本公開(kāi)總體上涉及用于交通工具(vehicle)的組件,并且更具體地說(shuō),涉及供在空間設(shè)備中使用的、具有直接印制(printed)在其上的加熱器的熱管。
背景技術(shù):
常規(guī)電阻加熱器可以用于空間設(shè)備。許多電阻加熱器是由材料和工藝制成的預(yù)成型的獨(dú)立加熱器,其致使加熱器不利于制造后集成到用于空間設(shè)備的組件上。例如,一些常規(guī)電阻加熱器使用粘合劑將常規(guī)電阻加熱器附接至用于空間設(shè)備的組件,如用于將常規(guī)電阻加熱器附接至熱管的粘合劑。
將常規(guī)電阻加熱器附接至熱管可能是耗時(shí)的。而且,附接至熱管的常規(guī)電阻加熱器可能占據(jù)大量空間并且低效地消耗功率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本申請(qǐng)的主旨是,提供克服了現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)的、其上直接印制有加熱器的熱管的實(shí)施方式,以及用于制造的關(guān)聯(lián)方法。本申請(qǐng)的主旨已經(jīng)響應(yīng)于目前技術(shù)水平,并且特別是響應(yīng)于附接至空間設(shè)備的常規(guī)加熱器的缺點(diǎn)而進(jìn)行了開(kāi)發(fā)。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式,提供一種用于空間設(shè)備的加熱器,該加熱器包括熱管。所述加熱器還包括被涂敷至所述熱管的第一層。所述第一層可以由非導(dǎo)電材料制成。所述加熱器另外包括電阻加熱器,在所述第一層被涂敷至所述熱管之后,該電阻加熱器被印制到所述第一層上。所述加熱器包括與所述電阻加熱器相鄰的第二層。所述電阻加熱器可以被放置在所述第一層與所述第二層之間,并且所述第二層由非導(dǎo)電材料制成。
在所述加熱器的一些實(shí)現(xiàn)中,所述電阻加熱器包括:被印制到所述第一層上的第一導(dǎo)體,和被印制到所述第一導(dǎo)體上的第二導(dǎo)體。所述第一導(dǎo)體可以由第一金屬制成,而所述第二導(dǎo)體可以由不同于所述第一金屬的第二金屬制成。所述第一金屬可以包括銅,而所述第二金屬可以包括像鎳鉻合金之類(lèi)的電阻金屬。
根據(jù)所述加熱器的某些實(shí)現(xiàn),所述第一層和所述第二層中的至少一個(gè)層包括印制的陶瓷層。
在所述加熱器的某些實(shí)現(xiàn)中,所述加熱器包括靜電耗散層,該靜電耗散層涂敷在所述第二層上。
根據(jù)另一些實(shí)現(xiàn),所述加熱器包括多個(gè)層片。所述第一層包括所述多個(gè)層片中的第一層片,所述電阻加熱器至少包括所述多個(gè)層片中的第二層片,而所述第二層包括所述多個(gè)層片中的第三層片。所述第一層片和所述第三層片中的至少一個(gè)層片包括陶瓷層片。
在另一實(shí)施方式中,提供一種交通工具,該交通工具包括熱管,該熱管包括印制在該熱管上的多個(gè)層片。所述多個(gè)層片包括:由非導(dǎo)電材料制成的第一層片、涂敷到所述第一層片上并且由第一導(dǎo)電金屬制成的第二層片、以及涂敷到所述第二層片上并且由第二導(dǎo)電金屬制成的第三層片。所述交通工具包括聯(lián)接至所述第二層片的至少兩個(gè)導(dǎo)電觸點(diǎn)。所述交通工具還包括電源,該電源聯(lián)接至所述至少兩個(gè)導(dǎo)電觸點(diǎn)。所述電源經(jīng)由所述至少兩個(gè)導(dǎo)電觸點(diǎn)向所述第二層片供電。
根據(jù)所述交通工具的一些實(shí)現(xiàn),所述電源在等于或高于與所述第三層片的平衡溫度相對(duì)應(yīng)的平衡電壓下,向所述第二層片供應(yīng)恒定電壓。
在所述交通工具的某些實(shí)現(xiàn)中,所述多個(gè)層片具有平坦形狀。
根據(jù)所述交通工具的一些實(shí)現(xiàn),所述多個(gè)層片包括第四層片,該第四層片被涂敷到所述第三層片上并且由非導(dǎo)電材料制成。所述第一層片和所述第四層片夾著所述第二層片和所述第三層片。
在所述交通工具的一些實(shí)現(xiàn)中,所述多個(gè)層片中的至少一個(gè)層片包括陶瓷層片。
根據(jù)又一實(shí)施方式,提供一種制造用于加熱空間中的設(shè)備的加熱器的方法,該方法包括設(shè)置熱管的步驟。所述熱管可以被配置成,包含流過(guò)所述熱管以易于傳熱的流體。所述方法還包括以下步驟:將第一非導(dǎo)電層涂敷到所述熱管上,在將所述第一非導(dǎo)電層涂敷到所述熱管上之后,將電阻加熱器印制到所述第一非導(dǎo)電層上,以及將第二非導(dǎo)電層涂敷到所述電阻加熱器上,以形成所述加熱器。
在所述方法的一些實(shí)現(xiàn)中,將所述電阻加熱器印制到所述第一非導(dǎo)電層上包括以下步驟:利用第一導(dǎo)電材料將導(dǎo)電層印制到所述第一非導(dǎo)電層上,并且利用第二導(dǎo)電材料將加熱器層印制到所述導(dǎo)電層上。將所述第一非導(dǎo)電層涂敷到所述熱管上可以包括以下步驟:將所述第一非導(dǎo)電層印制到所述熱管上。將所述第二非導(dǎo)電層涂敷到所述電阻加熱器上可以包括以下步驟:將所述第二非導(dǎo)電層印制到所述電阻加熱器上。
根據(jù)所述方法的某些實(shí)現(xiàn),所述第一非導(dǎo)電層包括陶瓷。
在一些實(shí)現(xiàn)中,所述方法還包括以下步驟:將熱電偶印制到所述第一非導(dǎo)電層上。所述方法還可以包括以下步驟:將外覆層(overcoat)涂敷在所述第二非導(dǎo)電層上。所述外覆層可以是導(dǎo)電靜電耗散層。
