一種基于折射的太陽能均光管式反應器或干燥器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種太陽能管式反應器或干燥器，具體涉及一種基于折射原理、具有較大周向光線接收角、周向光能分布更加均勻的太陽能管式反應器或干燥器。
【背景技術】
[0002]隨著世界范圍內能源需求的增加，傳統(tǒng)化石燃料逐漸減少，環(huán)境污染問題變得日益突出，利用可再生能源成為解決當前能源需求與環(huán)境污染的重要手段。太陽能具有分布范圍廣、儲量大、清潔無污染等優(yōu)點，是一種典型的可再生能源。大力發(fā)展太陽能對于實現人類社會的可持續(xù)發(fā)展有著重要的意義。
[0003]太陽能光催化制氫是利用太陽能，實現能量轉化，解決能源危機的一種有效形式。以復合拋物線型光催化制氫反應器(CPC)為例，太陽光照射到圓管形催化反應器上，在催化反應器內部流動的反應液在太陽光的作用下，發(fā)生催化反應，產生氫氣，實現太陽能向氫能的轉換。催化反應器上的太陽能分布對反應器內部的催化反應有著重要的影響。目前，催化反應器通常由極薄的玻璃等透明材質制作，表面因光線反射造成較大的能量損失。此夕卜，還有光線周向接收角度有限(受光面僅為正對光線部分，周向接收角< 180° )、光線分布局部集中的缺點，背光一側由于無法受到光照，無法進行高效的光催化制氫反應，降低了光催化制氫過程中的太陽能利用率。
[0004]太陽能干燥器是利用太陽能的另一種有效方式。具體而言，在太陽能干燥器中，太陽能照射到物料表面，將熱量傳入物料內部，使物料中所含的水分擴散到物料表面，進而擴散到空氣中，同時空氣中的水分被不斷的帶走，從而使物料中所含水分逐步減少，最終變成干燥狀態(tài)。太陽能干燥器能夠充分利用太陽輻射能，有效地提高干燥溫度，縮短干燥時間，提高產品的質量等級。太陽能干燥器主要包括溫室型太陽能干燥器、集熱器型太陽能干燥器、溫室-集熱器型太陽能干燥器、聚光型太陽能干燥器和整體式太陽能干燥器。以溫室型太陽能干燥器為例，陽光透過玻璃蓋板照射在待干燥物料的一面，可使物料受光照一側快速干燥，而背光一側由于無法受到光照，干燥速度相對較慢，物料局部集中受熱，將對干燥后產品的質量、外形造成不利影響。此外，太陽光照射到干燥器表面會因反射作用造成較大的能量損失。
[0005]綜上所述，目前太陽能反應器或干燥器存在的問題主要包括:
[0006]1)太陽光照射到反應器或干燥器表面時，光線反射作用較強，造成較大的能量損失;
[0007]2)反應器或干燥器光線周向接收角度受限(通常為正對光線部分，周向接收角(180° )，能量分布局部集中、不均勻，無法應用于太陽能光催化制氫、物料同步均勻干燥等對光線分布均勻性有較高要求的場合。

【發(fā)明內容】

[0008]為了克服上述現有技術存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于折射的太陽能均光管式反應器或干燥器，可利用太陽能實現高效、均勻的光催化反應或物料干燥，可用于光催化制氫、太陽能干燥、太陽能污水處理等太陽能光熱應用領域。具有結構簡單、光線周向接收角大、光線周向分布較為均勻等優(yōu)點，具有良好的應用前景。
[0009]為達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案是:
[0010]—種基于折射的太陽能均光管式反應器或干燥器，由多個具有一定折射率、一定厚度的圓柱體形透明空心光折射介質相互切合組成，最外層的圓柱體形透明空心光折射介質外表面、最內層的圓柱體形透明空心光折射介質內表面以及相鄰的圓柱體形透明空心光折射介質間覆有增透膜，用以減少光線反射損失；最內層的圓柱體形透明空心光折射介質內表面的增透膜內部為內部壁面，內部壁面內為內部反應或干燥腔體；由外向內，圓柱體形透明空心光折射介質與空氣的相對折射率依次增加。
