CN105865239B - 自动感温阻断式防过热热管 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动感温阻断式防过热热管，具有蒸发段和冷凝段，所述冷凝段内靠近蒸发段的位置设置有用于在系统温度达到特定温度时切断蒸发段与冷凝段热量传递的自动阻断装置。本发明从高温产生源头进行防过热保护，有效解决客户在气温相对较高的季节或地区使用、及客户长期不使用太阳能热水器系统时出现的系统过热问题。

Description

自动感温阻断式防过热热管
技术领域
本发明涉及一种自动感温阻断式防过热热管，属于热管结构结构设计领域。
背景技术
热管(如图1所示)是一种高效的被动传热元件，在航空、航天、电子、热控制、工业节能等领域已得到广泛的应用。近几年，随着能源紧张和节能要求的不断提高，热管在家用太阳能热水器中的使用越来越受到重视，融合热管技术的家用太阳能热水器系统在近十年内逐渐兴起。热管式一体承压太阳能热水器、太阳能热管集热器较之普通型太阳能热水器、太阳能集热器，具有可靠性高，集热效率高等优势，在气温相对较低的地区也可以正常使用，但是在气温相对较高的季节或者地区使用和客户长期不使用太阳能热水器时会导致太阳能会出现过热现象。为了保证热管式一体承压太阳能热水器、太阳能热管集热器的正常运行，系统防过热是必须解决的问题，如果水箱温度超过70℃，高温不仅使得T/P阀经常打开浪费水资源，而且对分体系统的管道及附件长期高温寿命影响也很大，更严重的是如果长期高温下运作会使不锈钢水箱及不锈钢部件的寿命大大降低，对太阳能热水器系统有不可逆转的损伤，并且存在安全隐患。
为降低太阳能热利用系统的运行温度，减小过热对太阳能热水器系统造成的危害，保证系统的安全稳定运行，解决对客户长期不使用导致太阳能热水系统损坏等问题，目前行业中已有多种系统过热保护措施，常用的防过热措施有：加装T/P阀的防过热水箱，加大系统膨胀罐的容积，设置储热水箱和热平衡水箱，电控遮阳，电控散热器，防过热功能太阳能集热器等。但是这些措施都是“治标不治本”，没有从产生高温的源头进行防过热保护，系统高温过热问题依然存在。
发明内容
对此，本发明旨在提供一种结构更为合理的热管，从高温产生源头进行防过热保护，有效解决在气温相对较高的季节或地区使用、以及客户长期不使用太阳能热水器系统时容易出现的系统过热问题。
实现本发明目的的技术方案是：
一种自动感温阻断式防过热热管，具有蒸发段和冷凝段，所述冷凝段内靠近蒸发段的位置设置有用于在系统温度达到特定温度时切断蒸发段与冷凝段热量传递的自动阻断装置。
上述技术方案中，所述自动阻断装置包括关闭帽、弹性部件、感温变形部件和固定架，所述固定架固定在冷凝段内部，其上设有供热媒通过的通道，所述关闭帽具有适于封堵所述通道的密封面，其通过活动杆活动安装在固定架上，所述弹性部件部分或全部采用弹性金属制成，所述感温变形部件部分或全部采用形状记忆合金制成，所述弹性部件和感温变形部件设在活动杆上所述固定架两侧，两者相配合为关闭帽开闭通道提供移动动力，所述特定温度为所述形状记忆合金的相变温度。
上述技术方案中，所述弹性部件为螺旋形弹簧。
上述技术方案中，所述感温变形部件由数个碗状构件叠设构成，部分或全部碗状构件采用形状记忆合金制成。
本发明具有积极的效果：
(1)本发明中通过设置自动阻断装置，在系统达到特定温度时，自动阻断装置动作切断蒸发段与冷凝段的热量传递即阻断热媒由蒸发段1流入冷凝段流动，从根源解决系统过热的问题，且无需人为控制，实现自动感温阻断，从而保护系统安全。
