一种用于真空环境的纤维膜换热器的制作方法

本技术涉及航天热控，具体涉及一种用于真空环境的纤维膜换热器。

背景技术：

1、热控系统是航天技术领域的重要系统之一，其中，换热装置是热控系统中的重要部件，目前，航天热控系统及舱外活动单元中常用的换热装置的核心元件为水升华器。该装置主要利用水的升华原理吸热，即液态水首先在真空环境下凝结成固态的冰层，随后固态的冰层直接升华为水蒸气挥发至外太空。由于上述相变过程必须在水的三相压力点以下完成，因此水升华器需要在真空度较高的环境下才能正常工作，难以适应未来登陆火星等有大气环境的空间探索任务。

技术实现思路

1、为了解决现有的航天热控系统换热装置难以在真空度较低的环境下正常工作的问题，本实用新型提出了一种用于真空环境的纤维膜换热器，所述纤维膜换热器包括具有开孔的蒸发腔体，以及设置在所述蒸发腔体中用于水流通过进行热交换的纤维膜管束。

2、优选的，所述纤维膜管束包括多条并行设置的中空纤维丝，所述中空纤维丝的管壁上分布有多个纳米级微孔；在所述纤维膜管束的两端所有中空纤维丝的外侧间隙密封固定形成两个固定端，两个所述固定端分别与所述蒸发腔体连接。

3、优选的，所述密封固定包括粘合剂粘合。

4、优选的，所述粘合剂包括环氧树脂。

5、优选的，所述在所述纤维膜管束的两端所有中空纤维丝的外侧间隙密封固定形成两个固定端包括：将多条所述中空纤维丝平行排列并且两端外侧密封粘接形成膜片，继而将多个所述膜片层叠布置且两端外侧密封粘接形成两个所述固定端。

6、优选的，所述中空纤维丝为疏水膜。

7、优选的，所述疏水膜的材质为聚丙烯。

8、优选的，所述蒸发腔体包括蒸发腔壳体和设置在所述蒸发腔壳体两侧的进水端盖和排水端盖；所述纤维膜管束位于所述蒸发腔壳体中，且两端分别与所述蒸发腔壳体连接；所述进水端盖和排水端盖分别与所述蒸发腔壳体密封连接；所述蒸发腔壳体的顶部设有开孔。

9、优选的，所述蒸发腔壳体的截面形状包括矩形。

10、优选的，所述纤维膜管束的长度大于所述矩形的长度。

11、与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

12、本实用新型提供的一种用于真空环境的纤维膜换热器，通过设置在热控回路中的蒸发腔体中的纤维膜管束使水流通过进行热交换，并通过蒸发腔体上的开孔使水蒸气排至腔外，从而通过水的相变带走热控回路中水流的热量；该纤维膜换热器利用水的真空蒸发原理提高水流的蒸发速度，从而达到快速降温的目的，该纤维膜换热器所需的真空度较低，散热性能好，具有良好的环境适应性。

技术特征：

1.一种用于真空环境的纤维膜换热器，其特征在于，所述纤维膜换热器包括具有开孔(8)的蒸发腔体，以及设置在所述蒸发腔体中用于水流通过进行热交换的纤维膜管束(2)。

2.如权利要求1所述的纤维膜换热器，其特征在于，所述纤维膜管束(2)包括多条并行设置的中空纤维丝，所述中空纤维丝的管壁上分布有多个纳米级微孔；在所述纤维膜管束(2)的两端所有中空纤维丝的外侧间隙密封固定形成两个固定端(5)，两个所述固定端(5)分别与所述蒸发腔体连接。

3.如权利要求2所述的纤维膜换热器，其特征在于，所述密封固定包括粘合剂粘合。

4.如权利要求3所述的纤维膜换热器，其特征在于，所述粘合剂包括环氧树脂。

5.如权利要求2所述的纤维膜换热器，其特征在于，所述在所述纤维膜管束(2)的两端所有中空纤维丝的外侧间隙密封固定形成两个固定端(5)包括：将多条所述中空纤维丝平行排列并且两端外侧密封粘接形成膜片，继而将多个所述膜片层叠布置且两端外侧密封粘接形成两个所述固定端(5)。

6.如权利要求2所述的纤维膜换热器，其特征在于，所述中空纤维丝为疏水膜。

7.如权利要求6所述的纤维膜换热器，其特征在于，所述疏水膜的材质为聚丙烯。

8.如权利要求1所述的纤维膜换热器，其特征在于，所述蒸发腔体包括蒸发腔壳体(3)和设置在所述蒸发腔壳体(3)两侧的进水端盖(1)和排水端盖(4)；所述纤维膜管束(2)位于所述蒸发腔壳体(3)中，且两端分别与所述蒸发腔壳体(3)连接；所述进水端盖(1)和排水端盖(4)分别与所述蒸发腔壳体(3)密封连接；所述蒸发腔壳体(3)的顶部设有开孔(8)。

9.如权利要求8所述的纤维膜换热器，其特征在于，所述蒸发腔壳体(3)的截面形状包括矩形。

10.如权利要求9所述的纤维膜换热器，其特征在于，所述纤维膜管束(2)的长度大于所述矩形的长度。

技术总结
本技术提出一种用于真空环境的纤维膜换热器，通过设置在热控回路中的蒸发腔体中的纤维膜管束使水流通过进行热交换，并通过蒸发腔体上的开孔使水蒸气排至腔外，从而通过水的相变带走热控回路中水流的热量；该纤维膜换热器利用水的真空蒸发原理提高水流的蒸发速度，从而达到快速降温的目的，该纤维膜换热器所需的真空度较低，散热性能好，具有良好的环境适应性。

技术研发人员：杨朝舒,臧华兵,关毅鹏,孙民政,刘国昌,胡清华,杨松林,王俊峰,李文新
受保护的技术使用者：中国航天员科研训练中心
技术研发日：20230802
技术公布日：2024/2/8