CN108561866A - 一种连通管管径变化的太阳能蒸汽发生器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种太阳能蒸汽发生器，包括反射镜和汽包，所述汽包位于反射镜的焦点位置，所述反射镜将太阳能反射给汽包用于加热汽包中的水，汽包内部设置从汽包底部开始向上延伸的热管，所述热管为多根，至少两根相邻的热管之间设置连通管；从热管下部向热管上部，连通管的直径不断减小。本发明提供了一种新的热管结构的太阳能蒸汽发生器，本发明通过连通管的直径的变化，能够保证在流体流动过程中尽快的达到压力均衡，节约连通管数量，节能材料。

Description

一种连通管管径变化的太阳能蒸汽发生器

技术领域

本发明涉及一种蒸汽发生器技术，尤其涉及一种新式结构的热管的蒸汽发生器。

背景技术

热管技术是1963年美国洛斯阿拉莫斯(Los Alamos)国家实验室的乔治格罗佛(George Grover)发明的一种称为“热管”的传热元件，它充分利用了热传导原理与相变介质的快速热传递性质，透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外，其导热能力超过任何已知金属的导热能力。

热管技术以前被广泛应用在宇航、军工等行业，自从被引入散热器制造行业，使得人们改变了传统散热器的设计思路，摆脱了单纯依靠高风量电机来获得更好散热效果的单一散热模式，采用热管技术使得散热器获得满意的换热效果，开辟了散热行业新天地。目前热管广泛的应用于各种换热设备，其中包括电力领域，例如电厂的余热利用等。

蒸汽发生器是利用燃料或其他能源的热能把水加热成为蒸汽的机械设备。蒸汽发生器应用领域广泛，广泛适用于制衣厂，干洗店，饭店，馍店，食堂，餐厅，厂矿，豆制品厂等场所。目前的蒸汽发生器也广泛应用于各种疾病的治疗中，尤其是应用于对肌肉、韧带等因为老化和老损引起的慢性病的治疗，例如CN2167709Y专利，但是目前的现有技术中，例如CN2167709Y专利，因为直接通过加热来产生蒸汽，会导致产生的蒸汽温度过高，而且会导致产生的蒸汽中水分过多，而药物因为是颗粒所以可能会出现沉积在下部，所以喷出的蒸汽中有效成分含量过低，而且温度过高，而且现有技术中智能化程度不高，无法进行有效的智能化操作。

背景技术中，当利用太阳能加热蒸汽发生器，太阳能或者直接加热汽包，或者通过二次换热产生蒸汽，尤其是直接加热汽包，利用汽包内部的对流换热来进行汽包上部和下部的流体对流换热，但是此种情况下需要下部热流体自然对流到上部，换热效率低。

针对上述问题，本发明在前面发明的基础上进行了改进，提供了一种新的结构的太阳能蒸汽发生器，充分利用热源，降低能耗，提高燃烧效果。

发明内容

针对上述问题，本发明在前面发明的基础上进行了改进，提供了一种新的热管结构蒸汽发生器，以实现太阳能的充分利用。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种太阳能蒸汽发生器，包括反射镜和汽包，所述汽包位于反射镜的焦点位置，所述反射镜将太阳能反射给汽包用于加热汽包中的水，其特征在于，汽包内部设置从汽包底部开始向上延伸的热管，所述热管为多根，至少两根相邻的热管之间设置连通管；从热管下部向热管上部，连通管的直径不断减小。

作为优选，从热管下部向热管上部，连通管的直径不断减小的幅度越来越大。

作为优选，所述热管的下端的底部是汽包的内壁。

作为优选，至少两根相邻的热管之间设置连通管。

作为优选，汽包的中心位于反射镜的焦点位置。

作为优选，所述汽包的底部设置集箱，所述热管下部与集箱连通。

作为优选，所述集箱的下壁面是汽包的底部的面。

作为优选，所述热管围绕汽包的底部中心点环形多层分布。

作为优选，沿着汽包的底部中心点设置多层热管，每层热管的轴线与中心点的距离相同，从而形成以汽包的底部中心点为圆心的圆弧结构。

作为优选，在水平面投影上，热管的外径为d，同一层的相邻的热管圆心之间的距离为L，热管的圆心与相邻排的临近的两个热管圆心构成等腰三角形的顶角为N，同一层所在圆的直径D2，相邻内层的圆的直径D1，则满足下面要求：

Sin(N)＝a-b*S²－c*S,S＝d/(D2-D1)，a,b,c是参数，满足如下要求：

0.846<a<0.848,0.529<b<0.530,0.846<b<0.848；

0.3<d/L<0.5。

作为优选，随着d/L的逐渐变小，a越来越大,b越来越小，c越来越大。

与现有技术相比较，本发明具有如下的优点：

1)因为随着热管竖直部分流体的向上流动，流体不断的放热，随着流体不断的放热，不同热管内的压力逐渐降低。本发明通过连通管的直径的变化，能够保证在流体流动过程中尽快的达到压力均衡，节约连通管数量，节能材料。

