專利名稱：中溫太陽能集熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種中溫太陽能集熱器，屬于太陽能集熱裝置技術(shù)。
背景技術(shù)：
本實用新型所述中溫太陽能集熱器，是集熱介質(zhì)受熱溫度達(dá)到10(T20(TC范圍內(nèi)的一種太陽能集熱器。已有技術(shù)諸如中國專利200410064610.4所公開的這類太陽能集熱器，由兩側(cè)漸開線段與拋物線段過渡連接且對稱布置所構(gòu)成的斷面呈U型結(jié)構(gòu)的聚光鏡，布置在所述聚光鏡的漸開線段之基圓中心部位的集熱管組件，以及用來支持所述聚光鏡和集熱管組件的支撐架所組成，所述的這類太陽能集熱器，適于在蒸飯、供熱水等生活設(shè)施上應(yīng)用。然而，已有技術(shù)的這類太陽能集熱器，仍然存在諸多結(jié)構(gòu)性不足，擇其主要的有:其一是所述的聚光鏡采用的是玻璃鋼基加貼膜或鋁基加貼膜的結(jié)構(gòu)，由于其玻璃鋼基易老化或變形或開裂，而鋁基的耐侯性很差，加之貼膜操作很麻煩，膜系層粘合不但不牢靠，而且還會夾帶不少氣泡，而直接降低了其聚光鏡的反光率；其二是已有技術(shù)的聚光鏡都是前表面鏡，即所述反光層是設(shè)在玻璃鋼基或鋁基前表面的，由于所述反光層暴露在外部空間，而要直面承受大氣的腐蝕和溫差以及風(fēng)吹雨淋、飛沙走石等惡劣環(huán)境的侵襲；其三是已有技術(shù)聚光鏡的槽口端和兩側(cè)端，均是與外界空間相貫通的，由于不設(shè)蓋板，而致使所述聚光鏡內(nèi)腔不但熱量易散失，而且極易受到外部因素的損傷，且人工清潔也非常煩難。有鑒于所述結(jié)構(gòu)性不足，以致已有技術(shù)聚光鏡的反光率< 80%，而且逐年下降，使用6年時的反光率下降至30%。據(jù)歐洲一家研究單位的測試，對同等結(jié)構(gòu)同等規(guī)模的太陽能熱發(fā)電聚光鏡系統(tǒng)，其聚光鏡的反光率每提高I %，可通過減少集熱器的數(shù)量而節(jié)約投資70萬歐元。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型旨在提供一種結(jié)構(gòu)合理，聚光鏡反光率高，抵御環(huán)境壓力的能力強，使用壽命長的中溫太陽能集熱器，以克服已有技術(shù)的不足。本實用新型實現(xiàn)其目的的技術(shù)構(gòu)想:一是所述聚光鏡采取表面鏡與基體玻璃雙層復(fù)合粘成一體的結(jié)構(gòu)，既提高其整體物理性能，又避免了由于不同材質(zhì)復(fù)合因兩者膨脹系數(shù)不同所帶來的變形、開裂和分離等缺陷的產(chǎn)生；二是所述聚光鏡的表面鏡采取玻璃基鍍膜結(jié)構(gòu)，以避免由貼膜而帶來的麻煩，和在玻璃基與貼膜間形成氣泡；三是所述表面鏡采用后表面鏡結(jié)構(gòu)，將反光膜層與保護(hù)膜層依次分別鍍布在表面鏡的反面，且通過表面鏡與基體玻璃復(fù)合粘接，而使得所述膜系結(jié)構(gòu)層，藏身于夾層玻璃之間，得到了徹底的安全保護(hù)，從而從根本上提高了聚光鏡的反光率和正常工作壽命；四是所述后表面鏡背面所鍍的反光膜層采用銀反光膜層，而由于銀是目前可知的反光率最高的一種單質(zhì)反光材料，從而較已有技術(shù)有效提高了反光率；五是分別采用鍍膜玻璃蓋板將斷面呈U型結(jié)構(gòu)的槽式聚光鏡的槽口和兩側(cè)開口端密封起來，而避免所述聚光鏡內(nèi)腔的熱量散失，且所述聚光鏡的表面鏡可得到更加有效的保護(hù)；六是所述表面鏡采用的是玻璃鏡，而其玻璃基是一種超白(低鐵)超薄(厚度在0.8^1.6mm范圍內(nèi))賦形化學(xué)鋼化玻璃，有效提高了所述表面鏡的反光率；從而實現(xiàn)本實用新型的目的?