一種吸熱體轉(zhuǎn)動(dòng)的容積式空氣吸熱器的制造方法
【專利摘要】一種吸熱體轉(zhuǎn)動(dòng)的容積式空氣吸熱器，其吸熱器件由多根轉(zhuǎn)動(dòng)的吸熱棒(1)組成。吸熱棒(1)由多個(gè)吸熱筒(11)和轉(zhuǎn)動(dòng)軸(12)組成。吸熱筒(11)為中空的同心圓柱形筒體，由碳化硅泡沫陶瓷一體成型制成。吸熱筒(11)的內(nèi)壁加工有卡槽(13)。轉(zhuǎn)動(dòng)軸(12)為圓柱體，轉(zhuǎn)動(dòng)軸(12)的外部有凸起(14)，卡槽(13)和凸起(14)緊密配合。轉(zhuǎn)動(dòng)軸(12)由致密耐高溫陶瓷或耐熱合金鋼一體成型。轉(zhuǎn)動(dòng)軸(12)的軸線與吸熱筒(11)的軸線重合，吸熱筒(11)套在轉(zhuǎn)動(dòng)軸(12)的外部。本發(fā)明可獲得溫度范圍為700℃-1300℃、常壓或者1MPa壓力以上的高溫空氣，同時(shí)利用自身的顯熱儲(chǔ)熱，可用于腔體式非承壓和非承壓空氣吸熱器，也可以用于外置圓柱式非承壓空氣吸熱器。
【專利說明】一種吸熱體轉(zhuǎn)動(dòng)的容積式空氣吸熱器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種太陽能熱發(fā)電站用空氣吸熱器，特別涉及一種容積式空氣吸熱器。

【背景技術(shù)】
[0002]太陽能是取之不盡用之不竭的可再生能源，在化石燃料逐年減少、國際能源形勢(shì)日趨嚴(yán)峻的今天，開發(fā)利用太陽能是實(shí)現(xiàn)能源供應(yīng)多元化、保證能源安全的重要途徑之一。塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)基本原理是利用眾多的定日鏡，將太陽輻射反射到置于塔上的太陽能吸熱器上，借助加熱工質(zhì)產(chǎn)生過熱蒸汽或高溫空氣，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)組，產(chǎn)生電能。高溫太陽能吸熱器是塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的核心部件。國外圍繞此項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行了諸多研究，主要集中在美國、德國、西班牙、以色列、澳大利亞、韓國等。其中應(yīng)用較多的是容積式吸熱器，就是一種由三維基體所構(gòu)成的接收太陽輻射的吸熱體，流過的工作流體與其進(jìn)行直接的熱交換而被加熱。容積式太陽能吸熱器通常有一個(gè)空心殼體，用于容納容積式太陽能吸收裝置，殼體由玻璃透光窗覆蓋，形成封閉的吸熱裝置腔體，腔體可以容納與吸收裝置直接接觸的工作流體，工作流體流過吸熱裝置腔體，經(jīng)換熱將吸收裝置獲得的熱量帶走。美國專利4394859公開了一種以空氣為傳熱流體的柱狀金屬管式吸熱器，該吸熱器對(duì)金屬要求較高，系統(tǒng)復(fù)雜，成本高，而且許用能流密度較低，難以獲得高溫度的空氣。美國專利4777934公布了采用帶有粒子的壓縮空氣為傳熱介質(zhì)的太陽能吸熱器，其溫度可被加熱至700°C，該吸熱器無法應(yīng)用到更高的溫度。美國專利US6668555B1公布了基于吸熱器的太陽能發(fā)電系統(tǒng)，采用熱管式太陽能吸熱器，其傳熱工質(zhì)為空氣，雖然傳熱效率較高，但應(yīng)用于高溫需要采用金屬鈉等物質(zhì)作為熱管內(nèi)的相變材料，對(duì)安全性要求苛刻。