專利名稱：：直通式太陽能熱交換聚熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實用新型涉及的是一種以太陽能作為熱源的直通式太陽能熱交換聚熱裝置，屬于中高溫太陽能熱利用
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：眾所周知，目前被人們廣泛應(yīng)用的太陽能集熱管絕大部分為一端封閉或者直通式玻璃內(nèi)管為兩端敞口的雙層玻璃管結(jié)構(gòu)，如果采用雙層玻璃管時，玻璃內(nèi)管的外表面涂有太陽能選擇性吸收涂層，玻璃內(nèi)管內(nèi)走工質(zhì)，玻璃內(nèi)管和玻璃外管間抽真空。.用這種方式制作的集熱管，工作時，內(nèi)外管溫差大，易產(chǎn)生炸管，另外，管容積過大，不易加熱。應(yīng)用在槽式太陽能集熱發(fā)電的太陽能集熱管，盡管采用了金屬管加半翅翼方式或熱管真空管技術(shù)，但最終的吸熱面積及產(chǎn)氣量有限，同時密封結(jié)構(gòu)對材料(過渡金屬)的膨脹系數(shù)要求嚴(yán)格、玻璃與金屬的相溶性連接技術(shù)要求高、目前雖然已經(jīng)采用了熱壓封接工藝、低溫玻璃焊料封接工藝和采用火焰溶封工藝、高頻溶封工藝這幾種焊接方式，但還顯得可靠性不足，加上加工難度大、造價高，難于維護(hù)，在國內(nèi)市場難以普及，目前也僅停留在研發(fā)及小規(guī)模政府支持的工程上。近三十年來，隨著各國對能源的重視，國內(nèi)外很多科研單位和一些著名企業(yè)，在中高溫領(lǐng)域已經(jīng)打下了一定的基礎(chǔ)，但一直阻礙直通式中高溫領(lǐng)域的關(guān)鍵難題"高熱量、低吸收率、低利用率"、"玻璃與金屬的有效結(jié)合"、"不同材質(zhì)的密封與熱膨脹"等問題上困擾著直'通式太陽能集熱管的發(fā)展，更談不上作為建筑的功能性構(gòu)件廣泛應(yīng)用到與建筑一體化的工程上了。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對上述不足之處，提供一種直通式太陽能熱交換聚熱裝置，本裝置包括直通透光管、多曲面金屬熱交換管、熱交換管封頭、金屬膨脹節(jié)、吸附劑儲環(huán)、凹形間隔密封環(huán)、金屬卡環(huán)、金屬蓋板、密封固定板、卡式屏蔽罩和抽真空接頭，具有高熱吸收率、高熱轉(zhuǎn)換率、高熱利用率等特點，解決了直通式玻璃與金屬的有效組合及玻璃與金屬之間的熱膨脹差異等問題，并將太陽能熱利用提高到一個更完美的程度，極大的拓展了在太陽能領(lǐng)域的應(yīng)用面，廣泛的滿足了人們在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、聚熱發(fā)電及日常生活等需求。將太陽能熱利用率提高到58%以上。直通式太陽能熱交換聚熱裝置是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的直通式太陽能熱交換聚熱裝置包括直通透光管、多曲面金屬熱交換管、熱交換管封頭、金屬膨脹節(jié)、吸附劑儲環(huán)、凹形間隔密封環(huán)、金屬卡環(huán)、工質(zhì)通道管、金屬蓋板、密封固定板、卡式屏蔽罩和抽真空接頭；多曲面金屬熱交換管兩端焊接固定有熱交換管封頭，工質(zhì)通道管與熱交換管封頭相連，多曲面金屬熱交換管上設(shè)置有金屬膨脹節(jié)，工質(zhì)通道管從