本发明专利技术公开一种用于吸附床的交变式三温区热管装置，包括外层壳体和容纳于其中的内层壳体。外层壳体上端具有交替接通冷凝器和蒸发器的接口，外层壳体内部空间形成上腔、中腔和下腔，分别与低温冷却介质、吸附床和热源接触。下腔内填充可气液相变的下腔工质。内层壳体包括重力式热管以及位于重力式热管内的热管工质和吸液芯。下腔工质达到热源温度时所对应的饱和压力大于内层壳体所受重力与蒸发器压力之和并小于内层壳体所受重力与冷凝器的压力之和。在接口与蒸发器接通时下腔工质汽化，内层壳体上移占据中腔和上腔；在接口与冷凝器接通时下腔工质液化，内层壳体下移占据中腔和下腔。本发明专利技术的热管装置具有高效、便利、实用的优点。
【技术实现步骤摘要】
用于吸附床的交变式三温区热管装置及吸附式制冷系统
本专利技术涉及吸附式制冷技术，特别涉及一种用于吸附床的交变式三温区热管装置及吸附式制冷系统。
技术介绍
热管是一种在小的温度梯度下就能把热量从一处传往另一处的传热装置；具有优异的导热性质。热管通常由蒸发段、绝热段、冷凝段构成，适用于两个温度区域间热量传递。吸附制冷系统中的吸附床是一个典型的温度交变装置，在工作过程中需要对其交替进行加热和冷却，使用热管可以大大提高传热效率，但是传统热管及热管相关专利仅适用于两温区传热，不能实现交替传热。经文献检索发现，专利申请号:200410018291.3，名称为:余热驱动的复合交变热管发生器，该专利采用热管原理对吸附床及锅炉进行改造，提出一种新型发生器，该专利技术避免酸蚀的发生，但其不能避免海水冷却管道与加热工质的接触，这就导致锅炉加热吸附床的同时也不可避免的加热冷却管路，依然不能从根本上解决吸附床效率低的问题。有鉴于此，需要针对吸附床交变式传热提供一种新的技术解决方案。
技术实现思路
本专利技术的主要目的旨在针对温度交变场合，提出一个高效、便利、实用的传热装置，避免对吸附床及锅炉结构进行改造，从根本上解决冷、热源的接触问题。为达成上述目的，本专利技术提供一种用于吸附床的交变式三温区热管装置，包括外层壳体和内层壳体。所述外层壳体上端具有接口，下端封闭；所述接口交替接通冷凝器和蒸发器；所述外层壳体内部的空间形成上腔、中腔和下腔，所述上腔、中腔和下腔分别与低温冷却介质、吸附床和热源接触；所述下腔内填充可气液相变的下腔工质，所述中腔和上腔中填充导热液体工质。所述内层壳体以可上下移动且封闭的方式容纳于所述外层壳体内，其包括重力式热管以及位于所述重力式热管内的吸液芯和热管工质；其中，所述下腔工质达到所述热源的温度时所对应的饱和压力大于所述内层壳体所受重力与所述蒸发器压力之和，并在所述接口与所述蒸发器接通时汽化以使所述内层壳体上移以占据所述中腔和上腔；所述下腔工质达到所述热源的温度时所对应的饱和压力小于所述内层壳体所受重力与所述冷凝器的压力之和，并在所述接口与所述冷凝器接通时液化以使所述内层壳体下移以占据所述中腔和下腔。优选地，所述内层壳体内部形成密封且相互独立的上真空腔，下真空腔以及中部腔，所述中部腔构成所述重力式热管。优选地，所述外层壳体具有环形的上凹槽与下凹槽以界定所述上腔、中腔和下腔；所述上凹槽内固定上密封环，所述下凹槽内固定下密封环，所述内层壳体与所述上密封环及所述下密封环的内缘紧密接触。优选地，所述上凹槽与下凹槽将所述外层壳体的长度三等分以界定所述上腔、中腔和下腔的长度相等，所述内层壳体的长度为所述外层壳体长度的三分之二。优选地，所述吸液芯附着于所述重力式热管的下半部的内壁上。优选地，所述下腔内所述下腔工质的填充量根据当所述内层壳体占据所述下腔时所述下腔的剩余最小容积确定；所述上腔内的所述导热液体工质的填充量根据当所述内层壳体占据所述上腔时所述上腔的剩余最小容积确定；所述中腔内的所述导热液体工质的填充量根据当所述内层壳体占据所述中腔所述中腔的剩余容积确定。