1)本发明对太阳能蒸汽发生器进行了改进，通过在汽包底部设置热管，通过热管传热速度快的特点，快速的将太阳能传递到汽包的上部，提高对太阳能的热传输速度，能够进一步满足热量的吸收能力。

2)将相邻的热管之间设置连通管，通过设置连通管，可以避免热管之间受热不均匀，实现热管之间的压力均衡，避免不同热管之间的受热不均匀导致的缺陷。

3)本发明通过连通管过分布数量以及管径的变化规律，能够保证在流体流动过程中尽快的达到压力均衡。

4)对热管的分布规律进行了大量的数值模拟和实验研究，在研究的基础上总结了最佳的热管分布的关系式。

附图说明

图1是本发明太阳能蒸汽发生器结构示意图。

图2是本发明蒸汽发生器设置连通管的结构示意图。

图3为本发明热管水平面投影结构示意图。

图4为本发明控制结构示意图。

图中：1-反光镜，2-汽包，3–热管，4-水进口，5-蒸汽出口,6-连通管，7-中央控制器

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

本文中，如果没有特殊说明，涉及公式的，“/”表示除法，“×”、“*”表示乘法。

如图1-4公开了一种利用热管的太阳能蒸汽发生器，所述蒸汽发生器包括反射镜1和汽包2，所述汽包2位于反射镜1的焦点位置，所述反射镜1将太阳能反射给汽包2用于加热汽包2中的水，所述蒸汽发生器还包括设置在汽包2内的热管3，如图1所示，所述热管3设置在汽包2内部，并从汽包2底部开始向上延伸，所述热管3为多根，所述热管的下端的底部连接在汽包的内壁上。

传统的太阳能蒸汽发生器都是通过太阳光直接照射汽包产生蒸汽，利用汽包内部的对流换热来进行汽包上部和下部的流体对流换热，但是此种情况下需要下部热流体自然对流到上部，换热效率低，本发明通过在汽包底部设置热管，因为热管受热后里面的气体立刻蒸发上升的热管的上部的蒸发端，在上部进行换热，这样热量就快速的传递到汽包上部，可以快速的提高换热效率，提高太阳能的热利用率。

作为优选，所述热管3的下端的底部是汽包2的内壁。这样使得热管和汽包可以作为一个整体，将汽包的内壁作为热管的下端壁面，减少接触热阻，使得整体结构紧凑、

作为优选，所述汽包和热管是一体化制造。

作为优选，至少两个相邻的热管3之间设置连通管6。例如如图2所示，互相靠近的两个热管5之间设置连通管6。当然，图2仅仅是示意图，虽然只展示了两根热管，但是并不表明只有两根热管。通过设置连通管6，可以避免热管3之间受热不均匀，实现热管之间的压力均衡，避免不同热管之间的受热不均匀导致的缺陷。

作为优选，从热管3下部向热管3上部，相邻连通管6之间的距离不断增加。因为热管在底部吸收太阳能，然后在汽包内放热。随着热管竖直部分流体的向上流动，流体不断的放热，随着流体不断的放热，不同热管内的压力逐渐降低，因此通过上述设置，能够保证在流体流动过程中尽快的达到压力均衡，节约连通管数量，节能材料。

作为优选，从热管3下部向热管3上部，相邻连通管6之间的距离不断增加的幅度越来越大。通过实验发现，上述设置，能够保证在流体流动过程中更优更快的达到压力均衡。这也是通过大量的研究压力分布变化规律而得来的最佳的连通方式。

作为优选，从热管3下部向热管3上部，连通管6的直径不断减小。此目的是为了设置保证更大的连通面积，因为随着流体的向上流动，流体不断的放热，随着流体不断的放热，不同热管内的压力越来越小，因此通过上述设置，能够保证在流体流动过程中尽快的达到压力均衡。

作为优选，从热管3下部向热管3上部，连通管6的直径不断减小的幅度越来越大。通过实验发现，上述设置，能够保证在流体流动过程中更优更快的达到压力均衡。这也是通过大量的研究压力分布变化规律而得来的最佳的连通方式。

作为优选，汽包的中心位于反射镜的焦点位置。通过汽包中心位于反射镜焦点位置，可以保证汽包全方位加热均匀。

作为优选，所述汽包中设置药液。所述蒸汽发生器是一种药物熏洗治疗功能的蒸汽发生器。

作为优选，汽包包括水进口4和蒸汽出口5，产生的蒸汽直接从蒸汽出口5出去。

作为另一个选择，所述蒸汽发生器还包括药液蒸发箱，所述药液蒸发箱通过管路与汽包3连通，所述药液蒸发箱内设置雾化器，所述药液蒸发箱设置蒸汽出口。

所述的所述汽包内设置药物，所述药物浸泡在水中，使用时，在汽包内通过热管加热水，通过水来加热药物，从而在汽包3内产生药液。产生的药液通过管路进入药液蒸发箱内，并在药液蒸发箱内进行雾化，然后通过蒸汽出口排出。蒸汽出口可以直接对着患者的生病位置排放，用于治疗。

