專利名稱：集熱管可轉(zhuǎn)動的太陽能集熱裝置的制作方法
集熱管可轉(zhuǎn)動的太陽能集熱裝置技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于太陽能集熱設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有可轉(zhuǎn)動集熱管的太陽能集熱裝置。
背景技術(shù)：
線性太陽能聚光器是將太陽能聚集到一條焦線或準焦線的一種裝置。其中一種形式是包含由數(shù)個反光區(qū)域構(gòu)成的線性拋物面聚光器，這些反光區(qū)域固定到精確追蹤太陽的鋼結(jié)構(gòu)上。在焦線上放置吸熱管，用于捕捉太陽輻射。通過在吸熱管外部同心安裝玻璃管， 并在玻璃管和吸熱管之間抽真空，構(gòu)成集熱管，可以提高效率。
真空區(qū)域的封閉是通過在玻璃管和不銹鋼吸熱管之間安裝膨脹裝置來實現(xiàn)的，用幾個不銹鋼環(huán)使膨脹裝置一端連接玻璃管，另一端連接不銹鋼管。膨脹裝置可補償不銹鋼管和玻璃管之間的線膨脹的差異。為提高集熱管的效率，吸熱管鍍太陽光選擇性吸收膜層， 采用硼硅玻璃管并鍍減反射涂層。這樣的集熱管在市場上廣泛存在。
為了轉(zhuǎn)移集熱管里的熱量，用一種導熱流體，通過泵使其在集熱管中流通。
槽式集熱器的一個回路包含兩排拋物線槽式集熱器，每排約300米長，并在兩端連接起來。在其焦線上，放置有一列約80支集熱管。相鄰集熱管之間通過MIG焊固定到一起，組成一條很長的通道，導熱流體從里面流過。
目前使用的導熱流體有水、礦物油或一種熔鹽。有些熔鹽和水蒸氣的混合物可以用于提高太陽能發(fā)電機的工作溫度，就這點而論可以提高熱循環(huán)效率。這種熔鹽的缺點是， 它們在70-250°C的溫度范圍內(nèi)就凝固。熔點越低的鹽腐蝕性越強，成本越高，穩(wěn)定性也越低。
現(xiàn)代槽式集熱器的一大問題是輻射通量分布不均。吸熱管朝向反光板的一面輻射通量高，反面則低。這樣的輻射分布導致吸熱管截面的溫度分布不均勻，其結(jié)果是使集熱管發(fā)生彎曲變形。當熱的吸熱管接觸到冷的玻璃管，玻璃會因為熱沖擊而破裂。為減少這種問題，通過泵往系統(tǒng)里送入更多的導熱流體循環(huán)以提高冷卻速率。
然而，在使用熔鹽和水蒸氣混合物的系統(tǒng)中，一大問題是，早晨或夜晚會出現(xiàn)分層流模式，吸熱管接收輻射少的那一面經(jīng)水冷卻良好，而吸熱管上部接收輻射多的地方經(jīng)蒸汽冷卻不良。這個問題會導致極度彎曲變形，進而導致集熱管破裂。
類似的問題也會發(fā)生在需要將集熱管內(nèi)凝固的熔鹽熔化的情況。在熔化階段冷卻情況非常差，在吸熱管下部，由于凝固熔鹽的導熱性低，這種情況將進一步加劇，形成一層很薄的溫度極高的熔鹽，而吸熱管上部將會凍結(jié)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種太陽能集熱裝置，通過轉(zhuǎn)動集熱管解決集熱管內(nèi)溫度分布不均勻的問題。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種太陽能集熱裝置，包括反光板和集熱管，所述集熱管置于反光板的焦線或準焦線上，或者置于反光板的焦線或準焦線附近，其特征在于，還包括使所述集熱管轉(zhuǎn)動的裝置。進一步地，使所述集熱管轉(zhuǎn)動的裝置包括設(shè)置于集熱管兩端的、配合集熱管轉(zhuǎn)動 的活動連接件，與集熱管固定連接的從動輪，帶動該從動輪轉(zhuǎn)動的主動輪，以及使該主動輪轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置。所述主動輪與所述從動輪之間的傳動方式為下列中的一種鏈條傳動、齒輪傳動、皮帶傳動。所述驅(qū)動裝置為下列中的一種驅(qū)動電機、液壓驅(qū)動裝置、氣缸驅(qū)動裝置。所述活動連接件優(yōu)選為球窩接頭。