線性聚焦式中高溫平板集熱器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種線性聚焦式中高溫平板集熱器?，F(xiàn)有的平板集熱器只能運(yùn)用于低溫領(lǐng)域。本實(shí)用新型提供一種線性聚焦式中高溫平板集熱器，包括寬幅單距聚焦光柵片、聯(lián)箱、主流道、熱管、傳熱翅片、真空管和邊框，其特征在于：寬幅單距聚焦光柵片包括片狀的透鏡本體，透鏡本體上設(shè)有入射面和出射面，出射面上設(shè)有若干陣列排布的用于將光線聚集到一側(cè)的聚焦結(jié)構(gòu)，聚焦結(jié)構(gòu)包括若干用于聚焦光線的聚焦面和若干連接面，聚焦面與連接面間隔分布。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，寬幅單距聚焦光柵片的聚焦結(jié)構(gòu)用于為真空管聚集光線，提高光線利用率，采用了寬幅單距聚焦光柵片后，該真空管相比普通的真空管，可吸收更多的光線，從而使加熱的溫度更高。
【專利說明】線性聚焦式中高溫平板集熱器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種線性聚焦式中高溫平板集熱器，屬于平板太陽能集熱器領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能熱利用按照利用溫度劃分，目前可分為三個(gè)領(lǐng)域:其中40— 80°C為低溫領(lǐng)域，80—250°C為中溫領(lǐng)域，250—800°C為高溫領(lǐng)域。低溫領(lǐng)域熱利用技術(shù)已經(jīng)比較成熟，主要提供生活用水，其產(chǎn)品為平板型或真空管型集熱器；高溫領(lǐng)域熱利用主要技術(shù)應(yīng)用是太陽能熱發(fā)電；中溫領(lǐng)域熱利用技術(shù)主要以提供工農(nóng)業(yè)用熱為主，國際上普遍采用玻璃-金屬式集熱管作為太陽能中溫利用中的集熱部件，使用成本較高，而國內(nèi)采用菲涅爾透鏡技術(shù)的中高溫集熱器由于其結(jié)構(gòu)的缺陷必須設(shè)置太陽跟蹤裝置，先期投入高，推廣難度大。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，而提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，聚光效果好，光線利用率高，加熱溫度高的線性聚焦式中高溫平板集熱器。
[0004]本實(shí)用新型解決上述問題所采用的技術(shù)方案是:該線性聚焦式中高溫平板集熱器包括寬幅單距聚焦光柵片、聯(lián)箱、主流道、熱管、傳熱翅片、真空管和邊框，所述主流道設(shè)置在聯(lián)箱內(nèi)，所述真空管固定在聯(lián)箱上，所述熱管一端插入到真空管中，熱管的冷凝段插入到主流道內(nèi)，所述傳熱翅片固定在真空管內(nèi)，所述邊框與聯(lián)箱固定，所述寬幅單距聚焦光柵片固定在邊框上且位于真空管的上方，其特征在于:所述寬幅單距聚焦光柵片包括片狀的透鏡本體，所述透鏡本體上設(shè)有入射面和出射面，所述出射面上設(shè)有若干陣列排布的用于將光線聚集到一側(cè)的聚焦結(jié)構(gòu)，所述聚焦結(jié)構(gòu)包括若干用于聚焦光線的聚焦面和若干連接面，所述聚焦面與連接面間隔分布。寬幅單距聚焦光柵片的聚焦結(jié)構(gòu)用于為真空管聚集光線，提高光線利用率，聚焦結(jié)構(gòu)的聚焦面可將光線沿真空管方向折射，從而提高光線利用率，由于聚焦結(jié)構(gòu)將光線聚集到一側(cè)，因而設(shè)置真空管時(shí)，可節(jié)約空間；真空管吸收太陽能并轉(zhuǎn)化為熱能，熱能由傳熱翅片傳遞到熱管上，熱管再將熱能傳遞到主流道中，最終由傳熱介質(zhì)傳遞到用戶終端；采用了寬幅單距聚焦光柵片后，該真空管相比普通的真空管，可吸收更多的光線，從而使加熱的溫度更高。
[0005]本實(shí)用新型所述聚焦面為弧形面，所述連接面為平面。
[0006]本實(shí)用新型所述聚焦面包括第一聚焦面、第二聚焦面、第三聚焦面和第四聚焦面，其中第一聚焦面、第二聚焦面、第三聚焦面和第四聚焦面為圓弧直徑不同的弧形面。光線經(jīng)第一聚焦面、第二聚焦面、第三聚焦面或第四聚焦面折射后的方向均指向真空管。
[0007]本實(shí)用新型所述透鏡本體與聚焦結(jié)構(gòu)為一體式結(jié)構(gòu)。透鏡本體與聚焦結(jié)構(gòu)為一次性擠出或采用雕蝕工藝制作加工而成，加工方便，適合批量生產(chǎn)。
[0008]本實(shí)用新型所述透鏡本體為玻璃或聚烯烴材質(zhì)。
[0009]本實(shí)用新型所述聯(lián)箱包括聯(lián)箱外殼，所述聯(lián)箱外殼內(nèi)設(shè)有保溫層。保溫層可保持主流道內(nèi)的溫度。