所述的热管为多个，沿着汽包底部的中心向外的径向方向，所述热管的分布密度越来越小。在数值模拟和实验中发现，沿着汽包底部的中心向外的径向方向，热管的受热量越来越小，而且不同位置的热管的温度也不同，从而造成局部受热不均匀。因为越靠近中心，聚焦的太阳能越多，受热量越来越大，导致换热能力也在增加，因此，本发明通过在汽包底部的不同位置设置热管的密度不同，从而使的整体热管温度保持基本相同，从而提高整体的换热效率，节约材料，避免温度不均匀造成的局部损坏，延长热管的使用寿命。

作为优选，沿着汽包底部的中心向外的径向方向，所述热管的分布密度越来越小的幅度不断的增加。作为热管分布密度的变化，本发明进行了大量的数值模拟和实验，从而得到上述的热管分布密度的变化规律。通过上述的变化规律，能够节约材料，同时还能够提高9％左右的换热效率。

作为优选，所述每个热管3的直径和长度都相同。

作为优选，所述的热管3为多个，沿着汽包底部的中心向外的径向方向，所述热管的管径越来越小。具体原因与前面热管分布密度的原因相同。

作为优选，沿着汽包底部的中心向外的径向方向，所述热管的管径越来越小的幅度不断的增加。具体原因与前面热管分布密度的原因相同。

作为优选，所有热管3的分布密度和长度都相同。

作为优选，如图3所示，从上部向下观察，或者在水平面投影上，所述热管3围绕汽包底部的中心点环形多层分布。

作为优选，中心点位置设置热管3，沿着中心点设置多层热管3，每层热管3的轴线与中心点的距离相同，从而形成以汽包底部的中心点为圆心的圆弧结构。

通过数值模拟和实验发现，热管3之间的距离，包括同一直径位置处的距离和相邻层之间的距离不能过小，过小会导致热管分布过多，导致每根热管的吸热量不足，过大会导致热管分布太少，导致热管过热，因此本申请通过大量的数值模拟和实验，总结出来热管3分布的最优化的分布，使得热管既不能吸热量不足，又不能吸热量过大。

如图3所示，所述的汽包的内径为D，热管3的外径为d，同一层的相邻的热管中心轴线的圆弧为N，同一层的相邻的热管圆心之间的距离为L，所述圆弧的圆心是蓄热器的中心轴线，同一层所在圆的直径D2，相邻内层的圆的直径D1，则满足下面要求：

Sin(N)＝a-b*S²－c*S,S＝d/(D2-D1)，a,b,c是参数，满足如下要求：

0.846<a<0.848,0.529<b<0.530,0.846<b<0.848；

作为优选，a＝0.847，b＝0.5292，c＝0.847。

作为优选，随着D2/D的逐渐变小，a越来越大,b,c越来越小。

作为优选，0°<N<120°。

作为优选，10°<N<70°。

上述经验公式是通过大量数值模拟和实验得到，而且经过试验验证，误差基本上在3％以内。

作为优选，热管的吸热能力900－1100W，进一步优选为1000W；

内径为D为1300－1500毫米，进一步优选为1400毫米。

热管3为9－10毫米，进一步优选为9.5mm。

当然，图3仅仅展示了3层热管，实际上可以多于三层。图3的D2、D1也仅仅是一个举例，实际上可以将中心轴线的热管作为D1所在的层，即D1＝0，将目前的D1作为D2所在的层。

图3仅仅展示了一半，另一半与之对称，就不再详细描述。

作为优选，所述汽包3中设置温度传感器，用于测量汽包3中水的温度。

作为优选，所述的汽包3内设置水位传感器，用于测量汽包内的水位。

作为优选，所述汽包3上部设置压力传感器，用于测量汽包3中压力。

作为优选，所述蒸汽出口5上设置流量传感器，用于测量单位时间产出的蒸汽流量。

作为优选，所述蒸汽出口5上设置温度传感器，用于测量出口的蒸汽温度。

作为优选，所述温度传感器、水位传感器、压力传感器、流量传感器与控制器7数据连接。

作为优选，所述汽包内设置电加热器，避免太阳能不足的情况下用于补充加热。

(一)出口蒸汽温度控制

所述蒸汽出口位置设置温度传感器7，用于测量蒸汽出口的温度；所述温度传感器、电加热器与控制器7数据连接，所述控制器根据温度传感器测量的温度来自动控制电加热装置的加热功率，如果温度传感器测量的温度低于一定的温度，则控制器控制电加热装置启动加热；如果温度传感器测量的温度高于一定的温度，控制器控制电加热装置停止加热。

作为优选，如果温度传感器测量的温度数据低于第一数值，则控制器自动提高电加热装置的加热功率，如果温度传感器测量的温度数据高于第二数值，则控制器自动降低电加热装置的加热功率，所述第二数值大于第一数值。