(2)本发明中的自动阻断装置包括关闭帽、弹性部件、感温变形部件和固定架，所述固定架固定在冷凝段内部，其上设有供热媒通过的通道，所述关闭帽具有适于封堵所述通道的密封面，其通过活动杆活动安装在固定架上，所述弹性部件部分或全部采用弹性金属制成，所述感温变形部件部分或全部采用形状记忆合金制成，所述弹性部件和感温变形部件设在活动杆上所述固定架两侧，两者相配合为关闭帽开闭通道提供移动动力，所述特定温度为所述形状记忆合金的相变温度，采用上述结构，当系统即太阳能热水器水箱内温度较低时，形状记忆合金的实际温度低于形状记忆合金的相变温度，感温变形部件不发生变形，此时通道处于被打开状态，蒸发段的热量可以正常传递到冷凝段，当系统即太阳能热水器水箱内温度过高时，形状记忆合金的实际温度等于或高于形状记忆合金的相变温度(70℃以上)，形状记忆合金发生伸缩变形，即所述感温变形部件的长度发生了伸缩变化，此时在感温变形部件或者弹性部件的作用下带动关闭帽移动将通道关闭，这时蒸发段的热量就无法传递到冷凝段，无法给系统加热，这样就实现从根源上进行防过热保护的目的，且整个过程无需人为控制，实现自动感温阻断，从而保护系统安全。而当系统经过使用或者散热后温度降低，形状记忆合金又会变回原状，此时活动杆与关闭帽移动复位将通道打开，热管的蒸发段与冷凝段重新连通，继续传递热量。
附图说明
图1为热管的结构示意图；
图2为实施例1中第一种自动感温阻断式防过热热管的结构示意图(通道打开状态)；
图3为实施例1中第一种自动感温阻断式防过热热管的结构示意图(通道关闭状态)；
图4为实施例1中第二种自动感温阻断式防过热热管的结构示意图(通道打开状态)；
图5为实施例1中第二种自动感温阻断式防过热热管的结构示意图(通道关闭状态)；
图6为实施例2中自动感温阻断式防过热热管的结构示意图(通道打开状态)；
图7为实施例2中自动感温阻断式防过热热管的结构示意图(通道关闭状态)。
图中所示附图标记为：1-蒸发段；2-冷凝段；3-关闭帽；31-密封面；4-弹性部件；5-感温变形部件；6-固定架；61-通道；7-活动杆。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明中的具体结构做以说明：
一种自动感温阻断式防过热热管，如图所示，其具有蒸发段1和冷凝段2，所述冷凝段2内靠近蒸发段1的位置设置有用于在系统温度达到特定温度(如70℃以上)时切断蒸发段1与冷凝段2热量传递的自动阻断装置。通过设置自动阻断装置，在系统(水箱)达到特定温度时，自动阻断装置动作切断蒸发段1与冷凝段2的热量传递即阻断热媒由蒸发段1流入冷凝段2流动，从根源解决系统过热的问题，且无需人为控制，实现自动感温阻断，从而保护系统安全。
本实施例中，所述自动感温阻断装置包括关闭帽3、弹性部件4、感温变形部件5和固定架6，所述固定架6固定在冷凝段2内部，其上设有供热媒通过的通道61，所述关闭帽3具有适于封堵所述通道61的密封面31，其通过活动杆7活动安装在固定架6上，所述弹性部件4部分或全部采用弹性金属制成，所述感温变形部件5部分或全部采用形状记忆合金制成，所述弹性部件4和感温变形部件5设在活动杆7上所述固定架6两侧，所述弹性部件4和感温变形部件5相配合为关闭帽3开闭通道61提供移动动力，所述特定温度为所述形状记忆合金的相变温度。本实施例中通过设置自动感温阻断装置能在系统温度达到特定温度(70℃以上)即温度过高时，形状记忆合金受热变形，所述感温变形部件5发生伸缩变形，关闭帽3被带动移动从而通过其上密封面31将通道61关闭以切断蒸发段1与冷凝段2间的热量传递，从而从根源解决系统过热的问题，且无需人为控制，实现自动感温阻断，从而保护系统安全。所述形状记忆合金采用具有双程记忆效应的记忆合金。
