本實(shí)用新型屬于新能源領(lǐng)域，具體涉及一種太陽(yáng)能集熱儲(chǔ)熱磁性介質(zhì)及其輸運(yùn)裝置。

背景技術(shù)：

太陽(yáng)能熱利用是太陽(yáng)能應(yīng)用的重要方面，在中高溫太陽(yáng)能熱利用中，塔式太陽(yáng)能熱利用技術(shù)是最成熟、有效和得到規(guī)?；虡I(yè)推廣的唯一技術(shù)。

最早的中高溫太陽(yáng)能技術(shù)中，采用水作為儲(chǔ)熱介質(zhì)，但是，因?yàn)榘殡S著氣化、高溫，水介質(zhì)存在一系列高溫高壓產(chǎn)生的腐蝕、耐壓等問(wèn)題。

當(dāng)前塔式太陽(yáng)能技術(shù)中，主要采用300-400度的熔鹽作為儲(chǔ)熱介質(zhì)，但是也存在下列不足：1、由于存在固液體相變，容易在器壁產(chǎn)生結(jié)塊，2、熔鹽液體對(duì)密封圈有強(qiáng)烈腐蝕作用，容易出現(xiàn)泄露，3、需要嚴(yán)格控制工作溫度，不能過(guò)高或過(guò)低。

在前面的專(zhuān)利中，我們采用沒(méi)有相變的固態(tài)復(fù)合粉體材料作為儲(chǔ)熱材料解決了上述問(wèn)題。但是，采用固態(tài)復(fù)合粉體儲(chǔ)熱材料有一個(gè)巨大的問(wèn)題：采用熔鹽作為儲(chǔ)熱介質(zhì)時(shí)，因?yàn)橐簯B(tài)熔鹽可以采用高溫液態(tài)輸送泵實(shí)現(xiàn)熱能從熱源到熱儲(chǔ)存罐或熱應(yīng)用區(qū)。

而固態(tài)儲(chǔ)熱介質(zhì)，如果是露天傳輸?shù)脑?，因?yàn)榕c空氣的熱交換，將導(dǎo)致熱能的巨大損失。固態(tài)儲(chǔ)熱介質(zhì)，同樣需要采用封閉、隔熱的管道進(jìn)行輸運(yùn)。

常規(guī)的固態(tài)材料輸運(yùn)，均采用傳送帶方式，但是對(duì)于密封管道內(nèi)的固態(tài)高溫粉體材料，傳送帶是無(wú)法工作的，因?yàn)椋?、一般傳送帶無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間承受高溫，2、傳送帶的動(dòng)力源難以解決，3、為了滿(mǎn)足工況或現(xiàn)場(chǎng)條件，塔式太陽(yáng)能集熱器的儲(chǔ)熱介質(zhì)傳輸管道存在大量大角度彎曲環(huán)境，傳送帶無(wú)法完成。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種太陽(yáng)能集熱儲(chǔ)熱磁性介質(zhì)，該磁性介質(zhì)可解決常規(guī)傳送帶無(wú)法滿(mǎn)足密封管道、復(fù)雜彎曲、高溫固態(tài)儲(chǔ)熱介質(zhì)材料的輸運(yùn)問(wèn)題。本實(shí)用新型的另一目的是提供一種利用上述磁性介質(zhì)進(jìn)行熱能運(yùn)輸?shù)妮斶\(yùn)裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型一種太陽(yáng)能集熱儲(chǔ)熱磁性介質(zhì)，最外層為透光隔熱層，中間層為光熱轉(zhuǎn)換層，中心為集熱儲(chǔ)熱體，其中，光熱轉(zhuǎn)換層和/或集熱儲(chǔ)熱體中設(shè)置有磁性單元。

進(jìn)一步，所述磁性單元為Fe基磁性單元、Co基磁性單元、Ni基磁性單元或者鐵磁性合金單元。

進(jìn)一步，所述透光隔熱層為透過(guò)太陽(yáng)光同時(shí)不輻射中高溫?zé)崮艿谋∧ぃ摫∧榻饎偸∧?、AlN薄膜、Al2O3薄膜、TiO2薄膜、Si3N4薄膜、SiO2薄膜。

