專利名稱：用于以微型桁架為基的結(jié)構(gòu)隔熱層的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域總的涉及結(jié)構(gòu)的冷卻，特別是涉及用于以微型桁架為基的結(jié)構(gòu)隔熱層的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
多種方案已經(jīng)用在結(jié)構(gòu)的熱防護(hù)中。許多這些方案包括作為該結(jié)構(gòu)一部分的低密度芯材，這種芯材允許空氣通過(guò)同時(shí)還提供隔熱因素。這些芯材包括碳泡沫、碳化硅泡沫、 氧化鋁片和有溝槽的蜂巢結(jié)構(gòu)其中一種或多種。其他芯材可以是已知的。陶瓷泡沫已經(jīng)用于熱防護(hù)系統(tǒng)和熱交換用途。但是，由于它們隨機(jī)的泡沫微孔取向，它們沒(méi)有所希望的機(jī)械效率。而且，當(dāng)試圖迫使空氣通過(guò)該泡沫時(shí)這種隨機(jī)的泡沫微孔取向?qū)е乱欢ǔ潭鹊睦щy。此外，從熱力學(xué)性能的觀點(diǎn)看，為了優(yōu)化這些泡沫結(jié)構(gòu)，隨機(jī)的網(wǎng)狀泡沫還帶來(lái)有限的設(shè)計(jì)可變性(主要是泡沫微孔尺寸)。一種方案包括陶瓷熱防護(hù)系統(tǒng)，其中陶瓷是多孔的，允許冷卻空氣從中穿過(guò)。然而，這種多孔陶瓷具有許多和網(wǎng)狀泡沫相同的特征。具體說(shuō)，單個(gè)微孔的隨機(jī)性導(dǎo)致空氣通過(guò)這種陶瓷的效率低。

發(fā)明內(nèi)容
一方面，提供一種用于保持機(jī)件和熱源之間的溫差的設(shè)備。該設(shè)備包括具有多個(gè)節(jié)點(diǎn)和限定第一表面和第二表面的構(gòu)件的微型桁架結(jié)構(gòu)。該第二表面可操作以用于附連到該機(jī)件。該設(shè)備還包括附連于該微型桁架結(jié)構(gòu)的第一表面的表皮材料，使得該表皮材料可操作以用于放置在熱源和微型桁架結(jié)構(gòu)之間。該表皮材料限定通過(guò)該微型桁架結(jié)構(gòu)的流體流動(dòng)路徑的至少一部分。另一方面，提供一種用于保護(hù)表面免受發(fā)自熱源的熱波動(dòng)的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)包括具有在節(jié)點(diǎn)相交的多個(gè)空心構(gòu)件的微型桁架結(jié)構(gòu)。該空心構(gòu)件限定第一表面和第二表面及其間的多個(gè)空間。該第二表面構(gòu)造成用于靠近要被保護(hù)免受熱源的表面放置，而空心構(gòu)件和節(jié)點(diǎn)構(gòu)造成使得流體流可以被引導(dǎo)從中經(jīng)過(guò)。該結(jié)構(gòu)還包括填充由微型桁架結(jié)構(gòu)的空心構(gòu)件和節(jié)點(diǎn)限定的空間的隔熱材料。又一方面，提供一種用于使表面與靠近該表面的熱源隔離的方法。該方法包括將微型桁架結(jié)構(gòu)附連于該表面，該微型桁架結(jié)構(gòu)在該表面和熱源之間，并且使流體流與該微型桁架結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)以便流體流動(dòng)的運(yùn)行能夠從與微型桁架結(jié)構(gòu)有關(guān)聯(lián)的區(qū)域帶走熱。已經(jīng)討論的特征、功能和優(yōu)點(diǎn)可以在本發(fā)明的各實(shí)施例中單獨(dú)實(shí)現(xiàn)，或可以在其他實(shí)施例中組合實(shí)現(xiàn)，其進(jìn)一步的細(xì)節(jié)可以參考下面的描述和附圖看到。


圖1是包括不可滲透的表皮的以微型桁架為基的主動(dòng)冷卻隔熱層的剖視圖。圖2是包括多孔的表皮的以微型桁架為基的主動(dòng)冷卻隔熱層的剖視圖。
