在以固体为主的基底与外部介质之间调节热传导的方法技术

本发明专利技术主要涉及屏蔽和隔热结构的构建。技术成果——根据热控结构板的温度来改变热传导调节效率的程度。在以固体为主的基底与外部介质之间调节热传导的方法中，在静止温度下在基底(1)上安装一块热控结构板(2)或至少两块叠置互连的热控结构板(2、5)，而其中的至少一块板(2)能够在相对静止的温度下，通过改变其自身温度而发生变形，从而使得在该板与基底或层中相邻的板之间形成空腔，而外部介质中的颗粒可填充该空腔，以及该板(2)与基底(1)的固定点(3)或选择层中相邻的板(5)，在其发送变形时，使得该板(2)可形成凸面形状。使得该板(2)可形成凸面形状。使得该板(2)可形成凸面形状。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在以固体为主的基底与外部介质之间调节热传导的方法


[0001]本专利技术主要涉及屏蔽和隔热结构的构建，尤其涉及一种能够调节在以固体为主的基底与外部介质之间热传递的方法。本专利技术可用于旨在改变物体表面间热传递的控制措施，例如土壤、建筑物、工程结构、设备和外部介质，以及液体或气体之间的热传递。

技术介绍

[0002]一种已知的遮阳篷结构，已在俄罗斯专利技术专利中公开，其编号为第2209270号(公开于2003年7月27日)。在此项专利技术中，建议使用主要由特型镀锌面板和防冻隔热材料制成的顶篷以及抗冻胀密封垫环，以增加竖立在冻胀土壤上电杆接触网支柱的稳定性。使用顶篷有助于减少传递到地面的热量。然而，目前此项专利技术不具备根据环境温度来控制土壤和周边环境之间热传递的能力，应用范围较为有限。
[0003]一种已知的装置，可用于在土壤中进行自然聚冷，已在俄罗斯专利技术专利中公开，其编号为第2694663号(公开于2019年7月16日)。该装置可根据周围环境温度的变化来对顶篷下的土壤冷却强度进行调节，但需使用相对复杂的执行机构以及需要外部能源和稳定运行的其他组件，这缩小了此专利技术的可应用范围。
[0004]一种已知的装置，可用于调节热传递，已在俄罗斯技术专利技术专利中公开，其编号为第179729号(公开于2018年5月23日)。此款装置由两块热控结构板(顶板和底板)组成，这两块板彼此对齐并沿两侧相对较短的边缘被刚性固定。由于顶板暴露于超过规定温度的热量时会发生弯曲而变成拱形，但底板形状基本保持不变。所以在两块板之间会出现空气夹层，这降低了热流对底板的效果，同样也降低了热流对安装在此表面装置的效果。
[0005]但是，该装置的工作效率并不高，因为负责形成间隙的两块热控结构板的有效区域，由于介质(此处指空气)的进入，并未得到充分利用。各板之间沿着两个短边相互固定，因此，当板材出现变形时，在各板连接处会出现缝隙，而这与在两块板之间出现的主要空间体积相比，减少热传递的效果并不太明显。