進(jìn)一步，所述光熱轉(zhuǎn)換層為金屬物質(zhì)層或黑色物質(zhì)層。

進(jìn)一步，所述集熱儲(chǔ)熱體為金屬粉體、陶瓷粉體、無(wú)機(jī)鹽粉體、碳基粉體、有機(jī)高分子材料或空心微球。

進(jìn)一步，所述太陽(yáng)能集熱儲(chǔ)熱介質(zhì)的外形為球形，所述太陽(yáng)能集熱儲(chǔ)熱介質(zhì)在集熱、儲(chǔ)熱、放熱過(guò)程中，外觀整體不變。

進(jìn)一步，所述透光隔熱層、光熱轉(zhuǎn)換層、集熱儲(chǔ)熱體之間有明確的邊界線或梯度改變線。

一種上述磁性介質(zhì)的輸運(yùn)裝置，包括若干套磁體和磁體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，若干套磁體和磁體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)分別設(shè)置于磁性介質(zhì)流經(jīng)的路徑上，磁體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)磁體沿設(shè)定方向移動(dòng)，磁體吸附并驅(qū)動(dòng)所述磁性介質(zhì)沿該設(shè)定方向同步運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步，所述磁體和磁體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述磁性介質(zhì)輸送管的外管壁上。

一種上述磁性介質(zhì)的輸運(yùn)裝置，包括若干套流動(dòng)磁場(chǎng)系統(tǒng)，若干套流動(dòng)磁場(chǎng)系統(tǒng)分別設(shè)置于磁性介質(zhì)流經(jīng)的路徑上，流動(dòng)磁場(chǎng)系統(tǒng)在設(shè)定方向上形成移動(dòng)磁場(chǎng)，從而吸附并驅(qū)動(dòng)所述磁性介質(zhì)沿該設(shè)定方向同步運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步，所述流動(dòng)磁場(chǎng)系統(tǒng)包括電磁線圈型的磁體系統(tǒng)，該磁體系統(tǒng)設(shè)置于所述磁性介質(zhì)輸送管的外管壁上。

一種上述磁性介質(zhì)的輸運(yùn)方法，具體為：在太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置用于集熱儲(chǔ)熱的磁性介質(zhì)，同時(shí)在磁性介質(zhì)流經(jīng)的路徑上設(shè)置磁性驅(qū)動(dòng)單元，磁性驅(qū)動(dòng)單元吸附并控制磁性介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)，通過(guò)控制磁性驅(qū)動(dòng)單元的磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的方式來(lái)對(duì)磁性介質(zhì)進(jìn)行定向輸運(yùn)。

進(jìn)一步，所述磁性驅(qū)動(dòng)單元為磁體，通過(guò)控制磁體的運(yùn)動(dòng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)的定向驅(qū)動(dòng)。

進(jìn)一步，所述磁性驅(qū)動(dòng)單元為電磁線圈型的磁體系統(tǒng)，通過(guò)改變電磁線圈內(nèi)通過(guò)電流的大小來(lái)形成流動(dòng)磁場(chǎng)，通過(guò)流動(dòng)磁場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)的定向驅(qū)動(dòng)。

本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了無(wú)接觸式驅(qū)動(dòng)儲(chǔ)熱介質(zhì)的流動(dòng)，極大的提高了儲(chǔ)熱介質(zhì)流動(dòng)的安全、方便性，熱能傳送的可靠性，避免了固態(tài)儲(chǔ)熱粉體介質(zhì)漂浮到空間的可能性，實(shí)現(xiàn)環(huán)保綠色工作環(huán)境。

附圖說(shuō)明

圖1為是本實(shí)用新型的太陽(yáng)能儲(chǔ)熱介質(zhì)磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的剖面圖；

圖2為磁性介質(zhì)的輸運(yùn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖;

附圖標(biāo)記：儲(chǔ)熱體1、器壁2、磁體3、磁體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4。

具體實(shí)施方式

下面，參考附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行更全面的說(shuō)明，附圖中示出了本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例。然而，本實(shí)用新型可以體現(xiàn)為多種不同形式，并不應(yīng)理解為局限于這里敘述的示例性實(shí)施例。而是，提供這些實(shí)施例，從而使本實(shí)用新型全面和完整，并將本實(shí)用新型的范圍完全地傳達(dá)給本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員。