金屬蓋板中心穿過，工質(zhì)通道管與金屬蓋板焊接密封，構(gòu)成多曲面金屬熱交換組件，多曲面金屬熱交換組件整體套裝于直通透光管內(nèi)；直通透光管兩端順次安裝有吸附劑儲環(huán)、凹形間隔密封環(huán)和金屬卡環(huán)，密封固定板將金屬卡環(huán)和金屬蓋板密封固定，并通過耐熱密封膠密封，在直通透光管的兩端設(shè)置有卡式屏蔽罩，并通過屏蔽罩抱箍鎖緊，卡式屏蔽罩與直通透光管和金屬卡環(huán)之間設(shè)置有密封膠圈；抽真空接頭固定在卡式屏蔽罩上，多曲面金屬熱交換管與直通透光管之間形成真空層。所述的直通透光管采用市售高硼硅3.3玻璃管或其它低鐵透光材料管，直通透光管設(shè)置為圓形管、方形管、扁方形管等，具體可根據(jù)多曲面金屬熱交換管的成型需求與其調(diào)整配套。直通透光管采用膨脹系數(shù)低，熱穩(wěn)定性好，可見光透過率為92%，波長在360400mn的紫外線透過率為9092%，紅外線的透過率為92%。直通透光管的兩端成型有若干個凹凸?fàn)瞽h(huán)形溝槽，以便熱膨脹時起到軸向伸縮消除膨脹量，另外起到與金屬卡環(huán)和卡式屏蔽罩在安裝時的固定作用，由于凹凸?fàn)瞽h(huán)形溝槽不僅增加了接觸面，又起到密封的作用，保證了使用壽命。所述的直通透光管采用雙層透光管或單層透光管。所述的直通透光管為雙層透光管時，兩端的變形，設(shè)置有凹凸環(huán)狀槽，內(nèi)管凹凸環(huán)狀可向里熱壓制成，外管凹凸環(huán)狀可向外熱壓制成，也可根據(jù)需要熱壓成同向或反向，還可以將直通透光管兩端向外翻邊，并熱壓相熔后成法蘭狀。通過設(shè)置在卡式屏蔽罩上抽真空接頭，將透光管內(nèi)管與透光管外管之間進(jìn)行抽真空處理，同時在內(nèi)管與外管之間的兩端1540mm處設(shè)置吸附劑儲環(huán)，以進(jìn)一步提高雙層透光管內(nèi)部的真空度，更好的實現(xiàn)保溫隔熱的性能。所述的直通透光管為雙層透光管時，內(nèi)管與外管兩端的凹凸曲面之間，設(shè)置有凹形間隔密封環(huán)，便于保護(hù)吸附劑在熱膨脹時受壓擠出，同時起到利用密封膠進(jìn)行結(jié)構(gòu)性密封，金屬卡環(huán)從透光管兩端內(nèi)管的內(nèi)側(cè)與外管的外側(cè)成密封狀卡牢，必要時可以在直通透光管和金屬卡環(huán)端面向下相對應(yīng)的適當(dāng)位置，通過螺釘或銷釘固定連接，以便增加直通透光管與金屬之間的密封度，同時為下一道工序同質(zhì)化密封奠定了基礎(chǔ)，很好的解決了玻璃與金屬的密封。金屬卡環(huán)內(nèi)環(huán)面與透光管兩端端面上均涂有耐熱密封膠和無影結(jié)構(gòu)膠，前者為市售736耐熱膠，后者為MF新型密封脂或水晶玻璃無影結(jié)構(gòu)膠，從而在結(jié)構(gòu)上完成了對透光管與金屬的膠接密封，確保透光管內(nèi)管與外管之間的長期真空度，這種結(jié)構(gòu)膠溶性連接是繼熱壓封接工藝、低溫玻璃焊料封接工藝和采用火焰溶封工藝、高頻溶封工藝后的新型冷操作順序式結(jié)構(gòu)封裝工藝。所述的直通透光管也可以是單層，與雙層透光管只是在應(yīng)用領(lǐng)域上的不同時，特別當(dāng)使用工質(zhì)為能在35'C22(TC的超導(dǎo)液時，為了降低生產(chǎn)成本，減少工時，簡化原材料，可以使用單透光管，超導(dǎo)液可采用市售2-2超導(dǎo)介質(zhì)(山東濰坊市華豐新產(chǎn)品研究所生產(chǎn))、中/高溫導(dǎo)熱油等。