CN101592129A - 太阳能集热器 - Google Patents

Abstract

一种太阳能集热器，设有管状外壳，在管状外壳内部设有管状内壳，在内壳的中心设有一个圆柱形内心，在内心的中心设有数条狭缝，环绕着数条狭缝设有数个叶片，内心的外表面紧密包覆着一外心层。在外心层与内壳之间设有保温层，在外壳的一端连接一外罩，在外壳的外表面的上连接有一与外壳连通的进风管，进风管另一端与鼓风机连接。出风管的一端经外心层与内心相连通，出风管的另一端与管道相连通；在管状外壳的另一端设置一端口，端口处沿外壳体内表面设置一凹槽，凹槽内镶嵌有玻璃。本发明可以产生非常高的温度，能量损失少，加热温度达1100度以上；集热器的体积小，工作安全，安装和使用方便；同时，抗高温性能强，不易毁损。

Description

太阳能集热器

技术领域

本发明涉及太阳能发电装置，尤其涉及一种太阳能发电装置中的太阳能集热器。

背景技术

近年来，伴随着石化燃料的使用，所产生的二氧化碳的排放引起全球变暖，或由核电站事故引发的放射性废弃物所产生的放射能污染等问题变得深刻起来。对地球环境和能源的关心日益高涨。在这样的情况下，作为取之不尽且清节环保的能源太阳能在全世界已得到广泛应用。

目前，人类对太阳能的利用大致可分为光热转换和光电转换两种方式。其中，利用太阳能进行发电的太阳能发电装置主要由太阳能收集器、集热器、太阳能能量传输管道、储热器、蒸汽发生装置、发电装置和控制装置等部分构成。

太阳能发电装置的工作原理：太阳能收集器用来收集太阳光，将能量传输给集热器，集热器加热空气后，将热空气经过传输管道进入储热器，储热器将能量储存起来，当需要发电时，将能量传输给蒸汽发生装置，蒸汽驱动发电装置进行发电。控制装置可以控制不同装置进行不同动作，满足不同的需要。

现有的太阳能集热器一般为平板型集热器和真空式集热器，在平板式集热器中，由于其表面积较大，在集热过程中，能量损失较大。在真空式集热器中，由于需要较多的加工工序，所以加工成本高，而且寿命较短，使用一段后，需要更换新的集热器。

中国专利87203618，公开的一种太阳能空气集热器，其形状为一个箱形体，箱形体的外面为一个外壳，里面设有一个箱室，外壳与箱室之间衬有聚苯乙稀绝热材料，箱室内放置有金属刨花制成的吸热体，箱室上覆盖玻璃板，箱室相对应两侧设有进风口，和出风口。由于这种集热器体积较大，集热温度较低，箱室温度为80℃时，输出40℃-60℃的热风，不能满足发电要求。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有装置存在的上述缺点，而提供一种改进的太阳能集热器，其可以产生非常高的温度，能量损失较少，空气加热温度达1100℃以上，集热器的体积小，工作安全，安装和使用方便；同时，抗高温性能强，不易毁损。

本发明的目的是由以下技术方案实现的。

一种太阳能集热器，设有外壳，外壳的形状为管状体，在管状外壳内部设有管状内壳，该内壳为一端设有端口，另一端密封的容器；外壳与内壳之间设有间距，在内壳的中心设有一个圆柱形内心，在内心的中心设有数条狭缝，环绕着数条狭缝呈放射状设置有数个叶片，且数个叶片沿着内心的内表面向外延伸；环绕着内心的外表面包覆着一外心层，该外心层与内心紧密接触；在外心层的外表面与内壳之间设有一保温层，该保温层与外心层及内壳紧密接触；在外壳的一端设置并连接一外罩，在外壳的外表面的上设置连接有一与外壳连通的进风管，进风管另一端与鼓风机连接；出风管的一端依次穿过外壳、内壳、保温层及外心层并伸入内心内与内心相连通，出风管的另一端穿过管状外壳与传输管道相连通；在管状外壳的另一端设置一端口，在端口处沿外壳体内表面设置一凹槽，凹槽内镶嵌有玻璃。

所述外罩为圆锥形或圆弧的形状。

所述外壳与外罩采用焊接或通过法兰连接的方式连接。

所述外壳与内壳之间设置一镂空的支撑框架。

所述外壳和内壳采用金属材料制成。

所述内心及外心层采用陶瓷材料制成。

所述保温层采用岩棉或硅酸铝岩棉材料制成。

所述出风管采用陶瓷材料制成。

本发明的有益效果：本发明由于采用上述技术方案，其可以产生非常高的温度，能量损失少，加热温度达1100度以上；集热器的体积小，工作安全，安装和使用方便；同时，抗高温性能强，不易毁损。

