本發(fā)明涉及需散熱及耐熱部件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及耐高溫帶向傳熱結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

在特殊場(chǎng)合使用的特殊設(shè)備，需要具有非常好隔熱及耐熱功能，如用于災(zāi)情偵察的無(wú)人機(jī)、核潛艇、衛(wèi)星等，均需要具有極好的隔熱及耐熱功能。

以無(wú)人機(jī)為例，運(yùn)用在消防營(yíng)救指揮時(shí)，需要現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)視火情和蔓延方向,勘察人員逃生路線，確定疏散范圍，指揮滅火和搜救。然而，在火災(zāi)環(huán)境中，空氣和煙氣的溫度都很高。高溫環(huán)境對(duì)無(wú)人機(jī)的外殼是一個(gè)重大的考驗(yàn)，同時(shí)對(duì)其內(nèi)部功能的影響也非常大。鑒于此，為保障火災(zāi)環(huán)境中應(yīng)用的無(wú)人機(jī)不發(fā)生內(nèi)部高溫?fù)p壞的情況，主要有以下兩方面解決方案：

(1)采用耐高溫的外殼：該類耐高溫材料開(kāi)發(fā)技術(shù)難度大，一旦成功，其成本也非常高。而普通的耐高溫材料，不僅不能做到阻止向內(nèi)導(dǎo)熱，還會(huì)引起燃燒等問(wèn)題，此方案在應(yīng)用過(guò)程中存在很大難度。

(2)控制無(wú)人機(jī)與火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的距離及其與高溫?zé)煔獾慕佑|時(shí)間。第一，控制無(wú)人機(jī)與火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的距離，進(jìn)而降低其被高溫加熱的風(fēng)險(xiǎn)；第二，減少無(wú)人機(jī)與高溫?zé)煔獾慕佑|時(shí)間，通過(guò)多次回旋、往返等方式實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)。然而，這兩種方式，都會(huì)極大的影響無(wú)人機(jī)的工作效率，甚至使其不能有效完成工作任務(wù)。此外，這種的操作，增加了控制系統(tǒng)的復(fù)雜程度，不僅造成成本的增加，控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)也會(huì)造成系統(tǒng)控制的故障率提高。無(wú)人機(jī)為了實(shí)現(xiàn)任務(wù)的有效執(zhí)行，頻繁往返于高溫環(huán)境與低溫環(huán)境之間，必然造成實(shí)際飛行距離的增加，這對(duì)其能源系統(tǒng)也是一個(gè)考驗(yàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供的耐高溫單向傳熱結(jié)構(gòu)，解決了現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題中的一個(gè)或者多個(gè)。

本發(fā)明提供的耐高溫單向傳熱結(jié)構(gòu)，包括金屬隔板組、金屬?gòu)椘釢q支撐裝置、熱傳導(dǎo)件，其中，

金屬隔板組，由多塊疊加放置的金屬隔板組成；

金屬?gòu)椘O(shè)于金屬隔板組的一側(cè)，用以使金屬隔板可分離的緊密貼合，實(shí)現(xiàn)相鄰金屬隔板之間熱量的直接傳遞；

熱漲支撐裝置，設(shè)于金屬隔板組中相鄰的金屬隔板之間，當(dāng)受熱后膨脹將緊貼的金屬隔板分離并產(chǎn)生空氣隔層，該空氣隔層能阻斷相鄰金屬隔板間熱量的直接傳遞；

熱傳導(dǎo)件，被配置于金屬隔板組內(nèi)，其與熱漲支撐裝置接觸，熱量通過(guò)熱傳導(dǎo)件傳遞到熱漲支撐裝置，使熱漲支撐裝置受熱膨脹。

本發(fā)明提供的耐高溫單向傳熱結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，能實(shí)現(xiàn)定溫度值下的單向熱量傳遞，還能實(shí)現(xiàn)多個(gè)溫度點(diǎn)的單向傳熱控制，應(yīng)用范圍廣泛以及靈活度高。