本公開(kāi)的主旨的所述特征、結(jié)構(gòu)、優(yōu)點(diǎn)和/或特性可以按任何合適的方式,在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式和/或?qū)崿F(xiàn)中加以組合。在下面的描述中,提供了許多具體細(xì)節(jié),以賦予對(duì)本公開(kāi)的主旨的實(shí)施方式的詳盡理解。相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到,可以在沒(méi)有特定實(shí)施方式或?qū)崿F(xiàn)的具體特征、細(xì)節(jié)、組件、材料和/或方法中的一個(gè)或更多個(gè)的情況下來(lái)實(shí)現(xiàn)本公開(kāi)的主旨。在其它情況下,在可能不存在于所有實(shí)施方式或?qū)崿F(xiàn)中的某些實(shí)施方式和/或?qū)崿F(xiàn)中,可以認(rèn)識(shí)到附加特征和優(yōu)點(diǎn)。而且,在某些情況下,未詳細(xì)示出或描述公知結(jié)構(gòu)、材料或操作,以避免搞混本公開(kāi)的主旨的多個(gè)方面。本公開(kāi)的主旨的特征和優(yōu)點(diǎn)根據(jù)下面的描述和所附權(quán)利要求書(shū)將變得更完全清楚,或者可以通過(guò)具體實(shí)踐如下面具體闡述的主旨而獲知。
附圖說(shuō)明
為了可以更容易地理解所述主旨的優(yōu)點(diǎn),上面簡(jiǎn)要描述的主旨的更具體描述通過(guò)參照在附圖中例示的具體實(shí)施方式來(lái)表述。應(yīng)當(dāng)明白,這些附圖僅描繪了所述主旨的典型實(shí)施方式,因此,它們不被視為對(duì)其范圍的限制。所述主旨將通過(guò)使用附圖而以附加特異性和細(xì)節(jié)來(lái)進(jìn)行描述和說(shuō)明,其中:
圖1是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式的、用于控制設(shè)備的熱量的溫度控制系統(tǒng)的示意性框圖;
圖2是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式的、包括具有印制的加熱器的熱管的空間設(shè)備的立體圖;
圖3是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式的、可以包括印制的加熱器的熱管的實(shí)施方式的橫截面圖;
圖4是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式的、熱管上的印制的加熱器的橫截面圖;
圖5a是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式的、用于將第一非導(dǎo)電層印制到熱管上的系統(tǒng)的示意性側(cè)視圖;
圖5b是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式的、用于將電阻加熱器印制到圖5a的第一非導(dǎo)電層上的系統(tǒng)的示意性側(cè)視圖;
圖5c是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式的、用于將圖5b的電阻加熱器的導(dǎo)電層印制到圖5a的第一非導(dǎo)電層上的系統(tǒng)的示意性側(cè)視圖;
圖5d是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式的、用于印制圖5b的電阻加熱器的加熱器層的系統(tǒng)的示意性側(cè)視圖;
圖5e是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式的、用于將第二非導(dǎo)電層印制到圖5b的電阻加熱器上的系統(tǒng)的示意性側(cè)視圖;
圖5f是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式的、用于將外覆層印制到圖5e的第二非導(dǎo)電層上的系統(tǒng)的示意性側(cè)視圖;
圖6是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式的、用于控制設(shè)備的熱量的另一溫度控制系統(tǒng)的示意性框圖;以及
圖7是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式的、制造和使用用于空間設(shè)備的加熱器的方法的示意性流程圖。
具體實(shí)施方式
貫穿本說(shuō)明書(shū)針對(duì)“一個(gè)實(shí)施方式”、“一實(shí)施方式”或類(lèi)似語(yǔ)言的引用意指,結(jié)合該實(shí)施方式描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性被包括在本公開(kāi)的至少一個(gè)實(shí)施方式中。貫穿本說(shuō)明書(shū)出現(xiàn)的短語(yǔ)“在一個(gè)實(shí)施方式中”、“在一實(shí)施方式中”以及類(lèi)似語(yǔ)言可以但不必都指代同一實(shí)施方式。類(lèi)似的是,使用術(shù)語(yǔ)“實(shí)現(xiàn)”意指具有結(jié)合本公開(kāi)的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性的實(shí)現(xiàn),然而,不存在明確相關(guān)來(lái)另外加以指示,一實(shí)現(xiàn)可以與一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式相關(guān)聯(lián)。