中國專利CN2758657提出了腔式太陽能吸收器，分為內(nèi)外兩個(gè)腔，內(nèi)腔體臨近石英玻璃窗表面涂覆太陽能選擇性吸收涂層，并且采用不同的物質(zhì)用于傳熱和蓄熱，用于高溫場(chǎng)合，但其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。中國專利CN2872208提出了一種空腔式太陽能吸收器，采用了針管冷卻玻璃窗、管狀吸熱體，管狀吸熱體的換熱表面積小，傳熱效率不高，并且采用不同材料作為吸熱體與蓄熱體，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。中國專利200710099039.3公開了一種采用碳化硅蜂窩陶瓷為吸熱體的空氣吸熱器，其吸熱體在工作過程中保持不動(dòng)，無法主動(dòng)避開高熱流密度加熱。中國專利CN101737957A公開了一種吸熱體轉(zhuǎn)動(dòng)式空氣吸熱器，其吸熱體由三片或者三片以上的碳化硅泡沫陶瓷板一體成型，共用一根轉(zhuǎn)動(dòng)軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)吸熱，該方案雖然可以克服吸熱體在高溫、高熱流密度下易于破壞的缺點(diǎn)，但在大尺寸應(yīng)用過程中對(duì)吸熱體制備技術(shù)要求嚴(yán)格，一旦損壞，需要整片更換。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有空氣吸熱器內(nèi)吸熱材料在高溫、高熱流密度下易于破壞的缺點(diǎn)，提供一種對(duì)吸熱體工作過程進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)吸熱的空氣吸熱器。
[0004]本發(fā)明采用碳化硅泡沫陶瓷作為吸熱體，利用碳化硅泡沫陶瓷自身三維多孔結(jié)構(gòu)、吸收率高、耐高溫、高導(dǎo)熱的特點(diǎn)進(jìn)行高效吸熱與換熱，同時(shí)吸熱體以一定速度進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，從而避免較高熱流密度區(qū)在吸熱體某一部位長(zhǎng)時(shí)間加熱，避免了局部“熱斑”的出現(xiàn)，大大提高了吸熱器的安全性。由于吸熱體保持轉(zhuǎn)動(dòng)，參與接收太陽能的吸熱體位置不斷變化，吸熱體一直處于部分吸熱、部分蓄熱的狀態(tài)，參與吸熱的吸熱體體積明顯增大，其容積效應(yīng)更為顯著。吸熱體同時(shí)具備了吸熱與蓄熱功能，可以在一定時(shí)間內(nèi)避免空氣溫度的較大波動(dòng)。相比于現(xiàn)有基于多孔陶瓷的容積式空氣吸熱器，本發(fā)明將吸熱體分成多個(gè)獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)的吸熱棒，每個(gè)吸熱棒由多個(gè)小塊的圓筒形吸熱單元組成，很好解決了目前吸熱體單元間的連接問題，并通過工作過程中吸熱體的旋轉(zhuǎn)吸熱，增加參與吸熱和換熱的吸熱體容積，提高換熱效率和系統(tǒng)的安全性。本發(fā)明可根據(jù)使用要求建造較大容量的空氣吸熱器，可用于常壓和聞壓系統(tǒng)。
