固體粒塊蝶式太陽能光熱轉(zhuǎn)換器的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能熱能利用，特別是利用碟式太陽能光熱轉(zhuǎn)換器及其溫控裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在太陽能領域，采用熔融鹽蓄熱傳熱，雖然熔融鹽可以實現(xiàn)高溫的儲存，但是由于其需要從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w，因而需要熱能將其加熱，同時熔融鹽的毒性、經(jīng)濟型、安全性也存在問題，因而熔融鹽蓄熱的使用受到限制。同時，其傳熱溫度通常不高于600度，對再高的溫度，無法實現(xiàn)傳熱。
[0003]在太陽能領域，也采用空氣或其他氣體進行蓄熱，但其熱熔小，無法實現(xiàn)大規(guī)模的熱能存儲。
[0004]對于碟式太陽能聚焦系統(tǒng)，通常采用熔融鹽進行傳熱，但是由于熔融鹽溫度的限制，僅僅可以提供600度溫度，為了實現(xiàn)高溫采用空氣進行傳熱，但是，空氣的熱容很小，很難傳遞大量的熱能。
[0005]現(xiàn)有的蝶式太陽能光熱轉(zhuǎn)換器為采用斯特林機發(fā)電的裝置，也有采用螺旋管，采用水或者導熱油，采用栗驅(qū)動實現(xiàn)換熱的設備，但是其轉(zhuǎn)換的溫度不高于400度，也有采用空氣作為傳熱工作介質(zhì)，但需要非常大的換熱器，因而無法實現(xiàn)，目前沒有適合的方式實現(xiàn)蝶式400度以上的高溫的換熱。
[0006]由于以前所設計的光熱轉(zhuǎn)換器都是低溫采用，所使用的傳熱工作介質(zhì)為水、導熱油、空氣。
[0007]本發(fā)明人發(fā)明了利用固體進行傳熱的固體粒塊，并用于其進行傳熱，因而需要可以使用固體粒塊進行轉(zhuǎn)換的光熱轉(zhuǎn)換器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供固體粒塊碟式太陽能光熱轉(zhuǎn)換器，采用固體粒塊取代熔融鹽和空氣，由于固體粒塊的傳熱及流動的特征與熔融鹽和空氣不同，因而需要按照固體粒塊的性能進行設計，本發(fā)明采用由內(nèi)體與外體組成，內(nèi)體與外體通過上連接板與下連接板相互連接，形成一個環(huán)形的空腔，上連接板與下連接板上或外體上設置有至少一個或多個開口，在空腔內(nèi)設置有螺旋器件，螺旋器件由圓柱螺旋線或螺旋管組成，螺旋器件的進口與上連接板或者外體的開口相連接，螺旋器件的出口與下連接板或外體的開口相連接，固體粒塊可以經(jīng)由設置在上連接板上的開口進入到螺旋管道內(nèi)，流經(jīng)螺旋管道后從下連接板上設置的開口流出；這種結(jié)構(gòu)設計使得固體粒塊可以實現(xiàn)高效的換熱以及在光熱轉(zhuǎn)換器內(nèi)完成流動，從而實現(xiàn)了采用固體粒塊完成太陽能高溫的傳熱及蓄熱。
[0009]
具體
【發(fā)明內(nèi)容】
如下:
固體粒塊碟式太陽能光熱轉(zhuǎn)換器，由立方體、保溫材料、固體粒塊等組成；其特征是: 由外體、空腔、上連接板、下連接板組成一個空心的立方體，所述上連接板與下連接板分別設置在外體的頂部及底部，將空腔的頂部和底部進行封閉，在外體、上連接板與下連接板上設置有至少一個或多個開口，用于使固體粒塊進入和流出空腔，在空腔內(nèi)設置有螺旋器件，螺旋器件由圓柱螺旋線或螺旋管組成，螺旋器件的進口與外體或者上連接板的開口相互聯(lián)通，螺旋器件的出口與外體或者下連接板的開口相互聯(lián)通，固體粒塊可以經(jīng)由設置在外體或者上連接板的開口進入到螺旋管道內(nèi)，流經(jīng)螺旋管道后從外體或者下連接板上設置的開口流出；
在下連接板上設置有太陽能涂層，將太陽能轉(zhuǎn)換為熱能；
固體粒塊從外體開口部位進入到螺旋管內(nèi)并在螺旋管內(nèi)流動，太陽能經(jīng)設置在下連接板上的太陽能涂層轉(zhuǎn)換為熱能，下連接板通過與固體粒塊進行換熱，固體粒塊被加熱到400-1500度的溫度，被加熱的固體粒塊開口處流出，從而實現(xiàn)400-1500度的溫度太陽能光熱的采集和轉(zhuǎn)換。
