一種帶半開(kāi)式透明光圈孔蓋的太陽(yáng)能腔體吸熱器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種帶半開(kāi)式透明光圈孔蓋的太陽(yáng)能腔體吸熱器。在腔體吸熱器開(kāi)口處設(shè)有半開(kāi)式透明光圈孔蓋，腔體吸熱器包括腔體吸熱器外壁保溫材料、吸熱器內(nèi)壁面、吸熱管、連接螺紋，腔體吸熱器為開(kāi)口式圓柱狀腔體吸熱器，腔體吸熱器本體側(cè)壁從外到內(nèi)順次設(shè)有腔體吸熱器外壁保溫材料、吸熱器內(nèi)壁面、吸熱管，吸熱管為熱管，腔體吸熱器本體開(kāi)口處設(shè)有連接螺紋，腔體吸熱器本體通過(guò)連接螺紋與半開(kāi)式透明光圈孔蓋相連，反射鏡的焦點(diǎn)或焦平面與腔體吸熱器的開(kāi)口平面中心重合。本實(shí)用新型可為實(shí)際應(yīng)用中碟式太陽(yáng)能腔體吸熱器的光協(xié)同優(yōu)化設(shè)計(jì)和抑制對(duì)流熱損失提供理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)，并將對(duì)碟式熱發(fā)電技術(shù)的規(guī)?；l(fā)展產(chǎn)生積極的推動(dòng)作用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種帶半開(kāi)式透明光圈孔蓋的太陽(yáng)能腔體吸熱器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能利用裝置，尤其涉及一種帶半開(kāi)式透明光圈孔蓋的太陽(yáng)能腔體吸熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的碟式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)通常由碟式拋物面反射鏡、腔體吸熱器和斯特林機(jī)三部分組成。系統(tǒng)所接收的太陽(yáng)輻射總能量有很大一部分以熱損失的形式消耗掉，其中腔體吸熱器的熱損失又占了總熱損失的較大比例。腔體吸熱器的熱損失從傳熱機(jī)理上可以分為三種，即:腔體內(nèi)高溫空氣的對(duì)流、通過(guò)光圈孔的輻射和通過(guò)腔體壁面的導(dǎo)熱。導(dǎo)熱在總熱損失中所占的比例極小，通常在腔體吸熱器外敷設(shè)一定厚度的耐熱保溫材料即可取得良好的效果。輻射和對(duì)流則在總熱損失中占據(jù)了絕大部分，其中對(duì)流熱損失所占比例可高達(dá)40%。
[0003]目前國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究已經(jīng)闡明了腔體吸熱器對(duì)流熱損失的影響因素和變化特性，提出了一些可以有效提高聚光集熱效率的新型腔體幾何結(jié)構(gòu)，但尚未系統(tǒng)性地對(duì)抑制對(duì)流熱損失的途徑進(jìn)行探索。一種直接的思路是通過(guò)在腔體吸熱器光圈孔上加裝透明孔蓋，隔絕腔體內(nèi)外的空氣對(duì)流以抑制對(duì)流熱損失。如中國(guó)專(zhuān)利200910310370.4提出一種具有光學(xué)窗口的腔體式太陽(yáng)能吸熱器，光學(xué)窗口的二次反射效應(yīng)提高了腔體內(nèi)壁輻射能流分布的均勻性、降低了熱損失，并存在一個(gè)臨界溫度點(diǎn)，在高于該溫度時(shí)使用光圈孔蓋可以提升腔體的吸熱效率。然而該方法的缺點(diǎn)是孔蓋的存在也會(huì)一定程度上降低腔體對(duì)太陽(yáng)輻射能量的總吸收，有進(jìn)一步改進(jìn)提升的空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是為了解決完全開(kāi)口式腔體吸熱器對(duì)流損失大，帶光學(xué)窗口的腔體接收器降低了腔體對(duì)太陽(yáng)能輻射能量的總吸收等問(wèn)題，提供一種帶半開(kāi)式透明光圈孔蓋的太陽(yáng)能腔體吸熱器。