進一步地，所述集熱管包括吸熱管和通過膨脹裝置安裝在該吸熱管外面的玻璃管進一步地，所述集熱管內(nèi)設(shè)有嵌件。該嵌件在集熱管內(nèi)壁沿集熱管長度方向設(shè)置，呈長條形或者是由多個短條形組成的長排，可以起到幫助導熱流體混合的作用。該嵌件可以設(shè)計成多孔狀的，像毛細管一樣將導熱液引向集熱管中冷卻的地方。這樣的嵌件還可以用于從凍結(jié)的熔鹽部分去除液態(tài)薄膜。進一步地，所述集熱管上設(shè)有滾輪裝置，該滾輪裝置包含若干與集熱管相切接觸的、隨集熱管一起轉(zhuǎn)動的滾輪。進一步地,所述集熱管可以改變轉(zhuǎn)動方向，在向順時針方向/逆時針方向轉(zhuǎn)動一定時間后，可以改向逆時針方向/順時針方向轉(zhuǎn)動，以起到提高熱傳導率的作用。本發(fā)明的太陽能集熱裝置，可以包括一套或多套反光板，可以包括一列或多列集熱管，同列中各集熱管間通過焊接等形式固定連接。本發(fā)明的太陽能集熱裝置，通過使集熱管轉(zhuǎn)動而使其均勻受熱，可以避免產(chǎn)生熱點和局部凍結(jié)，避免集熱管因受熱不均而導致的彎曲變形和破裂，有效地提高了太陽能集熱裝置的熱傳導效率和使用壽命，具有重要的實用意義。


圖I是實施例中太陽能集熱裝置的示意圖。圖2是實施例中電機驅(qū)動的使集熱管轉(zhuǎn)動的裝置示意圖。圖3是實施例中通過液壓裝置驅(qū)動反光板轉(zhuǎn)動以及電機帶動鏈條使集熱管轉(zhuǎn)動的示意圖。圖4是實施例中安裝于集熱管上的滾輪裝置示意圖。圖5(a)_(c)是實施例中位于集熱管內(nèi)的嵌件形狀示意圖。圖6是實施例中集熱管的輻射分布示意圖。圖中1-球窩接頭；2_使集熱管轉(zhuǎn)動的裝置(部分)；3-電機；4_主動鏈輪；5-集熱管；6_從動鏈輪；7-滾輪；8_液壓驅(qū)動裝置；9_轉(zhuǎn)動中心；10-反光板；11-輻射分布；12-支撐件。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖，通過具體實施例對本發(fā)明做進一步描述。圖I所示的是本發(fā)明一個實施例的太陽能集熱裝置的示意圖，包括一套反光板10和一列線性集熱管5，在這列集熱管的兩端安裝有配合集熱管轉(zhuǎn)動的活動連接件——球窩接頭1，該球窩接頭可從例如HYSPAN精密產(chǎn)品公司購得，在集熱管的中間位置(可以是集熱管間的連接處)安裝驅(qū)動集熱管轉(zhuǎn)動的裝置2。在本實施例的驅(qū)動集熱管轉(zhuǎn)動的裝置中，傳動方式采用鏈條，如圖2所示，驅(qū)動電機3帶動主動鏈輪4轉(zhuǎn)動，主動鏈輪4通過鏈條帶動從動鏈輪6轉(zhuǎn)動，從動鏈輪6固定連接在集熱管上，將動力傳給集熱管5，使其繞沿長度方向的中心軸旋轉(zhuǎn)，使集熱管均勻受熱。在本實施例中，如圖3所示,反光板10通過液壓驅(qū)動裝置8進行驅(qū)動并圍繞轉(zhuǎn)動中心9轉(zhuǎn)動，這樣整個太陽能集熱裝置可以追蹤太陽，使反光板10能夠充分反射太陽光線。除鏈條傳動外，在其它實施例中，本發(fā)明也可采用齒輪、皮帶等形式使主動輪帶動從動輪轉(zhuǎn)動。除電機驅(qū)動外，在其它實施例中，本發(fā)明也可采用液壓驅(qū)動或氣缸驅(qū)動的方式使主動輪轉(zhuǎn)動。 為了對集熱管進行支撐和定位，本發(fā)明在集熱管上設(shè)置了滾輪裝置，如圖4所示，該滾輪裝置包含若干(如3個)滾輪7，滾輪7可以采用滾珠軸承實現(xiàn)。圖4的局部放大圖(集熱管截面方向視圖)顯示了該滾輪裝置的具體結(jié)構(gòu)。該滾輪裝置固定連接一支撐件12，集熱管與該滾輪裝置連接，滾輪裝置內(nèi)的滾輪7與集熱管相切接觸，并隨著集熱管轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，起到支撐和定位集熱管的作用。為增強熱傳導，可以在集熱管內(nèi)加入嵌件，其結(jié)構(gòu)和位置如圖5(a)_(c)所示。