CN204478528U - 一种放射状针肋结构太阳能吸热器 - Google Patents

一种放射状针肋结构太阳能吸热器 Download PDF

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CN204478528U CN201520108205.1U CN201520108205U CN204478528U CN 204478528 U CN204478528 U CN 204478528U CN 201520108205 U CN201520108205 U CN 201520108205U CN 204478528 U CN204478528 U CN 204478528U
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戴贵龙
杜晓瑞
侯根富
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Abstract

本实用新型公开了一种放射状针肋结构太阳能吸热器，包括保温层、壳体、工质入口、工质出口和吸热表面，所述工质入口和工质出口分别设置在壳体两端，所述壳体外壁包裹有保温层，所述壳体内壁设置有整流板；所述壳体入口处设置有吸热表面，所述吸热表面外侧扩展出与聚集太阳光传输路径相匹配的放射状外侧针肋，所述外侧针肋沿吸热表面的中心至外周由密到疏设置，所述吸热表面内侧扩展出内侧针肋。本实用新型充分考虑了太阳光斑能流密度高斯分布特点，在吸热表面两侧扩展出一定数量的放射状针肋，用于增加吸热面积，降低吸热表面温度，避免吸热表面高温烧蚀；有利于吸热针肋温度的均匀化，提高热效率。

