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一種槽式太陽能集熱器的製造方法

2023-05-30 14:21:16 1

一種槽式太陽能集熱器的製造方法
【專利摘要】本發明的「一種槽式太陽能集熱器」其特點是安裝在三維可同時轉動的機械裝置上,三維可同時轉動的機械裝置能面向任何角度,它主要是為跟蹤地球自轉和圍繞太陽旋轉方面所產生的太陽光入射角度的變化而設計的;因此,本發明的優點是集熱器能時刻與太陽光的入射角度相垂直,因此,其熱效率特別高,並可產生從幾十℃到400℃的熱水及水蒸氣;由於佔地面積少、造價低,並可安裝在堅固的房屋下面是支柱的樓頂上。因此,可廣泛應用於需要不同溫度熱水及水蒸氣的部隊、工廠、企業、院校、醫院、酒店等部門和普通的家庭使用,並能產生能直接用於發電的高溫高壓水蒸氣,其發電成本可低於火力發電,而且沒有汙染物向外排放,因此,極具市場價值。
【專利說明】一種槽式太陽能集熱器

【技術領域】
:
[0001]本發明涉及太陽能利用的【技術領域】。

【背景技術】
:
[0002]能源是人類生存的必需。現在人類燃燒燃料來獲取能源的方法,已經開始發展到危害人類本身生存的地步了。
[0003]大氣環境汙染的加劇;環境汙染所引起的各種疾病包括各種癌症正在不斷增加;大批物種的滅絕;沙漠不斷擴大;氣候的日益惡化;災害性天氣不斷增加和加強;海平面的不斷升高等等無不與人類大量燃燒燃料來獲取能源的方法有直接的關係。因此,徹底解決能源問題已經擺在全人類的面前。
[0004]太陽能是最乾淨和取之不盡用之不竭的最基本能源;太陽從地球存在那一天起就從不間斷地照射地球;是地球上除了核能之外的一切能源之源。
[0005]因此,人類解決能源問題的唯一出路在於實現大規模的太陽能作為能源,以全部取代化石能源。而一種槽式太陽能集熱器的發明是為解決以上問題服務的。


【發明內容】

:
[0006]三維可同時轉動的全自動跟蹤太陽的槽式太陽能集熱器是根據太陽光的入射角度是不斷變動的,而且溫度低,照射到地面上的太陽光的溫度一般只有幾十度左右,而且太陽光照射到地球表面的單位能量比較少,在熱帶地區,每平方米地面上的太陽光平均功率才一千瓦左右,而且隨著緯度的升高,照射到地面上的太陽光的能量就越少。我國主要在溫帶地區,由於陽光斜射的關係,平均照射到地面上的陽光每平方米才0.64千瓦左右。因此,要生產出一種比目前世界上任何一種大面積全自動跟蹤太陽聚光裝置,更廉價,更先進和耗用推動跟蹤運行的動力耗電量更小的全自動跟蹤太陽聚光裝置,就一定要了解太陽光入射角度不斷變動的根本原因。
[0007]那麼,太陽光入射角度不斷變動的根本原因是什麼呢?
[0008]原來地球圍繞太陽旋轉的同時也進行自轉。地球圍繞太陽一周的時間為一年,自轉一周的時間為一天即24小時。由於地球自轉軸與太陽成23.4度的夾角,又稱是黃道夾角。這是做成春夏秋冬四季和形成北回歸線和南回歸線的根本原因;並因地球是園的,所以在不同的緯度上跟蹤太陽光的仰角是不同的。
[0009]以北回歸線某一點為例子:由於黃道夾角為23.4度,當夏至時,陽光垂直照射到地面;到了秋分時,陽光成了 23.4度的入射角;到了冬至,變成46.8度的入射角:這時入射的角度最大;到了春分時,又變成23.4度的入射角;回到夏至時,陽光又回到垂直照射到地面的位置上。
[0010]在這一年的時間中,太陽光入射角度的變化總和是93.6度,以每年365天計算,每天太陽光在這方面的入射角度的變化只有15.4分;而每天利用太陽光的時間最多只有10小時。如用中點調節,陽光在這段時間內的最大偏差,只有3.2分。因此,在這方面每天調節一次,就足以保證陽光垂直照射在跟蹤器上。
[0011]大家都知道:太陽從東方升起,到西方落下。由於同樣是黃道夾角成23.4度的原因,太陽光入射角度也是從偏南到偏北,每年成一個周期變化的。
[0012]以北半球的某一點為例子:當春分時,陽光從正東方升起,到正西方下,到夏至時,陽光向北傾斜23.4度,到秋分時,陽光又回到從正東方升起,到正西方下,到冬至時,陽光向南傾斜23.4度,回到春分時,陽光又從正東方升起,到正西方下,共用了一年的時間。
[0013]從以上就可以知道,陽光在一年的時間中,南北方向角度的變化共93.6度,同理,如用中點調節,每天太陽光的角度偏差只有3.2分。因此,每天在這方面調節一次,就足以跟蹤太陽光在這方面的變化。
[0014]因地球自轉一周為24小時,因此,太陽光因自轉而產生入射角度的變化為每小時15度。
[0015]因此,每天調節一次跟蹤器的仰角和南北方向的傾斜角,並以每小時15度的角速度轉動跟蹤器,就能保證陽光垂直照射在陽光跟蹤器上。
[0016]從以上的情況就足以證明:地球上同一地點,在每年的同一時間內,太陽光的入射角度是相同的。
[0017]綜上所述,同時進行以上的三維跟蹤,就必定能使太陽光時刻都垂直照射在太陽光集熱器上,這就是三維跟蹤太陽機械設計的理論根據。
[0018]本發明的優點是集熱器時刻與太陽光的入射角度相垂直,因此,其熱效率特別高,並可產生從幾十1:到400°C的熱水及水蒸氣;由於佔地面積少、造價低,並可安裝在堅固的房屋下面是支柱的樓頂上。因此,可廣泛應用於需要不同溫度熱水及水蒸氣的部隊、工廠、企業、院校、醫院、酒店等部門和普通的家庭使用,並能產生能直接用於發電的高溫高壓水蒸氣,其發電成本可低於火力發電,而且沒有汙染物向外排放,因此,極具市場價值。