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圖3是包括包含在表皮中的定向冷卻孔的以微型桁架為基的主動(dòng)冷卻隔熱層的剖視圖。圖4是以微型桁架為基的主動(dòng)冷卻隔熱層的剖視圖，其中冷卻空氣被引導(dǎo)通過(guò)空心桁架構(gòu)件。圖5是微型桁架結(jié)構(gòu)的示圖。圖6是包括空心桁架構(gòu)件的微型桁架結(jié)構(gòu)的示圖。圖7是空心桁架構(gòu)件的放大圖。
具體實(shí)施例方式所描述的實(shí)施例涉及其中具有桁架結(jié)構(gòu)的隔熱結(jié)構(gòu)元件。在各種實(shí)施例中，桁架結(jié)構(gòu)包括從節(jié)點(diǎn)延伸并附連于表皮表面的多個(gè)構(gòu)件。在一些實(shí)施例中，該桁架結(jié)構(gòu)和其構(gòu)件是陶瓷的。在一些實(shí)施例中，桁架構(gòu)件是空心的。關(guān)于空心和不空心的桁架實(shí)施例兩者， 整個(gè)結(jié)構(gòu)可以包括表皮和附連于該表皮的桁架結(jié)構(gòu)的一個(gè)表面。桁架結(jié)構(gòu)的相反表面附連于被保護(hù)免受熱通量的表面。由于表皮和該表面之間的桁架結(jié)構(gòu)，形成允許不太受約束的空氣流動(dòng)流過(guò)該桁架結(jié)構(gòu)的流體流動(dòng)路徑。所述結(jié)構(gòu)的一個(gè)目的是保持表面和入射熱通量之間的熱差(ΔΤ)。調(diào)節(jié)通過(guò)微型桁架表面的冷卻空氣流動(dòng)的能力能夠控制該表面溫度。這種微型桁架結(jié)構(gòu)的若干優(yōu)點(diǎn)包括諸如陶瓷和金屬的多樣材料選擇、凈形制造(net shape fabrication)的可能、對(duì)冷卻空氣流動(dòng)通道沒(méi)有額外的機(jī)械加工，并且微型桁架結(jié)構(gòu)能夠提供其他的結(jié)構(gòu)功能。下面描述的實(shí)施例的一種確定的應(yīng)用是在與飛機(jī)排氣噴嘴相關(guān)聯(lián)的環(huán)境中。不過(guò)，當(dāng)然可以想到需要表面溫度控制的其他應(yīng)用。更具體地說(shuō)，桁架結(jié)構(gòu)涉及附連于需要保護(hù)免受高熱通量源的表面的微型桁架的實(shí)施例。參考圖1，表皮材料10沿著微型桁架結(jié)構(gòu)12的第一表面16附連于該微型桁架結(jié)構(gòu)12。微型桁架結(jié)構(gòu)12的第二表面18用附件20被附連，使得微型桁架結(jié)構(gòu)12的第二表面18鄰接將要被保護(hù)免受高熱通量40的裝置或底層結(jié)構(gòu)32的表面30。在所示的實(shí)施例中，通過(guò)由穿過(guò)微型桁架結(jié)構(gòu)12的冷卻空氣50所提供的對(duì)流冷卻，來(lái)保護(hù)底層結(jié)構(gòu)32的表面30免受高熱通量40。表皮10的一個(gè)目的是圍住微型桁架12的內(nèi)部區(qū)域60，以允許冷卻空氣50流動(dòng)。正如本說(shuō)明書別處所描述的，微型桁架結(jié)構(gòu)12可以由聚合物、金屬(或合金)或由陶瓷材料制造。對(duì)于超過(guò)近似200攝氏度的溫度，微型桁架材料必需被換成陶瓷或金屬。 一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例利用陶瓷微型桁架。碳化硅和氧化鋁是這種陶瓷的兩個(gè)例子，不過(guò)還有其他陶瓷。這樣做的理由有許多，并且理由包括由于陶瓷材料的密度一般比金屬低，由于陶瓷材料在較高溫度環(huán)境下通常具有更好的熱穩(wěn)定性，以及由于陶瓷材料通常具有較低的熱傳導(dǎo)性，這防止熱通過(guò)桁架構(gòu)件傳導(dǎo)到需要保護(hù)免受熱通量的表面。在不可滲透表皮材料10的情況下，入射熱能朝著到需要保護(hù)免受熱通量40的表面30傳導(dǎo)通過(guò)制造微型桁架結(jié)構(gòu)12的構(gòu)件的材料。冷卻空氣50被引導(dǎo)通過(guò)該微型桁架結(jié)構(gòu)，從而提供對(duì)流冷卻機(jī)制以保持理想△ T。