在一些實(shí)施方式中，熱漲支撐裝置包括保溫隔熱層、金屬套筒、相變材料，其中，

相變材料，被配置于金屬套筒內(nèi)，當(dāng)相變體積膨脹時(shí)，將相鄰的金屬隔板撐開(kāi)；

金屬套筒，用于給相變材料體積膨脹時(shí)導(dǎo)向；

保溫隔熱層，覆蓋于金屬套筒和熱傳導(dǎo)件外部，用以隔絕相變材料，避免在金屬隔板的緊貼狀態(tài)下熱量傳遞時(shí)受熱膨脹。

如此，通過(guò)在熱漲支撐裝置內(nèi)設(shè)置具有相變特質(zhì)的相變材料，相變材料當(dāng)達(dá)到相變溫度時(shí)體積膨脹，撐開(kāi)金屬隔板，對(duì)熱量進(jìn)行隔斷，同時(shí)在相變材料外部設(shè)置保溫隔熱層，避免相變材料在非設(shè)定情況下受熱膨脹，巧妙的構(gòu)思，精簡(jiǎn)的技術(shù)方案使得實(shí)現(xiàn)了耐高溫隔單向傳熱結(jié)構(gòu)的單向傳熱。

在一些實(shí)施方式中，金屬隔板組至少包括位于最外兩側(cè)的第一金屬隔板、第二金屬隔板；

金屬?gòu)椘O(shè)于第一金屬隔板的外側(cè)，金屬?gòu)椘苁篃崃繌牡谝唤饘俑舭逑虻诙饘俑舭宸较虻闹苯觽鬟f；

熱傳導(dǎo)件設(shè)于除了第一金屬隔板之外的其他金屬隔板上，熱傳導(dǎo)件能使熱量從第二金屬隔板傳遞給熱漲支撐裝置的相變材料，使相變材料受熱膨脹撐開(kāi)緊貼的金屬隔板。

如此，使得位于第一金屬隔板一側(cè)的熱量只能通過(guò)在與第一金屬隔板緊密貼合的狀態(tài)下傳遞，而位于第二金屬隔板一側(cè)的熱量?jī)?yōu)先由熱傳導(dǎo)件傳遞給熱漲裝置，使熱漲裝置膨脹撐開(kāi)金屬隔板，隔斷熱量的傳遞。

在一些實(shí)施方式中，第一金屬隔板上與金屬?gòu)椘啾车囊粋?cè)設(shè)有凹槽，其余金屬隔板均設(shè)有可容納熱傳導(dǎo)件的通槽，凹槽與通槽對(duì)應(yīng)設(shè)置并且兩者形成可容納熱漲支撐裝置的空間；

熱傳導(dǎo)件設(shè)于通槽內(nèi)，并且通過(guò)金屬套筒與相變材料接觸。。

如此，熱傳導(dǎo)件和熱漲裝置通過(guò)凹槽與通槽能夠更好的設(shè)置于金屬隔板內(nèi)，同時(shí)使得金屬隔板在一定情況下可以緊密貼合。

在一些實(shí)施方式中，設(shè)于第二金屬隔板通槽內(nèi)的熱傳導(dǎo)件與第二金屬隔板外側(cè)表面齊平并且端面無(wú)保溫隔熱層覆蓋。

如此，使得位于第二金屬隔板一側(cè)的高溫?zé)崃磕軌驈臒醾鲗?dǎo)件傳遞到熱漲支撐裝置上。

在一些實(shí)施方式中，金屬隔板組中相鄰的金屬隔板之間的熱漲支撐裝置采用不同的相變材料，能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)溫度點(diǎn)的單向傳熱控制。

如此，通過(guò)設(shè)計(jì)多個(gè)溫度點(diǎn)控制單向傳熱范圍，能夠增大應(yīng)用領(lǐng)域范圍及提高應(yīng)用靈活度，以滿足各種場(chǎng)合的使用需求。

