[發明專利]結合能流分布與吸收涂層設計的勻熱式太陽能反應器

在審

• 申請號: 202310074724.X
• 申請日: 2023-02-07
• 公開（公告）號: CN116026047A
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 張昊;楊大智;張小密;帥永;樂古
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: F24S23/71
• 分類號: F24S23/71;F24S70/20;F24S70/10;F24S70/60;F24S80/52;F24S80/65;C01B3/04;C01B3/40
• 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: 楊曉輝

1.結合能流分布與吸收涂層設計的勻熱式太陽能反應器，其特征在于，所述反應器包括碟式太陽能聚光器(2)、石英窗片(3)、橢球型外殼(5)、橢球型石墨片(7)、吸收涂層(8)和泡沫陶瓷(9)；

泡沫陶瓷(9)為具有多個通孔泡沫結構的陶瓷體，泡沫陶瓷(9)的表面涂覆催化材料，泡沫陶瓷(9)為半橢球形；

泡沫陶瓷(9)的外球面涂有吸收涂層(8)，橢球型石墨片(7)包裹在吸收涂層(8)的外表面，橢球型外殼(5)包裹在橢球型石墨片(7)的外表面，橢球型外殼(5)的軸向與半橢球形的泡沫陶瓷(9)的長軸方向一致；

石英窗片(3)蓋合在橢球型外殼(5)的開口處，在貼近石英窗片(3)的泡沫陶瓷(9)上挖設半橢球形的槽，半橢球形槽的長軸與泡沫陶瓷(9)的長軸垂直相交；

碟式太陽能聚光器(2)位于石英窗片(3)外部，碟式太陽能聚光器(2)用于匯聚太陽光，匯聚后的太陽光透過石英窗片(3)一部分照射到泡沫陶瓷(9)表面上，另一部分穿過泡沫陶瓷(9)中的孔隙，最終被涂有吸收涂層(8)的橢球型石墨片(7)接收，橢球型石墨片(7)吸收太陽光的熱量后通過熱傳導加熱與橢球型石墨片(7)相鄰處的泡沫陶瓷(9)外球面，進而使泡沫陶瓷的溫度均勻；

橢球型外殼(5)上開設多個原料氣入口(11)，且多個原料氣入口(11)均朝向石英窗片(3)；橢球型外殼(5)的底部開設氣體產物出口(10)。

2.根據權利要求1所述的結合能流分布與吸收涂層設計的勻熱式太陽能反應器，其特征在于，所述反應器還包括氧化鋁隔熱陶瓷(6)；

橢球型石墨片(7)和橢球型外殼(5)之間設置氧化鋁隔熱陶瓷(6)。

3.根據權利要求1所述的結合能流分布與吸收涂層設計的勻熱式太陽能反應器，其特征在于，所述反應器還包括內置水冷管路的法蘭盤(4)和緊固螺栓(1)；

內置水冷管路的法蘭盤(4)設置在石英窗片(3)上表面邊緣處，緊固螺栓(1)穿過內置水冷管路的法蘭盤(4)和橢球型外殼(5)的下反沿，將石英窗片(3)夾緊在內置水冷管路的法蘭盤(4)和橢球型外殼(5)之間，內置水冷管路的法蘭盤(4)中用于通入冷水，對石英窗片(3)進行冷卻。

4.根據權利要求1所述的結合能流分布與吸收涂層設計的勻熱式太陽能反應器，其特征在于，泡沫陶瓷(9)的孔隙率大于0.9，泡沫陶瓷(9)的孔密度小于10PPI，PPI表示單位英寸長度上的平均孔數。

5.根據權利要求1所述的結合能流分布與吸收涂層設計的勻熱式太陽能反應器，其特征在于，泡沫陶瓷(9)具體為碳化硅泡沫陶瓷。

6.根據權利要求1所述的結合能流分布與吸收涂層設計的勻熱式太陽能反應器，其特征在于，催化材料為金屬催化劑或者非金屬催化劑。