為了易于說(shuō)明，在這里可以使用諸如“上”、“下”“左”“右”等空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)，用于說(shuō)明圖中示出的一個(gè)元件或特征相對(duì)于另一個(gè)元件或特征的關(guān)系。應(yīng)該理解的是，除了圖中示出的方位之外，空間術(shù)語(yǔ)意在于包括裝置在使用或操作中的不同方位。例如，如果圖中的裝置被倒置，被敘述為位于其他元件或特征“下”的元件將定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性術(shù)語(yǔ)“下”可以包含上和下方位兩者。裝置可以以其他方式定位（旋轉(zhuǎn)90度或位于其他方位），這里所用的空間相對(duì)說(shuō)明可相應(yīng)地解釋。

如圖1所示，本實(shí)用新型一種太陽(yáng)能集熱儲(chǔ)熱磁性介質(zhì)，為固態(tài)無(wú)相變、多層結(jié)構(gòu)的粉體材料，該粉體材料的尺度為納米到毫米級(jí)。其中，最外層為透光隔熱層3，中間為光熱轉(zhuǎn)換層2，中心為集熱儲(chǔ)熱體1，并且，光熱轉(zhuǎn)換層2和/或集熱儲(chǔ)熱體1中設(shè)置有磁性單元（圖中未示），即：光熱轉(zhuǎn)換層2、集熱儲(chǔ)熱體1的至少其中之一必須含有磁性單元。該磁性單元可為Fe基磁性單元、Co基磁性單元、Ni基磁性單元或者鐵磁性合金單元。

透光隔熱層3為透過(guò)太陽(yáng)光、同時(shí)不輻射中高溫?zé)崮艿谋∧?，該薄膜可為金剛石薄膜、AlN薄膜、Al2O3薄膜、TiO2薄膜、Si3N4薄膜、SiO2薄膜等，薄膜厚度為納米到微米級(jí)。

光熱轉(zhuǎn)換層2為金屬物質(zhì)層或黑色物質(zhì)層。如Fe、Al、Cu、Co、W等金屬或合金、混合物，或者炭黑等非金屬材料；薄膜厚度為納米到毫米級(jí)。

集熱儲(chǔ)熱體1為金屬粉體、陶瓷粉體、無(wú)機(jī)鹽粉體、有機(jī)高分子材料或空心微球。其尺寸為直徑納米到毫米級(jí)。

本實(shí)用新型太陽(yáng)能集熱儲(chǔ)熱磁性介質(zhì)的外形為球形，球形表面或者光滑、或者粗糙。透光隔熱層3、光熱轉(zhuǎn)換層2、集熱儲(chǔ)熱體1之間可有明確的邊界線或梯度改變線。太陽(yáng)能集熱儲(chǔ)熱磁性介質(zhì)在集熱、儲(chǔ)熱、放熱過(guò)程中，外觀整體不發(fā)生相變，但是不排除中心儲(chǔ)熱體存在相變。

一種太陽(yáng)能集熱儲(chǔ)熱磁性介質(zhì)的輸運(yùn)裝置，其主要功能是在太陽(yáng)能熱能系統(tǒng)內(nèi)用于所有管道、集熱塔、儲(chǔ)熱罐內(nèi)定向輸運(yùn)太陽(yáng)能集熱儲(chǔ)熱磁性介質(zhì)。實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)使用需求，在太陽(yáng)能熱能系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置一套或多套輸運(yùn)裝置。若為多套輸運(yùn)裝置，可在太陽(yáng)能熱能系統(tǒng)內(nèi)的某幾個(gè)點(diǎn)加裝輸運(yùn)裝置，實(shí)現(xiàn)磁性介質(zhì)的按需可控可靠流動(dòng)。

本實(shí)用新型太陽(yáng)能集熱儲(chǔ)熱磁性介質(zhì)的輸運(yùn)裝置，包括若干套磁體4和磁體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5，若干套磁體4和磁體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5分別設(shè)置于磁性介質(zhì)6流經(jīng)的路徑上。

如圖2所示，磁體4和磁體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5設(shè)置于磁性介質(zhì)6的管道7的外管壁上。磁體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5驅(qū)動(dòng)磁體4沿設(shè)定方向移動(dòng)，磁體4吸附并驅(qū)動(dòng)所述磁性介質(zhì)5沿該設(shè)定方向同步運(yùn)動(dòng)。