在一些實(shí)施方式中，相變材料是復(fù)合有機(jī)相變儲(chǔ)能材料。

如此，有機(jī)相變材料不易發(fā)生相分離及過(guò)冷現(xiàn)象，腐蝕性較小，性能穩(wěn)定。

在一些實(shí)施方式中，復(fù)合有機(jī)相變儲(chǔ)能材料是脂肪酸，通過(guò)不同摩爾比例的配比，實(shí)現(xiàn)不同的相變溫度取值。

如此，脂肪酸的液體密度小于固態(tài)密度，具有液態(tài)體積大于固態(tài)體積的特性，同時(shí)價(jià)格低廉、獲取方便、無(wú)毒無(wú)害、環(huán)保健康，并且具備可再生性；通過(guò)不同的配比，還可以對(duì)單向傳遞溫度范圍進(jìn)行設(shè)計(jì)，應(yīng)用靈活。

在一些實(shí)施方式中，熱傳導(dǎo)件為“工”字形。

如此，“工”字形的熱傳導(dǎo)件與熱源接觸面積廣，中間結(jié)構(gòu)小，使得傳熱速度快，能夠快速使相變材料快速受熱膨脹。

在一些實(shí)施方式中，還包括固定支座，金屬?gòu)椘O(shè)于固定支座。

如此，金屬隔板在被熱漲裝置撐開(kāi)的情況下擠壓金屬?gòu)椘?，而在熱漲裝置體積減小的情況下金屬?gòu)椘軌蚴菇饘俑舭寰o密貼合。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明提供的一種實(shí)施方式的耐高位單向傳熱結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明提供的一種實(shí)施方式的耐高溫單向儲(chǔ)熱結(jié)構(gòu)的熱漲支撐裝置在受熱膨脹分離金屬隔板組的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明提供的另一種實(shí)施方式的耐高位單向傳熱結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意

圖4為本發(fā)明提供的另一種實(shí)施方式的耐高溫單向儲(chǔ)熱結(jié)構(gòu)的熱漲支撐裝置在受熱膨脹分離金屬隔板組的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明提供的一種實(shí)施方式的耐高溫單向傳熱結(jié)構(gòu)的金屬隔板組的截面圖；

圖6為本發(fā)明提供的一種實(shí)施方式的耐高溫單向儲(chǔ)熱結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)件的主視圖；

圖7為本發(fā)明提供的一種實(shí)施方式的耐高溫單向儲(chǔ)熱結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)件的俯視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

本發(fā)明提供的耐高溫單向傳熱機(jī)構(gòu)，能夠廣泛適用于散熱且需耐熱的部件，如核潛艇、衛(wèi)星、無(wú)人機(jī)等。為了能更好的說(shuō)明本發(fā)明使用時(shí)的有益效果以及便于理解，以用于代替火災(zāi)營(yíng)救環(huán)境下無(wú)人機(jī)的外殼作為例子說(shuō)明，因此，本發(fā)明不局限僅用于代替無(wú)人機(jī)外殼。

如圖1-7所示，耐高溫單向傳熱結(jié)構(gòu)，包括金屬隔板組1、金屬?gòu)椘?、熱漲支撐裝置3、熱傳導(dǎo)件4、固定支座6。

金屬隔板組1，由多塊疊加放置的金屬隔板組成。

金屬?gòu)椘?，設(shè)于金屬隔板組1的一側(cè)，金屬?gòu)椘?對(duì)金屬隔板組1施加壓力，用以使金屬隔板可分離的緊密貼合，實(shí)現(xiàn)相鄰金屬隔板之間熱量的直接傳遞。進(jìn)一步的，金屬?gòu)椘?固定在固定支座6上。在具體實(shí)際使用場(chǎng)合中，耐高溫單向傳熱結(jié)構(gòu)兩側(cè)均承受外力，具體情況由實(shí)際需要設(shè)定。因此，在金屬?gòu)椘?的作用下，能夠使金屬隔板組1可分離的緊密貼合。

