一种太阳能聚光热利用装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了太阳能热利用技术领域内的一种太阳能聚光热利用装置，包括聚光反射板和呈球状的集热体，聚光反射板的曲面为由三段以上的抛物线组成的曲线沿其所在平面内的垂直于极轴并过极点的直线旋转而成，所述集热体的球心设置在极点位置。该装置采用若干段参数精确的抛物线接续组成一个聚光反射板的曲线，可最大限度接收太阳热能，其集热效率高，该装置可采用多组集热单元串联、并联等方式组成大小不同形式的太阳能集热器。如采用导热油作为传热介质，可提供２００℃以上的高温热源，可用于吸收式制冷、烘干等领域。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种太阳能热利用装置，特别涉及一种集热器。
技术介绍
目前，太阳能集热器大多为供应热水的装置，其主要原因在于集热器吸收的太阳 热能有限，不足以产生更高温度的高温介质，因此，目前的太阳能集热器，其应用范围受到 局限，很难应用在吸收式制冷系统和烘干等领域。
技术实现思路
本技术针对现有技术的缺陷，提出一种太阳能聚光热利用装置，使其传热介 质温度提高到200°C以上。为实现上述目标，本技术的技术方案如下一种太阳能聚光热利用装置，包括 呈锅形的聚光反射板和呈球状的集热体，呈锅形的聚光反射板内表面为一空间曲面，过该 空间曲面中轴线的任意的半平面与该空间曲面相交而成的截线为满足如下关系的平面曲 线，该曲线由三段以上顺序相连的抛物线Lc^LpL2……Li组成，各抛物线的焦点均位于平面 极坐标系的极点，各段抛物线Li满足下列方程Pi [l+Sin(e -φΟ ] — Cos2Ce -φθ其中，i= 0,1,2,3,4,5......；ρ为抛物线上的点到极点的距离即极径；Pi为抛物线的焦参数，为相应抛物线的顶点至焦点距离的二倍；θ为极坐标系中抛物线上的点的极角或幅角，90° < θ彡270° ；Cpi为抛物线轴的偏转角，指抛物线轴以极点为中心沿逆时针方向旋转的角；L1 与！^。的交点 A1 (P1, θ J1^2与1^ 的交点 Α2(Ρ2，θ2)Li 与 Lh 的交点 Ai (Pi, θ J抛物线Ltl的轴与平面极坐标系的极轴的垂线间的夹角为0，此时，抛物线Ltl未旋 转，旋转角φο为ο ；抛物线L1的轴相对Ltl的轴沿逆时针方向旋转，旋转中心为平面极坐标系的极点， 旋转的角度为φι，称偏转角为φι ；抛物线L2 旋转的角度为φ2抛物线Li 旋转的角度为Cpi相邻抛物线的焦参数P值满足下列方程=Pi Jl+SirKei—Cpi])] Cosa(BfCpj) 1 — 1+8 η(θι-φι) · Cosa(Qi^1-T)其中1=0，1，2，3……φ0=00<φι<φ2<φ3<......<φ；；曲线上任意一点Ai (Pi, θ J对于集热聚焦圆的张角为2 β I为正；仅在平面极坐标系的极轴的过点Ai处的垂线的同一侧有入射光线到达Ai点时，在 Ai处的入射光线相对于平面极坐标系的极轴的过点Ai处的垂线的最大偏转角为Oi，入射 光线相对于平面极坐标系的极轴的过点Ai处的垂线的最小偏转角为α i ；在平面极坐标系的极轴的过点Ai处的垂线的两侧有入射光线到达Ai点时，在Ai处 的左侧入射光线相对于平面极坐标系的极轴的过点Ai处的垂线的最大偏转角为Oi，右侧 入射光线相对于平面极坐标系的极轴的过点Ai处的垂线的最大偏转角为α i ；相对于平面极坐标系的极轴的过点Ai处的垂线的偏转角α i为逆时针时为正值；相对于平面极坐标系的极轴的过点Ai处的垂线的偏转角α i为顺时针时为负值；φι= β j+ α j ；仅在平面极坐标系的极轴的过点Ai处的垂线同一侧有入射光线到达Ai点时，偏转 角α i为逆时针为正值，(Pi= Pi+ Qi =Pi+ I QiI5在平面极坐标系的极轴的过点Ai处的垂线两侧均有入射光线到达Ai点时，偏转角 α i为顺时针为负值，(Pi= β i+ α i 二 β i- I α i I ；聚光反射板内表面为所述曲线沿其所在平面内的垂直于极轴并过极点的直线旋 转而成，所述呈球状的集热体的球心设置在极点位置。