所述的凹形間隔密封環(huán)是以金屬環(huán)狀設(shè)置在雙層透光管兩端外管的內(nèi)側(cè)與內(nèi)管的外側(cè)，或者設(shè)置在單層透光管內(nèi)側(cè)與多曲面金屬熱交換管之間，呈徑向布置，以起到不同材質(zhì)的間隔密封作用，并控制透光管與透光管、透光管與多曲面金屬熱交換管之間的間隔距離。所述的多曲面金屬熱交換管采用多曲面金屬熱交換圓形管、多曲面金屬熱交換方形管、多曲面金屬熱交換扁形管、多曲面金屬熱交換半曲面管或其它多曲面金屬熱交換異形管，制成后的多曲面金屬熱交換管大大的消除了在10(TC35(TC時的徑向膨脹量。該多曲面金屬熱交換管可以用型號為3A21的鋁合金、銅、銅合金、不銹鋼等其它耐腐蝕、強度高、導(dǎo)熱率好的金屬材料，采用擠壓、擴孔、拉拔、液壓工藝或其它先進(jìn)工藝變形、成型完成。所述的多曲面金屬熱交換管徑向外表面噴涂有太陽能選擇性吸收涂層，其中太陽能選擇性吸收涂層可以采用市售TXT-1太陽能選擇性吸收涂料或鈦基涂層，有效的提高了其聚熱效率，變被動悶曬式吸熱為主動吸熱。所述的金屬膨脹節(jié)可以設(shè)置于多曲面金屬熱交換管兩端，也可以設(shè)置于多曲面金屬熱交換管中部或其它相應(yīng)有效段部。減小多曲面金屬熱交換管軸向應(yīng)力，消除因溫度過高后產(chǎn)生的多曲面金屬熱交換管軸向膨脹量，確保金屬蓋板、密封固定板和卡式屏蔽罩的原有密封效果，延長整管的使用壽命。所述的金屬蓋板套焊在工質(zhì)通道管進(jìn)/出段上，以便使多曲面金屬熱交換管與透光管成同心設(shè)置，并有利于與密封固定板結(jié)構(gòu)膠溶性螺釘密封固定。所述的卡式屏蔽罩為兩個半圓形徑向成型有凹凸環(huán)形狀的組件，卡式屏蔽罩上部內(nèi)側(cè)面與密封固定板通過螺釘和結(jié)構(gòu)膠密封固定，徑向環(huán)面上的凹凸溝槽與直通透光管外管兩端徑向設(shè)置的凹凸環(huán)形槽相對應(yīng)，間隙內(nèi)添置密封膠/條，采用卡式屏蔽罩后能防止太陽光直射，因溫度過高而損壞密封結(jié)構(gòu)。必要時可另外增設(shè)散熱孔或套頭式水隔套，使直通式太陽能熱交換聚熱裝置工作時兩端溫度降至180。C以下，防止結(jié)構(gòu)膠過早老化，破壞本裝置密封效果。所述的金屬蓋板、密封固定板、卡式屏蔽罩三者之間的間隙內(nèi)均有可耐高溫、耐高壓的結(jié)構(gòu)膠。結(jié)構(gòu)膠可以耐高溫650。C,耐蒸汽壓力32mpa，可采用上海威能新材料技術(shù)有限公司研制的MF新型密封脂和736耐熱膠或其它相對應(yīng)的結(jié)構(gòu)膠。所述的吸附劑儲環(huán)內(nèi)儲存有吸附劑，是為了使直通透光管與多曲面金屬熱交換管，雙層直通透光管外管與內(nèi)管之間，在進(jìn)行冷操作順序式結(jié)構(gòu)拼裝時對抽真空后的殘余氣體起到午燥和消氣的作用，使管內(nèi)保持長期真空。根據(jù)實際應(yīng)用生產(chǎn)生活需要，本裝置中所述多曲面金屬熱交換管內(nèi)可以另外加裝有內(nèi)套管。內(nèi)套管可利用市售鋼塑管、金屬管或非金屬管，內(nèi)套管兩端用管封頭密封，內(nèi)套管內(nèi)可做成真空或填充絕熱材料，內(nèi)套管與多曲面金屬熱交換管之間留有間隙時，設(shè)置有連接支撐筋，支撐筋的端面與多曲面金屬熱交換管內(nèi)側(cè)點焊連接，以增強多曲面金屬熱交換管在受擠壓時的抗壓強度，內(nèi)套管與多曲面金屬熱交換管之間形成薄壁工質(zhì)流通層，雖然降低了多曲面金屬熱交換管的容積，但根據(jù)熱定律及毛細(xì)吸熱原理，大大提高了換熱速度。