專利名稱：太陽能集熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種太陽能利用技術(shù)，具體地講是一種太陽能集熱裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在常用的太陽能集熱裝置一般包括有一真空玻璃管，在該真空玻璃管內(nèi)設(shè)置有涂有太陽能吸熱涂層的金屬吸熱板，而該金屬吸熱板的背面設(shè)有金屬導(dǎo)熱體，該金屬導(dǎo)熱體的端部伸出于真空玻璃管外，與需要換熱的水箱換熱連接。當(dāng)太陽光照射在金屬吸熱板上時，該金屬吸熱板吸收太陽能而產(chǎn)生熱，并將熱量傳遞給金屬導(dǎo)熱體，從而通過金屬導(dǎo)熱體將熱量傳遞給水箱中的水，達(dá)到加熱水箱中的水的目的。
為達(dá)到更好的聚光吸熱效果，有人提出了一種新型的太陽能集熱裝置，其包括有透明真空容器和設(shè)置于該透明真空容器內(nèi)的金屬吸熱板，該金屬吸熱板上換熱連接有延伸出真空容器的金屬導(dǎo)熱體，于該真空容器的向光面設(shè)有曲面凹槽，并于該曲面凹槽內(nèi)設(shè)有球形的聚光凸透鏡。這樣，太陽光通過球形聚光凸透鏡聚光后照射在金屬吸熱板上，提高了金屬吸熱板的吸熱效率。但是，由于其在經(jīng)球形聚光凸透鏡聚光后，金屬吸熱板的吸熱后的溫度非常高能達(dá)到幾百度甚至上千度，而使與金屬吸熱板換熱連接的金屬導(dǎo)熱體內(nèi)的導(dǎo)熱介質(zhì)在冷凝端來不及冷凝而處于蒸發(fā)狀態(tài)，從而影響金屬導(dǎo)熱體與外界的換熱效率。并且在持續(xù)的高溫狀態(tài)下特別是正午陽光較強的時候，由于金屬導(dǎo)熱體內(nèi)聚集的熱量來不及經(jīng)冷凝端傳出，使金屬導(dǎo)熱體內(nèi)的壓力升高，而造成高溫高壓下金屬導(dǎo)熱體爆裂，且金屬導(dǎo)熱體與真空容器之間的隔熱墊也容易在高溫下老化，而縮短其使用壽命。另外，采用金屬導(dǎo)熱體進(jìn)行換熱時，由于金屬導(dǎo)熱體本身結(jié)構(gòu)的限制，只能通過冷凝端與外界換熱，從而使其與外界的換熱連接方式也受到限制。
因此，有必要提供一種新型的太陽能集熱裝置，來克服上述現(xiàn)有太陽能集熱裝置的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于，提供一種太陽能集熱裝置，其能夠通過換熱介質(zhì)循環(huán)通道循環(huán)換熱，換熱效率高，且能夠避免采用現(xiàn)有金屬導(dǎo)熱體容易爆裂的情況發(fā)生。
本實用新型的上述目的可采用如下技術(shù)方案來實現(xiàn)。一種太陽能集熱裝置，其至少包括有透明真空容器和設(shè)置于該透明真空容器內(nèi)的吸熱元件，該透明真空容器的向光面設(shè)有曲面凹槽，于該曲面凹槽內(nèi)設(shè)有聚光凸透鏡，所述的透明真空容器上設(shè)有換熱介質(zhì)入口和換熱介質(zhì)出口，并于該換熱介質(zhì)入口和換熱介質(zhì)出口之間設(shè)有與所述的吸熱元件換熱設(shè)置的換熱介質(zhì)循環(huán)通道。
在本實用新型中，作為一種可實施方式，所述的吸熱元件的周邊密封連接于透明真空容器的內(nèi)壁，該吸熱元件與透明真空容器之間的空間形成為所述的換熱介質(zhì)循環(huán)通道。
作為本實用新型的另外一種實施方式，所述的換熱介質(zhì)循環(huán)通道還可由一根或者一根以上換熱連接于吸熱元件的循環(huán)管道構(gòu)成，該每一循環(huán)管道的兩端分別密封連通于所述的換熱介質(zhì)入口和換熱介質(zhì)出口。
在本實用新型中，所述的循環(huán)管道可貼觸于吸熱元件，構(gòu)成與吸熱元件的換熱連接。進(jìn)一步，為提高換熱效率，所述的循環(huán)管道可包覆于所述的吸熱元件內(nèi)，構(gòu)成與吸熱元件的換熱連接。
