【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及储能，具体涉及一种相变胶囊有序堆积可调节支撑架和蓄热装置。
技术介绍
1、颗粒堆积床是广泛应用于工业中的一种设备，例如催化反应器、高温气冷堆和颗粒储能。其中，无序堆积床是最为常见的一种方式，因为这种堆积方式的成本较低。然而，已有研究表明，无序堆积床内部颗粒随机分布，导致流体在床内的流动通道复杂多变，使得流动阻力很大，会造成较高的压降损失。此外，无序堆积床的堆积结构不均匀性也会引起流动传热的不均这降低了堆积床的传热特性，同时也影响着反应器的安全运行。因此，尽管无序堆积床被广泛应用，但并不是最为有效的堆积方式。
2、近年来越来越多的学者开始关注有序堆积床。由于有序堆积床的结构规整，使得其中流动传热特性呈现周期性和对称性，大大降低了不均匀性。研究结果表明，不同形式的有序堆积床具有不同的流动传热特性，一些形式的有序堆积床能够显著降低压降，同时，一些形式的有序堆积床还能进一步提升换热能力。通过选择合理的堆积床形式，可以实现最优的综合流动传热性能。然而，在工业实践中，有序堆积床的实现存在一定难度，通常情况下，实验室采用3d打印等技术构建小型有序堆积床，但是这种方式成本过高，得不偿失。
3、calis等人提出了名称为一种复合堆积结构、专利号为：us20020038066a的专利，这是一种有序程度较高的随机排布方式。具体实现方法是，首先在容器中填充格栅通道，将整个容器划分为若干并列的单通道，然后填充颗粒，这样一来，颗粒便会随机的落入每个单通道中，形成若干平行的子通道堆积床。王秋旺等人提出一种格架颗粒复合床堆
4、从目前堆积床的几种有序堆积的形式可以看出，有序堆积有利于流动传热过程，但有序堆积的实现依赖于大体积的固定通道或结构，而堆积床的应用场景广泛，现有有序堆积结构不能实现其储热速度的按需调整。因此目前缺乏一种可以增大储热量和调节储热速度的有序堆积方法。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术要解决的技术问题是提供一种相变胶囊有序堆积可调节支撑架和蓄热装置，能方便的调节堆积床层与层之间的距离，进而可灵活的根据实际需求，实现调整储热空间和调节储热速度的目的。
2、为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：一种相变胶囊有序堆积可调节支撑架，包括：
3、有序堆积球单元；
4、架体，具有容纳多层所述有序堆积球单元的容纳空间，多层所述有序堆积球单元依次层叠于所述容纳空间内，且相邻所述有序堆积球单元相互间隔；及
5、高度调节机构，安装于所述架体上，所述高度调节机构与多层所述有序堆积球单元连接，所述高度调节机构用于调节相邻两层所述有序堆积球单元的间距。
6、进一步地，所述高度调节机构包括多个依次套接套筒和连接件，所述套筒的数量与所述有序堆积球单元的数量相同，每层所述有序堆积球单元上均设置有所述连接件，多个所述套筒分别与多层所述有序堆积球单元通过所述连接件连接，所述套筒之间的相互错动调节相邻两层所述有序堆积单元的间距。
7、进一步地，相邻两层所述套筒之间设有传动结构，最外层的所述套筒与所述架体固定连接，第二层的所述套筒的升降通过所述传动结构驱动其他层级所述套筒升降。
8、进一步地，所述传动结构包括多个齿轮和多个齿条，每个所述套筒的内外壁上沿着其轴向均设置所述齿条，除第一层外，每层所述套筒上均开设有内外贯通的安装孔，且所述安装孔与内外相邻的安装孔相互错开设置，每个所述安装孔内均设置有一个能转动的所述齿轮，且所述齿轮与内外相邻的两个所述套筒上的齿条啮合。
