一種復合肋結構的太陽能吸熱器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種復合肋結構的太陽能吸熱器，包括一帶有保溫層的吸熱腔，吸熱腔的左端開口，開口處設置有光學窗口，吸熱腔的上端設有設置有工質入口，固定壁的下端設置有工質出口，吸熱腔內(nèi)部右端設置有底座，底座上固定有與底座表面垂直的針肋，針肋軸向方向上間隔等距鑲嵌有若干個環(huán)肋，其中，所述的針肋根部為交錯設置，所述的環(huán)肋直徑自針肋端部至針肋根部方向上逐漸增大。本發(fā)明換熱面積大，對工質擾動性強，換熱強度和換熱效果較好；工質的流動阻力小，熱化學反應結渣對吸熱器安全工作的影響也小。環(huán)肋半徑逐漸增加，每片環(huán)肋能均等地吸收聚集太陽光，促使復合肋溫度均勻分布，利于提高工質換熱效果，防止吸熱器高溫熱應力損壞。
【專利說明】一種復合肋結構的太陽能吸熱器

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及太陽能應用【技術領域】，具體的說，本發(fā)明涉及一種復合肋結構的太陽 能吸熱器。

【背景技術】
[0002] 太陽能是一種豐富的清潔能源。開發(fā)利用太陽能資源對節(jié)能減排、促進生態(tài)環(huán)境 建設具有重要意義。太陽能吸熱器將聚集太陽光轉換成高溫熱源，加熱工質做功或驅動微 粒進行熱化學反應，是太陽能高溫熱轉換系統(tǒng)的核心器件。根據(jù)可實現(xiàn)功能不同，目前已提 出的太陽能吸熱器方案有很多。
[0003] 在中華人民共和國國家知識產(chǎn)權局網(wǎng)站上，查到與本發(fā)明相關的專利9項，具體 信息如下：
[0004] (1)名稱：一種底面內(nèi)凸圓柱形腔體式太陽能吸熱器
[0005] 申請?zhí)枺?01110233330. 1
[0006] 發(fā)明人：王富強；帥永；袁遠；劉彬；談和平
[0007] 摘要：一種底面內(nèi)凸圓柱形腔體式太陽能吸熱器，本發(fā)明涉及一種太陽能吸熱器。 本發(fā)明為了解決圓柱形腔體式吸熱器底面處的金屬管難于布滿底面，存在吸熱器吸收太陽 能輻射熱流死區(qū)的問題。本發(fā)明的吸熱器殼體的底面為內(nèi)凸式結構，吸熱器殼體的底面呈 V字型結構，吸熱器側面部分盤管纏繞在吸熱器殼體側面內(nèi)壁上，吸熱器底面內(nèi)凸起段盤管 纏繞在吸熱器殼體的底面上，吸熱器側面部分盤管的進口端與吸熱器底面內(nèi)凸起段盤管的 出口端連通，吸熱器殼體的外表面上設有礦渣棉保溫層，工作介質出口管穿設在礦渣棉保 溫層內(nèi)，且與吸熱器側面部分盤管的出口端連通，工作介質進口管穿設在礦渣棉保溫層內(nèi)， 且與吸熱器底面內(nèi)凸起段盤管的進口端連通。本發(fā)明用于吸收太陽能。
[0008] (2)名稱：一種單側多縱向渦強化換熱的聚焦槽式太陽能吸熱器
[0009] 申請?zhí)枺?00810231652. 0
[0010] 發(fā)明人：何雅玲；程澤東；陶文銓；陶于兵；肖杰
[0011] 摘要：一種單側多縱向渦強化換熱的聚焦槽式太陽能吸熱器，包括玻璃外管以及 通過連接端部封裝在玻璃外管內(nèi)的不銹鋼接收內(nèi)管，玻璃外管與不銹鋼接收內(nèi)管之間形成 了真空腔；在不銹鋼接收內(nèi)管的外壁上涂敷有選擇性吸收太陽光涂層，而在不銹鋼接收內(nèi) 管管壁的單側，即接收聚焦太陽能熱流側，設置有向管內(nèi)凸起或凹進的不連續(xù)多縱向渦發(fā) 生器。本發(fā)明只針對接收聚焦太陽能熱流側（其溫度梯度很大）的單側設置有不連續(xù)多縱 向渦發(fā)生器，在該側管內(nèi)近壁處形成了縱向渦流動結構，改善了速度場與熱流場協(xié)同程度， 強化了管內(nèi)流體對流換熱。同時，在增加相同流動阻力的情況下，其強化換熱效果較布置于 溫度梯度較小側要好，單側布置可以達到高效低阻的強化換熱效果與節(jié)能降耗的目的。具 體結構見圖2。
