專(zhuān)利名稱(chēng)：內(nèi)波紋管式太陽(yáng)能真空集熱管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種太陽(yáng)能真空集熱管，尤其是指 一種內(nèi)波紋管 式太陽(yáng)能真空集熱管。
背景技術(shù)：
能源與環(huán)境問(wèn)題是當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展面臨的重要問(wèn)題；在經(jīng)濟(jì)高 速發(fā)展的同時(shí)，化石能源的消耗量日益增多?；茉吹拇罅渴褂茫?一方面導(dǎo)致資源的日趨枯竭，另 一 方面也帶來(lái)了嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn) 題，這就要求著我們向更加清潔的可再生能源領(lǐng)域發(fā)展。而太陽(yáng)能就 是我們地球最為廣泛可再生資源，隨著能源的危才幾和嚴(yán)峻的環(huán)境污染 問(wèn)題，20世紀(jì)八十年代興起九十年代開(kāi)始處于低迷的太陽(yáng)能熱發(fā)電 領(lǐng)域在2006年開(kāi)始又開(kāi)始迅猛發(fā)展，特別是拋物槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電 的現(xiàn)已裝機(jī)容量和預(yù)計(jì)裝機(jī)容量在逐年增加。太陽(yáng)能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)正曰 益蓬勃發(fā)展，而高溫真空集熱管是拋物槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)的核心 技術(shù)之一。解決高溫真空集熱管的金屬玻璃封接問(wèn)題，選擇吸收涂層 的高吸收低發(fā)射問(wèn)題以及管內(nèi)真空性能和玻璃封罩的可靠性問(wèn)題將 會(huì)是廣大太陽(yáng)能技術(shù)工作者急需解決的問(wèn)題。高溫真空集熱管是由鍍有太陽(yáng)能選擇性吸收涂層的金屬管和高 透過(guò)率的玻璃管組成。玻璃管和金屬管之間抽真空以減少熱損失，單 個(gè)集熱管長(zhǎng)4-6米，由4-5個(gè)集熱管組成一個(gè)集熱單元，集熱單元通 過(guò)線(xiàn)性連接組成一個(gè)長(zhǎng)約IOO米的集熱器，再集熱器與集熱器之間根 據(jù)需要并聯(lián)和串聯(lián)組成集熱場(chǎng)。當(dāng)今現(xiàn)有真空集熱管可參閱中國(guó)專(zhuān)利 申請(qǐng)?zhí)枮?00610041393.6的專(zhuān)利文獻(xiàn)，其中提出了內(nèi)波紋管的概 念，但其揭露了波紋管膨脹節(jié)設(shè)置在集熱管的中間，這種結(jié)構(gòu)仍存在 下述兩大缺陷 一是，波紋管由于自身的原因不便鍍制高效吸收膜， 造成中間在波紋管部分的集熱管無(wú)法集熱，使集熱管的有效長(zhǎng)度降 低；二是，波紋管在中間，必須設(shè)置兩個(gè)定心支撐來(lái)保持內(nèi)外管的同 心，不僅使結(jié)構(gòu)復(fù)雜生產(chǎn)成本上升，而且定心支撐直接把內(nèi)管的高溫 (工作溫度38(TC ~55(TC )傳導(dǎo)到玻璃外管上，使玻璃外管產(chǎn)生局 部熱溫差，大大縮短了玻璃外管的使用壽命。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)所存在之缺失，主要目的在于提供 一種內(nèi)波紋管式太陽(yáng)能真空集熱管，其可提高集熱管的有效利用長(zhǎng) 度，減少其熱損失，提高集熱效率。本實(shí)用新型另一目的在于提供一種內(nèi)波紋管式太陽(yáng)能真空集熱 管，其可有效地降低可伐合金及封接處溫度，以保證封接處不受高溫 輻射。本實(shí)用新型再一目的在于提供一種內(nèi)波紋管式太陽(yáng)能真空集熱 管，其內(nèi)可保持良好的真空性能。為實(shí)現(xiàn)上述之目的，本實(shí)用新型采取如下技術(shù)方案 一種內(nèi)波紋管式太陽(yáng)能真空集熱管，包括一外壁鍍有吸收膜的金 屬內(nèi)管以及一套設(shè)于金屬內(nèi)管外的同軸玻璃外管，該玻璃外管兩端分 別由可伐合金環(huán)熔接，該可伐合金環(huán)的外側(cè)端與支撐環(huán)焊接，該支撐 環(huán)是套設(shè)于金屬內(nèi)管端頭上，且與金屬內(nèi)管之間呈可滑動(dòng)緊密接觸， 在金屬內(nèi)管兩端正對(duì)可伐合金環(huán)之間各橫向設(shè)置一波紋管，該波紋管 外側(cè)端與金屬內(nèi)管焊接，內(nèi)側(cè)端通過(guò)連接件與可伐合金環(huán)焊接，并使 金屬內(nèi)管、波紋管、可伐合金環(huán)以及玻璃外管共同圍構(gòu)成一真空密閉 腔。