一种采用泡沫铜相变材料的新型相变蓄热器的制作方法

1.本实用新型涉及相变蓄热器技术领域，尤其涉及一种采用泡沫铜相变材料的新型相变蓄热器。


背景技术：

2.相变蓄热是一种以相变储能材料为基础的高新储能技术。主要分为热化学储热、显热储热和相变储热。热化学储热虽然蓄热密度大，但不安全且蓄热过程不可控，严重影响其推广应用。显热储热是应用最广的一种储热方式，然而它的储热密度小。
3.公告号为cn206056364u公开了一种采用泡沫铜相变材料的新型相变蓄热器。它包括一封闭的圆筒形壳体，壳体包括外层套筒、内层金属套筒和夹层；超导热管上端封口插入壳体内上部，下端开口露在壳体外与余热源相接；内层套筒与超导热管之间装填有泡沫铜相变材料；超导热管固定支架进行固定；壳体内还设有螺旋形管道从相变材料之间通过，壳体夹层和壳体内的螺旋形管道均为冷水通道。本实用新型的新型相变蓄热器，利用超导热管进行余热回收，热量传递快、热传导效率高。
4.但是，类似于上述的采用泡沫铜相变材料的新型相变蓄热器，其超导热管在对泡沫铜内部变相材料进行加热时，由于在径向上，靠近超导热管处的相变材料熔化速度远大于远离超导热管的相变材料的熔化速度，即在径向上，相变材料温度分布不均，造成蓄热效率下降。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种采用泡沫铜相变材料的新型相变蓄热器。其优点在于增加相变材料温度分布的均匀性。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
7.一种采用泡沫铜相变材料的新型相变蓄热器，包括第一桶体，所述第一桶体的底部固定连接有超导热管，所述第一桶体的内壁转动连接有第二桶体，所述超导热管的一端位于第二桶体内，所述第二桶体的内部填充有泡沫铜球，所述泡沫铜球内部设置有相变材料，所述第二桶体的圆周内壁固定连接有多个调节框，所述调节框的内壁固定连接有多个拨动板，所述第一桶体的顶部外壁固定连接有正反转电机，且正反转电机延伸到第一桶体内部的输出轴固定连接有第一齿轮，所述第一齿轮的底部中部固定连接连接轴，所述连接轴的底部与第二桶体的顶部外壁固定连接，所述第一桶体的顶部一侧位置固定设置有进水管，所述第一桶体的圆周外壁底部位置固定设置有出水管，所述第一桶体与第二桶体之间形成储水腔。
8.通过以上技术方案：蓄热时，工业余热废热从超导热管下端进入并流经超导热管，超导热管热端(下部)内部工作介质吸热蒸发变成蒸汽，蒸汽流向冷端，冷凝为液态释放热量后，由重力流回热端；如此循环蒸发、冷凝将热量传递给填充在泡沫铜球空隙之间的相变材料；此时，启动正反转电机，正反转电机带动第一齿轮不断正反旋转，进而带动第二桶体
旋转，第二桶体转动时，在惯性的作用下，通过调节框和拨动板不断的拨动泡沫铜球，从而使泡沫铜球不断移动，使第二桶体内的相变材料均匀吸热熔化，由固态转变为液态，将热量储存在液态相变材料内，完成蓄热过程，释热时，将冷水通过进水管输入至储水腔内，通过第二桶体将热量传递至冷水中，对冷水进行加热，最后通过出水管将热水排出。
9.本实用新型进一步设置为，所述第一桶体的顶部内壁两侧均转动连接有第二齿轮，所述第二齿轮的底部固定连接有转动轴，所述第一齿轮与第二齿轮相啮合。
10.通过以上技术方案：第一齿轮旋转的同时，带动第二齿轮旋转，进而带动转动轴旋转。
11.本实用新型进一步设置为，所述第一齿轮的齿数大于第二齿轮的齿数。
