專利名稱：一種保溫高效吸光太陽能集熱裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種保溫高效吸光太陽能集熱裝置，屬太陽能利用技術。
背景技術：
多年來，反射式太陽能聚光器(聚光集點為圓形的集熱器或是聚光焦點 為條形的集熱器)都是根據集熱器匸壺、鍋)的受光面積的幾何形狀及其大 小或是條形管狀集熱器的直徑、長度、寬度來選定聚焦面積的尺寸，并在其 受光面上涂或鍍有各種不同的黑色吸光材料利用被匯集的光線對其加熱。但 這些常規(guī)的做法使得大量的光和熱能無端地流失，造成至少有百分之二十五 以上的能量損失。其不足之處有三
1、 被加熱面對光線的二次反射和散射，使光能有很大的流失。盡管在受 光面涂有或鍍有各種不同的黑色吸熱材料，但這些材料都達不到最黑的物質 的標準，不會將已聚焦的光束全部吸收。因為人們可以用眼睛直接觀察到被 加熱面上被反射回來的耀眼光芒。
2、 被加熱面都是完全暴露在空氣之中，熱量通過對空間的輻射和被流動 的空氣帶走，使這部分已經積累起來的熱量又散失到空氣中。
3、 除了淺形鍋具(炒鍋、炒瓢)夕卜，集熱器的非受光面(將大于受光面 積幾倍的面積)直接暴露在空氣中，在露天操作使被加熱介質在提高溫度的 同時也在不斷地向空間散發(fā)熱量。
發(fā)明內容
本實用新型的目的在于克服反射式太陽能聚光集熱器的不足，提供一種 保溫高效吸光太陽能集熱裝置，較大幅度地提高有限采光面積的集熱效率， 縮短對單位數(shù)量介質的加熱時間。
一種保溫高效吸光太陽能集熱裝置，它具有聚光反射器30，其特點是， 在聚光反射器30上通過支架安裝有帶能量收集腔的弧形聚能罩，弧形聚能罩 上面封閉連接集熱器，集熱器通過介質輸入保溫管和介質輸出保溫管連通介 質萬向輸送節(jié)，介質萬向輸送節(jié)的上面通過支架與聚光反射器30連接，介質 萬向輸送節(jié)的下面通過支架固定，介質萬向輸送節(jié)通過介質輸出管和介質輸 入管連接用戶；
所述弧形聚能罩由半球形殼體3與光熱輻射反射層4構成罩體，半球形殼體3與光熱輻射反射層4之間形成絕熱層2，半球形殼體3的上部與集熱器 底部的集熱器受光面5密封連接，光熱輻射反射層4與集熱器受光面5之間 形成能量收集腔16，在半球形殼體3底部設有光束入射孔1，半球形殼體3 下部通過支架與聚光反射器30固定連接；
所述集熱器由集熱器殼體9、集熱器內膽10構成，集熱器殼體9與集熱 器內膽10之間形成絕熱真空腔7，絕熱真空腔7設有絕熱材料8，集熱器內 膽10內裝有集熱介質6，集熱器內膽10連通介質輸入保溫管12和介質輸出 保溫管13，集熱器的頂部設有真空內腔集熱保溫蓋ll，底部設有集熱器受光 面5;
所述介質萬向輸送節(jié)，包括半球形介質萬向輸送節(jié)下體19，其內活動安置 有球形介質萬向輸送節(jié)上體17，兩者為緊密的動配合連接，在球形介質萬向 輸送節(jié)上體17內設有變向輸出槽28，在半球形介質萬向輸送節(jié)下體19內設 有變向輸入槽29，介質輸入保溫管12和介質輸出保溫管13分別與球形介質 萬向輸送節(jié)上體17固定連接，其中介質輸入保溫管12與變向輸出槽28連通， 介質輸出保溫管13與變向輸入槽29連通，在半球形介質萬向輸送節(jié)下體19 上對應變向輸出槽28、變向輸入槽29分別連接有介質輸出管20和介質輸入 管18，球形介質萬向輸送節(jié)上體17通過支架與聚光反射器30固定連接。