[0012] (3)名稱：含內(nèi)凹玻璃罩的球形腔式太陽能吸熱器
[0013] 申請?zhí)枺?01110255144. 8
[0014] 發(fā)明人：龍新峰；毛青松
[0015] 摘要：本發(fā)明公開了含內(nèi)凹玻璃罩的球形腔式太陽能吸熱器，主要用于在蝶式太 陽能高溫熱利用系統(tǒng)中收集太陽光并將其轉化成熱能。吸熱器主要由換熱盤管、內(nèi)凹式玻 璃罩、外殼、內(nèi)殼、真空層、反光式擋風板、導熱流體組成。與傳統(tǒng)的開口式和腔口帶玻璃窗 的腔式吸熱器不同，本腔式吸熱器是采用內(nèi)凹玻璃罩的開口式球形吸熱器，既具有開口式 腔式吸熱器捕獲光線的能力，又具有腔口帶玻璃窗的腔式吸熱器低熱損的特點。同時本腔 式吸熱器具有反光式擋風板，能增強對偏離光線的捕捉，減少內(nèi)壁熱輻射和外部自然風引 起的對流傳熱損失。本腔式吸熱器的內(nèi)外殼間含有真空層，能有效降低通過殼體損失的熱 量。
[0016] ⑷名稱：圓柱與圓錐復合腔體式太陽能吸熱器
[0017] 申請?zhí)枺?01210056836. 4
[0018] 發(fā)明人：王富強；談和平；張旭升；易紅亮；帥永；袁遠
[0019] 摘要：圓柱與圓錐復合腔體式太陽能吸熱器，本發(fā)明涉及一種太陽能吸熱器。本發(fā) 明為了解決圓柱形腔體式太陽能吸熱器底面處的金屬管難于布滿底面，存在吸熱器吸收太 陽能輻射熱流死區(qū)的問題。吸熱器殼體的內(nèi)腔為圓柱與圓錐復合腔體，吸熱器側面部分盤 管纏繞在圓柱形殼體內(nèi)壁上，吸熱器底面圓錐形段盤管纏繞在圓錐形殼體內(nèi)壁上，吸熱器 側面部分盤管的進口端與吸熱器底面圓錐形段盤管的出口端連通，吸熱器殼體的外表面上 設置有礦渣棉保溫層，工作介質出口管穿設在礦渣棉保溫層內(nèi)，且工作介質出口管與吸熱 器側面部分盤管的出口端連通，工作介質進口管穿設在礦渣棉保溫層內(nèi)，且工作介質進口 管與吸熱器底面圓錐形段盤管的進口端連通。本發(fā)明用于吸收太陽能。
[0020] (5)名稱：一種基于光熱吸收錐構型的高效太陽能吸熱器
[0021] 申請?zhí)枺?01310041996. 6
[0022] 發(fā)明人：黃國平；洪樹立；夏晨；傅鑫；康劍雄
[0023] 摘要：本發(fā)明涉及一種基于光熱吸收錐構型的太陽能吸熱器，包括密封蓋、絕熱管 套、氣流管道、吸熱體、玻璃罩和吸熱體緊固件，其特征是吸熱體為棱臺型結構，各平面可分 開制造；每一平面均為光熱吸收錐板，表面分布由多個尖銳棱錐，由高導熱多孔疏松材料制 成；玻璃罩為圓臺形；所述的密封蓋、吸熱體、玻璃罩形成閉式容腔，空氣通過密封蓋的進 氣孔進入容腔，再經(jīng)過多孔介質光熱吸收錐板被加熱而帶走太陽能，最后沿著氣流管道由 吸熱器出口端流出。優(yōu)點：改善現(xiàn)有的吸熱器存在吸熱效率低、加工困難、內(nèi)部流動損失大 等問題。能夠單獨使用，也能通過接口互相組合使用；主要適用于太陽能熱電轉換系統(tǒng)，確 保其能1?效運行。
[0024] (6)名稱：蛇形波紋管式太陽能吸熱器
