一種放射狀針肋結構太陽能吸熱器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種太陽能吸熱器，特別涉及一種放射狀針肋結構太陽能吸熱器。
【背景技術】
[0002]太陽能是一種資源豐富的可再生新能源。開發(fā)利用太陽能對節(jié)能減排、促進生態(tài)文明建設十分重要。太陽能吸熱器將聚集太陽光轉換成高溫熱源，加熱工質做功或驅動化學反應，是太陽能高溫熱轉換系統(tǒng)的關鍵部件。根據(jù)可實現(xiàn)功能不同，目前已提出的太陽能吸熱器方案有很多。例如專利201110233330.1公開了一種底面內(nèi)凸圓柱形腔體式太陽能吸熱器，吸熱器殼體的底面呈V字型結構；專利200810231652.0公開了一種單側多縱向渦強化換熱的聚焦槽式太陽能吸熱器，在不銹鋼接收內(nèi)管管壁的單側，即接收聚焦太陽能熱流側，設置有向管內(nèi)凸起或凹進的不連續(xù)多縱向渦發(fā)生器；專利201110255144.8公開了一種含內(nèi)凹玻璃罩的球形腔式太陽能吸熱器，吸熱器主要由換熱盤管、內(nèi)凹式玻璃罩、外殼、內(nèi)殼、真空層、反光式擋風板、導熱流體組成。專利201210056836.4公開了一種圓柱與圓錐復合腔體式太陽能吸熱器，吸熱器殼體的內(nèi)腔為圓柱與圓錐復合腔體。專利201310041996.6公開了一種基于光熱吸收錐構型的高效太陽能吸熱器，吸熱體為棱臺型結構，各平面可分開制造。專利201220412104.X公開了一種蛇形波紋管式太陽能吸熱器，金屬波紋內(nèi)管由單根金屬波紋管彎曲成蛇形。專利201220612985.X公開了一種底面為曲面半球體的腔體式太陽能吸熱器，吸熱器殼體的底部為曲面半球體。
[0003]以上太陽能吸熱器設計集中在吸熱器腔體內(nèi)部幾何結構上，對聚集太陽能流密度高斯分布特點考慮不靠充分，導致太陽光斑中心區(qū)域吸熱面溫度奇高，極易氧化燒毀，可靠性差。研宄結果表明，聚集光斑中心的熱流密度高達幾十兆瓦每平方米，若采用平面或曲面吸熱，常用的耐高溫材料如不銹鋼、碳化硅陶瓷都容易被燒毀剝蝕。增加光斑中心吸熱面積，降低光斑中心吸熱表面溫度，是提高吸熱表面工作可靠性的有效技術途徑。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]針對上述現(xiàn)狀，本實用新型提出一種在太陽能吸熱表面兩側擴展出一定數(shù)量針肋結構的太陽能吸熱器。擴展針肋用于增加太陽光吸熱面積和工質換熱面積，降低太陽光斑中心吸熱面溫度，提高吸熱面工作可靠性和熱效率。
[0005]為實現(xiàn)上述目的本實用新型的技術方案是:
[0006]一種放射狀針肋結構太陽能吸熱器，包括保溫層、殼體、工質入口、工質出口和吸熱表面，所述工質入口和工質出口分別設置在殼體兩端，所述殼體外壁包裹有保溫層，所述殼體內(nèi)壁設置有整流板；所述殼體入口處設置有吸熱表面，所述吸熱表面外側擴展出與聚集太陽光傳輸路徑相匹配的放射狀外側針肋，所述外側針肋沿吸熱表面的中心至外周由密到疏設置，所述吸熱表面內(nèi)側擴展出內(nèi)側針肋。
[0007]進一步的技術方案，所述內(nèi)側針肋平行排列。
[0008]進一步的技術方案，所述外側針肋和內(nèi)側針肋的截面為圓形、橢圓形、三角形或矩形。
[0009]進一步的技術方案，所述外側針肋和內(nèi)側針肋的直徑為l-3cm、長度為20-50cm，分別為20-50根。
[0010]進一步的技術方案，所述外側針肋和內(nèi)側針肋通過焊接連到吸熱表面或與吸熱表面一體化生成。
[0011]進一步的技術方案，所述外側針肋和內(nèi)側針肋的制作材料為不銹鋼、紫銅或碳化硅陶瓷。
[0012]本實用新型具有如下優(yōu)點:
[0013]I)充分考慮光斑太陽能流密度高斯分布特點，在吸熱表面兩側擴展出一定數(shù)量的針肋，用于增加吸熱面積，降低吸熱表面溫度，避免吸熱表面高溫燒蝕；
[0014]2)針對聚集太陽光輻照側的針肋呈放射狀，與聚集太陽光傳輸路徑匹配，有利于吸熱針肋溫度的均勻化，提高熱效率；
[0015]3)放射狀針肋可以自由膨脹，熱應力小，有利于提高吸熱器的安全可靠性。
【附圖說明】
[0016]下面結合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述:
[0017]圖1本實用新型一種放射狀針肋結構太陽能吸熱器的縱向剖面示意圖。