12.通过以上技术方案：由于第一齿轮的齿数大于第二齿轮，从而使第二齿轮和转动轴加速旋转，进一步增加水受热的均匀性。
13.本实用新型进一步设置为，所述转动轴的圆周外壁固定连接有多个转动板。
14.通过以上技术方案：转动轴旋转的同时，带动转动板旋转对储水腔内的水进行搅拌，从而增加水受热的均匀性。
15.本实用新型进一步设置为，所述第二桶体的圆周外壁底部位置转动连接有多个搅拌轴，所述搅拌轴的圆周外壁固定连接有多个搅拌板。
16.通过以上技术方案：第二桶体旋转的过程中，带动搅拌轴旋转，进而带动搅拌板对储水腔内的水进行搅拌。
17.本实用新型进一步设置为，所述搅拌板的一端开又多个搅拌孔。
18.通过以上技术方案：利用搅拌孔，使水在通过搅拌孔时产生多股水流，增加搅拌效果。
19.本实用新型进一步设置为，所述第一桶体的圆周内壁开有多个环形齿槽，所述搅拌轴远离第二桶体的一端固定连接有传动齿轮，所述传动齿轮与环形齿槽相啮合。
20.通过以上技术方案：在传动齿轮和环形齿槽的作用下，带动搅拌轴旋转，从而带动搅拌板在绕第二桶体旋转的同时自转。
21.本实用新型的有益效果为：
22.1、该采用泡沫铜相变材料的新型相变蓄热器，通过设置有第一桶体、第二桶体、正反转电机、调节框和拨动板，蓄热时，工业余热废热从超导热管下端进入并流经超导热管，超导热管热端(下部)内部工作介质吸热蒸发变成蒸汽，蒸汽流向冷端，冷凝为液态释放热量后，由重力流回热端；如此循环蒸发、冷凝将热量传递给填充在泡沫铜球空隙之间的相变材料；此时，启动正反转电机，正反转电机带动第一齿轮不断正反旋转，进而带动第二桶体旋转，第二桶体转动时，在惯性的作用下，通过调节框和拨动板不断的拨动泡沫铜球，从而使泡沫铜球不断移动，使第二桶体内的相变材料均匀吸热熔化，由固态转变为液态，将热量储存在液态相变材料内，完成蓄热过程，释热时，将冷水通过进水管输入至储水腔内，通过第二桶体将热量传递至冷水中，对冷水进行加热，最后通过出水管将热水排出，利用泡沫铜的导热加介质起到相变蓄热的目的。
23.2、该采用泡沫铜相变材料的新型相变蓄热器，通过设置有第一齿轮、第二齿轮、转动轴和转动板，第一齿轮旋转的同时，带动第二齿轮旋转，进而带动转动轴和转动板旋转，对储水腔内的水进行搅拌，从而增加水受热的均匀性。
24.3、该采用泡沫铜相变材料的新型相变蓄热器，通过设置有环形齿槽和传动齿轮，第二桶体在旋转的过程中，带动搅拌轴旋转，在传动齿轮和环形齿槽的作用下，带动搅拌轴旋转，从而带动搅拌板在绕第二桶体旋转的同时自转，同时，其产生的水流与转动板产生的水流相碰撞，进一步增加对水的搅拌效果，进而增加水受热的均匀性。
附图说明
25.图1为本实用新型提出的一种采用泡沫铜相变材料的新型相变蓄热器整体的立体结构示意图；
26.图2为本实用新型提出的一种采用泡沫铜相变材料的新型相变蓄热器第一齿轮和第二齿轮的局部正面剖视结构示意图；
27.图3为本实用新型提出图2中a处的放大结构示意图；
28.图4为本实用新型提出的一种采用泡沫铜相变材料的新型相变蓄热器调节框和拨动板的立体结构示意图。
29.图中：1、第一桶体；2、进水管；3、出水管；4、超导热管；5、正反转电机；6、第一齿轮；7、第二齿轮；8、连接轴；9、第二桶体；10、转动轴；11、转动板；12、调节框；13、泡沫铜球；14、储水腔；15、环形齿槽；16、传动齿轮；17、搅拌板；18、搅拌轴；19、搅拌孔；20、拨动板。
具体实施方式
30.下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