與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的集熱器和弧形聚能罩均為雙層保溫器體， 弧形聚能罩能夠實現(xiàn)對二次能量反射的吸收和利用，使光能接近于被全部吸 收，產生的熱能被最大限度地保存在集熱器內的被加熱介質中，非常有效地 減少了熱量流失。


圖l -本實用新型介質萬向輸送節(jié)的結構示意圖； 圖2 -本實用新型弧形聚能罩的結構示意圖； 圖3 -圖2的俯視圖； 圖4 -本實用新型的結構示意圖。
圖中l(wèi)光束入射孔，2絕熱層，3半球形殼體，4光熱輻射反射層，5集 熱器受光面，6集熱介質，7絕熱真空腔，8絕熱材料，9集熱器殼體，10集 熱器內膽，ll真空內腔集熱保溫蓋，12介質輸入保溫管，13介質輸出保溫管， 14閥門，15閥門，16能量收集腔，17球形介質萬向輸送節(jié)上體，18介質輸 入管，19半球形介質萬向輸送節(jié)下體，20介質輸出管，21支架，22支架， 23支架，24支架，25支架，26支架，27液體介質密封圈，28變向輸出槽， 29變向輸入槽，30聚光反射器。
具體實施方式

參見圖1—4，本實施例的太陽能集熱裝置，具有聚光反射器30，在聚光 反射器30上通過支架安裝有帶能量收集腔的弧形聚能罩，弧形聚能罩上面封 閉連接集熱器，集熱器通過介質輸入保溫管和介質輸出保溫管連通介質萬向 輸送節(jié)，介質萬向輸送節(jié)的上面通過支架與聚光反射器30連接，介質萬向輸 送節(jié)的下面通過支架固定，介質萬向輸送節(jié)通過介質輸出管和介質輸入管連 接用戶，除集熱器受光面5夕卜，其余殼體全部為填有絕熱材料的真空保溫層 結構，具體結構是
集熱器由集熱器殼體9、集熱器內膽10組成，集熱器殼體9和集熱器內 膽10之間形成絕熱真空腔7，絕熱真空腔7設有絕熱材料8，集熱器內膽IO 內裝有集熱介質6，集熱器內膽10連通介質輸入保溫管12和介質輸出保溫管 13，兩保溫管上分別安裝安全閥門15和閥門14，集熱器的頂部設有可移動的 真空內腔集熱保溫蓋11，底部設有集熱器受光面5。集熱器的主要作用是將 吸收到的太陽光能最大限度地保存在被加熱介質中，不讓其散發(fā)到空氣中去。 這種形式的集熱器，既可在灶上直接進行炊事工作，也可加熱高溫介質并輸 送到室內進行利用(如做飯、炒菜、制冷、取暖、洗澡等)。
弧形聚能罩3是應用在本太陽能集熱裝置上的專用部件，它是一個半球 形殼體，殼體上設有絕熱層2，內壁為陶瓷光熱輻射反射層4，中間是能量收 集腔16，在殼體底部設有光束入射孔l，其位置正處于聚光反射器30的聚光 焦點處，這樣，光束入射孔1的面積可以做得最小，防止能量的損失，半球 形殼體的上部與集熱器底部的集熱器受光面5密封連接，下部通過支架25、 支架26與聚光反射器30固定連接。弧形聚能罩3的主要作用是將通過略大 于焦點的光束入射孔1的聚焦光束全部收集在弧形聚能罩中，使其起到用最 黑的物質(能將光束全部吸收的物質)涂到集熱器的受光面的作用。