Description

一种放射状针肋结构太阳能吸热器
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能吸热器,特别涉及一种放射状针肋结构太阳能吸热器。
背景技术
太阳能是一种资源丰富的可再生新能源。开发利用太阳能对节能减排、促进生态文明建设十分重要。太阳能吸热器将聚集太阳光转换成高温热源，加热工质做功或驱动化学反应，是太阳能高温热转换系统的关键部件。根据可实现功能不同，目前已提出的太阳能吸热器方案有很多。例如专利201110233330.1公开了一种底面内凸圆柱形腔体式太阳能吸热器，吸热器壳体的底面呈V字型结构；专利200810231652.0公开了一种单侧多纵向涡强化换热的聚焦槽式太阳能吸热器，在不锈钢接收内管管壁的单侧，即接收聚焦太阳能热流侧，设置有向管内凸起或凹进的不连续多纵向涡发生器；专利201110255144.8公开了一种含内凹玻璃罩的球形腔式太阳能吸热器，吸热器主要由换热盘管、内凹式玻璃罩、外壳、内壳、真空层、反光式挡风板、导热流体组成。专利201210056836.4公开了一种圆柱与圆锥复合腔体式太阳能吸热器，吸热器壳体的内腔为圆柱与圆锥复合腔体。专利201310041996.6公开了一种基于光热吸收锥构型的高效太阳能吸热器，吸热体为棱台型结构，各平面可分开制造。专利201220412104.X公开了一种蛇形波纹管式太阳能吸热器，金属波纹内管由单根金属波纹管弯曲成蛇形。专利201220612985.X公开了一种底面为曲面半球体的腔体式太阳能吸热器，吸热器壳体的底部为曲面半球体。
以上太阳能吸热器设计集中在吸热器腔体内部几何结构上，对聚集太阳能流密度高斯分布特点考虑不靠充分，导致太阳光斑中心区域吸热面温度奇高，极易氧化烧毁，可靠性差。研究结果表明，聚集光斑中心的热流密度高达几十兆瓦每平方米，若采用平面或曲面吸热，常用的耐高温材料如不锈钢、碳化硅陶瓷都容易被烧毁剥蚀。增加光斑中心吸热面积，降低光斑中心吸热表面温度，是提高吸热表面工作可靠性的有效技术途径。
实用新型内容
针对上述现状，本实用新型提出一种在太阳能吸热表面两侧扩展出一定数量针肋结构的太阳能吸热器。扩展针肋用于增加太阳光吸热面积和工质换热面积，降低太阳光斑中心吸热面温度，提高吸热面工作可靠性和热效率。
为实现上述目的本实用新型的技术方案是：
一种放射状针肋结构太阳能吸热器，包括保温层、壳体、工质入口、工质出口和吸热表面，所述工质入口和工质出口分别设置在壳体两端，所述壳体外壁包裹有保温层，所述壳体内壁设置有整流板；所述壳体入口处设置有吸热表面，所述吸热表面外侧扩展出与聚集太阳光传输路径相匹配的放射状外侧针肋，所述外侧针肋沿吸热表面的中心至外周由密到疏设置，所述吸热表面内侧扩展出内侧针肋。
进一步的技术方案，所述内侧针肋平行排列。
进一步的技术方案，所述外侧针肋和内侧针肋的截面为圆形、椭圆形、三角形或矩形。
进一步的技术方案，所述外侧针肋和内侧针肋的直径为1-3cm、长度为20-50cm，分别为20-50根。
进一步的技术方案，所述外侧针肋和内侧针肋通过焊接连到吸热表面或与吸热表面一体化生成。
进一步的技术方案，所述外侧针肋和内侧针肋的制作材料为不锈钢、紫铜或碳化硅陶瓷。
本实用新型具有如下优点：
1)充分考虑光斑太阳能流密度高斯分布特点，在吸热表面两侧扩展出一定数量的针肋，用于增加吸热面积，降低吸热表面温度，避免吸热表面高温烧蚀；
2)针对聚集太阳光辐照侧的针肋呈放射状，与聚集太阳光传输路径匹配，有利于吸热针肋温度的均匀化，提高热效率；
3)放射状针肋可以自由膨胀，热应力小，有利于提高吸热器的安全可靠性。
附图说明
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
图1本实用新型一种放射状针肋结构太阳能吸热器的纵向剖面示意图。
其中：1、保温层；2、壳体；3、工质入口；4、工质出口；5、吸热表面；6外侧针肋；7、内侧针肋；8、整流板。
具体实施方式：
如图1所示的一种放射状针肋结构太阳能吸热器，包括保温层1、壳体2、工质入口3、工质出口4和吸热表面5，所述工质入口3和工质出口4分别设置在壳体2两端，所述壳体2外壁包裹有保温层1，所述壳体2内壁设置有整流板8；所述壳体2入口处设置有吸热表面5，所述有吸热表面5外侧扩展出与聚集太阳光传输路径相匹配的放射状外侧针肋6，所述外侧针肋6沿吸热表面5的中心至外周由密到疏设置，所述吸热表面5内侧扩展出内侧针肋7。所述外侧针肋6和内侧针肋7的截面为圆形。外侧针肋6和内侧针肋7的直径为2cm、长度为35cm、各40根，制作材料为不锈钢。
本实用新型聚集太阳光辐照侧的外侧针肋6为放射状结构，与聚集太阳光传输路径匹配而且外侧针肋6和内侧针肋7的设计增加太阳光吸热面积和工质换热面积，降低吸热表面温度，避免吸热表面高温烧蚀；外侧针肋6和内侧针肋7吸热表面5的中心至外周由密到疏设置有利于吸热针肋温度的均匀化，提高热效率；整流板增加了工质与内侧针肋7的接触时间，有利于热交换。
以上所述实施例仅仅是本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种放射状针肋结构太阳能吸热器，包括保温层(1)、壳体(2)、工质入口(3)、工质出口(4)和吸热表面(5)，其特征在于，所述工质入口(3)和工质出口(4)分别设置在壳体(2)两端，所述壳体(2)外壁包裹有保温层(1)，所述壳体(2)内壁设置有整流板(8)；所述壳体(2)入口处设置有吸热表面(5)，所述吸热表面(5)外侧扩展出与聚集太阳光传输路径相匹配的放射状外侧针肋(6)，所述外侧针肋(6)沿吸热表面(5)的中心至外周由密到疏设置，所述吸热表面(5)内侧扩展出内侧针肋(7)。
2.如权利要求1所述的放射状针肋结构太阳能吸热器，其特征在于，所述内侧针肋(7)平行排列。
3.如权利要求1所述的放射状针肋结构太阳能吸热器，其特征在于，所述外侧针肋(6)和内侧针肋(7)的截面为圆形、椭圆形、三角形或矩形。
4.如权利要求1所述的放射状针肋结构太阳能吸热器，其特征在于，所述外侧针肋(6)和内侧针肋(7)的直径为1-3cm、长度为20-50cm、分别为20-50根。
5.如权利要求1所述的放射状针肋结构太阳能吸热器，其特征在于，所述外侧针肋(6)和内侧针肋(7)通过焊接连到吸热表面(5)或与吸热表面(5)一体化生成。
6.如权利要求1所述的放射状针肋结构太阳能吸热器，其特征在于，所述外侧针肋(6)和内侧针肋(7)的制作材料为不锈钢、紫铜或碳化硅陶瓷。
CN201520108205.1U 2015-02-13 2015-02-13 一种放射状针肋结构太阳能吸热器 Withdrawn - After Issue CN204478528U (zh)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104676908A (zh) * 2015-02-13 2015-06-03 福建工程学院 一种放射状针肋结构太阳能吸热器

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AV01 Patent right actively abandoned

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Effective date of abandoning: 20171114