路與第三L型管路之間的四通接頭；蒸氣匯流環(huán)的四通接頭與蒸氣管路連通，液體分流環(huán)的四通接頭與液體管路連通。
[0012]有益效果是:1)本發(fā)明下部為環(huán)形結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)均勻流量的功能，上部結(jié)構(gòu)為C型開(kāi)放設(shè)計(jì)，整個(gè)組件具有伸展性，能適應(yīng)劇烈的熱沖擊產(chǎn)生的熱應(yīng)力。
[0013]2)4個(gè)蒸發(fā)器組件分布在核熱源四周，在各種姿態(tài)下均可依靠重力實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的自動(dòng)調(diào)配，將核熱源的熱量均勻吸收。
[0014]3)蒸發(fā)器組件內(nèi)的絲網(wǎng)可以在各種姿態(tài)下，將液體吸入至整個(gè)蒸發(fā)器，實(shí)現(xiàn)均勻和充分的供液，減小換熱溫差，確保蒸發(fā)器組件在各種傾斜姿態(tài)也可以均勻的吸收熱量。
[0015]4)本發(fā)明上下方均無(wú)任何干涉，上部的C型結(jié)構(gòu)可適應(yīng)一定余量的調(diào)節(jié)，方便核熱源及其模擬熱源的反復(fù)安裝和拆卸。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為【背景技術(shù)】中所述的重力驅(qū)動(dòng)兩相流體回路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3為本發(fā)明中蒸氣匯流環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4為本發(fā)明中液體分流環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖5為本發(fā)明中蒸發(fā)器組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖6為本發(fā)明中蒸發(fā)器組件的俯視圖；
[0022]其中，1-蒸氣匯流環(huán)、1-1第一 L型管路、1-2第二 L型管路、1_3第三L型管路、2-液體分流環(huán)、2-1第一彎折管路、2-2第二彎折管路、2-3第三彎折管路、2-4第四彎折管路、3-蒸發(fā)器組件、3-1蒸發(fā)器殼體、3-2集熱座、3-3毛細(xì)芯、4-充液管。

【具體實(shí)施方式】
[0023]參見(jiàn)附圖2，適應(yīng)熱沖擊的流量自匹配核熱源異型蒸發(fā)器，它包括:蒸氣匯流環(huán)1、液體分流環(huán)2、四個(gè)蒸發(fā)器組件3以及充液管4 ;
[0024]參見(jiàn)附圖3，蒸氣匯流環(huán)I為C形結(jié)構(gòu)，它由三段L型管路連接而成，其中，第一 L型管路1-1的一端設(shè)有二通接頭，另一端通過(guò)三通接頭與第二 L型管路1-2連接，第二 L型管路1-2與第三L型管路1-3之間通過(guò)四通接頭連接，第三L型管路1-3的另一端設(shè)有二通接頭；三段L型管路的彎折處均為圓弧過(guò)渡；
[0025]參見(jiàn)附圖4，液體分流環(huán)2為封閉的環(huán)形結(jié)構(gòu)，它由四段彎折管路連接而成，其中，第一彎折管路2-1通過(guò)三通接頭與第二彎折管路2-2連接，第二彎折管路2-2通過(guò)三通接頭與第三彎折管路2-3連接，第三彎折管路2-3通過(guò)三通接頭與第四彎折管路2-4連接，第四彎折管路2-4通過(guò)四通接頭與第一彎折管路2-1連接；四段彎折管路的彎折處均為圓弧過(guò)渡；
[0026]參見(jiàn)附圖5、6，四個(gè)蒸發(fā)器組件3的結(jié)構(gòu)相同，均包括:蒸發(fā)器殼體3-1以及集熱座3-2 ;蒸發(fā)器殼體3-1為管狀結(jié)構(gòu)，其包裹在集熱座3-2的內(nèi)部，兩端高于集熱座3-2的端面，集熱座3-2與核熱源殼體貼合；蒸發(fā)器殼體3-1內(nèi)部設(shè)有一根長(zhǎng)度與蒸發(fā)器殼體3-1相等的毛細(xì)芯3-3 ；
[0027]四個(gè)蒸發(fā)器殼體3-1的上端分別接入第一 L型管路1-1處的二通接頭、第一 L型管路1-1與第二 L型管路1-2連接處的三通接頭、第二 L型管路1-2與第三L型管路1_3之間的四通接頭、以及第三L型管路1-3處的二通接頭，四個(gè)蒸發(fā)器殼體3-1的下端分別接入第一彎折管路2-1與第二彎折管路2-2連接處的三通接頭、第二彎折管路2-2與第三彎折管路2-3連接處的三通接頭、第三彎折管路2-3與第四彎折管路2-4連接處的三通接頭、以及第四彎折管路2-4與第一彎折管路2-1連接處的四通接頭，相鄰的蒸發(fā)器殼體3-1之間的間距相等；充液管4接入第二 L型管路1-2與第三L型管路1-3之間的四通接頭；蒸氣匯流環(huán)I的四通接頭與蒸氣管路連通，液體分流環(huán)2的四通接頭與液體管路連通。