所述可伐合金環(huán)的內(nèi)側(cè)端開(kāi)設(shè)有一供玻璃外管置入的凹槽。 所述凹槽與玻璃外管配合之間由低熔點(diǎn)低膨脹復(fù)合玻璃粉末填充。所述可伐合金環(huán)的外表面套設(shè)有一反射遮光環(huán)。 所述可伐合金環(huán)為4j29合金材料制成。 所述支撐環(huán)與金屬內(nèi)管之間設(shè)有一緊閉作用的耐高溫絕熱墊。 所述支撐環(huán)的內(nèi)表面設(shè)置有保溫隔熱層。所述金屬內(nèi)管上固設(shè)有一吸氣裝置，該吸氣裝置位于真空密閉腔 內(nèi)。該吸氣裝置為蒸散型鋇鋁鎳棒形吸氣劑。 所述玻璃外管為高硼硅玻璃制成 本實(shí)用新型之優(yōu)點(diǎn)如下1、 利用內(nèi)波紋管橫置于可伐合金與金屬內(nèi)管之間，如此既起到 補(bǔ)償膨脹作用，又能增加集熱管有效利用長(zhǎng)度，減弱金屬內(nèi)管傳遞給 可伐合金環(huán)的熱量；同時(shí)由外圍支撐環(huán)起到保溫、支撐作用，從而減 少其熱損失，提高集熱效率。2、 玻璃外管插入可伐合金環(huán)之間采用低熔點(diǎn)低膨脹復(fù)合玻璃粉 末封接，其封接溫度較低，效率高，同時(shí)在可伐合金環(huán)的凹槽中封接， 由此可增加玻璃外管的接觸面積，使封接效果好。3、 通過(guò)在真空密閉腔中設(shè)置吸氣裝置，由此可減少了真空損失， 始終保持良好的真空性能。


圖l是本實(shí)用新型截面結(jié)構(gòu)示意圖; 圖2是圖l局部A放大示意圖； 圖3是本實(shí)用新型制備工藝流程圖。 附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明1、玻璃外管2、金屬內(nèi)管3、可伐合金環(huán)31、凹槽4、遮光環(huán)5、支撐環(huán)51'.絕熱墊52、隔熱層6、波紋管61、外側(cè)端62,.內(nèi)側(cè)端7、吸氣裝置8、復(fù)合玻璃4分末9、真空密閉腔10、,連接件具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。如圖1、圖2所示， 一種內(nèi)波紋管式太陽(yáng)能真空集熱管，包括玻 璃外管1和同軸金屬內(nèi)管2、可伐合金環(huán)3、遮光環(huán)4、支撐環(huán)5、波 紋管6、吸氣裝置7，其中玻璃外管l,采用高硼硅玻璃，其具有熱穩(wěn)定性好、耐高溫、硬 度高、耐腐蝕、高透過(guò)率之特性。金屬內(nèi)管2,采用不銹鋼材料制成，該金屬內(nèi)管外壁鍍有耐高溫、 高吸收率、在高溫下具有低發(fā)射率的陶瓷選擇吸收膜；該金屬內(nèi)管2 設(shè)于玻璃外管1內(nèi)。可伐合金環(huán)3，為Fe-Ni-Co系合金材料，如4j29合金，該可伐 合金環(huán)3共兩個(gè)，分別熔接于玻璃外管1端部，在可伐合金環(huán)3的內(nèi) 側(cè)端開(kāi)設(shè)有一凹槽31,所述玻璃外管1端部置入該凹槽31內(nèi)，采用 低熔點(diǎn)低膨脹復(fù)合玻璃粉末8在較低溫下熔融將可伐環(huán)與玻璃外管 匹配封接，使復(fù)合玻璃粉末8填充于凹槽31與玻璃外管1端部配合 之間；該復(fù)合玻璃粉末8可采用KF玻璃，其流動(dòng)性好、封接強(qiáng)度大 以及化學(xué)穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。為避免在封接處和可伐合金環(huán)上產(chǎn)生高 溫，在可伐合金環(huán)的外表面套設(shè)有一反射遮光環(huán)4來(lái)反射集中的輻 射。支撐環(huán)5，起到減少熱損失和支撐作用，通過(guò)支撐使波紋管的受 力得以減輕；該支撐環(huán)5是套設(shè)于金屬內(nèi)管2端頭上，且與上述可伐 合金環(huán)3的外側(cè)端焊接，該支撐環(huán)5與金屬內(nèi)管1之間呈可滑動(dòng)緊密接觸，進(jìn)一步，二者之間可設(shè)有一緊閉作用的耐高溫絕熱墊51，從 而受熱伸縮時(shí)支撐環(huán)5可沿金屬內(nèi)管2的軸線(xiàn)方向相對(duì)滑動(dòng)。