固體粒塊高溫傳熱脈動驅(qū)動傳熱系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及固體的傳輸及傳熱，特別溫度400-1500度的使用固體進行傳熱，利用固體粒塊實現(xiàn)儲存、交換和利用。
【背景技術】
[0002]對固體顆粒的傳輸，現(xiàn)有技術為車船等交通工具，以及采用傳送帶、料斗的設備，但是沒有如傳輸液體一樣的采用栗進行傳輸。
[0003]對于傳熱，100度以下基本采用水，100-400度采用導熱油，400-600度采用熔融鹽，但是高于600度，除了采用空氣外，目前沒有經(jīng)濟可靠的方式，實現(xiàn)傳熱、換熱。
[0004]在太陽能領域，采用熔融鹽蓄熱，雖然熔融鹽可以實現(xiàn)高溫的儲存，但是由于其需要從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w，因而需要熱能將其加熱，同時熔融鹽的毒性、經(jīng)濟型、安全性也存在問題，因而熔融鹽蓄熱的使用受到限制。
[0005]在太陽能領域，對于600度以上的熱能，也采用空氣或其他氣體進行傳熱、蓄熱，但其熱熔小，無法實現(xiàn)大規(guī)模的熱能存儲。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供用于固體粒塊高溫傳熱脈動驅(qū)動傳熱系統(tǒng)，利用固體粒塊實現(xiàn)高溫、大規(guī)模、低成本、高效率的傳熱及蓄熱，特別是適合于400-1500度的溫度的傳熱、蓄熱。本發(fā)明通過設置一個脈動腔室，將400度以上的高溫的固體顆粒放置到脈動腔室內(nèi)，由動力裝置驅(qū)動推板，推動固體顆粒運動，離開脈動腔室內(nèi)，第二部分固體顆粒再進入到脈動腔室內(nèi)，固體顆粒在脈動腔室內(nèi)一次接一次的被驅(qū)動，固體顆粒分批的被傳送，因而稱為脈動驅(qū)動傳輸。本發(fā)明采用設置溫控腔室實現(xiàn)對溫度的控制，從而可以保證動力裝置在低溫下運行，但高溫固體粒塊可以被傳輸，從而實現(xiàn)了高于400度的傳熱。
[0007]本發(fā)明的另外一個目的在于提供一種高溫固體粒塊傳熱系統(tǒng)，利用溫度為200-1500攝氏度的固體粒塊作為傳熱工作介質(zhì)，固體粒塊脈動驅(qū)動栗作為動力，實現(xiàn)熱能的傳遞。
[0008]當然本系統(tǒng)可以實現(xiàn)-100度至200度的傳熱。但是其經(jīng)濟性在200-1500攝氏度更具競爭性。
[0009]具體
【發(fā)明內(nèi)容】
如下:
固體粒塊高溫傳熱脈動驅(qū)動栗，其特征是:包括固體粒塊高溫脈動驅(qū)動栗；
所述固體粒塊高溫脈動驅(qū)動栗，由動力裝置、脈動腔室、推板、溫度為200-1500度的固體粒塊，固體粒塊進口、固體粒塊出口、電子控制裝置、溫控腔室、殼體組成，推板通過連桿與動力裝置相連接，可以由動力裝置驅(qū)動在脈動腔室內(nèi)實現(xiàn)往復運動，固體粒塊從進口進入到脈動腔室內(nèi)，動力裝置提供動力將推板驅(qū)動，推板推動固體顆粒，將脈動腔室內(nèi)的固體粒塊驅(qū)動，從出口流出到脈動腔室外部，動力裝置復位后，第二部分固體粒塊再從進口進入到脈動腔室內(nèi)，再由動力裝置驅(qū)動從出口流出，從而實現(xiàn)固體粒塊的脈動流動，高溫固體粒塊在管道或通道內(nèi)運動，將熱能從一個地點傳輸?shù)降诙€點，從而實現(xiàn)高溫熱能的傳輸。
[0010]為了適合于進行高溫驅(qū)動，在動力裝置與脈動腔室之間設置有溫控腔室，在溫控腔室內(nèi)設置有溫控材料，以降低高溫固體粒塊的溫度，使得動力裝置不受高溫固體粒塊的影響，可以正常工作，連桿設置在溫控腔室內(nèi)，并可以在溫控腔室內(nèi)進行運動，以實現(xiàn)溫度200-1500攝氏度的傳熱。
[0011]利用溫度為200-1500攝氏度的固體粒塊作為傳熱工作介質(zhì)，固體粒塊高溫脈動驅(qū)動栗作為動力驅(qū)動高溫固體粒塊進行運動，實現(xiàn)熱能的傳遞。
[0012]所述的動力裝置選擇下列的一種或多種:栗、電機、空壓機。
[0013]所述的栗為液壓栗、液壓連桿、電磁栗。
[0014]溫控材料選擇些列一種:
A、真空氣體或惰性氣體，用于增加熱阻，實現(xiàn)隔熱；
B、液體；
C、相變材料；
D、固體隔熱材料；
在溫控腔室的殼體上，設置有進口與出口，可以將溫控材料從進口進入，從出流出。