[0018]其中:1、保溫層；2、殼體；3、工質入口 ；4、工質出口 ；5、吸熱表面；6外側針肋；7、內(nèi)側針肋；8、整流板。
【具體實施方式】
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[0019]如圖1所示的一種放射狀針肋結構太陽能吸熱器，包括保溫層1、殼體2、工質入口3、工質出口 4和吸熱表面5，所述工質入口 3和工質出口 4分別設置在殼體2兩端，所述殼體2外壁包裹有保溫層1，所述殼體2內(nèi)壁設置有整流板8 ;所述殼體2入口處設置有吸熱表面5，所述有吸熱表面5外側擴展出與聚集太陽光傳輸路徑相匹配的放射狀外側針肋6，所述外側針肋6沿吸熱表面5的中心至外周由密到疏設置，所述吸熱表面5內(nèi)側擴展出內(nèi)側針肋7。所述外側針肋6和內(nèi)側針肋7的截面為圓形。外側針肋6和內(nèi)側針肋7的直徑為2cm、長度為35cm、各40根，制作材料為不銹鋼。
[0020]本實用新型聚集太陽光輻照側的外側針肋6為放射狀結構，與聚集太陽光傳輸路徑匹配而且外側針肋6和內(nèi)側針肋7的設計增加太陽光吸熱面積和工質換熱面積，降低吸熱表面溫度，避免吸熱表面高溫燒蝕；外側針肋6和內(nèi)側針肋7吸熱表面5的中心至外周由密到疏設置有利于吸熱針肋溫度的均勻化，提高熱效率；整流板增加了工質與內(nèi)側針肋7的接觸時間，有利于熱交換。
[0021]以上所述實施例僅僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本實用新型的范圍進行限定，在不脫離本實用新型設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本實用新型的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本實用新型的權利要求書確定的保護范圍內(nèi)。
【主權項】
1.一種放射狀針肋結構太陽能吸熱器，包括保溫層(1)、殼體(2)、工質入口(3)、工質出口(4)和吸熱表面(5)，其特征在于，所述工質入口(3)和工質出口(4)分別設置在殼體(2)兩端，所述殼體(2)外壁包裹有保溫層(I)，所述殼體(2)內(nèi)壁設置有整流板⑶；所述殼體(2)入口處設置有吸熱表面(5)，所述吸熱表面(5)外側擴展出與聚集太陽光傳輸路徑相匹配的放射狀外側針肋(6)，所述外側針肋(6)沿吸熱表面(5)的中心至外周由密到疏設置，所述吸熱表面(5)內(nèi)側擴展出內(nèi)側針肋(7)。
2.如權利要求1所述的放射狀針肋結構太陽能吸熱器，其特征在于，所述內(nèi)側針肋(7)平行排列。
3.如權利要求1所述的放射狀針肋結構太陽能吸熱器，其特征在于，所述外側針肋(6)和內(nèi)側針肋(7)的截面為圓形、橢圓形、三角形或矩形。
4.如權利要求1所述的放射狀針肋結構太陽能吸熱器，其特征在于，所述外側針肋(6)和內(nèi)側針肋(7)的直徑為l-3cm、長度為20-50cm、分別為20-50根。
5.如權利要求1所述的放射狀針肋結構太陽能吸熱器，其特征在于，所述外側針肋(6)和內(nèi)側針肋(7)通過焊接連到吸熱表面(5)或與吸熱表面(5) —體化生成。
6.如權利要求1所述的放射狀針肋結構太陽能吸熱器，其特征在于，所述外側針肋(6)和內(nèi)側針肋(7)的制作材料為不銹鋼、紫銅或碳化硅陶瓷。
【專利摘要】本實用新型公開了一種放射狀針肋結構太陽能吸熱器，包括保溫層、殼體、工質入口、工質出口和吸熱表面，所述工質入口和工質出口分別設置在殼體兩端，所述殼體外壁包裹有保溫層，所述殼體內(nèi)壁設置有整流板；所述殼體入口處設置有吸熱表面，所述吸熱表面外側擴展出與聚集太陽光傳輸路徑相匹配的放射狀外側針肋，所述外側針肋沿吸熱表面的中心至外周由密到疏設置，所述吸熱表面內(nèi)側擴展出內(nèi)側針肋。本實用新型充分考慮了太陽光斑能流密度高斯分布特點，在吸熱表面兩側擴展出一定數(shù)量的放射狀針肋，用于增加吸熱面積，降低吸熱表面溫度，避免吸熱表面高溫燒蝕；有利于吸熱針肋溫度的均勻化，提高熱效率。
【IPC分類】F24J2-46, F24J2-04
【公開號】CN204478528
【申請?zhí)枴緾N201520108205
【發(fā)明人】戴貴龍, 杜曉瑞, 侯根富
【申請人】福建工程學院
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年2月13日