專利名稱：一種圓柱形太陽能高溫腔式吸熱器的制作方法
技術領域：
本實用新型的名稱是一種圓柱形太陽能高溫腔式吸熱器，屬太陽能熱發(fā)電工程領 域。
技術背景太陽能碟式高溫熱發(fā)電技術作為太陽能三大熱發(fā)電技術(槽式、塔式、碟式)之 一，其光學效率高、跟蹤誤差低、啟動損失小，光熱轉換效率高達85%左右，光電轉換效率更 是高達31. 25%，居三大太陽能熱發(fā)電技術之首，因而受到西方發(fā)達國家的青睞，近20多年 來發(fā)展較快，單元系統(tǒng)的容量從2kW發(fā)展到50kW。太陽能碟式熱發(fā)電系統(tǒng)主要由碟式聚光 鏡、吸熱器和發(fā)電機三大部件組成，其中吸熱器是太陽輻射能向熱能轉換的關鍵部件，其性 能和熱效率的改善對提高整個太陽能碟式熱發(fā)電系統(tǒng)的性能和熱電轉換效率具有重要的
眉、ο目前實際應用的吸熱器多采用腔式結構，按形狀可分為圓柱形、方形、球形、半球 形、平頂錐形等，常見的為圓柱形和方形等；按工作原理，可分為利用聚焦太陽光直接加熱 工質的內繞管式吸熱器和利用熱管原理間接加熱工質的熱管式吸熱器。傳統(tǒng)的太陽能吸熱 器多采用內繞管式腔式吸熱器，即裝有被加熱工質的管道均勻纏繞在吸熱器的腔體內壁面 上，通過直接吸收來自蝶式聚光系統(tǒng)的太陽能，加熱管道內部的工質，顯然這種結構的被加 熱工質管道由于置于吸熱器的腔體內部，其加工制造工藝復雜；同時由于太陽熱輻射的特 性使得被加熱工質管道的壁溫具有很大的不均勻性，從而影響了高溫腔式吸熱器的安全穩(wěn) 定運行；此外，傳統(tǒng)的內繞管式腔式吸熱器的保溫材料直接包裹在腔體壁面上，溫度高，散 熱損失大，從而降低了腔式吸熱器的熱性能。因此，有必要對現(xiàn)有的太陽能腔式吸熱器的結 構進行改進。
發(fā)明內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種圓柱形太陽能高溫腔式吸熱器。一方面 改變傳統(tǒng)的被加熱工質管道置于吸熱器腔體內部的布置方式，把被加熱工質通道置于吸熱 器腔體外部，加工制造方便；同時保溫層包裹在被加熱工質通道外壁面上，溫度相對較低， 散熱損失小；另一方面，充分利用平板型熱管原理，變傳統(tǒng)的對工質非均勻壁溫加熱為均勻 壁溫加熱，在滿足結構緊湊的條件下，提高高溫腔式吸熱器運行的安全穩(wěn)定性。為解決上述技術問題，本實用新型通過以下技術方案實現(xiàn)主要由被加熱工質進口接管1、保溫層2、被加熱工質通道外壁3、被加熱工質出口 接管4、腔式吸熱器外壁5、腔式吸熱器內壁8和采光口 9組成的一種圓柱形太陽能高溫腔 式吸熱器，其特征在于腔式吸熱器內壁8圍成圓柱形腔體；腔式吸熱器外壁5與被加熱工 質通道外壁3之間組成被加熱工質通道；腔式吸熱器內壁8和腔式吸熱器外壁5之間組成 真空腔體，且真空腔體內設有金屬翅片6，在金屬翅片6表面及真空腔體內表面均設有供液 體工質回流的吸液芯7，從而形成類似于平板型熱管的結構；在除采光口 9處的吸熱器外壁表面四周均設有保溫層2 ；在被加熱工質通道外壁3最右端四周每隔90度布置有一個被加 熱工質進口接管1，被加熱工質出口接管4位于圓柱形腔式吸熱器軸向中心線上。本實用新型的的金屬翅片6，是由高導熱系數(shù)材料制成，具有高傳熱效果，并起支 撐作用，且在每個金屬翅片6中心線上開有圓形小孔10，連通被金屬翅片6隔開的各個小真 空腔體。本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有以下特點(1)本實用新型采用基于平板型熱管 工作原理的結構，同時由于內部的每個小真空腔體互相連通，從而變傳統(tǒng)的對工質非均勻 壁溫加熱為均勻壁溫加熱，和傳統(tǒng)熱管相比，整個裝置的結構更加緊湊。(2)在腔式吸熱器 內壁和腔式吸熱器外壁之間形成的真空腔體內部安裝有金屬翅片，將較大的真空腔體用多 個小真空腔體代替，不僅縮短了液體工質回流的路徑，提高了其軸向導熱能力，強化了傳熱 效果，還起到了支撐壁面的作用，從而加強了機械強度。(3)金屬翅片表面與各個小真空腔 體內表面均設有吸液芯結構，使得液體回流的毛細力大大增強，可適用于不同的腔式吸熱 器傾角布置方式。(4)變傳統(tǒng)的被加熱工質管道置于吸熱器腔體內部的布置方式，把被加熱 工質通道置于吸熱器腔體外部，加工制造方便。

圖1為本實用新型結構示意圖，圖2為圖1的A-A剖面視圖。其中1_被加熱工質進口接管；2-保溫層；3-被加熱工質通道外壁；4-被加熱工 質出口接管；5-腔式吸熱器外壁；6-金屬翅片；7-吸液芯；8-腔式吸熱器內壁；9-采光口 ； 10-圓形小孔。