[0005]碳化硅泡沫陶瓷耐溫超過1600°C，確保了本發(fā)明的空氣吸熱器可用于較高的溫度。碳化硅泡沫陶瓷骨架的導(dǎo)熱系數(shù)大于30W/ (m K)，通過設(shè)計(jì)孔徑大小I 一 6mm的三維孔隙結(jié)構(gòu)，可以最大限度吸收投入的太陽輻射能，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)吸熱體轉(zhuǎn)動(dòng)過程中空氣沿三維方向流通，不會(huì)由于吸熱體轉(zhuǎn)動(dòng)引起的空氣流動(dòng)阻力的明顯增加。碳化硅泡沫陶瓷吸熱體的三維孔隙結(jié)構(gòu)具有較大的比表面積，確保了換熱過程中空氣與碳化硅泡沫陶瓷吸熱體間較高的傳熱效率。
[0006]本發(fā)明的吸熱體轉(zhuǎn)動(dòng)式空氣吸熱器由多根吸熱棒、空氣腔、保溫層和轉(zhuǎn)動(dòng)裝置等部件組成，吸熱棒位于空氣腔內(nèi)部，保溫層包裹在空氣腔外表面，轉(zhuǎn)動(dòng)裝置位于保溫層外。吸熱棒與轉(zhuǎn)動(dòng)裝置連接，在轉(zhuǎn)動(dòng)裝置電機(jī)的帶動(dòng)下周向轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0007]吸熱棒是所述的吸熱體轉(zhuǎn)動(dòng)式空氣吸熱器的核心部件。吸熱棒為圓柱形棒體，一根吸熱棒由一個(gè)或多個(gè)吸熱筒和一根轉(zhuǎn)動(dòng)軸組成。多個(gè)吸熱筒與轉(zhuǎn)動(dòng)軸具有同一旋轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)動(dòng)軸位于吸熱棒的中心，一個(gè)或多個(gè)吸熱筒套裝在轉(zhuǎn)動(dòng)軸的外部。轉(zhuǎn)動(dòng)軸和吸熱筒均由可耐受1200°C以上溫度的耐高溫陶瓷或高溫合金等材料制成。吸熱筒是接收太陽能和將熱量傳遞給空氣的部件，本發(fā)明采用具有三維孔隙結(jié)構(gòu)的碳化硅泡沫陶瓷作為吸熱筒的材料。吸熱筒為中空的圓柱形筒體，與轉(zhuǎn)動(dòng)軸采用卡槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行緊固連接。吸熱筒的內(nèi)壁上加工有卡槽。轉(zhuǎn)動(dòng)軸為圓柱體，轉(zhuǎn)動(dòng)軸的外部有凸起，卡槽和凸起緊密配合。同一轉(zhuǎn)動(dòng)軸上可套裝一個(gè)或多個(gè)吸熱筒。轉(zhuǎn)動(dòng)軸的兩端與轉(zhuǎn)動(dòng)裝置連接，在轉(zhuǎn)動(dòng)裝置電機(jī)的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)吸熱棒周向轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0008]本發(fā)明以空氣為傳熱流體，可以布置為腔體式，也可以布置為外置圓柱式。腔體式非承壓空氣吸熱器、腔體式承壓空氣吸熱器、外置圓柱式非承壓空氣吸熱器的吸熱部分均由多根可轉(zhuǎn)動(dòng)的吸熱棒組成，吸熱棒高效吸收太陽能的同時(shí)將熱量高效傳遞給流經(jīng)碳化硅泡沫陶瓷骨架間的空氣。
[0009]本發(fā)明工作過程如下:
[0010]經(jīng)聚光設(shè)備收集的聚光輻射能流投射至轉(zhuǎn)動(dòng)的碳化硅泡沫陶瓷吸熱棒上。由于碳化硅泡沫陶瓷的三維多孔特征，聚光輻射能流部分被碳化硅泡沫陶瓷表面吸收，太陽能轉(zhuǎn)化為碳化硅泡沫陶瓷的熱能，使得吸收了太陽能的碳化硅泡沫陶瓷部分溫度升高。碳化硅泡沫陶瓷具有很高的導(dǎo)熱系數(shù)，熱量迅速在陶瓷骨架間傳導(dǎo)，溫度較低的冷空氣與溫度較高的碳化硅泡沫陶瓷表面間進(jìn)行對(duì)流傳熱，由于碳化硅泡沫陶瓷的三維孔隙結(jié)構(gòu)特征，使得空氣與吸熱體的傳熱面積較大，傳熱效率較高。