在支撐 環(huán)5的內(nèi)表面設(shè)置有保溫隔熱層52。波紋管6，采用耐高溫的TM350或C-22合金制成；其橫向設(shè)置 對(duì)應(yīng)設(shè)于兩端可伐合金環(huán)3與金屬內(nèi)管1正對(duì)位置之間，該波紋管6 的外側(cè)端61與金屬內(nèi)管2焊接，內(nèi)側(cè)端62通過(guò)連接件10與可伐合 金環(huán)3焊接，如此既起到補(bǔ)償膨脹作用，又能增加集熱管有效利用長(zhǎng) 度；并使金屬內(nèi)管2、波紋管6、可伐合金環(huán)3以及玻璃外管1共同 圍構(gòu)成一真空密閉腔9。吸氣裝置7,為蒸散型鋇鋁鎳棒形吸氣劑，其固設(shè)金屬內(nèi)管2上， 且位于真空密閉腔9內(nèi)，以減少其高溫下的真空損失，始終讓真空密 閉腔內(nèi)保持良好的真空性能。如圖3所示，系為本實(shí)用新型一種較佳制備方法1) 采用一種新的間接熔封方式將可伐合金環(huán)3與高硼硅玻璃外 管1封接，首先將Fe-Ni-Co系合金沖壓成8-U咖厚的環(huán)件，在環(huán)件 一端開(kāi)設(shè)5-6fflm寬，6-8mm深的凹槽31，線(xiàn)膨脹系數(shù)為4. 7 x 10-6/ °C 。2) 采用不銹鋼沖壓制作支撐環(huán)5，內(nèi)側(cè)斜面涂保溫隔熱層52, 與金屬內(nèi)管2接觸的一面粘接高溫絕熱墊51。3) 對(duì)金屬件進(jìn)行機(jī)械凈化、脫脂、烘干處理。4) 可伐合金環(huán)3進(jìn)行燒氫熱處理，防止可伐合金環(huán)3與玻璃外 管l界面有氣泡產(chǎn)生。5 )可伐合金環(huán)3的凹槽31的預(yù)氧化處理。 6)選接高硼硅玻璃管做玻璃外管1,切齊端口，接排氣嘴，并 對(duì)接排氣嘴除退火。7 )選擇軟化溫度在5 0 (TC下，線(xiàn)膨脹系數(shù)為4. 6 x 1 0 -6/ 。C 的低熔點(diǎn)低膨脹復(fù)合玻璃粉末8。將低熔點(diǎn)低膨脹復(fù)合玻璃粉末8緊 密填充在以進(jìn)行燒氪熱處理和預(yù)氧化了的可伐合金環(huán)3的凹槽31內(nèi)。8 )將可伐合金環(huán)3的凹槽31內(nèi)低熔點(diǎn)低膨脹復(fù)合玻璃粉末8熔 融，將高硼硅玻璃外管1插入凹槽31內(nèi)，使玻璃外管1的管內(nèi)和管 外的端面均與低熔點(diǎn)低膨脹復(fù)合玻璃有接觸增大接觸面，并保持一定 時(shí)間，再冷卻。然后進(jìn)行退火以消除玻璃的熱應(yīng)力。9) 首先將在金屬內(nèi)管2上利用真空磁控濺射鍍制金屬陶瓷太陽(yáng) 選擇吸收膜層，要求膜層在40(TC時(shí)的吸收率大于92%,發(fā)射率小于 9%,然后再在金屬內(nèi)管上點(diǎn)焊安裝蒸散型鋇鋁鎳棒形吸氣劑。10) 安裝，包括金屬內(nèi)管2與波紋管6、波紋管6與連接件10、 連接件10與可伐合金環(huán)3、支撐環(huán)5與可伐合金環(huán)3之間的焊接及 遮光環(huán)4的套裝；611 )真空排氣，抽氣溫度保持在4 00-500。C之間，^隊(duì)溫時(shí)間60-90 分鐘，當(dāng)壓力達(dá)到10-3Pa時(shí)封離。12) 蒸散吸氣劑。13) 成品的^r測(cè);險(xiǎn)查。本實(shí)用新型之真空集熱管能夠很好的解決高溫太陽(yáng)能真空集熱 管金屬與玻璃在較低溫下的封接問(wèn)題，提高集熱管的有效利用長(zhǎng)度， 減少其熱損失、降低可伐合金及封接處溫度、保持其良好的真空性 能。并且工藝簡(jiǎn)單，成本較低，具有很強(qiáng)的實(shí)用性?？蓮V泛應(yīng)用于拋 物槽式太陽(yáng)能冷-熱-電聯(lián)供領(lǐng)域。以上所述，僅是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用 新型的技術(shù)范圍作任何限制，故凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以 上實(shí)施例所作的任何細(xì)微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新 型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種內(nèi)波紋管式太陽(yáng)能真空集熱管，包括一外壁鍍有吸收膜的金屬內(nèi)管以及一套設(shè)于金屬內(nèi)管外的同軸玻璃外管，其特征在于該玻璃外管兩端分別由可伐合金環(huán)熔接，該可伐合金環(huán)的外側(cè)端與支撐環(huán)焊接，該支撐環(huán)是套設(shè)于金屬內(nèi)管端頭上，且與金屬內(nèi)管之間呈可滑動(dòng)緊密接觸，在金屬內(nèi)管兩端正對(duì)可伐合金環(huán)之間各橫向設(shè)置一波紋管，該波紋管外側(cè)端與金屬內(nèi)管焊接，內(nèi)側(cè)端通過(guò)連接件與可伐合金環(huán)焊接，并使金屬內(nèi)管、波紋管、可伐合金環(huán)以及玻璃外管共同圍構(gòu)成一真空密閉腔。