具體實施方式
以下結合說明書附圖中的圖1、圖2對本實用新型具體實施進行詳細說明。本實 用新型主要由被加熱工質進口接管1、保溫層2、被加熱工質通道外壁3、被加熱工質出口接 管4、腔式吸熱器外壁5、腔式吸熱器內壁8和采光口 9組成。腔式吸熱器內壁8圍成圓柱 形腔體；腔式吸熱器外壁5與被加熱工質通道外壁3之間組成被加熱工質通道；腔式吸熱 器內壁8和腔式吸熱器外壁5之間組成真空腔體，且真空腔體內均勻設有金屬翅片6，在金 屬翅片6表面及各個小真空腔體內表面均設有供液體工質回流的吸液芯7，從而形成類似 于平板型熱管的結構；在除采光口 9處的吸熱器外壁表面四周均設有保溫層2 ；在被加熱工 質通道外壁3最右端四周每隔90度布置有一個被加熱工質進口接管1，被加熱工質出口接 管4位于圓柱形腔式吸熱器軸向中心線上；金屬翅片6，是由高導熱系數(shù)材料制成，具有高 傳熱效果，并起支撐作用，且在每個金屬翅片6中心線上開有圓形小孔10，連通被金屬翅片 6隔開的各個小真空腔體；整個吸熱器可適用于不同的傾角布置方式。本實用新型的工作過程如下來自太陽能碟式聚光系統(tǒng)的太陽輻射由采光口 9進入腔式吸熱器的腔體內，加熱 腔式吸熱器內壁8，然后熱量以導熱的方式傳給由腔式吸熱器內壁8、腔式吸熱器外壁5和 金屬翅片6組成的各個小真空腔體內，在各個小真空腔體的腔式吸熱器內壁8 (相當于平板 型熱管的蒸發(fā)端)上，小真空腔體內的液體工質(相當于平板型熱管的工質)吸熱汽化，汽 化后的工質運動到腔式吸熱器外壁5 (相當于平板型熱管的冷凝端)；在腔式吸熱器外壁5上， 氣態(tài)的工質通過冷凝把熱量釋放給腔式吸熱器外壁5外的被加熱工質通道(該通道由 腔式吸熱器外壁5與被加熱工質通道外壁3組成)中的被加熱工質后凝結成液態(tài)的工質； 液態(tài)的工質在小真空腔體內表面和金屬翅片6表面的吸液芯7作用下，回流到腔式吸熱器 內壁8上，重新吸熱汽化；而被加熱工質通過4個被加熱工質進口接管1均勻進入由腔式吸 熱器外壁5與被加熱工質通道外壁3組成的被加熱工質通道中，被加熱工質以對流換熱的 方式吸收來自腔式吸熱器外壁5的熱量，達到所要求的溫度后通過被加熱工質出口接管4 流出。
權利要求一種圓柱形太陽能高溫腔式吸熱器，主要由被加熱工質進口接管(1)、保溫層(2)、被加熱工質通道外壁(3)、被加熱工質出口接管(4)、腔式吸熱器外壁(5)、腔式吸熱器內壁(8)和采光口(9)組成；其特征在于腔式吸熱器內壁(8)圍成圓柱形腔體；腔式吸熱器外壁(5)與被加熱工質通道外壁(3)之間組成被加熱工質通道；腔式吸熱器內壁(8)和腔式吸熱器外壁(5)之間組成真空腔體，且真空腔體內均勻設有金屬翅片(6)，在金屬翅片(6)表面及真空腔體內表面均設有供液體工質回流的吸液芯(7)，從而形成類似于平板型熱管的結構；在除采光口(9)處的吸熱器外壁表面四周均設有保溫層(2)；在被加熱工質通道外壁(3)最右端四周每隔90度布置有一個被加熱工質進口接管(1)，被加熱工質出口接管(4)位于圓柱形腔式吸熱器軸向中心線上。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種圓柱形太陽能高溫腔式吸熱器，其特征在于權利要求 1中所述的金屬翅片(6)，是由高導熱系數(shù)材料制成，具有高傳熱效果，并起支撐作用，且在 每個金屬翅片(6)中心線上開有圓形小孔(10)，連通被金屬翅片(6)隔開的各個小真空腔 體。
專利摘要一種圓柱形太陽能高溫腔式吸熱器，屬太陽能熱發(fā)電工程領域。主要由被加熱工質進出口接管、保溫層、被加熱工質通道外壁、腔式吸熱器內外壁和采光口等組成。腔式吸熱器外壁與被加熱工質通道外壁之間組成被加熱工質通道；腔式吸熱器內壁和外壁之間組成真空腔體，真空腔體內均勻設有金屬翅片，且在金屬翅片中心線上開有圓形小孔；在金屬翅片表面及真空腔體內表面均設有吸液芯；在除采光口處的吸熱器外壁表面四周均設有保溫層；在被加熱工質通道外壁最右端四周每隔90度布置有一個被加熱工質進口接管，被加熱工質出口接管位于圓柱形腔式吸熱器軸向中心線上。本實用新型具有加工制造方便、熱效率高、結構緊湊和運行可靠等特點。
文檔編號F24J2/32GK201628404SQ20102016095
公開日2010年11月10日 申請日期2010年4月16日 優(yōu)先權日2010年4月16日
發(fā)明者吳雙應, 李友榮, 肖蘭 申請人:重慶大學