颗粒下落太阳能吸热器的阻碍系统

技术领域

本发明涉及太阳能塔式聚光热发电技术领域，特别是指一种颗粒下落太阳能吸热器的阻碍系统。

背景技术

太阳能塔式热发电是通过定日镜将太阳直接辐射反射并聚集到安装在一定高度的吸热器上，吸热器收集太阳能的热量，并将热能传输、送到地面的热储能装置和蒸汽发生器，产生蒸汽、进而驱动汽轮机发电。其中，吸热介质采用颗粒，例如沙漠砂等砂砾，粒度200-600微米，利用砂砾耐高温、耐腐蚀、耐磨损、廉价等特点，来降低太阳能热发电的材料成本。砂砾性价比优于采用熔融盐（60%硝酸钠+40%硝酸钾混合物）等其他介质作吸热和储热介质的塔式热发电。

具体的如图1所示的吸热介质为颗粒的太阳能塔式热发电系统，经过定日镜4反射的太阳光3汇聚到吸热器100上，之后吸热器100顶部的颗粒下落口5打开，颗粒下落，下落颗粒吸收太阳能后温度可提高到700℃以上，太阳光照的强度一天中是不断变化的，因而颗粒下落流量和过程也需要不断调节，根据太阳能光照的强度情况来实施控制流量。但是现有的颗粒下降吸热器只有自由下落式（无阻挡式装置）以及简单阻碍式的吸热器形式，例如图2所示的在吸热器100内部布置倒V式挡板17作为颗粒下落的阻挡机构，以及如图3所示的在吸热器100内部布置六边形挡块19作为颗粒下落的阻挡机构。显而易见，上述现有的阻挡机构存在如下缺点：均属于静止部件，对颗粒的下落流动的过程无法主动调节，无法实现颗粒温度的准确调节和控制，从而无法根据太阳光照变化设定颗粒流量达到最优的吸热效果。

针对现有吸热器阻挡系统存在的上述缺陷，需要一种创新的颗粒下落太阳能吸热器的阻碍系统，可以根据太阳能光照的强度情况来对颗粒在吸热器内部的停留时间和加热温度实现控制，从而灵活实现热能按需传输及储备，节能环保，提升经济价值。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷，本发明的主要目的在于提供一种颗粒下落太阳能吸热器的阻碍系统，通过控制颗粒的通流量，对颗粒在吸热器内部的停留时间和加热温度实现控制。

本发明所采用的技术手段如下所述。

颗粒下落太阳能吸热器的阻碍系统，其设置于吸热器内部，其特征在于，包含多组自上而下错落布置的阻挡机构。其中，该阻挡机构包含水平调节杆以及沿其水平延伸方向排列并与之活动连接的多个阻挡单元。其中，该阻挡单元包含竖直连接杆、滑块、凸轮、弹性部件、顶板以及底板。该竖直连接杆上端与该水平调节杆活动连接，该竖直连接杆下端与该凸轮活动连接，该凸轮的边缘左右两侧分别贴合有该滑块，该滑块上下两侧分别与该顶板及该底板的内侧部分滑动贴合，该弹性部件的固定于该滑块的内端与该顶板的外端之间。

进一步的，自上而下分布的各组该阻挡机构中的该阻挡单元的长度逐渐增加。

进一步的，该水平调节杆上布置的多个该阻挡单元的水平间距相等。

进一步的，该水平调节杆可通过手动或电动控制其沿水平方向左右运动。

进一步的，该竖直连接杆及该凸轮的旋转角度为0度至90度之间。

进一步的，该凸轮为边缘具有对称凸起的轮状。

进一步的，该滑块为扁平长方体，其内端具有向上突出部。

进一步的，该顶板的外端向下延伸形成突出部，其与该滑块内端的向上突出部之间设有该弹性部件。

进一步的，该弹性部件为弹簧。

本发明的有益效果：创新的提出了一种颗粒下落太阳能吸热器的阻碍系统，采用凸轮机构来带动滑块运动，进而调节阻挡机构的水平开口的宽度，使得颗粒下落的路径空间具有可调节功能，从而实现可根据太阳光照变化，对颗粒在吸热器内部的停留时间和加热温度进行调控。并且，系统具有造价低廉、结构简单、易操作、易控制的特点。从而最大限度提升了经济价值。

