一種太陽能腔式吸熱器接收窗幾何形狀動態(tài)調(diào)節(jié)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能光熱發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說是涉及一種太陽能腔式吸熱器接收窗幾何形狀動態(tài)調(diào)節(jié)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能光熱發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，由于地面接收的太陽光照輻射能流密度低，往往須將大面積的太陽光能聚集到吸熱器的金屬熱管表面，使金屬熱管內(nèi)部流動的換熱工質(zhì)獲得熱能，并將熱能傳輸給熱電轉(zhuǎn)換裝置，繼而實現(xiàn)太陽光能轉(zhuǎn)換為電能輸出。上述的光-熱-電轉(zhuǎn)換過程中，太陽光能-熱能的轉(zhuǎn)換是以吸熱器為載體實現(xiàn)的，而吸熱器是提高光熱發(fā)電系統(tǒng)效率的關(guān)鍵。
[0003]要實現(xiàn)高效的熱電轉(zhuǎn)換，吸熱器一般采用腔體結(jié)構(gòu)形式，且工作在較高的溫度下。由于吸熱器是運行在室外環(huán)境的，其腔體溫度遠高于外部環(huán)境溫度，不可避免的將產(chǎn)生輻射熱損失，且輻射熱損失能量值是溫度差值、接收窗面積的正相關(guān)函數(shù)。與此同時，外部環(huán)境的冷氣流將流入腔體并帶走熱量，即對流熱損失，其對流熱損失能量值也是溫度差和接收窗面積的正相關(guān)函數(shù)。明顯可知，要減少吸熱器的熱損失來提高熱利用性能，主要途徑仍是有效的減少腔體吸熱器的接收窗面積。但由于機架結(jié)構(gòu)的跟蹤誤差和承載變形等影響，聚光器聚集的太陽光能可能會偏離接收窗口而產(chǎn)生光學損失，這樣看來增大吸熱器的接收窗面積又是必要的。因此，吸熱器既要減少熱損失又要避免光學損失，對吸熱器的接收窗而言是既要面積小又要面積大，需要提出新的技術(shù)方案來解決上述矛盾。
[0004]當前，中國專利CN103604230 A中公開了一種碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的保護裝置，是通過控制一個遮光組件的直線運動來實現(xiàn)太陽光能的切斷與否，是針對吸熱器金屬管路過熱保護而提出的技術(shù)方案，僅具有簡單的吸熱器接收窗面積改變的能力，無法滿足光熱發(fā)電系統(tǒng)實際運行的接收窗形狀改變的需求。此外，為減少吸熱器的對流損失，有人提出在吸熱器腔口安裝石英蓋板，但該技術(shù)方案由于大面積的高透射率的石英蓋板制造困難，且吸熱器腔口安裝石英蓋板易存在溫度分布不均勻，而導致石英蓋板熱應(yīng)力損壞，所以石英蓋板來解決熱損失仍處于試驗階段，未能有效解決腔式吸熱器在實際運行的熱損失問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種能夠接收聚光器聚集的所有光能，且能有效減小熱損失的太陽能腔式吸熱器接收窗幾何形狀動態(tài)調(diào)節(jié)裝置，它能夠根據(jù)聚光光斑大小將接收窗幾何形狀調(diào)節(jié)到與之相匹配的最小幾何面積，通過減小吸熱器在實際工作中的接收窗開口面積，來達到減少輻射熱損失和對流熱損失的目的。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種太陽能腔式吸熱器接收窗幾何形狀動態(tài)調(diào)節(jié)裝置，包括多塊擋板裝置、溫度傳感器和控制系統(tǒng)，所述的多塊擋板裝置沿吸熱器腔口的圓周方向均勻布置在腔口處;擋板裝置包括移動擋板、齒條、導軌、齒輪、滑塊、固定架及電動機；所述的齒條和滑塊平行安裝在移動擋板上，齒條沿吸熱器腔口的半徑設(shè)置;所述的導軌和電動機安裝在固定架上，齒輪設(shè)在電動機的輸出軸上，齒輪與齒條嚙合，滑塊與導軌配合；所述的擋板裝置通過固定架與吸熱器的機殼連接;所述的溫度傳感器的探頭固定在移動擋板上，溫度傳感器、電動機均通過數(shù)據(jù)線與控制系統(tǒng)連接。
