用于聚光太陽能發(fā)電機(jī)的太陽能吸收器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及太陽能發(fā)電機(jī)，具體涉及用于聚光太陽能發(fā)電機(jī)的太陽能吸收器。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能吸收器是用于聚光太陽能發(fā)電機(jī)中，將太陽輻射轉(zhuǎn)換成熱量器件單元。相關(guān)技術(shù)中，用于聚光太陽能發(fā)電機(jī)的太陽能吸收器包括安裝在可旋轉(zhuǎn)的基座上的一個大型的拋物面反射器，使太陽射線發(fā)射至在反射器中心位置的太陽能吸收器上，該太陽能吸收器具有圓柱形的空腔，用于收集被聚焦的太陽能，該太陽能吸收器是一個雙壁容器，在壁與壁之間的環(huán)形空間內(nèi)填充有輔助工作流體。太陽能蒸發(fā)輔助工作流體，然后傳輸至熱交換器，在熱交換器中將熱量傳輸給主要工作流體，然后使用循環(huán)發(fā)動機(jī)，將在主要流體中的熱量轉(zhuǎn)化為電能。此技術(shù)中將相變傳熱流體和輔助熱交換器相結(jié)合使用，使得相變熱交換器起到熱傳遞的作用，但是此種方法增加了整個太陽能吸收器的復(fù)雜性，而且熱傳遞的效率不高，造成能源的浪費(fèi)，且設(shè)計費(fèi)用不經(jīng)濟(jì)；此外，這些類型的聚光太陽能發(fā)電機(jī)系統(tǒng)需要很大的面積才能實(shí)現(xiàn)足夠的太陽能轉(zhuǎn)換效率，且實(shí)現(xiàn)這類型系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率取決于所使用的材料和制造工藝。
[0003]而現(xiàn)有技術(shù)中，最常用的太陽能吸收材料為金屬部件，限制了聚光太陽能發(fā)電機(jī)的整體性能，這是由于常見的耐高溫金屬在1100°C的時候?qū)㈤_始出現(xiàn)故障，且這些金屬的熱導(dǎo)率低。由于金屬具有較高的反射率，因此太陽能吸收器往往制造的外形較大，以此來增加它們的空腔表面積，且空腔表面上常常涂有輻射吸收層。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足之處而提供用于聚光太陽能發(fā)電機(jī)的太陽能吸收器。
[0005]本實(shí)用新型的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]提供了用于聚光太陽能發(fā)電機(jī)的太陽能吸收器，其特征是:包括:一個陶瓷的空腔接收器，其一端設(shè)置有用于吸收入射太陽輻射的空腔接收器開口 ；一個陶瓷的熱交換器殼體，其與所述空腔接收器熔融成型為一體化結(jié)構(gòu)；所述空腔接收器的外表面設(shè)置有嵌入式凹槽，在空腔接收器的外部形成一個環(huán)繞著空腔接收器的螺旋式的風(fēng)管；所述熱交換器殼體覆蓋空腔接收器，因此，所述風(fēng)管形成熱交換器的管道，且使熱交換器形成一個管式的熱交換器；所述空腔接收器的內(nèi)部直徑大于或者等于空腔接收器開口的直徑；所述空腔接收器的長度大于或者等于空腔接收器的內(nèi)部直徑的兩倍；所述空腔接收器上下兩端分別設(shè)置有空氣入口和空氣出口，所述空氣入口用于輸入冷空氣，所述空氣出口用于輸出熱空氣。
[0007]優(yōu)選地，所述空腔接收器的內(nèi)部直徑等于所述空腔接收器開口的直徑。
[0008]優(yōu)選地，所述風(fēng)管具有矩形的橫截面。
[0009]優(yōu)選地，所述空腔接收器的橫截面形狀為長方形、正方形、六角形和/或圓形的組口 Ο
[0010]優(yōu)選地，所述熱交換器殼體的橫截面形狀為長方形、正方形、六角形和/或圓形的組合。
[0011]優(yōu)選地，所述空腔接收器和熱交換器殼體都是圓筒形。