工作原 理(1)聚焦光束通過光束入射孔1射入集熱器受光面5后，總有一部分光 線被反射和散射出集熱器受光面5，聚能罩的陶瓷光熱輻射反射層4將這部分 光又反射回集熱器受光面5，即便有一部分光正好反射到光束入射孔1處，也 不會再從光束入射孔射出，因為光粒子的一次向前輸送的動能壓力大于反射 光的動能壓力，又被一次光束碰回到集熱器受光面5; (2)對于已被加熱的集 熱器受光面5向外的熱紅外輻射也將被弧形聚能罩內壁上的陶瓷光熱輻射反 射層4同樣以紅外線形式反射回去；(3)由于弧形聚能罩上口正好與集熱器 受光面5的邊緣吻合，處于密封狀態(tài)，下口光束入射孔1直徑較小，形成一 個半球形的封閉空腔，所以集熱器受光面5不受外界溫度和氣流的影響，將溫度保存在空腔內，起到對集熱器受光面5 二次加熱的作用?；⌒尉勰苷? 的外殼為金屬材料，起到對該罩的支撐和保護作用。絕熱層2使罩內的熱能 與罩殼隔絕，陶瓷光熱輻射反射層4是用來將反射光和熱紅外線重新反射回 集熱器受光面5，以保證光能的高效率利用。
在聚光反射器30的下面設有介質萬向輸送節(jié)，這是由于本保溫高效吸光 太陽能集熱裝置具有使熱量高度集中和熱損失小的特點，它不僅能加熱作為 常規(guī)介質的水，而且能加熱導熱油、液體高分子化合物、熔鹽等耐高溫介質， 這些介質在加熱后，在輸送的過程中必須采用金屬管道及部件，因為有機管 道在攝氏200度以上的溫度下，即會軟化、變形及裂解，所以不能使用，但 因聚光反射器必須對太陽進行同步跟蹤，且是水平旋轉角和仰俯角同時跟蹤， 單純采用金屬管無法跟隨聚光反射器轉動，因此必須設有液體輸送變向裝置。 在聚光反射器跟蹤太陽同步轉動時，介質可無阻礙地循環(huán)。
該介質萬向輸送節(jié)包括球形介質萬向輸送節(jié)上體17和半球形介質萬向輸 送節(jié)下體19，球形介質萬向輸送節(jié)上體17的球體下半部放在半球形介質萬向 輸送節(jié)下體19的空心殼體中，兩者為緊密的動配合連接，在半球形介質萬向 輸送節(jié)下體19的上口處設有液體介質密封圈27，阻止液體介質滲出。在球形 介質萬向輸送節(jié)上體17內設有變向輸出槽28，在半球形介質萬向輸送節(jié)下體 19底部設有變向輸入槽29，介質輸入保溫管12和介質輸出保溫管13分別固 定在球形介質萬向輸送節(jié)上體17上，其中介質輸入保溫管12與變向輸出槽 28連通，介質輸出保溫管13與變向輸入槽29連通，在半球形介質萬向輸送 節(jié)下體19上對應變向輸出槽28、變向輸入槽29分別連接有介質輸出管20和 介質輸入管18。在球形介質萬向輸送節(jié)上體17上安裝支架22、支架23與聚 光反射器30固定連接，在半球形介質萬向輸送節(jié)下體19上安裝支架2K支 架24將其固定在建筑物表面或地面上。這樣，本裝置球形介質萬向輸送節(jié)上 體17以上部分，全部都可以在半球形介質萬向輸送節(jié)下體19中旋轉和擺動， 并且由于萬向輸送節(jié)球體上設有變向輸出、輸入槽，所以不影響介質的上下 循環(huán)。高溫介質由集熱器通過介質輸入保溫管12、介質輸出保溫管13、介質 萬向輸送節(jié)、介質輸出管20和介質輸入管18循環(huán)輸送到室內對其它物質進 行間接加熱，以達到聚光反射罩在室外采光、室內應用的目的。
聚光反射器30在太陽能自動跟蹤裝置配合下工作,是已有技術不再贅述。