選擇其碳化硅泡沫陶瓷孔徑在l_6mm之間。提聞孔隙率可以增加空氣與骨架的換熱面積，提聞空氣的傳熱效率，但孔隙率的提聞會(huì)減少儲(chǔ)熱量。合理選擇碳化硅泡沫陶瓷材料和設(shè)計(jì)孔隙結(jié)構(gòu)是設(shè)計(jì)的重要因素。另外，轉(zhuǎn)動(dòng)中的碳化硅泡沫陶瓷吸熱棒，接收聚光輻射能流的部分發(fā)揮吸熱功能，而未接收部分發(fā)揮儲(chǔ)熱功能，隨著轉(zhuǎn)動(dòng)過程的進(jìn)行，對(duì)于確定部位的吸熱體，其投入表面的聚光輻射能流密度不斷發(fā)生變化，吸熱與儲(chǔ)熱功能交替進(jìn)行。在沒有空氣流入的情形下，碳化硅泡沫陶瓷吸熱體吸收的太陽能全部轉(zhuǎn)化為碳化硅泡沫陶瓷自身熱容量，提高自身溫度進(jìn)行顯熱儲(chǔ)熱，適用于空氣吸熱器的啟動(dòng)階段。
[0011]本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可按需求設(shè)計(jì)碳化硅泡沫陶瓷吸熱體的孔隙結(jié)構(gòu)，加之調(diào)整吸熱棒的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，可實(shí)現(xiàn)高效吸收輻射能、高效傳熱的目的。本發(fā)明可以獲得溫度范圍為7000C -1300°C、常壓或IMPa壓力以上的高溫空氣。同時(shí)碳化硅泡沫陶瓷吸熱棒兼有儲(chǔ)熱功能，可以在一定時(shí)間間隔內(nèi)控制空氣溫度輸出參數(shù)的波動(dòng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1本發(fā)明的吸熱棒示意圖，其中:圖1a吸熱棒總體結(jié)構(gòu)示意圖，圖1b吸熱棒中心剖面圖，圖1c轉(zhuǎn)動(dòng)軸橫截面圖，圖1d吸熱筒橫截面圖；
[0013]圖2本發(fā)明的腔體式非承壓空氣吸熱器示意圖；
[0014]圖3本發(fā)明的腔體式承壓空氣吸熱器示意圖；
[0015]圖4本發(fā)明的腔體式承壓空氣吸熱器系統(tǒng)剖面示意圖；
[0016]圖5本發(fā)明的外置圓柱式非承壓空氣吸熱器示意圖；
[0017]圖中:1吸熱棒、2輻射投入窗口、3空氣腔、4保溫層、5轉(zhuǎn)動(dòng)裝置、6聚光輻射能流、7冷空氣、8引風(fēng)機(jī)、9壓縮空氣入口、10壓縮空氣出口、11吸熱筒、12轉(zhuǎn)動(dòng)軸、13卡槽、14凸起、15高壓冷空氣、16空氣壓縮機(jī)或鼓風(fēng)機(jī)17壓縮空氣、18密封保溫蓋板。

【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0019]本發(fā)明的吸熱體轉(zhuǎn)動(dòng)式空氣吸熱器由多根吸熱棒1、空氣腔3、保溫層4和轉(zhuǎn)動(dòng)裝置5等部件組成。吸熱棒I位于空氣腔3內(nèi)，吸熱棒I與轉(zhuǎn)動(dòng)裝置5連接，轉(zhuǎn)動(dòng)裝置5置于空氣腔3外，轉(zhuǎn)動(dòng)裝置5的電機(jī)驅(qū)動(dòng)吸熱棒I做周向運(yùn)動(dòng)。保溫層4包裹在空氣腔3外表面。