該圖為集熱管橫向截面的示意圖，如圖中所示，嵌件設(shè)置在集熱管內(nèi)壁，沿集熱管長度方向通長(在集熱管的整個長度方向上)布置，但本發(fā)明不限于圖示的3種結(jié)構(gòu)和位置。該嵌件是沿集熱管長度方向安裝的，呈長條形或者是由很多個短條形組成的長排，各短條形之間有間隔，以起到幫助導熱流體混合的作用。該嵌件還可以是多孔的，像毛細管一樣可以將導熱液引向集熱管中冷卻的地方。在集熱管內(nèi)設(shè)置嵌件嵌件還可以用于從凍結(jié)的熔鹽部分去除液態(tài)薄膜，即裝有嵌件的集熱管通過轉(zhuǎn)動使液態(tài)熔鹽向集熱管上方運動，其原理類似于阿基米德螺桿。圖6示意了現(xiàn)有技術(shù)中集熱管的輻射分布11，集熱管5截面的溫度分布不均勻，朝向反光鏡10 —面的溫度T2高于背向反光鏡10 —面的溫度Tl。米用本發(fā)明，通過轉(zhuǎn)動集熱管5，可以使溫度分布不均勻的問題得以緩解。以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其進行限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以權(quán)利要求所述為準。
權(quán)利要求
1.一種太陽能集熱裝置，包括反光板和集熱管，其中集熱管置于反光板的焦線或準焦線上，或者置于反光板的焦線或準焦線附近，其特征在于，還包括使所述集熱管轉(zhuǎn)動的裝置。
2.如權(quán)利要求I所述的太陽能集熱裝置，其特征在于，使所述集熱管轉(zhuǎn)動的裝置包括 設(shè)于集熱管兩端的活動連接件，與集熱管固定連接的從動輪，帶動該從動輪轉(zhuǎn)動的主動輪， 以及使該主動輪轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置。
3.如權(quán)利要求I或2所述的太陽能集熱裝置，其特征在于所述集熱管上設(shè)有滾輪裝置，該滾輪裝置固定連接一支撐件，該滾輪裝置包含若干與集熱管相切接觸的、隨集熱管一起轉(zhuǎn)動的滾輪。
4.如權(quán)利要求I或2所述的太陽能集熱裝置，其特征在于所述集熱管內(nèi)設(shè)有嵌件。
5.如權(quán)利要求4所述的太陽能集熱裝置，其特征在于所述嵌件為多孔狀。
6.如權(quán)利要求I或2所述的太陽能集熱裝置，其特征在于所述集熱管向順時針方向/ 逆時針方向轉(zhuǎn)動一定時間后，改向逆時針方向/順時針方向轉(zhuǎn)動。
7.如權(quán)利要求I或2所述的太陽能集熱裝置，其特征在于所述集熱管包括吸熱管和通過膨脹裝置安裝在該吸熱管外面的玻璃管。
8.如權(quán)利要求2所述的太陽能集熱裝置，其特征在于所述活動連接件為球窩接頭。
9.如權(quán)利要求2所述的太陽能集熱裝置，其特征在于，所述主動輪與所述從動輪之間的傳動方式為下列中的一種鏈條傳動、齒輪傳動、皮帶傳動。
10.如權(quán)利要求2所述的太陽能集熱裝置，其特征在于，所述驅(qū)動裝置為下列中的一種驅(qū)動電機、液壓驅(qū)動裝置、氣缸驅(qū)動裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種太陽能集熱裝置，包括反光板和集熱管，所述集熱管置于反光板的焦線或準焦線上，或者置于反光板的焦線或準焦線附近，還包括使所述集熱管轉(zhuǎn)動的裝置。本發(fā)明通過使集熱管轉(zhuǎn)動而使其均勻受熱，可以避免產(chǎn)生熱點和局部凍結(jié)，避免集熱管因受熱不均而導致的彎曲變形和破裂，有效地提高了太陽能集熱裝置的熱傳導效率和使用壽命。
文檔編號F24J2/10GK102927693SQ20121038248
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月10日
發(fā)明者約翰·文 申請人:康雪慧