如圖1所示,并且根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式,諸如交通工具(例如,航天器)或軌道結(jié)構(gòu)(例如,衛(wèi)星、空間站)這樣的空間設(shè)備的溫度控制系統(tǒng)40包括:集成加熱器系統(tǒng)60。該集成加熱器系統(tǒng)60的一部分被印制到熱管上。在該例示實(shí)現(xiàn)中,該集成加熱器系統(tǒng)60包括:電阻加熱器130、溫度傳感器180、以及加熱器控制模塊190。加熱器控制模塊190包括控制加熱器控制模塊190的操作的硬件(例如,電路、繼電器、開(kāi)關(guān)、數(shù)字i/o連接器等)和邏輯。在一些實(shí)現(xiàn)中,加熱器控制模塊190是薄膜柔性微芯片,在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中,包括印制到柔性基板上上的多個(gè)晶體管。一般來(lái)說(shuō),加熱器控制模塊190將電力供應(yīng)至將電力轉(zhuǎn)換成熱的電阻加熱器130。由電阻加熱器130產(chǎn)生的熱量可以響應(yīng)于從加熱器控制模塊190供應(yīng)的電力的電壓而變化。因此,加熱器控制模塊190的電力模塊192被設(shè)置成,通過(guò)調(diào)節(jié)供應(yīng)給電阻加熱器130的電力的電壓來(lái)調(diào)節(jié)(例如,改變或調(diào)制)由電阻加熱器130產(chǎn)生的熱量。電力模塊192的操作和加熱器控制模塊190的其它操作可以經(jīng)由數(shù)字信號(hào)(如脈寬調(diào)制信號(hào))來(lái)命令。
溫度傳感器180可以是被設(shè)置成測(cè)量由電阻加熱器130提供的溫度以便將電阻加熱器130的溫度調(diào)節(jié)到希望溫度的各種溫度傳感器中的任一種。溫度傳感器180可以是熱電偶、數(shù)字溫度傳感器,或任何其它溫度傳感器。
在一些實(shí)現(xiàn)中,通信模塊194包括硬件,如天線、收發(fā)器、網(wǎng)絡(luò)接口控制器等,以易于接收和發(fā)送電子數(shù)據(jù)通信。
在某些實(shí)施方式中,加熱器控制模塊190還包括健康模塊196,該健康模塊196監(jiān)測(cè)包括電阻加熱器130的集成加熱器系統(tǒng)60的一個(gè)或多個(gè)健康狀況,并且經(jīng)由通信模塊194將所監(jiān)測(cè)的健康狀況傳送至另一裝置。根據(jù)一些實(shí)現(xiàn),健康模塊196連續(xù)地將健康狀況傳送至另一裝置。另選的是,健康模塊196可以僅在健康狀況滿足一閾值時(shí)將該健康狀況傳送至另一裝置。響應(yīng)于所監(jiān)測(cè)的健康狀況,如在健康狀況滿足一閾值時(shí),另一裝置可以永久地或臨時(shí)地禁用集成加熱器系統(tǒng)60的操作。由健康模塊196監(jiān)測(cè)的健康狀況可以是:與性能、功能和/或電阻加熱器130的安全性相關(guān)的各種狀況中的任何一種。例如,健康狀況可以是電阻加熱器130的溫度(其可以由溫度傳感器180測(cè)量),并且該閾值可以是電阻加熱器130的最大允許溫度。根據(jù)一些實(shí)施方式,加熱器控制模塊190可操作,以在健康狀況滿足一閾值時(shí)禁用集成加熱器系統(tǒng)60的操作。
參照?qǐng)D2,并且根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式,空間設(shè)備200可以包括熱管202,熱管202可以具有由溫度控制系統(tǒng)(如溫度控制系統(tǒng)40)控制的溫度。如所示的,空間設(shè)備200可以是衛(wèi)星,或者空間設(shè)備200可以是在如同環(huán)境之類(lèi)的空間(例如,火箭、導(dǎo)彈、空間站、宇宙飛船、空間模擬器)中可操作的任何合適的設(shè)備。在某些實(shí)施方式中,熱管202可以包括直接印制在熱管202上的加熱器,以使不使用粘合劑。這種印制的加熱器可以大致小于粘合地附接至熱管202的加熱器。例如,印制的加熱器可以是粘合地附接至熱管202的加熱器的尺寸的大約1/8或1/10。而且,印制加熱器可以包括比粘合附接的加熱器更少的熱部件。因此,印制加熱器可以使用比粘合附接的加熱器更少的電力來(lái)向熱管提供熱量。應(yīng)注意到,雖然熱管202被例示為空間設(shè)備200的一部分,但熱管202可以是任何合適的裝置的一部分,如被制造成在寬范圍的溫度下操作的裝置。
參照?qǐng)D3,例示了可以包括印制加熱器的熱管202的橫截面圖的一個(gè)實(shí)施方式。熱管202可以被設(shè)置成包含流過(guò)熱管202以易于傳熱的流體。具體來(lái)說(shuō),熱管202的一個(gè)實(shí)現(xiàn)包括外殼302、芯(wick)304、以及蒸汽腔306。外殼302和芯304可以由導(dǎo)熱材料形成,如包括鋁、銅以及鋼的金屬。蒸汽腔306是由外殼302和芯304包圍的中空部分。熱管202的外殼302可以具有任何形狀,如在兩側(cè)大致是平的、大致為圓形的、大致為橢圓形的,等等。
流體例如可以通過(guò)以下循環(huán)與外殼302交換熱量。流體可以在從外殼302吸收熱能之后蒸發(fā)308,由此,從芯304流動(dòng)至蒸汽腔306。蒸發(fā)的流體可以沿著蒸汽腔306而遷移310至熱管202的較低溫度部分。蒸發(fā)的流體可以冷凝312回至液體,并且被芯304吸收,由此,釋放熱能。液體流體可以沿著芯304遷移310至熱管202的更高溫度部分,其中,該循環(huán)重復(fù)。