[0010]本實(shí)用新型所述邊框上固定有防塵擋板，所述防塵擋板位于真空管的下方?？煞乐够覊m進(jìn)入，影響陽光的透過率。
[0011]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，寬幅單距聚焦光柵片的聚焦結(jié)構(gòu)用于為真空管聚集光線，提高光線利用率，聚焦結(jié)構(gòu)的聚焦面可將光線沿真空管方向折射，從而提高光線利用率，由于聚焦結(jié)構(gòu)將光線聚集到一側(cè)，因而設(shè)置真空管時(shí)，可節(jié)約空間；真空管吸收太陽能并轉(zhuǎn)化為熱能，熱能由傳熱翅片傳遞到熱管上，熱管再將熱能傳遞到主流道中，最終由傳熱介質(zhì)傳遞到用戶終端；采用了寬幅單距聚焦光柵片后，該真空管相比普通的真空管，可吸收更多的光線，從而使加熱的溫度更高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例中線性聚焦式中高溫平板集熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2是圖1中A處的放大示意圖。
[0014]圖3是圖1的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖4是真空管的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例中寬幅單距聚焦光柵片的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖6是圖5中B處的放大示意圖。
[0018]圖7是寬幅單距聚焦光柵片的聚光原理圖。
[0019]圖8是圖7的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖并通過實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以下實(shí)施例是對(duì)本實(shí)用新型的解釋而本實(shí)用新型并不局限于以下實(shí)施例。
[0021]實(shí)施例。
[0022]參見圖1至圖8，本實(shí)施例中的線性聚焦式中高溫平板集熱器包括寬幅單距聚焦光柵片1、聯(lián)箱2、主流道3、熱管4、傳熱翅片5、真空管6、邊框7、防塵擋板8、內(nèi)嵌套管9和護(hù)托10。
[0023]本實(shí)施例中的主流道3設(shè)置在聯(lián)箱2內(nèi)，真空管6固定在聯(lián)箱2上，主流道3內(nèi)設(shè)有內(nèi)嵌套管9，熱管4 一端插入到真空管6中，熱管4的冷凝段41插入到主流道3內(nèi)的內(nèi)嵌套管9內(nèi)，熱管4的冷凝段41與內(nèi)嵌套管9之間的空隙中填充導(dǎo)熱硅脂，從而使傳熱效果更好，傳熱翅片5緊貼固定在真空管6的內(nèi)壁上，熱管4與傳熱翅片5接觸，邊框7與聯(lián)箱2固定，寬幅單距聚焦光柵片I固定在邊框7上且位于真空管6的上方，寬幅單距聚焦光柵片I用于為真空管6匯聚光線。
[0024]本實(shí)施例中的寬幅單距聚焦光柵片I包括片狀的透鏡本體11和聚焦結(jié)構(gòu)12，透鏡本體11上設(shè)有入射面111和出射面112，聚焦結(jié)構(gòu)12設(shè)置在出射面112上，聚焦結(jié)構(gòu)12的數(shù)量與真空管6的數(shù)量相同，聚焦結(jié)構(gòu)12用于將光線匯聚到真空管6上，聚焦結(jié)構(gòu)12呈陣列排布。
[0025]本實(shí)施例中的聚焦結(jié)構(gòu)12包括若干用于聚焦光線的聚焦面和若干連接面，聚焦面可以為弧形面，連接面125為平面，聚焦面包括第一聚焦面121、第二聚焦面122、第三聚焦面123和第四聚焦面124，第一聚焦面121、第二聚焦面122、第三聚焦面123和第四聚焦面124將光線往一側(cè)匯聚。本實(shí)施例中的第一聚焦面121、第二聚焦面122、第三聚焦面123和第四聚焦面124均為弧形面，且其弧形面的直徑依次增大，從而使得其折射角依次增大，使得光線折射后能匯聚要一處，如圖7所示，第一聚焦面121、第二聚焦面122、第三聚焦面123和第四聚焦面124將光線往右側(cè)下方方向匯聚，而傳統(tǒng)的菲涅爾透鏡，其某一陣列單元上光線由兩端往中間匯聚，因而在設(shè)置真空管6時(shí)，真空管的兩側(cè)將會(huì)留有間隙，從而造成空間上的浪費(fèi)。
[0026]本實(shí)施例中的透鏡本體11與聚焦結(jié)構(gòu)12為一體式結(jié)構(gòu)，透鏡本體11的寬度超過
1.2米，透鏡本體11與聚焦結(jié)構(gòu)12為一次性擠出或采用雕蝕工藝制作加工而成，加工方便，
適合批量生產(chǎn)。
[0027]本實(shí)施例中的透鏡本體11與聚焦結(jié)構(gòu)12為玻璃或聚烯烴材質(zhì)。玻璃或聚烯烴材質(zhì)的透過性較好，且成本相對(duì)較低，利于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。