不可滲透表皮材料的一個(gè)實(shí)施例是陶瓷纖維增強(qiáng)的陶瓷基質(zhì)復(fù)合物(CMC)。對(duì)于不可抗?jié)B透表皮材料10，被引導(dǎo)通過(guò)該微型桁架結(jié)構(gòu)12的冷卻空氣50的溫度將隨著冷卻空氣50從微型桁架結(jié)構(gòu)12的單個(gè)構(gòu)件帶走熱而增加。由于減少冷卻空氣50 和表皮材料10之間減少的溫差，所以這種現(xiàn)象隨著通過(guò)微型桁架結(jié)構(gòu)的有效路徑的長(zhǎng)度增加而降低冷卻空氣50的效率。如果這種冷卻機(jī)制足以針對(duì)具體應(yīng)用中的所需溫度條件保持安全Δ T，那么將最終確定對(duì)于冷卻空氣流率的限制。如圖1和后面的圖所示，微型桁架結(jié)構(gòu)12附連于需要保護(hù)免受高熱通量40的表面30。可以用粘接或機(jī)械附連方法。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，微型桁架結(jié)構(gòu)12用高溫硅樹脂粘結(jié)劑附連于表面30，其提供有效的應(yīng)變消除層。如果在粘接表面希望較低的熱梯度，則可以用市場(chǎng)上可得到的其他粘接方法。正如在這里描述的其他實(shí)施例的情況，通過(guò)使冷卻空氣50穿過(guò)與微型桁架結(jié)構(gòu) 12有關(guān)的該結(jié)構(gòu)的天然流動(dòng)通道來(lái)控制/保持表皮材料10和表面30之間的溫差。此外， 并且如圖2所示，表皮材料100可以是多孔的，從而使冷卻空氣能夠從微型桁架結(jié)構(gòu)12的內(nèi)部區(qū)域60穿過(guò)多孔表皮材料100，并到高熱通量40，從而提供流逸(transpiration)機(jī)制。在所示的實(shí)施例中，通過(guò)微型桁架結(jié)構(gòu)12的對(duì)流冷卻以及表皮100的表面102處的流逸冷卻來(lái)保護(hù)底層結(jié)構(gòu)32的表面30免受高熱通量40。作為一個(gè)被描述的實(shí)施例，能夠通過(guò)利用多孔的表皮材料100實(shí)現(xiàn)流逸冷卻，該多孔的表皮材料100使冷卻空氣50能夠從微型桁架結(jié)構(gòu)12的內(nèi)部區(qū)域60朝著入射熱通量40的方向“流逸”。這種主動(dòng)冷卻機(jī)制對(duì)于給定熱通量而言減少了表皮溫度(與具有相似熱傳導(dǎo)性的不可滲透的表皮材料相比)，因此減少通過(guò)桁架構(gòu)件傳導(dǎo)的熱量。多孔表皮材料100的例子包括形成超過(guò)10%的開口孔隙率的燒結(jié)顆粒和/或纖維。在多孔陶瓷表皮材料的情況下，顆粒和/或纖維可以由氧化物的或非氧化物成分構(gòu)成。圖3示出表皮材料150可以被制造成包括多個(gè)對(duì)齊的孔152，該孔152能夠使冷卻空氣50從微型桁架結(jié)構(gòu)12的內(nèi)部區(qū)域60朝著熱源40流過(guò)對(duì)齊的孔152，從而提供薄膜冷卻機(jī)制。這種構(gòu)造形式的其他方面和前面一樣，具體說(shuō)，同樣通過(guò)微型桁架結(jié)構(gòu)的對(duì)流冷卻并通過(guò)在表皮150的表面處的薄膜冷卻來(lái)保護(hù)底層結(jié)構(gòu)32的表面30免受高熱通量40。在一個(gè)實(shí)施例中，并且如圖3所示，表皮材料150可以包括定向冷卻孔152的陣列以實(shí)現(xiàn)上面提到的薄膜冷卻。在可選實(shí)施例中，用于表皮材料的材料可以是關(guān)于圖1描述的不可滲透表皮材料10，或可以是關(guān)于圖2描述的多孔表皮材料100。在兩個(gè)實(shí)施例的任何一個(gè)實(shí)施例中，冷卻空氣50離開微型桁架結(jié)構(gòu)12的內(nèi)部區(qū)域60，并且形成靠近表皮材料 150的表面154的保護(hù)性冷卻薄膜。與流逸冷卻類似，冷卻空氣薄膜減少與入射熱通量40 相鄰的表皮材料150的表面溫度，因此減少通過(guò)微型桁架結(jié)構(gòu)傳導(dǎo)的熱量。