在一定的應(yīng)用環(huán)境下，多曲面金屬熱交換管背光一側(cè)與直通透光管之間，設(shè)置有聚光反射板，聚光反射板通過連接筋上的固定環(huán)吊裝在多曲面金屬熱交換管上。采用聚光反射板后，能進(jìn)一步擴大采光面積，提高管內(nèi)溫度。工作原理當(dāng)太陽從不同的角度照射并透過直通式透光管，作用在多曲面金屬熱交換管表面噴涂的太陽能選擇性吸收涂層時，太陽能選擇性吸收涂層以太陽吸收率as=0.93-0.94，法向熱發(fā)射率e。二0.42-0.50吸收熱能，將吸收到的熱能通過多曲面金屬熱交換管壁傳遞給管壁內(nèi)的工質(zhì)，熱能沿內(nèi)壁曲面上升并進(jìn)行熱交換，在太陽的持續(xù)加熱過程中，使工質(zhì)溫度不斷升高，一般可達(dá)到65°C130°C，加裝槽式或相匹配的聚光反光板后，工作溫度可達(dá)到150°C250'C左右，空曬溫度最高可達(dá)到35(TC左右，在如此高的熱能作用下，流體工質(zhì)迅速汽化，從一端噴出，噴出的高溫水或氣滿足工業(yè)、農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、聚熱發(fā)電、人們?nèi)粘５纳钣盟驼羝枨?。本實用新型直通式太陽能熱交換聚熱裝置與現(xiàn)有國內(nèi)外太陽能集熱裝置相比，具有以下顯著特點1、多曲面金屬熱交換內(nèi)工質(zhì)受熱均勻、熱交換面積大、熱利用率高換熱面積是同規(guī)格型號管的1.8倍以上；詳見表一表一直通式太陽能熱交換聚熱裝置與巿售太陽能高效直通管參數(shù)對比名稱流體通道金屬管直徑mm外罩玻璃管mm長度m容積采光面積m2周長mm放大倍率市售太陽能高效直通管18201001201.820.320.156.5無直通式太陽能熱交換聚熱裝置6586內(nèi)套管25351001201.823.351.16112.26由此可見，本實用新型與現(xiàn)有市場的太陽能高效直通集熱管相比，具有明顯的熱吸收率、熱交換率、熱利用率高的技術(shù)優(yōu)勢。由于太陽能的輻照度受氣候條件等各種因素的影響不能維持常量，即具有間歇性和不可靠性等特點，所以，具有高采光率、高熱利用率、高熱轉(zhuǎn)換率的直通式太陽能熱交換聚熱裝置，必然會引起全社會的關(guān)注。2、應(yīng)用范圍廣，特別是中高溫應(yīng)用領(lǐng)域，詳見表二:表二太陽能中高溫系統(tǒng)可應(yīng)用的部分能源領(lǐng)域用途熱能形式所需溫度汽輪機發(fā)電蒸汽130。C300。C低溫流體介質(zhì)發(fā)電汽化氣體85。C150'C海水淡化蒸餾水100。C130。C空調(diào)制冷熱水、蒸汽10(TC130。C開水爐、蒸汽爐熱水、蒸汽100。C150。