CN106568204A - 一种圆柱形碟式太阳能接收器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种圆柱形碟式太阳能接收器，包括玻璃管罩、圆柱形吸收壳体、分割圆盘、分割圆盘固定块、介质进口管、介质出口管、接收器端盖、可伐金属环、选择性吸收涂层；玻璃管罩和圆柱形吸收壳体之间的空间为真空层，圆柱形吸收壳体的外表面覆有选择性吸收涂层；分割圆盘通过多个分割圆盘固定块固定连接到圆柱形吸收壳体；可伐金属环的内侧与接收器端盖的外侧密封连接，可伐金属环的外侧与玻璃管罩的开口密封连接；介质进口管和介质出口管分别从接收器的外部深入到圆柱形吸收壳体内的下部空间和上部空间。该碟式太阳能接收器可全方位接收太阳光，热损失小、集热效率高，并且结构简单、造型美观。

Description

一种圆柱形碟式太阳能接收器

技术领域

本发明涉及一种太阳能接收器，特别是一种圆柱形碟式太阳能接收器，属于太阳能集热技术领域。

背景技术

太阳能作为一种清洁、无污染的可再生能源，其开发和利用被认为世界能源战略的重要组成部分。太阳能热水器已经成功的商业化，如何更有效的利用太阳能，成为了各国科学家致力研究的内容。太阳能热发电是太阳能的重要发展趋势和研究方向，太阳能热发电避免了昂贵的硅晶光电转换工艺，可以显著降低太阳能发电的成本。碟式太阳能热发电技术是太阳能热发电中光电转换效率最高的一种方式，它通过旋转抛物面碟形聚光器将太阳辐射聚集到接收器中，接收器将能量吸收后传递到热电转换系统，从而实现了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。

太阳能接收器是太阳能热利用系统的重要组成部分，直接决定了太阳能热利用系统能否成功运行以及太阳能利用率的高低。目前对于碟式太阳能集热系统，所采用的接收器为腔式结构，朝反光镜侧开口，其余侧为保温壁面，依靠阳光在腔体内的多次反射后被吸收，加热腔体内设置的盘管内的工质，存在以下不足：由于开口与外界直接接触，热量损失较大；腔体采用固体保温结构，相对于真空层保温，重量重、保温效果差；由于开口的限制，接受入射光的角度有限；吸收体经多次反射和换热后被吸收，热损较大；结构较为复杂，成本高。

发明内容

技术问题： 本发明的目的在于克服上述现有相关碟式太阳能接收器的缺陷，提供了一种结构简单、热损失小、集热效率高、可全方位吸光的碟式太阳能接收器。

技术方案：为解决上述技术问题，本专利提供的技术方案为：

采用一种圆柱形碟式太阳能接收器，包括玻璃管罩、圆柱形吸收壳体、分割圆盘、分割圆盘固定块、介质进口管、介质出口管、接收器端盖、可伐金属环、选择性吸收涂层；玻璃管罩和圆柱形吸收壳体均为圆柱形壳体结构，圆柱形吸收壳体位于玻璃管罩的内部，玻璃管罩和圆柱形吸收壳体之间的空间为真空层，圆柱形吸收壳体的外表面覆有选择性吸收涂层，选择性吸收涂层为Mo-AL₂O₃高温吸收涂层，通过射频溅射覆盖到圆柱形吸收壳体的外表面；玻璃管罩采用的是膨胀系数为3.3的高硼硅玻璃；分割圆盘为圆盘状，水平放置在圆柱形吸收壳体的中间，分割圆盘的四周与圆柱形吸收壳体有间距，分割圆盘通过多个分割圆盘固定块固定连接到圆柱形吸收壳体；玻璃管罩的下端设有圆形的开口，接收器端盖为圆形平板状、可伐金属环为圆环形平板状，可伐金属环的内侧与接收器端盖的外侧密封连接，可伐金属环的外侧与玻璃管罩的开口密封连接；介质进口管从接收器的外部穿过接收器端盖、圆柱形吸收壳体到达圆柱形吸收壳体内的下部空间，介质出口管从接收器的外部穿过接收器端盖、圆柱形吸收壳体、分割圆盘到达圆柱形吸收壳体内的上部空间。