表皮材料150 中的冷卻孔152的陣列可以是用常規(guī)方法鉆出或者激光加工的，其垂直于或者以一定角度偏離該表面154的法向。微型桁架結(jié)構(gòu)12的架構(gòu)可以被構(gòu)造成使得冷卻孔152位于微型桁架結(jié)構(gòu)12的節(jié)點(diǎn)160之間，從而實(shí)現(xiàn)可預(yù)計(jì)的冷卻空氣流動(dòng)樣式。圖4示出另一個(gè)可替代實(shí)施例，其中能夠通過(guò)使冷卻空氣50穿過(guò)微型桁架結(jié)構(gòu) 202的空心構(gòu)件200到表皮材料212的表面210而實(shí)現(xiàn)薄膜冷卻。在這個(gè)實(shí)施例中，微型桁架結(jié)構(gòu)202的內(nèi)部220能夠選擇地填充有諸如氣凝膠的高度隔熱材料224。冷卻空氣230 通過(guò)在微型桁架結(jié)構(gòu)202和需要與高熱通量40隔熱的底層結(jié)構(gòu)32的表面30之間形成的單獨(dú)的冷卻通道230被引導(dǎo)到空心的微型桁架構(gòu)件200中。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)將流動(dòng)通道240設(shè)置于要被保護(hù)免受高熱通量40的底層結(jié)構(gòu)32的表面30來(lái)形成所述單獨(dú)的冷卻通道230。在這個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)空氣流動(dòng)滲透性和填充微型桁架202的內(nèi)部220的隔熱材料224的耐用性，可選擇單獨(dú)的表皮材料，例如表皮材料100或表皮材料150。圖5是微型桁架結(jié)構(gòu)250的一個(gè)實(shí)施例的示圖，其示出冷卻空氣能夠從中流過(guò)的通道252。圖6是微型桁架結(jié)構(gòu)300的放大圖，其包括空心的桁架構(gòu)件302。圖7是空心的桁架構(gòu)件302的進(jìn)一步放大圖。關(guān)于包括上述微型桁架結(jié)構(gòu)12和202其中之一的主動(dòng)冷卻隔熱層的尺寸、總厚度在具體實(shí)施例中為近似0. 1英寸和2英寸之間。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，微型桁架結(jié)構(gòu)的厚度范圍在0. 3英寸和1英寸之間。表皮材料的范圍在從總厚度的大約百分之一到大約百分之五十。微型桁架結(jié)構(gòu)的固體體積部分或相對(duì)密度的范圍在大約百分之一到大約百分之五十之間。除了能夠使冷卻流動(dòng)通過(guò)主動(dòng)冷卻隔熱層的結(jié)構(gòu)之外，微型桁架材料還被用作夾層結(jié)構(gòu)芯材，其能夠在底層結(jié)構(gòu)和表皮材料之間傳遞載荷。微型桁架結(jié)構(gòu)12和202的這種結(jié)構(gòu)功能可以減少隔熱層的附加重量。也可以預(yù)期到其他實(shí)施例，其組合關(guān)于圖1-4所描述的一個(gè)或更多個(gè)特征。例如， 不利用隔熱材料224，而是正如關(guān)于圖1-3所描述地，圍繞微型桁架結(jié)構(gòu)202，冷卻空氣能夠被定路線通過(guò)空心桁架構(gòu)件200并通過(guò)該結(jié)構(gòu)的內(nèi)部220。此外，可選表皮可以是圖2的多孔表皮材料100，或圖3的具有與空心的桁架構(gòu)件200對(duì)齊的孔152的表皮材料150。在任何實(shí)施例中，當(dāng)微型桁架結(jié)構(gòu)被形成和/或制造時(shí)，能夠通過(guò)改變單元微孔尺寸、單元微孔架構(gòu)、桁架構(gòu)件直徑和桁架構(gòu)件角度其中之一或多個(gè)來(lái)優(yōu)化微型桁架結(jié)構(gòu)。在一種應(yīng)用中，所描述的實(shí)施例可以用作飛機(jī)的熱防護(hù)系統(tǒng)的一部分。所描述的實(shí)施例涉及一體的阻熱結(jié)構(gòu)，該阻熱結(jié)構(gòu)利用桁架元件以形成類似夾層結(jié)構(gòu)的復(fù)合物，從而引導(dǎo)熱離開表面。