作为优选，当测量的温度低于第一温度时，电加热装置启动加热，并以第一功率进行加热；当测量的温度低于比第一温度低的第二温度时，电加热装置以高于第一功率的第二功率进行加热；当测量的温度低于比第二温度低的第三温度时，电加热装置以高于第二功率的第三功率进行加热；当测量的温度低于比第三温度低的第四温度时，电加热装置以高于第三功率的第四功率进行加热；当测量的温度低于比第四温度低的第五温度时，电加热装置以高于第四功率的第五功率进行加热。

作为优选，第一温度大于第二温度8-10摄氏度，第二温度大于第三温度8-10摄氏度，第三温度大于第四温度8-10摄氏度，第四温度大于第五温度8-10摄氏度。

作为优选，第一温度大于第二温度9摄氏度，第二温度大于第三温度9摄氏度，第三温度大于第四温度9摄氏度，第四温度大于第五温度9摄氏度。

作为优选，第五功率是第四功率的1.1-1.3倍，第四功率是第三功率的1.1-1.3倍，第三功率是第二功率的1.1-1.3倍，第二功率是第一功率的1.1-1.3倍。

作为优选，第五功率是第四功率的1.1-1.15倍，第四功率是第三功率的1.15-1.2倍，第三功率是第二功率的1.2-1.25倍，第二功率是第一功率的1.25-1.3倍。

通过智能控制电加热器加热功率，从而保证在太阳能不足的情况下输出的蒸汽温度满足需要，可以进一步提高系统的智能化。

(二)热水温度控制

作为优选，所述汽包3中设置温度传感器，用于测量汽包3中水的温度。所述温度传感器、电加热器与控制器7数据连接，所述控制器7根据温度传感器测量的温度来自动控制电加热装置的加热功率，如果温度传感器测量的温度低于一定的温度，则控制器7控制电加热装置启动加热；如果温度传感器测量的温度高于一定的温度，控制器7控制电加热装置停止加热。

所述控制器7根据温度传感器测量的温度来自动控制电加热装置的加热功率。

作为优选，如果温度传感器测量的温度低于一定的温度，则控制器控制电加热装置启动加热。如果温度传感器测量的温度高于一定的温度，例如高于危险的临界温度，则为了避免过热，控制器控制电加热装置停止加热。

作为优选，如果检测温度数据低于第一数值，则控制器7自动提高电加热装置的加热功率，如果测量的温度数据高于第二数值，则控制器7自动降低电加热装置的加热功率，所述第二数值大于第一数值。

作为优选，当测量的温度低于第一温度时，电加热装置启动加热，并以第一功率进行加热；当测量的温度低于比第一温度低的第二温度时，电加热装置以高于第一功率的第二功率进行加热；当测量的温度低于比第二温度低的第三温度时，电加热装置以高于第二功率的第三功率进行加热；当测量的温度低于比第三温度低的第四温度时，电加热装置以高于第三功率的第四功率进行加热；当测量的温度低于比第四温度低的第五温度时，电加热装置以高于第四功率的第五功率进行加热。

作为优选，第一温度大于第二温度4-6摄氏度，第二温度大于第三温度4-6摄氏度，第三温度大于第四温度4-6摄氏度，第四温度大于第五温度4-6摄氏度。

进一步优选，第一温度大于第二温度5.5-6摄氏度，第二温度大于第三温度5-5.5摄氏度，第三温度大于第四温度4.5-5摄氏度，第四温度大于第五温度4-4.5摄氏度。

作为优选，第五功率是第四功率的1.1-1.3倍，第四功率是第三功率的1.1-1.3倍，第三功率是第二功率的1.1-1.3倍，第二功率是第一功率的1.1-1.3倍。

作为优选，第五功率是第四功率的1.1-1.15倍，第四功率是第三功率的1.15-1.2倍，第三功率是第二功率的1.2-1.25倍，第二功率是第一功率的1.25-1.3倍。

通过上述温度和功率的优选，尤其是通过差别化的加热功率和温差的设定，可以进一步提高加热效率，节省时间。通过实验发现，能够提高10－15％左右的加热效率。

作为优选，所述温度传感器设置在汽包的底壁上。

作为优选，所述温度传感器为多个，所述控制器依据的温度数据是多个温度传感器测量的温度，来控制蒸汽发生器的运行。

通过智能控制电加热器加热功率，从而保证在太阳能不足的情况下热水温度满足需要，从而进一步保证输出的蒸汽温度满足要求，可以进一步提高系统的智能化。

(三)水位控制

作为优选，所述的汽包3内设置水位传感器，所述水位传感器、水泵与控制器7数据连接，所述控制器7根据测量的汽包3内的水位自动控制水泵的功率。作为优选，如果水位下降，控制器则通过控制提高水泵的功率来增加进入汽包3的水的流量，如果水位过高，则通过降低水泵的功率或者关闭水泵来减少进入汽包3内水流量或者停止向汽包3内供水。

