碱金属热电转换器用隔热器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及碱金属热电转换器用隔热器，包括隔热罩、至少一个拱形隔热层、限位支撑环、球面支撑体、支撑体；隔热罩包括拱形上端面和圆筒状侧面，其可将BASE管与蒸发器包围且圆筒状侧面与厚热壁之间留有空隙；隔热层设置在隔热罩的上端面的正上方，球面状隔热层与隔热罩的上端面之间被位于中心的限位支撑环和位于圆周的多个球面支撑件定位紧固；限位支撑环的中心用于穿过回流芯体；多个支撑件用于将隔热罩固定于厚热壁上。本发明目的是提供一种减少高温端的热量损失、提高转换效率的碱金属热电转换器用隔热器，提高碱金属热电转换器转换效率、输出功率，为外界负载提供更平稳、更可靠的功率输出。
【专利说明】碱金属热电转换器用隔热器
【技术领域】
[0001]本发明涉及隔热设备【技术领域】，具体涉及到一种碱金属热电转换器用隔热器。
【背景技术】
[0002]碱金属热电转换器(AMTEC)是指将热量和电荷的物质不经过机械传动而直接转变为电能，是现代科学【技术领域】中的最新成就之一。碱金属热电直接转换其特点是体积小、重量轻、无运动部件、无噪声、可靠性高、无需维护、高效率和高功率密度等令人瞩目的特点。主要适用于核能、化石能、太阳能等多种形式的热源，在航空航天、地面、深水等空间领域，都有很好的应用前景。
[0003]在现有的碱金属热电转换过程中，由于碱金属热电转换器(AMTEC)是能量转换设备的关键部件之一，热量利用率的高低直接决定着其发电效率。如何将热电转换过程中高温端的热量辐射损失降到最低是目前迫切需要解决的。
【发明内容】
[0004]本发明目的是提供一种减少高温端的热量损失、提高转换效率的碱金属热电转换器用隔热器。
[0005]本发明的技术解决方案为:
[0006]一种碱金属热电转换器用隔热器，其特殊之处在于:包括隔热罩11、至少一个拱形隔热层14、限位支撑环13、球面支撑体15、支撑体12 ;所述隔热罩11包括拱形上端面和圆筒状侧面，其可将BASE管2与蒸发器9包围且圆筒状侧面与厚热壁3之间留有空隙；所述隔热层14设置在隔热罩11的上端面的正上方，所述球面状隔热层14与隔热罩11的上端面之间被位于中心的限位支撑环13和位于圆周的多个球面支撑件15定位紧固；所述限位支撑环13的中心用于穿过回流芯体7 ;所述多个支撑件12用于将隔热罩11固定于厚热壁3上。
[0007]上述隔热罩11以及隔热层14的内壁上涂覆有辐射涂层。
[0008]上述隔热层14的数量为两个，所述两个隔热层14上下叠放且中间设置有间隙，所述两个隔热层14之间被位于中心的限位支撑环13和位于圆周的多个球面支撑件15定位紧固。
[0009]上述隔热罩11采用在在真空条件下具有消气特点的金属及其合金。
[0010]上述隔热罩11采用铌、锆、铪或其合金。
[0011]上述辐射涂层为金属铑。
[0012]上述隔热罩11下端为多孔结构。
[0013]本发明所具有的优点:
[0014]1、本发明为碱金属热电转换器，可减小热福射损失，使高温端与低温端形成一定的温度差、压强差，提高碱金属热电转换器转换效率、输出功率，为外界负载提供更平稳、更可靠的功率输出。[0015]2、本发明将隔热罩设置为拱形的，可有效的将碱金属热电转换器(AMTEC)高温端10的热辐射聚集，有效的降低了高温端的热量散发到低温端。
[0016]3、本发明在隔热罩内部采用金属铑作为辐射涂层，能有效的将热辐射聚集在隔热罩内，使整个转换器中热辐射16损失减小，提高碱金属热电转换器转换效率、输出功率。
【专利附图】
【附图说明】:
[0017]图1为本发明碱金属热电转换器用隔热器的结构示意图；
[0018]图2为本发明隔热器在碱金属热电转换器中的安装示意图及工质蒸汽对流路径图；
[0019]图3为碱金属热电转换器的热能辐射示意图；
【具体实施方式】
