[實用新型]一種帶半開式透明光圈孔蓋的太陽能腔體吸熱器

有效

• 申請號: 201320389765.X
• 申請日: 2013-07-02
• 公開（公告）號: CN203443142U
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 范利武;董飛英;汪超;李佳琦;帥鷗;張良;洪榮華;俞自濤;胡亞才
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F24J2/12
• 分類號: F24J2/12;F24J2/24
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

技術領域

????本實用新型涉及太陽能利用裝置，尤其涉及一種帶半開式透明光圈孔蓋的太陽能腔體吸熱器。?

背景技術

現有的碟式太陽能熱發電系統通常由碟式拋物面反射鏡、腔體吸熱器和斯特林機三部分組成。系統所接收的太陽輻射總能量有很大一部分以熱損失的形式消耗掉，其中腔體吸熱器的熱損失又占了總熱損失的較大比例。腔體吸熱器的熱損失從傳熱機理上可以分為三種，即：腔體內高溫空氣的對流、通過光圈孔的輻射和通過腔體壁面的導熱。導熱在總熱損失中所占的比例極小，通常在腔體吸熱器外敷設一定厚度的耐熱保溫材料即可取得良好的效果。輻射和對流則在總熱損失中占據了絕大部分，其中對流熱損失所占比例可高達40%。?

目前國內外相關研究已經闡明了腔體吸熱器對流熱損失的影響因素和變化特性，提出了一些可以有效提高聚光集熱效率的新型腔體幾何結構，但尚未系統性地對抑制對流熱損失的途徑進行探索。一種直接的思路是通過在腔體吸熱器光圈孔上加裝透明孔蓋，隔絕腔體內外的空氣對流以抑制對流熱損失。如中國專利200910310370.4提出一種具有光學窗口的腔體式太陽能吸熱器，光學窗口的二次反射效應提高了腔體內壁輻射能流分布的均勻性、降低了熱損失，并存在一個臨界溫度點，在高于該溫度時使用光圈孔蓋可以提升腔體的吸熱效率。然而該方法的缺點是孔蓋的存在也會一定程度上降低腔體對太陽輻射能量的總吸收，有進一步改進提升的空間。?

發明內容

本實用新型的目的是為了解決完全開口式腔體吸熱器對流損失大，帶光學窗口的腔體接收器降低了腔體對太陽能輻射能量的總吸收等問題，提供一種帶半開式透明光圈孔蓋的太陽能腔體吸熱器。?

為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案：?

帶半開式透明光圈孔蓋的太陽能腔體吸熱器包括腔體吸熱器、半開式透明光圈孔蓋、反射鏡、反射鏡支架；在腔體吸熱器開口處設有半開式透明光圈孔蓋，反射鏡通過反射鏡支架固定，腔體吸熱器包括腔體吸熱器外壁保溫材料、吸熱器內壁面、吸熱管、連接螺紋，腔體吸熱器為開口式圓柱狀腔體吸熱器，腔體吸熱器本體側壁從外到內順次設有腔體吸熱器外壁保溫材料、吸熱器內壁面、吸熱管，吸熱管為熱管，均勻盤繞分布于所述吸熱器內壁面上，腔體吸熱器本體開口處設有連接螺紋，腔體吸熱器本體通過連接螺紋與半開式透明光圈孔蓋相連，反射鏡的焦點或焦平面與腔體吸熱器的開口平面中心重合。

所述的半開式透明光圈孔蓋的形狀為環形、半圓形、半環形、月牙形。?

本實用新型與現有技術相比，具有如下有益效果：?

（1）腔體吸熱器開口處添加一個半開式透明光圈孔蓋，兼顧太陽輻射能量吸收和對流熱損失抑制兩方面，在不影響有效反射太陽光進入吸熱器的透過率，可以有效減少腔體內高溫空氣的對流損失，且提高了吸熱器內溫度場分布均勻度，克服了現有完全開口式吸熱器對流損失大和帶光學窗口吸熱器太陽光透過率低的缺陷。

（2）半開式透明光圈孔蓋便于拆卸、清洗和安裝。?

附圖說明

圖1是帶半開式透明光圈孔蓋的太陽能腔體吸熱器的結構示意圖；?

圖2(a1)是本實用新型的完全開口式腔體吸熱器；

圖2(a2)是圖2(a1)中A-A剖視圖；

圖2(a3)是完全開口式腔體吸熱器開口向下傾斜30°后，對流流場示意圖；

圖3(b1)是本實用新型的帶環形透明光圈孔蓋的半開口式腔體吸熱器；

圖3(b2)是圖3(b1)中B-B剖視圖；

圖3(b3)是帶環形透明光圈孔蓋的半開口式腔體吸熱器開口向下傾斜30°后，對流流場示意圖；

圖4(c1.1)是本實用新型的帶環形透明光圈孔蓋的半開口式腔體吸熱器；

圖4(c1.2)是圖4(c1.1)中B-B剖視圖；

圖4(c1.3)是帶環形透明光圈孔蓋的半開口式腔體吸熱器開口向下傾斜30°后，對流流場示意圖；

圖4(c2)是圖4(c1.1)、圖4(c1.2)、圖4(c1.3)中C-C剖視圖；

圖4(c3)?是帶環形透明光圈孔蓋的半開口式腔體吸熱器開口向下傾斜30°后，對流流場示意圖；

圖中：腔體吸熱器1、腔體吸熱器外壁保溫材料2、吸熱器壁面3、吸熱管4、連接螺紋5、半開式透明光圈孔蓋6、反射鏡7、反射鏡支架8，半開式透明光圈孔蓋6包括環形透明光圈孔蓋6.1、半圓形透明光圈孔蓋6.2、半環形透明光圈孔蓋6.3、月牙形透明光圈孔蓋6.4。

具體實施方式