Dispositivo de aislamiento térmico y procedimiento de fabricación.

Dispositivo de aislamiento térmico de una estructura espacial (1) que comprende un aislante térmico multicapa (2)que comprende un apilamiento de N capas (3,

4j, 5), siendo N un número entero superior a 3, que comprende unacapa externa (3) destinada a quedar de cara al entorno espacial, unas capas intermedias (4j) y una capa interna (5)destinada a quedar de cara a una estructura espacial (1), dichas capas siendo eléctricamente conductoras en suscaras internas (3i, 4ij, 5i) orientadas hacia la estructura espacial (1), dicho dispositivo comprendiendo, por otra parte,un dispositivo de conexión a masa de dichas N capas, caracterizado porque las capas intermedias(4j) y la capainterna (5) están atravesadas por unos agujeros dispuestos de tal modo que forman al menos una escalera (7) cuyosescalones sucesivos (3p, 4pj, 5p) están formados por unas porciones de caras internas de capas sucesivas (3i, 4ij,5i) escogidas entre las N capas, dicho dispositivo de conexión a masa de dichas N capas comprendiendo al menosun elemento eléctricamente conductor (6) depositado sobre los escalones (3p, 4pj, 5p) de al menos una escalera (7)de tal modo que establece la conexión eléctrica entre las capas (3i, 4ij, 5i) a partir de las cuales están formado(s) losescalones (3p, 4pj, 5p) de dicha al menos una escalera sobre los cuales se deposita el elemento eléctricamenteconductor (6).

Dispositivo de aislamiento térmico y procedimiento de fabricación La presente invención se refiere a los dispositivos de aislamiento térmico para garantizar el aislamiento térmico de las estructuras espaciales como, por ejemplo, los satélites. Estos dispositivos permiten garantizar la protección térmica de los equipos que están fijados a la estructura espacial. Estos dispositivos comprenden tradicionalmente un aislante térmico multicapa por lo general denominado MLI en referencia a la expresión anglosajona “Multi-Layer heat Insulation”.

Los aislantes térmicos multicapa comprenden tradicionalmente un apilamiento de capas sucesivas de polímero aislante. Las capas sucesivas comprenden una capa externa conductora únicamente en su cara interna destinada a quedar de cara al entorno espacial, unas capas intermedias conductoras en sus dos caras que separan la capa externa y una capa interna conductora en sus dos caras destinada a quedar de cara a una estructura espacial. El documento US2003/0082332 describe un dispositivo de aislamiento térmico de este tipo.

La acumulación de cargas electrostáticas al nivel de la parte aislante de las capas del MLI puede generar descargas electrostáticas ESD (en referencia a la expresión anglosajona “Electrostatic Discharges”) que pueden dañar o alterar las características de esos aislantes y deteriorar los equipos eléctricos instalados a bordo de las estructuras espaciales.

Para evitar la acumulación de cargas electrostáticas al nivel de los aislantes térmicos, los aislantes térmicos multicapa están por lo general conectados eléctricamente a la masa de la estructura espacial y de manera más particular a su masa flotante.

La conexión a masa de un aislante térmico consiste tradicionalmente en establecer la conexión eléctrica entre las diferentes capas del aislante térmico por medio de un elemento eléctricamente conductor que es, por ejemplo, un adhesivo conductor o una lámina metálica en acordeón. El elemento eléctricamente conductor se remacha a continuación con el aislante por medio de un remache que atraviesa todas las capas del aislante tal y como se describe en el documento US 4 489 906. El remache garantiza la cohesión del aislante y el mantenimiento del contacto entre el elemento eléctricamente conductor y las capas sucesivas. Por último, el remache se conecta a la masa flotante de la estructura espacial.

Por lo general se realiza la conexión a masa en varios puntos del MLI, lo que implica la implantación de varios elementos eléctricamente conductores y remaches asociados.

Ahora bien, la utilización de un remache que atraviesa las capas del aislante térmico multicapa MLI induce un puente térmico que está en el origen de una reducción de las prestaciones de aislamiento térmico del aislante multicapa.

Por otra parte, los remaches inducen un aumento significativo de la masa del dispositivo de aislamiento térmico.

Por el documento JP08085498 se conoce un dispositivo de aislamiento térmico multicapa que comprende una multitud de capas apiladas formando una escalera cuyos peldaños se obtienen curvando el dispositivo multicapa.

El documento JP020802330 da a conocer un método de realización de una conexión eléctrica entre el conjunto de las capas de un aislante térmico multicapa.

La presente invención se propone resolver los inconvenientes ya mencionados.

Por otra parte, las conexiones a tierra actuales son unas masas neutras que pueden provocar una fragilización e incluso un desgarro de los aislantes térmicos multicapa durante el lanzamiento del conjunto al espacio.

Otro objetivo de la invención es paliar este inconveniente.