优选地，所述导热液体工质为导热油。优选地，所述上真空腔及所述下真空腔均是由两个不同半径的球面组成的壳体，且轴向剖面呈月牙形。优选地，所述接口与所述外层壳体形成为一体。本专利技术还提出了一种吸附式制冷系统，其包括蒸发器及冷凝器，两者间连接节流阀；两个上述的交变式三温区热管装置，每一交变式三温区热管装置的接口通过热管四通换向阀交替接通所述蒸发器和所述冷凝器；第一吸附床和第二吸附床，分别与所述两个交变式三温区热管装置的中腔接触；每一所述第一吸附床和第二吸附床通过床体四通换向阀交替接通所述蒸发器和所述冷凝器；吸附床冷却系统，与所述两个交变式三温区热管装置的上腔接触；以及加热系统，与所述两个交变式三温区热管装置的下腔接触。本专利技术所提出的交变式三温区热管装置，通过将外层壳体设计为具有上腔、中腔、下腔，并分别与低温冷却介质、吸附床、热源接触换热，以及通过内层壳体(重力式热管)的上下移动实现吸附床的加热和冷却，同时避免了冷、热源的相互接触，提高了吸附床的效率。【附图说明】图1为本专利技术一实施例的交变式三温区热管装置冷却状态剖面结构示意图；图2为本专利技术一实施例的交变式三温区热管装置加热状态剖面结构示意图；图3为本专利技术一实施例的CaC12_NH3两床吸附式制冷系统的结构示意图。【具体实施方式】为使本专利技术的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本专利技术的内容作进一步说明。当然本专利技术并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本专利技术的保护范围内。图1和图2分别为本专利技术一实施例的交变式三温区热管装置在冷却状态和加热状态下的剖视图，交变式三温区热管装置包括外层壳体3。外层壳体3的上端具有接口 14，下端封闭。本实施例中，接口 14与外层壳体3形成为一体，是同一完整壳体的不同部位。接口 14通过热管四通换向阀(图中未示)交替接通冷凝器和蒸发器。外层壳体3为空心圆柱状腔体结构，其内部空间形成三个腔室，分别为上腔12，中腔10和下腔7。在本实施例中，三个腔室是通过下凹槽9，上凹槽11界定形成。具体来说，外层壳体3具有环形的上凹槽11和下凹槽9，上密封环2与下密封环8分别固定在外层壳体3的上凹槽11和下凹槽9内，从而将外层壳体3划分为三部分，由此将外层壳体的内部空间形成三个腔室。其中，上凹槽11和下凹槽9的结构和尺寸可以为完全相同，上密封环2与下密封环8可以是两个相同的环形密封圈。本实施例中，上凹槽11和下凹槽9将外层壳体的长度上下三等分，因此所形成的三个腔室12、10、7的长度也完全相同。另一方面，上腔12与低温冷却介质接触，中腔10与吸附床接触，下腔7则与热源接触。下腔7内填充可气液相变的下腔工质，而中腔10和上腔12中则填充导热液体工质。交变式三温区热管装置还包括容纳于外层壳体内的内层壳体1，其包括重力式热管和位于重力式热管中的吸液芯4及热管工质5，热管工质5可根据具体应用工况选取。吸液芯4可附着在重力式热管的下半部分的内壁上。内层壳体I是一个封闭的圆柱状壳体结构，放置于外层壳体3内部，从上密封环2、下密封环8心部穿过且与其内缘紧密接触。上密封环2、下密封环8分别有隔绝上腔与中腔、中腔与下腔间热传递的作用。较佳的，内层壳体I内部形成三个相互独立的密封腔体，上部为上真空腔13，下部为下真空腔6，中部为中部腔，中部腔即构成重力式热管，也即是热管工质5的工作空间。通过在内层壳体的顶部和的底部分别形成上真空腔和下真空腔，可起到更好的绝热效果。