轉(zhuǎn)至圖4,例示了熱管202上的印制加熱器400的橫截面圖。印制加熱器400包括:印制到熱管202上的第一層402、印制到第一層210上的電阻加熱器130、印制到電阻加熱器404上的第二層406、以及印制到第二層406上的外覆層408。在一些實(shí)現(xiàn)中,可以利用可以使用快速冷凝等離子體進(jìn)行印制的直接寫(xiě)入技術(shù)來(lái)印制各個(gè)層。
第一層402或第一層片(ply)由非導(dǎo)電材料制成,舉例來(lái)說(shuō),如玻璃纖維、塑料、陶瓷、硅膠、織物等。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中,第一層402是厚度在一納米至若干微米之間的范圍內(nèi)的薄膜。在其它實(shí)現(xiàn)中,第一層402具有大于若干微米的厚度。如所示的,在一個(gè)構(gòu)造中,第一層402具有大致平坦形狀。在一些實(shí)現(xiàn)中,第一層402可以是大致剛性或非柔性的。然而,在某些其它實(shí)現(xiàn)中,第一層402由非剛性柔性材料制成,使得其可以彎曲或移動(dòng)成非平坦形狀。
電阻加熱器130或第二層片包括:印制到第一層402上的第一導(dǎo)體和印制到第一導(dǎo)體上的第二導(dǎo)體,如圖5c和5d所示。在某些實(shí)現(xiàn)中,第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體可以被認(rèn)為是分離的層片。在如所示的一個(gè)實(shí)現(xiàn)中,電阻加熱器130的第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體具有大致平坦形狀。第一導(dǎo)體由第一金屬制成,而第二導(dǎo)體由第二金屬制成。第一金屬可以不同于第二金屬。在各種實(shí)現(xiàn)中,第一和第二金屬可以包括以下各項(xiàng)中的一種或更多種:銀、銅、金、鋁、鋅、鎳、黃銅、青銅、鐵、鉑、鋼、鉛、鉻鋁鈷耐熱鋼(kanthal)、鎳鉻合金、銅鎳合金、鎳合金、以及各種電阻金屬中的任一種。第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體可以是處于印制狀態(tài)的等離子體,并且在印制和干燥之后的印制后狀態(tài)下是固體。
類(lèi)似于第一層402,第二層406或第三層片由不導(dǎo)電材料制成,舉例來(lái)說(shuō),如玻璃纖維、塑料、陶瓷、硅膠、織物等。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中,第二層406是厚度在一納米至若干微米之間的范圍內(nèi)的薄膜。在其它實(shí)現(xiàn)中,第二層406具有大于若干微米的厚度。如所示,在一個(gè)構(gòu)造中,第二層406具有大致平坦形狀。在一些實(shí)現(xiàn)中,第二層406可以是大致剛性或非柔性的。然而,在某些其它實(shí)現(xiàn)中,第二層406由非剛性柔性材料制成,使得其可以彎曲或移動(dòng)成非平坦形狀。
外覆層408或第四層片由導(dǎo)電底漆制成,并且可以包括靜電耗散材料。例如,外覆層408可以包括例如環(huán)氧樹(shù)脂、氨基甲酸乙酯、licron等這樣的材料。
參照?qǐng)D5a到5f,在一個(gè)實(shí)施方式中,可以利用至少一個(gè)印制頭將印制的加熱器400印制到熱管202上。在所示的實(shí)施方式中,印制機(jī)(未示出)包括:用于印制第一層402和第二層406、電阻加熱器130、以及外覆層408的一個(gè)或更多個(gè)印制頭510。如圖5a所示,所述一個(gè)或更多個(gè)印制頭510包括:含有第一材料的第一材料源520;和用于從第一材料源520分配第一材料522的噴嘴。如方向箭頭所示,所述一個(gè)或更多個(gè)印制頭510相對(duì)于(例如,平行于)要將第一層402印制到其上的熱管202的表面平移地移動(dòng)。隨著所述一個(gè)或更多個(gè)印制頭510沿著熱管202的表面移動(dòng),所述一個(gè)或多個(gè)印制頭510將第一材料522分配到熱管202的表面上以形成第一層402。值得做的是,在一些實(shí)現(xiàn)中,所述一個(gè)或更多個(gè)印制頭510將均勻厚度的第一材料522分配到熱管202上以形成第一層402。第一材料522是如上所述的非導(dǎo)電材料。
如圖5b所示,在印制第一層402之后,所述一個(gè)或更多個(gè)印制頭510(其包括含有第二材料的第二材料源530,和用于從第二材料源530分配第二材料532的噴嘴)沿著要將電阻加熱器130印制到其上的第一層402的表面平移地移動(dòng)。隨著所述一個(gè)或更多個(gè)印制頭510沿著第一層402的表面移動(dòng),所述一個(gè)或更多個(gè)印制頭510將第二材料532分配到第一層402的表面上,以形成電阻加熱器130。值得做的是,在一些實(shí)現(xiàn)中,所述一個(gè)或更多個(gè)印制頭510將均勻厚度的第二材料532分配到第一層402上,以形成電阻加熱器130。第二材料532是如上所述的導(dǎo)體(例如,導(dǎo)電材料)。
在一些實(shí)施方式中,所述一個(gè)或更多個(gè)印制頭510可以被用于將溫度傳感器180和/或加熱器控制模塊190印制到第一層402上。例如,隨著所述一個(gè)或更多個(gè)印制頭510相對(duì)于第一層402的表面移動(dòng),所述一個(gè)或更多個(gè)印制頭510將一種或更多種材料分配到第一層402的表面上,以形成溫度傳感器180和/或加熱器控制模塊190。另選的是,溫度傳感器180或加熱器控制模塊190中的一個(gè)或兩個(gè)可以在不同的印制工序期間被印制到第一層402上,或者在電阻加熱器130被印制到第一層402上之前或之后被預(yù)先形成并電聯(lián)接至電阻加熱器130。