進(jìn)一步，為便于多根循環(huán)管道與換熱介質(zhì)入口和/或換熱介質(zhì)出口的連接，于所述的換熱介質(zhì)入口和/或換熱介質(zhì)出口的連接處設(shè)有擴徑盤口，每一根循環(huán)管道封接于該擴徑盤口形成與換熱介質(zhì)入口和/或換熱介質(zhì)出口的密封連通。
在本實用新型中，于所述的透明真空容器的外露面上包覆有保溫層，以進(jìn)一步防止熱量的散失。
還可進(jìn)一步于所述透明真空容器的上端面的保溫層外覆設(shè)有保護(hù)層，以保護(hù)其不受損壞。
進(jìn)一步，所述透明真空容器的曲面凹槽邊緣處設(shè)有向內(nèi)凸伸的凸緣，所述的聚光凸透鏡抵觸于該凸緣，于該聚光凸透鏡與曲面凹槽之間形成密封空氣層，從而通過該空氣層進(jìn)一步防止熱量的散失。
所述的凸緣上設(shè)有將凸緣與聚光凸透鏡密封連接在一起的吸盤式結(jié)構(gòu)。
作為一種具體的可實施方式，所述的凸緣可由透明真空容器外包覆的保溫層向內(nèi)凸伸形成的凸出部分構(gòu)成。
由于本實用新型的透明真空容器上設(shè)有換熱介質(zhì)入口和出口并于該入口和出口之間設(shè)有換熱循環(huán)通道，這樣吸熱元件吸收的熱量可以通過換熱介質(zhì)在換熱循環(huán)通道中的循環(huán)流動帶出真空透明容器傳遞給外界(例如水箱內(nèi)的水)，不但提高了換熱效率，而且由于換熱介質(zhì)可以通過換熱循環(huán)通道循環(huán)流動換熱而不是如現(xiàn)有金屬導(dǎo)熱體那樣通過介質(zhì)的蒸發(fā)和冷凝換熱，從而避免了現(xiàn)有的金屬導(dǎo)熱體爆裂的現(xiàn)象發(fā)生，提高了太陽能集熱裝置的使用壽命。特別是，本實用新型可以直接將水作為換熱介質(zhì)，使水箱中的水通過透明真空容器的換熱循環(huán)通道換熱循環(huán)后，直接升溫，從而獲得所需的熱水。另外，由于本實用新型采用換熱循環(huán)通道循環(huán)換熱，其既可以由單獨的換熱介質(zhì)在換熱介質(zhì)出口和入口之間形成換熱回路后，由該回路與水箱內(nèi)的水換熱，也可以直接采用水箱內(nèi)的水作為換熱介質(zhì)，直接進(jìn)行換熱，從而為本實用新型的太陽能集熱裝置與外界的水箱之間的連接方式提供了多種選擇。


圖1本實用新型實施例1的正面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2本實用新型的側(cè)面剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3本實用新型圖2的吸盤式結(jié)構(gòu)局部放大圖；圖4本實用新型的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；圖5本實用新型實施2的側(cè)面剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖6本實用新型實施例2的擴徑盤口連接結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7本實用新型圖5中的循環(huán)管道與吸熱元件換熱連接結(jié)構(gòu)局部放大圖。
具體實施方式
實施例1如圖1-4所示，本實用新型的太陽能集熱裝置至少包括有透明真空容器1和設(shè)置于該透明真空容器1內(nèi)的吸熱元件2，該透明真空容器1的向光面設(shè)有曲面凹槽11，于該曲面凹槽11內(nèi)設(shè)有聚光凸透鏡3，所述的透明真空容器1上設(shè)有換熱介質(zhì)入口12和換熱介質(zhì)出口13，并于該換熱介質(zhì)入口12和換熱介質(zhì)出口13之間設(shè)有與所述的吸熱元件2換熱設(shè)置的換熱介質(zhì)循環(huán)通道4。