金屬螺旋管式太陽能集熱器的製作方法
2023-05-02 13:08:31 3
專利名稱：金屬螺旋管式太陽能集熱器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及太陽能熱利用技術。
背景技術：
太陽能集熱器是一種太陽能熱利用的基礎應用件。現有技術太陽能集熱器，一類是管板式(又稱平板式)集熱器，輸出溫度不高，另一類是現在大量普及應用的真空管式集熱器，雖然輸出溫度有所提高，但其穩定的輸出溫度很難超過100℃，一般限於加熱100℃以下的介質，極大地影響了太陽能熱利用的應用範圍。
實用新型內容本實用新型目的在於設計一種較大地提高傳熱介質輸出溫度的金屬螺旋管式太陽能集熱器。
本實用新型包括支撐體，在支撐體上方布置柱狀螺旋金屬管，螺旋金屬管外表面設置太陽能吸熱膜，在螺旋金屬管的下方設置橫截面的上側呈凹弧狀的聚光反射件，聚光反射件設置在所述支撐體上，所述聚光反射件的各橫截面的形狀、大小一致，所述螺旋金屬管的兩端連接可與集熱系統連接的金屬引出直管。金屬引出直管可以從支撐體的兩端穿出，也可以從支撐體的同一端穿出，還可以從支撐體的底部穿出。
本實用新型以螺旋金屬管替代原來的直形管，該螺旋金屬管管徑很細，其中的傳熱介質量便可大大減少，而螺旋的直徑可以較大，以增加吸熱面。在介質總量小而吸熱面大的有利條件下，熱能輸出溫度則會大大提高，故集熱器能輸出較高的溫度。通過聚光反射件，加大了採光面積，而其會聚至較小的吸熱面上，使該吸熱面所獲得的能流密度較大，故其內的傳熱介質的溫度得以提高，最終，螺旋金屬管輸出端的溫度有可能大大超出100℃，為太陽能提供了其它領域的使用空間，如高溫加熱、製冷、海水淡化、熱發電等。
為提高聚光效果，聚光反射件的凹弧狀為左右對稱的U形或ω形或複合弧線形；U形為拋物線形或為圓弧形或為若干不同半徑的圓弧段的組合；ω形由兩段凹弧組成，兩凹弧在相對的內端相交，所述凹弧為多段不同半徑的圓弧連接形成或為一拋物線和一圓弧組成，拋物線連接在圓弧的外端；複合弧線形由三段凹弧連接組成，相鄰的凹弧相互連接，兩側的凹弧分別由多段不同半徑的圓弧連接形成或分別由拋物線和圓弧線組成，圓弧線連接在拋物線的內端。
上述情形可以的一種方案是支撐體橫截面的上側呈U形或ω形或複合弧線形，聚光反射件為設置在支撐體上表面的反射面或反射膜。
第二種方案是聚光反射件包括橫截面的上側呈U形或ω形或複合弧線形的反射板，反射板布置在支撐體上方，反射板表面設置反射面或反射膜。
為了減少螺旋金屬管內部的熱量向集熱器上方散失，可在聚光反射件上方設置透明保溫管，所述螺旋金屬管同心套置在透明保溫管內，螺旋金屬管的兩根金屬引出直管穿出透明保溫管。
本實用新型還可在螺旋金屬管上方設置透明保溫罩板，所述透明保溫罩板與支撐體之間設置密封腔，減少熱量損失，螺旋金屬管兩端的金屬引出直管穿出密封腔，可以從密封腔的兩端穿出，也可以從密封腔的同一端穿出，還可以從密封腔的底部穿出。
螺旋金屬管的外側可以設置翅片，翅片表面設置太陽能吸熱膜。將螺距較小的螺旋金屬管改為有間隙的、螺距較大的繞制方式，在沿螺旋的外周柱面方向設置翅片，這樣既可保持相同的吸熱面，又可使螺旋金屬管展開的總長度減小，從而使管內的傳熱介質量得以進一步減少，輸出溫度進一步提高。
上述螺旋金屬管可以是單根繞制，也可以是至少兩根並行繞制。
圖1為本實用新型的一種結構示意圖；圖2為圖1的A-A斷面圖；圖3為支撐體或反射板的另一種結構示意圖；圖4為支撐體或反射板的第三種結構示意圖；圖5為螺旋金屬管的另一結構示意圖；
圖6為螺旋金屬管的第三種結構示意圖。
具體實施例如圖1、2所示，支撐體5、透明保溫罩板9和兩端的側板6、7相互連接，形成密封腔8。在密封腔8內的支撐體5的上方布置一橫截面的上側呈凹弧狀的聚光反射件4，其有效反射面的各橫截面的形狀、大小一致，並在其對稱面上布置一根圓柱狀透明保溫管3，透明保溫管3的兩端與側板6、7分別相互連接。