[0025] 申請?zhí)枺?01220412104. X
[0026] 發(fā)明人：張國壽；吳立平；石富江
[0027] 摘要：本實用新型涉及一種太陽能吸熱器，特別是一種蛇形波紋管式太陽能吸熱 器，所述吸熱器包括吸熱管，該吸熱管由支架或板箱集裝成整體；所述吸熱管包括多根并聯(lián) 安裝的玻璃真空管，所述玻璃真空管內(nèi)裝有金屬波紋內(nèi)管，所述金屬波紋內(nèi)管由單根金屬 波紋管彎曲成蛇形，依次裝入每個所述的玻璃真空管，所述金屬波紋內(nèi)管兩端用可拆接頭 分別同熱水出水管和熱水回水管相連。本實用新型吸熱器采用可分解架構，可拆開成零部 件倉貯、包裝、運輸和維修；并可適當增減蛇形金屬波紋管長度，適應用戶所在地太陽強弱 需求；蛇形金屬波紋管具有更大的吸熱面積，并通過多級和多次循環(huán)吸熱，熱水溫度高；可 拆開清洗排污，能有效防止冬季爆管，有利于實現(xiàn)太陽能熱水裝置與建筑物一體化。
[0028] (7)名稱：一種底面為曲面半球體的腔體式太陽能吸熱器
[0029] 申請?zhí)枺?01220612985. X
[0030] 發(fā)明人：王富強；林日億；李夏贊；魏東蘭；張慧；秦愛民；孟凡軍；劉娟娟；初小林
[0031] 摘要：一種底面為曲面半球體的腔體式太陽能吸熱器，本實用新型涉及一種太陽 能吸熱器。本實用新型為了解決金屬管盤繞過程中無法布滿整個底面的問題，以及吸熱器 存在光學損失的問題。吸熱器殼體的底部為曲面半球體，吸熱器側面段螺旋盤管纏繞在吸 熱器殼體的側面內(nèi)壁上，吸熱器底面段螺旋盤管纏繞在吸熱器殼體的底面上，吸熱器側面 段螺旋盤管與吸熱器底面段螺旋盤管連通，吸熱器殼體的外表面上設置有石英棉保溫層， 工作介質進口管穿設在石英棉保溫層內(nèi)，且工作介質進口管與吸熱器側面段螺旋盤管的進 口端連通，工作介質出口管穿設在石英棉保溫層內(nèi)，且工作介質出口管與吸熱器側面段螺 旋盤管的出口端連通。本實用新型用于吸收太陽能。
[0032] (8)名稱：一種圓柱形太陽能高溫腔式吸熱器
[0033] 申請?zhí)枺?01020160953. 1
[0034] 發(fā)明人：吳雙應；肖蘭；李友榮
[0035] 摘要：一種圓柱形太陽能高溫腔式吸熱器，屬太陽能熱發(fā)電工程領域。主要由被加 熱工質進出口接管、保溫層、被加熱工質通道外壁、腔式吸熱器內(nèi)外壁和采光口等組成。腔 式吸熱器外壁與被加熱工質通道外壁之間組成被加熱工質通道；腔式吸熱器內(nèi)壁和外壁之 間組成真空腔體，真空腔體內(nèi)均勻設有金屬翅片，且在金屬翅片中心線上開有圓形小孔；在 金屬翅片表面及真空腔體內(nèi)表面均設有吸液芯；在除采光口處的吸熱器外壁表面四周均設 有保溫層；在被加熱工質通道外壁最右端四周每隔90度布置有一個被加熱工質進口接管， 被加熱工質出口接管位于圓柱形腔式吸熱器軸向中心線上。本實用新型具有加工制造方 便、熱效率高、結構緊湊和運行可靠等特點。
[0036] (9)名稱：太陽能熱發(fā)電用內(nèi)循環(huán)式固體顆?？諝馕鼰崞?br> [0037] 申請?zhí)枺?01310129899. 2
[0038] 發(fā)明人：張亞南；白鳳武；王方舟；王艷；張喜良；李鑫；王志峰；廖志榮
[0039] 摘要：一種太陽能熱發(fā)電用內(nèi)循環(huán)式固體顆粒空氣吸熱器，其吸熱器腔體（1)面 對聚光輻射能流（8)投射的一側安裝有透光窗口（9)。固體顆粒（2)位于吸熱器腔體（1) 內(nèi)。進氣導管（3)位于吸熱器腔體（1)內(nèi)。進氣導管（3)壁面上開有開孔（4)。所述的進 氣導管（3) -端密封，另一端作為空氣進口（6)?？諝膺M口（6)位于吸熱器腔體（1)的底部 或側面或頂部?？諝獬隹冢?0)位于吸熱器腔體（1)的頂部。本發(fā)明可獲得700°C-1300°C、 常壓或者IMPa壓力以上的空氣。