；谏鲜黾夹g(shù)構(gòu)想，本實用新型實現(xiàn)其目的的主旨技術(shù)方案是:一種中溫太陽能集熱器，包括:兩側(cè)型線由漸開線段與拋物線段過渡連接且對稱布置所構(gòu)成的斷面呈U型結(jié)構(gòu)的槽式聚光鏡，布置在聚光鏡的漸開線段之基圓中心部位的集熱管組件，左、右管座組件和左、右支撐架；而:所述集熱管組件，由玻璃真空管，和布置在玻璃真空管內(nèi)且由導(dǎo)熱金屬翅片定置的U型集熱介質(zhì)管組成；集熱介質(zhì)管的進(jìn)、出口均暴露在玻璃真空管的外部，且分別可與集熱介質(zhì)輸送管和集熱介質(zhì)回流管管路連接；所述管座組件，由左、右鏡座，具有軸套的左、右管座，和連接件組成；所述聚光鏡的兩端分別嵌裝在左、右鏡座的第一嵌裝槽內(nèi)；左、右鏡座底部分別與連接件的兩側(cè)端連接；左、右管座分別與連接件兩側(cè)端連接，而其軸套套裝在支撐架的軸套上；玻璃真空管左、右端分別與左、右支撐架的軸套呈軸孔配裝；通過支撐架與地面固定體連接，可使管座組件連同聚光鏡和集熱管組件，一起懸空固定在地面固定體的上方，而其:a，所述斷面呈U型結(jié)構(gòu)的槽式聚光鏡，由表面鏡與基體玻璃經(jīng)粘結(jié)劑復(fù)合粘結(jié)成一體；所述表面鏡系后表面鏡，是在其玻璃基的后表面，由內(nèi)至外依次鍍布有反光膜層和保護(hù)膜層；b，還包括蓋板玻璃；所述蓋板玻璃布置在所述聚光鏡的槽口部位，且與管體組件的鏡座的開口端密接，而與斷面呈U型結(jié)構(gòu)的槽式聚光鏡的槽口密合；所述蓋板玻璃的外表面，由內(nèi)至外依次鍍布有第一太陽光增透膜層和第一自清潔膜層，在蓋板玻璃的內(nèi)表面鍍布有第二太陽光增透膜層；C，還包括左、右側(cè)玻璃蓋板；所述左、右側(cè)玻璃蓋板分別嵌裝在左、右鏡座內(nèi)側(cè)的第二嵌裝槽內(nèi)；所述側(cè)玻璃蓋板的外表面，由內(nèi)至外依次鍍布有第三太陽光增透膜層和第二自清潔膜層，在側(cè)玻璃蓋板的內(nèi)表面鍍布有第四太陽光增透膜層。由以上所給出的技術(shù)方案，結(jié)合以上所述的技術(shù)構(gòu)想可以明了，本實用新型實現(xiàn)了其所要實現(xiàn)的目的。為了能夠跟蹤太陽而進(jìn)一步提高集熱效率，本實用新型還主張，所述管座的軸套還設(shè)有徑向緊定螺釘，通過緊定螺釘可將斷面呈U型結(jié)構(gòu)的槽式聚光鏡槽口端面法線，固定在與入射的太陽光保持在最小的夾角范圍內(nèi)。這一技術(shù)方案所給出是一種分時段跟蹤太陽的人工跟蹤裝置，通過人為轉(zhuǎn)動所述聚光鏡，而使其槽口端在一年四季中能夠保持對著太陽。但并不排除自動跟蹤裝置。在上述技術(shù)方案中，本實用新型還主張，所述的斷面呈U型結(jié)構(gòu)槽式聚光鏡的表面鏡的玻璃基和蓋板玻璃以及側(cè)蓋板玻璃，均是厚度在0.8^1.6mm范圍內(nèi)的低鐵超白鋼化玻璃，由于采用薄型玻璃 制成的表面鏡，比厚玻璃表面鏡的反光率要高得多(實驗結(jié)果表明，薄玻璃鏡的反光率可達(dá)到96-97%，而厚玻璃鏡的反光率< 93% )，為此，本實用新型主張所述表面鏡的玻璃厚度，在其結(jié)構(gòu)物理性能和工藝條件允許的條件下，其厚度以薄為好，優(yōu)選的所述表面鏡的玻璃基厚度為1.6mm,而所述的基體玻璃是厚度在3 5mm范圍內(nèi)的普通鋼化玻璃。[0019]在上述技術(shù)方案中，本實用新型還主張，所述蓋板玻璃內(nèi)外表面和側(cè)玻璃蓋板內(nèi)外表面所鍍布的太陽光增透膜層，均為SiO2膜層；而所述蓋板玻璃和側(cè)玻璃蓋板分別鍍布在太陽光增透膜層表面的自清潔膜層均為TiO2膜層。