電阻加熱器130可以利用多個(gè)印制步驟來(lái)印制。圖5c和5d例示了利用一個(gè)以上的印制步驟來(lái)印制電阻加熱器130。如圖5c所示,在印制第一層402之后,所述一個(gè)或更多個(gè)印制頭510(其包括:含有第二材料的第二材料源530,和用于從第二材料源530分配第二材料532的噴嘴)沿著要將第一導(dǎo)電層534印制到其上的第一層402的表面平移地移動(dòng)。隨著所述一個(gè)或更多個(gè)印制頭510沿著第一層402的表面移動(dòng),所述一個(gè)或更多個(gè)印制頭510將第二材料532分配到第一層402的表面上以形成第一導(dǎo)電層534。值得做的是,在一些實(shí)現(xiàn)中,所述一個(gè)或更多個(gè)印制頭510將均勻厚度的第二材料532分配到第一層402上,以形成第一導(dǎo)電層534。第二材料532是如上所述的導(dǎo)體(例如,導(dǎo)電材料)。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中,第一導(dǎo)電層534此外還包括用于將電阻加熱器部件聯(lián)接至電源的電路。
如圖5d所示,在印制第一導(dǎo)電層534之后,所述一個(gè)或更多個(gè)印制頭510(其包括:含有第三材料的第三材料源540,和用于從第三材料源540分配第三材料542的噴嘴)沿著要將第二導(dǎo)電層544印制到其上的第一導(dǎo)電層534的表面平移地移動(dòng)。隨著所述一個(gè)或更多個(gè)印制頭510沿著第一導(dǎo)電層534的表面移動(dòng),所述一個(gè)或更多個(gè)印制頭510將第三材料542分配到第一導(dǎo)電層534的表面上,以形成第二導(dǎo)電層544。值得做的是,在一些實(shí)現(xiàn)中,所述一個(gè)或更多個(gè)印制頭510將均勻厚度的第三材料542分配到第一導(dǎo)電層534上,以形成第二導(dǎo)電層544。第三材料542是如上所述的導(dǎo)體(例如,導(dǎo)電材料)。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中,第二導(dǎo)電層544此外還包括電阻加熱器部件和/或加熱器層。
如圖5e所示,所述一個(gè)或更多個(gè)印制頭510可以再次使用:含有第一材料的第一材料源520,和用于從第一材料源520分配第一材料522的噴嘴。如方向箭頭所示,所述一個(gè)或更多個(gè)印制頭510相對(duì)于(例如,平行于)要將第二層406印制到其上的電阻加熱器130的表面平移地移動(dòng)。隨著所述一個(gè)或更多個(gè)印制頭510沿著電阻加熱器130的表面移動(dòng),所述一個(gè)或多個(gè)印制頭510將第一材料522分配到電阻加熱器130的表面上以形成第二層406。應(yīng)注意到,第一層402和第二層406夾著電阻加熱器130。值得做的是,在一些實(shí)現(xiàn)中,所述一個(gè)或更多個(gè)印制頭510將均勻厚度的第一材料522分配到電阻加熱器130上以形成第二層406。第一材料522是如上所述的非導(dǎo)電材料。
如圖5f所示,所述一個(gè)或更多個(gè)印制頭510包括:含有第四材料的第四材料源550,和用于從第四材料源550分配第四材料552的噴嘴。如方向箭頭所示,所述一個(gè)或更多個(gè)印制頭510相對(duì)于(例如,平行于)要將外覆層408印制到其上的第二層406的表面平移地移動(dòng)。隨著所述一個(gè)或更多個(gè)印制頭510沿著第二層406的表面移動(dòng),所述一個(gè)或更多個(gè)印制頭510將第四材料552分配到第二層406的表面上以形成外覆層408。值得做的是,在一些實(shí)現(xiàn)中,所述一個(gè)或更多個(gè)印制頭510將均勻厚度的第四材料552分配到第二層406上以形成外覆層408。第四材料522可以由導(dǎo)電底漆(primer)制成,并且可以包括靜電耗散材料,如上所述。
轉(zhuǎn)至圖6,例示了用于控制設(shè)備的熱量的另一溫度控制系統(tǒng)600的示意性框圖。溫度控制系統(tǒng)600包括其上印制有電阻加熱器130的熱管202。
具體來(lái)說(shuō),電阻加熱器130包括:直接印制在熱管202上的第一導(dǎo)體602(例如,導(dǎo)電材料)(例如,如前所述,第一導(dǎo)體602可以直接印制到第一層402上)。第一導(dǎo)體602可以由金屬制成,該金屬可以包括以下各項(xiàng)中的一種或更多種:銀、銅、金、鋁、鋅、鎳、黃銅、青銅、鐵、鉑、鋼、鉛、鉻鋁鈷耐熱鋼(kanthal)、鎳鉻合金、銅鎳合金、鎳合金、以及電阻材料。電阻加熱器130還包括直接印制在熱管202上的第二導(dǎo)體604(例如,導(dǎo)電材料)。具體來(lái)說(shuō),第二導(dǎo)體604可以直接印制到第一層402和/或第一導(dǎo)體602上。在某些實(shí)現(xiàn)中,第一導(dǎo)體602可以直接印制到第一層402和/或第二導(dǎo)體604上。在各種實(shí)現(xiàn)中,第一導(dǎo)體602和第二導(dǎo)體604彼此接觸,以在第一導(dǎo)體602與第二導(dǎo)體604之間提供導(dǎo)電性。第二導(dǎo)體604可以由金屬制成,該金屬可以包括以下各項(xiàng)中的一種或更多種:銀、銅、金、鋁、鋅、鎳、黃銅、青銅、鐵、鉑、鋼、鉛、鉻鋁鈷耐熱鋼(kanthal)、鎳鉻合金、銅鎳合金、鎳合金,以及各種電阻金屬中的任一種。在一些實(shí)現(xiàn)中,第一導(dǎo)體602和第二導(dǎo)體604可以由不同材料制成。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中,第一導(dǎo)體602包括銅,而第二導(dǎo)體604包括:鎳鉻合金,或類(lèi)似鎳鉻合金的各種電阻金屬中的任何一種。