熱漲支撐裝置3，設(shè)于金屬隔板組1中相鄰的金屬隔板之間，當(dāng)熱漲支撐裝置3受熱后膨脹將緊貼的金屬隔板分離并產(chǎn)生空氣隔層5，該空氣隔層5能阻斷相鄰金屬隔板間熱量的直接傳遞。如此，相鄰的金屬隔板之間當(dāng)產(chǎn)生空氣隔層5后，熱量則不能繼續(xù)沿著金屬隔板1傳遞，以達(dá)到隔斷熱量傳遞的目的。

熱傳導(dǎo)件4，被配置于金屬隔板組1內(nèi)，其與熱漲支撐裝置3接觸，熱量通過(guò)熱傳導(dǎo)件4傳遞到熱漲支撐裝置3，使熱漲支撐裝置3受熱膨脹。

具體的，熱漲支撐裝置3包括保溫隔熱層31、金屬套筒32、相變材料33。其中，相變材料33被配置于金屬套筒32內(nèi)，金屬套筒32用于在相變材料33受熱膨脹時(shí)導(dǎo)向，使得相變材料33膨脹后能夠沿金屬套筒32延伸。相變材料33用于受熱膨脹后將相鄰的金屬隔板撐開(kāi)分離形成空氣隔層5。保溫隔熱層31覆蓋于技術(shù)套筒32和熱傳導(dǎo)基納的外部，用以隔絕相變材料33，避免在金屬隔板的緊貼狀態(tài)下熱量傳遞時(shí)受熱膨脹。

具體的，金屬隔板組1至少包括位于最外兩側(cè)的第一金屬隔板11、第二金屬隔板12。金屬?gòu)椘?設(shè)于第一金屬隔板11的外側(cè)。

當(dāng)運(yùn)用于無(wú)人機(jī)外殼時(shí)，無(wú)人機(jī)內(nèi)部系統(tǒng)運(yùn)行的熱量可以從第一金屬隔板11往第二金屬隔板12方向沿著金屬隔板組1傳遞出去，進(jìn)行散熱。

熱傳導(dǎo)件4設(shè)于除了第一金屬隔板11之外的其他金屬隔板上，熱傳導(dǎo)件4能使位于第二金屬隔板12一側(cè)方向的熱量傳遞給熱漲支撐裝置3的相變材料33，使相變材料33受熱膨脹撐開(kāi)緊貼的金屬隔板。

當(dāng)運(yùn)用于無(wú)人機(jī)外殼時(shí)，無(wú)人機(jī)所處環(huán)境的外部高溫?zé)崃繜o(wú)法從第二金屬隔板12往第一金屬隔板11方向沿著金屬隔板組1傳遞，因此能夠保護(hù)無(wú)人機(jī)內(nèi)部系統(tǒng)，避免因高溫?fù)p壞，影響無(wú)人機(jī)連續(xù)偵察。

進(jìn)一步的，為了使得熱漲支撐裝置3和熱傳導(dǎo)件4設(shè)于金屬隔板組1之間而不影響金屬隔板的緊密貼合，第一金屬隔板11上與金屬?gòu)椘?相背的一側(cè)設(shè)有凹槽13，其余金屬隔板均設(shè)有可容納熱傳導(dǎo)件4的通槽14，凹槽13與通槽14對(duì)應(yīng)設(shè)置并且兩者形成可容納熱漲支撐裝置3的空間。熱傳導(dǎo)件4設(shè)于通槽14內(nèi)，并且通過(guò)金屬套筒32與相變材料33接觸。如此，熱傳導(dǎo)件4能夠傳遞熱量給相變材料33使相變材料33受熱膨脹進(jìn)而分離金屬隔板1并產(chǎn)生空氣隔層5，阻斷熱量從無(wú)人機(jī)外殼傳遞到無(wú)人機(jī)內(nèi)部。其中，設(shè)于第二金屬隔板12的通槽14內(nèi)的熱傳導(dǎo)件4與第二金屬隔板12外側(cè)表面齊平，并且無(wú)保溫隔熱層31覆蓋，如此，熱傳導(dǎo)件4能夠裸露出第二金屬隔板12的表面與熱量接觸，使熱量能夠沿?zé)醾鲗?dǎo)件4傳遞給熱漲支撐裝置3，觸發(fā)相變材料33受熱膨脹。

