[發明專利]一種用于航空渦噴發動機余熱回收的近場熱光伏發電裝置

有效

• 申請號: 202210740893.8
• 申請日: 2022-06-27
• 公開（公告）號: CN115013156B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 何明鍵;齊宏;王博文;任亞濤;高包海
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: F02C6/18
• 分類號: F02C6/18;F28D15/02;F28D15/04;H02J7/35;H02S40/30
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識產權代理有限公司 23213
• 代理人: 高志光

1.一種用于航空渦噴發動機余熱回收的近場熱光伏發電裝置，其特征在于：它包括多個近場熱光伏系統、電壓調節器和多個相變換熱器(5)；所述的多個近場熱光伏系統周向均勻安裝在渦噴發動機(6)高溫區域的外壁上，近場熱光伏系統的內壁與渦噴發動機(6)的外壁相貼合；每個近場熱光伏系統包括多組微分的近場熱光伏單元(1)和一個扇形支撐殼體(2)；多組近場熱光伏單元(1)并排緊密排列在扇形支撐殼體(2)內；每組近場熱光伏單元(1)包括一個選擇性輻射器(1-1)和一塊光伏電池板(1-2)，所述的光伏電池板(1-2)處于選擇性輻射器(1-1)遠離熱源的一側，且光伏電池板(1-2)與選擇性輻射器(1-1)之間保持真空納米間隙；多塊光伏電池板(1-2)與電壓調節器電連接；每個近場熱光伏系統對應設置一個相變換熱器(5)，所述的相變換熱器(5)設置在支撐殼體(2)與飛機蒙皮(7)之間，相變換熱器(5)的熱端與支撐殼體(2)的外壁貼合，相變換熱器(5)的冷端與飛機蒙皮(7)的內壁相貼合；

每個相變換熱器(5)包括多個并排設置的換熱單元，每個換熱單元對應一組近場熱光伏單元(1)設置；每個換熱單元包括一個方形環狀換熱管(5-1)、吸液芯(5-2)和疏水薄膜(5-3)，所述的吸液芯(5-2)設置在方形環狀換熱管(5-1)的一側管內，疏水薄膜(5-3)設置在方形環狀換熱管(5-1)的另一側管內，所述的吸液芯(5-2)與疏水薄膜(5-3)將方形環狀換熱管(5-1)分隔成冷凝腔(5-4)和汽化腔(5-5)，所述每個換熱單元的汽化腔(5-5)側貼在支撐殼體(2)的外壁上，每個換熱單元的冷凝腔(5-4)側貼在飛機蒙皮(7)的內壁上，所述的方形環狀換熱管(5-1)內注入有低沸點換熱工質；

多個換熱單元正反交替排列，即其中一個換熱單元中設置有吸液芯(5-2)的一側管路正對與其相鄰的換熱單元中設置有疏水薄膜(5-3)的一側管路；相鄰的兩個換熱單元之間為接觸式連接，且相鄰的兩個換熱單元之間通過隔熱薄膜將吸液芯(5-2)側管路與疏水薄膜(5-3)側管路隔開。

2.根據權利要求1所述的一種用于航空渦噴發動機余熱回收的近場熱光伏發電裝置，其特征在于：所述支撐殼體(2)的材質為氮化鋁，支撐殼體(2)正對光伏電池板(1-2)的一側內壁涂有反射層。

3.根據權利要求2所述的一種用于航空渦噴發動機余熱回收的近場熱光伏發電裝置，其特征在于：所述選擇性輻射器(1-1)和光伏電池板(1-2)的豎截面均為梯形；選擇性輻射器(1-1)朝向渦噴發動機(6)的一側與渦噴發動機(6)的外壁形狀相契合，選擇性輻射器(1-1)朝向光伏電池板(1-2)的一側為平面結構；所述光伏電池板(1-2)的上下表面均為平面結構；所述的選擇性輻射器(1-1)和光伏電池板(1-2)共同組成截面為梯形的近場熱光伏單元(1)。

4.根據權利要求3所述的一種用于航空渦噴發動機余熱回收的近場熱光伏發電裝置，其特征在于：所述的選擇性輻射器(1-1)采用包含Al₂O₃粒子的鎢材料作為輻射器材料；所述光伏電池板(1-2)的材料采用InGaSb。