[0020]圖1所示為吸熱棒I的結(jié)構(gòu)。吸熱棒I由一個(gè)或多個(gè)吸熱筒11和一根轉(zhuǎn)動(dòng)軸12組成，吸熱筒11為中空的同心圓柱形筒體，由碳化硅泡沫陶瓷一體成型而成。吸熱筒11的內(nèi)壁上加工有卡槽13，如圖1d所示。轉(zhuǎn)動(dòng)軸12為實(shí)心或者空心的圓柱體，轉(zhuǎn)動(dòng)軸12的外表面有凸起14，如圖1c所示?？ú?3和凸起14緊密配合。轉(zhuǎn)動(dòng)軸12由致密耐高溫陶瓷或耐熱合金鋼一體成型而成。轉(zhuǎn)動(dòng)軸12的軸線與吸熱筒11的軸線重合，吸熱筒11套裝在轉(zhuǎn)動(dòng)軸12的外部，同一根轉(zhuǎn)動(dòng)軸12上可套裝一個(gè)或多個(gè)吸熱筒11。
[0021]圖2所示為采用本發(fā)明的腔體式非承壓空氣吸熱器。該吸熱器由多根吸熱棒1、輻射投入窗口 2、空氣腔3、保溫層4和轉(zhuǎn)動(dòng)裝置5組成，通過轉(zhuǎn)動(dòng)裝置5的作用，吸熱棒I可繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸12進(jìn)行周向轉(zhuǎn)動(dòng)。吸熱筒11具有較高的輻射吸收率，泡沫陶瓷孔隙大小和孔結(jié)構(gòu)的選擇由空氣流場(chǎng)參數(shù)和聚光輻射能流的分布情況決定?？諝馇?為一耐高溫并承受一定空氣壓力的腔體，面向太陽光投入側(cè)預(yù)留有輻射投入窗口 2，輻射投入窗口 2為矩形或其他幾何形狀，其作用為最大限度地透過聚光輻射能流6?？諝馇?留有空氣入口和空氣出口，供空氣的流入與流出?？諝馇?外表面包覆有保溫層4，保溫層4位于腔體式空氣吸熱器的最外側(cè)。多根吸熱棒I安裝于空氣腔3內(nèi)，吸熱筒11全部在空氣腔3內(nèi)，吸收到投入的聚光輻射能流6。吸熱棒I與轉(zhuǎn)動(dòng)裝置5連接。
[0022]工作時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)裝置5帶動(dòng)吸熱棒I在空氣腔3內(nèi)做周向轉(zhuǎn)動(dòng)，聚光輻射能流6經(jīng)輻射投入窗口 2入射至空氣腔3內(nèi)的吸熱筒11的表面和內(nèi)部，吸熱筒11接觸到聚光輻射能流6的部分表面吸收輻射能后溫度升高，熱量在吸熱棒I內(nèi)實(shí)現(xiàn)傳遞。環(huán)境中的冷空氣7在引風(fēng)機(jī)8的作用下從輻射投入窗口 2吸入至空氣腔3內(nèi)，利用碳化硅泡沫陶瓷具有三維孔隙結(jié)構(gòu)特性，冷空氣7流過吸熱筒11和轉(zhuǎn)動(dòng)軸12，經(jīng)過對(duì)流換熱將溫度較高的吸熱筒11和轉(zhuǎn)動(dòng)軸12進(jìn)行冷卻，同時(shí)實(shí)現(xiàn)自身溫度升高。通過此過程將投入的聚光輻射能流6高效地轉(zhuǎn)化為空氣熱能。包覆外部的保溫層4可以有效防止熱量向外界環(huán)境散失，利于提高吸熱器的熱效率。
[0023]圖3所示為采用本發(fā)明的腔體式承壓空氣吸熱器，圖4所示為本發(fā)明腔體式承壓空氣吸熱器系統(tǒng)剖面示意。該吸熱器由多根吸熱棒1、空氣腔3、保溫層4、轉(zhuǎn)動(dòng)裝置5、壓縮空氣進(jìn)口 9和石英玻璃窗口 15組成。通過轉(zhuǎn)動(dòng)裝置5的作用，吸熱棒I可繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸12進(jìn)行周向轉(zhuǎn)動(dòng)。吸熱筒11具有較高的輻射吸收率，泡沫陶瓷孔隙大小和孔結(jié)構(gòu)的選擇由空氣流場(chǎng)參數(shù)和聚光輻射能流的分布情況決定?？諝馇?