[發(fā)明專利]一種基于氫化物氣隙式熱開關(guān)及其使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711046050.3
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN109724454B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周承商;劉詠;劉彬;吳宏;張偉;譚彥妮
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: F28F27/00
• 分類號: F28F27/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所(普通合伙) 43114
• 代理人: 顏勇

1.一種基于金屬氫化物的氣隙式熱開關(guān)的使用方法；其特征在于；包括下述步驟：

所述氣隙式熱開關(guān)包括熱端(1)、冷端(2)、間隙(3)、金屬氫化物存儲裝置(5)、金屬氫化物(6)、導(dǎo)通管(7)、過濾器(8)、加熱裝置(9)、低熱導(dǎo)密封圈(10)；其中間隙(3)位于熱端(1)和冷端(2)之間；所述間隙(3)為僅有一個開口的半封閉式空間，所述開口與導(dǎo)通管(7)連通；所述導(dǎo)通管(7)上設(shè)有過濾器(8)；所述導(dǎo)通管(7)通過過濾器(8)與金屬氫化物存儲裝置(5)相連通；所述金屬氫化物存儲裝置(5)設(shè)有金屬氫化物(6)和加熱裝置(9)；所述低熱導(dǎo)密封圈(10)設(shè)計于熱端和冷端的端頭處；其與間隙(3)相配合后將熱端(1)、冷端(2)隔離開來；間隙(3)將熱端(1)、冷端(2)隔離開來；

所述熱端(1)和/或冷端(2)上設(shè)有金屬肋片(4)；

所述金屬氫化物(6)為TiMn₂儲氫合金；

其使用方法為：

將熱端和冷端的端面分別與需要導(dǎo)熱的部件連接；首次加熱前，間隙(3)內(nèi)為真空環(huán)境；

通過加熱裝置(9)對金屬氫化物(6)進(jìn)行加熱，使其分解釋放氫氣，釋放出的氫氣充入間隙(3)中，使熱開關(guān)的導(dǎo)熱率升高，實現(xiàn)熱開關(guān)的導(dǎo)通；

停止對金屬氫化物加熱，采用空氣冷卻或液體冷卻的方式將放氫后的金屬氫化物(6)冷卻，冷卻的金屬氫化物(6)吸收間隙(3)中的氫氣，使間隙(3)中的氫氣壓力降低，進(jìn)而導(dǎo)致熱開關(guān)導(dǎo)熱率降低，實現(xiàn)熱開關(guān)的斷開；

其使用方法包括下述步驟：

(1)氫化物罐內(nèi)裝填TiMn₂儲氫合金作為儲氫介質(zhì)；環(huán)境溫度為-50℃；

(2)開通加熱體電源，加熱TiMn₂儲氫合金至-20℃，間隙內(nèi)氫氣壓力達(dá)到1.5bar以上，熱開關(guān)處于開通狀態(tài)；

(3)維持TiMn₂儲氫合金于-20±5℃，氫氣壓力保持在1.3-2.2bar之間，熱開關(guān)保持開通狀態(tài)；

(4)斷開加熱體電源，冷卻TiMn₂儲氫合金至-50℃以下，間隙內(nèi)氫氣壓力達(dá)到0.1bar以下，熱開關(guān)處于斷開狀態(tài)；

(5)保持TiMn₂儲氫合金至-50℃以下，間隙內(nèi)氫氣壓力小于0.2bar，熱開關(guān)保持?jǐn)嚅_狀態(tài)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于金屬氫化物的氣隙式熱開關(guān)的使用方法，其特征在于：

熱端(1)所用材質(zhì)的熱導(dǎo)率大于等于65W/m·K；

冷端(2)所用材質(zhì)的熱導(dǎo)率大于等于65W/m·K。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于金屬氫化物的氣隙式熱開關(guān)的使用方法，其特征在于：

熱端(1)所用材質(zhì)選自銅、鋁、銀中的至少一種；

冷端(2)所用材質(zhì)選自銅、鋁、銀中的至少一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于金屬氫化物的氣隙式熱開關(guān)的使用方法，其特征在于：間隙(3)的寬度小于等于1mm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于金屬氫化物的氣隙式熱開關(guān)的使用方法，其特征在于：低熱導(dǎo)密封圈(10)的導(dǎo)熱率小于0.5W/m·K。