C另外，在部分工業(yè)領(lǐng)域也可以得到廣泛的應(yīng)用，詳見表三(其它農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)等不在此表內(nèi)列舉)表三部分工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用概述<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>以下對太陽能空調(diào)系統(tǒng)和太陽能鍋爐、開水爐做簡略介紹:例一太陽能空調(diào)系統(tǒng)使用驅(qū)動溴化鋰吸收式制冷機的熱媒水，溫度越高，其COP值也越大，能源利用率也越高，見表四表四熱媒溫度與COP轉(zhuǎn)換率的關(guān)系<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>,本裝置將太陽能輻射能，經(jīng)過能量轉(zhuǎn)化后，以高溫流體工質(zhì)的形式進(jìn)入溴化鋰吸收式制冷裝置的發(fā)生器，將熱量釋放給發(fā)生器。當(dāng)采用O100140ram直通透光管、①65①86ram的多曲面金屬熱交換管的直通式太陽能熱交換聚熱裝置與聚光反射元件截面為拋物線或者CPC型增大有效反射面積后，熱利用率達(dá)到50%以上。例二太陽能鍋爐、開水爐眾所周知，目前工業(yè)、民用鍋爐、開水爐均是由自來水作為工質(zhì)，它的初始溫度在5r3(TC左右。以一噸初始溫度的水加熱到10(TC為例，詳見表五<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>標(biāo)準(zhǔn)煤的燃燒值按2.9X107J/KG計算，鍋爐效率按75%計算而采用O70100mm透光管，多曲面金屬熱交換管為。45065mm，將若干直通式太陽能金屬熱交換管模塊組合成集熱場，在光照充足時，可以源源不斷的提供10(TC以上的熱水。鍋爐、開水爐只需在無陽光時補充使用。綜上所述，足可以證明直通式太陽能熱交換聚熱裝置具有明顯的商業(yè)競爭優(yōu)勢，也符合國家低碳社會、低碳經(jīng)濟的戰(zhàn)略目標(biāo)，必將對全社會帶來不可估量的社會效益和經(jīng)濟效益，開發(fā)前景廣闊。3、直通式太陽能熱交換聚熱裝置結(jié)構(gòu)獨特，技術(shù)優(yōu)勢明顯，設(shè)計理念新穎，不管是直通透光管還是多曲面金屬熱交換管，以及卡式屏蔽罩，在消除軸向、徑向膨脹量及密封保護(hù)上均具有創(chuàng)造性，而且成型后的直通透光管可適應(yīng)高溫并保溫性能優(yōu)良，聚熱效果好，抗凍能力強，防結(jié)垢，特別適合雙回路設(shè)置的場合，耐空曬，密封性能好。4、本直通式太陽能熱交換聚熱裝置構(gòu)思嚴(yán)密，布局合理，可操作性強，避免了同質(zhì)化、低品位競爭，提出了一套完整的差異化發(fā)展模式。直通式太陽能熱交換聚熱裝置結(jié)合槽式或聚光反射元件應(yīng)用在集熱式太陽能光熱電系統(tǒng)時，太陽能熱利用可達(dá)58%以上，可創(chuàng)造出巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。5、焊點少，冷操作、產(chǎn)量大，可隨時滿足市場供應(yīng)整根直通式太陽能熱交換聚熱裝置從制作、成型、擠壓、熱壓、鍍膜等工藝，設(shè)備全部使用國產(chǎn)化，采用冷操作順序式結(jié)構(gòu)裝配，裝配方便，便于工業(yè)化生產(chǎn)。6、使用壽命長、易安裝、運行時工質(zhì)循環(huán)利用，特別與建筑一體化時更彰顯其優(yōu)越性。每根直通式太陽能熱交換聚熱裝置根據(jù)實際需要設(shè)計使用壽命1525年，平時無需維護(hù)。