為一耐高溫并承受一定空氣壓力的腔體，面向太陽光投入側(cè)安裝有石英玻璃窗口 15，石英玻璃窗口 15為矩形或其他幾何形狀，其作用為最大限度的透過聚光輻射能流6并實(shí)現(xiàn)空氣吸熱器的密封?？諝馇?留有壓縮空氣入口 9和壓縮空氣出口 10，供壓縮空氣的流入與流出。壓縮空氣入口 9與空氣壓縮機(jī)或者鼓風(fēng)機(jī)16連接。空氣腔3外表面包覆有保溫層4，保溫層4位于腔體式空氣吸熱器的最外側(cè)。多根吸熱棒I安裝于空氣腔3內(nèi)，吸熱棒I的吸熱筒11全部在空氣腔3內(nèi)部，吸收投入的聚光輻射能流6。吸熱棒I與電動(dòng)裝置5連接。
[0024]工作時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)裝置5提供電能帶動(dòng)吸熱棒I在空氣腔3內(nèi)做周向轉(zhuǎn)動(dòng)，聚光輻射能流6經(jīng)石英玻璃窗口 15入射至空氣腔3內(nèi)部的吸熱筒11的表面和內(nèi)部，吸熱筒11接觸到聚光輻射能流6的部分表面吸收輻射能后溫度升高，熱量在吸熱棒I內(nèi)傳遞。壓縮空氣17經(jīng)壓縮空氣入口 9在空氣壓縮機(jī)或者鼓風(fēng)機(jī)16作用下吹入空氣腔3內(nèi)，利用碳化硅泡沫陶瓷具有三維孔隙結(jié)構(gòu)特性，壓縮空氣17可以低阻力地流過吸熱筒11和轉(zhuǎn)動(dòng)軸12，經(jīng)過對(duì)流換熱冷卻溫度較高的吸熱筒11和轉(zhuǎn)動(dòng)軸12，壓縮空氣17自身溫度升高，并從壓縮空氣出口 10流出。通過此過程將投入的聚光輻射能流6高效地轉(zhuǎn)化為壓縮空氣熱能。包覆于空氣腔3外部的保溫層4可以有效防止熱量向外界環(huán)境散失，利于提高吸熱器的熱效率。
[0025]圖5所示為采用本發(fā)明的外置圓柱式非承壓空氣吸熱器，該吸熱器由多根吸熱棒
1、轉(zhuǎn)動(dòng)裝置5和密封保溫蓋板18組成，多根吸熱棒I排列成圓柱形，通過轉(zhuǎn)動(dòng)裝置5的作用，吸熱棒I可繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸12進(jìn)行周向轉(zhuǎn)動(dòng)。吸熱筒11具有較高的輻射吸收率，泡沫陶瓷孔隙大小和孔結(jié)構(gòu)的選擇由空氣流場(chǎng)參數(shù)和聚光輻射能流6的分布情況決定。密封保溫蓋板18位于吸熱器的頂部，與吸熱棒I連接，具有保溫和密封功能。吸熱棒I與電動(dòng)裝置5連接，實(shí)現(xiàn)工作過程的可控轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0026]工作時(shí)，電動(dòng)裝置5提供電能帶動(dòng)吸熱棒I做周向轉(zhuǎn)動(dòng)，聚光輻射能流6從四周方向照射到每根吸熱棒I外部吸熱筒11的表面和內(nèi)部，吸熱筒11接觸到聚光輻射能流6的部分吸收輻射能后溫度升高，熱量在吸熱棒I內(nèi)傳遞。環(huán)境中的冷空氣7在引風(fēng)機(jī)8的作用下被吸入吸熱器中，利用碳化硅泡沫陶瓷具有三維孔隙結(jié)構(gòu)特性，冷空氣7流過吸熱筒11和轉(zhuǎn)動(dòng)軸12，經(jīng)過對(duì)流換熱冷卻溫度較高的吸熱筒11和轉(zhuǎn)動(dòng)軸12，同時(shí)冷空氣7實(shí)現(xiàn)自身溫度升高。通過此過程將投入的聚光輻射能流6高效地轉(zhuǎn)化為空氣熱能。
【權(quán)利要求】
