利用储热材料射流破碎的直接接触式储放热装置制造方法及图纸

技术编号:17702042 阅读:41 留言:0更新日期:2018-04-14 15:57
本发明专利技术公开了一种利用储热材料射流破碎的直接接触式储放热装置,还公开了一种利用储热材料射流破碎的直接接触式放热系统和储热系统。上述直接接触式储放热装置包括:金属箱体,金属箱体内设置一个竖直方向的隔板,将金属箱体分隔为主箱体和副箱体;主箱体上连接有与其内部连通的第一直管段、第二直管段和90°弯管段;副箱体内沿竖直方向安装有蛇形管段,其一端穿设过副箱体开口于副箱体外,另一端通过隔板上的第四孔口连通主箱体的内部。通过隔板上的第四孔口连通主箱体的内部。采用该装置可以解决现有的换热工质堵塞问题,强化了储热装置内的对流换热,提高了储放热效率;并且,结构简单,易于批量生产,成本低,具有较好的经济和社会效益。

【技术实现步骤摘要】
利用储热材料射流破碎的直接接触式储放热装置
本专利技术涉及储热器
,特别是涉及一种利用储热材料射流破碎的直接接触式储放热装置。
技术介绍
目前,我国的能源消费构成仍然以传统的化石类燃料为主要,水电、风能和核能等清洁能源的应用比例仅为10%左右。对煤炭等传统资源的过渡依赖,不仅加剧了我国的能源短缺问题,而且开采和利用过程中造成的环境问题也日益严重。因此,减少化石类燃料的应用比例,完善和多样化能源组成结构已经成为我国实现能源与环境可持续发展的重要措施。太阳能等可再生能源具有清洁、可持续等优点。对其进行大规模应用将有望减少对化石类燃料的依赖,目前已经受到各个国家的高度重视,并已被广泛列为战略性的能源发展规划。然而,太阳能等再生能源往往存在供给的间歇性和波动性问题。设计与开发储热系统是解决该问题的有效途径。其中,储热器是整个储热系统的关键装置,决定了储放热效率与整体系统的稳定情况。传统的储热器一般采用间壁式换热方式。在热量的存储与释放过程中,储热材料与换热工质通过壁面进行间接式换热。虽然避免了储热材料与换热工质间相互作用与影响,但热传导的换热方式极大限制了换热效率,从而影响了储放热时间。与传统的间壁式储热器相比,直接接触式储热器具有传热系数高、换热结构简单等优点,被广泛应用于太阳能、余热的存储利用。在现有的直接接触式储热器中,储热材料和换热流体存在密度差,在重力作用下自然分离,形成下部的储热材料区域和上部的换热流体区域。换热流体进口设置于储热器下部的储热材料区域,换热流体流入储热器后,在向上流动过程中与储热材料发生对流换热,实现热能的存储与释放。当完成放热过程后,储热材料由于密度较大,沉积并凝固在储热器底部。因此,位于底部的换热流体进口被凝固后的储热材料堵塞,阻碍了下一次储热过程初期换热工质的正常流动,减弱了内部对流换热。此外,在现有的直接接触式储热器内,储热材料与换热流体间的接触面积有限,如何增大对流换热面积,以进一步实现直接接触式换热的强化效果是现有直接接触式储热器中存在的另外一个关键问题。
技术实现思路
为了解决以上技术问题,本专利技术提供一种利用储热材料射流破碎的直接接触式储放热装置。本专利技术提供一种利用储热材料射流破碎的直接接触式储放热装置,其包括:金属箱体,所述金属箱体内形成有沿水平方向布置的长方体空间;所述金属箱体内设置一个竖直方向的隔板,所述隔板将金属箱体分隔为主箱体和副箱体;主箱体的容积大于副箱体的容积;所述主箱体上连接有与其内部连通的第一直管段、第二直管段和90°弯管段;所述90°弯管段的头端和第二直管段均位于第一直管段的上方;所述副箱体内沿竖直方向安装有蛇形管段,所述蛇形管段的一端穿设过副箱体开口于副箱体外,另一端与所述隔板焊接,通过隔板上的第四孔口连通主箱体的内部。进一步地,所述第一直管段连接在主箱体侧壁面水平方向的中心位置,位于竖直方向的下部,其一端开口于主箱体外,另一端与主箱体焊接,通过主箱体侧壁面的第一孔口连通主箱体的内部;所述第二直管段连接在所述侧壁面水平方向的中心位置,位于竖直方向的上部,其一端开口于储热器外,另一端与主箱体焊接,通过主箱体侧壁面上的第二孔口连通主箱体的内部;所述的90°弯管段连接在主箱体后壁面的后上部,其从头到尾依次由一个水平方向到竖直方向的弯头,一段竖直管段,一个竖直方向到水平方向的弯头、一段水平管段顺次连接而成;所述90°弯管段尾端开口于储热器外,头端与主箱体面焊接,通过主箱体后壁面上的第三孔口连通主箱体的内部。