一种太阳能集热器的制造方法

文档序号:10469693
一种太阳能集热器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种高温太阳能集热器,包括:罩体,罩体包括集光部和容纳部,集光部设置在容纳部的一端,集光部的外壁呈圆柱形结构,集光部的内壁为喇叭形结构,且喇叭形结构开口较小的一端朝向容纳部的内部,内壁与外壁之间存在空隙,集光部与容纳部相连通;内腔,内腔嵌设在容纳部中,内腔包括:锥形桶、固定装置、以及锥形管体;锥形管体通过固定装置固定在锥形桶中,包括盘管,盘管沿锥形桶的内壁盘旋,形成锥形体结构,且锥形管体的一端与喇叭形结构的开口相连通;锥形管体、锥形桶、以及喇叭形结构的轴心线重叠。本发明解决了现有的太阳能集热器容易受到环境的影响,导致集热效果不稳定的问题。
【专利说明】
一种太阳能集热器
技术领域
[0001]本发明涉及太阳能设备的技术领域,尤其涉及一种太阳能集热器。
【背景技术】
[0002]通常情况下,碟式太阳能热发电系统,通过反射太阳光并聚焦到集热器,集热器将能量吸收后传递到热电转换系统,从而实现太阳能到电能的转换。从上世纪80年代起,美国、德国、西班牙、俄罗斯(前苏联)等国对碟式太阳能热发电系统及其部件进行了大量的研究。我国对于碟式太阳能热发电技术的研究仍处于起步阶段,许多关键技术需要逐一研究或解决。
[0003]通常情况下,集热器在工作环境中,容易因为受到环境因素的影响而导致集热效果不稳走。

【发明内容】

[0004]有鉴于此,本发明提出的一种高温太阳能集热器,以解决现有的太阳能集热器容易受到环境的影响,导致集热效果不稳定的问题。
[0005]为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
[0006]—种高温太阳能集热器,包括:
[0007]罩体,所述罩体包括集光部和容纳部,所述容纳部为一内部中空的桶状结构;所述集光部设置在所述容纳部的一端,所述集光部的外壁呈圆柱形结构,所述集光部的内壁为喇叭形结构,且喇叭形结构开口较小的一端朝向所述容纳部的内部,所述内壁与所述外壁之间存在空隙,所述集光部与所述容纳部相连通;
[0008]内腔,所述内腔嵌设在所述容纳部中,所述内腔包括:锥形桶、固定装置、以及锥形管体;所述锥形桶设置在所述容纳部内,且锥形桶的开口朝向所述集光部;所述固定装置固定在所述锥形桶的内壁中,并与所述容纳部相连;所述锥形管体通过所述固定装置固定在所述锥形桶中,包括盘管,所述盘管沿所述锥形桶的内壁盘旋,形成锥形体结构,且所述锥形管体的一端与所述喇叭形结构的开口相连通;所述锥形管体、所述锥形桶、以及所述喇叭形结构的轴心线重叠。
[0009]上述的一种高温太阳能集热器,其中,所述锥形管体直径较大一端为前端,所述锥形管体直径较小一端为后端,所述前端朝向所述集光部,且所述前端的端面中部设置有一与所述喇叭形结构相连通的连通开口。
[0010]上述的一种高温太阳能集热器,其中,所述连通开口的直径大于所述喇叭形结构较小一端开口的直径。
[0011]上述的一种高温太阳能集热器,其中,所述盘管的两端均从所述锥形管体的较小端伸出,所述盘管中容置有可流动的导热物质。
[0012]上述的一种高温太阳能集热器,其中,所述固定装置包括固定支架组,所述固定支架组包括多根结构相同的固定支架,每一所述固定支架均匀分布在所述锥形桶的内壁上,每一所述固定支架为“7”形结构,每一所述固定支架的一端与所述锥形管体的前端的端面相贴合,另一端与所述锥形管体的侧壁相贴合。
[0013]上述的一种高温太阳能集热器,其中,所述罩体与所述内腔之间还填充有防止所述内腔中热量散发的保温材料,所述保温材料为保温玻璃棉。
[0014]上述的一种高温太阳能集热器,其中,所述喇叭形结构较小一端的开口的直径为Φ 355mm,较大一端开口的直径为Φ 950mm。
[0015]上述的一种高温太阳能集热器,其中,所述锥形管体的长度为909mm,所述锥形管体的较小端的直径为Φ 175_,所述锥形管体的较大端的直径为Φ 844_。
[0016]上述的一种高温太阳能集热器,其中,所述喇叭形结构的内壁以及所述锥形桶3的均为镜面不锈钢材料制成,且镜面均朝向所述轴心线方向。
[0017]上述的一种高温太阳能集热器,其中,所述容纳部为四棱锥形结构,所述盘管、所述固定支架、所述罩体均采用不锈钢材料制成。
[0018]本发明由于采用了上述技术,产生的积极效果是:
[0019](I)本发明中的盘管为锥形管体的结构可以更加均匀的吸收内腔中的热量,使得太阳能集热器不易受外部环境的影响,稳定性更强。
[0020](2)同时本发明中,喇叭形结构的设计可以更好的收集光斑的热量。