使用時無論安裝在陽臺上、屋頂斜面，儲熱水箱可與直通式太陽能熱交換聚熱裝置分離設(shè)置，無視覺污染以下將結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明。圖1是直通式太陽能熱交換聚熱裝置采用雙層透光管時結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是直通式太陽能熱交換聚熱裝置采用雙層透光管時A-A剖面圖。圖3是直通式太陽能熱交換聚熱裝置采用雙層透光管時B-B局部放大圖。圖4是直通式太陽能熱交換聚熱裝置采用單層透光管時結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是直通式太陽能熱交換聚熱裝置采用單層透光管時C-C剖面圖。圖6是本實用新型多曲面金屬熱交換管為異形熱交換管D-D斷面圖。圖7是本實用新型多曲面金屬熱交換管為異形熱交換管E-E斷面圖。圖8是本實用新型設(shè)置有聚光反射板的F-F斷面圖。圖9是本實用新型直通透光管兩端翻邊熱壓成型G-G圖。圖10是本實用新型直通透光管兩端翻邊熱壓成型H-H圖。圖11是本實用新型直通透光管與金屬卡環(huán)通過銷釘固定I-I圖。具體實施方式參照附圖111，直通式太陽能熱交換聚熱裝置包括直通透光管2、多曲面金屬熱交換管3、熱交換管封頭4、金屬膨脹節(jié)5、吸附劑儲環(huán)6、凹形間隔密封環(huán)7、金屬卡環(huán)14、工質(zhì)通道管ll、金屬蓋板12、密封固定板13、卡式屏蔽罩1和抽真空接頭8;多曲面金屬熱交換管3兩端焊接固定有熱交換管封頭4，工質(zhì)通道管11與熱交換管封頭8相連，多曲面金屬熱交換管3上設(shè)置有金屬膨脹節(jié)5，工質(zhì)通道管11從金屬蓋板12中心穿過，工質(zhì)通道管11與金屬蓋板12焊接密封,構(gòu)成多曲面金屬熱交換組件，多曲面金屬熱交換組件整體套裝于直通透光管2內(nèi)；直通透光管2兩端順次安裝有吸附劑儲環(huán)6、凹形間隔密封環(huán)7和金屬卡環(huán)14，密封固定板13將金屬卡環(huán)14和金屬蓋板12密封通過密封脂、耐熱膠、結(jié)構(gòu)膠10與固定螺釘9配合鎖緊。在直通透光管2的兩端設(shè)置有卡式屏蔽罩1，并通過屏蔽罩抱箍16鎖緊，卡式屏蔽罩1與直通透光管2和金屬卡環(huán)14之間設(shè)置有密封膠圈15;抽真空接頭8固定在卡式屏蔽罩1上，多曲面金屬熱交換管3與直通透光管2之間形成真空層。所述的吸附劑采用市售干燥劑或消氣劑等。所述的直通透光管2采用市售高硼硅3.3玻璃管或其它低鐵透光材料管，直通透光管2設(shè)置為圓形管、方形管、扁方形管等，具體可根據(jù)多曲面金屬熱交換管3的成型需求與其調(diào)整配套。直通透光管2采用膨脹系數(shù)低，熱穩(wěn)定性好，可見光透過率為92%,波長在360400nm的紫外線透過率為9092%，紅外線的透過率為92%。直通透光管2的兩端成型有若干個凹凸?fàn)瞽h(huán)形溝槽，以便熱膨脹時起到軸向伸縮消除膨脹量，另外起到與金屬卡環(huán)14和卡式屏蔽罩1在安裝時的固定作用，由于凹凸?fàn)瞽h(huán)形溝槽不僅增加了接觸面，又起到密封的作用，保證了使用壽命。'所述的直通透光管2采用雙層透光管或單層透光管。所述的直通透光管2兩端變形，設(shè)置有凹凸環(huán)狀槽。所述的直通透光管2兩端可向外翻邊，并熱壓相熔后成法蘭狀。所述的直通透光管2為雙層透光管時，兩端變形，設(shè)置有凹凸環(huán)狀槽，內(nèi)管凹凸環(huán)狀可向里熱壓制成，外管凹凸環(huán)狀可向外熱壓制成，也可根據(jù)需要熱壓成同向或反向，還可以將直通透光管2兩端向外翻邊，并熱壓相熔后成法蘭狀。