该装置聚光反射板系采用若干段参数精确的抛物线接续组成的平面曲线以该曲 线所在的平面极坐标系的极轴的过极点的垂线为旋转轴旋转而成的空间曲面，过该空间曲 面中轴线的任意半平面与该空间曲面相交而成的截线都包含有无数条抛物线段，这里所有 的抛物线的焦点都为公共焦点，该焦点就是极坐标系的极点。与任意一段线段所在的抛物 线的轴相平行的太阳入射光线，均可汇聚到相应抛物线的焦点，由于集热体设置在平面极 坐标系极点处，与相应抛物线轴的夹角小于一定值的太阳入射光线均能被该抛物线段对应 的反光面反射到集热体上，该聚光反射板汇聚中午前后一定时间范围内相对强的入射光线 以获得相对于其它形状聚光反光面更佳的聚光效果，各抛物线段由于相距焦点的远近不 同，故汇聚中午前后一定时间范围内的太阳光的时间长短及起始时间不一样，而对于在各 抛物线段对应的反光面上的任意一点来说，所到达该点的太阳入射光线在其阳光强度相对 强的那一整段时间内全部反射汇聚到集热体表面，不能反射汇聚到集热体表面的光线都一 定是阳光强度相对弱的那一段时间内的光线，这就是本专利技术所追求并且已经实现的目 标，所述曲线的参数方程是精确推导而成的最佳曲线方程，其集热效率当然较高，该装置可 采用多组集热单元串联、并联等方式组成大小不同形式的太阳能集热器组。如采用导热油 作为传热介质，可提供200°C以上的高温热源，可应用于吸收式制冷系统和烘干等领域上述集热体经金属管螺旋折弯而成，每一圈金属管均沿着球形面缠绕，若干圈金 属管缠绕而成呈球状的集热体，金属管的两端分别折弯后从聚光反射板的底部穿出，金属管外表面设有太阳能吸热涂层。作为本技术的一种改进，所述集热体包括外表面设有太阳能吸热涂层的球形 壳体，壳体底部密封连接有插入壳体内的进液管和出液管。所述进液管和出液管可相互套 接设置，也可相互平行设置。由于一年四季中午太阳的高度角有很大差异，为适应太阳高度角的季节性变化， 所述聚光反射板和集热体设置在可转动的支架上。为保证聚光反射板上无积灰、积水，所述聚光反射板的上口设有玻璃盖板。附图说明图1为本技术结构示意图；图2为本技术又一种结构示意图；图3为本技术第三种结构示意图；图4、图5为平面曲线的形成原理图；图6为形成后的平面曲线示意图。图中1玻璃盖板，2聚光反射板，3金属管，4吸热翅片，5壳体，6出液管，7进液管。具体实施方式实施例1如图1所示，为一种太阳能聚光热利用装置，包括锅形的聚光反射板2和呈球状的 集热体，呈锅形的聚光反射板2的内表面为一空间曲面，过该空间曲面中轴线的任意的半 平面与该空间曲面相交而成的截线为满足如下关系的平面曲线，如图4、5、6所示，该曲线 由三段以上顺序相连的抛物线‘ L1, L2……Li组成，各抛物线的焦点均位于平面极坐标系 的极点，各段抛物线Li满足下列方程P=P1—Ll±Sin(e=cpi.)......1cos2(e -φι)其中，i= 0，1，2，3，4，5......