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0006]帶半開(kāi)式透明光圈孔蓋的太陽(yáng)能腔體吸熱器包括腔體吸熱器、半開(kāi)式透明光圈孔蓋、反射鏡、反射鏡支架；在腔體吸熱器開(kāi)口處設(shè)有半開(kāi)式透明光圈孔蓋，反射鏡通過(guò)反射鏡支架固定，腔體吸熱器包括腔體吸熱器外壁保溫材料、吸熱器內(nèi)壁面、吸熱管、連接螺紋，腔體吸熱器為開(kāi)口式圓柱狀腔體吸熱器，腔體吸熱器本體側(cè)壁從外到內(nèi)順次設(shè)有腔體吸熱器外壁保溫材料、吸熱器內(nèi)壁面、吸熱管，吸熱管為熱管，均勻盤(pán)繞分布于所述吸熱器內(nèi)壁面上，腔體吸熱器本體開(kāi)口處設(shè)有連接螺紋，腔體吸熱器本體通過(guò)連接螺紋與半開(kāi)式透明光圈孔蓋相連，反射鏡的焦點(diǎn)或焦平面與腔體吸熱器的開(kāi)口平面中心重合。
[0007]所述的半開(kāi)式透明光圈孔蓋的形狀為環(huán)形、半圓形、半環(huán)形、月牙形。
[0008]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果:
[0009](I)腔體吸熱器開(kāi)口處添加一個(gè)半開(kāi)式透明光圈孔蓋，兼顧太陽(yáng)輻射能量吸收和對(duì)流熱損失抑制兩方面，在不影響有效反射太陽(yáng)光進(jìn)入吸熱器的透過(guò)率，可以有效減少腔體內(nèi)高溫空氣的對(duì)流損失，且提高了吸熱器內(nèi)溫度場(chǎng)分布均勻度，克服了現(xiàn)有完全開(kāi)口式吸熱器對(duì)流損失大和帶光學(xué)窗口吸熱器太陽(yáng)光透過(guò)率低的缺陷。
[0010](2)半開(kāi)式透明光圈孔蓋便于拆卸、清洗和安裝。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是帶半開(kāi)式透明光圈孔蓋的太陽(yáng)能腔體吸熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2(al)是本實(shí)用新型的完全開(kāi)口式腔體吸熱器；
[0013]圖2(a2)是圖2(al)中A-A剖視圖；
[0014]圖2(a3)是完全開(kāi)口式腔體吸熱器開(kāi)口向下傾斜30°后，對(duì)流流場(chǎng)示意圖；
[0015]圖3(bl)是本實(shí)用新型的帶環(huán)形透明光圈孔蓋的半開(kāi)口式腔體吸熱器；
[0016]圖3(b2)是圖3(bl)中B-B剖視圖；
[0017]圖3(b3)是帶環(huán)形透明光圈孔蓋的半開(kāi)口式腔體吸熱器開(kāi)口向下傾斜30°后，對(duì)流流場(chǎng)不意圖；
[0018]圖4(cl.1)是本實(shí)用新型的帶環(huán)形透明光圈孔蓋的半開(kāi)口式腔體吸熱器；
[0019]圖4 (Cl.2)是圖 4 (Cl.1)中 B-B 剖視圖；
[0020]圖4(cl.3)是帶環(huán)形透明光圈孔蓋的半開(kāi)口式腔體吸熱器開(kāi)口向下傾斜30°后，對(duì)流流場(chǎng)示意圖；
[0021]圖4(c2)是圖 4 (Cl.1)、圖 4(cl.2)、圖 4(cl.3)中 C-C 剖視圖；
[0022]圖4(c3)是帶環(huán)形透明光圈孔蓋的半開(kāi)口式腔體吸熱器開(kāi)口向下傾斜30°后，對(duì)流流場(chǎng)示意圖；
[0023]圖中:腔體吸熱器1、腔體吸熱器外壁保溫材料2、吸熱器壁面3、吸熱管4、連接螺紋5、半開(kāi)式透明光圈孔蓋6、反射鏡7、反射鏡支架8，半開(kāi)式透明光圈孔蓋6包括環(huán)形透明光圈孔蓋6.1、半圓形透明光圈孔蓋6.2、半環(huán)形透明光圈孔蓋6.3、月牙形透明光圈孔蓋6.4。
【具體實(shí)施方式】
