[发明专利]一种基于氢化物气隙式热开关及其使用方法

权利要求书

1.一种基于金属氢化物的气隙式热开关的使用方法；其特征在于；包括下述步骤：

所述气隙式热开关包括热端(1)、冷端(2)、间隙(3)、金属氢化物存储装置(5)、金属氢化物(6)、导通管(7)、过滤器(8)、加热装置(9)、低热导密封圈(10)；其中间隙(3)位于热端(1)和冷端(2)之间；所述间隙(3)为仅有一个开口的半封闭式空间，所述开口与导通管(7)连通；所述导通管(7)上设有过滤器(8)；所述导通管(7)通过过滤器(8)与金属氢化物存储装置(5)相连通；所述金属氢化物存储装置(5)设有金属氢化物(6)和加热装置(9)；所述低热导密封圈(10)设计于热端和冷端的端头处；其与间隙(3)相配合后将热端(1)、冷端(2)隔离开来；间隙(3)将热端(1)、冷端(2)隔离开来；

所述热端(1)和/或冷端(2)上设有金属肋片(4)；

所述金属氢化物(6)为TiMn₂储氢合金；

其使用方法为：

将热端和冷端的端面分别与需要导热的部件连接；首次加热前，间隙(3)内为真空环境；

通过加热装置(9)对金属氢化物(6)进行加热，使其分解释放氢气，释放出的氢气充入间隙(3)中，使热开关的导热率升高，实现热开关的导通；

停止对金属氢化物加热，采用空气冷却或液体冷却的方式将放氢后的金属氢化物(6)冷却，冷却的金属氢化物(6)吸收间隙(3)中的氢气，使间隙(3)中的氢气压力降低，进而导致热开关导热率降低，实现热开关的断开；

其使用方法包括下述步骤：

(1)氢化物罐内装填TiMn₂储氢合金作为储氢介质；环境温度为-50℃；

(2)开通加热体电源，加热TiMn₂储氢合金至-20℃，间隙内氢气压力达到1.5bar以上，热开关处于开通状态；

(3)维持TiMn₂储氢合金于-20±5℃，氢气压力保持在1.3-2.2bar之间，热开关保持开通状态；

(4)断开加热体电源，冷却TiMn₂储氢合金至-50℃以下，间隙内氢气压力达到0.1bar以下，热开关处于断开状态；

(5)保持TiMn₂储氢合金至-50℃以下，间隙内氢气压力小于0.2bar，热开关保持断开状态。

2.根据权利要求1所述的一种基于金属氢化物的气隙式热开关的使用方法，其特征在于：

热端(1)所用材质的热导率大于等于65W/m·K；

冷端(2)所用材质的热导率大于等于65W/m·K。

3.根据权利要求2所述的一种基于金属氢化物的气隙式热开关的使用方法，其特征在于：

热端(1)所用材质选自铜、铝、银中的至少一种；

冷端(2)所用材质选自铜、铝、银中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种基于金属氢化物的气隙式热开关的使用方法，其特征在于：间隙(3)的宽度小于等于1mm。

5.根据权利要求1所述的一种基于金属氢化物的气隙式热开关的使用方法，其特征在于：低热导密封圈(10)的导热率小于0.5W/m·K。