Para ello, la invención tiene por objeto un dispositivo de aislamiento térmico de una estructura espacial que comprende un aislante térmico multicapa que comprende un apilamiento de N capas, siendo N un número entero superior a 3, que comprende una capa externa destinada a quedar de cara al entorno espacial, una capas intermedias y una capa interna que queda de cara a una estructura espacial, dichas capas siendo eléctricamente conductoras en sus caras internas orientadas hacia la estructura espacial, caracterizado porque las capas intermedias y la capa interna están atravesadas por unos agujeros dispuestos de tal modo que se constituya al menos una escalera cuyos escalones sucesivos están formados por unas porciones de caras internas de capas sucesivas escogidas entre las N capas, dicho dispositivo comprendiendo, por otra parte, un dispositivo de conexión a masa de dichas N capas que comprende al menos un elemento eléctricamente conductor depositado sobre los escalones de al menos una escalera de tal modo que se establezca la conexión eléctrica entre las capas a partir de las cuales se forman los escalones de dicha al menos una escalera sobre la cual se deposita el elemento eléctricamente conductor.

El dispositivo de acuerdo con la invención presenta unos buenos resultados térmicos y, debido a la utilización de un número reducido de piezas, una masa baja y un bajo coste.

La geometría en forma de escalera del aislante permite crear una superficie de contacto con un elemento conductor en cada capa del aislante. Esta geometría permite, sin utilizar un elemento metálico que lo atraviese, conectar a masa un aislante térmico multicapa garantizando al mismo tiempo su cohesión y el contacto eléctrico entre las capas sucesivas y el elemento eléctrico.

Las ventajas ya mencionadas son aun más evidentes debido a la geometría propuesta cuanto más grandes son las superficies de contacto entre las capas sucesivas del aislante y el (o los) elemento (s) eléctricamente conductor (es) . En consecuencia, la resistencia eléctrica entre las capas del aislante es baja lo que permite limitar el número de conexiones a tierra en un mismo aislante térmico.

Por otra parte, el procedimiento de fabricación del dispositivo de acuerdo con la invención es de fácil y rápida aplicación. No es necesario desmontar un apilamiento de capas para realizar las escaleras.

De manera ventajosa, el dispositivo comprende un conjunto de escaleras dispuesto de tal modo que cada una de las N capas comprende al menos una porción de su cara interna formando un escalón de una escalera, los escalones de las diferentes escaleras de dicho conjunto de escaleras formándose a partir de capas diferentes.

De acuerdo con una característica ventajosa, al menos un elemento eléctricamente conductor recubre al menos una escalera.

De manera ventajosa, al menos un elemento eléctricamente conductor llena el espacio que separa al menos una escalera y el plano definido por la cara externa de la capa interna.

De manera ventajosa, el dispositivo comprende al menos un primer medio de fijación de un elemento eléctricamente conductor a la estructura espacial.

De acuerdo con una característica al menos un primer medio de fijación comprende un dispositivo de enganche de gancho y bucle, una primera parte de dicho dispositivo de enganche estando fijada a dicho elemento eléctricamente conductor, dicha primera parte estando adaptada para cooperar con una segunda parte del dispositivo fijada a dicha estructura espacial.

De manera ventajosa, al menos un primer medio de fijación garantiza la fijación de un elemento eléctricamente conductor a la estructura espacial con conducción eléctrica.

De manera ventajosa, el dispositivo comprende unos agujeros concéntricos dispuestos de tal modo que forman al menos una escalera cuyos escalones sucesivos están formados por unas porciones de las superficies internas de capas sucesivas.

De manera ventajosa, el dispositivo comprende unos agujeros no concéntricos dispuestos de tal modo que forman al menos una escalera cuyos escalones sucesivos están formados por unas porciones de las superficies internas de capas sucesivas.

De manera ventajosa, el dispositivo comprende unos agujeros circulares dispuestos de tal modo que forman al menos una escalera cuyos escalones sucesivos están formados por unas porciones de las superficies internas.

De manera ventajosa, cuanto más próxima está una capa de una escalera a la capa interna, más grande es el tamaño del agujero que se realiza en ella.

De manera ventajosa, dicho aislante se dispone de tal modo que se extiende de forma continua por toda su superficie.

La invención también tiene por objeto un procedimiento de fabricación de un dispositivo de aislamiento térmico multicapa de acuerdo con la invención, que comprende al menos una etapa de formación de al menos una escalera, dicha etapa de formación consistiendo en realizar unos agujeros en las capas que, entre las capas sucesivas,... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de aislamiento térmico de una estructura espacial (1) que comprende un aislante térmico multicapa (2) que comprende un apilamiento de N capas (3, 4j, 5) , siendo N un número entero superior a 3, que comprende una capa externa (3) destinada a quedar de cara al entorno espacial, unas capas intermedias (4j) y una capa interna (5) destinada a quedar de cara a una estructura espacial (1) , dichas capas siendo eléctricamente conductoras en sus caras internas (3i, 4ij, 5i) orientadas hacia la estructura espacial (1) , dicho dispositivo comprendiendo, por otra parte, un dispositivo de conexión a masa de dichas N capas, caracterizado porque las capas intermedias (4j) y la capa interna (5) están atravesadas por unos agujeros dispuestos de tal modo que forman al menos una escalera (7) cuyos escalones sucesivos (3p, 4pj, 5p) están formados por unas porciones de caras internas de capas sucesivas (3i, 4ij, 5i) escogidas entre las N capas, dicho dispositivo de conexión a masa de dichas N capas comprendiendo al menos un elemento eléctricamente conductor (6) depositado sobre los escalones (3p, 4pj, 5p) de al menos una escalera (7) de tal modo que establece la conexión eléctrica entre las capas (3i, 4ij, 5i) a partir de las cuales están formado (s) los escalones (3p, 4pj, 5p) de dicha al menos una escalera sobre los cuales se deposita el elemento eléctricamente conductor (6) .

