CN203744562U - 固体粒块线聚焦太阳能加热传热系统 - Google Patents

固体粒块线聚焦太阳能加热传热系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型的目的是提供固体粒块线聚焦太阳能加热传热系统，由线聚焦太阳能镜、透光管、传送器件、固体粒块、蓄热器、动力装置组成一组太阳能聚焦热能采集系统，透光管设置在线聚焦太阳能镜的太阳能照射部位，保温管设置在线聚焦太阳能镜非照射部位，透光管与保温管进行连接，传送器件设置在透光管或保温管内，固体粒块设置在传送器件上并由动力装置驱动可以在透光管内部运动；采用太阳能聚焦热能采集系统加热固体粒块，被加热的固体粒块由传送器件传输到设置在地面的蓄热器内，完成热能的采集和传热。本实用新型可以实现高温、大规模、低成本、高效率的采集及传热，并适合于10-1500度的温度工作。

Description

固体粒块线聚焦太阳能加热传热系统
技术领域
本实用新型涉及太阳能热能利用，特别是利用线聚焦太阳能加热及传热和利用。 
背景技术
在太阳能领域，采用熔融盐蓄热，虽然熔融盐可以实现高温的储存，但是由于其需要从固态转变为液体，因而需要热能将其加热，同时熔融盐的毒性、经济型、安全性也存在问题，因而熔融盐蓄热的使用受到限制。 
在太阳能领域，也采用空气或其他气体进行蓄热，但其热熔小，无法实现大规模的热能存储。 
对于槽式太阳能聚焦系统，通常采用熔融盐进行传热，太阳能采集管通常采用不锈钢的关键的光热转换器，内部流动熔融盐，但是这种结构的缺点是明显的，耗能、有毒，安全与经济性存在明显的缺陷。 
发明内容
本实用新型的目的是提供固体粒块线聚焦太阳能加热传热系统，采用固体粒块取代熔融盐，将固体粒块设置在传送器件上，传送器件设置在玻璃管内，实现热能的采集加热固体粒块，并通过传输器件将固体粒块传输到蓄热器内，完成热能的采集和传热。本实用新型可以实现高温、大规模、低成本、高效率的采集及传热，并适合于10-1500度的温度工作。 
具体发明内容如下： 
固体粒块线聚焦太阳能加热传热系统，包括固体粒块，太阳能槽式线聚焦采集系统，保温材料等，其特征是： 
由线聚焦太阳能镜、透光管、传送器件、固体粒块、蓄热器、动力装置组成一组太阳能聚焦热能采集系统； 
透光管设置在线聚焦太阳能镜的太阳能照射部位，保温管设置在线聚焦太阳能镜非照射部位，透光管与保温管进行连接，传送器件设置在透光管或保温管内，固体粒块设置在传送器件上，并由动力装置提供动力实现运动，由动力 装置驱动可以在透光管内部运动； 
固体粒块由传送器件传送到透光管线聚焦太阳能镜的焦点照射部位，照射在固体粒块上将太阳能转换为热能，加热固体粒块，被加热的固体粒块由传送器件传输到设置在地面的蓄热器内，对所采集的热能进行储存； 
在蓄热器内的固体粒块由换热器进行换热，实现热能的使用； 
被换热的固体粒块再次由传送器件输送到光热转换管内被加热后重复使用。 
还设置有光热转换管，光热转换管设置在线聚焦太阳能镜的焦线区域内，光热转换管的太阳能照射部位设置有太阳能涂层，传送器件设置在光热转换管内，太阳能经光热转换管转换为热能，加热处于其内部的固体颗粒，实现热能的采集。 
所述的动力装置选择下列的一种或多种：泵、电机、电磁泵、空压机。 
所述的传输器件选择下列一种或多种：传送带、料斗、传送车、滑轨、固体粒块的连接器件。 
对于传输器件选用传送带、料斗或传送车时，将固体粒块放置在传送带、料斗或传送车上，通过传送带、料斗或传送车的运动带动固体粒块进行运动，在传送带上设置有透光的通孔，在传送带的底层太阳光可以照射的部位设置有太阳能涂层； 
对于传输器件选用固体粒块的连接器件，采用在每个固体粒块上设置有相互连接器件，相互连接器件将多个固体粒块连接后组成一个固体粒块连接线，通过电机驱动实现固体颗粒块的循环，固体粒块连接线在光热转换管内部进行运动； 
对于传输器件选用滑轨时，将固体粒块上设置一个吊钩，吊钩可以在滑轨上运动，动力设备驱动吊钩或者滑轨带动固体粒块进行运动。 
透光管选择下列一种：带真空层的玻璃管、玻璃管、石英管、微晶管。 
