專利名稱：管式太陽能集能裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種太陽能轉(zhuǎn)換利用裝置，確切地說，涉及一種管式太陽能集能裝置，用于長距離輸油管道中替代傳統(tǒng)的加熱站。
太陽能是極其豐富、又極待開發(fā)利用的能源，在四十分鐘時間內(nèi)輻射到地球表面的太陽能，相當于如今全世界一年的能源消費量。太陽能是一種干凈、無污染對環(huán)境無影響的很好的一次能源，品位高、資源充裕，只是能量密度低，而且，它幾乎不受地區(qū)限制，不論什么地方都可以利用。實際上，人們現(xiàn)在使用的許多能源(如煤炭、石油、水力、風力等)也是間接來自太陽能的一次能源。隨著社會發(fā)展和人類文明的進步，人們對一次能源的消耗呈加速趨勢，使得地球上儲存的一次能源逐年減少。為此，六、七十年代以來，人們一直在尋覓開發(fā)利用各種新型能源，尤其是對太陽能傾注了特別的“鐘情”，申請人在多年研制攻關(guān)基礎(chǔ)上，已經(jīng)申報了多項太陽能開發(fā)應(yīng)用的專利申請，如“一種平動太陽能聚能器”(申請?zhí)朇N93109064.4)、“一種梯級升溫數(shù)控太陽能鍋爐”申請?zhí)?CN93117777.4)等等，為太陽能造福人類的事業(yè)添磚加瓦。
本實用新型的目的是提供一種管式太陽能集能裝置，為長距輸油管線和沙漠荒蕪地區(qū)開發(fā)利用太陽能探求一條新途徑。
本實用新型包括有支架、換能器件、反射鏡、銅套和墊片，其特征在于在管道外圍裝有用硅硼玻璃制成的圓環(huán)狀雙層疊套玻璃圓管換能器件，其兩層圓管之間的端口密封，使其空間形成真空，其內(nèi)管外壁作真空鍍黑色膜處理，在緊貼管道外壁和換能器件的內(nèi)壁之間裝有傳熱銅套，在相鄰兩個換能器件之間裝有緩沖墊片，在換能器件下方裝有靠支架支撐的、具有聚集太陽能功效的反射鏡。反射鏡可以是拋物柱面形狀、圓柱面形狀或多邊棱柱近似的凹形曲面。換能器件可以做成約1～1.5米長的圓管形、也可以做成上述長度兩個半圓形對合粘接密封而成的結(jié)構(gòu)。
本實用新型實際上就是一條加上集熱(太陽能轉(zhuǎn)化而來的)器的管線，將本發(fā)明安裝在穿越沙漠戈壁荒灘地帶的長距離輸油管線的外圍，就可以替代管道加熱站而用于給管道加熱，使其中的石油能夠進行長距離通暢輸送?，F(xiàn)在，在長距離輸油管道中，為了使粘滯的原油傳輸暢通，要將占輸送原油總量的1－2％的原油作為燃料來供給管線中的加熱站使用，由于基數(shù)大，能夠把這部分原油節(jié)省下來，數(shù)量也是相當可觀的。本實用新型另一種潛在用途則是在具有廣闊太陽能聚能場合下，利用梯級升溫數(shù)控太陽能鍋爐的原理(參見專利申請CN93117777.4)，鋪設(shè)長距離的管式太陽能集能器裝置，并將此管道區(qū)分為若干段具有不同溫升的吸熱管，利用數(shù)控循環(huán)泵的推動，使吸熱工質(zhì)在各個管道中流通時，吸收由換能器件內(nèi)壁吸收的太陽能而使吸熱工質(zhì)溫度上升，由于各個管道是串聯(lián)的，吸熱工質(zhì)通過每一段管道中溫度都上升一些，通過多個串聯(lián)，就能得到我們所需要的溫升，此時的吸熱工質(zhì)或者通過熱交換器與傳熱工質(zhì)進行熱交換，把吸熱工質(zhì)吸收的太陽能熱量傳遞給傳熱工質(zhì)，由傳熱工質(zhì)進入鍋爐輸出能量，或者直接利用吸熱工質(zhì)做功而輸出能量。這種不用做跟蹤運動，就能輸出較高溫度中品位熱能的管式集能裝置不僅適合于沙漠或荒蕪地區(qū)，例如國內(nèi)西北戈壁沙灘及美國加州，亞利桑那洲等地區(qū)利用，也可以在高速公路的兩側(cè)使用該裝置，提供熱水、熱能或其他熱量。


圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)組成示意圖。