在本發(fā)明提供的實(shí)施例中，熱傳導(dǎo)件4可以采用“工”字形，如此使的熱傳導(dǎo)件4與熱量接觸面廣，中間結(jié)構(gòu)小，使得傳熱速度快，能夠快速將熱量傳遞給相變材料33。

在本發(fā)明提供的實(shí)施例中，相變材料33可以采用復(fù)合有機(jī)相變儲(chǔ)能材料。復(fù)合有機(jī)相變儲(chǔ)能材料具有不易發(fā)生相分離及過(guò)冷現(xiàn)象，腐蝕性較小，性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，使耐高溫單向傳熱結(jié)構(gòu)在工作中能達(dá)到更好的單向傳熱效果。

在實(shí)際運(yùn)用中，當(dāng)金屬隔板組1僅由第一金屬隔板11和第二金屬隔板12構(gòu)成時(shí)，可以通過(guò)調(diào)節(jié)第一金屬隔板11和第二金屬隔板12之間熱漲支撐裝置3中的相變材料的選取，實(shí)現(xiàn)傳熱隔斷的溫度值得調(diào)整，可有效提高該單向傳熱結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍。本實(shí)施例中復(fù)合有機(jī)相變儲(chǔ)能材料可以選用脂肪酸，例如：羊蠟酸、月桂酸、(肉)豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸等其中的一種，通過(guò)不同摩爾比例的配比，實(shí)現(xiàn)不同的相變溫度取值。脂肪酸的液體密度小于固態(tài)密度，具有液態(tài)體積大于固態(tài)體積的特性，同時(shí)價(jià)格低廉、獲取方便、無(wú)毒無(wú)害、環(huán)保健康，并且具備可再生性。通過(guò)不同的配比，可以對(duì)單向傳遞溫度范圍進(jìn)行設(shè)計(jì)，應(yīng)用靈活。

在實(shí)際運(yùn)用中，當(dāng)金屬隔板組1由位于最外兩側(cè)的第一金屬隔板11、第二金屬隔板12、以及兩種之間的其余金屬隔板組成時(shí)，還可以在金屬隔板組1中相鄰的金屬隔板之間的熱漲支撐裝置3采用不同的相變材料33，能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)溫度點(diǎn)的單向傳熱控制。例如：第一個(gè)熱漲支撐裝置3的相變材料33相變溫度為t1，第二個(gè)熱裝支撐裝置3的相變材料33相變溫度為t2，t1<t2，當(dāng)?shù)诙饘俑舭?2一側(cè)的溫度小于t1時(shí)，金屬隔板能夠緊密貼合，并且熱量能夠在金屬隔板組1上傳遞；當(dāng)?shù)诙饘俑舭?2一側(cè)的溫度大于t1小于t2時(shí)，則第一個(gè)熱漲支撐裝置3膨脹分離緊貼的金屬隔板并產(chǎn)生空氣隔層5，阻斷熱量的傳遞，而第二熱漲支撐裝置3所在位置的相鄰金屬隔板間能夠繼續(xù)熱量傳遞；當(dāng)?shù)诙饘俑舭?2一側(cè)的溫度大于t2時(shí)，則第一個(gè)熱漲支撐裝置3和第二個(gè)熱裝支撐裝置3均受熱膨脹，使其所在位置的相鄰金屬隔板間均產(chǎn)生空氣隔層5，隔斷熱量的繼續(xù)傳遞。此種方案可以選用上述脂肪酸種類中的其中幾種，根據(jù)相變材料33本身相變溫度的特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)金屬隔板組1上的熱漲支撐裝置3膨脹溫度，實(shí)現(xiàn)多個(gè)點(diǎn)的單向傳熱溫度控制，增大應(yīng)用領(lǐng)域范圍及提高應(yīng)用靈活度，以滿足各種場(chǎng)合的使用需求。

