[发明专利]一种用于空间站的高效绝热存储装置及结构

说明书

本发明公开了一种用于空间站的高效绝热存储装置及结构，用于空间站的高效绝热存储装置设有至少一个存储腔，其中，存储腔的第一侧壁包括由存储腔朝向外环境依次布设的内壁层、支撑件、绝热芯层、外壁层；内壁层和外壁层形成封闭空间，封闭空间填充有低导热系数的气体；支撑件为喇叭状结构，包括与内壁层连接的大径端，以及贯穿绝热芯层后抵设于外壁层的小径端。本发明具有结构导热小，气体导热小，侧壁尺寸小，存储腔利用空间大，绝热效率高的优良效果，满足空间站低温存储的需求。

技术领域

本发明涉及太空低温存储技术领域，尤指一种用于空间站的高效绝热存储装置及结构。

背景技术

通过低温存储装置绝热结构的传热是几种传热方式综合作用的结果，往往涉及固体导热、气体导热、气体对流和热辐射。现阶段普遍采用膨胀泡沫绝热、高真空绝热、粉末绝热和高真空多层绝热方式消除一种或几种低温存储装置绝热结构的传热方式。然而，这些绝热方式却不能很好的应用于航空航天空间站中的低温存储装置。主要体现在以下几方面。

一是空间限制，在存储装置包络尺寸一定，低温存储装置的存储容积尽量增大的要求下，低温存储装置的绝热结构厚度受到了严格限制。因此，以减少固体导热为主的膨胀泡沫绝热和粉末绝热，因绝热性能较差，绝热层厚度较大，而受到使用限制；

二是发射重量限制，以减少气体对流和气体导热为主的高真空绝热，因要满足真空条件，在低温装置内外壁材料选定的情况下，为保证低温存储装置强度要求，装置壁厚度将增加，从而，因重量大而受到了使用限制；

三是强度限制，高真空多层绝热因同时减少了辐射，对流和导热，而称为“超级绝热”，应用较广。但因真空要求，低温装置重量增加，限制其使用；另外，多层材料为像纸一样的软材料，不具备强度要求。

但现有绝热结构无法满足空间站使用的低温存储装置的绝热要求和失重条件下较为特殊的传热方式(失重时不存在自然对流传热，热量仅能通过辐射和导热进行传递)，因此，本领域技术人员亟待提供一种能够适用上述特殊的传热方式的绝热结构。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于空间站的高效绝热存储装置及结构，具有结构导热小，气体导热小，侧壁尺寸小，存储腔利用空间大，绝热效率高的优良效果，满足空间站低温存储的需求。

本发明提供的技术方案如下：

一种用于空间站的高效绝热存储装置，设有至少一个存储腔，其中，

所述存储腔的第一侧壁包括由所述存储腔朝向外环境依次布设的内壁层、支撑件、绝热芯层、外壁层；

所述内壁层和所述外壁层形成封闭空间，所述封闭空间填充有低导热系数的气体；

所述支撑件为喇叭状结构，包括与所述内壁层连接的大径端，以及贯穿所述绝热芯层后抵设于所述外壁层的小径端。

本技术方案中，在失重状态下，气体不存在对流传热，主要以气体导热的方式进行热量传递，本发明通过低导热系数的气体替换现有技术中的空气，从减少本发明于失重状态下的气体导热量(气体导热小)，从而提高本发明的绝热效率。更优的，本发明通过喇叭状的支撑件实现内壁层和外壁层之间支撑，大大降低了本发明的重量，同时满足本发明的结构强度，进一步降低了本发明的第一侧壁的厚度要求，提高了存储腔的尺寸，增大了存储腔的利用空间；同时，由于喇叭状的支撑件的内外传热面积相差较大，增加了支撑件的热阻，结构传热小(固体导热小)，进一步提高了本发明的绝热效率。

进一步优选地，所述小径端和所述外壁层之间设有弹簧。

本技术方案中，弹簧的设置进一步降低了结构传热，使得小径端的传热由面传热变成了点传热，且弹簧的设置增长了导热路径，进一步增加了结构传热的热阻，提高了本发明的绝热效率。更优的，弹簧硬质且短小，即使在失重条件下，其伸展长度也极微小，从而避免了本发明的存储腔出现的共振现象，提高了本发明的使用寿命。