[發明專利]一種異型高溫熱管太陽能熱化學反應器

有效

• 申請號: 202011113327.1
• 申請日: 2020-10-17
• 公開（公告）號: CN112275232B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: 唐大偉;李林;馬靖;蔣博;胡成志
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B01J19/00
• 分類號: B01J19/00
• 代理公司: 北京冠榆知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11666
• 代理人: 王道川

1.一種異型高溫熱管太陽能熱化學反應器，其特征在于，包括柱狀高溫熱管(1)、反應器外殼(2)和桶狀高溫熱管蒸發器(3)，兩個或兩個以上的所述柱狀高溫熱管(1)的下端固定安裝在所述桶狀高溫熱管蒸發器(3)的頂部桶壁上且與所述桶狀高溫熱管蒸發器(3)內部的傳熱工質容納空間流體導通；所述柱狀高溫熱管(1)和所述桶狀高溫熱管蒸發器(3)一起安裝在所述反應器外殼(2)內；所述反應器外殼(2)內壁與所述柱狀高溫熱管(1)外壁之間的空腔為熱化學反應室，在所述熱化學反應室內放置有催化劑(9)；所述柱狀高溫熱管(1)底部內壁上成型有分流環(19)，所述分流環(19)的形狀為圓環狀，所述分流環(19)的軸向厚度自靠近軸線的區域至遠離軸線的區域逐漸減小，所述分流環(19)上開設有與軸線平行的第一導流孔(20)，所述第一導流孔(20)上下貫通所述分流環(19)；所述分流環(19)的側面沿徑向開設有第二導流孔(21)，所述分流環(19)內開設有與其同圓心的環形導流孔道(22)，在同一水平面上所述第二導流孔(21)依次連通兩個或兩個以上的同圓心的環形導流孔道(22)，每個所述第一導流孔(20)在軸向自上而下依次穿過所述第二導流孔(21)和所述環形導流孔道(22)的連通處。

2.根據權利要求1所述的一種異型高溫熱管太陽能熱化學反應器，其特征在于，所述第一導流孔(20)的孔徑和所述環形導流孔道(22)的孔徑大于所述第二導流孔(21)的孔徑。

3.根據權利要求1所述的一種異型高溫熱管太陽能熱化學反應器，其特征在于，所述桶狀高溫熱管蒸發器(3)的底部設置有底板(4)，所述底板(4)的側面固定連接有法蘭(6)，所述法蘭(6)的底部設置有螺栓(5)，所述反應器外殼(2)的底部與法蘭(6)通過螺栓(5)固定連接。

4.根據權利要求3所述的一種異型高溫熱管太陽能熱化學反應器，其特征在于，所述法蘭(6)的底部設置有支架(11)，所述支架(11)的表面套接有旋轉套(12)，所述旋轉套(12)的一側固定連接有輔助加熱設備(10)，所述輔助加熱設備(10)位于底板(4)的下方，所述反應器外殼(2)的頂部設置有反應器出口(71)。

5.根據權利要求1所述的一種異型高溫熱管太陽能熱化學反應器，其特征在于，所述反應器外殼(2)的側面連通有反應器入口(7)，所述反應器入口(7)連通有反應物預熱管路(8)，所述反應物預熱管路(8)螺旋纏繞在桶狀高溫熱管蒸發器(3)的表面，所述反應物預熱管路(8)的另一端與熱化學反應室連通；所述桶狀高溫熱管蒸發器(3)內填充有液體金屬工質。

6.根據權利要求1所述的一種異型高溫熱管太陽能熱化學反應器，其特征在于,所述柱狀高溫熱管(1)的內壁側面設置有吸液芯(13)，所述吸液芯(13)包括兩個或兩個以上的分段毛細吸液環(14)，所述分段毛細吸液環(14)的形狀為圓環狀，所述分段毛細吸液環(14)的內側孔為錐面孔，所述分段毛細吸液環(14)的內側壁沿錐面孔母線平行開設有毛細吸液槽(15)，所述毛細吸液槽(15)自上而下貫穿分段毛細吸液環(14)，相鄰兩個所述毛細吸液槽(15)之間的分段毛細吸液環(14)內側壁上開設有第一毛細吸液孔(16)，所述第一毛細吸液孔(16)沿其遠離軸線向斜下方延伸；所述毛細吸液槽(15)的一側縱向側壁開設有第二毛細吸液孔(17)，另一個縱向側壁上開設有第三毛細吸液孔(18)，所述第二毛細吸液孔(17)和第三毛細吸液孔(18)的另一端向斜上方延伸相互交叉連通，并與第一毛細吸液孔(16)的底端連通組成Y形通道，所述第二毛細吸液孔(17)與第三毛細吸液孔(18)的孔徑相同并大于第一毛細吸液孔(16)的孔徑，所述第一毛細吸液孔(16)的橫截面積等于所述毛細吸液槽(15)的橫截面積。

7.根據權利要求6所述的一種異型高溫熱管太陽能熱化學反應器，其特征在于，在任意上下相鄰的兩個所述分段毛細吸液環(14)中，上層所述分段毛細吸液環(14)的下底面直徑等于下層所述分段毛細吸液環(14)的上底面直徑；上層所述分段毛細吸液環(14)的毛細吸液槽(15)與下層所述分段毛細吸液環(14)的毛細吸液槽(15)上下一一對應，下層所述分段毛細吸液環(14)的毛細吸液槽(15)橫截面積大于上層所述分段毛細吸液環(14)的毛細吸液槽(15)橫截面積。