在一個(gè)實(shí)施例中，利用導(dǎo)致空心微型桁架元件的改進(jìn)的(developed) 過(guò)程，來(lái)形成桁架元件。本發(fā)明的一個(gè)重點(diǎn)是桁架結(jié)構(gòu)，其中流體流動(dòng)(空氣)通過(guò)一個(gè)或多個(gè)桁架結(jié)構(gòu)和空心桁架構(gòu)件，從而為需要保護(hù)免受大熱梯度的表面提供冷卻。這種書面描述利用例子描述包括最佳模式的各種實(shí)施例，使本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員能夠?qū)嵤┻@些實(shí)施例，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)，并且執(zhí)行任何所包含的方法?？墒谟鑼＠麢?quán)的范圍由權(quán)利要求限定，并且可以包括本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的其他例子。 如果它們具有與權(quán)利要求的文字語(yǔ)言無(wú)差別的結(jié)構(gòu)元件，或者它們包括具有與權(quán)利要求的文字語(yǔ)言非實(shí)質(zhì)區(qū)別的同等結(jié)構(gòu)元件，那么這種其他例子則確定在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于保持機(jī)件和熱源之間的溫差的設(shè)備，所述設(shè)備包括包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)和構(gòu)件的微型桁架結(jié)構(gòu)，所述微型桁架結(jié)構(gòu)還包括第一表面和第二表面，所述第二表面可操作以用于附連于所述機(jī)件；以及表皮材料，其附連于所述微型桁架結(jié)構(gòu)的所述第一表面，以便所述表皮材料可操作以用于放置在所述熱源和所述微型桁架之間，所述表皮材料限定通過(guò)所述微型桁架結(jié)構(gòu)的流體流動(dòng)路徑的至少一部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述微型桁架結(jié)構(gòu)包括聚合物、金屬、金屬合金和陶瓷材料其中之一。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述微型桁架結(jié)構(gòu)的所述第二表面利用粘結(jié)劑被附連于該機(jī)件的表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述表皮材料包括不可滲透材料，所述表皮材料和該機(jī)件的表面形成流體流動(dòng)能夠通過(guò)的內(nèi)部區(qū)域，該內(nèi)部區(qū)域包含所述微型桁架結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述表皮材料包括多孔材料，所述表皮材料和該機(jī)件的表面形成流體流動(dòng)的一部分能夠通過(guò)以提供對(duì)流冷卻的內(nèi)部區(qū)域，該內(nèi)部區(qū)域包含所述微型桁架結(jié)構(gòu)，所述流體流動(dòng)的另一部分通過(guò)所述表皮材料以在所述表皮材料處提供流逸冷卻。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述表皮材料包括通過(guò)該表皮材料形成的多個(gè)定向冷卻孔，所述表皮材料和要被保護(hù)免受熱源的表面形成流體流動(dòng)的一部分通過(guò)以提供對(duì)流冷卻的內(nèi)部區(qū)域，該內(nèi)部區(qū)域包含所述微型桁架結(jié)構(gòu)，所述流體流動(dòng)的另一部分穿過(guò)在所述表皮材料中的所述定向冷卻孔以在所述表皮材料處提供薄膜冷卻。