固體粒塊線聚焦太陽能光熱轉(zhuǎn)換器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能熱能利用，特別是線聚焦太陽能光熱轉(zhuǎn)換器及其溫控裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在太陽能領(lǐng)域，采用熔融鹽蓄熱傳熱，雖然熔融鹽可以實(shí)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(shí)熔融鹽的毒性、經(jīng)濟(jì)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(shí)，其傳熱溫度通常不高于600度，對再高的溫度，無法實(shí)現(xiàn)傳熱。
[0003]在太陽能領(lǐng)域，也采用空氣或其他氣體進(jìn)行蓄熱，但其熱熔小，無法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的熱能存儲。
[0004]對于線聚焦太陽能聚焦系統(tǒng)，通常采用熔融鹽進(jìn)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(shí)現(xiàn)高溫采用空氣進(jìn)行傳熱，但是，空氣的熱容很小，很難傳遞大量的熱能。
[0005]現(xiàn)有的線聚焦太陽能光熱轉(zhuǎn)換器為采用斯特林機(jī)發(fā)電的裝置，也有采用螺旋管，采用水或者導(dǎo)熱油，采用栗驅(qū)動實(shí)現(xiàn)換熱的設(shè)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(shí)現(xiàn)，目前沒有適合的方式實(shí)現(xiàn)線聚焦400度以上的高溫的換熱。
[0006]由于以前所設(shè)計(jì)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(dǎo)熱油、空氣。
[0007]本發(fā)明人發(fā)明了利用固體進(jìn)行傳熱的固體粒塊，并用于其進(jìn)行傳熱，因而需要可以使用固體粒塊進(jìn)行轉(zhuǎn)換的光熱轉(zhuǎn)換器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供線聚焦太陽能光熱轉(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(jìn)行設(shè)計(jì)，本發(fā)明采用一個(gè)管道，在其管道內(nèi)設(shè)置有螺旋器件，螺旋器件由圓柱螺旋線或螺旋管組成，螺旋器件固定在轉(zhuǎn)桿上，轉(zhuǎn)桿與電機(jī)進(jìn)行連接，并由電機(jī)驅(qū)動，固體粒塊可以經(jīng)由進(jìn)口進(jìn)入到螺旋管道內(nèi)，流經(jīng)螺旋管道后從出口流出；這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得固體粒塊可以實(shí)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(shí)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:
至少有一個(gè)管道，在管道的一端設(shè)置有進(jìn)口，在另外一端設(shè)置有出口，固體粒塊可以從進(jìn)口進(jìn)入到管道內(nèi)部，在管道的腔體內(nèi)部設(shè)置有螺旋器件，螺旋器件由圓柱螺旋線或螺旋管組成，螺旋器件固定連接在轉(zhuǎn)桿上，轉(zhuǎn)桿設(shè)置在管道內(nèi)容，并與管道的軸線重合或平行，螺旋器件的進(jìn)口與管道的進(jìn)口相互聯(lián)通，螺旋器件的出口與管道的出口相互聯(lián)通，在管道內(nèi)部或者周圍設(shè)置有至少一個(gè)電機(jī)，電機(jī)與轉(zhuǎn)桿進(jìn)行連接，電機(jī)可以驅(qū)動轉(zhuǎn)桿轉(zhuǎn)動，帶動固定在其上的螺旋器件在管道內(nèi)部進(jìn)行轉(zhuǎn)動，固體粒塊可以經(jīng)由開口部位進(jìn)入到螺旋管道內(nèi)，在電機(jī)驅(qū)動下螺旋管道轉(zhuǎn)動，驅(qū)動螺旋管道內(nèi)的固體粒塊從進(jìn)口流動到出口 ；
在管道的外側(cè)設(shè)置有太陽能涂層，可以將太陽能轉(zhuǎn)換為熱能；