[0007]上述的太陽能腔式吸熱器接收窗幾何形狀動態(tài)調(diào)節(jié)裝置中，所述的移動擋板包括外層板和保溫板;外層板和保溫板連接，保溫板朝向吸熱器，外層板上設(shè)有盲孔，溫度傳感器的探頭設(shè)置在盲孔中，數(shù)據(jù)線從外層板和保溫板之間的結(jié)合面引出。
[0008]上述的太陽能腔式吸熱器接收窗幾何形狀動態(tài)調(diào)節(jié)裝置中，所述的移動擋板為矩形或帶有凹口的矩形；凹口位于移動擋板朝向吸熱器腔口中心的一端，凹口為梯形或半圓形，移動擋板的另一端設(shè)有連接板，連接板與滑塊固定連接;所述的溫度傳感器是均勻布置在外層板的凹口的邊緣處。
[0009]上述的太陽能腔式吸熱器接收窗幾何形狀動態(tài)調(diào)節(jié)裝置中，所述的腔口端部的多個移動擋板能夠重疊，且相鄰的兩移動擋板之間留有防止干涉的間隙，位于最里面的移動擋板貼合在吸熱器的端面上。
[0010]上述的太陽能腔式吸熱器接收窗幾何形狀動態(tài)調(diào)節(jié)裝置中，所述的外層板采用的是金屬材料，保溫板采用的是保溫材料。
[0011]上述的太陽能腔式吸熱器接收窗幾何形狀動態(tài)調(diào)節(jié)裝置中，所述的導軌的兩端均固定安裝有擋塊。
[0012]上述的太陽能腔式吸熱器接收窗幾何形狀動態(tài)調(diào)節(jié)裝置中，還包括限位塊。限位塊上設(shè)有齒條槽，齒條與齒條槽配合，所述的限位塊安裝在固定架上。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
1、本發(fā)明通過移動擋板的平移來動態(tài)調(diào)節(jié)吸熱器接收窗的幾何形狀及尺寸，能夠在有效接收光能的同時最大程度的減少輻射熱損失和對流熱損失。
[0014]2、本發(fā)明的移動擋板可以設(shè)置不同的幾何特征，根據(jù)這些幾何特征的運動疊加組合，能形成特征不同的接收窗形狀，能夠通過幾何特征形狀來減緩吸熱器腔體的氣體流動，從而一定程度的減少對流熱損失。
[0015]3、本發(fā)明的移動擋板的運動能夠?qū)崿F(xiàn)吸熱器接收窗的全開、全閉和其他工況，能夠?qū)崿F(xiàn)吸熱器腔體金屬熱管的過熱保護或發(fā)電系統(tǒng)故障時的斷光保護，即出現(xiàn)故障或過熱時可以將移動擋板運動到使吸熱器腔口全閉合的狀態(tài)，阻斷光能。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明的全開工況的主視圖。
[0018]圖3為本發(fā)明的全開工況的俯視圖。
[0019]圖4為本發(fā)明的軸測圖。
[0020]圖5為本發(fā)明用于調(diào)節(jié)時的結(jié)構(gòu)圖。
[0021 ]圖6為本發(fā)明的不帶凹口的移動擋板的結(jié)構(gòu)圖圖7為本發(fā)明的帶梯形凹口的移動擋板的結(jié)構(gòu)圖。
[0022]圖8為本發(fā)明(包括四個帶半圓形凹口的擋板裝置)用于調(diào)節(jié)時的結(jié)構(gòu)圖。
[0023]圖9為本發(fā)明(包括四個矩形的擋板裝置)用于調(diào)節(jié)時的結(jié)構(gòu)圖。
[0024]圖10為本發(fā)明(包括兩個帶梯形凹口的擋板裝置)用于調(diào)節(jié)時的結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖中:1一吸熱器；2—腔口 ； 3—螺檢;4一連接板;5—齒輪;6—電動機;7—齒條；8一導軌;9一固定架；10—移動擋板；11 一機殼；12—凹口 ； 13—擋板裝置；14一控制系統(tǒng)；15—數(shù)據(jù)線；16—滑塊；17—熱電轉(zhuǎn)換裝置；18—半圓弧口； 19 一外層板;20—溫度傳感器；21 —保溫板;22—限位塊;23—連軸桿;24—圓螺母;25—擋塊。
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。
[0027]如圖1一圖4所示，本發(fā)明包括兩擋板裝置13、多個溫度傳感器20和控制系統(tǒng)14。所述的兩擋板裝置13沿吸熱器腔口的圓周方向均勻布置在腔口處。所述的擋板裝置13包括移動