1.一種吸熱體轉(zhuǎn)動(dòng)的容積式空氣吸熱器，其特征在于，所述的容積式空氣吸熱器包括多根轉(zhuǎn)動(dòng)的吸熱棒(I)、空氣腔(3)、保溫層(4)和轉(zhuǎn)動(dòng)裝置(5);所述的吸熱棒(I)位于空氣腔⑶內(nèi)，保溫層⑷包裹在空氣腔⑶外表面；轉(zhuǎn)動(dòng)裝置(5)位于保溫層⑷外；吸熱棒(I)與轉(zhuǎn)動(dòng)裝置(5)連接，轉(zhuǎn)動(dòng)裝置(5)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)吸熱棒(I)做周向轉(zhuǎn)動(dòng)；所述的吸熱棒(I)為圓柱形棒體，由一個(gè)或多個(gè)吸熱筒(11)和一根轉(zhuǎn)動(dòng)軸(12)組成；吸熱筒(11)為中空的同心圓柱形筒體，由耐受1200°C以上溫度的碳化硅泡沫陶瓷一體成型制成；吸熱筒(11)的內(nèi)壁上加工有卡槽(13);轉(zhuǎn)動(dòng)軸(12)為圓柱體，由耐受1200°C以上溫度的耐高溫陶瓷或高溫合金一體成型形成；多個(gè)吸熱筒(11)與轉(zhuǎn)動(dòng)軸(12)具有同一旋轉(zhuǎn)軸；轉(zhuǎn)動(dòng)軸(12)位于吸熱棒的中心，一個(gè)或多個(gè)吸熱筒(11)套裝在位于轉(zhuǎn)動(dòng)軸(12)的外部，轉(zhuǎn)動(dòng)軸(12)的軸線與吸熱筒(11)的中心線重合；轉(zhuǎn)動(dòng)軸(12)的外表面有凸起(14)，所述的卡槽(13)和凸起(14)緊密配合；轉(zhuǎn)動(dòng)軸(12)的兩端與轉(zhuǎn)動(dòng)裝置(5)連接，在轉(zhuǎn)動(dòng)裝置電機(jī)的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.按照權(quán)利要求1所述的吸熱體轉(zhuǎn)動(dòng)的容積式空氣吸熱器，其特征在于，采用所述的容積式空氣吸熱器布置為腔體式非承壓空氣吸熱器時(shí)，所述的空氣腔(3)面向太陽光投入側(cè)有輻射投入窗口(2)。
3.按照權(quán)利要求1所述的吸熱體轉(zhuǎn)動(dòng)的容積式空氣吸熱器，其特征在于，采用所述的容積式空氣吸熱器布置為腔體式承壓空氣吸熱器時(shí)，空氣腔(3)面向太陽光投入側(cè)安裝有石英玻璃窗口(15);空氣腔(3)有壓縮空氣入口(9)和壓縮空氣出口(10)，供壓縮空氣的流入與流出；壓縮空氣入口(9)與空氣壓縮機(jī)或者鼓風(fēng)機(jī)(16)連接。
4.按照權(quán)利要求1所述的吸熱體轉(zhuǎn)動(dòng)的容積式空氣吸熱器，其特征在于，采用所述的容積式空氣吸熱器布置為外置圓柱式非承壓空氣吸熱器時(shí)，多根所述的吸熱棒(I)排列成圓柱形，通過轉(zhuǎn)動(dòng)裝置(5)的作用，每根吸熱棒(I)能夠繞各自的轉(zhuǎn)動(dòng)軸(12)進(jìn)行周向轉(zhuǎn)動(dòng)；密封保溫蓋板(18)位于吸熱器的頂部，與吸熱棒(I)連接。
5.按照權(quán)利要求1至4的任何一項(xiàng)所述的吸熱體轉(zhuǎn)動(dòng)的容積式空氣吸熱器，其特征在于，同一所述的轉(zhuǎn)動(dòng)軸(12)上套裝一個(gè)或多個(gè)吸熱筒(11)。
【文檔編號(hào)】F24J2/04GK104197537SQ201410495002
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月24日
【發(fā)明者】白鳳武, 王志峰, 李鑫 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院電工研究所