所述的固体粒块为由金属或非金属或其混合物组成的颗粒或者/和砖块，或者自然界存在的沙粒、鹅卵石、小石块，固体粒块的形状为圆形、多边形、菱形、扇形、不规则形状。 
在固体粒块上加工有凹或/和凸部位，或者在固体粒块上设置有用于相互连接或者与其他器件连接的连接装置；两个固体粒块之间的凹或/和凸部位可以构成一个通道；用于流体进行流通；所构成的通道为柱体、多面体、菱形、抛物线体、旋转抛物线体的一种或其组合，流体可以在流道内流动并被压缩或膨胀； 在固体粒块内设置有空腔，在空腔内设置有蓄热材料。 
所述的蓄热器为一个设置有多个子室的容器，每子室内设置有至少设置有一组固体颗粒进口与出口，每个子室内可以存放固体粒块，容器的外部有保温材料。 
蓄热器被设置在一个可以移动的设备上，可以带动蓄热器移动到其他区域，以便将高温固体粒块进行集中利用。 
还设置有智能控制系统，采用计算机芯片、传感器、软件、执行部件实现对固体粒块温度、动力装置运动的控制。 
采用本实用新型的技术方案可产生如下的有益效果： 
1、由于现有的槽式采集由熔融盐传热，其温度为400-600度，无法实现高温传热，本实用新型可以到到1500度的高温采集；突破了现有槽式系统温度的限制； 
2、本实用新型安全可靠，经济使用； 
3、本实用新型可以应用于工业余热、太阳能、地热、生物质等多种应用。 
附图说明：
图1是运输带式线聚焦加热传热系统示意图。 
图2是运输带式线聚焦加热传热系统示意图。 
图3是滑轨式线聚焦加热传热系统示意图。 
图中标号含义： 
1、线聚焦太阳能镜、2、光热转换管、3、传送器件、4、固体粒块、5、蓄热器、6、动力装置，7、太阳能转换涂层、8、保温管、9、透光管、10、通孔，11、吊钩。 
具体实施方式
实施例1、运输带式线聚焦加热传热系统 
图1、2所示的运输带式线聚焦加热传热系统，由线聚焦太阳能镜1、光热转换管2，透光管9、传送器件3、固体粒块4、蓄热器5、动力装置6组成一 组太阳能聚焦热能采集系统；传送器件3设置在透光管9内，光热转换管2设置在线聚焦太阳能镜的焦线区域内，光热转换管2的太阳能照射部位设置有太阳能涂层7，传送器件3设置在光热转换管内2，太阳能经光热转换管转换为热能，加热处于其内部的固体颗粒4，实现热能的采集。 
透光管设置在线聚焦太阳能镜的太阳能照射部位，保温管设置在线聚焦太阳能镜非照射部位，透光管与保温管进行连接，传送器件设置在透光管或保温管内，固体粒块4设置在传输器件3上，并由动力装置6提供动力实现运动，由动力装置驱动可以在透光管内部运动； 
固体粒块4由传热器件传送到透光管线聚焦太阳能镜的焦点照射部位，照射在光热转换管上，由设置在光热转换管上的太阳能涂层将太阳能转换为热能，设置在光热转换管内部的固体粒块被此热能加热，在传输带上设置有通孔，可以使热能直接的传递到固体粒块上，加热后的固体粒块，由传送器件传输到设置在地面的蓄热器内，对所采集的热能进行储存； 
在蓄热器5内的固体粒块由换热器进行换热，实现热能的使用； 
被换热的固体粒块再次由传送器件输送到光热转换管内被加热后重复使用。 
实施例2、滑轨式线聚焦加热传热系统 
图3是滑轨式线聚焦加热传热系统，由线聚焦太阳能镜1、透光管9、保温管、传送器件、固体粒块、蓄热器、动力装置组成一组太阳能聚焦热能采集系统； 
透光管设置在线聚焦太阳能镜的太阳能照射部位，保温管设置在线聚焦太阳能镜非照射部位，透光管与保温管进行连接，传送器件设置在透光管或保温管内，传输器件为滑轨，在每个固体粒块上设置有吊钩，将吊钩挂在滑轨上，滑轨在动力装置驱动下运行，带动固体粒块进行运动； 
固体粒块由传热器件传送到透光管线聚焦太阳能镜的焦点照射部位，照射在固体粒块上将太阳能转换为热能，在太阳能照射的固体粒块上涂层太阳能转换涂层，转换的热能加热固体粒块，被加热的固体粒块由传送器件传输到设置在地面的蓄热器内，对所采集的热能进行储存； 
在蓄热器内的固体粒块由换热器进行换热，实现热能的使用； 
被换热的固体粒块再次由传送器件输送到光热转换管内被加热后重复使用。 
根据本实用新型的原理及结构，可以设计其他的实施案例，只要符合本实用新型的原理及结构，都属于本实用新型的实施。 

