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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112815590A(43)申请公布日2021.05.18(21)申请号202110010213.2(22)申请日2021.01.05(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市咸宁西路28号(72)发明人林梅王友朱子良吴一宁王秋旺(74)专利代理机构北京迎硕知识产权代理事务所(普通合伙)11512代理人钱扬保张群峰(51)Int.Cl.F25D3/00(2006.01)F25D17/02(2006.01)F25D23/00(2006.01)F25D23/02(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图5页(54)发明名称一种微重力下的水基相变蓄冷装置(57)摘要本发明提供一种微重力下的水基相变蓄冷装置,涉及相变储能领域,可应用于极端环境下如航天器内的温控系统。所述蓄冷装置的壳体设有循环液的进出口,所述蓄冷装置内部紧密排列有若干微管且连接到循环液进出口。所述微管换热段的外围空间被一层弹性液囊密封,微管、液囊与其内部密封的蓄冷介质构成了众多具有独立空间的蓄冷子单元。所述液囊外表面贴合有一层网架,微管、液囊和网架保持同轴心的位置并形成紧密的蜂巢结构。所述液囊和微管的两端分别设有节流齿并互相啮合以达到迷宫密封的效果,微管两端设有波纹结构的膨胀节。所述微管与液囊密封处设有微型肋片。本发明可有效解决极端环境下蓄冷装置蓄冷效率低、易泄露等问题。CN112815590ACN112815590A权利要求书1/1页1.一种微重力下的水基相变蓄冷装置,蓄冷装置内的蓄冷介质通过自身的相变潜热和显热变化来储存和释放能量,可应用在极端环境下如航天器内的温控系统,其特征在于:所述蓄冷装置外部有壳体进行封装,壳体两端设有循环液的进出口;所述蓄冷装置内部紧密排列有若干微管且连接到循环液进出口;所述壳体内侧设置有吸附性材料制成的支撑板;所述的每根微管的换热段外围空间被一层弹性液囊密封,微管、液囊与其内部密封的蓄冷介质构成了众多具有独立空间的蓄冷子单元;所述装置内部空间被分隔为预留的膨胀空间、独立的管程空间和蓄冷介质储存空间;所述微管、液囊和网架轴心相同;所述液囊外表面贴合有一层金属网架;所述微管两端设有波纹结构的膨胀节;所述液囊和微管的两端分别设有节流齿并相互啮合以达到迷宫密封的效果;所述微管与液囊密封处设有微型肋片,微型肋片使密封处附近的水结冰更快。2.如权利要求1所述的蓄冷装置,其特征在于:所述的壳体由质量轻、强度高的材料如钛合金制成,壳体外表面包裹有保温层,装置内部设有由吸附性能强的材料如碳纤维制成的管卡和支撑板,可对蓄冷子单元起固定作用并吸附可能泄露的水。3.如权利要求1所述蓄冷装置,其特征在于:所述蓄冷子单元之间以及蓄冷子单元与壳体之间预留有膨胀空间,膨胀空间为真空环境或填充有惰性气体,膨胀空间至少能满足蓄冷介质相变过程中最大程度的体积膨胀。4.如权利要求1所述蓄冷装置,其特征在于:所述液囊与微管之间的蓄冷介质储存空间密封有水或共晶盐溶液,蓄冷介质凝固过程体积发生膨胀,在液囊未发生变形的初始状态下蓄冷介质完全填满蓄冷介质储存空间。5.如权利要求1所述的蓄冷装置,其特征在于:所述微管由质量小、导热性好、耐腐蚀的金属如铝合金制成,管道横截面可为圆形或多边形,蓄冷段外至少包含一处膨胀节,膨胀节为与微管一体式设计的金属波纹结构。6.如权利要求1所述的蓄冷装置,其特征在于:所述液囊由弹性高、韧性强的有机柔性材料如顺丁橡胶制成,其截面为正六边形并与微管构成紧密排列的蜂巢结构,亦或是其它正三角形、圆形形成的紧凑结构,液囊与微管轴心相同。7.如权利要求1所述蓄冷装置,其特征在于:所述网架由高弹性和韧性的丝状金属材料如低温超弹性钛镍合金TNC编织而成,网架与液囊通过结构型胶粘剂如酚醛‑丁晴胶粘合,网架与液囊、微管保持同轴心位置,网架内侧尺寸比液囊外侧尺寸略小使得网架与液囊处于过盈配合状态,以强化网架对液囊的束缚性。8.如权利要求1所述蓄冷装置,所述网架的网状结构至少包括以下一种特性:正交排列且周向排列的网丝比轴向密集、入口侧分布稀疏出口侧分布密集、斜向45°的致密分布。9.如权利要求1所述蓄冷装置,其特征在于:所述液囊和微管的两端通过带节流齿的迷宫密封方式,并配合密封胶、卡箍等辅助方式来密封,其中迷宫密封结构的外侧节流齿与液囊采用一体化设计,液囊上的节流齿直径比微管上的节流齿略小使得两侧节流齿处于过盈配合状态以强化其密封性。10.如权利要求1所述蓄冷装置,其特征在于:所述液囊和微管的密封处有若干微型肋片,微型肋片与微管、节流齿、膨胀节由相同材料一体化制成,微型肋片直径大小在节流齿直径与液囊直径之间,形状与液囊截面形状相同。2CN112815590A说明书1/6页一种微重力下的水基