[0011]所述增透膜的材料為氟化鎂、氧化鈦、硫化鉛或砸化鉛。
[0012]所述多個具有一定折射率、一定厚度的圓柱體形透明空心光折射介質為兩個，所述太陽能均光管式反應器或干燥器從外向內依次為外層增透膜1、第一層圓柱體形透明空心光折射介質2、中間層增透膜3、第二層圓柱體形透明空心光折射介質4、內層增透膜5、內部壁面6以及內部反應或干燥腔體7 ;各層增透膜的厚度根據目標增透光線決定且其厚度極小，忽略其厚度對光線傳播的影響。
[0013]所述第一層圓柱體形透明空心光折射介質2的材料為普通玻璃，其折射率為1.5，外徑為4cm，內徑為2.66cm,厚度為0.67cm ;所述第二層圓柱體形透明空心光折射介質4的材料為特重火石玻璃，其折射率為1.89，外徑為2.66cm，內徑為2.12cm,厚度為0.27cm ;所述內部壁面6的材料為普通玻璃，其折射率為1.5，外徑為2.12cm，內徑為1.92cm，厚度為0.lcm0
[0014]所述太陽能均光管式反應器或干燥器的長度為2m。
[0015]和傳統(tǒng)的太陽能管式反應或干燥器相比，本發(fā)明的優(yōu)點如下:
[0016]1)本發(fā)明太陽能均光管式反應器或干燥器內外表面、各層光折射介質之間均設計有增透膜，可有效減少由于光線反射作用而導致的能量損失，使太陽能均光管式反應器或干燥器的光熱效率獲得提高，便于發(fā)生高效的光催化制氫反應及物料的快速干燥。
[0017]2)各層不同折射率透光介質的應用，使光線在折射介質中傳播時不斷發(fā)生折射而偏轉，最終使一部分光線進入太陽能均光管式反應器或干燥器內部腔體的入射位置由正對光線一側變?yōu)楸彻庖粋?，從而顯著地增大了太陽能均光管式反應器或干燥器周向的光線接收角度(由周向180°增加至周向351.4° )，使光線在太陽能均光管式反應器或干燥器周向分布更為均勻，可被用于光催化制氫、物料同步均勻干燥等對光線分布均勻性有較高要求的場合。
[0018]3)各層一定厚度的光折射介質具有蓄熱作用，可對流經腔體的反應液或空氣進行有效的加熱，形成對流，從而為光催化反應或物料干燥提供有利的溫度及流動條件。
【附圖說明】
[0019]圖1為光線在本發(fā)明的太陽能管式反應器或干燥器內部傳播路線示意圖。
[0020]圖2為使用軟件計算獲得的本發(fā)明內部壁面上的光線分布位置圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0022]如圖1所示，本實施例基于折射的太陽能均光管式反應器或干燥器，從外向內由外層增透膜1、第一層圓柱體形透明空心光折射介質2、中間層增透膜3、第二層圓柱體形透明空心光折射介質4、內層增透膜5、內部壁面6以及內部反應或干燥腔體7組成。各層增透膜的厚度根據目標增透光線決定且其厚度極小，忽略其厚度對光線傳播的影響。
[0023]作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，所述第一層圓柱體形透明空心光折射介質2的材料為普通玻璃，其折射率為1.5，外徑為4cm，內徑為2.66cm,厚度為0.67cm，圓環(huán)結構；所述第二層圓柱體形透明空心光折射介質4的材料為特重火石玻璃，其折射率為1.89，外徑為2.66cm,內徑為2.12cm,厚度為0.27cm,圓環(huán)結構；所述內部壁面6的材料為普通玻璃，其折射率為1.5，外徑為2.12cm,內徑為1.92cm,厚度為0.1cm。內部反應或干燥腔體7的直徑為1.92cm，用于作為光催化反應和物料干燥空間。
[0024]作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，所述太陽能均光管式反應器或干燥器的長度為2m。且可根據實際需求進行重新設計調整。
[0025]本實施例基于折射的太陽能均光管式反應器或干燥器的工作原理為:當光線照射到外層增透膜1，反射減弱，透射光增強，光線進