Claims (10)

1.固体粒块线聚焦太阳能加热传热系统，包括固体粒块，太阳能槽式线聚焦采集系统，保温管等，其特征是：
由线聚焦太阳能镜、透光管、保温管、传送器件、固体粒块、蓄热器、动力装置组成一组太阳能聚焦热能采集系统；
透光管设置在线聚焦太阳能镜的太阳能照射部位，保温管设置在线聚焦太阳能镜非照射部位，透光管与保温管进行连接，传送器件设置在透光管或保温管内，固体粒块设置在传送器件上，并由动力装置提供动力实现运动，由动力装置驱动可以在透光管内部运动；
固体粒块由传送器件传送到透光管线聚焦太阳能镜的焦点照射部位，照射在固体粒块上将太阳能转换为热能，加热固体粒块，被加热的固体粒块由传送器件传输到设置在地面的蓄热器内，对所采集的热能进行储存；
在蓄热器内的固体粒块由换热器进行换热，实现热能的使用；
被换热的固体粒块再次由传送器件输送到光热转换管内被加热后重复使用。
2.根据权利要求1所述的固体粒块线聚焦太阳能加热传热系统，其特征是：还设置有光热转换管，光热转换管设置在线聚焦太阳能镜的焦线区域内，光热转换管的太阳能照射部位设置有太阳能涂层，传送器件设置在光热转换管内，太阳能经光热转换管转换为热能，加热处于其内部的固体颗粒，实现热能的采集。
3.根据权利要求1所述的固体粒块线聚焦太阳能加热传热系统，其特征是：所述的动力装置选择下列的一种或多种：泵、电机、电磁泵、空压机。
4.根据权利要求1所述的固体粒块线聚焦太阳能加热传热系统，其特征是：所述的传送器件选择下列一种或多种方式：
A、传送带、料斗或传送车：将固体粒块放置在传送带、料斗或传送车上，通过传送带、料斗或传送车的运动带动固体粒块进行运动，在传送带上设置有透光的通孔，在传送带的底层太阳光可以照射的部位设置有太阳能涂层；
B、滑轨：将固体粒块上设置一个吊钩，吊钩可以在滑轨上运动，动力设备驱动吊钩或者滑轨带动固体粒块进行运动；
C、固体粒块的连接器件：采用在每个固体粒块上设置有相互连接器件，相互连接器件将多个固体粒块连接后组成一个固体粒块连接线，通过电机驱动实现固体颗粒块的循环，固体粒块连接线在光热转换管内部进行运动。
5.根据权利要求1所述的固体粒块线聚焦太阳能加热传热系统，其特征是：透光管选择下列一种：带真空层的玻璃管、玻璃管、石英管、微晶管。
6.根据权利要求1所述的固体粒块线聚焦太阳能加热传热系统，其特征是：所述的固体粒块为由金属或非金属或其混合物组成的颗粒或者/和砖块，或者自然界存在的沙粒、鹅卵石、小石块，固体粒块的形状为圆形、多边形、菱形、扇形、不规则形状。
7.根据权利要求1所述的固体粒块线聚焦太阳能加热传热系统，其特征是：在固体粒块上加工有凹或/和凸部位，或者在固体粒块上设置有用于相互连接或者与其他器件连接的连接装置；两个固体粒块之间的凹或/和凸部位可以构成一个通道；用于流体进行流通；所构成的通道为柱体、多面体、菱形、抛物线体、旋转抛物线体的一种或其组合，流体可以在流道内流动并被压缩或膨胀；在固体粒块内设置有空腔，在空腔内设置有蓄热材料。
8.根据权利要求1所述的固体粒块线聚焦太阳能加热传热系统，其特征是：所述的蓄热器为一个设置有多个子室的容器，每子室内设置有至少设置有一组固体颗粒进口与出口，每个子室内可以存放固体粒块，容器的外部有保温材料。
9.根据权利要求1所述的固体粒块线聚焦太阳能加热传热系统，其特征是：蓄热器被设置在一个可以移动的设备上，可以带动蓄热器移动到其他区域，以便将高温固体粒块进行集中利用。
10.根据权利要求1所述的固体粒块线聚焦太阳能加热传热系统，其特征是：还设置有智能控制系统，采用计算机芯片、传感器、软件、执行部件实现对固体粒块温度、动力装置运动的控制。
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