附图说明

图1为现有的吸热介质为颗粒的太阳能塔式热发电系统结构示意图。

图2为现有的倒V式挡阻碍吸热器的内部结构示意图。

图3为现有的六边形挡块阻碍吸热器的内部结构示意图。

图4为本发明在吸热器内部的整体布置方式示意图。

图5为本发明的阻碍单元的结构示意图。

图6为本发明的阻碍单元的滑块展开示意图。

图7为本发明的阻碍机构的调节状态变化对比示意图。

具体实施方式

如图4及图5所示，本发明颗粒下落太阳能吸热器的阻碍系统，其设置于吸热器100内部，包含多组自上而下错落布置的阻挡机构30。其中，上述阻挡机构30包含水平调节杆10以及沿其水平延伸方向排列并与之活动连接的多个阻挡单元20。上述阻挡单元20包含竖直连接杆21、滑块22、凸轮23、弹性部件24、顶板25以及底板26。上述竖直连接杆21上端与上述水平调节杆10活动连接，上述竖直连接杆21下端与上述凸轮23活动连接。上述凸轮23的边缘左右两侧分别贴合有上述滑块22。上述滑块22上下两侧分别与上述顶板25及上述底板26的内侧部分滑动贴合。上述弹性部件24的固定于上述滑块22的内端与上述顶板25的外端之间。

优选的，自上而下分布的各组上述阻挡机构30中的上述阻挡单元20的长度逐渐增加。

优选的，上述水平调节杆10上布置的多个上述阻挡单元20的水平间距相等。

优选的，上述水平调节杆10可通过手动或电动控制其沿水平方向左右运动。

优选的，上述竖直连接杆21及上述凸轮23的旋转角度为0度至90度之间。

优选的，上述凸轮23为边缘具有对称凸起的轮状。

优选的，上述滑块22为扁平长方体，其内端具有向上突出部。

优选的，上述顶板25的外端向下延伸形成突出部，其与上述滑块22内端的向上突出部之间设有上述弹性部件24。

优选的，上述弹性部件24为弹簧。

如图4至图7所示，本发明可通过如下运行方式实现手动或自动调节阻挡机构30的阻挡单元20之间的水平开口的宽度。具体为：在吸热器30的高度方向，由其顶部颗粒下落口5到底部，随着颗粒下降流动，颗粒在阻挡机构100各层间向四周扩散，通过手动或电动控制每一层的上述水平调节杆10，水平向右运动，同步带动与其活动连接的多个上述阻挡单元20的各上述竖直连接杆21沿连接处同步顺时针旋转，同时带动与上述竖直连接杆21下端活动连接的上述凸轮23沿连接处同步顺时针旋转，使得上述凸轮23的凸出部位将位于其两侧的上述滑块22向外侧同步顶出，由此可减小各上述阻挡机构30的阻挡单元20间的空隙间距，与各个上述滑块22连接的上述弹性部件24受压缩短。之后，通过控制水平调节杆10水平反向运动，使其归位，同时带动与其活动连接的多个上述阻挡单元20的各上述竖直连接杆21沿连接处同步逆时针旋转向竖直方向归位，同时带动与上述竖直连接杆21下端活动连接的上述凸轮23沿连接处同步逆时针旋转使得凸出部位向竖直上下分布归位，加之上述弹性部件24同时向内复位，推动两侧的滑块21跟随其向内归位，进而使得各个上述阻挡机构30的阻挡单元20间的空隙间距恢复。从而实现了阻挡机构的可调节，使得颗粒的下落路径空间可调节，颗粒在吸热器内部的停留时间和加热温度可控制。为增强阻挡的作用和效果，可以在自上而下将各组阻挡机构30的阻挡单元20的长度（即如图6所示的AB间的距离）逐渐增加。

如上所述，本发明所述的颗粒下落太阳能吸热器的阻碍系统，实现了可根据太阳光照变化，对颗粒在吸热器内部的停留时间和加热温度进行调控。并且，系统具有造价低廉、结构简单、易操作、易控制的特点。从而最大限度提升了经济价值。