[0021](3)锥形桶内壁为镜面的结构,当热量穿过盘管间的缝隙时,可以被镜面反射到盘管表面。
【附图说明】
[0022]构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0023]图1为本发明一种高温太阳能集热器的侧视图的剖视图;
[0024]图2为图1中A部的放大图;
[0025]图3为本发明一种高温太阳能集热器中固定装置与锥形管体相配合的侧视图的剖视图;
[0026]图4为本发明一种高温太阳能集热器中固定装置与锥形管体相配合的后视图。
[0027]附图中:11、容纳部;12、集光部;121、集光部的外壁;122、集光部的内壁;3、锥形桶;4、盘管;41、前端;42、后端;43、连通开口 ;5、固定支架。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,但不作为本发明的限定。
[0029]图1为本发明一种高温太阳能集热器的侧视图的剖视图;图2为图1中A部的放大图,请参见图1和图2所示。示出了一种较佳的高温太阳能集热器,与碟式太阳能聚光器配合使用,其中所述太阳能集热器包括:罩体、内腔、以及保温材料,其中所述内腔嵌设在所述罩体内,保温材料填设在罩体与内腔之间,防止内腔中的热量散发,所述保温材料为保温玻璃棉。
[0030]其中,所述罩体包括集光部12和容纳部11,所述容纳部11为一内部中空的桶状结构;所述集光部12设置在所述容纳部11的一端,所述集光部的外壁121呈圆柱形结构,所述集光部的内壁122为喇叭形结构,且喇叭形结构开口较小的一端朝向所述容纳部11的内部,用以反射热量,对热量进行集中,所述集光部的内壁122与所述集光部的外壁121之间存在空隙,所述集光部12与所述容纳部11相连通。
[0031]所述内腔嵌设在所述容纳部11中,所述内腔包括:固定装置、锥形管体、以及锥形桶3;所述锥形桶3设置在所述容纳腔内,且锥形桶3的开口朝向所述集光部12,用以将反射热量,并且将锥形桶3内的空气进行加热;所述固定装置设置在所述锥形桶3的内壁中,并与所述锥形桶3固定连接;所述锥形管体通过所述固定装置固定在所述锥形桶3中,包括盘管4,所述盘管4沿所述锥形桶3的内壁盘旋,形成锥形体结构,且所述锥形管体与所述喇叭形结构的开口相连通,所述锥形管体、所述锥形桶3、以及所述喇叭形结构的轴心线重叠。
[0032]所述盘管4的两端分别从所述锥形管体的较小端伸出,所述盘管4中容置有可流动的导热物质,将锥形桶3内的热量进行吸收,传导。
[0033]本发明中,罩体与内腔锥形桶3相配合对热量进行集中,从而将锥形桶3内的空气进行加热,而盘管4形成的锥形管体作为导热液体的容器,对锥形桶3内的热量进行吸收,使得集热效果更佳的稳定。
[0034]本发明在上述基础上还具有如下实施方式:
[0035]图3为本发明一种高温太阳能集热器中固定装置与锥形管体相配合的侧视图的剖视图;图4为本发明一种高温太阳能集热器中固定装置与锥形管体相配合的后视图,请参阅图1至图4所示。进一步的,本发明较佳的实施例中,所述锥形管体直径较大一端为前端41,所述锥形管体直径较小一端为后端42,所述前端41朝向所述集光部12,且所述前端41的端面中部设置有一与所述喇叭形结构相连通的连通开口 43。所述连通开口 43的直径大于所述喇叭形结构较小一端开口的直径。
[0036]所述固定装置包括固定支架组,所述固定支架组包括多根结构相同的固定支架5,每一所述固定支架5均匀分布在所述锥形桶3的内壁上,每一所述固定支架5为“7”形结构,每一所述固定支架5的一端与所述锥形管体的前端41的端面相贴合,另一端与所述锥形管体的侧壁相贴合。本实施例中所述固定支架5优选为4根。
[0037]所述盘管4的两端均由后端42伸出置外部。
[0038]此外,通过针对聚光器的焦平面上的能流密度分布进行计算,从而获得最优的吸热器采光口。计算中使用蒙特卡洛光线追击法来计算焦平面上的能流密度分布。蒙特卡洛光线追击法是通过在太阳入射光束中追迹一定数量的光线,然后统计追迹光线经旋转抛物面镜面反射后到达焦平面上计算区域光线的数目来获得能流密度。
[0039]因此,本发明中,所述喇叭形开口的外口径直径为Φ 950,内口径直径为Φ 355,喇叭形开口的设计,可以更好的聚集光斑的热量,同时经计算测量后测得的光斑的尺寸为Φ350,因此,外口径Φ 950的直径尺寸可以更好的吸收有效光斑,而内口径Φ 355的直径尺寸从而将光斑的热量进行聚集,吸收有效光斑的热量。
[0040]所述锥形管体的长度为909mm,所述锥形管体的较小端的直径为Φ 175mm,所述锥形管体的较大端的直径为Φ 844mm。