權利要求1、一種保溫高效吸光太陽能集熱裝置，它具有聚光反射器(30)，其特征是，在聚光反射器(30)上通過支架安裝有帶能量收集腔的弧形聚能罩，弧形聚能罩上面封閉連接集熱器，集熱器通過介質輸入保溫管和介質輸出保溫管連通介質萬向輸送節(jié)，介質萬向輸送節(jié)的上面通過支架與聚光反射器(30)連接，介質萬向輸送節(jié)的下面通過支架固定，介質萬向輸送節(jié)通過介質輸出管和介質輸入管連接用戶。
2、 按照權利要求1所述的一種保溫高效吸光太陽能集熱裝置，其特征是， 所述弧形聚能罩由半球形殼體(3)與光熱輻射反射層(4)構成罩體，半球 形殼體(3)與光熱輻射反射層(4)之間形成絕熱層(2)，半球形殼體(3) 的上部與集熱器底部的集熱器受光面(5)密封連接，光熱輻射反射層(4) 與集熱器受光面(5)之間形成能量收集腔(16)，在半球形殼體(3)底部設 有光束入射孔(1)，半球形殼體(3)下部通過支架與聚光反射器(30)固定 連接。
3、 按照權利要求1所述的一種保溫高效吸光太陽能集熱裝置，其特征是， 所述集熱器由集熱器殼體(9)、集熱器內膽(10)構成，集熱器殼體(9)與 集熱器內膽(10)之間形成絕熱真空腔(7)，絕熱真空腔(7)設有絕熱材料(8)，集熱器內膽(10)內裝有集熱介質(6)，集熱器內膽(10)連通介質 輸入保溫管(12)和介質輸出保溫管(13)，集熱器的頂部設有真空內腔集熱 保溫蓋(11)，底部設有集熱器受光面(5)。
4、 按照權利要求1所述的一種保溫高效吸光太陽能集熱裝置，其特征是， 所述介質萬向輸送節(jié)，包括半球形介質萬向輸送節(jié)下體(19)，其內活動安置 有球形介質萬向輸送節(jié)上體(17)，兩者為緊密的動配合連接，在球形介質萬 向輸送節(jié)上體(17)內設有變向輸出槽(28)，在半球形介質萬向輸送節(jié)下體(19)內設有變向輸入槽(29)，介質輸入保溫管(12)和介質輸出保溫管(13) 分別與球形介質萬向輸送節(jié)上體(17)固定連接，其中介質輸入保溫管(12) 與變向輸出槽(28)連通，介質輸出保溫管(13)與變向輸入槽(29)連通， 在半球形介質萬向輸送節(jié)下體(19)上對應變向輸出槽(28)、變向輸入槽(29) 分別連接有介質輸出管(20)和介質輸入管(18)，球形介質萬向輸送節(jié)上體(17)通過支架與聚光反射器(30)固定連接。
專利摘要本實用新型涉及一種保溫高效吸光太陽能集熱裝置，屬太陽能利用技術。一種保溫高效吸光太陽能集熱裝置，它具有聚光反射器30，其特點是，在聚光反射器30上通過支架安裝有帶能量收集腔的弧形聚能罩，弧形聚能罩上面封閉連接集熱器，集熱器通過介質輸入保溫管和介質輸出保溫管連通介質萬向輸送節(jié)，介質萬向輸送節(jié)的上面通過支架與聚光反射器30連接，介質萬向輸送節(jié)的下面通過支架固定，介質萬向輸送節(jié)通過介質輸出管和介質輸入管連接用戶。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的集熱器和弧形聚能罩均為雙層保溫器體，弧形聚能罩能夠實現(xiàn)對二次能量反射的吸收和利用，使光能接近于被全部吸收，產生的熱能被最大限度地保存在集熱器內的被加熱介質中，非常有效地減少了熱量流失。
文檔編號F24J2/10GK201138092SQ200720159348
公開日2008年10月22日 申請日期2007年12月11日 優(yōu)先權日2007年12月11日
發(fā)明者劉逸聰 申請人:劉逸聰