[0012]本實(shí)用新型所提供的實(shí)施例的有益效果:本實(shí)用新型的實(shí)施例提供的太陽能吸收器由陶瓷的空腔接收器和熱交換器殼體通過熔融形成的一體化結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，解決了傳統(tǒng)的吸收器由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜引起的安裝不便的問題。其次，太陽能吸收器的空腔接收器和熱交換器由輻射率大于0.9的陶瓷材料、碳化硅或者氮化硅制成，這些材料的熱導(dǎo)率高，且成本低，比傳統(tǒng)的使用金屬制成的太陽能吸收器的吸收太陽能入射輻射效率提高了 20%。此外，由于空腔接收器內(nèi)部不像傳統(tǒng)太陽能吸收器那樣設(shè)置有輔助的熱交換器，而是在空腔接收器的表面設(shè)置嵌入式凹槽，在空腔接收器的外部形成一個環(huán)繞著空腔接收器的螺旋式的風(fēng)管，在熱交換器殼體覆蓋空腔接收器時即形成管式的熱交換器，因此，本實(shí)用新型的實(shí)施例所提供的太陽能吸收器外形較傳統(tǒng)的太陽能吸收器小，在空腔接收器表面也不需要涂抹輻射吸收層，因此，節(jié)約成本的同時，提高了聚光太陽能發(fā)電機(jī)的整體性能。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是本實(shí)用新型的實(shí)施例的局部放大示意圖。
[0015]其中:100-空腔接收器，102-熱交換器殼體，104-空氣入口，106-空氣出口，108-風(fēng)管，110-入射太陽輻射，112-空腔接收器開口。
【具體實(shí)施方式】
[0016]結(jié)合以下實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
[0017]如圖1所示，本實(shí)用新型的實(shí)施例提供的用于聚光太陽能發(fā)電機(jī)的太陽能吸收器，包括:一個陶瓷的黑體的空腔接收器100，其一端設(shè)置有空腔接收器開口 112 ;和一個陶瓷的熱交換器殼體102。所述空腔接收器100和所述熱交換器殼體102通過熔融成型為一體化的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而形成單片式的空腔接收器100和熱交換器。優(yōu)選地，所述空腔接收器100和所述熱交換器102由輻射率大于0.9的陶瓷材料制成；所述空腔接收器100和所述熱交換器102由碳化硅制成；所述空腔接收器和熱交換器由氮化硅制成；所選用的材料實(shí)現(xiàn)了低成本，高吸收效率的功能，比傳統(tǒng)的接收器接收效率提高了 20%。
[0018]如圖2所示，所述空腔接收器100的外表面設(shè)置有嵌入式凹槽，在所述空腔接收器100的外部形成一個環(huán)繞著空腔接收器100的螺旋式的風(fēng)管108，當(dāng)熱交換器殼體102覆蓋空腔接收器100時，嵌入式凹槽便于空氣在空腔接收器100內(nèi)流動，以減少熱損失；此外，風(fēng)管108的長度為10mm，寬度為4mm，相鄰的風(fēng)管108被一個4mm寬的脊分隔開。
[0019]所述熱交換器殼體102覆蓋所述空腔接收器100，因此，所述風(fēng)管108形成所述熱交換器的管道，且所述熱交換器形成一個管式的熱交換器；所述空腔接收器100的內(nèi)部直徑大于或者等于所述空腔接收器開口 112的直徑；所述空腔接收器開口 112用于接收入射太陽輻射110，且所述空腔接收器100接收的入射太陽輻射100的溫度可達(dá)1100°c?1300°C，而傳統(tǒng)的接收器最大只能接收溫度不大于900°C的入射太陽輻射，空腔接收器100沒有任何的金屬部件。所述空腔接收器100的縱向的內(nèi)部深度大于或者等于所述空腔接收器100的兩倍內(nèi)部直徑；所述空腔接收器100對應(yīng)方向的兩端分別設(shè)置有空氣入口 104和空氣出口 106，所述空氣入口 104用于輸入冷空氣，所述空氣出口 106用于輸出熱空氣。
[0020]優(yōu)選地，所述空腔接收器100的內(nèi)部直徑等于所述空腔接收器開口 112的直徑。
[0021]優(yōu)選地，所述風(fēng)管105具有矩形的橫截面。