[0041]另外,本发明进一步实施例中,所述喇叭形结构的内壁以及所述锥形桶3的均为镜面不锈钢材料制成,且镜面均朝向所述轴心线方向;同时,内腔中的吸热盘管表面涂有吸热涂层,可以使吸热效率更有效地提高。所述内壁以及所述锥形桶3采用镜面朝向所述轴心线的所述镜面不锈钢材料,可以更好的反射热量,防止热量散发,将热量集中于所述内腔中,从而提高内腔内空气的加热效率。
[0042]具体的,本实施例中,所述容纳部11为四棱锥形结构,所述盘管4、所述固定支架5、所述罩体均采用不锈钢材料制成。
[0043]本发明具体工作过程:所述太阳能集热器与所述碟式太阳能聚光器配合使用,太阳能集热器开口朝向所述碟式太阳能聚光器聚集的较小的太阳光斑,所述太阳光斑位于所述喇叭形结构较小一端的开口的中心,所述喇叭形结构的内壁对所述将光斑散发的热量进行聚集,从而对内腔中的空气进行加热,盘管4盘旋呈锥形管体,可以均匀的吸收内腔空气中的热量,并通过管内可流动的导热物质进行热量的输出。
[0044]本发明中的盘管4为锥形管体的结构可以更加均匀的吸收内腔中的热量,使得太阳能集热器不易受外部环境的影响,稳定性更强。同时本发明中,喇叭形结构的设计可以更好的收集光斑的热量;锥形桶3内壁为镜面的结构,当热量穿过盘管4间的缝隙时,可以被镜面反射到盘管4表面。
[0045]综上所述,以上所述仅为本发明较佳的实施例,并非因此限制本发明的实施方式及保护范围,对于本领域技术人员而言,应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案,均应当包含在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种高温太阳能集热器,其特征在于,包括: 罩体,所述罩体包括集光部和容纳部,所述容纳部为一内部中空的桶状结构;所述集光部设置在所述容纳部的一端,所述集光部的外壁呈圆柱形结构,所述集光部的内壁为喇叭形结构,且喇叭形结构开口较小的一端朝向所述容纳部的内部,所述内壁与所述外壁之间存在空隙,所述集光部与所述容纳部相连通; 内腔,所述内腔嵌设在所述容纳部中,所述内腔包括:锥形桶、固定装置、以及锥形管体;所述锥形桶设置在所述容纳部内,且锥形桶的开口朝向所述集光部;所述固定装置固定在所述锥形桶的内壁中,并与所述容纳部相连;所述锥形管体通过所述固定装置固定在所述锥形桶中,包括盘管,所述盘管沿所述锥形桶内壁盘旋,形成锥形体结构,且所述锥形管体的一端与所述喇叭形结构的开口相连通;所述锥形管体、所述锥形桶、以及所述喇叭形结构的轴心线重叠。2.根据权利要求1所述的高温太阳能集热器,其特征在于,所述锥形管体直径较大一端为前端,所述锥形管体直径较小一端为后端,所述前端朝向所述集热部,且所述前端的端面中部设置有一与所述喇叭形结构相连通的连通开口。3.根据权利要求2所述的高温太阳能集热器,其特征在于,所述连通开口的直径大于所述喇叭形结构较小一端开口的直径。4.根据权利要求3所述的高温太阳能集热器,其特征在于,所述盘管的两端均从所述锥形管体的较小端伸出,所述盘管中容置有可流动的导热物质。5.根据权利要求4所述的高温太阳能集热器,其特征在于,所述固定装置包括固定支架组,所述固定支架组包括多根结构相同的固定支架,每一所述固定支架均匀分布在所述锥形桶的内壁上,每一所述固定支架为“7”形结构,每一所述固定支架的一端与所述锥形管体的前端的端面相贴合,另一端与所述锥形管体的侧壁相贴合。6.根据权利要求1-5任意一条所述的高温太阳能集热器,其特征在于,所述罩体与所述内腔之间还填充有防止所述内腔中热量散发的保温材料,所述保温材料为保温玻璃棉。7.根据权利要求6所述的高温太阳能集热器,其特征在于,所述喇叭形结构较小一端的开口的直径为Φ 355mm,较大一端开口的直径为Φ 950mm。8.根据权利要求7所述的高温太阳能集热器,其特征在于,所述锥形管体的长度为909mm,所述锥形管体的较小端的直径为Φ 175mm,所述锥形管体的较大端的直径为Φ844mmο9.根据权利要求1所述的高温太阳能集热器,其特征在于,所述喇叭形结构的内壁以及所述锥形桶的均为镜面不锈钢材料制成,且镜面均朝向所述轴心线方向。10.根据权利要求4所述的高温太阳能集热器,其特征在于,所述容纳部为四棱锥形结构,所述盘管、所述固定支架、所述罩体均采用不锈钢材料制成。
【文档编号】F24J2/15GK105823238SQ201610329361
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年5月17日
【发明人】周阳, 周东
【申请人】上海庆华蜂巢科技发展股份有限公司
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