本實(shí)施例中，選擇直徑1毫米的具有鐵素體球形金屬粉體作為集熱儲(chǔ)熱體1。利用CVD方法在鐵素體表面沉積類(lèi)金剛石膜，形成磁性介質(zhì)6。

磁性介質(zhì)6位于管道7內(nèi)部，管道7外面設(shè)置有磁體4，磁體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5作用在磁體4上。

因?yàn)殍F磁性作用，磁性介質(zhì)6隔著管道7與磁體4吸引在一起。

當(dāng)磁體4在磁體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5作用下順著管道7方向向前移動(dòng)時(shí)，被磁體4吸引的磁性介質(zhì)6也隨之運(yùn)動(dòng)。

連續(xù)的磁性介質(zhì)6的運(yùn)動(dòng)，就形成了磁性介質(zhì)6在管道7內(nèi)部的流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)熱介質(zhì)在塔式太陽(yáng)能系統(tǒng)的集熱端與儲(chǔ)熱或換熱端的熱能輸運(yùn)。

本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例：一種上述磁性介質(zhì)的輸運(yùn)裝置，包括若干套流動(dòng)磁場(chǎng)系統(tǒng)（圖中未示），若干套流動(dòng)磁場(chǎng)系統(tǒng)分別設(shè)置于磁性介質(zhì)流經(jīng)的路徑上，流動(dòng)磁場(chǎng)系統(tǒng)在設(shè)定方向上形成移動(dòng)磁場(chǎng)，從而吸附并驅(qū)動(dòng)所述磁性介質(zhì)沿該設(shè)定方向同步運(yùn)動(dòng)。流動(dòng)磁場(chǎng)系統(tǒng)包括電磁線圈型的磁體系統(tǒng)，該磁體系統(tǒng)設(shè)置于所述磁性介質(zhì)輸送管的外管壁上。

一種太陽(yáng)能集熱儲(chǔ)熱磁性介質(zhì)的輸運(yùn)方法，具體為：在太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置用于集熱儲(chǔ)熱的磁性介質(zhì)，同時(shí)在磁性介質(zhì)流經(jīng)的路徑上設(shè)置磁性驅(qū)動(dòng)單元，磁性驅(qū)動(dòng)單元吸附并控制磁性介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)，通過(guò)控制磁性驅(qū)動(dòng)單元的磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的方式來(lái)對(duì)磁性介質(zhì)進(jìn)行定向輸運(yùn)。

對(duì)于位于塔式太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)的磁性介質(zhì)，采用磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的方法使得該磁性介質(zhì)流動(dòng)起來(lái)，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)熱介質(zhì)在塔式太陽(yáng)能集熱器上吸熱、流動(dòng)到儲(chǔ)熱罐或換熱器儲(chǔ)存或交換熱量。

磁性驅(qū)動(dòng)單元為磁體，通過(guò)控制磁體的運(yùn)動(dòng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)的定向驅(qū)動(dòng)。實(shí)際使用中，可通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)整個(gè)磁體運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)。

磁性驅(qū)動(dòng)單元也可為電磁線圈型的磁體系統(tǒng)，通過(guò)改變電磁線圈內(nèi)通過(guò)電流的大小來(lái)形成流動(dòng)磁場(chǎng)，通過(guò)流動(dòng)磁場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)的定向驅(qū)動(dòng)。

本實(shí)用新型公開(kāi)的太陽(yáng)能集熱儲(chǔ)熱磁性介質(zhì)及其輸運(yùn)裝置、輸運(yùn)方法，由于所采用的固態(tài)無(wú)相變儲(chǔ)熱介質(zhì)具有鐵磁性，專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，方便的實(shí)現(xiàn)了磁性?xún)?chǔ)熱介質(zhì)的流動(dòng)。

由于磁性介質(zhì)位于容器、管道內(nèi)部，而磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)位于容器或管道外面，實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸驅(qū)動(dòng)儲(chǔ)熱介質(zhì)流動(dòng)；極大的提高了儲(chǔ)熱介質(zhì)流動(dòng)的安全、方便性，熱能傳送的可靠性，避免了固態(tài)儲(chǔ)熱粉體介質(zhì)漂浮到空間的可能性，實(shí)現(xiàn)環(huán)保綠色工作環(huán)境。