通过上述的设置，一方面避免了水位过低造成的蒸汽产出率过低以及电加热装置的干烧，造成电加热装置的损坏以及产生安全事故，另一方面，避免了因为水位过高而造成的水量过大，实现水位的智能控制。

作为优选，当测量的水位低于第一水位时，控制器7控制水泵以第一功率进行供水；当测量的水位低于比第一水位低的第二水位时，控制器7控制水泵以高于第一功率的第二功率进行供水；当测量的水位低于比第二水位低的第三水位时，控制器7控制水泵以高于第二功率的第三功率进行供水；当测量的水位低于比第三水位低的第四水位时，控制器7控制水泵以高于第三功率的第四功率进行供水；当测量的水位低于比第四水位低的第五水位时，控制器7控制水泵以高于第四功率的第五功率进行供水。

作为优选，第一水位是第二水位的1.1-1.3倍，第二水位是第三水位的1.1-1.3倍，第三水位是第四水位的1.1-1.3倍，第四水位是第五水位的1.1-1.3倍。

作为优选，第一水位是第二水位的1.1-1.15倍，第二水位是第三水位的1.15-1.2倍，第三水位是第四水位的1.2-1.25倍，第四水位是第五水位的1.25-1.3倍。

作为优选，第五功率是第四功率的1.7-1.9倍，第四功率是第三功率的1.6-1.8倍，第三功率是第二功率的1.5-1.7倍，第二功率是第一功率的1.3-1.5倍。

通过上述水位和水泵功率的优选，尤其是通过差别化的水位和水泵功率的设定，可以快速的实现水位的恒定，提高蒸汽产出率，节省时间。通过实验发现，能够提高12－16％左右的蒸汽产出。

通过智能控制水泵的功率，从而保证在水位满足要求，避免过高或者过低，可以进一步提高系统的智能化。

(四)根据水位对加热功率的控制

作为优选，所述的汽包3内设置水位传感器，所述水位传感器、电加热器与控制器7数据连接，所述控制器7根据测量的汽包3内的水位自动控制电加热器的加热功率。作为优选，如果水位过低，控制器则通过控制降低电加热器的功率或者直接关闭电加热器的加热，从而避免因为加热功率过高造成的蒸汽产出过大，造成水位的进一步降低，如果水位过高，则通过增加电加热器的加热功率，提高蒸汽产出，从而降低水位。

通过上述的设置，一方面避免了水位过低造成电加热装置的干烧，造成电加热装置的损坏以及产生安全事故，另一方面，避免了因为水位过高而造成的汽包内的水量过大。

作为优选，当测量的水位低于第一水位时，控制器7控制电加热装置以第一功率进行加热；当测量的水位低于比第一水位低的第二水位时，控制器7控制电加热装置以低于第一功率的第二功率进行加热；当测量的水位低于比第二水位低的第三水位时，控制器7控制电加热装置以低于第二功率的第三功率进行加热；当测量的水位低于比第三水位低的第四水位时，控制器7控制电加热装置以低于第三功率的第四功率进行加热；当测量的水位低于比第四水位低的第五水位时，控制器7控制电加热装置以低于第四功率的第五功率进行加热；当测量的水位低于比第五水位低的第六水位时，控制器7控制电加热装置停止加热。

作为优选，第一水位是第二水位的1.1-1.3倍，第二水位是第三水位的1.1-1.3倍，第三水位是第四水位的1.1-1.3倍，第四水位是第五水位的1.1-1.3倍。

作为优选，第一水位是第二水位的1.1-1.15倍，第二水位是第三水位的1.15-1.2倍，第三水位是第四水位的1.2-1.25倍，第四水位是第五水位的1.25-1.3倍。

作为优选，第一功率是第二功率的1.6-1.7倍，第二功率是第三功率的1.5-1.6倍，第三功率是第四功率的1.4-1.5倍，第四功率是第五功率的1.3-1.4倍。

通过上述水位和电加热装置的功率的优选，尤其是通过差别化的水位和电加热装置的功率的设定，可以快速的实现水位的在预定的安全位置，而且水位过高的时候能够保证蒸汽产出率，节省时间。

(五)压力控制

作为优选，所述汽包3上部设置压力传感器，用于测量汽包3中压力。所述压力传感器、电加热装置与控制器7数据连接，所述控制器7根据压力传感器测量的压力来自动控制电加热装置的加热功率。作为优选，如果压力传感器测量的压力低于一定的压力，则控制器7控制电加热装置启动加热。如果压力传感器测量的温度高于上限压力，则为了避免压力过大产生危险，控制器控制电加热装置停止加热。

通过如此设置，可以根据汽包3内的压力来调节加热功率，从而保证在最大化蒸汽产出的情况下，保证蒸汽发生器的安全。

作为优选，如果压力传感器测量的压力低于某一数值，则控制器7控制电加热装置提高加热功率。如果压力传感器测量的温度高于一定数值，则为了避免压力过大产生危险，控制器控制电加热装置降低加热功率。