另外,本专利技术还提供一种利用储热材料射流破碎的直接接触式放热系统,其包括两个上述利用储热材料射流破碎的直接接触式储放热装置,分别为第一储放热装置和第二储放热装置;其中,第一储放热装置的金属箱体内用于预先放置换热工质,第二储放热装置的金属箱体内用于预先放置液态的储热材料;第一储放热装置的第一直管段和第二储放热装置的蛇形管段均与用户端的低温换热工质相连;第一储放热装置的第二直管段与第二储放热装置的第一直管段相连;第一储放热装置的90°弯管段的尾端用于排出高温换热工质。进一步地,所述换热工质为导热油,所述储热材料为有机物丁四醇。进一步地,所述第一储放热装置的第二直管段与第二储放热装置的第一直管段通过软管相连。此外,本专利技术还提供一种利用储热材料射流破碎的直接接触式储热系统,其包括上述利用储热材料射流破碎的直接接触式储放热装置;所述储放热装置的金属箱体内用于预先放置固态的储热材料;所述储放热装置的第一直管段与热源侧的高温换热工质相连,90°弯管段的尾端用于排出低温换热工质。进一步地,所述换热工质为导热油,所述储热材料为有机物丁四醇。相对于现有技术,采用本专利技术提供的利用储热材料射流破碎的直接接触式储放热装置、放热系统和储热系统,具有如下优点:(1)该装置或系统通过将熔融储热材料射流进入换热工质内形成颗粒化的换热模式,使得现有直接接触式储热过程中存在的换热工质堵塞问题得到了解决;(2)该装置或系统将熔融储热材料射流进入换热工质内形成颗粒化的换热模式,加大了储热材料与换热工质间的接触面积,强化了储热装置内的对流换热,提高了储放热效率;(3)上述装置或系统为简单的封闭空腔结构,内部没有复杂构件,易于批量生产,成本低,具有较好的经济和社会效益。附图说明图1为本专利技术提供的利用储热材料射流破碎的直接接触式储放热装置的结构示意图;图2为本专利技术提供的利用储热材料射流破碎的直接接触式储放热装置沿竖直面的剖面示意图;图3为本专利技术提供的利用储热材料射流破碎的直接接触式储放热装置中的第一直管段和第二直管段的剖面示意图;图4为本专利技术提供的利用储热材料射流破碎的直接接触式储放热装置中副箱体的结构示意图;图5为本专利技术提供的利用储热材料射流破碎的直接接触式储放热装置中主箱体后壁面以及90°弯管段的结构示意图;图6为本专利技术提供的利用储热材料射流破碎的直接接触式储放热装置中主箱体侧壁面的结构示意图。附图标记说明:1-主箱体2-副箱体3-第一直管段4-第二直管段3a-第一孔口4a-第二孔口5a-第三孔口5-90°弯管段6-蛇形管段6a-第四孔口具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案,下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。在第一种具体的实施方式中,本专利技术提供了一种利用储热材料射流破碎的直接接触式储放热装置,请参考图1至图6,该图示出了本专利技术实施例提供的储放热装置的结构。具体而言,本专利技术实施例提供的利用储热材料射流破碎的直接接触式储放热装置包括:金属箱体,所述金属箱体内形成有沿水平方向布置的长方体空间;所述金属箱体内设置一个竖直方向的隔板,所述隔板将金属箱体分隔为主箱体1和副箱体2;主箱体1的容积大于副箱体2的容积;所述主箱体1上连接有与其内部连通的第一直管段3、第二直管段4和90°弯管段5;所述90°弯管段5的头端和第二直管段4均位于第一直管段3的上方;所述副箱体2内沿竖直方向安装有蛇形管段6,所述蛇形管段6的一端穿设过副箱体2开口于副箱体2外,另一端与所述隔板焊接,通过隔板上的第四孔口6a连通主箱体1的内部。作为本专利技术的优选方案:所述第一直管段3连接在主箱体1侧壁面水平方向的中心位置,位于竖直方向的下部,其一端开口于主箱体1外,另一端与主箱体1焊接,通过主箱体本文档来自技高网
...
利用储热材料射流破碎的直接接触式储放热装置