上真空腔13及下真空腔6均可由两个不同半径的球面组成的壳体，且轴向剖面呈月牙形。较佳的，在本实施例中导热液体工质为导热油，其不与蒸发器和冷凝器内的工作介质相溶。导热油除了起到传热的作用，在内层壳体I的移动过程中，还起到润滑内层壳体I与密封环、填充内层壳体与密封环间隙加强密封的作用。内层壳体I能够在外层壳体3内部上下移动，下至下腔7底部，上至上腔12顶部，上密封环2、下密封环8起到支撑内层壳体1，保证内层壳体I单向运动的作用。通过内层壳体I的上下移动，可进行加热和冷却。具体来说，下腔7内填充下腔工质，下腔7内下腔工质在达到热源温度时的饱和压力大于本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于吸附床的交变式三温区热管装置，其特征在于，包括：外层壳体，其上端具有接口，下端封闭；所述接口交替接通冷凝器和蒸发器；所述外层壳体内部的空间形成上腔、中腔和下腔，所述上腔、中腔和下腔分别与低温冷却介质、吸附床和热源接触；所述下腔内填充可气液相变的下腔工质，所述中腔和上腔中填充导热液体工质；内层壳体，以可上下移动且封闭的方式容纳于所述外层壳体内，其包括重力式热管以及位于所述重力式热管内的吸液芯和热管工质；其中，所述下腔工质达到所述热源的温度时所对应的饱和压力大于所述内层壳体所受重力与所述蒸发器压力之和，并在所述接口与所述蒸发器接通时汽化以使所述内层壳体上移以占据所述中腔和上腔；所述下腔工质达到所述热源的温度时所对应的饱和压力小于所述内层壳体所受重力与所述冷凝器的压力之和，并在所述接口与所述冷凝器接通时液化以使所述内层壳体下移以占据所述中腔和下腔。
【技术特征摘要】
1.一种用于吸附床的交变式三温区热管装置，其特征在于，包括: 外层壳体，其上端具有接口，下端封闭；所述接口交替接通冷凝器和蒸发器；所述外层壳体内部的空间形成上腔、中腔和下腔，所述上腔、中腔和下腔分别与低温冷却介质、吸附床和热源接触；所述下腔内填充可气液相变的下腔工质，所述中腔和上腔中填充导热液体工质； 内层壳体，以可上下移动且封闭的方式容纳于所述外层壳体内，其包括重力式热管以及位于所述重力式热管内的吸液芯和热管工质； 其中，所述下腔工质达到所述热源的温度时所对应的饱和压力大于所述内层壳体所受重力与所述蒸发器压力之和，并在所述接口与所述蒸发器接通时汽化以使所述内层壳体上移以占据所述中腔和上腔；所述下腔工质达到所述热源的温度时所对应的饱和压力小于所述内层壳体所受重力与所述冷凝器的压力之和，并在所述接口与所述冷凝器接通时液化以使所述内层壳体下移以占据所述中腔和下腔。2.根据权利要求1所述的交变式三温区热管装置，其特征在于，所述内层壳体内部形成密封且相互独立的上真空腔，下真空腔以及中部腔，所述中部腔构成所述重力式热管。3.根据权利要求1所述的交变式三温区热管装置，其特征在于，所述外层壳体具有环形的上凹槽与下凹槽以界定所述上腔、中腔和下腔；所述上凹槽内固定上密封环，所述下凹槽内固定下密封环，所述内层壳体与所述上密封环及所述下密封环的内缘紧密接触。4.根据权利 要求3所述的交变式三温区热管装置，其特征在于，所述上凹槽与下凹槽将所述外层壳体的长度三等分以界定所述上腔、中腔和下腔的长度相等，所述内层壳体的长度为所述外层壳体长度的三分之二。5.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙文哲，闫飞，周书敏，李鸿坤，聂晶，
申请(专利权)人：中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31
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