[0028]較優(yōu)的，在蒸發(fā)器殼體3-1的內(nèi)圓周面加工有螺紋，當(dāng)毛細(xì)芯3-3將液體分流環(huán)2的液體沿軸向拉升到整個(gè)蒸發(fā)器殼體3-1時(shí)，液體可浸潤(rùn)至螺紋，使得蒸發(fā)器殼體3-1周向受熱更為均勻。
[0029]較優(yōu)的，蒸發(fā)器殼體3-1采用不銹鋼材料以保證強(qiáng)度和安全性能，集熱座3-2采用鋁合金材料，強(qiáng)化與核熱源的換熱，減小換熱溫差。
[0030]使用時(shí)，首先通過(guò)充液管4將兩相流體回路抽真空，然后再次通過(guò)充液管4向兩相流體回路中注入液體工質(zhì)，注入后將充液管4封死，由于儲(chǔ)液器在布置上高于蒸發(fā)器，故液體工質(zhì)在重力作用下流向蒸發(fā)器；液體工質(zhì)通過(guò)液體分流環(huán)2注入四個(gè)蒸發(fā)器組件3，在毛細(xì)芯3-3的作用下，液體工質(zhì)由蒸發(fā)器組件3的底部提升至頂端；同時(shí)在同位素?zé)嵩吹淖饔孟?，液體工質(zhì)吸熱蒸發(fā)，蒸氣通過(guò)蒸氣匯流環(huán)I匯聚至蒸氣管路。
【權(quán)利要求】
1.適應(yīng)熱沖擊的流量自匹配核熱源異型蒸發(fā)器，它包括:蒸氣匯流環(huán)(I)、液體分流環(huán)(2)、四個(gè)蒸發(fā)器組件(3)以及充液管(4);其特征在于: 所述蒸氣匯流環(huán)(I)為C形結(jié)構(gòu)，它由三段L型管路連接而成，其中，第一 L型管路(1-1)的一端設(shè)有二通接頭，另一端通過(guò)三通接頭與第二 L型管路(1-2)連接，所述第二 L型管路(1-2)與第三L型管路(1-3)之間通過(guò)四通接頭連接，所述第三L型管路(1-3)的另一端設(shè)有二通接頭；所述三段L型管路的彎折處均為圓弧過(guò)渡； 所述液體分流環(huán)(2)為封閉的環(huán)形結(jié)構(gòu)，它由四段彎折管路連接而成，其中，第一彎折管路(2-1)通過(guò)三通接頭與第二彎折管路(2-2)連接，所述第二彎折管路(2-2)通過(guò)三通接頭與第三彎折管路(2-3)連接，所述第三彎折管路(2-3)通過(guò)三通接頭與第四彎折管路(2-4)連接，所述第四彎折管路(2-4)通過(guò)四通接頭與所述第一彎折管路(2-1)連接；所述四段彎折管路的彎折處均為圓弧過(guò)渡； 所述四個(gè)蒸發(fā)器組件(3)的結(jié)構(gòu)相同，均包括:蒸發(fā)器殼體(3-1)以及集熱座(3-2);所述蒸發(fā)器殼體(3-1)為管狀結(jié)構(gòu)，其包裹在所述集熱座(3-2)的內(nèi)部，兩端高于所述集熱座(3-2)的端面，所述集熱座(3-2)與核熱源殼體貼合；所述蒸發(fā)器殼體(3-1)內(nèi)部設(shè)有一根長(zhǎng)度與所述蒸發(fā)器殼體(3-1)相等的毛細(xì)芯(3-3); 所述四個(gè)蒸發(fā)器殼體(3-1)的上端分別接入所述第一 L型管路(1-1)處的二通接頭、所述第一 L型管路(1-1)與所述第二 L型管路(1-2)連接處的三通接頭、所述第二 L型管路(1-2)與所述第三L型管路(1-3)之間的四通接頭、以及所述第三L型管路(1-3)處的二通接頭，所述四個(gè)蒸發(fā)器殼體(3-1)的下端分別接入所述第一彎折管路(2-1)與第二彎折管路(2-2)連接處的三通接頭、所述第二彎折管路(2-2)與所述第三彎折管路(2-3)連接處的三通接頭、所述第三彎折管路(2-3)與所述第四彎折管路(2-4)連接處的三通接頭、以及所述第四彎折管路(2-4)與所述第一彎折管路(2-1)連接處的四通接頭，相鄰的所述蒸發(fā)器殼體(3-1)之間的間距相等；所述充液管(4)接入所述第二 L型管路(1-2)與所述第三L型管路(1-3)之間的四通接頭；所述蒸氣匯流環(huán)(I)的四通接頭與蒸氣管路連通，所述液體分流環(huán)(2)的四通接頭與液體管路連通。
2.如權(quán)利要求1所述的適應(yīng)熱沖擊的流量自匹配核熱源異型蒸發(fā)器，其特征在于:所述蒸發(fā)器殼體(3-1)的內(nèi)圓周面加工有螺紋。
3.如權(quán)利要求1或2所述的適應(yīng)熱沖擊的流量自匹配核熱源異型蒸發(fā)器，其特征在于:所述毛細(xì)芯(3-3)由剪裁后的金屬絲網(wǎng)包裹金屬燒結(jié)網(wǎng)點(diǎn)焊成型。
4.如權(quán)利要求1或2所述的適應(yīng)熱沖擊的流量自匹配核熱源異型蒸發(fā)器，其特征在于:所述蒸發(fā)器殼體(3-1)采用不銹鋼材料，所述集熱座(3-2)采用鋁合金材料。
【文檔編號(hào)】F25B39/02GK104501472SQ201410720601
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月2日
【發(fā)明者】苗建印, 張紅星, 王錄, 莫青 申請(qǐng)人:北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部