[0010]在外體內(nèi)部還設置有一個內(nèi)體，內(nèi)體由一個空心的立方體構(gòu)成，并與外體組成一個環(huán)形的空腔，內(nèi)體與環(huán)形空腔的頂部和底部分別由上連接板和下連接板進行封閉，在內(nèi)體上設置有至少一個或多個開口或者在上連接板以及下連接板上設置有至少一個或多個開口，可以使固體粒塊進入和流出空腔中，在空腔內(nèi)設置有螺旋器件，螺旋器件由圓柱螺旋線或螺旋管組成，螺旋器件的進口與外體或者上連接板的開口相互聯(lián)通，螺旋器件的出口與外體或者下連接板的開口相互聯(lián)通，固體粒塊可以經(jīng)由設置在外體、內(nèi)體或者上連接板的開口進入到螺旋管道內(nèi)，流經(jīng)螺旋管道后從外體、內(nèi)體或者下連接板上設置的開口流出；
在下連接板以及內(nèi)體的內(nèi)側(cè)上設置有太陽能涂層，將太陽能轉(zhuǎn)換為熱能；在外體的外側(cè)設置有保溫材料。
[0011 ]固體粒塊從外體開口部位進入到螺旋管內(nèi)并在螺旋管內(nèi)流動，太陽能攝入到內(nèi)體的內(nèi)壁上或者下連接板上，經(jīng)設置在其上的太陽能涂層轉(zhuǎn)換為熱能，再通過內(nèi)體壁與固體粒塊進行換熱，固體粒塊被加熱到400-1500度的溫度，被加熱的固體粒塊開口處流出，從而實現(xiàn)400-1500度的溫度太陽能光熱的采集和轉(zhuǎn)換。
[0012]在下連接板上設置有空洞，在空洞或者下連接板的外部設置有透光材料，可以使太陽能光照射入到內(nèi)部。
[0013]內(nèi)體或外體或立方體的形狀選擇下列一種:柱體管(包括圓管)、錐體管、臺體管。
[0014]下連接板為凹、凸、弧面、多面體、菱形、扇形的一種或組合，組合后下連接板實現(xiàn)與固體粒塊最大面積的換熱。
[0015]為了增加光熱轉(zhuǎn)換效率，在內(nèi)體內(nèi)壁或外壁、外體內(nèi)壁、螺旋管上設置有翅片、凸點、凹槽。
[0016]在管道內(nèi)設置有擾動裝置，采用耐高溫的膨脹金屬材料，并將其設置成為彈簧形狀，隨著溫度的增加擾動裝置進行變性膨脹，來實現(xiàn)對固體粒塊的擾動，增加其傳熱能力。
[0017]螺旋管外壁與腔體所形成的空間內(nèi)，填充有蓄熱材料。
[0018]透光材料選擇自下列一種:耐高溫玻璃、微晶玻璃、石英玻璃。
[0019]所述的固體粒塊為直徑為1-300麗球體，材料為鋼、鐵、陶瓷、氧化鋁、玻璃、石墨的一種或多種。
[0020]所述的固體粒塊為由金屬或非金屬或其混合物組成的顆粒或者/和磚塊，或者自然界存在的沙粒、鵝卵石、小石塊，固體粒塊的形狀為圓形、多邊形、菱形、扇形、不規(guī)則現(xiàn)狀；在固體粒塊上加工有凹或/和凸部位，或者在固體粒塊上設置有用于相互連接或者與其他器件連接的連接裝置；兩個固體粒塊之間的凹或/和凸部位可以構(gòu)成一個通道；用于流體進行流通；所構(gòu)成的通道為柱體、多面體、菱形、拋物線體、旋轉(zhuǎn)拋物線體的一種或其組合，流體可以在流道內(nèi)流動并被壓縮或膨脹；在固體粒塊內(nèi)設置有空腔，在空腔內(nèi)設置有蓄熱材料。
[0021]固體粒塊有下列至少一種材料組成:
A、窯爐的排出物，包括冶金、化工、電力、煤炭行業(yè)窯爐排出的鋼渣、鐵渣、煤灰；
B、尾款粉，包括各種礦選礦后形成的尾款物；
C、垃圾的固體物質(zhì)，包括垃圾處理后的固體處理物；
D、建筑廢棄物，包括建筑完成后的廢棄物形成的粒塊。
[0022]E、金屬或非金屬粉；包括石墨粉；
F、導熱水泥。
[0023]
采用本發(fā)明的技術(shù)方案可產(chǎn)生如下的有益效果:
1、采用固體粒塊換熱器實現(xiàn)碟式太陽能的400-1500度高溫采集，本發(fā)明提供可以實現(xiàn)高溫、無壓的熱采集和傳遞的技術(shù)方法；
2、本發(fā)明安全可靠，經(jīng)濟使用；
3、本發(fā)明可以應用于工業(yè)余熱、太陽能、地熱、生物質(zhì)等多種應用。
【附圖說明】
[0024]圖1是蝶式固體粒塊光熱轉(zhuǎn)換器示意圖；
圖2是具有內(nèi)體的蝶式固體粒塊光熱轉(zhuǎn)換器示意圖。
[0025]
圖中標號含義:
1:固體粒塊，2:外體，3:內(nèi)體，4:螺旋器件，5:螺旋通道，6:進口，7:出口，8:保溫材料，9:空腔，10:開口，11:太陽能涂層，12:透光材料，13:上連接板、14:下連接板，15:擾動裝置，16:翅片，17:弧形下連接板。
【具體實施方式】
[0026]實施例1、蝶式固體粒塊光熱轉(zhuǎn)換器
如圖1所示，由一個管狀的立方