【技术保护点】
一种利用储热材料射流破碎的直接接触式储放热装置,其特征在于,包括:金属箱体,所述金属箱体内形成有沿水平方向布置的长方体空间;所述金属箱体内设置一个竖直方向的隔板,所述隔板将金属箱体分隔为主箱体和副箱体;主箱体的容积大于副箱体的容积;所述主箱体上连接有与其内部连通的第一直管段、第二直管段和90°弯管段;所述90°弯管段的头端和第二直管段均位于第一直管段的上方;所述副箱体内沿竖直方向安装有蛇形管段,所述蛇形管段的一端穿设过副箱体开口于副箱体外,另一端与所述隔板焊接,通过隔板上的第四孔口连通主箱体的内部。

【技术特征摘要】
1.一种利用储热材料射流破碎的直接接触式储放热装置,其特征在于,包括:金属箱体,所述金属箱体内形成有沿水平方向布置的长方体空间;所述金属箱体内设置一个竖直方向的隔板,所述隔板将金属箱体分隔为主箱体和副箱体;主箱体的容积大于副箱体的容积;所述主箱体上连接有与其内部连通的第一直管段、第二直管段和90°弯管段;所述90°弯管段的头端和第二直管段均位于第一直管段的上方;所述副箱体内沿竖直方向安装有蛇形管段,所述蛇形管段的一端穿设过副箱体开口于副箱体外,另一端与所述隔板焊接,通过隔板上的第四孔口连通主箱体的内部。2.根据权利要求1所述的利用储热材料射流破碎的直接接触式储放热装置,其特征在于,所述第一直管段连接在主箱体侧壁面水平方向的中心位置,位于竖直方向的下部,其一端开口于主箱体外,另一端与主箱体焊接,通过主箱体侧壁面的第一孔口连通主箱体的内部;所述第二直管段连接在所述侧壁面水平方向的中心位置,位于竖直方向的上部,其一端开口于储热器外,另一端与主箱体焊接,通过主箱体侧壁面上的第二孔口连通主箱体的内部;所述的90°弯管段连接在主箱体后壁面的后上部,其从头到尾依次由一个水平方向到竖直方向的弯头,一段竖直管段,一个竖直方向到水平方向的弯头、一段水平管段顺次连接而成;所述90°弯管段尾端开口于储热器外,头端与主箱体面焊接,通过主箱体后壁面上的第三孔口连通主箱体的内部...

【专利技术属性】
技术研发人员:郭少鹏金光李娜武文斐王晓彤顾洁陈俊俊
申请(专利权)人:内蒙古科技大学
类型:发明
国别省市:内蒙古,15

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1