在透明保溫管3內同心布置一根柱狀螺旋金屬管1，螺旋金屬管1外連接有金屬翅片2，螺旋金屬管1外表面和金屬翅片2表面分別設置有太陽能吸熱膜。螺旋金屬管1兩端分別連續金屬引出直管10、11，金屬引出直管10、11分別穿出透明保溫管3的兩個端部後，再分別穿出兩個側板6、7的通孔，最後與側板6、7形成密封連接。
伸出側板6、7的金屬引出直管10、11的兩端與集熱系統連接。
本例中，聚光反射件4可為反射膜，直接設置在支撐體5上表面，支撐體5上表面的橫截面呈對稱的U形。
聚光反射件4也可以由一反射板和反射膜組成，反射板布置在支撐體5上方，反射板呈U形，在反射板上表面設置反射膜。
這裡的U形可為拋物線段，也可為若干不同半徑的圓弧段的組合，還可以為圓弧形。
支撐體5或反射板也可如圖3所示，上表面的橫斷面為對稱的ω形，由兩段凹弧組成，兩凹弧在相對的內端相交，所述凹弧為多段不同半徑的圓弧連接形成或為一拋物線和一圓弧組成，拋物線連接在圓弧的外端。
支撐體5或反射板還可以如圖4所示，上表面的橫斷面為對稱的複合弧線形，複合弧線形由三段凹弧連接組成，相鄰的凹弧相互連接，兩側的凹弧分別由多段不同半徑的圓弧連接形成或分別由拋物線和圓弧線組成，圓弧線連接在拋物線的內端。
如圖5所示，螺旋金屬管1的兩端的金屬引出直管10、11穿出透明保溫管3的同一個端部後，再穿出側板7的通孔。
圖6中，螺旋金屬管1由兩根金屬管並行繞制。
權利要求1.金屬螺旋管式太陽能集熱器，包括支撐體，其特徵在於在支撐體上方布置柱狀螺旋金屬管，螺旋金屬管外表面設置太陽能吸熱膜，在螺旋金屬管的下方設置橫截面的上側呈凹弧狀的聚光反射件，聚光反射件設置在所述支撐體上，所述聚光反射件的各橫截面的形狀、大小一致，所述螺旋金屬管的兩端連接可與集熱系統連接的金屬引出直管。
2.根據權利要求1所述金屬螺旋管式太陽能集熱器，其特徵在於聚光反射件的凹弧狀為左右對稱的U形或ω形或複合弧線形；U形為拋物線形或為圓弧形或為若干不同半徑的圓弧段的組合；ω形由兩段凹弧組成，兩凹弧在相對的內端相交，所述凹弧為多段不同半徑的圓弧連接形成或為一拋物線和一圓弧組成，拋物線連接在圓弧的外端；複合弧線形由三段凹弧連接組成，相鄰的凹弧相互連接，兩側的凹弧分別由多段不同半徑的圓弧連接形成或分別由拋物線和圓弧線組成，圓弧線連接在拋物線的內端。
3.根據權利要求2所述金屬螺旋管式太陽能集熱器，其特徵在於支撐體橫截面的上側呈U形或ω形或複合弧線形，聚光反射件為設置在支撐體上表面的反射面或反射膜。
4.根據權利要求2所述金屬螺旋管式太陽能集熱器，其特徵在於聚光反射件包括橫截面的上側呈U形或ω形或複合弧線形的反射板，反射板布置在支撐體上方，反射板表面設置反射面或反射膜。
5.根據權利要求1所述金屬螺旋管式太陽能集熱器，其特徵在於聚光反射件上方設置透明保溫管，所述螺旋金屬管同心套置在透明保溫管內，螺旋金屬管的兩根金屬引出直管穿出透明保溫管。
6.根據權利要求1或5所述金屬螺旋管式太陽能集熱器，其特徵在於在螺旋金屬管上方設置透明保溫罩板，所述透明保溫罩板與支撐體之間設置密封腔，螺旋金屬管兩端的金屬引出直管穿出密封腔。
7.根據權利要求1所述金屬螺旋管式太陽能集熱器，其特徵在於所述螺旋金屬管的外側設置翅片，翅片表面設置太陽能吸熱膜。
8.根據權利要求1所述金屬螺旋管式太陽能集熱器，其特徵在於螺旋金屬管是至少兩根並行繞制。
專利摘要金屬螺旋管式太陽能集熱器，本實用新型涉及太陽能熱利用技術，在支撐體上方布置柱狀螺旋金屬管，螺旋金屬管外表面設置太陽能吸熱膜，在螺旋金屬管的下方設置橫截面的上側呈凹弧狀的聚光反射件，聚光反射件設置在所述支撐體上，螺旋金屬管的兩端連接可與集熱系統連接的金屬引出直管。本實用新型通過聚光反射件，加大了採光面積，而其會聚至較小的吸熱面上，使該吸熱面所獲得的能流密度較大，故其內的傳熱介質的溫度得以提高，為太陽能提供了其它領域的使用空間，如高溫加熱、製冷、海水淡化、熱發電等。
文檔編號F24J2/10GK2760462SQ200420080309
公開日2006年2月22日 申請日期2004年10月13日 優先權日2004年10月13日
發明者黃永年 申請人:黃永年