通過設(shè)置在卡式屏蔽罩1上抽真空接頭8，將透光管內(nèi)管與透光管外管之間進(jìn)行抽真空處理，同時在內(nèi)管與外管之間的兩端1540mm處設(shè)置吸附劑儲環(huán)6，以進(jìn)一步提高雙層透光管內(nèi)部的真空度，更好的實現(xiàn)保溫隔熱的性能。所述的直通透光管2為雙層透光管時，內(nèi)管與外管兩端的凹凸曲面之間，設(shè)置有凹形間隔密封環(huán)7，便于保護(hù)吸附劑在熱膨脹時受壓擠出，同時起到利用密封膠進(jìn)行結(jié)構(gòu)性密封，金屬卡環(huán)14從透光管兩端內(nèi)管的內(nèi)側(cè)與外管的外側(cè)成密封狀卡牢，必要時可以在直通透光管2和金屬卡環(huán)14端面向下相對應(yīng)的適當(dāng)位置，通過螺釘或銷釘固定連接，以便增加直通透光管2與金屬之間的密封強度，同時為下一道工序同質(zhì)化密封奠定了基礎(chǔ)，很好的解決了玻璃與金屬的密封。金屬卡環(huán)14內(nèi)環(huán)面與透光管兩端端面上均涂有耐熱密封膠和無影結(jié)構(gòu)膠，前者為市售736耐熱膠，后者為MF新型密封脂或水晶玻璃無影結(jié)構(gòu)膠，從而在結(jié)構(gòu)上完成了對透光管與金屬的膠接密封，確保透光管內(nèi)管與外管之間的長期真空度，這種結(jié)構(gòu)膠溶性連接是繼熱壓封接工藝、低溫玻璃焊料封接工藝和采用火焰溶封工藝、高頻溶封工藝后的新型冷操作順序式結(jié)構(gòu)封裝工藝。所述的直通透光管2也可以是單層，與雙層透光管只是在應(yīng)用領(lǐng)域上的不同時，特別當(dāng)使用工質(zhì)為能在35t:22(TC的超導(dǎo)液時，為了降低生產(chǎn)成本，減少工時，簡化原材料，可以使用單透光管，超導(dǎo)液可采用市售2-2超導(dǎo)介質(zhì)(山東濰坊市華豐新產(chǎn)品研究所生產(chǎn))、中/高溫導(dǎo)熱油等。所述的直通透光管2兩端變形，設(shè)置有凹凸環(huán)狀槽。所述直通透光管2兩端成型有216個直徑為5mm12mm的圓孔，用于安裝固定螺釘，固定金屬卡環(huán)M，防止在密封膠固化期間內(nèi)金屬卡環(huán)14與直通透光管2之間松動。所述的凹形間隔密封環(huán)7是以金屬環(huán)狀設(shè)置在雙層透光管兩端外管的內(nèi)側(cè)與內(nèi)管的外側(cè)，或者設(shè)置在單層透光管內(nèi)側(cè)與多曲面金屬熱交換管之間，呈徑向布置，以起到不同材質(zhì)的間隔密封作用，并控制透光管與透光管、透光管與多曲面金屬熱交換管3之間的間隔距離。所述的多曲面金屬熱交換管3采用多曲面金屬熱交換圓形管、多曲面金屬熱交換方形管、多曲面金屬熱交換扁形管、多曲面金屬熱交換半曲面管或其它多曲面金屬熱交換異形管，制成后的多曲面金屬熱交換管大大的消除了在10(TC35(TC時的徑向膨脹量。該多曲面金屬熱交換管3可以用型號為3A21的鋁合金、銅、銅合金、不銹鋼等其它耐腐蝕、強度高、導(dǎo)熱率好的金屬材料，采用擠壓、擴孔、拉拔、液壓工藝或其它先進(jìn)工藝變形、成型完成。所述的多曲面金屬熱交換管3徑向外表面噴涂有太陽能選擇性吸收涂層，其中太陽能選擇性吸收涂層可以采用市售TXT-1太陽能選擇性吸收涂料或釹:基涂層，有效的提高了其聚熱效率，變被動悶曬式吸熱為主動吸熱。