[0022]優(yōu)選地，所述空腔接收器100和熱交換器殼體102的橫截面形狀為長方形、正方形、六角形和/或圓形的組合。
[0023]優(yōu)選地，所述空腔接收器100和熱交換器殼體102都是圓筒形。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.用于聚光太陽能發(fā)電機(jī)的太陽能吸收器，其特征在于:包括， 一個陶瓷的空腔接收器；其一端設(shè)置有用于吸收入射太陽輻射的空腔接收器開口 ； 一個陶瓷的熱交換器殼體；其與所述空腔接收器熔融成型為一體化結(jié)構(gòu)； 所述空腔接收器的外表面設(shè)置有嵌入式凹槽，在空腔接收器的外部形成一個環(huán)繞著空腔接收器的螺旋式的風(fēng)管； 所述熱交換器殼體覆蓋空腔接收器，因此，所述風(fēng)管形成熱交換器的管道，且使熱交換器形成一個管式的熱交換器； 所述空腔接收器的內(nèi)部直徑大于或者等于空腔接收器開口的直徑； 所述空腔接收器的長度大于或者等于空腔接收器的內(nèi)部直徑的兩倍； 所述空腔接收器上下兩端分別設(shè)置有空氣入口和空氣出口，所述空氣入口用于輸入冷空氣，所述空氣出口用于輸出熱空氣。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于聚光太陽能發(fā)電機(jī)的太陽能吸收器，其特征在于，所述空腔接收器和所述熱交換器由輻射率大于0.9的陶瓷材料制成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于聚光太陽能發(fā)電機(jī)的太陽能吸收器，其特征在于，所述空腔接收器和熱交換器由氮化硅制成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于聚光太陽能發(fā)電機(jī)的太陽能吸收器，其特征在于，所述空腔接收器和所述熱交換器由碳化硅制成。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于聚光太陽能發(fā)電機(jī)的太陽能吸收器，其特征在于，所述空腔接收器的內(nèi)部直徑等于所述空腔接收器開口的直徑。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于聚光太陽能發(fā)電機(jī)的太陽能吸收器，其特征在于，所述風(fēng)管具有矩形的橫截面。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于聚光太陽能發(fā)電機(jī)的太陽能吸收器，其特征在于，所述空腔接收器的橫截面形狀為長方形、正方形、六角形和/或圓形的組合。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于聚光太陽能發(fā)電機(jī)的太陽能吸收器，其特征在于，所述熱交換器殼體的橫截面形狀為長方形、正方形、六角形和/或圓形的組合。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于聚光太陽能發(fā)電機(jī)的太陽能吸收器，其特征在于，所述空腔接收器和熱交換器殼體都是圓筒形。
【專利摘要】用于聚光太陽能發(fā)電機(jī)的太陽能吸收器，包括：相熔融的空腔接收器和熱交換器殼體；空腔接收器的外表面設(shè)有嵌入式凹槽，空腔接收器的外部形成螺旋式的風(fēng)管；熱交換器殼體覆蓋空腔接收器，風(fēng)管形成所述熱交換器的管道；空腔接收器的內(nèi)部直徑大于或者等于空腔接收器開口的直徑；空腔接收器的長度大于或者等于空腔接收器的內(nèi)部直徑的兩倍；空腔接收器的上下兩端分別設(shè)置有空氣入口和空氣出口。具有低成本高成效的特點(diǎn)。
【IPC分類】F24J2/48, F24J2/07
【公開號】CN205014639
【申請?zhí)枴緾N201520748217
【發(fā)明人】趙煜, 張樹宏, 賈仲夏, 尹巖, 曹海麗, 陳剛
【申請人】大唐山西新能源有限公司
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年9月23日