免跟踪球透镜阵列集热系统技术方案

本发明专利技术涉及太阳能免跟踪球透镜阵列集热系统。它由若干个直径约３至５ｃｍ玻璃球透镜组成一阵列，根据当地纬度太阳的出没路线图及一年中光斑的覆盖面在球透镜下方设置球面集热器；每排球面集热器通过绝热管串连且与主干绝热管连接成一循环管路，在主干绝热管处设置水流循环泵，水箱中的水在循环泵的作用下进入球面集热器中被加热至高温蒸汽。本发明专利技术的优点在于：应用了球透镜阵列聚焦阳光，且根据当地纬度太阳的出没路线图设置球面集热器，水流循环泵强制水流循环，从而实现免跟踪点聚焦阳光的应用。本发明专利技术的应用领域：征服沙漠的聚热发电、屋顶的集热系统、海水淡化等。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种太阳能免跟踪球透镜阵列集热系统。技术背景太阳能采集必须采用一定的技术装置即集热器，集热器按是否聚光可划分 为聚光集热器和非聚光集热器；聚光集热器能将阳光会集在面积小的吸热面上， 可获得较高温；但只能利用直射辐射，且需要跟踪太阳。聚光集热器主要由聚 光器，吸收器和跟踪系统三大部分组成，按聚光原理区分，聚光集热器基本可 分为反射聚光和折射光两大类；在反射式聚光集热器中应用较多的是旋转抛物 面镜聚光集热器(点聚焦)和槽形抛物面镜聚光集热器(线聚焦)，点聚焦可获 得高温，但要进行二维跟踪；线聚焦可获得中温，只需要进行一维跟踪。这两 种聚光集热器，几十年来进行了许多的改进；如提高反射面加工精度、研制高 反射材料；简化跟踪系统；减低成本和提高可靠性等。非聚光集热器产品市场上主要包括两种真空管热水器和平板式热水器， 平板式热水器的吸热过程太阳辐射透过玻璃盖板被集热板吸收后沿肋片和管 壁传递到吸热管内的水。吸热管内的水吸热后温度升高，比重减小而上升，形 成一个向上的动力，构成一个热虹吸系统，随着热水的不断上移并储存在水箱 上部，同时通过下循环管不断补充温度较低的水，如此循环往复，最终整箱水 都升高至一定的温度。利用光的折射原理可以制成折射式聚光器。历史上曾经有人在法国巴黎用 二块凸透镜聚焦阳光进行熔化金属表演。显然巨型玻璃凸透镜比较重，耗材多， 制造工艺复杂；所以折射式聚光器长期没有什么发展。之后有人提出采用硬质 透明塑料制成充水透镜聚焦采集光线，虽然降低了凸透镜的耗材量；但要进行 二维跟踪，所以也没有很好的应用到实际中去。采用若干个直径较小约3至5cm的玻璃球透镜组成一阵列聚集阳光，根据 当地纬度太阳的出没路线图及一年中球透镜聚焦光斑的覆盖面紧贴球面设置球 面集热器，每排球面集热器通过绝热管串连且与主干绝热管连接，球面集热器 其结构和吸热过程与平板式集热器相似，但可省去玻璃盖板由球透镜球面替代， 为了使水箱中的水更好的在管路中循环只须配置循环泵即可。球面集热的特征在于其中的集热板为曲面，与之相连铜制的走水管路也 需制成相应的曲面形状结合，所以其制造工艺相对平面的较难，但是其工艺难 题完全可以解决，在此对其制造工艺作简单解说，通过模具将一平板压制成留 有供走水管路组合连接凹槽的曲面，而曲面走水管路先制成平面之后通过模具 压制成与之相结合的曲面即可。选用直径越小的球透镜其耗材和体积越小，但太小了设置相应的球面集热 器就相对越难，若太大了其耗材和体积将随直径增大倍数的二次方递增，考虑 这些实际因素所以采用3至5cm直径的球透镜较适宜。利用球透镜阵列根据当地纬度太阳的出没路线图及一年中球透镜聚集光斑 的覆盖面设置集热器，从而实现免跟踪点聚焦采集的阳光的应用，(在此不对设 置球透镜的支架进行说明)。
技术实现思路