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述微型桁架結(jié)構(gòu)包括多個(gè)空心構(gòu)件，流體流動(dòng)的至少一部分能夠被引導(dǎo)通過(guò)所述空心構(gòu)件，所述表皮材料包括下述其中之一多孔材料，所述空心構(gòu)件的一部分對(duì)齊于所述多孔材料，以引導(dǎo)所述流體流動(dòng)的一部分從中穿過(guò)，從而在所述表皮材料處提供流逸冷卻；不可滲透材料，其包括通過(guò)其形成的多個(gè)定向冷卻孔，所述空心構(gòu)件的一部分與所述多個(gè)定向冷卻孔對(duì)齊，以在所述表皮材料處提供薄膜冷卻。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的設(shè)備，其中所述微型桁架結(jié)構(gòu)的所述節(jié)點(diǎn)和所述構(gòu)件限定多個(gè)空間，所述結(jié)構(gòu)還包括填充由所述微型桁架結(jié)構(gòu)所限定的所述空間的隔熱材料。
9.一種用于保護(hù)表面免受發(fā)自熱源的熱波動(dòng)的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)包括包括在節(jié)點(diǎn)相交的多個(gè)空心構(gòu)件的微型桁架結(jié)構(gòu)，所述空心構(gòu)件限定第一表面和第二表面及其間的多個(gè)空間，所述第二表面被構(gòu)造成靠近要被保護(hù)免受所述熱源的所述表面放置，所述空心構(gòu)件和節(jié)點(diǎn)被構(gòu)造成使得流體流動(dòng)可以被引導(dǎo)從中穿過(guò)；和填充由所述微型桁架結(jié)構(gòu)的所述空心構(gòu)件和所述節(jié)點(diǎn)限定的所述空間的隔熱材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的結(jié)構(gòu)，還包括附連于所述微型桁架結(jié)構(gòu)的第二表面的流動(dòng)通道， 所述流動(dòng)通道被構(gòu)造成將流體流動(dòng)引導(dǎo)到所述多個(gè)空心構(gòu)件中。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的結(jié)構(gòu)，還包括附連于所述微型桁架結(jié)構(gòu)的所述第一表面的多孔表皮材料，所述表皮材料可以操作以暴露于所述熱源，并且被構(gòu)造成使得所述流體流動(dòng)能夠從所述空心構(gòu)件通過(guò)所述表皮材料從而在所述表皮材料處提供流逸冷卻。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的結(jié)構(gòu)，還包括不可滲透材料，其包括通過(guò)其形成的多個(gè)定向冷卻孔并且附連于所述微型桁架結(jié)構(gòu)的所述第一表面，所述表皮材料可以操作以暴露于所述熱源，所述多個(gè)空心構(gòu)件的一部分與所述多個(gè)定向冷卻孔對(duì)齊從而在所述表皮材料處提供薄膜冷卻。
13.一種用于使表面與靠近該表面的熱源隔離的方法，所述方法包括將微型桁架結(jié)構(gòu)附連于該表面，該微型桁架結(jié)構(gòu)在該表面和該熱源之間；并且使流體流動(dòng)與該微型桁架結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)，以便所述流體流動(dòng)的運(yùn)行從與該微型桁架結(jié)構(gòu)有關(guān)聯(lián)的區(qū)域帶走熱。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，還包括與該微型桁架結(jié)構(gòu)附連于該表面的附連相反地將不可滲透表皮材料附連于該微型桁架結(jié)構(gòu)，使得該表皮材料和該表面形成流體流動(dòng)能夠穿過(guò)的內(nèi)部區(qū)域，該內(nèi)部區(qū)域包含所述微型桁架結(jié)構(gòu)，該流體流動(dòng)提供該微型桁架結(jié)構(gòu)的對(duì)流冷卻。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，還包括與該微型桁架結(jié)構(gòu)附連于該表面的附連相反地將多孔表皮材料附連于該微型桁架結(jié)構(gòu)，使得該表皮材料和該表面形成流體流動(dòng)能夠穿過(guò)的內(nèi)部區(qū)域，該內(nèi)部區(qū)域包含所述微型桁架結(jié)構(gòu)，該流體流動(dòng)提供該微型桁架結(jié)構(gòu)的對(duì)流冷卻和在所述多孔表皮材料處的流逸冷卻。