當(dāng)太陽光照射在本實用新型的太陽能集熱裝置時，太陽光經(jīng)聚光凸透鏡3的匯聚照射在吸熱元件2上，吸熱元件2吸收太陽能而產(chǎn)生熱，換熱介質(zhì)從換熱介質(zhì)入口12流入，經(jīng)換熱介質(zhì)通道4與吸熱元件2換熱后，從換熱介質(zhì)出口13流出，從而通過換熱介質(zhì)在換熱循環(huán)通道4中的循環(huán)流動將熱量帶出真空透明容器1傳遞給外界(例如水箱內(nèi)的水)，不但提高了換熱效率，而且由于換熱介質(zhì)可以通過換熱循環(huán)通道4循環(huán)流動換熱而不是如現(xiàn)有金屬導(dǎo)熱體那樣通過介質(zhì)的蒸發(fā)和冷凝換熱，從而避免了現(xiàn)有的金屬導(dǎo)熱體爆裂的現(xiàn)象發(fā)生，提高了太陽能集熱裝置的使用壽命。
作為本實用新型的一種可實施方式，在本實施例中，所述的吸熱元件2的周邊可密封連接于透明真空容器1的內(nèi)壁，該吸熱元件2與透明真空容器1之間的空間形成為所述的換熱介質(zhì)循環(huán)通道4。這樣，換熱介質(zhì)從換熱介質(zhì)入口12流入后再該換熱循環(huán)通道4內(nèi)直接與吸熱元件2接觸換熱，并經(jīng)循環(huán)流動從換熱介質(zhì)出口13流出，從而將熱量帶出太陽能集熱裝置與外界換熱。由于換熱介質(zhì)與直接與吸熱元件2接觸換熱，且換熱接觸面積為整個吸熱元件2的面積，從而極大地提高了換熱效率。
在本實用新型中，所述的聚光凸透鏡3可進(jìn)一步為球形聚光凸透鏡，而對應(yīng)的曲面凹槽11為球面，這樣，一年四季的太陽光無論太陽光入射角如何變化，均能通過該球形聚光凸透鏡3匯聚在吸熱元件2上，從而提高太陽能集熱裝置的集熱效果。
在本實用新型中，如圖1、圖2所示，于所述的透明真空容器1的外露面上可進(jìn)一步包覆有保溫層5，以進(jìn)一步防止熱量的散失，提高太陽能集熱裝置的集熱效果。
如圖1所示，本實用新型還可進(jìn)一步于所述透明真空容器1的上端面的保溫層5外覆設(shè)有保護(hù)層6，以保護(hù)其不受損壞。
進(jìn)一步，如圖1、圖2所示，所述透明真空容器1的曲面凹槽11邊緣處設(shè)有向內(nèi)凸伸的凸緣7，所述的聚光凸透鏡3抵觸于該凸緣7，于該聚光凸透鏡3與曲面凹槽11之間形成密封空氣層8，從而通過該空氣層8進(jìn)一步防止熱量的散失。
如圖2、圖3所示，所述的凸緣7上可設(shè)有將凸緣7與聚光凸透鏡3密封連接在一起的吸盤式結(jié)構(gòu)71。作為一種具體的可實施方式，如圖2、圖3所示，所述的凸緣7可由透明真空容器1外包覆的保溫層5向內(nèi)凸伸形成的凸出部分構(gòu)成。
本實用新型在使用時，既可以由單獨的換熱介質(zhì)在換熱介質(zhì)出口13和入口12之間形成換熱回路后，由該回路與水箱內(nèi)的水換熱，也可以直接采用水箱內(nèi)的水作為換熱介質(zhì)，直接進(jìn)行換熱，來加熱水箱中的水，在此不作限制。
實施例2本實施例的基本結(jié)構(gòu)與效果與實施例1相同，在此不再贅述。
如圖5-圖7所示，本實施例與實施例1的區(qū)別在于，在本實施例中，所述的換熱介質(zhì)循環(huán)通道4還可由一根或者一根以上換熱連接于吸熱元件2的循環(huán)管道41構(gòu)成，該每一循環(huán)管道41的兩端分別密封連通于所述的換熱介質(zhì)入口12和換熱介質(zhì)出口13。
在實施例中，所述的循環(huán)管道41可貼觸于吸熱元件2，構(gòu)成與吸熱元件2的換熱連接(圖中未示圖出)。進(jìn)一步，如圖5、圖7所示，為提高換熱效率，所述的循環(huán)管道41可包覆于所述的吸熱元件2內(nèi)，構(gòu)成與吸熱元件2的換熱連接。
進(jìn)一步，如圖6所示，為便于多根循環(huán)管道41與換熱介質(zhì)入口12和/或換熱介質(zhì)出口13的連接，于所述的換熱介質(zhì)入口12和/或換熱介質(zhì)出口13的連接處設(shè)有擴徑盤口14，每一根循環(huán)管道41封接于該擴徑盤口14形成與換熱介質(zhì)入口12和/或換熱介質(zhì)出口13的密封連通。