[0040] 吸熱器是太陽能高溫熱轉換的重要部件。聚集太陽能流在吸熱器內(nèi)被吸收，加熱 空氣工質驅動熱機，輸出電功率；或驅動微粒完成熱化學反應，獲得氫氣或甲烷等燃料。傳 統(tǒng)的吸熱器可分為盤管式和多孔吸熱芯式兩類。盤管式吸熱器結構比較簡單，但換熱效率 和換熱強度比較低。多孔吸熱芯式由光學窗口和多孔吸熱芯材料組成，換熱效率和強度較 高，但是對工質流動阻力比較大，而且熱化學反應微粒容易在多孔吸熱芯材料內(nèi)結渣，堵塞 流動孔隙，影響吸熱器安全工作。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0041] 為克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提出一種帶有針肋和環(huán)肋復合肋結構太陽能吸熱 器裝置。該裝置具有較強的換熱強度和效率，同時工質流動阻力較小，既適合加熱空氣工質 輸出電功率，又適合驅動微粒進行熱化學反應，獲得燃料。
[0042] 本發(fā)明提供的技術方案是：一種復合肋結構的太陽能吸熱器，包括一帶有保溫層 的吸熱腔，吸熱腔的左端開口，開口處設置有光學窗口，吸熱腔的上端設有設置有工質入 口，固定壁的下端設置有工質出口，吸熱腔內(nèi)部右端設置有底座，底座上固定有與底座表面 垂直的針肋，針肋軸向方向上間隔等距鑲嵌有若干個環(huán)肋，其中，所述的針肋根部為交錯設 置，所述的環(huán)肋直徑自針肋端部至針肋根部方向上逐漸增大，一般針肋根部是指靠近底座 的部分，端部是指針肋頂端；聚集太陽光自吸熱腔左端的光學窗口進入吸熱器腔體，被針肋 和環(huán)肋吸收，成形為高溫熱源；空氣工質從吸熱器上端的入口進入吸熱器腔體，環(huán)繞環(huán)肋和 針肋流動，進行吸熱升溫或熱化學反應，然后從吸熱器下端的出口流出吸熱器，完成太陽能 高溫熱轉換
[0043] 本發(fā)明的有益效果是：
[0044] (1)復合肋換熱面積大，對工質擾動性強，換熱強度和換熱效果較好；同時，肋表 面之間的空隙較大，工質的流動阻力小，熱化學反應結渣對吸熱器安全工作的影響也小。
[0045] (2)從針肋的端部到根部環(huán)肋半徑逐漸增加，這樣每片環(huán)肋能均等地吸收聚集太 陽光，促使復合肋溫度均勻分布，有利于提高工質換熱效果，防止吸熱器高溫熱應力損壞。
[0046] (3)每一根針肋和每一片環(huán)肋均為獨立結構，加工、安裝和維修十分方便。同時某 一組肋失效時，吸熱器也能安全可靠工作。整個吸熱器系統(tǒng)具有良好的適應性和工程應用 價值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0047] 當結合附圖考慮時，通過參照下面的詳細描述，能夠更完整更好地理解本發(fā)明以 及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點，但此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解， 構成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā) 明的不當限定，其中：
[0048] 圖1為本發(fā)明的總體結構示意圖；
