一種太陽能集熱器的製作方法

2023-05-22 22:32:31 1

專利名稱：一種太陽能集熱器的製作方法
技術領域：
本發明涉及太陽能熱發電領域，尤其涉及一種太陽能集熱器。
背景技術：
在煤、石油、天然氣等非可再生能源日益枯竭的今天，人們亟需一種替代能源，而太陽能以其清潔無汙染、原材料便宜、利用率高等諸多優勢越來越受到人們的關注。太陽能光熱發電系統大致分為三類:槽式線聚焦系統、塔式系統和碟式系統，其中塔式系統是利用一組獨立跟蹤太陽的定日鏡將陽光聚焦到一個固定在塔頂部的集熱器上，在集熱器的腔體內產生高溫,把通過腔體的發電工質(如空氣、或其他氣體)加熱推動Brayton循環，最終將熱能轉化為電能，其能源轉換效率可以達到35%-40%。現有技術中，集熱器管道為水冷壁形式，僅有一面接受陽光照射，受光面背光面流體的溫差可達90°C，影響了集熱器的傳熱能力和效率。

發明內容
本發明的目的在於提出一種能夠提高集熱器的傳熱能力和效率的太陽能集熱器。為達此目的，本發明採用以下技術方案:一種太陽能集熱器，包括工質管道，工質管道內設置有活動裝置，活動裝置上設置有流體導向結構。其中，活動裝置為旋轉裝置，電機的軸承與旋轉裝置緊密相連。其中，工質管道上設置有工質出口和工質進口，工質出口和/或工質進口處設置有流量傳感器，工質出口處設置有溫度傳感器，工質進口處設置有溫度傳感器。其中，工質管道上設置有至少一個翅片，翅片上設置有開口，開口設置有光強傳感器。其中，旋轉裝置由電機拖動旋轉，電機的轉速由預設的控制系統根據光強傳感器及工質出口處的溫度傳感器來控制，從而控制工質管道內工質的流量，使工質出口的溫度和/或壓力保持穩定。其中，工質管道上方設置有可移動擋板，當光強傳感器顯示工質管道表面光強低於設定值時，擋板關閉，減少散熱，當所述光強高於設定值時，擋板打開，使集熱器吸熱。其中，旋轉裝置上設置有多輸出減速器，以實現一個電機控制多個工質管道內的旋轉裝置。其中，活動裝置為空心，以使活動裝置的重力與工質管道內流動的工質的浮力基本相等，以減少帶動活動裝置的功耗。其中，工質管道內壁上設置有流體導向結構。作為另一種優選方式，如圖所示，活動裝置為上下運動裝置，上下運動裝置上設置有可擺動葉片，可擺動葉片的一端固定在上下運動裝置上，當上下運動裝置上下運動時，可擺動葉片以固定的一端為軸進行擺動，所述軸所在的軸線與水平線有夾角。
上下運動裝置向下運動時，由於工質的阻力，可擺動葉片與其固定面角度增大，產生一個向下的推力使工質往下流動，向上運動時，由於工質的阻力，可擺動葉片與其固定面角度減小，基本無向上的推力，所以工質流動較小，如此重複運動使工質向下流動。圖4展示了上下運動裝置向上運動、向下運動時可擺動葉片的位置示意圖，從圖4中可以看出，可擺動葉片的擺動軸所在的軸線與水平線有夾角，這個夾角使得上下運動裝置在向下運動時使得工質在工質管道內旋轉向下流動，以達到工質管道內背光面與受光面的工質充分混合的效果，為了便於可擺動葉片的安裝，上下運動裝置的橫截面為正六邊體。為了便於工質管道內工質吸熱充分，管壁較薄，為lmm-2mm，且對密封要求較高，需要安裝法蘭，如果法蘭小於工質管道的外徑，會導致法蘭處開口較小，只能裝入直徑較小的活動裝置，使管壁與活動裝置之間的間隙過大，影響活動裝置對管內工質混合的效率，從而影響工質的吸熱效率；如果法蘭大於工質管道的外徑，則會使得多個管道裝配時產生間隙，為解決這個問題，本發明採用以下幾種方式:活動裝置在靠近工質出口處設置有葉片，以協助工質從工質出口流出，如圖7所示，葉片可以設置為打開或者關閉狀態。工質管道與相鄰的工質管道之間有夾角，如圖5所示，相鄰的工質管道之間有一個夾角，易於安裝活動裝置，也不會使多個管道裝配時產生間隙。如圖6所示，當兩個管道之間有不可避免的間隙時，在相鄰的工質管道之間設置翅片，這個翅片也可以由每個工質管道上的翅片所代替。活動裝置與相鄰的工質管道內的活動裝置相對安裝，如圖8所示，兩個緊相鄰且平行的工質管道，很難將活動裝置安裝在兩個工質管道的同一端，則可以將活動裝置安裝在兩個工質管道相對的兩端。本發明的有益效果為:一種太陽能集熱器，包括工質管道，工質管道內設置有活動裝置，活動裝置上設置有流體導向結構，通過活動裝置使工質管道內受光面和背光面的工質充分混合，從而減小了工質管道受光面和背光面的工質的溫差，增加了集熱器的傳熱能力和效率，減小了工質管道的熱應力，增加了工質管道的壽命。