需要說(shuō)明的是，當(dāng)熱漲支撐裝置3冷卻后，由于相變材料33的特性，使得熱漲支撐裝置3恢復(fù)原來(lái)狀態(tài)，此時(shí)，在金屬?gòu)椘?的作用下，金屬隔板能夠緊密貼合，使耐高溫單向傳熱結(jié)構(gòu)恢復(fù)原狀。

以下以具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明：

實(shí)施例一：參見(jiàn)附圖3-4，金屬隔板組1的金屬隔板數(shù)量為2層，包括第一金屬隔板11和第二金隔屬板12,。金屬?gòu)椘?固定在第一金屬板11的外側(cè)，使得第一金屬隔板11和第二金屬隔板12能夠緊密貼合。第一金屬板11和第二金屬板12之間設(shè)置熱漲支撐裝置3，熱傳導(dǎo)件4設(shè)于第二金屬板12的通槽14內(nèi)并且一端與第二金屬板12齊平，一端嵌入熱漲支撐裝置3中的金屬套筒32中與相變材料33接觸。當(dāng)運(yùn)用于無(wú)人機(jī)外殼時(shí)，無(wú)人機(jī)內(nèi)部的熱量可以通過(guò)第一金屬板11傳遞到第二金屬板12，進(jìn)行散熱，而當(dāng)無(wú)人機(jī)外部高溫的熱量與第二金屬板12接觸時(shí)，熱量則會(huì)快速通過(guò)熱傳導(dǎo)件4傳遞到相變材料33，相變材料33受熱膨脹，撐開(kāi)第一金屬隔板11和第二金屬隔板12使兩者分離產(chǎn)生空氣隔層5，使得無(wú)人機(jī)外部熱量無(wú)法通過(guò)第二金屬隔板12傳遞給第一金屬隔板11，如此，能夠達(dá)到隔斷熱量傳遞的目的，從而實(shí)現(xiàn)耐高溫單向傳熱結(jié)構(gòu)的單向傳熱。

實(shí)施例二：參見(jiàn)附圖1-2，金屬隔板組1的金屬隔板數(shù)量為3層，包括第一金屬隔板11、第二金屬隔板12、以及位于兩者之間的過(guò)渡金屬隔板。金屬?gòu)椘?固定在第一金屬板11的外側(cè)，使得金屬隔板能夠緊密貼合。第一金屬隔板11和過(guò)渡金屬隔板之間，過(guò)渡金屬隔板和第二金屬隔板12之間均設(shè)置有熱漲支撐裝置3。熱傳導(dǎo)件4設(shè)于第二金屬隔板12和過(guò)渡金屬隔板中，用于多個(gè)熱漲支撐裝置3的連接以及熱量的傳遞，形成熱漲支撐裝置3的疊加結(jié)構(gòu)，使得金屬隔板組1之間形成多個(gè)空氣隔層5，通過(guò)分別設(shè)置多個(gè)熱漲支撐裝置3的定值溫度，實(shí)現(xiàn)多個(gè)溫度點(diǎn)的單向傳熱控制，極大地提高了該結(jié)構(gòu)的應(yīng)用領(lǐng)域及應(yīng)用靈活度。

以上的僅是本發(fā)明的一些實(shí)施方式。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。