[0028]本實(shí)施例行中的真空管6的尾部裝有護(hù)托10，對(duì)真空管6的尾部起到固定作用。
[0029]本實(shí)施例中的聯(lián)箱2包括聯(lián)箱外殼21，聯(lián)箱外殼21內(nèi)設(shè)有保溫層22。
[0030]本實(shí)施例中的寬幅單距聚焦光柵片I可以橫向排布也可以縱向排布，真空管6可以橫向排布也可以縱向排布。當(dāng)寬幅單距聚焦光柵片I采用橫向排布時(shí)，其聚焦后的焦線13為橫向分布，若真空管6采用縱向排布方式，隨著太陽能高度角和方位角的變化，焦線13會(huì)在真空管6排布平面上平移，集熱器無需進(jìn)行陽光跟蹤也能保證其聚焦光斑始終在真空管7上；若真空管6采用橫向排布方式，集熱器只需對(duì)太陽高度角進(jìn)行跟蹤，就能保證焦線13 一直在真空管6上。當(dāng)寬幅單距聚焦光柵片I采用縱向排布時(shí)，其聚焦后的焦線13為縱向分布，若真空管6采用縱向排布方式，集熱器需跟蹤陽光方位角，才能保證焦線13始終在真空管6上；若真空管采用橫向排布方式，集熱器無需進(jìn)行陽光跟蹤就能保證焦線13 —直在真空管6上。
[0031]此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實(shí)施例，其零、部件的形狀、所取名稱等可以不同，本說明書中所描述的以上內(nèi)容僅僅是對(duì)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)及附圖所作的舉例說明。凡依據(jù)本實(shí)用新型專利構(gòu)思所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或者簡(jiǎn)單變化，均包括于本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍內(nèi)。本實(shí)用新型所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，只要不偏離本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種線性聚焦式中高溫平板集熱器，包括寬幅單距聚焦光柵片、聯(lián)箱、主流道、熱管、傳熱翅片、真空管和邊框，所述主流道設(shè)置在聯(lián)箱內(nèi)，所述真空管固定在聯(lián)箱上，所述熱管一端插入到真空管中，熱管的冷凝段插入到主流道內(nèi)，所述傳熱翅片固定在真空管內(nèi)，所述邊框與聯(lián)箱固定，所述寬幅單距聚焦光柵片固定在邊框上且位于真空管的上方，其特征在于:所述寬幅單距聚焦光柵片包括片狀的透鏡本體，所述透鏡本體上設(shè)有入射面和出射面，所述出射面上設(shè)有若干陣列排布的用于將光線聚集到一側(cè)的聚焦結(jié)構(gòu)，所述聚焦結(jié)構(gòu)包括若干用于聚焦光線的聚焦面和若干連接面，所述聚焦面與連接面間隔分布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性聚焦式中高溫平板集熱器，其特征在于:所述聚焦面為弧形面，所述連接面為平面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的線性聚焦式中高溫平板集熱器，其特征在于:所述聚焦面包括第一聚焦面、第二聚焦面、第三聚焦面和第四聚焦面，其中第一聚焦面、第二聚焦面、第三聚焦面和第四聚焦面為圓弧直徑不同的弧形面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性聚焦式中高溫平板集熱器，其特征在于:所述透鏡本體與聚焦結(jié)構(gòu)為一體式結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的線性聚焦式中高溫平板集熱器，其特征在于:所述透鏡本體為玻璃或聚烯烴材質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性聚焦式中高溫平板集熱器，其特征在于:所述聯(lián)箱包括聯(lián)箱外殼，所述聯(lián)箱外殼內(nèi)設(shè)有保溫層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性聚焦式中高溫平板集熱器，其特征在于:所述邊框上固定有防塵擋板，所述防塵擋板位于真空管的下方。
【文檔編號(hào)】F24J2/08GK203771739SQ201420107433
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年3月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月11日
【發(fā)明者】姚衛(wèi)國, 葉宏, 周旭陽, 邵敏敏, 李亞茹 申請(qǐng)人:浙江煜騰新能源股份有限公司