16.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，還包括與該微型桁架結(jié)構(gòu)附連于該表面的附連相反地、 將其中包含定向冷卻孔的表皮材料附連于該微型桁架結(jié)構(gòu)，使得該表皮材料和該表面形成流體流動(dòng)能夠穿過(guò)的內(nèi)部區(qū)域，該內(nèi)部區(qū)域包含所述微型桁架結(jié)構(gòu)，該流體流動(dòng)提供該微型桁架結(jié)構(gòu)的對(duì)流冷卻和在具有所述冷卻孔的所述表皮材料處的薄膜冷卻。
17.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中將微型桁架結(jié)構(gòu)附連于該表面還包括附連包括多個(gè)空心構(gòu)件的微型桁架結(jié)構(gòu)；和使流體流動(dòng)與該微型桁架結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)包括引導(dǎo)所述流體流動(dòng)通過(guò)所述空心構(gòu)件。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，還包括用隔熱材料填充由該微型桁架結(jié)構(gòu)限定的空間。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，還包括與該微型桁架結(jié)構(gòu)附連于該表面的附連相反地、 將表皮材料附連于該微型桁架結(jié)構(gòu)，該表皮材料是允許流體流動(dòng)穿過(guò)的多孔材料或具有在其內(nèi)形成的定向冷卻孔的材料其中之一，其中該定向冷卻孔與該微型桁架結(jié)構(gòu)的所述空心構(gòu)件對(duì)齊。
20.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中附連包括多個(gè)空間構(gòu)件的微型桁架結(jié)構(gòu)還包括將流體通道附連于要被保護(hù)免受所述熱源的所述表面；和將該微型桁架結(jié)構(gòu)附連于該流動(dòng)通道，該流動(dòng)通道被構(gòu)造成將所述流體流動(dòng)引導(dǎo)到該多個(gè)空心構(gòu)件中。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于保持機(jī)件和熱源之間的溫差的設(shè)備。該設(shè)備包括具有多個(gè)節(jié)點(diǎn)和構(gòu)件的微型桁架結(jié)構(gòu)，所述微型桁架結(jié)構(gòu)限定第一表面和第二表面。該第二表面可操作以用于附連于該機(jī)件。該設(shè)備還包括附連于該微型桁架結(jié)構(gòu)的第一表面的表皮材料，該表皮材料可操作以用于放置在熱源和微型桁架結(jié)構(gòu)之間。該表皮材料限定通過(guò)該微型桁架結(jié)構(gòu)的流體流動(dòng)路徑的至少一部分。表皮材料不與微型桁架結(jié)構(gòu)的某些構(gòu)造形式一起使用。
文檔編號(hào)B32B3/10GK102427936SQ201080021603
公開日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2010年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月1日
發(fā)明者A·J·雅克布森, G·P·麥克奈特, S·E·雷曼, W·B·卡特 申請(qǐng)人:波音公司