當(dāng)然并不局限于此。所述的太陽光增透膜層也可以是MgF2膜層；而所述的自潔膜層也可以是TiO2與其它金屬、金屬氧化物或其它元素?fù)诫s的復(fù)合物。在上述技術(shù)方案中，本實用新型還主張，所述反光膜層是銀反光膜層，所述保護(hù)膜層是銅保護(hù)膜層，但不局限于此。所述反光膜層也可以是汞反光膜層，而所述保護(hù)膜層，也可以是鋁保護(hù)膜層。上述技術(shù)方案得以全面實施后，本實用新型所具有的結(jié)構(gòu)合理，聚光鏡反光率高，集熱器得熱率高，使用壽命長等特點，是顯而易見的。

圖1是本實用新型一種具體實施方式
的結(jié)構(gòu)立體示意圖；圖2是如圖1所示的聚光鏡I的示意圖，圖中所示8為漸開線段1-1的基圓；圖3是圖2的A部放大圖；圖中所示1-3-1-3為粘結(jié)劑層；圖4是圖1的B部放大圖；圖5是如同圖1所示的鏡座3-1的示意圖，圖中所示圖5a為鏡座3_1的主視圖，圖中所示3-1-3連接孔，圖5b為圖5a的C-C剖面圖；圖6是如同圖4所示管座3-3的示意圖，其中圖6a為其主視圖，圖6b為其左視圖；圖7是如同圖4所示支撐架4的示意圖；其中圖7a為其主視圖，圖7b為其左視圖；圖8為蓋板玻璃5和側(cè)蓋板玻璃6的截面結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
以下對照附圖，結(jié)合具體實施方式
的描述，對本實用新型作進(jìn)一步說明。一種典型的具體實施方式
，如附圖廣8所示，一種中溫太陽能集熱器，包括:兩側(cè)型線由漸開線段1-1與拋物線段1-2過渡連接且對稱布置所構(gòu)成的斷面呈U型結(jié)構(gòu)的槽式聚光鏡1，布置在聚光鏡I的漸開線段1-1之基圓中心部位的集熱管組件2，左、右管座組件3和左、右支撐架4 ;而:所述集熱管組件2，由玻璃真空管2-1，和布置在玻璃真空管2-1內(nèi)且由導(dǎo)熱金屬翅片定置的U型集熱介質(zhì)管2-2組成；集熱介質(zhì)管2-2的進(jìn)、出口均暴露在玻璃真空管2-1的外部，且分別可與集熱介質(zhì)輸送管和集熱介質(zhì)回流管管路連接；所述管座組件3，由左、右鏡座3-1，具有軸套3-2的左、右管座3_3，和連接件3_4組成；所述聚光鏡I的兩端分別嵌裝在左、右鏡座3-1的第一嵌裝槽3-1-1內(nèi)；左、右鏡座3-1底部分別與連接件3-4的兩側(cè)端連接；左、右管座3-3分別與連接件3-4兩側(cè)端連接，而其軸套3-2套裝在支撐架4的軸套4-1上；玻璃真空管2-1左、右端分別與左、右支撐架4的軸套4-1呈軸孔配裝；通過支撐架4與地面固定體連接，可使管座組件3連同聚光鏡I和集熱管組件2，一起懸空固定在地面固定體的上方，而；[0035]a，所述斷面呈U型結(jié)構(gòu)的槽式聚光鏡1，由表面鏡1-3與基體玻璃1_4經(jīng)粘結(jié)劑復(fù)合粘結(jié)成一體；所述表面鏡1-3系后表面鏡，是在其玻璃基1-3-1的后表面，由內(nèi)至外依次鍛布有反光膜層1-3-1-1和保護(hù)膜層1-3-1-2 ；b，還包括蓋板玻璃5 ;所述蓋板玻璃5布置在所述聚光鏡I的槽口部位，且與管體組件3的鏡座3-1的開口端密接，而與斷面呈U型結(jié)構(gòu)的槽式聚光鏡I的槽口密合；所述蓋板玻璃5的外表面，由內(nèi)至外依次鍍布有第一太陽光增透膜層5-1和第一自清潔膜層5-2，在蓋板玻璃5的內(nèi)表面鍍布有第二太陽光增透膜層5-3 ；C，還包括左、右側(cè)玻璃蓋板6 ;所述左、右側(cè)玻璃蓋板6分別嵌裝在左、右鏡座3-1內(nèi)側(cè)的第二嵌裝槽3-1-2內(nèi)；所述兩側(cè)玻璃蓋板6的外表面，由內(nèi)至外依次鍍布有第三太陽光增透膜層6-1和第二自清潔膜層6-2，在側(cè)玻璃蓋板6的內(nèi)表面鍍布有第四太陽光增透膜層6-3。