固體粒塊從管道的進(jìn)口部位進(jìn)入到螺旋管內(nèi)，在電機(jī)的驅(qū)動下在螺旋管內(nèi)流動，太陽能經(jīng)照射設(shè)置在管道外壁的太陽能涂層，將太陽能轉(zhuǎn)換為熱能，再通過管道壁與管道內(nèi)部的固體粒塊進(jìn)行換熱，固體粒塊被加熱到100-1500度的溫度，被加熱的固體粒塊從開口處流出，從而實(shí)現(xiàn)100-1500度的溫度太陽能光熱的采集和轉(zhuǎn)換。
[0010]管道材料為金屬或非金屬或者金屬和非金屬復(fù)合管，管道的截面形狀選擇些列一種:圓形、矩形、多面體、弧形、多角形。
[0011]為了增加光熱轉(zhuǎn)換效率，在管道的內(nèi)壁或外壁上設(shè)置有翅片、凸點(diǎn)、凹槽。
[0012]在管道內(nèi)設(shè)置有擾動裝置，隨著溫度的增加擾動裝置進(jìn)行變性膨脹，來實(shí)現(xiàn)對固體粒塊的擾動，增加其傳熱能力。
[0013]擾動器件采用耐高溫的膨脹金屬材料，并將其設(shè)置成為彈簧形狀，
在管道的外部設(shè)置有透光材料管道，透光材料管道設(shè)置有真空夾層，用于實(shí)現(xiàn)對高溫的管道進(jìn)行保溫。
[0014]透光材料選擇自下列一種:耐高溫玻璃、微晶玻璃、石英玻璃。
[0015]為了實(shí)現(xiàn)長距離的光熱轉(zhuǎn)換與換熱，設(shè)置有多個(gè)電機(jī)，電機(jī)設(shè)置在管道外部并與一個(gè)電機(jī)齒輪進(jìn)行連接，在管道內(nèi)部設(shè)置有一個(gè)空心軸承，空心軸承的外壁上設(shè)置有軸承齒輪，空心軸承的外部與螺旋器件進(jìn)行連接，電機(jī)齒輪與軸承齒輪進(jìn)行連接，電機(jī)齒輪在電機(jī)的驅(qū)動下，到帶動軸承齒輪旋轉(zhuǎn)，進(jìn)入帶動與其連接的螺旋器件在管道內(nèi)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，固體粒塊從上一個(gè)電機(jī)驅(qū)動通過軸承上的空心部位進(jìn)入到與軸承連接的螺旋器件內(nèi)的管道內(nèi)，由電機(jī)驅(qū)動在管道內(nèi)流動。
[0016]多個(gè)電機(jī)布置在一個(gè)長的管道的外部的不同位置，固體粒塊依次被不同的電機(jī)驅(qū)動，從而實(shí)現(xiàn)在長的管道內(nèi)的流動。
[0017]所述的固體粒塊為直徑為1-300MM球體，材料為鋼、鐵、陶瓷、氧化鋁、玻璃、石墨、
尾款粉、鋼鐵渣的一種或多種。
[0018]所述的固體粒塊為由金屬或非金屬或其混合物組成的顆?；蛘?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(shè)置有用于相互連接或者與其他器件連接的連接裝置；兩個(gè)固體粒塊之間的凹或/和凸部位可以構(gòu)成一個(gè)通道；用于流體進(jìn)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(shè)置有空腔，在空腔內(nèi)設(shè)置有蓄熱材料。
[0019]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； E、金屬或非金屬粉；包括石墨粉；
F、導(dǎo)熱水泥。
[0020]
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(shí)現(xiàn)線聚焦太陽能的400-1500度高溫采集，本發(fā)明提供可以實(shí)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(jì)使用；
3、本發(fā)明可以應(yīng)用于工業(yè)余熱、太陽能、地?zé)?、生物質(zhì)等多種應(yīng)用。
【附圖說明】
[0021]圖1是固體粒塊光熱轉(zhuǎn)換器示意圖；
圖2是多級線聚焦固體粒塊光熱轉(zhuǎn)換器示意圖。
[0022]圖中標(biāo)號含義:
1:固體粒塊，2:管道，3:管道內(nèi)部腔體，4:螺旋器件，5:螺旋通道，6:進(jìn)口，7:出口，8:電機(jī)，9:齒輪，10:空心軸承，11:太陽能涂層，12:透光材料，13:擾動裝置、14:翅片，15:轉(zhuǎn)桿。
【具體實(shí)施方式】
[0023]實(shí)施例1、固體粒塊光熱轉(zhuǎn)換器
圖1由至少有一個(gè)管道2，在管道的一端設(shè)置有進(jìn)口 6，在另外一端設(shè)置有出口 7，固體粒塊可以從進(jìn)口 6進(jìn)入到管道內(nèi)部，在管道的腔體內(nèi)部設(shè)置有螺