第一導(dǎo)體602包括用于將電力引導(dǎo)至第二導(dǎo)體604的第一導(dǎo)電跡線606和第二導(dǎo)電跡線608。而且,第二導(dǎo)體604是加熱器層,如電阻加熱器部件。電聯(lián)接至第一導(dǎo)電跡線606的第一觸點(diǎn)610和電聯(lián)接至第二導(dǎo)電跡線608的第二觸點(diǎn)612易于將電力模塊192(例如,電源)連接至第二導(dǎo)體604,以向第二導(dǎo)體604供電。如前所述,加熱器控制模塊190可以控制電力模塊192向電阻加熱器130提供希望量的功率。在一些實(shí)現(xiàn)中,電力模塊192可以在等于或高于與平衡溫度相對(duì)應(yīng)的平衡電壓下,向電阻加熱器130提供恒定電壓。
為了易于控制供應(yīng)給電阻加熱器130的電壓,可以將熱電偶614印制在熱管202上。具體來(lái)說(shuō),熱電偶614可以直接印制到第一層402上。熱電偶614包括:用于將電力引導(dǎo)至熱電偶614的第一導(dǎo)電跡線616和第二導(dǎo)電跡線618。電聯(lián)接至第一導(dǎo)電跡線616的第一觸點(diǎn)620和電聯(lián)接至第二導(dǎo)電跡線618的第二觸點(diǎn)622易于將加熱器控制模塊190連接至熱電偶614,以操作和/或監(jiān)測(cè)熱電偶614。如前所述,加熱器控制模塊190可以使用從熱電偶614監(jiān)測(cè)的溫度,來(lái)控制供應(yīng)給電阻加熱器130的電力的量。
參照?qǐng)D7,示出了制造和使用用于空間設(shè)備的加熱器的方法700的一個(gè)實(shí)施方式。該方法700包括以下步驟:在702,設(shè)置熱管,其可以被配置成包含流過(guò)該熱管以易于傳熱的流體。另外,該方法700包括以下步驟:在704,將第一非導(dǎo)電層涂敷到熱管上。在一些實(shí)現(xiàn)中,將第一非導(dǎo)電層涂敷到熱管上的步驟可以包括:將第一非導(dǎo)電層印制到熱管上。接著,該方法700可以包括以下步驟:在706,將熱電偶印制到第一非導(dǎo)電層上。該方法700還包括以下步驟:在將第一非導(dǎo)電層涂敷到熱管上之后,通過(guò)以下步驟將電阻加熱器印制到第一非導(dǎo)電層上:在708,利用第一導(dǎo)電材料將導(dǎo)電層印制到第一非導(dǎo)電層上;并且在710,利用第二導(dǎo)電材料將加熱器層印制到導(dǎo)電層上。該方法700包括以下步驟:在712,將第二非導(dǎo)電層涂敷到電阻加熱器上,以形成加熱器。在某些實(shí)現(xiàn)中,將第二非導(dǎo)電層涂敷到電阻加熱器上的步驟可以包括:將第二非導(dǎo)電層印制到電阻加熱器上。
該方法700還可以包括以下步驟:在714,將外覆層涂敷在第二非導(dǎo)電層上,其可以是導(dǎo)電靜電耗散層。而且,該方法700可以包括以下步驟:在716,將電源電聯(lián)接至導(dǎo)電層。
該方法700還可以包括以下步驟:在718,基于來(lái)自熱電偶的輸入,調(diào)節(jié)施加至導(dǎo)電層的電壓。該電壓可以是被定義為足夠高的電壓的平衡電壓,使得如果足夠高的電壓恒定地施加至加熱器層將允許加熱器層的溫度達(dá)到平衡溫度。該方法700另外可以包括以下步驟:在720,響應(yīng)于施加至導(dǎo)電層的電壓而從加熱器層產(chǎn)生熱。
應(yīng)注意到,雖然在此包括的許多實(shí)現(xiàn)式描述了將材料印制到熱管上以在熱管上形成加熱器,但在一些實(shí)現(xiàn)中,形成加熱器的材料可以印制在具有平坦表面、圓形表面或其它類(lèi)型表面的任何合適裝置上。
在上面的描述中,可以使用諸如“向上”、“向下”、“上面”、“下面”、“水平”、“垂直”、“左”、“右”、“上方”、“下方”等的某些術(shù)語(yǔ)。這些術(shù)語(yǔ)在適當(dāng)?shù)那闆r下用于在處理相對(duì)關(guān)系時(shí)提供某一清楚的描述。但是,這些術(shù)語(yǔ)并非旨在暗示絕對(duì)關(guān)系、位置和/或取向。例如,相對(duì)于物體,“上”表面可以簡(jiǎn)單地通過(guò)翻轉(zhuǎn)該物體而變成“下”表面。盡管如此,其仍然是同一個(gè)物體。而且,術(shù)語(yǔ)“包括”,“包含”,“具有”及其變體意指“包括但不限于”,除非另外明確指定。列舉的項(xiàng)目列表并不暗示任何或所有項(xiàng)目是相互排斥的和/或相互包含的,除非另外明確指定。術(shù)語(yǔ)“一個(gè)”和“該/所述”還指“一個(gè)或更多個(gè)”,除非另外明確指定。而且,術(shù)語(yǔ)“多個(gè)”可以被定義為“至少兩個(gè)”。
另外,在本說(shuō)明書(shū)中一個(gè)部件“聯(lián)接”至另一部件的實(shí)例可以包括直接和間接聯(lián)接。直接聯(lián)接可以被定義為聯(lián)接至另一元件并且與該另一部件有一些接觸的一個(gè)部件。間接聯(lián)接可以被定義為不彼此直接接觸,而是在聯(lián)接部件之間具有一個(gè)或多個(gè)附加部件的兩個(gè)部件之間的聯(lián)接。而且,如在此使用的,將一個(gè)部件固定到另一個(gè)部件可以包括直接固定和間接固定。另外,如在此使用的,“相鄰”不一定指示接觸。例如,一個(gè)部件可以與另一部件相鄰,而不與該部件接觸。