有益效果：

(1)该太阳能接收器采用带有真空层的圆柱形结构，热损失小，太阳能集热效率高。

(2)采光装置采用了带有玻璃罩的圆柱形吸收体结构，可以接收各方向的太阳光，适合太阳能点聚焦的形式，光学损失小。

(3)圆柱形吸收壳体内部采用了分层结构，避免进口和出口的冷热介质的混合，保证了太阳能吸收体内热量的传输，提高传热效率。

(4)采用了结构简单的圆柱形壳体+进出管的结构，相对于传统的盘管或腔体结构，减少了重量、成本和换热损失。

(5)采用了与玻璃膨胀系数接近的可伐金属环过渡连接玻璃管罩和接收器端盖，避免因高温造成玻璃管罩的破碎。

(6)圆柱形吸收壳体表面覆盖了Mo-AL₂O₃高温吸收涂层，保证了太阳能接收器在高温下的太阳能利用率。

(7)该装置结构简单、成本低、结构美观，热损失小、集热效率高，推广潜力大。

附图说明

图1是圆柱形碟式太阳能接收器的结构示意图。

其中：1是玻璃管罩、2是圆柱形吸收壳体、3是分割圆盘、4是分割圆盘固定块、5是介质进口管、6是介质出口管、7是接收器端盖、8是可伐金属盘、9是选择性吸收涂层。

具体实施方式

实施例一

参见图1，一种圆柱形碟式太阳能接收器，包括玻璃管罩1、圆柱形吸收壳体2、分割圆盘3、分割圆盘固定块4、介质进口管5、介质出口管6、接收器端盖7、可伐金属环8、选择性吸收涂层9；玻璃管罩1和圆柱形吸收壳2体均为圆柱形壳体结构，圆柱形吸收壳体2位于玻璃管罩1的内部，玻璃管罩1和圆柱形吸收壳体2之间的空间为真空层，圆柱形吸收壳体2的外表面覆有选择性吸收涂层9；分割圆盘3为圆盘状，水平放置在圆柱形吸收壳体2的中间，分割圆盘3的四周与圆柱形吸收壳体2有间距，分割圆盘3通过多个分割圆盘固定块4固定连接到圆柱形吸收壳体2；玻璃管罩1的下端设有圆形的开口，接收器端盖7为圆形平板状、可伐金属环8为圆环形平板状，可伐金属环8的内侧与接收器端盖7的外侧密封连接，可伐金属环8的外侧与玻璃管罩1的开口密封连接；介质进口管5从接收器的外部穿过接收器端盖7、圆柱形吸收壳体2到达圆柱形吸收壳体2内的下部空间，介质出口管6从接收器的外部穿过接收器端盖7、圆柱形吸收壳体2、分割圆盘3到达圆柱形吸收壳体2内的上部空间。

实施例二

参见图1，一种圆柱形碟式太阳能接收器，包括玻璃管罩1、圆柱形吸收壳体2、分割圆盘3、分割圆盘固定块4、介质进口管5、介质出口管6、接收器端盖7、可伐金属环8、选择性吸收涂层9；玻璃管罩1和圆柱形吸收壳2体均为圆柱形壳体结构，圆柱形吸收壳体2位于玻璃管罩1的内部，玻璃管罩1的直径为40mm，圆柱形吸收壳的直径为30mm，2玻璃管罩1和圆柱形吸收壳体2之间的空间为真空层，玻璃管罩1采用的是膨胀系数为3.3的高硼硅玻璃，圆柱形吸收壳体2的外表面覆有选择性吸收涂层9，选择性吸收涂层9为Mo-AL₂O₃高温吸收涂层，通过射频溅射覆盖到圆柱形吸收壳体2的外表面；分割圆盘3为直径为25mm的圆盘，水平放置在圆柱形吸收壳体2的中间，分割圆盘3通过2个分割圆盘固定块4固定连接到圆柱形吸收壳体2；玻璃管罩1的下端设有圆形的开口，接收器端盖7为圆形平板状、可伐金属环8为圆环形平板状，可伐金属环8的内侧与接收器端盖7的外侧密封连接，可伐金属环8的外侧与玻璃管罩1的开口密封连接；介质进口管5从接收器的外部穿过接收器端盖7、圆柱形吸收壳体2到达圆柱形吸收壳体2内的下部空间，介质出口管6从接收器的外部穿过接收器端盖7、圆柱形吸收壳体2、分割圆盘3到达圆柱形吸收壳体2内的上部空间。

本专利还可以有其它实施方式，凡依据本专利的技术实质所采用的任何细微修改、等效变换、替代所形成的技术方案，均落在本专利要求保护的范围之内。

Claims (4)

1.一种圆柱形碟式太阳能接收器，其特征在于该装置包括玻璃管罩、圆柱形吸收壳体、分割圆盘、分割圆盘固定块、介质进口管、介质出口管、接收器端盖、可伐金属环、选择性吸收涂层；玻璃管罩和圆柱形吸收壳体均为圆柱形壳体结构，圆柱形吸收壳体位于玻璃管罩的内部，玻璃管罩和圆柱形吸收壳体之间的空间为真空层，圆柱形吸收壳体的外表面覆有选择性吸收涂层；分割圆盘为圆盘状，水平放置在圆柱形吸收壳体的中间，分割圆盘的四周与圆柱形吸收壳体有间距，分割圆盘通过多个分割圆盘固定块固定连接到圆柱形吸收壳体；玻璃管罩的下端设有圆形的开口，接收器端盖为圆形平板状、可伐金属环为圆环形平板状，可伐金属环的内侧与接收器端盖的外侧密封连接，可伐金属环的外侧与玻璃管罩的开口密封连接；介质进口管从接收器的外部穿过接收器端盖、圆柱形吸收壳体到达圆柱形吸收壳体内的下部空间，介质出口管从接收器的外部穿过接收器端盖、圆柱形吸收壳体、分割圆盘到达圆柱形吸收壳体内的上部空间。

2.根据权利要求1所述的一种圆柱形碟式太阳能接收器，其特征在于所述的玻璃管罩采用的是膨胀系数为3.3的高硼硅玻璃。

3.根据权利要求1所述的一种圆柱形碟式太阳能接收器，其特征在于所述的选择性吸收涂层为Mo-AL₂O₃高温吸收涂层，通过射频溅射覆盖到圆柱形吸收壳体的外表面。

4.根据权利要求1所述的一种圆柱形碟式太阳能接收器，其特征在于所述的分割圆盘固定块为圆柱状或长方体状。