[0015]還設置有電子控制裝置，實現(xiàn)對動力裝置運動的控制，使其按照設計的要求進行往復運行。
[0016]所述的固體粒塊為由金屬或非金屬或其混合物組成的顆?；蛘?和磚塊，或者自然界存在的沙粒、鵝卵石、小石塊，固體粒塊的形狀為圓形、多邊形、菱形、扇形、不規(guī)則現(xiàn)狀；在固體粒塊上加工有凹或/和凸部位，或者在固體粒塊上設置有用于相互連接或者與其他器件連接的連接裝置；兩個固體粒塊之間的凹或/和凸部位可以構(gòu)成一個通道；用于流體進行流通；所構(gòu)成的通道為柱體、多面體、菱形、拋物線體、旋轉(zhuǎn)拋物線體的一種或其組合，流體可以在流道內(nèi)流動并被壓縮或膨脹；在固體粒塊內(nèi)設置有空腔，在空腔內(nèi)設置有蓄熱材料。
[0017]所述的固體粒塊，優(yōu)選為鋼珠、陶瓷球、氧化鋁球、石墨球等；
由下列一種或多種的組合構(gòu)成一個固體粒塊:
A、多層固體顆粒:至少由二層的固體顆粒組成，第二層位于第一層外部，第二層完全將比第一層包裹在第一層內(nèi)；
B、多部固體顆粒:固體顆粒分為多個部分，至少一個部分的材料與另外一個部分的材料的材質(zhì)不相同；
C、多部多層固體顆粒:至少由二層的固體顆粒組成，第二層位于第一層外部，第二層完全將比第一層包裹在第一層內(nèi)，每一層固體顆粒分為多個部分，至少一個部分的材料與另外一個部分的材料的材質(zhì)不相同；
在固體粒塊上設置有用于相互連接或者與其他器件連接的連接裝置。
[0018]在固體粒塊內(nèi)設置有空腔；
在空腔內(nèi)設置有蓄熱材料，蓄熱材料為相變材料；
固體粒塊的外部形狀、內(nèi)部空腔形狀、多層形狀、多部分的每個部分的形狀，選擇下列一種或其組合:圓形、多邊形、菱形、扇形、三角形、弧形。
[0019]在固體顆粒中至少包含有一個磁性材料，可以用于顆粒之間進行連接、篩選、運輸。
[0020]在固體顆粒的外部加工有太陽能吸熱涂層或者吸收輻射涂層。
[0021]固體粒塊有下列至少一種材料組成:
A、窯爐的排出物，包括冶金、化工、電力、煤炭行業(yè)窯爐排出的鋼渣、鐵渣、煤灰；
B、尾款粉，包括各種礦選礦后形成的尾款物；
C、垃圾的固體物質(zhì)，包括垃圾處理后的固體處理物；
D、建筑廢棄物，包括建筑完成后的廢棄物形成的粒塊；
E、金屬或非金屬粉；包括石墨粉；
F、導熱水泥。
[0022]在脈動腔室的進口及出口設置有擋板或開關，用于控制固體顆粒進入或流出到脈動腔室，所述的開關為電子控制的開關，可以實現(xiàn)智能自動控制。
[0023]固體粒塊高溫傳熱脈動傳熱系統(tǒng)，利用上述的固體粒塊高溫傳熱脈動驅(qū)動栗，其特征是:利用溫度為400-1500攝氏度的固體粒塊作為傳熱工作介質(zhì)，固體粒塊高溫傳熱脈動驅(qū)動栗作為動力驅(qū)動高溫固體粒塊進行運動，實現(xiàn)熱能的傳遞。
[0024]在固體粒塊的的出口設置有溫度傳感器，可以通過傳感器的溫度，采用電子控制系統(tǒng)，調(diào)整驅(qū)動電機轉(zhuǎn)速，改變脈動的速度和間歇時間，從而調(diào)整傳熱的速度和大小。
[0025]
采用本發(fā)明的技術方案可產(chǎn)生如下的有益效果:
1、本發(fā)明采用固體粒塊實現(xiàn)高溫傳熱蓄熱，可以實現(xiàn)10-1500度的熱能儲存、傳熱，安全可靠；特別是實現(xiàn)了低成本的溫度高于600度的熱能的傳遞和儲存。
[0026]2、本發(fā)明可以有效的利用尾礦及鋼渣實現(xiàn)蓄熱材料的生產(chǎn)，使得資源可以被有效的利用。
[0027]3、本發(fā)明可以應用于工業(yè)余熱、太陽能、地熱、生物質(zhì)等多種應用。
【附圖說明】
[0028]圖1是矩形固體粒塊圖示意圖；
圖2是帶有凹結(jié)構(gòu)的半圓形固體粒塊示意圖；
圖3是電動液壓固體粒塊脈動驅(qū)動栗示意圖；
圖4是氣動活塞式固體粒塊脈動驅(qū)動栗示意圖。
[0029]
圖中標號含義:
1:固體粒塊，2:內(nèi)部槽道，3:外部凹結(jié)構(gòu)，4:固體粒塊所形成的通道，5:脈動腔室，6:脈動腔室進口，7:脈動腔室出口，8:風機(空壓機)，9:溫控腔室，10:溫控材料，11:推板，12:連桿，13:動力裝置，14:液壓缸，15:電機，16:殼體，17:閥門或開關，18:活塞，19:氣進口，20:氣出口。
【具體實施方式】
[0030]實施例1、矩形固體粒塊
圖1所示的矩形固體粒塊，由鋼廠鋼渣70%，銅礦粉20%，石墨粉3%，三氧化二鋁7%組成，將其混合后成型，矩形粒塊內(nèi)設置