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)波紋管式太陽(yáng)能真空集熱管，其特 征在于所述可伐合金環(huán)的內(nèi)側(cè)端開(kāi)設(shè)有一供玻璃外管置入的凹槽。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)波紋管式太陽(yáng)能真空集熱管，其特 征在于所述凹槽與玻璃外管配合之間由低熔點(diǎn)低膨脹復(fù)合玻璃粉末 填充。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)波紋管式太陽(yáng)能真空集熱管，其特 征在于；所述可伐合金環(huán)的外表面套設(shè)有一反射遮光環(huán)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)波紋管式太陽(yáng)能真空集熱管，其特 征在于所述可伐合金環(huán)為4j29合金材料制成。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)波紋管式太陽(yáng)能真空集熱管，其特 征在于所述支撐環(huán)與金屬內(nèi)管之間設(shè)有一緊閉作用的耐高溫絕熱 塾。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的內(nèi)波紋管式太陽(yáng)能真空集熱管， 其特征在于所述支撐環(huán)的內(nèi)表面設(shè)置有保溫隔熱層。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)波紋管式太陽(yáng)能真空集熱管，其特 征在于所述金屬內(nèi)管上固設(shè)有一吸氣裝置，該吸氣裝置位于真空密 閉腔內(nèi)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的內(nèi)波紋管式太陽(yáng)能真空集熱管，其特 征在于該吸氣裝置為蒸散型鋇鋁鎳棒形吸氣劑。
10、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的內(nèi)波紋管式太陽(yáng)能真空集熱管，其特 征在于所述玻璃外管為高硼硅玻璃制成。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種內(nèi)波紋管式太陽(yáng)能真空集熱管，包括一外壁鍍有吸收膜的金屬內(nèi)管以及一同軸玻璃外管，該玻璃外管兩端分別由可伐合金環(huán)熔接，該可伐合金環(huán)的外側(cè)端與支撐環(huán)焊接，該支撐環(huán)是套設(shè)于金屬內(nèi)管端頭上，且與金屬內(nèi)管之間呈可滑動(dòng)緊密接觸，在金屬內(nèi)管兩端正對(duì)可伐合金環(huán)之間各橫向設(shè)置一波紋管，該波紋管外側(cè)端與金屬內(nèi)管焊接，內(nèi)側(cè)端通過(guò)連接件與可伐合金環(huán)焊接，并使金屬內(nèi)管、波紋管、可伐合金環(huán)以及玻璃外管共同圍構(gòu)成一真空密閉腔，如此既起到補(bǔ)償膨脹作用，又能增加集熱管有效利用長(zhǎng)度，減弱金屬內(nèi)管傳遞給可伐合金環(huán)的熱量；同時(shí)由外圍支撐環(huán)起到保溫、支撐作用，從而減少其熱損失，提高集熱效率。
文檔編號(hào)F24J2/46GK201327210SQ20082020513
公開(kāi)日2009年10月14日 申請(qǐng)日期2008年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月12日
發(fā)明者浩 劉, 周擁仔, 彭啟成, 賀冬枚, 趙華平, 陳玉琴 申請(qǐng)人:東莞市康達(dá)機(jī)電工程有限公司