[0049] 圖2為圖1中的A-A向截面結構示意圖。

【具體實施方式】
[0050] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實 施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0051] 圖1為本發(fā)明的總體結構示意圖，圖2為圖1中的A-A向截面結構示意圖。如圖 1、圖2所示，本發(fā)明的一種復合肋結構的太陽能吸熱器，包括一帶有保溫層的吸熱腔1，吸 熱腔1的左端開口，開口處設置有光學窗口 2,吸熱腔1的上端設有設置有工質入口 3,固定 壁的下端工質出口 4,吸熱腔內(nèi)部右端設置有底座5,底座5上固定有與底座表面垂直的針 肋6,針肋6軸向方向上間隔等距鑲嵌有若干個環(huán)肋7,針肋6的根部為交錯固定在底座5 上，環(huán)肋7的直徑自針肋6端部至針肋6根部方向上逐漸增大。
[0052] 圖1中箭頭方向為空氣工質的流動路線，聚集太陽光自吸熱腔1左端的光學窗口 2進入吸熱器腔體，被針肋6和環(huán)肋7吸收，成形為高溫熱源；空氣工質從吸熱腔1上端的 入口 3進入吸熱器腔體，環(huán)繞環(huán)肋7和針肋6流動，進行吸熱升溫或熱化學反應，然后從吸 熱器下端的出口 4流出吸熱器，完成太陽能高溫熱轉換。
[0053] 環(huán)肋7和針肋6具有較大的換熱面積，對流動工質也具有較好的擾動，因此本發(fā)明 的吸熱器具有良好的換熱強度和效率。此外，肋與肋之間具有較寬的間隙，工質流動阻力較 小，微粒熱化學反應結渣對諸塞流動的影響也較小。為減少散熱損失，在吸熱器的外表面覆 有保溫層。由于針肋以及針肋上的環(huán)肋相對獨立，加工、安裝、維修也十分便利。某個針肋 或環(huán)肋失效時，系統(tǒng)仍可以安全可靠工作，具有很好的適應性。
[0054] 以上實例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的核心思想；同時，對于本領域的一般 技術人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實施方式】及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述， 本說明書內(nèi)容不應理解為對本發(fā)明的限制。
【權利要求】
1. 一種復合肋結構的太陽能吸熱器，包括一帶有保溫層的吸熱腔，吸熱腔的左端開口， 開口處設置有光學窗口，吸熱腔的上端設有設置有工質入口，固定壁的下端設置有工質出 口，其特征在于，所述的吸熱腔內(nèi)部右端設置有底座，底座上固定有與底座表面垂直的針 肋，針肋軸向方向上間隔等距鑲嵌有若干個環(huán)肋，其中，所述的針肋根部為交錯設置，所述 的環(huán)肋直徑自針肋端部至針肋根部方向上逐漸增大；聚集太陽光自吸熱腔左端的光學窗口 進入吸熱器腔體，被針肋和環(huán)肋吸收，成形為高溫熱源；空氣工質從吸熱器上端的入口進入 吸熱器腔體，環(huán)繞環(huán)肋和針肋流動，進行吸熱升溫或熱化學反應，然后從吸熱器下端的出口 流出吸熱器，完成太陽能高溫熱轉換。
【文檔編號】F24J2/46GK104061694SQ201410309425
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年7月1日 優(yōu)先權日:2014年7月1日
【發(fā)明者】戴貴龍, 杜曉瑞, 侯根富 申請人:福建工程學院