如在此使用的,當(dāng)與列表項(xiàng)目一起使用時(shí),短語(yǔ)“…中的至少一個(gè)”意指可以使用列出項(xiàng)目中的一個(gè)或更多個(gè)的不同組合,并且可以需要列表中的項(xiàng)目中的僅一個(gè)。該項(xiàng)目可以是特殊物體、事物或類(lèi)別。換句話說(shuō),“…中的至少一個(gè)”意指項(xiàng)目的任何組合,或者項(xiàng)目數(shù)可以根據(jù)列表使用,但可以不需要列表中的所有項(xiàng)目。例如,“項(xiàng)目a、項(xiàng)目b以及項(xiàng)目c中的至少一個(gè)”可以意指:項(xiàng)目a;項(xiàng)目a和項(xiàng)目b;項(xiàng)目b;項(xiàng)目a、項(xiàng)目b以及項(xiàng)目c;或者項(xiàng)目b和項(xiàng)目c。在某些情況下,“項(xiàng)目a、項(xiàng)目b以及項(xiàng)目c中的至少一個(gè)”例如可以無(wú)限制地意指:項(xiàng)目a中的兩個(gè),項(xiàng)目b中的一個(gè),和項(xiàng)目c中的十個(gè);項(xiàng)目b中的四個(gè)和項(xiàng)目c中的七個(gè);或者某一其它合適組合。
除非另外加以表明,術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等在此僅被用作標(biāo)簽,而非旨在對(duì)這些術(shù)語(yǔ)所涉及的項(xiàng)目施加順序的、定位的或分層的要求。而且,例如引用“第二”項(xiàng)不需要或排除存在例如“第一”或更低編號(hào)項(xiàng)和/或例如“第三”或更高編號(hào)項(xiàng)。
在此包括的示意性流程圖一般被闡述為邏輯流程圖。同樣地,所描繪的次序和標(biāo)注的步驟指示所呈現(xiàn)的方法的一個(gè)實(shí)施方式??梢栽O(shè)想在功能、邏輯或效果上等同于所示方法的一個(gè)或多個(gè)步驟,或其部分的其它步驟和方法。另外,所采用的格式和符號(hào)被提供以解釋該方法的邏輯步驟,并且被理解為不限制該方法的范圍。盡管在流程圖中可以采用各種箭頭類(lèi)型和線類(lèi)型,但它們被理解為不限制對(duì)應(yīng)方法的范圍。實(shí)際上,一些箭頭或其它連接器可以用于僅指示該方法的邏輯流程。例如,箭頭可以指示所描繪的方法的枚舉步驟之間的未指定持續(xù)時(shí)間的等待或監(jiān)視時(shí)段。另外,特定方法發(fā)生的次序可以或可以不嚴(yán)格遵守所示對(duì)應(yīng)步驟的次序。
在本說(shuō)明書(shū)中描述的功能性單元中的一些已經(jīng)被標(biāo)注為模塊,以便更具體強(qiáng)調(diào)它們的實(shí)現(xiàn)獨(dú)立性。例如,模塊可以被實(shí)現(xiàn)為包括:定制vlsi電路或門(mén)陣列的硬件電路,諸如邏輯芯片的現(xiàn)成半導(dǎo)體、晶體管,或者其它離散組件。模塊還可以采用可編程硬件裝置來(lái)實(shí)現(xiàn),如現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列、可編程陣列邏輯、可編程邏輯裝置等。
模塊還可以按用于通過(guò)各種類(lèi)型的處理器執(zhí)行的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)可讀程序代碼的標(biāo)識(shí)模塊例如可以包括:計(jì)算機(jī)指令的一個(gè)或更多個(gè)物理或邏輯塊,其例如可以被組織為對(duì)象、過(guò)程或功能。盡管如此,可執(zhí)行的表示模塊不需要在物理上定位在一起,而是可以包括存儲(chǔ)在不同位置中的全異指令,其當(dāng)在邏輯上結(jié)合在一起時(shí),包括該模塊并實(shí)現(xiàn)針對(duì)該模塊的規(guī)定目的。
實(shí)際上,計(jì)算機(jī)可讀程序代碼的模塊可以是單一指令,或者許多指令,而且甚至可以在幾個(gè)不同代碼段上、不同程序之間、和橫跨幾個(gè)存儲(chǔ)器組裝置分布。類(lèi)似的是,可操作數(shù)據(jù)在此可以在模塊內(nèi)標(biāo)識(shí)和例示,并且可以按任何合適形式具體實(shí)施,并且在任何合適類(lèi)型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)組織。該可操作數(shù)據(jù)可以被收集為單一數(shù)據(jù)集,或者可以在不同位置上(包括在不同存儲(chǔ)裝置上)分布,并且可以至少部分地僅作為電子信號(hào)存在于系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)上。在模塊或模塊的部分按軟件實(shí)現(xiàn)的情況下,該計(jì)算機(jī)可讀程序代碼可以存儲(chǔ)在一個(gè)或更多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中和/或在其上傳播。
該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以是存儲(chǔ)該計(jì)算機(jī)可讀程序代碼的有形計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。該計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)例如可以是,但不限于:電子、磁性、光學(xué)、電磁、紅外線、全息、微機(jī)械、或半導(dǎo)體系統(tǒng)、裝置或設(shè)備,或者前述的任何合適組合。