技术实现思路

[0006]本专利技术旨在解决的技术问题是确保可根据外部介质的温度和基底的温度，通过一块或多块板来调节以固体为主的底座与外部介质之间的热传递。
[0007]本专利技术所取得的技术成果是：根据热控结构板的温度，改变调节热传递效果的程度。
[0008]取得的另一项技术成果——提高了用于制造板材的材料面积的使用效率。
[0009]本专利技术公开了一种能够控制在以固体为主的基底与外部介质之间调节热传导的方法。在已声明的方法中，在静止温度下，将一块热控结构板或至少两块叠置互连的热控结构板安装在以固体为主的基底上。其中的至少一块板能够在相对静止的温度下，通过改变其自身温度而发生变形，从而使得在该板与基底或层中相邻的板之间形成空腔，而外部介质中的颗粒可填充该空腔。该板与基底的固定点或选择层中相邻的板，在其发送变形时，使
得该板材可形成凸面形状。
[0010]为了能够更加清晰的进行阐述，我们在此指出，术语“热传递”是指将热能从温度较高的物体直接(接触)或间接(通过分隔物体的区域)转移到温度较低的物体的一个物理过程。在这种情况下，这种物体可以是固体、液体、气体(气体和/或液体的混合物)。外部介质可能是温度较高的物体，基底可能是温度较低的物体，反之亦然，这可能会由具体应用问题来决定。因此，热传递既可以从介质传入基底，也可以从基底传入介质中。热传递的调节主要通过分隔物体区域来进行的。在要已声明的方法中，该区域可由一块或多块板材形成。此外，所述区域应包括至少一个填充有外部介质颗粒的空腔，该空腔可在至少一块板材的变形过程中形成。介质可以是空气，其颗粒填充形成的空腔。在本说明中，术语“外部介质”和“介质”用作同义词。
[0011]术语“以固体为主的基底”是指任意固体的表面，以及液体或气体系统中的固体。文中所述的基底可以是平坦的、凸出的或是圆柱面的，以及液体或气体的边界。例如，基底可以是土壤、冰(融化的冰)、积雪、以及设备、建筑物、设施的表面，特别是管道。在本说明中，术语“以固体为主的基底”、“基底”和所呈现的基底示例均用作同义词。
[0012]术语“板材”是指由某些坚硬、有弹性的材料制成的薄板或条带。板材的形状可以是任意的，这取决于基座表面的属性。在静止温度并且未变形的状态下，为了紧贴基底表面，板材可以是平坦的或与其所安装的基底表面具有相似的形状。板材的变形能力是因其是由具有较高的热膨胀系数，以及与层中的基底或相邻板材相比具有较小抗弯刚度的材料制成的。在制造过程中使用多块板材时，可以选择特定的材料和结构特点，使板材在受热时具有不同的弯曲度和相互膨胀的特性。该板材可以为薄膜，即厚度较薄。在这种情况下，术语“薄膜”是指具有较大表面积与厚度比的材料薄层。板材的厚度也可以是不固定的，例如，越靠近板材的中心越薄，或者越靠近板材的边缘越薄。
[0013]术语“静止温度”是指板材相对于基底或相邻板材不会发生变形，同时也不形成空腔的某一温度或温度范围。在静止温度下，介质与基底之间的热传递效率最高。
附图说明
[0014]如图1a和图1b所示，这是一种使用单块平板来控制基底和介质之间热传递的结构设计。
[0015]如图2a和图2b所示，这是一种使用在单层圆柱形基底上安装多块板的结构设计。
[0016]如图3a和图3b所示，这是一种结构设计，即使用两层叠加的平板来控制基底和介质之间的热传递，其中一块平板在超过静止温度时会发生变形。
[0017]如图4a和图4b所示，这是一种结构设计，即使用两层叠加的平板来控制介质和底座之间的热传递，而当超过静止温度时，其中的两块平板都会发生变形。
[0018]如图5所示，这是一种结构设计，即使用几块两层叠加的板材来控制介质和基底之间的热传递，而底板以条带的样式安装在基底周围区域，顶板以片状的方式安装在底板上。
[0019]如图6所示，这是一种使用板材堆叠形成的外侧垂直串联的结构设计。
具体实施方式
[0020]在本专利技术的各种应用方案中，在静止温度下，将一块或多块板安装在基底上。当其
温度相对于静止温度发生变化时，这些板中的至少一块板将会发生变形。板材的变形能力取决于其结构特点、制造材料的特性、板材在基底上的固定方式以及层中相邻板材间的相互连接方式。
[0021]例如，可发生变形的板材具有较小的厚度，而制造该板材的材料具有高线性膨胀系数的特征。此类材料可大致以下类别中进行选择：聚乙烯、氟塑料、聚酰胺、聚氯乙烯、乙缩醛、丙烯酸，但不限于这些示例。但也可以使用两块板材，第一块由高线膨胀系数的材料制成，第二块由低线膨胀系数的材料制成(例如钢)，而两块板至少需要部分地相互压靠在一起，并沿周边相互连接，例如，通过在一些固定点处使用零件进行固定。第一块板在出现温度变化时会比第二块板出现更强烈地变形，但由于两块板之间相互连接，第一块板的变形也会导致第二个板出现变形。请注意，必须选择第二块板的厚度或其他一些设计特征以促使板材发生弯曲。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.在以固体为主的基底与外部介质之间调节热传导的方法，基于：在静止温度下安装一块热控结构板或至少两块叠置互连的热控结构板，而其中的至少一块板能够在相对静止的温度下，通过改变其自身温度而发生变形，从而使得在该板与基底或层中相邻的板之间形成空腔，而外部介质中的颗粒可填充该空腔，以及该板与基底的固定点或选取层中相邻的板，在其发送变形时，使得该板可形成凸面形状。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在静止温度下，所述热控结构板为平面板。3.根据权利要求1所述的方法，其中，在静止温度下，所述热控结构板的形状与基底的形状相似。4.根据权利要求1所述的方法，所述热控结构板的可变形程度取决于其设计特征、制造材料的特性、在基底上的固定点以及与...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢尔盖，
申请(专利权)人：谢尔盖，
类型：发明
国别省市：