附图说明：

图1为本发明结构主视示意图。

图2为图1C-C向的剖视示意图。

图中主要标号说明：

0端口、1玻璃、2叶片、3狭缝、4内心、5外心层、6保温层、7出风管、8进风管、9内壳、10外壳、11外罩。

具体实施方式

如图1及图2所示，本发明太阳能集热器，包括：外壳10，外壳10采用金属材料制成管状体，本实施例为：外壳10采用316不锈钢制成。在外壳10内部设有一直径小于外壳10的内壳9，采用钢板材料制成管状体，内壳9的一端设有端口，另一端密封构成一容器。外壳10与内壳9之间设有间距，作为冷空气的通道。且在外壳10与内壳9之间设置一镂空的支撑框架(图中未示)，使得内壳9固定在外壳10内。在内壳9的中心设有一个内心4，内心4为一个圆柱体，采用低密度的陶瓷材料制成，可以保存聚光镜收集的光线所产生的热量。在内心4的中心设有数条狭缝3，环绕着数条狭缝3呈放射状设置有数个叶片2，且数个叶片2沿着内心4的内表面向外延伸。环绕着内心4的外表面包覆着一外心层5，该外心层5与内心4紧密接触，用于提供加热空气的保存空间。外心层5由低传导性，高密度的陶瓷材料制成。在外心层5的外表面与内壳9之间设有一保温层6，该保温层6与外心层5及内壳9紧密接触。保温层6采用保温岩棉材料或硅酸铝岩棉。在外壳10的一端设置并采用焊接或通过法兰连接的方式连接一外罩11，外罩11可以作成圆锥形或圆弧的形状，用于密封外壳10，防止气体外泄。在外壳10的外表面的上或外壳10上设置并采用法兰或焊接的方式连接有一与外壳10连通的进风管8，进风管8为铝材或钢材制成的管道，作为太阳能集热器的进风口。本实施例的进风管8设置在外壳10与外罩11相接处。进风管8另一端与鼓风机连接(鼓风机图中未示)，通过鼓风机将冷空气吹入到集热器中。鼓风机为可调的，通过调整风速，可以调整热空气的流速，调整热空气传输的速度。

出风管7的一端依次穿过外壳10、内壳9、保温层6及外心层5并伸入内心4内与内心4相连通，出风管7的另一端穿过管状外壳10与传输管道相连通，出风管7采用陶瓷材料制成。通过出风管7将已加热的热空气经传输管道输送至热量存储装置。

在管状外壳10的另一端设置一端口0，在端口0处沿外壳体内表面设置一凹槽，在凹槽内镶嵌有一透光率高，发射率低的特殊玻璃1，玻璃和外壳之间用抗高温胶水密封。

实际使用时，端口0与太阳能收集器的聚光镜相对，同时使玻璃1与聚光镜相对。

如附图1及图2所示，太阳能集热器的工作过程：

进风管8与鼓风机连通，启动鼓风机，调整风速，通过鼓风机作用，将冷空气输入到进风管8，经外壳10与内壳9之间的通道，到达端口0处。冷空气经端口0处进入内心4(冷空气的具体流向如图1中箭头A所示)。在端口0处安装有透光率高，发射率低的特殊玻璃1，该玻璃1与聚光镜相对，用于收集聚光镜收集的太阳能。经聚光镜收集的太阳光线可以从玻璃1中穿过，热量损失较小，具有温室效应。太阳光线经端口0到达集热器内心4中，将流入中心狭缝3中的冷空气加热，空气大约可以加热至1100℃左右。热空气经过叶片2之后，沿着出风管7向下移动，热空气经过出风管7进入传输管道。从而，持续不断地将热量传送至热量存储装置中，为发电机发电提供热能。

上述鼓风机、胶水及玻璃为市售产品，其它未说明的部件为已知技术。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1、一种太阳能集热器，设有外壳，其特征在于：外壳的形状为管状体，在管状外壳内部设有管状内壳，该内壳为一端设有端口，另一端密封的容器；外壳与内壳之间设有间距，在内壳的中心设有一个圆柱形内心，在内心的中心设有数条狭缝，环绕着数条狭缝呈放射状设置有数个叶片，且数个叶片沿着内心的内表面向外延伸；环绕着内心的外表面包覆着一外心层，该外心层与内心紧密接触；在外心层的外表面与内壳之间设有一保温层，该保温层与外心层及内壳紧密接触；在外壳的一端设置并连接一外罩，在外壳的外表面的上设置连接有一与外壳连通的进风管，进风管另一端与鼓风机连接；出风管的一端依次穿过外壳、内壳、保温层及外心层并伸入内心内与内心相连通，出风管的另一端穿过管状外壳与传输管道相连通；在管状外壳的另一端设置一端口，在端口处沿外壳体内表面设置一凹槽，凹槽内镶嵌有玻璃。

2、根据权利要求1所述的太阳能集热器，其特征在于：所述外罩为圆锥形或圆弧的形状。

3、根据权利要求1所述的太阳能集热器，其特征在于：所述外壳与外罩采用焊接或通过法兰连接的方式连接。

4、根据权利要求1所述的太阳能集热器，其特征在于：所述外壳与内壳之间设置一镂空的支撑框架。

5、根据权利要求1所述的太阳能集热器，其特征在于：所述外壳和内壳采用金属材料制成。

6、根据权利要求1所述的太阳能集热器，其特征在于：所述内心及外心层采用陶瓷材料制成。

7、根据权利要求1所述的太阳能集热器，其特征在于：所述保温层采用岩棉或硅酸铝岩棉材料制成。

8、根据权利要求1所述的太阳能集热器，其特征在于：所述出风管采用陶瓷材料制成。

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