[實用新型]一種可高效收集太陽輻射能的球形腔體結構

有效

• 申請號: 202021502562.3
• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN212962250U
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 方詩標
• 申請（專利權）人: 方詩標
• 主分類號: F24S23/30
• 分類號: F24S23/30;F24S23/70;F24S10/50;F24S70/12
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 應孔月

本實用新型提供一種可高效收集太陽輻射能的球形腔體結構，包括吸熱底板、安裝在所述吸熱底板上的半球形框架、以及鋪設在所述吸熱底板底部的反射橢圓凹面鏡，所述半球形框架表面鋪滿菲涅爾透鏡，所述吸熱底板呈凹形結構，所述半球形框架的頂部設有蒸汽出口，所述吸熱底板和反射橢圓凹面鏡上具有相連通的排液口。球形腔體結構可以無死角地接收太陽輻射，可跟蹤太陽光，實現不間斷地聚光熱，滿足用戶的采光集熱需求。

技術領域

本實用新型涉及新能源領域，特別是涉及一種可高效收集太陽輻射能的球形腔體結構。

背景技術

太陽能，即太陽的熱輻射能，是一種可再生能源，主要表現形式為太陽光線。在能源需求不斷增加的今天，太陽輻射能被廣泛地應用于發電、淡化、家用熱水器的供熱。為了有效利用太陽光輻射能，許多研究人員使用外部的聚太陽光集熱器來提升太陽能收集的性能，常見的有太陽能真空管、平板式太陽能集熱器等。本實用新型提出了一種可高效收集太陽輻射能的球形腔體結構，旨在以高效收集太陽輻射能和太陽光的同時，減少太陽光熱收集器的成本。

目前，可高效收集太陽能的集熱器有碟形集熱器、拋物面聚光鏡、線性菲涅耳透鏡等幾種結構。比如，凹面式太陽能集熱器，這種集熱器不僅可以提高熱效率，同時還能減少太陽能集熱器的占地面積。再如，基于線性菲涅爾透鏡的聚光太陽能集熱器，該集熱器在相對較高的溫度水平下比平板或真空管集熱器具有更高的熱效率。根據文獻研究發現，可調反射板傾角的蒸餾器、與拋物面反射器集成的球形太陽能蒸餾器、與太陽能蒸餾器冷卻系統相結合的平面集熱器受研究人員的關注度較高。

綜上所述的幾種太陽光熱收集器的結構可歸納為：(1)碗碟型、(2)直線型、(3)拋物面型、(4)平面型。碗碟型和拋物面型結構可以代表如今市面上最高效率的太陽輻射能收集裝置，但是，碗碟型和拋物面型都需要超高的制作成本。而直線型和平面型結構則是以低廉的成本著稱，但是，缺點就是聚太陽光熱的效果大打折扣。因此，申請人提出了一種可高效收集太陽輻射能的球形腔體結構，該結構具有多個環形圍繞的菲涅爾透鏡；球形腔體可以無死角地接收太陽輻射，可跟蹤太陽光，實現不間斷地聚光熱，滿足用戶的采光集熱需求。該實用新型可高效收集太陽輻射能，效率遠超一般集熱器的能量收集效率，并且成本控制在中等水平，屬于高性價比的太陽輻射能收集裝置，具有一定的市場。另外，通過探索球形腔體內氣液兩相流特征與結構的關系，本專利對球形結構進行改進、優化和創新，提出了兩款球形結構，以適應不同工業過程的要求。

實用新型內容

本實用新型實施例的目的是提供一種可高效收集太陽輻射能的球形腔體結構，無需太陽光追蹤裝置就可實現全方位收集太陽輻射能，去除了大量輔助設備降低了成本，以解決現有存在的太陽輻射能收集裝置成本過高的問題。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

本實用新型實施例提供一種可高效收集太陽輻射能的球形腔體結構，包括吸熱底板、安裝在所述吸熱底板上的半球形框架、以及鋪設在所述吸熱底板底部的反射橢圓凹面鏡，所述半球形框架表面鋪滿菲涅爾透鏡，所述吸熱底板呈凹形結構，所述半球形框架的頂部設有蒸汽出口，所述吸熱底板和反射橢圓凹面鏡上具有相連通的排液口。

進一步地，所述吸熱底板由鈦金屬制作而成。

進一步地，所述菲涅爾透鏡的光線聚集在吸熱底板的凹面。

進一步地，所述半球形框架的頂部形狀采用三角形頂部或平面頂部。

進一步地，所述半球形框架為仿造足球結構。

本發明與背景技術相比，具有的有益效果是：

(1)本申請所述半球形框架表面鋪滿菲涅爾透鏡，可以無死角地接收太陽光，無需安裝太陽光跟蹤裝置，就可實現不間斷地聚光熱；