[发明专利]一种高性能热电转换器

说明书

技术领域

本发明涉及隔热设备技术领域，具体涉及到一种高性能热电转换器。

背景技术

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。

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

本发明目的是提供一种减少高温端的热量损失、提高碱金属热电转换器转换效率的高性能热电转换器。

本发明的技术解决方案为：

一种高性能热电转换器，包括与高温端10连接的热盘1、与低温端5连接的冷凝器4、上端与冷凝器4密封连接且下端与热盘1密封连接的圆筒形厚热壁3、设置在厚热壁3轴线上端用于接收冷凝器液态工质的回流芯体7、设置在厚热壁3轴线下端用于接收回流芯体7的液态工质并将其加热蒸发成工质蒸汽6的蒸发器9、设置在蒸发器9外围的多个BASE管2、可将厚热壁3内的空间隔成上下两部分的隔热器8，

其特殊之处在于：

所述隔热器8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。

上述隔热罩11以及隔热层14的内壁上涂覆有辐射涂层。

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。

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。

上述隔热罩11采用铌、锆、铪或其合金。

上述辐射涂层为金属铑。

上述隔热罩11下端为多孔结构。

本发明所具有的优点：

1、本发明为碱金属热电转换器，可减小热辐射损失，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。

2、本发明将隔热盖设置为拱形的，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。

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。

附图说明：

图1为本发明热电转换器中隔热器的结构示意图；

图2为本发明热电转换器的结构示意图及工质蒸汽对流路径图；

图3为本发明热电转换器的热能辐射示意图；

具体实施方式

本发明隔热器8主要结构由隔热罩11、球面状隔热层14、限位支撑环13、球面支撑体15、支撑体12组成。其本身具有体积小、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的热辐射16聚集，使BASE管2、蒸发器9、热盘1辐射出的热量，以

①→②→③→④→⑤→⑥→⑦→⑧

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辐射16损失减小，工质蒸汽流均匀，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。