作为优选，当测量的压力高于第一压力时，控制器7控制电加热装置的加热功率降低到第一功率进行加热；当测量的压力高于比第一压力高的第二压力时，控制器7控制电加热装置的加热功率降低至比第一功率低的第二功率进行加热；当测量的压力高于比第二压力高的第三压力时，控制器7控制电加热装置的加热功率降低至比第二功率低的第三功率进行加热；当测量的压力高于比第三压力高的第四压力时，控制器7控制电加热装置的加热功率降低至比第三功率高的第四功率进行加热；当测量的压力高于比第四压力高的第五压力时，控制器7停止电加热装置的加热。

作为优选，第四功率是第三功率的0.4-0.6倍，第三功率是第二功率的0.6-0.8倍，第二功率是第一功率的0.7-0.9倍。

进一步优选，作为优选，第四功率是第三功率的0.5倍，第三功率是第二功率的0.7倍，第二功率是第一功率的0.8倍。

所述第五压力就是上限压力。

所述压力传感器设置在汽包的上部位置。

作为优选，所述压力传感器为多个，所述控制器依据的压力数据是多个压力传感器测量的温度，来控制蒸汽发生器的运行。

(六)蒸汽流量控制

作为优选，所述蒸汽出口管路上设置流量传感器，用于测量单位时间产出的蒸汽流量，所述流量传感器、电加热器与控制器7数据连接。所述控制器7根据传感器测量的单位时间产出的蒸汽流量数据来自动控制电加热装置的加热功率。作为优选，如果测量的蒸汽流量低于一定的数值，则控制器7控制电加热装置进行加热或者增加加热功率。如果压力传感器测量的温度高于一定的数值，控制器控制电加热装置降低加热功率或者停止加热。

通过如此设置，可以根据蒸汽发生器产生的蒸汽数量来调节加热功率，保证蒸汽产出数量的恒定，避免数量过大或者过小，造成蒸汽数量不足或者浪费。

作为优选，当测量的流量高于第一流量时，控制器7控制电加热装置的加热功率降低到第一功率进行加热；当测量的流量高于比第一流量高的第二流量时，控制器7控制电加热装置的加热功率降低至比第一功率低的第二功率进行加热；当测量的流量高于比第二流量高的第三流量时，控制器7控制电加热装置的加热功率降低至比第二功率低的第三功率进行加热；当测量的流量高于比第三流量高的第四流量时，控制器7控制电加热装置的加热功率降低至比第三功率高的第四功率进行加热；当测量的流量高于比第四流量高的第五流量时，控制器7停止电加热装置的加热。

作为优选，第四功率是第三功率的0.4-0.6倍，第三功率是第二功率的0.6-0.8倍，第二功率是第一功率的0.7-0.9倍。

进一步优选，作为优选，第四功率是第三功率的0.5倍，第三功率是第二功率的0.7倍，第二功率是第一功率的0.8倍。

进一步优选，第五流量是第四流量的1.1-1.2倍，第四流量是第三流量的1.2-1.3倍，第三流量是第二流量的1.3-1.4倍，第二流量是第一流量的1.4-1.5倍。

通过上述流量和电加热装置的功率的优选，尤其是通过差别化的流量和电加热装置的功率的设定，可以快速的实现流量的恒定，节省时间。

通过如此设置，可以根据蒸汽发生器产生的蒸汽数量来调节电加热量，保证蒸汽产出数量的恒定，避免数量过大或者过小，造成蒸汽数量不足或者浪费，同时可以节约余热能源。

本发明还可以实现根据阀门智能控制蒸汽发生器。

1.实施例一

作为一个改进，所述的汽包3内设置温度传感器，用于测量汽包3内的蒸汽的温度。汽包3的进水管4和蒸汽出口5上分别设置进水阀门和蒸汽阀门，所述温度传感器、进水阀门和蒸汽阀门与中央控制器7数据连接。中央控制器7根据温度传感器测量的温度来控制进水阀门和蒸汽阀门的开闭以及开度的大小。

如果温度传感器测量汽包3内的蒸汽的温度低于下限的数值，则中央控制器7控制进水阀门和蒸汽阀门自动关闭，从而保证汽包3内的蒸汽继续加热升温；如果测量的汽包3内的蒸汽的温度超过上限的数值，则中央控制器7控制进水阀门和蒸汽阀门自动打开。通过上述措施，能够而保证汽包3输出的蒸汽的温度保持一定温度，从而能够达到可以利用的温度。

