專利名稱：集熱管可轉(zhuǎn)動(dòng)的太陽(yáng)能集熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于太陽(yáng)能集熱設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有可轉(zhuǎn)動(dòng)集熱管的太陽(yáng)能集熱裝置。
背景技術(shù)：
線性太陽(yáng)能聚光器是將太陽(yáng)能聚集到一條焦線或準(zhǔn)焦線的一種裝置。其中一種形式是包含由數(shù)個(gè)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(yáng)的鋼結(jié)構(gòu)上。在焦線上放置吸熱管，用于捕捉太陽(yáng)輻射。通過(guò)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(guò)在玻璃管和不銹鋼吸熱管之間安裝膨脹裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的，用幾個(gè)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(bǔ)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(yáng)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(chǎng)上廣泛存在。為了轉(zhuǎn)移集熱管里的熱量，用一種導(dǎo)熱流體，通過(guò)泵使其在集熱管中流通。槽式集熱器的一個(gè)回路包含兩排拋物線槽式集熱器，每排約300米長(zhǎng)，并在兩端連接起來(lái)。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(guò)MIG焊固定到一起，組成一條很長(zhǎng)的通道，導(dǎo)熱流體從里面流過(guò)。目前使用的導(dǎo)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(yáng)能發(fā)電機(jī)的工作溫度，就這點(diǎn)而論可以提高熱循環(huán)效率。這種熔鹽的缺點(diǎn)是，它們?cè)?0-250°C的溫度范圍內(nèi)就凝固。熔點(diǎn)越低的鹽腐蝕性越強(qiáng)，成本越高，穩(wěn)定性也越低?，F(xiàn)代槽式集熱器的一大問(wèn)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(dǎo)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(dāng)熱的吸熱管接觸到冷的玻璃管，玻璃會(huì)因?yàn)闊釠_擊而破裂。為減少這種問(wèn)題，通過(guò)泵往系統(tǒng)里送入更多的導(dǎo)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(wèn)題是，早晨或夜晚會(huì)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(gè)問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致極度彎曲變形，進(jìn)而導(dǎo)致集熱管破裂。類似的問(wèn)題也會(huì)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(dǎo)熱性低，這種情況將進(jìn)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(huì)凍結(jié)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種太陽(yáng)能集熱裝置，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)集熱管解決集熱管內(nèi)溫度分布不均勻的問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案[0012]一種太陽(yáng)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(zhǔn)焦線上，或者置于反光板的焦線或準(zhǔn)焦線附近，其特征在于，還包括使所述集熱管轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置。進(jìn)一步地，使所述集熱管轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置包括設(shè)置于集熱管兩端的、配合集熱管轉(zhuǎn)動(dòng)的活動(dòng)連接件，與集熱管固定連接的從動(dòng)輪，帶動(dòng)該從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的主動(dòng)輪，以及使該主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置。所述主動(dòng)輪與所述從動(dòng)輪之間的傳動(dòng)方式為下列中的一種鏈條傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、皮帶傳動(dòng)。所述驅(qū)動(dòng)裝置為下列中的一種驅(qū)動(dòng)電機(jī)、液壓驅(qū)動(dòng)裝置、氣缸驅(qū)動(dòng)裝置。所述活動(dòng)連接件優(yōu)選為球窩接頭。進(jìn)一步地，所述集熱管包括吸熱管和通過(guò)膨脹裝置安裝在該吸熱管外面的玻璃管進(jìn)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(zhǎng)度方向設(shè)置，呈長(zhǎng)條形或者是由多個(gè)短條形組成的長(zhǎng)排，可以起到幫助導(dǎo)熱流體混合的作用。該嵌件可以設(shè)計(jì)成多孔狀的，像毛細(xì)管一樣將導(dǎo)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(jìn)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(dòng)的滾輪。進(jìn)一步地,所述集熱管可以改變轉(zhuǎn)動(dòng)方向，在向順時(shí)針?lè)较?逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)一定時(shí)間后，可以改向逆時(shí)針?lè)较?順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，以起到提高熱傳導(dǎo)率的作用。本實(shí)用新型的太陽(yáng)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(guò)焊接等形式固定連接。本實(shí)用新型的太陽(yáng)能集熱裝置，通過(guò)使集熱管轉(zhuǎn)動(dòng)而使其均勻受熱，可以避免產(chǎn)生熱點(diǎn)和局部?jī)鼋Y(jié)，避免集熱管因受熱不均而導(dǎo)致的彎曲變形和破裂，有效地提高了太陽(yáng)能集熱裝置的熱傳導(dǎo)效率和使用壽命，具有重要的實(shí)用意義。

圖1是實(shí)施例中太陽(yáng)能集熱裝置的示意圖。圖2是實(shí)施例中電機(jī)驅(qū)動(dòng)的使集熱管轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置示意圖。圖3是實(shí)施例中通過(guò)液壓裝置驅(qū)動(dòng)反光板轉(zhuǎn)動(dòng)以及電機(jī)帶動(dòng)鏈條使集熱管轉(zhuǎn)動(dòng)的示意圖。圖4是實(shí)施例中安裝于集熱管上的滾輪裝置示意圖。圖5(a)_(c)是實(shí)施例中位于集熱管內(nèi)的嵌件形狀示意圖。圖6是實(shí)施例中集熱管的輻射分布示意圖。圖中1 一球窩接頭；2—使集熱管轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置(部分)；3—電機(jī)；4一主動(dòng)鏈輪；5—集熱管；6—從動(dòng)鏈輪；7—滾輪；8—液壓驅(qū)動(dòng)裝置；9一轉(zhuǎn)動(dòng)中心；10—反光板；11一福射分布；12—支撐件。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述。