2. Dispositivo de aislamiento térmico de acuerdo con la reivindicación anterior, que comprende un conjunto de escaleras (307a, 307b) dispuesto de tal modo que cada una de las N capas (303, 304j, 305) comprende al menos una porción de su cara interna formando un escalón (303p, 304pj, 305p) de una escalera (307a, 307b) , los escalones de las diferentes escaleras de dicho conjunto de escaleras formándose a partir de capas diferentes.

3. Dispositivo de aislamiento térmico de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual al menos un elemento eléctricamente conductor (6) recubre al menos una escalera (7) .

4. Dispositivo de aislamiento térmico de acuerdo la reivindicación anterior, en el cual al menos un elemento eléctricamente conductor (6) llena el espacio que separa al menos una escalera y el plano definido por la cara externa (5e) de la capa interna (5) .

5. Dispositivo de aislamiento térmico de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende al menos un primer medio de fijación (9) de un elemento eléctricamente conductor (6) a la estructura espacial (1) .

6. Dispositivo de aislamiento térmico de acuerdo con la reivindicación anterior, en el cual al menos un primer medio de fijación (9) comprende un dispositivo de enganche (10) de gancho y bucle, una primera parte (11) de dicho dispositivo de enganche estando fijado a dicho elemento eléctricamente conductor (6) , dicha primera parte (11) estando adaptada para cooperar con una segunda parte (12) del dispositivo (10) fijada a dicha estructura espacial (1) .

7. Dispositivo de aislamiento térmico multicapa de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 6, que comprende al menos un primer medio de fijación (9) que garantiza la fijación de un elemento eléctricamente conductor (6) a la estructura espacial (1) con conducción eléctrica.

8. Dispositivo de aislamiento térmico multicapa de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, que comprende unos agujeros concéntricos dispuestos de tal modo que forman al menos una escalera (7) cuyos escalones sucesivos (3p, 4pj, 5p) están formados por unas porciones de las superficies internas (3i, 4ij, 5i) de capas sucesivas.

9. Dispositivo de aislamiento térmico multicapa de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende unos agujeros no concéntricos dispuestos de tal modo que forman al menos una escalera (207) cuyos escalones sucesivos (203p, 204pj, 205p) están formados por unas porciones de las superficies internas de capas sucesivas (203, 204j, 205) .

10. Dispositivo de aislamiento térmico multicapa de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende unos agujeros circulares dispuestos de tal modo que forman al menos una escalera (7) cuyos escalones sucesivos (3p, 4pj, 5p) están formados por unas porciones de las superficies internas (3i, 4ij, 5i) .

11. Dispositivo de aislamiento térmico multicapa de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual cuanto más próxima está una capa de una escalera a la capa interna, más grande es el tamaño del agujero que se realiza en ella.

12. Dispositivo de aislamiento térmico multicapa de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual dicho aislante (2) se dispone de tal modo que se extiende de forma continua por toda su superficie.

13. Procedimiento de fabricación de un dispositivo de aislamiento térmico multicapa de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende al menos una etapa de formación (51) de al menos una escalera (7) , dicha etapa de formación (51) consistiendo en realizar unos agujeros en las capas que, entre las capas sucesivas, pertenecen a las capas intermedias (4j) y/o interna (5) .

14. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación anterior, que comprende al menos una etapa de formación (51) de una escalera (107) realizada durante una etapa de apilamiento de las capas sucesivas.

15. Procedimiento de fabricación de un aislante térmico multicapa de acuerdo con las reivindicaciones 13 a 14, que

comprende al menos una etapa de formación de una escalera que consiste en realizar unos agujeros que presentan 5 unas dimensiones diferentes en dichas capas sucesivas.

16. Procedimiento de fabricación de un aislante térmico multicapa de acuerdo con las reivindicaciones 14 a 15, que comprende al menos una etapa de formación (51) de una escalera (7) que consiste en realizar unos agujeros que presentan unas dimensiones prácticamente idénticas en dichas capas sucesivas.

17. Procedimiento de fabricación de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 16, que comprende al

menos una etapa de depósito (52) de al menos un elemento eléctricamente conductor (6) sobre los escalones (3p, 4pj, 5p) de al menos una escalera (7) de tal modo que se conectan eléctricamente entre sí las capas a partir de las cuales están formados los escalones de dicha al menos una escalera.