一種直通型太陽能真空集熱管的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型是一種直通型太陽能真空集熱管，包括同軸設(shè)置的玻璃內(nèi)管和玻璃罩管，玻璃內(nèi)管的外壁上設(shè)有選擇性吸收涂層，玻璃內(nèi)管和玻璃罩管的兩端分別熔封在一起，玻璃內(nèi)管和玻璃罩管之間設(shè)有若干環(huán)形管卡，其中一個環(huán)形管卡上設(shè)有吸氣劑；玻璃罩管的中部設(shè)有金屬波紋膨脹段。本實(shí)用新型使用玻璃內(nèi)管，相比現(xiàn)有的金屬材質(zhì)的內(nèi)管，其大大降低了成本，有利于直通型真空集熱管的推廣；并且金屬波紋膨脹段在外部不與傳熱介質(zhì)直接接觸，同時真空夾層能夠有效的降低玻璃罩管的溫度，從而降低金屬波紋膨脹段與玻璃罩管的封接處的溫度變化差異，減小應(yīng)力變形，有利于提高玻璃金屬封接結(jié)構(gòu)的壽命的同時，提高直通型真空集熱管的應(yīng)用溫度范圍。
【專利說明】一種直通型太陽能真空集熱管
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種直通型太陽能真空集熱管，特別是一種直通式直通型太陽能真空集熱管。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，中國光熱產(chǎn)熱發(fā)展極快，特別是低溫?zé)崴I(lǐng)域(<80°C)，其核心的全玻璃型太陽能能真空集熱管生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)非常成熟，已經(jīng)達(dá)到年產(chǎn)數(shù)過億支的規(guī)模，年新增集熱面積達(dá)到千萬平方米以上，而真空集熱管的保有量更是達(dá)到近3億平方米。
[0003]現(xiàn)有常用的全玻璃太陽能真空集熱管，其中內(nèi)外管的玻璃一般選用內(nèi)冷熱沖擊性能優(yōu)良的高硼硅玻璃，這其中又以高硼硅3.3居多。這種真空集熱管的形狀如拉長型的保溫瓶內(nèi)膽。其在選擇性吸收涂層和真空夾層作用下，具有性價比高、吸收效率高、熱損失小、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，從而大大促進(jìn)了中國乃至世界的太陽能熱利用進(jìn)展。其不足之處主要在于由于材料熱膨脹的天然特性，玻璃管的一頭必須保持自由端，以緩解熱膨脹帶來的應(yīng)力。因此全玻璃真空集熱管無法加工成直通形狀。而直通式的真空集熱管在中高溫
O80°C，甚至> 250°C )熱利用領(lǐng)域，系統(tǒng)設(shè)計、安裝等方面有著極大的優(yōu)勢，如不易結(jié)垢、容易安裝等特點(diǎn)。
[0004]現(xiàn)有的直通式的真空集熱管，其罩管為玻璃管，內(nèi)管為金屬，兩端分別通過波紋膨脹節(jié)將內(nèi)外管連接。波紋膨脹節(jié)與罩管之間設(shè)有與玻璃膨脹系數(shù)差異較小的精密合金，即為膨脹系數(shù)5.0X 10-6m/°C的可伐合金。該種直通型真空集熱管是目前太陽能熱發(fā)電領(lǐng)域的主流，使用溫度能夠超過300°C以上。但由于內(nèi)管使用金屬材質(zhì)(一般為不銹鋼)，這增加了產(chǎn)品的成本的同時，導(dǎo)致內(nèi) 外管膨脹系數(shù)差異極大，需要使用較多個波的波紋膨脹節(jié)緩沖由于內(nèi)外管膨脹帶來的應(yīng)力，一般在兩頭使用各使用一個2飛節(jié)的膨脹節(jié)。
[0005]而且玻璃金屬過渡部分使用的膨脹系數(shù)為5.0X 10_6m/°C的可伐合金和為膨脹系數(shù)為3.3X 10-6m/°C的高硼硅3.3玻璃之間膨脹系數(shù)較大，目前多使用在兩者之間增加2~4到道膨脹系數(shù)在5.0X 10-6m/°C~3.3 X 10_6m/°C之間的過渡玻璃環(huán)的方法進(jìn)行緩解。但致過渡玻璃的強(qiáng)度、耐候性均較差，從而形成了薄弱環(huán)節(jié)，導(dǎo)致太陽能真空集熱管的實(shí)際使用壽命和使用穩(wěn)定性大大降低。
[0006]因此上述類型的直通型真空集熱管僅適合應(yīng)用于性價比較低的太陽能高溫領(lǐng)域。而開發(fā)在80°C ~300°C是中溫?zé)崮茴I(lǐng)域和< 80°C的低溫?zé)崴I(lǐng)域的直通型真空集熱管成為技術(shù)和市場的迫切需求。
[0007]專利CN201688594U中提到一種全玻璃直通型真空集熱管的結(jié)構(gòu)，其內(nèi)玻璃管做成波紋裝，試圖緩解內(nèi)外管的熱膨脹應(yīng)力，但玻璃膨脹節(jié)本身的剛度較大，且內(nèi)應(yīng)力不易控制，所以玻璃膨脹節(jié)的實(shí)際緩解效果較差，因此尚無法應(yīng)用于內(nèi)外玻璃管溫差大于100°C的場合。
[0008]類似的還有使用螺旋玻璃管來緩解應(yīng)力的方案，但該方案導(dǎo)致的流體阻力極大，容易結(jié)垢，應(yīng)用場合受限。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計合理，力口工方便，成本低，使用壽命長的直通型太陽能真空集熱管。