圖1所示的是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的太陽(yáng)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(dòng)的活動(dòng)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(gòu)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(dòng)集熱管轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置2。在本實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)集熱管轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置中，傳動(dòng)方式采用鏈條，如圖2所示，驅(qū)動(dòng)電機(jī)3帶動(dòng)主動(dòng)鏈輪4轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)鏈輪4通過(guò)鏈條帶動(dòng)從動(dòng)鏈輪6轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)鏈輪6固定連接在集熱管上，將動(dòng)力傳給集熱管5，使其繞沿長(zhǎng)度方向的中心軸旋轉(zhuǎn)，使集熱管均勻受熱。在本實(shí)施例中，如圖3所示,反光板10通過(guò)液壓驅(qū)動(dòng)裝置8進(jìn)行驅(qū)動(dòng)并圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)中心9轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣整個(gè)太陽(yáng)能集熱裝置可以追蹤太陽(yáng)，使反光板10能夠充分反射太陽(yáng)光線。除鏈條傳動(dòng)外，在其它實(shí)施例中，本實(shí)用新型也可采用齒輪、皮帶等形式使主動(dòng)輪帶動(dòng)從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。除電機(jī)驅(qū)動(dòng)外，在其它實(shí)施例中，本實(shí)用新型也可采用液壓驅(qū)動(dòng)或氣缸驅(qū)動(dòng)的方式使主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。為了對(duì)集熱管進(jìn)行支撐和定位，本實(shí)用新型在集熱管上設(shè)置了滾輪裝置，如圖4所示，該滾輪裝置包含若干(如3個(gè))滾輪7，滾輪7可以采用滾珠軸承實(shí)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(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，起到支撐和定位集熱管的作用。為增強(qiáng)熱傳導(dǎo)，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(zhǎng)度方向通長(zhǎng)(在集熱管的整個(gè)長(zhǎng)度方向上)布置，但本實(shí)用新型不限于圖示的3種結(jié)構(gòu)和位置。該嵌件是沿集熱管長(zhǎng)度方向安裝的，呈長(zhǎng)條形或者是由很多個(gè)短條形組成的長(zhǎng)排，各短條形之間有間隔，以起到幫助導(dǎo)熱流體混合的作用。該嵌件還可以是多孔的，像毛細(xì)管一樣可以將導(dǎo)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(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)使液態(tài)熔鹽向集熱管上方運(yùn)動(dòng)，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。米用本實(shí)用新型,通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)集熱管5，可以使溫度分布不均勻的問(wèn)題得以緩解。以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)其進(jìn)行限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求所述為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種太陽(yáng)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(zhǔn)焦線上，或者置于反光板的焦線或準(zhǔn)焦線附近，其特征在于，還包括使所述集熱管轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能集熱裝置，其特征在于，使所述集熱管轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置包括 設(shè)于集熱管兩端的活動(dòng)連接件，與集熱管固定連接的從動(dòng)輪，帶動(dòng)該從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的主動(dòng)輪， 以及使該主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置。
3.如權(quán)利要求1或2所述的太陽(yáng)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(dòng)的滾輪。
4.如權(quán)利要求1或2所述的太陽(yáng)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(yáng)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1或2所述的太陽(yáng)能集熱裝置，其特征在于所述集熱管向順時(shí)針?lè)较? 逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)一定時(shí)間后，改向逆時(shí)針?lè)较?順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。
7.如權(quán)利要求1或2所述的太陽(yáng)能集熱裝置，其特征在于所述集熱管包括吸熱管和通過(guò)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(yáng)能集熱裝置，其特征在于所述活動(dòng)連接件為球窩接頭。
9.如權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能集熱裝置，其特征在于，所述主動(dòng)輪與所述從動(dòng)輪之間的傳動(dòng)方式為下列中的一種鏈條傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、皮帶傳動(dòng)。
10.如權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能集熱裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)裝置為下列中的一種驅(qū)動(dòng)電機(jī)、液壓驅(qū)動(dòng)裝置、氣缸驅(qū)動(dòng)裝置。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種太陽(yáng)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(zhǔn)焦線上，或者置于反光板的焦線或準(zhǔn)焦線附近，還包括使所述集熱管轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置。本實(shí)用新型通過(guò)使集熱管轉(zhuǎn)動(dòng)而使其均勻受熱，可以避免產(chǎn)生熱點(diǎn)和局部?jī)鼋Y(jié)，避免集熱管因受熱不均而導(dǎo)致的彎曲變形和破裂，有效地提高了太陽(yáng)能集熱裝置的熱傳導(dǎo)效率和使用壽命。
文檔編號(hào)F24J2/24GK202853147SQ20122051900
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)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(qǐng)人:威海金太陽(yáng)光熱發(fā)電設(shè)備有限公司