[0020]本发明碱金属热电转换器用隔热器，包括隔热罩11、至少一个拱形隔热层14、限位支撑环13、球面支撑体15、支撑体12 ;隔热罩11包括拱形上端面和圆筒状侧面，其可将BASE管2与蒸发器9包围且圆筒状侧面与厚热壁3之间留有空隙；隔热层14设置在隔热罩11的上端面的正上方，球面状隔热层14与隔热罩11的上端面之间被位于中心的限位支撑环13和位于圆周的多个球面支撑件15定位紧固；限位支撑环13的中心用于穿过回流芯体7 ;多个支撑件12用于将隔热罩11固定于厚热壁3上。隔热器的隔热罩11将BASE管2与蒸发器9包围，顶端球面状隔热层14之间以中心限位支撑环13定位紧固，球面支撑体15支撑，外侧采用支撑体12固定于厚热壁3，将其固定于整个碱金属热电转换器之中。BASE管2外壁还原的工质蒸汽6在上升的时候遇到隔热器8，蒸汽将会沿着隔热罩壁11通过厚热壁3与隔热罩11之间的间隙上升到低温端5。在这个过程中，通过高温端BASE管2、蒸发器9、热盘I等以热辐射形式输出的热量，在隔热器8中经过球面状隔热层14与隔热罩11有效的将大部分热量聚集在隔热器8当中，用来减小碱金属热电转换器内部辐射热16传递。这样可以减小转换器内部的总热量损失，降低低温端5的温度，提高BASE组件的工作温度，防止工质蒸汽6在BASE管2内部形成凝结(防止转换器内部短路)，最后总体体现为热电转换效率与输出功率的提高。
[0021]隔热器本身具有体积小、重量轻、结构简单、便于加工等优点。该隔热器8可有效的将碱金属热电转换器高温端10的热福射16聚集,使BASE管2、蒸发器9、热盘I福射出的热量，以
[0022]①一②一③一④一⑤一⑥一⑦一⑧
[0023]的路径对流，并通过隔热罩11内部的防辐射涂层降低隔热罩11自身热辐射16损失，能有效地将热能转换为电能，能使整个转换器中热福射16损失减小，工质蒸汽流均勻，平稳的流向低温端5，以最大限度的提高热量利用效率。碱金属工质蒸汽6在冷凝器4凝结，工质以液态形式通过回流芯体7到达蒸发器9，如此循环。在其高温端10与低温端5形成一定的温度差、压强差，能更好的提高碱金属热电转换器转换效率和输出功率，为外界负载提供更平稳、更可靠的功率输出。
[0024]本发明的隔热罩11和球面状隔热层14采用耐1000K以上的金属材料均可，尤其是在真空条件下具有消气特点的金属及其合金(如铌、锆、铪等)为佳。为了保证隔热效果，使热辐射16有效的转换成电能，其隔热罩11结构可以嵌套(如球面状隔热层14)，即可采用一层或多层结构实现。隔热罩11下端可加工多孔方式来有效的保证工质蒸汽6流通，使工质蒸汽6均勻、平稳的流向低温端5。
[0025]本发明的隔热罩11内部采用金属铑作为辐射涂层，能有效的将热辐射16聚集在隔热罩11内，使整个转换器中热辐射16损失减小，提高碱金属热电转换器转换效率和输出功率。
[0026]本发明用于碱金属热电转换器时对于工质蒸汽6的对流方式如图2所不。
[0027]本发明用于碱金属热电转换器时热能辐射16方式如图3所示。
【权利要求】
1.一种碱金属热电转换器用隔热器，其特征在于:包括隔热罩(11)、至少一个拱形隔热层(14)、限位支撑环(13)、球面支撑体(15)、支撑体(12);所述隔热罩(11)包括拱形上端面和圆筒状侧面，其可将BASE管(2)与蒸发器(9)包围且圆筒状侧面与厚热壁(3)之间留有空隙；所述隔热层(14)设置在隔热罩(11)的上端面的正上方，所述球面状隔热层(14)与隔热罩(11)的上端面之间被位于中心的限位支撑环(13)和位于圆周的多个球面支撑件(15)定位紧固；所述限位支撑环(13)的中心用于穿过回流芯体(7);所述多个支撑件(12)用于将隔热罩(11)固定于厚热壁3上。
2.根据权利要求1所述的碱金属热电转换器用隔热器，其特征在于:所述隔热罩(11)以及隔热层(14)的内壁上涂覆有辐射涂层。
3.根据权利要求1或2所述的碱金属热电转换器用隔热器，其特征在于:所述隔热层(14)的数量为两个，所述两个隔热层(14)上下叠放且中间设置有间隙，所述两个隔热层(14)之间被位于中心的限位支撑环(13)和位于圆周的多个球面支撑件(15)定位紧固。
4.根据权利要求3所述的碱金属热电转换器用隔热器，其特征在于:所述隔热罩(11)采用在在真空条件下具有消气特点的金属及其合金。
5.根据权利要求4所述的碱金属热电转换器用隔热器，其特征在于:所述隔热罩(11)采用铌、锆、铪或其合金。
6.根据权利要求4所述的碱金属热电转换器用隔热器，其特征在于:所述辐射涂层为金属错。
7.根据权利要求3所述的碱金属热电转换器用隔热器，其特征在于:所述隔热罩(11)下端为多孔结构。
【文档编号】H01M14/00GK103440994SQ201010597092
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2010年12月20日 优先权日:2010年12月20日
【发明者】王浩静, 王红飞, 刘欢, 范立东, 刘福杰, 王磊涛 申请人:西安航科等离子体科技有限公司