作为优选，所述的汽包3内设置多个温度传感器，通过多个温度传感器来测量蒸汽的温度。

作为优选，中央控制器7通过多个温度传感器测量的蒸汽的温度的平均值来控制进水阀门和蒸汽阀门的开闭。

作为优选，中央控制器7通过多个温度传感器测量的蒸汽的温度的最高值来控制进水阀门和蒸汽阀门的开闭。通过采取最高值，能够避免汽包3内的蒸汽的温度过高产生危险。

作为优选，所述的至少一个温度传感器设置在汽包3内靠近蒸汽出口的位置。

2.实施例二

作为一个改进，所述的中央控制器7通过控制进水阀门和蒸汽阀门的开度的大小来保证汽包内的出水温度达到恒定值。即通过调节进入汽包3和离开汽包3的说的流量来调整汽包3的蒸汽出口的蒸汽的温度。

所述汽包蒸汽出口5上设置出口管温度传感器，所述出口温度传感器与中央控制器7数据连接，中央控制器7根据温度传感器测量的温度来控制进水阀门和蒸汽阀门的开闭以及开度的大小。

如果温度传感器测量的出口管的蒸汽的温度低于下限的数值，则中央控制器7控制蒸汽阀门的开度增加，降低进水管阀门的开度，从而使得进入汽包3内的水减少，使得离开汽包3内的蒸汽增加，从而使得汽包3内的水量减少。通过水量的减少来提高汽包3内蒸汽的温度，从而提高汽包3的出口温度。相反，温度传感器测量的出口管的水的温度高于上限的数值，则中央控制器7控制阀门20的开度减少，增加进水管阀门的开度，从而使得进入汽包3内的水增加，使得离开汽包3内的蒸汽减少，从而使得汽包3内的水量增加。通过水量的增加来降低汽包3内水的温度，从而降低汽包3的出口温度。通过上述措施，能够而保证汽包3输出的蒸汽的温度保持在一定范围内，从而能够达到可以利用的温度。

作为优选，所述的蒸汽出口5设置多个温度传感器，通过多个温度传感器来测量汽包出水管的水的温度。

作为优选，中央控制器7通过多个温度传感器19测量的水的温度的平均值来控制蒸汽阀门、进水管阀门的开度的大小。

作为优选，中央控制器7通过多个温度传感器19测量的水的温度的最高值来控制蒸汽阀门、进水管阀门的开度。通过采取最高值，能够保证汽包的安全性。

作为优选，所述的至少一个温度传感器设置在蒸汽出口5靠近汽包3的位置。

作为优选，上限数值减去下限数值为5－10摄氏度，优选为6－8摄氏度。

3.实施例三

作为实施例二的进一步改进，通过测量汽包3内水的温度来控制蒸汽阀门、进水管阀门的开闭。

如果温度传感器19测量的汽包3的水的温度低于下限的数值，则中央控制器7控制蒸汽阀门的开度增加，降低进水管阀门的开度，从而使得进入汽包3内的水减少，使得离开汽包3内的蒸汽增加，从而使得汽包3内的水量减少。通过水量的减少来提高汽包3内水的温度，从而提高汽包3的出口温度。相反，温度传感器测量的汽包3内的水的温度高于上限的数值，则中央控制器7控制蒸汽阀门的开度减少，增加进水管阀门的开度，从而使得进入汽包3内的水增加，使得离开汽包3内的蒸汽减少，从而使得汽包3内的水量增加。通过水量的增加来降低汽包3内水的温度，从而降低汽包3的出口温度。通过上述措施，能够而保证汽包3内的水的温度保持在一定范围内，从而保证蒸汽能够达到可以利用的温度。

作为优选，所述的汽包3内设置多个温度传感器，通过多个温度传感器来测量水的温度。

作为优选，中央控制器7通过多个温度传感器测量的水的温度的平均值来控制蒸汽阀门、进水管阀门的开度。

作为优选，中央控制器7通过多个温度传感器测量的水的温度的最低值来控制蒸汽阀门、进水管阀门的开度。通过采取最低值，能够保证汽包3内的所有位置的水的温度都能够达到可以利用的温度。

作为优选，上限数值减去下限数值为8－13摄氏度，优选为9－11摄氏度。

作为优选，所述温度传感器设置在汽包的底部。

4.实施例四

作为一个改进，所述的汽包3内设置水位计，所述水位计和中央控制器7数据连接。中央控制器监控水位的高度从而控制蒸汽阀门、进水管阀门的开度的大小。

通过监控水位的高度，避免汽包内的水位过低，从而造成热管3放热端无法散热，造成热管损害，同时避免汽包3内的水位过高，从而造成汽包内压力过大，尤其是在加热沸腾的情况下。

如果水位计测量的汽包3的水位高于上限的数值，则中央控制器7控制蒸汽阀门的开度增加，降低进水管阀门的开度，从而使得进入汽包3内的水减少，使得离开汽包3内的蒸汽增加，从而使得汽包3内的水量减少。通过水量的减少来降低汽包3内水的水位。相反，水位计测量的汽包3内的水位低于下限的数值，则中央控制器7控制蒸汽阀门的开度减少，增加进水管阀门的开度，从而使得进入汽包3内的水增加，使得离开汽包3内的蒸汽减少，从而使得汽包3内的水量增加。