本专利技术在于提供一种太阳能免跟踪球透镜陈列集热系统。 本专利技术是这样实现的一种免跟踪球透镜阵列集热系统，由球透镜、球面集热器、绝热管、水流循环泵、水箱组成，其中若干个球透镜采用直径较小约3至5cm的玻璃球透镜组成一阵列聚集阳光。一种免跟踪球透镜阵列集热系统，其中球面集热器根据当地纬度太阳的 出没路线图及一年中光斑的覆盖面设置在球透镜下方，每排球面集热器通过绝 热管串连且与主干绝热管连接成一循环管路。一种免跟踪球透镜阵列集热系统，其中主干绝热管处设置水流循环泵， 水箱中的水在水流循环泵的作用下进入球面集热器中被加热至高温蒸汽。本专利技术的优点在于应用了球透镜阵列聚焦阳光，且根据当地纬度太阳的 出没路线图设置球面集热器，水流循环泵强制水流循环，从而实现免跟踪点聚 焦阳光的应用。本专利技术的应用领域征服沙漠的聚热发电、屋顶的集热系统，海水淡化等。 附图说明图1为免跟踪球透镜阵列集热系统的结构示意图。附图标记球透镜l、球面集热器2、绝热管3、水流循环泵4、水箱5。具体实施例方式下面结合实施例并对照附图对本专利技术进一步详细说明。实施例1、 一种免跟踪球透镜阵列集热系统，由球透镜l、球面集热器2、 绝热管3、水流循环泵4、水箱5组成，其中若干个球透镜1采用直径较小约 三至五厘米的玻璃球透镜组成一阵列聚集阳光。实施例2、 一种免跟踪球透镜阵列集热系统，其中球面集热器2根据当地 纬度太阳的出没路线图及一年中光斑的覆盖面设置在球透镜1下方，每排球面集热器2通过绝热管3串连且与主干绝热管3连接成一循环管路。实施例3、 一种免跟踪球透镜阵列集热系统，其中主干绝热管3处设置水流循环泵4，水箱5中的水在水流循环泵4的作用下进入球面集热器2中被加热 至高温蒸汽。权利要求1. 一种免跟踪球透镜阵列集热系统，由球透镜(1)、球面集热器(2)、绝热管(3)、水流循环泵(4)、水箱(5)组成，其特征在于若干个球透镜(1)采用直径较小约三至五厘米玻璃球透镜组成一阵列聚集阳光。2. 如权力要求i所述一种免跟踪球透镜阵列集热系统，其特征在于球面集热器(2)根据当地纬度太阳的出没路线图及一年中光斑的覆盖面设置在球透镜(1)下方，每排球面休热器(2)通过绝热管(3)串连且与主干绝热管(3) 连接成一循环管路。3. 如权力要求i、 2所述一种免跟踪球透镜阵列集热系统，其特征在于主千绝 热管(3)处设置水流循环泵(4)，水箱(5)中的水在水流循环泵(4)的作用 下进入球面集热器(2)中被加热至高温蒸汽。全文摘要本专利技术涉及太阳能免跟踪球透镜阵列集热系统。它由若干个直径约3至5cm玻璃球透镜组成一阵列，根据当地纬度太阳的出没路线图及一年中光斑的覆盖面在球透镜下方设置球面集热器；每排球面集热器通过绝热管串连且与主干绝热管连接成一循环管路，在主干绝热管处设置水流循环泵，水箱中的水在循环泵的作用下进入球面集热器中被加热至高温蒸汽。本专利技术的优点在于应用了球透镜阵列聚焦阳光，且根据当地纬度太阳的出没路线图设置球面集热器，水流循环泵强制水流循环，从而实现免跟踪点聚焦阳光的应用。本专利技术的应用领域征服沙漠的聚热发电、屋顶的集热系统、海水淡化等。文档编号F24J2/46GK101280967SQ20081009889公开日2008年10月8日 申请日期2008年5月20日 优先权日2008年5月20日专利技术者汪烈生 申请人:汪烈生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种免跟踪球透镜阵列集热系统，由球透镜（１）、球面集热器（２）、绝热管（３）、水流循环泵（４）、水箱（５）组成，其特征在于：若干个球透镜（１）采用直径较小约三至五厘米玻璃球透镜组成一阵列聚集阳光。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汪烈生，
申请(专利权)人：汪烈生，
类型：发明
国别省市：36[中国|江西]