31.下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
32.在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。
33.在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
34.参照图1-4，一种采用泡沫铜相变材料的新型相变蓄热器，包括第一桶体1，第一桶体1的底部通过螺栓连接有超导热管4，第一桶体1的内壁转动连接有第二桶体9，超导热管4的一端位于第二桶体9内，第二桶体9的内部填充有泡沫铜球13，泡沫铜球13内部设置有相变材料，第二桶体9的圆周内壁通过螺栓连接有多个调节框12，调节框12的内壁通过螺栓连接有多个拨动板20，第一桶体1的顶部外壁通过螺栓连接有正反转电机5，且正反转电机5延伸到第一桶体1内部的输出轴通过螺栓连接有第一齿轮6，第一齿轮6的底部中部通过螺栓连接连接轴8，连接轴8的底部与第二桶体9的顶部外壁通过螺栓连接，第一桶体1的顶部一侧位置固定设置有进水管2，第一桶体1的圆周外壁底部位置固定设置有出水管3，第一桶体1与第二桶体9之间形成储水腔14。
35.具体的，第一桶体1的顶部内壁两侧均转动连接有第二齿轮7，第二齿轮7的底部通过螺栓连接有转动轴10，第一齿轮6与第二齿轮7相啮合，第一齿轮6旋转的同时，带动第二齿轮7旋转，进而带动转动轴10旋转。
36.具体的，第一齿轮6的齿数大于第二齿轮7的齿数，由于第一齿轮6的齿数大于第二齿轮7，从而使第二齿轮7和转动轴10加速旋转，进一步增加水受热的均匀性。
37.具体的，转动轴10的圆周外壁通过螺栓连接有多个转动板11，转动轴10旋转的同时，带动转动板11旋转对储水腔14内的水进行搅拌，从而增加水受热的均匀性。
38.具体的，第二桶体9的圆周外壁底部位置转动连接有多个搅拌轴18，搅拌轴18的圆周外壁通过螺栓连接有多个搅拌板17，第二桶体9旋转的过程中，带动搅拌轴18旋转，进而带动搅拌板17对储水腔14内的水进行搅拌。
39.具体的，搅拌板17的一端开又多个搅拌孔19，利用搅拌孔19，使水在通过搅拌孔19时产生多股水流，增加搅拌效果。
40.具体的，第一桶体1的圆周内壁开有多个环形齿槽15，搅拌轴18远离第二桶体9的一端通过螺栓连接有传动齿轮16，传动齿轮16与环形齿槽15相啮合，在传动齿轮16和环形齿槽15的作用下，带动搅拌轴18旋转，从而带动搅拌板17在绕第二桶体9旋转的同时自转。
41.工作原理：蓄热时，工业余热废热从超导热管4下端进入并流经超导热管4，超导热管4热端(下部)内部工作介质吸热蒸发变成蒸汽，蒸汽流向冷端，冷凝为液态释放热量后，由重力流回热端；如此循环蒸发、冷凝将热量传递给填充在泡沫铜球13空隙之间的相变材料；此时，启动正反转电机5，正反转电机5带动第一齿轮6不断正反旋转，进而带动第二桶体9旋转，第二桶体9转动时，在惯性的作用下，通过调节框12和拨动板20不断的拨动泡沫铜球13，从而使泡沫铜球13不断移动，使第二桶体9内的相变材料均匀吸热熔化，由固态转变为液态，将热量储存在液态相变材料内，完成蓄热过程，释热时，将冷水通过进水管2输入至储水腔14内，通过第二桶体9将热量传递至冷水中，对冷水进行加热，最后通过出水管3将热水排出。
42.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。