【具體實施方式】
[0019]在一種槽式太陽能集熱器的底部,支架及多個支撐腳焊接在三維可同時轉動的機械裝置的上轉系統上,因此能跟蹤地球因自轉和圍繞太陽旋轉方面所產生的太陽光入射角度的變化,使集熱器時刻都與太陽光入射角度相垂直。
[0020]一種槽式太陽能集熱器,包括集熱裝置、支架以及設置在支架上的集熱管,集熱管為真空密封管道,集熱管內設有管芯,其特徵在於:所述的集熱裝置主要由呈縱向設置的槽形拋物面反射鏡組合而成;集熱管設置在集熱裝置的焦點線上;為了提高熱效率,冷水在集熱管內部管芯的上端流入,成為熱水或高溫高壓的水蒸氣後在集熱管內部管芯的下端流出。
[0021]冷水管上裝有一個光電控制流量的水開關。當有陽光時,馬上產生電流,將開關打開,通過水;當沒有陽光時,開關內由於沒有電流而馬上關閉,使焦點線上的集熱管內部管芯沒有水通過;供水的流量由陽光的強度控制,使焦點線管內的水流量跟隨陽光的強度變化而變化,以確保熱水或高溫高壓水蒸氣的溫度達到我們的要求。
[0022]所述集熱管的管芯外部設置雙層真空管腔,管芯與該真空管腔內壁之間設置若干個支撐腳將管芯固定於真空管腔的中間位置上。
[0023]所述集熱管內設置有遠紅外線反射膜,管芯的水管設置有絕熱層,進水管設置有單向閥。
[0024]所述支架上設置橫杆連接槽形拋物面反射鏡的兩側,橫杆的兩端分別設置凹槽,該凹槽與集熱管相互平行。
[0025]附圖是一種槽式太陽能集熱器的示意圖
[0026]圖1是一種槽式太陽能集熱器主視圖的示意圖
[0027]1,安裝在集熱器底部轉動軸上的一級鍋輪(這也是上轉系統的一部分)2,軸承3,轉動軸4,加固鋼板5,兩端支撐鋼板6,反射鏡底部支撐角鐵7,冷水進水口 8,光電控制流量開關9,真空外管封蓋10,真空透光外管11,真空12,真空內管13,遠紅外線反射膜14,吸熱管15,真空內管封蓋
[0028]圖2是一種槽式太陽能集熱器附視圖的示意圖
[0029]圖3是一種槽式太陽能集熱器左視圖的示意圖
[0030]1,一種槽式太陽能集熱器的轉動軸 2,兩端支撐鋼板 3,半圓形鋼板4,鋁反射鏡面5,吸熱器組合6,凹槽7,橫支架。
【權利要求】
1.一種槽式太陽能集熱器的特徵在於:在一種槽式太陽能集熱器的底部,支架及多個支撐腳焊接在三維可同時轉動的機械裝置的上轉系統上,因此能跟蹤地球因自轉和圍繞太陽旋轉方面所產生的太陽光入射角度的變化,使集熱器時刻都與太陽光入射角度相垂直。
2.—種槽式太陽能集熱器,包括集熱裝置、支架以及設置在支架上的集熱管,集熱管為真空密封管道,集熱管內設有管芯,其特徵在於:所述的集熱裝置主要由呈縱向設置的槽形拋物面反射鏡組合而成;集熱管設置在集熱裝置的焦點線上;為了提高熱效率,冷水在集熱管內部管芯的上端流入,成為熱水或高溫高壓的水蒸氣後在集熱管內部管芯的下端流出。
3.根據權利1或權利2所述的一種槽式太陽能集熱器的特徵在於:冷水管上裝有一個光電控制流量的水開關。當有陽光時,馬上產生電流,將開關打開,通過水;當沒有陽光時,開關內由於沒有電流而馬上關閉,使焦點線上的集熱管內部管芯沒有水通過;供水的流量由陽光的強度控制,使焦點線管內的水流量跟隨陽光的強度變化而變化,以確保熱水或高溫高壓水蒸氣的溫度達到我們的要求。
4.根據權利1或權利2所述的一種槽式太陽能集熱器的特徵在於:所述集熱管的管芯外部設置雙層真空管腔,管芯與該真空管腔內壁之間設置若干個支撐腳將管芯固定於真空管腔的中間位置上。
5.根據權利1或權利2所述的一種槽式太陽能集熱器的特徵在於:所述集熱管內設置有遠紅外線反射膜,管芯的水管設置有絕熱層,進水管設置有單向閥。
6.根據權利1或權利2所述的一種槽式太陽能集熱器的特徵在於:所述支架上設置橫杆連接槽形拋物面反射鏡的兩側,橫杆的兩端分別設置凹槽,該凹槽與集熱管相互平行。
【文檔編號】F24J2/24GK104501428SQ201410698091
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月28日 優先權日:2014年11月28日
【發明者】冼泰來 申請人:冼泰來

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