进一步，如图2至图5所示，本实施例中所述关闭帽3和弹性部件4设置在所述固定架6一侧，感温变形部件5设置在所述固定架6的另一侧，系统温度较低时，所述关闭帽3在所述弹性部件4的作用下与固定架6分开，从而使所述通道61处于打开状态，这时蒸发段1可以正常传递热量到冷凝段2，而当系统温度过高时，形状记忆合金受热发生形变，感温变形部件5长度伸长并克服所述弹性部件4的弹力带动所述关闭帽3向固定架6移动使密封面31封堵所述通道61，从而切断蒸发段1与冷凝段2间的热量传递，从而从根源上进行防过热保护的目的。而当系统经过使用或者散热温度降低后，形状记忆合金变回原状，此时活动杆7与关闭帽3在弹性部件4作用下复位将通道61打开，热管蒸发段1与冷凝段2连通，继续传递热量。
本实施例中的所述弹性部件4为螺旋形弹簧，实践操作中，所述弹性部件4还可选用其它结构的部件。
本实施例中所述感温变形部件5由数个碗状构件叠设构成，部分或全部碗状构件采用形状记忆合金制成，当然也可以采用其他形状的构件，以使系统温度达到形状记忆合金的相变温度时，轴向长度发生变化。
实施例2
本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：如图6和图7所示，本实施例中所述感温变形部件5和关闭帽3设置在固定架6的一侧，所述弹性部件4设置在所述固定架6的另一侧，采用这种结构，在系统温度较低时，所述感温变形部件5克服所述弹性部件4的弹力作用使关闭帽3与固定架6分开从而使通道61处于打开状态，蒸发端1的热量可以正常传递到冷凝端2，而当系统温度过高时，形状记忆合金受热发生缩短形变，使感温变形部件5长度缩短，所述弹性部件4失去感温变形部件5的束缚后带动所述关闭帽3靠近固定架6使其上密封面31封堵通道61，将蒸发段1与冷凝段2间的热量传递切断，从而从根源上进行防过热保护的目的，而当系统经过使用或者散热温度降低后，形状记忆合金伸长变回原状，此时活动杆7复位再次将通道61打开，热管蒸发端1与冷凝端2连通，从而继续传递热量。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的实质精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种自动感温阻断式防过热热管，具有蒸发段(1)和冷凝段(2)，其特征在于，所述冷凝段(2)内靠近蒸发段(1)的位置设置有用于在系统温度达到特定温度时切断蒸发段(1)与冷凝段(2)热量传递的自动阻断装置，所述自动阻断装置包括关闭帽(3)、弹性部件(4)、感温变形部件(5)和固定架(6)，所述固定架(6)固定在冷凝段(2)内部，其上设有供热媒通过的通道(61)，所述关闭帽(3)具有适于封堵所述通道(61)的密封面(31)，其通过活动杆(7)活动安装在固定架(6)上，所述弹性部件(4)部分或全部采用弹性金属制成，所述感温变形部件(5)部分或全部采用形状记忆合金制成，所述弹性部件(4)和感温变形部件(5)设在活动杆(7)上所述固定架(6)两侧，两者相配合为关闭帽(3)开闭通道(61)提供移动动力，所述特定温度为所述形状记忆合金的相变温度。
2.根据权利要求1所述的自动感温阻断式防过热热管，其特征在于，所述弹性部件为螺旋形弹簧。
3.根据权利要求1所述的自动感温阻断式防过热热管，其特征在于，所述感温变形部件(5)由数个碗状构件叠设构成，部分或全部碗状构件采用形状记忆合金制成。
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