圖1是本發明太陽能集熱器結構2是本發明旋轉裝置的多輸出減速器示意3是本發明上下運動裝置結構4是本發明上下運動裝置運動示意5是本發明相鄰工質管道夾角設置示意6是本發明相鄰工質管道翅片設置示意7是本發明活動裝置內葉片設置示意8是本發明相鄰工質管道活動裝置相對安裝示意中，1-工質出口，2-工質進口，3-旋轉裝置，4-工質管道，5-軸承，6-葉片，7-電機，8-流體導向結構,9-翅片，10-光強傳感器,11-多輸出減速器,12-上下運動裝置，13-可擺動葉片。
具體實施例方式下面將結合圖1-圖8並通過具體實施方式
來進一步說明本發明的技術方案。一種太陽能集熱器，包括工質管道4，工質管道4內設置有活動裝置，活動裝置上設置有流體導向結構8。在本實施例中，活動裝置為旋轉裝置3，電機7的軸承5與旋轉裝置3緊密相連。在本實施例中，工質管道4上設置有工質出口 I和工質進口 2，工質出口 I和/或工質進口 2處設置有流量傳感器，工質出口 I處設置有溫度傳感器，工質進口 2處設置有溫度傳感器。在本實施例中，工質管道4上設置有至少一個翅片9,翅片9上設置有開口，開口設置有光強傳感器10。在本實施例中，旋轉裝置3由電機7拖動旋轉，電機7的轉速由預設的控制系統根據光強傳感器10及工質出口 I處的溫度傳感器來控制，從而控制工質管道4內工質的流量，使工質出口 I的溫度和/或壓力保持穩定。在本實施例中，工質管道4上方設置有可移動擋板，當光強傳感器10顯示工質管道4表面光強低於設定值時，擋板關閉，減少散熱，當所述光強高於設定值時，擋板打開，使集熱器吸熱。在本實施例中，旋轉裝置3上設置有多輸出減速器11，以實現一個電機7控制多個工質管道4內的旋轉裝置3。在本實施例中，活動裝置為空心，以使活動裝置的重力與工質管道4內流動的工質的浮力基本相等，以減少帶動活動裝置的功耗。在本實施例中，工質管道4內壁上設置有流體導向結構8。作為另一種實施例，如圖3所示，活動裝置為上下運動裝置12，上下運動裝置12上設置有可擺動葉片13，可擺動葉片13的一端固定在上下運動裝置12上，當上下運動裝置12上下運動時，可擺動葉片13以固定的一端為軸進行擺動，所述軸所在的軸線與水平線有夾角。上下運動裝置12向下運動時，由於工質的阻力，可擺動葉片13與其固定面角度增大，產生一個向下的推力使工質往下流動，向上運動時，由於工質的阻力，可擺動葉片13與其固定面角度減小，基本無向上的推力，所以工質流動較小，如此重複運動使工質向下流動。圖4展示了上下運動裝置12向上運動、向下運動時可擺動葉片13的位置示意圖，從圖4中可以看出，可擺動葉片13的擺動軸所在的軸線與水平線有夾角，這個夾角使得上下運動裝置12在向下運動時使得工質在工質管道4內旋轉向下流動，以達到工質管道4內背光面與受光面的工質充分混合的效果，為了便於可擺動葉片13的安裝，上下運動裝置12的橫截面為正六邊體。為了便於工質管道4內工質吸熱充分，管壁較薄，為lmm-2mm，且對密封要求較高，需要安裝法蘭，如果法蘭小於工質管道4的外徑，會導致法蘭處開口較小，只能裝入直徑較小的活動裝置，使管壁與活動裝置之間的間隙過大，影響活動裝置對管內工質混合的效率，從而影響工質的吸熱效率；如果法蘭大於工質管道4的外徑，則會使得多個管道裝配時產生間隙，為解決這個問題，本發明採用以下幾種方式:
在本實施例中，活動裝置在靠近工質出口 I處設置有葉片6，以協助工質從工質出口 I流出，如圖7所示，葉片可以設置為打開或者關閉狀態。在本實施例中，工質管道4與相鄰的工質管道4之間有夾角，如圖5所示，相鄰的工質管道4之間有一個夾角，易於安裝活動裝置，也不會使多個管道裝配時產生間隙。如圖6所示，當兩個管道之間有不可避免的間隙時，在相鄰的工質管道4之間設置翅片9，這個翅片9也可以由每個工質管道4上的翅片9所代替。在本實施例中，活動裝置與相鄰的工質管道4內的活動裝置相對安裝，如圖8所示，兩個緊相鄰且平行的工質管道4，很難將活動裝置安裝在兩個工質管道4的同一端，則可以將活動裝置安裝在兩個工質管道4相對的兩端。以上所述僅為本發明的具體實施方式
，這些描述只是為了解釋本發明的原理，而不能以任何方式解釋為對本發明保護範圍的限制。基於此處的解釋，本領域的技術人員不需要付出創造性的勞動即可聯想到本發明的其它具體實施方式
，這些方式都將落入本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種太陽能集熱器，包括工質管道(4)，其特徵在於，工質管道(4)內設置有活動裝置，活動裝置上設置有流體導向結構(8)。
2.根據權利要求1所述的一種太陽能集熱器，其特徵在於，所述活動裝置為旋轉裝置(3)。
3.根據權利要求2所述的一種太陽能集熱器，其特徵在於，所述工質管道(4)上設置有工質出口( I)和工質進口(2)，工質出口( I)和/或工質進口(2)處設置有流量傳感器，工質出口(I)處設置有溫度傳感器，工質進口(2)處設置有溫度傳感器。
4.根據權利要求3所述的一種太陽能集熱器，其特徵在於，所述工質管道(4)上設置有至少一個翅片(9 )，翅片(9 )上設置有開口，開口設置有光強傳感器(10 )。
5.根據權利要求4所述的一種太陽能集熱器，其特徵在於，所述旋轉裝置(3)由電機(7)拖動旋轉，電機(7)的轉速由預設的控制系統根據光強傳感器(10)及工質出口(I)處的溫度傳感器來控制，從而控制工質管道(4)內工質的流量，使工質出口(I)的溫度和/或壓力保持穩定。
6.根據權利要求4所述的一種太陽能集熱器，其特徵在於，所述工質管道(4)上方設置有可移動擋板，當光強傳感器(10)顯示工質管道(4)表面光強低於設定值時，擋板關閉，當所述光強高於設定值時，擋板打開。
7.根據權利要求3所述的一種太陽能集熱器，其特徵在於，所述活動裝置在靠近工質出口(I)處設置有葉片(6)。
8.根據權利要求2所述的一種太陽能集熱器，其特徵在於，所述旋轉裝置(3)上設置有多輸出減速器(11)。
9.根據權利要求1所述的一種太陽能集熱器，其特徵在於，所述活動裝置為空心。
10.根據權利要求1所述的一種太陽能集熱器，其特徵在於，所述工質管道(4)內壁上設置有流體導向結構(8)。
11.根據權利要求1所述的一種太陽能集熱器，其特徵在於，所述活動裝置為上下運動裝置(12)，上下運動裝置(12)上設置有可擺動葉片(13)，可擺動葉片(13)的一端固定在上下運動裝置(12)上，當上下運動裝置(12)上下運動時，可擺動葉片(13)以固定的一端為軸進行擺動，所述軸所在的軸線與水平線有夾角。
12.根據權利要求1所述的一種太陽能集熱器，其特徵在於，所述工質管道(4)與相鄰的工質管道(4)之間有夾角。
13.根據權利要求1所述的一種太陽能集熱器，其特徵在於，所述活動裝置與相鄰的工質管道(4)內的活動裝置相對安裝。
全文摘要
本發明涉及太陽能熱發電領域，尤其涉及一種太陽能集熱器，包括工質管道，工質管道內設置有活動裝置，活動裝置上設置有流體導向結構，通過活動裝置使工質管道內受光面和背光面的工質充分混合，從而減小了工質管道受光面和背光面的工質的溫差，增加了集熱器的傳熱能力和效率，減小了工質管道的熱應力，增加了工質管道的壽命。
文檔編號F24J2/46GK103196243SQ20131010927
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月29日 優先權日2013年3月29日
發明者孫海翔, 朱亮, 許迪, 竇新國, 鍾強 申請人:深圳市聯訊創新工場科技開發有限公司