而所述管座3-3的軸套3-2，還設(shè)有徑向緊定螺釘7，通過緊定螺釘7可將斷面呈U型結(jié)構(gòu)的槽式聚光鏡I槽口端面法線，固定在與入射的太陽光保持在最小的夾角范圍內(nèi)。而所述的斷面呈U型結(jié)構(gòu)槽式聚光鏡I的表面鏡1-3的玻璃基1-3-1，和蓋板玻璃5以及側(cè)蓋板玻璃6，均是厚度為0-8 l.6mm的低鐵超白鋼化玻璃。而所述蓋板玻璃5內(nèi)外表面和側(cè)玻璃蓋板6內(nèi)外表面所鍍布的太陽光增透膜層5-1、5-3、6-1、6-3，均為SiO2膜層；而所述蓋板玻璃5和側(cè)玻璃蓋板6分別鍍布在太陽光增透膜層5-1、6-1表面的自清潔膜層5-2、6-2均為TiO2膜層。在上述具體實施方式
中，所述與聚光鏡I相吻合密接的鏡座3-1，是精密鑄造的鋁制件；所述用來粘接表面鏡1-3與基體玻璃1-4的粘接劑，建議采用由國外進(jìn)口的高強度樹脂粘接劑；推薦的一種所述聚光鏡I的槽向(軸向)長度為1700mm，槽口寬度為400mm，槽深為420_，而其表面鏡1-3的玻璃基1-3-1是厚度為1.6mm的低鐵超白鋼化玻璃；所述聚光鏡I的基體玻璃1-4為5mm厚的普鋼化通玻璃。如具體實施方式
所描述的中溫太陽能集熱器初樣的試用效果是很好的，其反光率達(dá)到96% 97%，集熱介質(zhì)的溫度達(dá)到150°C以上，具有很強的耐受惡劣環(huán)境的能力，預(yù)計其使用壽命> 25年。取得了十分明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，實現(xiàn)了本實用新型的初衷。本實用新型的使用范圍，不受本說明書描述的限制。用其生產(chǎn)的蒸汽，可以廣泛適用于太陽能蒸飯和燒開水，太陽能供熱、太陽能制冷空調(diào)；紡織工業(yè)，化學(xué)工業(yè)，造紙、木材加工和貴重藥材干燥以及工藝浴槽加熱等領(lǐng)域，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。
權(quán)利要求1.一種中溫太陽能集熱器，包括:兩側(cè)型線由漸開線段(1-1)與拋物線段(1-2)過渡連接且對稱布置所構(gòu)成的斷面呈U型結(jié)構(gòu)的槽式聚光鏡(1)，布置在聚光鏡(1)的漸開線段(1-1)之基圓中心部位的集熱管組件(2)，左、右管座組件(3)和左、右支撐架(4);而: 所述集熱管組件(2)，由玻璃真空管(2-1)，和布置在玻璃真空管(2-1)內(nèi)且由導(dǎo)熱金屬翅片定置的U型集熱介質(zhì)管(2-2)組成；集熱介質(zhì)管(2-2)的進(jìn)、出口均暴露在玻璃真空管(2-1)的外部，且分別可與集熱介質(zhì)輸送管和集熱介質(zhì)回流管管路連接； 所述管座組件(3)，由左、右鏡座(3-1)，具有軸套(3-2)的左、右管座(3-3)，和連接件(3-4)組成；所述聚光鏡(I)的兩端分別嵌裝在左、右鏡座(3-1)的第一嵌裝槽(3-1-1)內(nèi)；左、右鏡座(3-1)底部分別與連接件(3-4)的兩側(cè)端連接；左、右管座(3-3)分別與連接件(3-4)兩側(cè)端連接，而其軸套(3-2)套裝在支撐架(4)的軸套(4-1)上；玻璃真空管(2-1)左、右端分別與左、右支撐架(4)的軸套(4-1)呈軸孔配裝；通過支撐架(4)與地面固定體連接，可使管座組件(3)連同聚光鏡(I)和集熱管組件(2)，一起懸空固定在地面固定體的上方； 其特征在于: a,所述斷面呈U型結(jié)構(gòu)的槽式聚光鏡(I )，由表面鏡(1-3)與基體玻璃(1-4)經(jīng)粘結(jié)劑復(fù)合粘結(jié)成一體；所述表面鏡(1-3)系后表面鏡，是在其玻璃基(1-3-1)的后表面，由內(nèi)至外依次鍍布有反光膜層(1-3-1-1)和保護(hù)膜層(1-3-1-2 ); b，還包括蓋板玻璃(5 );所述蓋板玻璃(5 )布置在所述聚光鏡(I)的槽口部位，且與管體組件(3)的鏡座(3-1)的開口端密接，而與斷面呈U型結(jié)構(gòu)的槽式聚光鏡(I)的槽口密合； 所述蓋板玻璃(5)的外表面，由內(nèi)至外依次鍍布有第一太陽光增透膜層(5-1)和第一自清潔膜層(5-2)，在蓋板玻璃(5)的內(nèi)表面鍍布有第二太陽光增透膜層(5-3)； C，還包括左、右側(cè)玻璃蓋板(6);所述左、右側(cè)玻璃蓋板(6)分別嵌裝在左、右鏡座(3-1)內(nèi)側(cè)的第二嵌裝槽(3-1-2)內(nèi)； 所述側(cè)玻璃蓋板(6)的外表面，由內(nèi)至外依次鍍布有第三太陽光增透膜層(6-1)和第二自清潔膜層(6-2 )，在側(cè)玻璃蓋板(6 )的內(nèi)表面鍍布有第四太陽光增透膜層(6-3 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中溫太陽能集熱器，其特征在于，所述管座(3-3)的軸套(3-2)，還設(shè)有徑向緊定螺釘(7)，通過緊定螺釘(7)可將斷面呈U型結(jié)構(gòu)的槽式聚光鏡(I)槽口端面法線，固定在與入射的太陽光保持在最小的夾角范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中溫太陽能集熱器，其特征在于:所述的斷面呈U型結(jié)構(gòu)槽式聚光鏡(I)的表面鏡(1-3)的玻璃基(1-3-1 )，和蓋板玻璃(5)以及側(cè)蓋板玻璃(6)，均是厚度在0.8^1.6mm范圍內(nèi)的低鐵超白鋼化玻璃，所述基體玻璃(1-4)是厚度在3飛mm范圍內(nèi)的普通鋼化玻璃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的中溫太陽能集熱器，其特征在于:所述蓋板玻璃(5)的內(nèi)外表面和側(cè)玻璃蓋板(6)的內(nèi)外表面所鍍布的太陽光增透膜層(5-1、5-3、6-1、6_3),均為SiO2膜層；而所述蓋板玻璃(5)和側(cè)玻璃蓋板(6)分別鍍布在太陽光增透膜層(5-1、6-1)表面的自清潔膜層(5-2、6-2)均為TiO2膜層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述中溫太陽能集熱器，其特征在于:所述反光膜層(1-3-1-1)是銀反光膜層，而所述保護(hù)膜層(1-3-1-2)是銅保護(hù)膜層。
專利摘要本實用新型所公開的是一種太陽能中溫集熱器，包括具有漸開線段與拋物線段復(fù)合型線的呈U型結(jié)構(gòu)的槽式聚光鏡，布置在聚光鏡漸開線段基圓部位的集熱管組件，左、右管座組件和左、右支撐架，以其所述聚光鏡由表面鏡與基體玻璃復(fù)合粘結(jié)成一體，且所述表面鏡是在其玻璃基背面由內(nèi)至外依次鍍布有銀反光膜層和銅保護(hù)膜層的后表面鏡，在槽式聚光鏡的槽口和兩側(cè)開口端，分別設(shè)有外表面鍍布有太陽光增透膜層和自清潔膜層，而內(nèi)表面鍍布有太陽光增透膜層的玻璃蓋板為主要特征，具有結(jié)構(gòu)合理，反光率高、集熱效率高和使用壽命長等特點。
文檔編號F24J2/05GK203083158SQ20132006149
公開日2013年7月24日 申請日期2013年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月4日
發(fā)明者郭廷瑋, 俞科 申請人:常州龍騰太陽能熱電設(shè)備有限公司