圖2是是本實用新型的結(jié)構(gòu)垂直截面示意圖。
參見
圖1、圖2，1是管道，在本實用新型應(yīng)用于石油輸油管線時，它就是輸油管道；當應(yīng)用于梯級升溫的太陽能鍋爐時，它就是載有吸熱工質(zhì)的吸熱管。3是在管道1外圍安裝的，用硅硼玻璃制成的圓環(huán)狀雙層疊套玻璃圓管換能器件，其內(nèi)外兩層圓管31、32之間的端口密封，使其空間形成真空，其內(nèi)管31的外壁應(yīng)用真空鍍黑色膜處理，以便能最大限度地吸收太陽光能量并減少因空氣對流、輻射而產(chǎn)生的熱量損失。這些換能器件應(yīng)該制成1～1.5米長的圓管形，也可以做成上述長度的兩個半圓形對合粘接密封而成的結(jié)構(gòu)，以便安裝及維護。2是用銅套制成的傳熱媒體，它具有一定的彈性，緊貼管道1的外壁和換能器件3的內(nèi)壁，使熱能可從換能器件3傳遞給管道1。在相鄰兩個換能器件3之間安設(shè)有緩沖墊片5，在換能器件3的下方裝有靠支架支撐的、具有聚集太陽能功效的反射鏡4，此反射鏡4可以是拋物柱面形狀、圓柱面形狀或多邊棱柱近似的凹形曲面形狀；為了降低制造成本，有時也可采用平板狀的反射鏡安裝在換能器件3的下方及左右兩側(cè)下方，以提高太陽能在換能器件表面的能量密度。由于圓環(huán)反射鏡具有把不同入射角度的光線聚集到二分之一圓環(huán)半徑的圓環(huán)面上的特性，如果把換能器件3安裝到圓環(huán)形反射鏡的焦面圓弧相切的位置，就可以使太陽在天空中任何位置時，照射到反射鏡4的陽光都能被反射到換能器件3的表面，既提高換能器件3表面的平均能量密度，又毋需安裝反射鏡的跟蹤運動裝置，結(jié)構(gòu)簡單，降低成本。
據(jù)申請人的測算，如果應(yīng)用本實用新型，在京津高速公路兩側(cè)架設(shè)管式太陽能集能裝置，一年可以采集到的熱能可以達到2.37×1012千卡，這些熱能可以使每年減少消耗標準煤3.93×105噸，以每噸煤200元計，這些煤的價值超過1億元。雖然，國家目前還不可能化費巨資在高速公路兩旁架設(shè)集熱管線，但隨著太陽能利用事業(yè)的發(fā)展，有關(guān)器件成本的降低和地球資源的日趨枯竭，這種一次投資巨大，但可長年收效的“陽光工程”遲早會列入議事日程上的。
權(quán)利要求1.一種管式太陽能集能裝置，包括有支架、換能器件、反射鏡、銅套和墊片，其特征在于在管道外圍裝有用硅硼玻璃制成的圓環(huán)狀雙層疊套玻璃圓管換能器件，其兩層圓管之間的端口密封，使其空間形成真空，其內(nèi)管外壁作真空鍍黑色膜處理，在緊貼管道外壁和換能器件的內(nèi)壁之間裝有傳熱銅套，在相鄰兩個換能器件之間裝有緩沖墊片，在換能器件下方裝有靠支架支撐的、具有聚集太陽能功效的反射鏡。
2.如權(quán)利要求1所述的管式太陽能集能裝置，其特征在于上述反射鏡可以是拋物柱面形狀、圓柱面形狀或多邊棱柱近似的凹形曲面。
3.如權(quán)利要求1所述的管式太陽能集能裝置，其特征在于上述換能器件可以做成約1～1.5米長的圓管形、也可以做成上述長度兩個半圓形對合粘接密封而成的結(jié)構(gòu)。
專利摘要一種管式太陽能集能裝置，是在管道外圍裝置雙層疊套玻璃圓管式換能器件，其內(nèi)管外壁鍍黑色膜，兩層之間形成真空以減少熱能損失，在換能器件與管道之間裝有傳遞熱能的銅套，兩個換能器件之間隔有墊片，其下方裝置反射鏡，提高能流密度。該裝置可用于長距離輸油管線，替代傳統(tǒng)的加熱站；也可用于沙漠荒蕪地區(qū)或高速公路兩側(cè)，作為梯級升溫太陽能鍋爐的集熱部分，提供熱水、熱能或其他能量。
文檔編號F24J2/10GK2185871SQ9420000
公開日1994年12月21日 申請日期1994年1月1日 優(yōu)先權(quán)日1994年1月1日
發(fā)明者石行 申請人:北京市西城區(qū)新開通用試驗廠