作为优选，水位的上限数值为汽包容积的40％-45％所在的高度，优选为43％。

作为优选，水位的下限数值为集热管1放热端10伸入汽包内的高度。从而保证汽包中的水全面覆盖放热端。

5.实施例五

实施例五是对实施例一、实施例四结合的改进。

如果温度传感器测量汽包3内的水的温度低于下限的数值，此时中央控制器7根据监控的水位计测量的水位来自动控制蒸汽阀门、进水管阀门的开闭，具体措施如下：

中央控制器7监控的水位计测量的水位高于下限值而且低于上限值，则中央控制器7控制进蒸汽阀门、进水管阀门自动关闭，从而保证汽包3内的水继续加热升温；

中央控制器7监控的水位计测量的水位低于下限值，则中央控制器7控制蒸汽阀门自动关闭，进水管阀门继续打开，从而保证水继续流入汽包3内，当中央控制器7监控的水位计测量的水位等于或者高于下限值，则中央控制器7控制进水管阀门自动关闭；

中央控制器7监控的水位计测量的水位高于上限值，则中央控制器7控制蒸汽阀门继续打开，进水管阀门自动关闭，从而保证水继续流出汽包3，当中央控制器7监控的水位计测量的水位等于或者低于上限值，则中央控制器7控制蒸汽阀门自动关闭。

其余的特征与实施例一、实施例五相同，就不再一一描述。

6.实施例六

实施例六是对实施例二、实施例四结合的改进。

如果温度传感器测量的出口管的水的温度低于下限的数值，中央控制器7根据监控的水位计测量的水位来自动控制蒸汽阀门、进水管阀门的开度，具体措施如下：

中央控制器7监控的水位计测量的水位低于上限值，则中央控制器7控制蒸汽阀门的开度增加，降低进水管阀门的开度，从而使得进入汽包3内的水减少，使得离开汽包3内的水增加，从而使得汽包3内的水量减少，如果汽包3内的水位降低至下限值或者接近下限值，则中央控制器控制蒸汽阀门、进水管阀门关闭；

中央控制器7监控的水位计测量的水位低于下限值，则中央控制器7控制蒸汽阀门关闭，同时发出警报；此时表明目前无法实现需要的水温，原因可能是光照强度不够或者其他原因，以提醒操作者注意。

如果温度传感器测量的出口管的水的温度高于上限的数值，中央控制器7根据监控的水位计测量的水位来自动控制蒸汽阀门、进水管阀门的开度，具体措施如下：

中央控制器7监控的水位计测量的水位低于上限值，则中央控制器7控制蒸汽阀门的开度减小，增加进水管阀门的开度，从而使得进入汽包3内的水增加，使得离开汽包3内的水减少，从而使得汽包3内的水量增加；如果汽包3内的水位增加至上限值或者接近上限值，则中央控制器控制蒸汽阀门、进水管阀门关闭；

中央控制器7监控的水位计测量的水位高于上限值，则中央控制器7控制进水管阀门关闭，同时发出警报；此时表明目前无法实现需要的水温，原因可能是设置水温过低或者其他原因，以提醒操作者注意。

其余的特征与实施例一、实施例五相同，就不再一一描述。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (9)

1.一种太阳能蒸汽发生器，包括反射镜和汽包，所述汽包位于反射镜的焦点位置，所述反射镜将太阳能反射给汽包用于加热汽包中的水，其特征在于，汽包内部设置从汽包底部开始向上延伸的热管，所述热管为多根，至少两根相邻的热管之间设置连通管；从热管下部向热管上部，连通管的直径不断减小。

2.如权利要求1所述的太阳能蒸汽发生器，从热管下部向热管上部，连通管的直径不断减小的幅度越来越大。

3.如权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于，所述热管的下端的底部是汽包的内壁。

4.如权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于，汽包的中心位于反射镜的焦点位置。

5.如权利要求2所述的蒸汽发生器，其特征在于，所述汽包和热管是一体化制造。

6.如权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于，所述热管围绕汽包的底部中心点环形多层分布。

7.如权利要求6所述的蒸汽发生器，其特征在于，沿着汽包的底部中心点设置多层热管，每层热管的轴线与中心点的距离相同，从而形成以汽包的底部中心点为圆心的圆弧结构。

8.如权利要求7所述的蒸汽发生器，其特征在于，在水平面投影上，热管的外径为d，同一层的相邻的热管圆心之间的距离为L，热管的圆心与相邻排的临近的两个热管圆心构成等腰三角形的顶角为N，同一层所在圆的直径D2，相邻内层的圆的直径D1，则满足下面要求：

Sin(N)＝a-b*S²－c*S,S＝d/(D2-D1)，a,b,c是参数，满足如下要求：

0.846<a<0.848,0.529<b<0.530,0.846<b<0.848；

0.3<d/L<0.5。

9.如权利要求8所述的蒸汽发生器，其特征在于，随着d/L的逐渐变小，a越来越大,b越来越小，c越来越大。