[0010]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是通過以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的，本實(shí)用新型是一種直通型太陽能真空集熱管，其特點(diǎn)是:包括同軸設(shè)置的玻璃內(nèi)管和玻璃罩管，玻璃內(nèi)管的外壁上設(shè)有選擇性吸收涂層，玻璃內(nèi)管和玻璃罩管的兩端分別熔封在一起，玻璃內(nèi)管和玻璃罩管之間設(shè)有若干環(huán)形管卡，其中一個環(huán)形管卡上設(shè)有吸氣劑；玻璃罩管的中部設(shè)有金屬波紋膨脹段。
[0011]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題還可以通過以下的技術(shù)方案來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，金屬波紋膨脹段設(shè)有1-5個膨脹節(jié)。
[0012]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題還可以通過以下的技術(shù)方案來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，所述的金屬波紋膨脹段與玻璃罩管相接處設(shè)有合金端環(huán)。
[0013]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題還可以通過以下的技術(shù)方案來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，合金端環(huán)的厚度為30-500 μ m。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型使用玻璃內(nèi)管，相比現(xiàn)有的金屬材質(zhì)的內(nèi)管，其大大降低了成本，有利于直通型真空集熱管的推廣；并且金屬波紋膨脹段在外部不與傳熱介質(zhì)直接接觸，同時真空夾層能夠有效的降低玻璃罩管的溫度，從而降低金屬波紋膨脹段與玻璃罩管的封接處的溫度變化差異，減小應(yīng)力變形，有利于提高玻璃金屬封接結(jié)構(gòu)的壽命的同時，提高直通型真空集熱管的應(yīng)用溫度范圍。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下參照附圖，進(jìn)一步描述本實(shí)用新型的具體技術(shù)方案，以便于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步地理解本實(shí)用新型，而不構(gòu)成對其權(quán)利的限制。
[0017]參照附圖1，一種直通型太陽能真空集熱管，包括同軸設(shè)置的玻璃內(nèi)管I和玻璃罩管2，玻璃內(nèi)管I的外壁上設(shè)有選擇性吸收涂層，玻璃內(nèi)管I和玻璃罩管2的兩端分別熔封在一起，玻璃內(nèi)管I和玻璃罩管2之間設(shè)有若干環(huán)形管卡6，環(huán)形管卡6用于支撐固定內(nèi)管，其中一個環(huán)形管卡6上設(shè)有吸氣劑7 ;玻璃罩管2的中部設(shè)有金屬波紋膨脹段4。
[0018]玻璃內(nèi)管I和玻璃罩管2優(yōu)先選用高硼硅玻璃，特別優(yōu)先高硼硅3.3玻璃。金屬波紋膨脹段4主要為不銹鋼材質(zhì)制作的薄壁件，一般厚度在0.15-0.20毫米，正常根據(jù)管長和溫度變化差異，選用1-5個膨脹節(jié)3，保證膨脹節(jié)3必要的剛度的同時，膨脹節(jié)3能夠很好的緩解內(nèi)外管的膨脹應(yīng)力。
[0019]所述的金屬波紋膨脹段4與玻璃罩管2相接處設(shè)有合金端環(huán)5。合金端環(huán)5的厚度為30-500 μ m,優(yōu)選30-200 μ m。合金端環(huán)5采用不銹鋼、4J29、4J49等材質(zhì)，優(yōu)先采用4J29、4J49低膨脹系數(shù)的精密合金制備。合金端環(huán)5與金屬波紋膨脹段4焊接連接；合金端環(huán)5可以采用直接融封或者通過中間焊料壓封等方式與玻璃罩管2相接。其能夠在其端面特殊緩解應(yīng)力結(jié)構(gòu)作用下，不需要添加過渡玻璃，即可直接實(shí)現(xiàn)合金端環(huán)5和高硼硅玻璃的融封。
【權(quán)利要求】
1.一種直通型太陽能真空集熱管，其特征在于:包括同軸設(shè)置的玻璃內(nèi)管和玻璃罩管，玻璃內(nèi)管的外壁上設(shè)有選擇性吸收涂層，玻璃內(nèi)管和玻璃罩管的兩端分別熔封在一起，玻璃內(nèi)管和玻璃罩管之間設(shè)有若干環(huán)形管卡，其中一個環(huán)形管卡上設(shè)有吸氣劑；玻璃罩管的中部設(shè)有金屬波紋膨脹段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直通型太陽能真空集熱管，其特征在于:金屬波紋膨脹段設(shè)有1-5個膨脹節(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直通型太陽能真空集熱管，其特征在于:所述的金屬波紋膨脹段與玻璃罩管相接處設(shè)有合金端環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直通型太陽能真空集熱管，其特征在于:合金端環(huán)的厚度為30-500 μ mD
【文檔編號】F24J2/46GK203443151SQ201320415337
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年7月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月12日
【發(fā)明者】王國偉 申請人:王國偉