；ρ为抛物线上的点到极点的距离即极径；Pi为抛物线的焦参数，为相应抛物线的顶点至焦点距离的二倍；θ为极坐标系中抛物线上的点的极角或幅角，90° < θ彡270° ；Cpi为抛物线轴的偏转角，指抛物线轴以极点为中心沿逆时针方向旋转的角；L1 与 Ltl 的交点 A1 (P1, θL2 与 L1 的交点 A2 ( Ρ2，θ 2)Li 与 Lh 的交点 Ai (Pi, θ J抛物线Ltl的轴与平面极坐标系的极轴的垂线间的夹角为0，此时，抛物线Ltl未旋 转，旋转角Ψο为0 ；抛物线L1的轴相对Ltl的轴沿逆时针方向旋转，旋转中心为平面极坐标系的极点， 旋转的角度为φι，称偏转角为φι;抛物线L2 旋转的角度为φ2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能聚光热利用装置，其特征在于：包括呈锅形的聚光反射板和呈球状的集热体，呈锅形的聚光反射板内表面为一空间曲面，过该空间曲面中轴线的任意的半平面与该空间曲面相交而成的截线为满足如下关系的平面曲线，该曲线由三段以上顺序相连的抛物线Ｌ↓［０］、Ｌ↓［１］、Ｌ↓［２］……Ｌ↓［ｉ］组成，各抛物线的焦点均位于平面极坐标系的极点，各段抛物线Ｌ↓［ｉ］满足下列方程：ρ＝Ｐ↓［ｉ］［１＋Ｓｉｎ（θ－φ↓［ｉ］）］／Ｃｏｓ↑［２］（θ－φ↓［ｉ］）其中，ｉ＝０，１，２，３，４，５．．．．．．；ρ为抛物线上的点到极点的距离即极径；Ｐ↓［ｉ］为抛物线的焦参数，为相应抛物线的顶点至焦点距离的二倍；θ为极坐标系中抛物线上的点的极角或幅角，９０°＜θ≤２７０°；φ↓［ｉ］为抛物线轴的偏转角，指抛物线轴以极点为中心沿逆时针方向旋转的角；Ｌ↓［１］与Ｌ↓［０］的交点Ａ↓［１］（ρ↓［１］，θ↓［１］）Ｌ↓［２］与Ｌ↓［１］的交点Ａ↓［２］（ρ↓［２］，θ↓［２］）Ｌ↓［ｉ］与Ｌ↓［ｉ－１］的交点Ａ↓［ｉ］（ρ↓［ｉ］，θ↓［ｉ］）抛物线Ｌ↓［０］的轴与平面极坐标系的极轴的垂线间的夹角为０，此时，抛物线Ｌ↓［０］未旋转，旋转角φ↓［０］为０；抛物线Ｌ↓［１］的轴相对Ｌ↓［０］的轴沿逆时针方向旋转，旋转中心为平面极坐标系的极点，旋转的角度为φ↓［１］，称偏转角为φ↓［１］；抛物线Ｌ↓［２］　旋转的角度为φ↓［２］抛物线Ｌ↓［ｉ］　旋转的角度为φ↓［ｉ］相邻抛物线的焦参数Ｐ值满足下列方程：Ｐ↓［ｉ］＝Ｐ↓［ｉ－１］［１＋Ｓｉｎ（θ↓［ｉ］－φ↓［ｉ－１］）］／１＋Ｓｉｎ（θ↓［ｉ］－φ↓［ｉ］）.Ｃｏｓ↑［２］（θ↓［ｉ］－φ↓［ｉ］）／Ｃｏｓ↑［２］（θ↓［ｉ］－φ↓［ｉ－１］）其中：ｉ＝０，１，２，３……φ↓［０］＝００＜φ↓［１］＜φ↓［２］＜φ↓［３］＜……＜φ↓［ｉ］；曲线上任意一点Ａ↓［ｉ］（ρ↓［ｉ］，θ↓［ｉ］）对于集热聚焦圆的张角为２β↓［ｉ］，β↓［ｉ］为正；仅在平面极坐标系的极轴的过点Ａ↓［ｉ］处的垂线的同一侧有入射光线到达Ａ↓［ｉ］点时，在Ａ↓［ｉ］处的入射光线相对于平面极坐标系的极轴的过点Ａ↓［ｉ］处的垂线的最大偏转角为ω↓［ｉ］，入射光线相对于平面极坐标系的极轴的过点Ａ↓［ｉ］处的垂线的最小偏转角为α↓［ｉ］；在平面极坐标系的极轴的过点Ａ↓［ｉ］处的垂线的两侧有入射光线到达Ａ↓［ｉ］点时，在Ａ↓［ｉ］处的左侧入射光线...

【技术特征摘要】
1. 一种太阳能聚光热利用装置，其特征在于包括呈锅形的聚光反射板和呈球状的集 热体，呈锅形的聚光反射板内表面为一空间曲面，过该空间曲面中轴线的任意的半平面与 该空间曲面相交而成的截线为满足如下关系的平面曲线，该曲线由三段以上顺序相连的抛 物线k、L1, L2……Li组成，各抛物线的焦点均位于平面极坐标系的极点，各段抛物线Li满 足下列方程2.根据权利要求1所述的太阳能聚光集热器，其特征在于所述集热体经金属管螺旋 折弯而成，每一圈金属管均沿着球形面缠绕，若干圈金属管缠绕而成呈球状的集热体，金属 管的两端分别折弯后从聚光反射板的底部穿出，金属管外表面设有太阳能吸热涂层。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄永年，
申请(专利权)人：黄永年，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]