9、进一步地，所述第二层所述套筒顶部设置辅助拉伸件，通过所述辅助拉伸件，能驱动第二层所述套筒相对于其他所述套筒沿着轴向运动。
10、进一步地，所述传动结构包括下降拉绳、多个滑轮和多个上升拉绳，所述滑轮设置在两个所述套筒之间，并靠近所述套筒的顶部，每个所述滑轮上绕过一个所述上升拉绳，且最外层的所述上升拉绳首端能滑动的、顺次的穿过所有所述套筒的底端，其余所述上升拉绳的首端均与最外层的所述套筒的底部连接，所有的所述上升拉绳的尾端连接在与之靠近的所述套筒的外壁端，所述下降拉绳的一端固定在最内层的所述套筒上，另外一端顺次的、能滑动的穿过所有所述套筒的底部。
11、进一步地，所述架体包括多个空心的支撑柱，多个所述支撑柱周向整列设置形成具有所述容纳空间的架体，所述高度调节机构设置在所述支撑柱内，每个所述支撑柱面向所述容纳空间一侧均还是有导向槽，所述有序堆积球单元上的所述连接件穿过所述导向槽内与所述高度调节机构连接。
12、进一步地，所述有序堆积球单元包括支撑板和相变胶囊堆积球，所述相变胶囊堆积球有序的堆积在所述支撑板上，所述支撑板与所述连接件连接。
13、进一步地，每层所述套筒面向所述容纳腔的一侧均设置有支撑平台，且所述支撑平台的宽度从下至上逐渐向所述套筒方向收缩，所述连接件的长度从下至上顺次增长，且所述连接件能置于与之对应的所述支撑平台上。
14、一种蓄热装置，包括上述相变胶囊有序堆积可调节支撑架。
15、本专利技术的有益效果：
16、本专利技术的相变胶囊有序堆积可调节支撑架，使用时，将准备好的有序堆积球单元从下至上顺次层叠置装入容纳空间内，并与高度调节机构连接，当需要改变有序堆积球单元之间的距离时，只需驱动高度调节机构，高度调节机构带动有序堆积球单元移动运动，从而可调整相邻两层有序堆积球单元的间距。蓄热装置采用此种相变胶囊有序堆积可调节支撑架进行蓄热。
17、采用本可调节支撑架和蓄热装置，具有以下优点：
18、有序堆积球单元之间的距离通过高度调节机构进行自由调整，使之适用于不同厂家的相变胶囊产品。球层之间高度的变化，不但能使热流体与相变胶囊之间的流场、温度场发生改变，从而能够适应不同场景的相变堆积床应用；同时，调节相变胶囊层的高度能够改变热流体与相变胶囊使原来的径向换热向径向轴向换热并存的方式发展，从而提升储热速度，方便适应不同场景，满足不同的需求。
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1.一种相变胶囊有序堆积可调节支撑架，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的相变胶囊有序堆积可调节支撑架，其特征在于，所述高度调节机构包括多个依次套接套筒和连接件，所述套筒的数量与所述有序堆积球单元的数量相同，每层所述有序堆积球单元上均设置有所述连接件，多个所述套筒分别与多层所述有序堆积球单元通过所述连接件连接，所述套筒之间的相互错动调节相邻两层所述有序堆积单元的间距。
3.根据权利要求2所述的相变胶囊有序堆积可调节支撑架，其特征在于，相邻两层所述套筒之间设有传动结构，最外层的所述套筒与所述架体固定连接，第二层的所述套筒的升降通过所述传动结构驱动其他层级所述套筒升降。
4.根据权利要求3所述的相变胶囊有序堆积可调节支撑架，其特征在于，所述传动结构包括多个齿轮和多个齿条，每个所述套筒的内外壁上沿着其轴向均设置所述齿条，除第一层外，每层所述套筒上均开设有内外贯通的安装孔，且所述安装孔与内外相邻的安装孔相互错开设置，每个所述安装孔内均设置有一个能转动的所述齿轮，且所述齿轮与内外相邻的两个所述套筒上的齿条啮合。