如圖5所示，于所述的循環(huán)管道41與透明真空容器1的底面之間的空間內(nèi)可填設(shè)有填充材料，可對循環(huán)管道41及吸熱元件2起到支撐作用。
上述實施例為本實用新型的幾種具體實施方式
，僅用于說明本實用新型，而非用于限制本實用新型。
權(quán)利要求1.一種太陽能集熱裝置，其至少包括有透明真空容器和設(shè)置于該透明真空容器內(nèi)的吸熱元件，其特征在于，該透明真空容器的向光面設(shè)有曲面凹槽，于該曲面凹槽內(nèi)設(shè)有聚光凸透鏡，所述的透明真空容器上設(shè)有換熱介質(zhì)入口和換熱介質(zhì)出口，并于該換熱介質(zhì)入口和換熱介質(zhì)出口之間設(shè)有與所述的吸熱元件換熱設(shè)置的換熱介質(zhì)循環(huán)通道。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽能集熱裝置，其特征在于，所述的吸熱元件的周邊密封連接于透明真空容器的內(nèi)壁，于該吸熱元件與透明真空容器之間空間形成為所述的換熱介質(zhì)循環(huán)通道。
3.如權(quán)利要求1所述的太陽能集熱裝置，其特征在于，所述的換熱介質(zhì)循環(huán)通道由一根或者一根以上換熱連接于吸熱元件的循環(huán)管道構(gòu)成，該每一循環(huán)管道的兩端分別密封連通于所述的換熱介質(zhì)入口和換熱介質(zhì)出口。
4.如權(quán)利要求3所述的太陽能集熱裝置，其特征在于，所述的循環(huán)管道貼觸于所述的吸熱元件或者包覆于所述的吸熱元件內(nèi)，構(gòu)成與吸熱元件的換熱連接。
5.如權(quán)利要求3所述的太陽能集熱裝置，其特征在于，于所述的換熱介質(zhì)入口和/或換熱介質(zhì)出口的連接處設(shè)有擴徑盤口，每一根循環(huán)管道封接于該擴徑盤口形成與換熱介質(zhì)入口和/或換熱介質(zhì)出口的密封連通。
6.如權(quán)利要求1所述的太陽能集熱裝置，其特征在于，于所述的透明真空容器的外露面上包覆有保溫層。
7.如權(quán)利要求6所述的太陽能集熱裝置，其特征在于，于所述透明真空容器的上端面的保溫層外覆設(shè)有保護(hù)層。
8.如權(quán)利要求1或6所述的太陽能集熱裝置，其特征在于，所述透明真空容器的曲面凹槽邊緣處設(shè)有向內(nèi)凸伸的凸緣，所述的聚光凸透鏡抵觸于該凸緣，于該聚光凸透鏡與凹槽之間形成密封空氣層。
9.如權(quán)利要求8所述的太陽能集熱裝置，其特征在于，所述的凸緣上設(shè)有將凸緣與聚光凸透鏡密封連接在一起的吸盤式結(jié)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求8所述的太陽能集熱裝置，其特征在于，所述的凸緣由透明真空容器外包覆的保溫層向內(nèi)凸伸形成的凸出部分構(gòu)成。
專利摘要本實用新型涉及一種太陽能集熱裝置，其至少包括有透明真空容器和設(shè)置于該透明真空容器內(nèi)的吸熱元件，該透明真空容器的向光面設(shè)有曲面凹槽，于該曲面凹槽內(nèi)設(shè)有聚光凸透鏡，所述的透明真空容器上設(shè)有換熱介質(zhì)入口和換熱介質(zhì)出口，并于該換熱介質(zhì)入口和換熱介質(zhì)出口之間設(shè)有與所述的吸熱元件換熱設(shè)置的換熱介質(zhì)循環(huán)通道。本實用新型通過換熱介質(zhì)循環(huán)通道循環(huán)換熱，不但換熱效率高，且能夠避免采用現(xiàn)有金屬導(dǎo)熱體容易爆裂的情況發(fā)生。
文檔編號F24J2/30GK2699192SQ20042005076
公開日2005年5月11日 申請日期2004年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月14日
發(fā)明者付長彪 申請人:付長彪