該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的更具體示例可以包括,但不限于:便攜式計(jì)算機(jī)磁碟、硬盤(pán)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram)、只讀存儲(chǔ)器(rom)、可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(eprom或閃速存儲(chǔ)器)、便攜式光盤(pán)只讀存儲(chǔ)器(cd-rom)、數(shù)字萬(wàn)用盤(pán)(dvd)、光學(xué)存儲(chǔ)裝置、磁存儲(chǔ)裝置、全息存儲(chǔ)介質(zhì)、微機(jī)械存儲(chǔ)裝置、或者前述的任何合適組合。在本文檔的上下文中,計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可以是:可以包含和/或存儲(chǔ)用于供和/或結(jié)合指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備使用的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼的任何有形介質(zhì)。
該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)還可以是計(jì)算機(jī)可讀信號(hào)介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀信號(hào)介質(zhì)可以包括:其中具體實(shí)施有計(jì)算機(jī)可讀程序代碼的傳播數(shù)據(jù)信號(hào)(例如在基帶中或作為載波的一部分)。這種傳播信號(hào)可以采取多種形式中的任一種,包括但不限于:電氣、電磁、磁性、光學(xué)、或其任何合適組合。計(jì)算機(jī)可讀信號(hào)介質(zhì)可以是:不是計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì),并且可以傳送、傳播或者傳輸用于供和/或結(jié)合指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備使用的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼的任何計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。在計(jì)算機(jī)可讀信號(hào)介質(zhì)上具體實(shí)施的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼可以利用任何合適介質(zhì)來(lái)發(fā)送,包括但不限于:無(wú)線、有線、光纜、射頻(rf)等,或者前述的任何合適組合。
在一個(gè)實(shí)施方式中,該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以包括一個(gè)或更多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)和一個(gè)或更多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀信號(hào)介質(zhì)的組合。例如,計(jì)算機(jī)可讀程序代碼既可以作為電磁信號(hào)通過(guò)光纜傳播以通過(guò)處理器執(zhí)行,也可以存儲(chǔ)在ram存儲(chǔ)裝置上以供處理器執(zhí)行。
用于執(zhí)行針對(duì)本發(fā)明的多個(gè)方面的操作的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼可以采用一種或更多種編程語(yǔ)言的任何組合來(lái)編寫(xiě),包括諸如java、smalltalk、c++等這樣的面向?qū)ο缶幊陶Z(yǔ)言,和諸如“c”編程語(yǔ)言或類(lèi)似編程語(yǔ)言這樣的常規(guī)過(guò)程化編程語(yǔ)言。該計(jì)算機(jī)可讀程序代碼可以全部在用戶的計(jì)算機(jī)上、部分地在用戶的計(jì)算機(jī)上、作為獨(dú)立軟件包、一部分在用戶的計(jì)算機(jī)上而一部分在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上、或者全部在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)或服務(wù)器上執(zhí)行。在后一情況下,該遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)可以經(jīng)由任何類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)(包括局域網(wǎng)(lan)或廣域網(wǎng)(wan))連接至用戶的計(jì)算機(jī),或者可以針對(duì)外部計(jì)算機(jī)進(jìn)行該連接(例如,經(jīng)由利用因特網(wǎng)服務(wù)提供商的因特網(wǎng))。
本主旨可以在不脫離其精神和基本特征的情況下按其它特定形式來(lái)具體實(shí)施。所述實(shí)施方式要如所示地并且不受限地按全部方面來(lái)考慮。落入權(quán)利要求書(shū)的等同物的含義和范圍內(nèi)的所有改變將被涵蓋在它們的范圍內(nèi)。