5.根据权利要求4所述
6.根据权利要求3所述的相变胶囊有序堆积可调节支撑架，其特征在于，所述传动结构包括下降拉绳、多个滑轮和多个上升拉绳，所述滑轮设置在两个所述套筒之间，并靠近所述套筒的顶部，每个所述滑轮上绕过一个所述上升拉绳，且最外层的所述上升拉绳首端能滑动的、顺次的穿过所有所述套筒的底端，其余所述上升拉绳的首端均与最外层的所述套筒的底部连接，所有的所述上升拉绳的尾端连接在与之靠近的所述套筒的外壁端，所述下降拉绳的一端固定在最内层的所述套筒上，另外一端顺次的、能滑动的穿过所有所述套筒的底部。
7.根据权利要求1所述的相变胶囊有序堆积可调节支撑架，其特征在于，所述架体包括多个空心的支撑柱，多个所述支撑柱周向整列设置形成具有所述容纳空间的架体，所述高度调节机构设置在所述支撑柱内，每个所述支撑柱面向所述容纳空间一侧均还是有导向槽，所述有序堆积球单元上的所述连接件穿过所述导向槽内与所述高度调节机构连接。
8.根据权利要求2所述的相变胶囊有序堆积可调节支撑架，其特征在于，所述有序堆积球单元包括支撑板和相变胶囊堆积球，所述相变胶囊堆积球有序的堆积在所述支撑板上，所述支撑板与所述连接件连接。
9.根据权利要求2或8所述的相变胶囊有序堆积可调节支撑架，其特征在于，每层所述套筒面向所述容纳腔的一侧均设置有支撑平台，且所述支撑平台的宽度从下至上逐渐向所述套筒方向收缩，所述连接件的长度从下至上顺次增长，且所述连接件能置于与之对应的所述支撑平台上。
10.一种蓄热装置，其特征在于，包括如权利要求1-9所述相变胶囊有序堆积可调节支撑架。
...【技术特征摘要】
1.一种相变胶囊有序堆积可调节支撑架，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的相变胶囊有序堆积可调节支撑架，其特征在于，所述高度调节机构包括多个依次套接套筒和连接件，所述套筒的数量与所述有序堆积球单元的数量相同，每层所述有序堆积球单元上均设置有所述连接件，多个所述套筒分别与多层所述有序堆积球单元通过所述连接件连接，所述套筒之间的相互错动调节相邻两层所述有序堆积单元的间距。
3.根据权利要求2所述的相变胶囊有序堆积可调节支撑架，其特征在于，相邻两层所述套筒之间设有传动结构，最外层的所述套筒与所述架体固定连接，第二层的所述套筒的升降通过所述传动结构驱动其他层级所述套筒升降。
4.根据权利要求3所述的相变胶囊有序堆积可调节支撑架，其特征在于，所述传动结构包括多个齿轮和多个齿条，每个所述套筒的内外壁上沿着其轴向均设置所述齿条，除第一层外，每层所述套筒上均开设有内外贯通的安装孔，且所述安装孔与内外相邻的安装孔相互错开设置，每个所述安装孔内均设置有一个能转动的所述齿轮，且所述齿轮与内外相邻的两个所述套筒上的齿条啮合。
5.根据权利要求4所述的相变胶囊有序堆积可调节支撑架，其特征在于，所述第二层所述套筒顶部设置辅助拉伸件，通过所述辅助拉伸件，能驱动第二层所述套筒相对于其他所述套筒沿着轴向运动。
6.根据权利要求3所述的相变胶囊有序堆积可调节支撑架，其特征在于，所述传动结构包括下降拉绳、多个滑轮...
【专利技术属性】
技术研发人员：王祎洋，贾朋森，田健，傅孝良，韩雨辰，白宁，姜晓霞，朱富豪，程旻，吴君军，
申请(专利权)人：国电投重庆能源研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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