[0024]如圖1所示，帶半開(kāi)式透明光圈孔蓋的太陽(yáng)能腔體吸熱器包括腔體吸熱器1、半開(kāi)式透明光圈孔蓋6、反射鏡7、反射鏡支架8 ;在腔體吸熱器I開(kāi)口處設(shè)有半開(kāi)式透明光圈孔蓋6，反射鏡7通過(guò)反射鏡支架8固定，腔體吸熱器I包括腔體吸熱器外壁保溫材料2、吸熱器內(nèi)壁面3、吸熱管4、連接螺紋5，腔體吸熱器I為開(kāi)口式圓柱狀腔體吸熱器，腔體吸熱器I本體側(cè)壁從外到內(nèi)順次設(shè)有腔體吸熱器外壁保溫材料2、吸熱器內(nèi)壁面3、吸熱管4，吸熱管4為熱管，均勻盤(pán)繞分布于所述吸熱器內(nèi)壁面3上，腔體吸熱器I本體開(kāi)口處設(shè)有連接螺紋5，腔體吸熱器I本體通過(guò)連接螺紋5與半開(kāi)式透明光圈孔蓋6相連，反射鏡7的焦點(diǎn)或焦平面與腔體吸熱器I的開(kāi)口平面中心重合。
[0025]吸熱管4是大小一致的熱管，反射鏡7和腔體吸熱器I隨著入射光角度的變化二者隨之變動(dòng)角度。
[0026]所述的半開(kāi)式透明光圈孔蓋6的形狀為環(huán)形6.1、半圓形6.2、半環(huán)形6.3、月牙形
6.4。[0027]如圖4所示，半開(kāi)式透明光圈孔蓋6包括環(huán)形透明光圈孔蓋6.1、半圓形透明光圈孔蓋6.2、半環(huán)形透明光圈孔蓋6.3、月牙形透明光圈孔蓋6.4等。若腔體吸熱器I都向下開(kāi)口傾斜30°，由圖2(a3)、圖3(b3)、圖4(c3)的對(duì)比可以看出，半開(kāi)式透明光圈孔蓋6的安裝使腔體吸熱器I內(nèi)換熱流產(chǎn)的靜止區(qū)和對(duì)流區(qū)間的水平分界線下移，有效減小了腔體吸熱器I內(nèi)的對(duì)流區(qū)，抑制對(duì)流損失效果明顯。
[0028]帶半開(kāi)式透明光圈孔蓋的太陽(yáng)能腔體吸熱方法是:太陽(yáng)光照射在反射鏡7上，經(jīng)過(guò)反射直接將太陽(yáng)光匯聚到腔體吸熱器I內(nèi)部，部分由吸熱管4吸收，部分經(jīng)過(guò)吸熱管4以及吸熱器內(nèi)壁面3發(fā)生漫反射，半開(kāi)式透明光圈孔蓋6將部分漫反射光再反射回吸熱器I內(nèi)部，多次反射有利于吸熱器I內(nèi)部熱量均勻分布，半開(kāi)式透明光圈孔蓋6開(kāi)口大小根據(jù)反射鏡7反射太陽(yáng)光形成的太陽(yáng)光斑的大小確定，確保兼顧太陽(yáng)光透過(guò)率和抑制對(duì)流損失，吸熱管4吸收熱量傳輸至外部動(dòng)力裝置加以利用。
【權(quán)利要求】
1.一種帶半開(kāi)式透明光圈孔蓋的太陽(yáng)能腔體吸熱器，其特征在于包括腔體吸熱器(I)、半開(kāi)式透明光圈孔蓋(6)、反射鏡(7)、反射鏡支架(8);在腔體吸熱器(I)開(kāi)口處設(shè)有半開(kāi)式透明光圈孔蓋(6)，反射鏡(7)通過(guò)反射鏡支架(8)固定，腔體吸熱器(I)包括腔體吸熱器外壁保溫材料(2)、吸熱器內(nèi)壁面(3)、吸熱管(4)、連接螺紋(5)，腔體吸熱器(I)為開(kāi)口式圓柱狀腔體吸熱器，腔體吸熱器(I)本體側(cè)壁從外到內(nèi)順次設(shè)有腔體吸熱器外壁保溫材料(2)、吸熱器內(nèi)壁面(3)、吸熱管(4)，吸熱管(4)為熱管，均勻盤(pán)繞分布于所述吸熱器內(nèi)壁面(3)上，腔體吸熱器(I)本體開(kāi)口處設(shè)有連接螺紋(5)，腔體吸熱器(I)本體通過(guò)連接螺紋(5)與半開(kāi)式透明光圈孔蓋(6)相連，反射鏡(7)的焦點(diǎn)或焦平面與腔體吸熱器(I)的開(kāi)口平面中心重合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶半開(kāi)式透明光圈孔蓋的太陽(yáng)能腔體吸熱器，其特征在于半開(kāi)式透明光圈孔蓋(6)的形狀為環(huán)形(6.1)、半圓形(6.2)、半環(huán)形(6.3)、月牙形(6.4)。
【文檔編號(hào)】F24J2/12GK203443142SQ201320389765
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月2日
【發(fā)明者】范利武, 董飛英, 汪超, 李佳琦, 帥鷗, 張良, 洪榮華, 俞自濤, 胡亞才 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)