所述的金屬膨脹節(jié)5可以設(shè)置于多曲面金屬熱交換管3端部，或設(shè)置于多曲面金屬熱交換管3中部或其它相應(yīng)有效段部。減小多曲面金屬熱交換管3軸向應(yīng)力，消除因溫度過高后產(chǎn)生的多曲面金屬熱交換管3軸向膨脹量，確保金屬蓋板12、密封固定板13和卡式屏蔽罩1的原有密封效果，延長整管的使用壽命。所述的金屬蓋板12套焊在工質(zhì)通道管11進(jìn)/出段上，以便使多曲面金屬熱交換管3與直通透光管2成同心設(shè)置，并有利于與密封固定板13結(jié)構(gòu)膠溶性螺釘密封固定。所述的卡式屏蔽罩1為兩個半圓形徑向成型有凹凸環(huán)形狀的組件，卡式屏蔽罩1上部內(nèi)側(cè)面與密封固定板13通過螺釘9和結(jié)構(gòu)膠密封固定，徑向環(huán)面上的凹凸溝槽與直通透光管2外管兩端徑向設(shè)置的凹凸環(huán)形槽相對應(yīng)，間隙內(nèi)添置密封膠/條，采用卡式屏蔽罩1后能防止太陽光直射，因溫度過高而損壞密封結(jié)構(gòu)。必要時可另外增設(shè)散熱孔或套頭式水隔套，使直通式太陽能熱交換聚熱裝置工作時兩端溫度降至18(TC以下，防止結(jié)構(gòu)膠過早老化，破壞本裝置密封效果。所述的金屬蓋板12、密封固定板13、卡式屏蔽罩l三者之間的間隙內(nèi)均有可耐高溫、耐高壓的結(jié)構(gòu)膠。結(jié)構(gòu)膠可以耐高溫650'C，耐蒸汽壓力32mpa，可采用上海威能新材料技術(shù)有限公司研制的MF新型密封脂和736耐熱膠或其它相對應(yīng)的結(jié)構(gòu)膠。所述的吸附劑儲環(huán)6內(nèi)儲存有吸附劑，是為了使直通透光管2與多曲面金屬熱交換管3，雙層直通透光管外管與內(nèi)管之間，在進(jìn)行冷操作順序式結(jié)構(gòu)拼裝時對抽真空后的殘余氣體起到干燥和消氣的作用，使管內(nèi)保持長期真空。根據(jù)實際應(yīng)用生產(chǎn)生活需要，本裝置中多曲面金屬熱交換管內(nèi)可以另外加裝有內(nèi)套管19。內(nèi)套管19可利用市售鋼塑管、金屬管或非金屬管，內(nèi)套管19兩端用管封頭18密封，內(nèi)套管19內(nèi)可做成真空或填充絕熱材料，內(nèi)套管19與多曲面金屬熱交換管3之間留有間隙時，應(yīng)設(shè)置有連接支撐筋17，支撐筋的端面與多曲面金屬熱交換管3內(nèi)側(cè)點焊連接，以增強多曲面金屬熱交換管3在受擠壓時的抗壓強度，內(nèi)套管19與多曲面金屬熱交換管3之間形成薄壁工質(zhì)流通層，雖然降低了多曲面金屬熱交換管3的容積，但根據(jù)熱定律及毛細(xì)吸熱原理，大大提高了換熱速度。在一定的應(yīng)用環(huán)境下，多曲面金屬熱交換管3背光一側(cè)與直通透光管2之間，設(shè)置有聚光反射板22，聚光反射板22通過連接筋21上的固定環(huán)吊裝在多曲面金屬熱交換管3上。采用聚光反射板22后，能進(jìn)一步擴大采光面積，提高管內(nèi)溫度。權(quán)利要求1、一種直通式太陽能熱交換聚熱裝置，其特征在于包括直通透光管、多曲面金屬熱交換管、熱交換管封頭、金屬膨脹節(jié)、吸附劑儲環(huán)、凹形間隔密封環(huán)、金屬卡環(huán)、工質(zhì)通道管、金屬蓋板、密封固定板、卡式屏蔽罩和抽真空接頭；多曲面金屬熱交換管兩端焊接固定有熱交換管封頭，工質(zhì)通道管與熱交換管封頭相連，多曲面金屬熱交換管上設(shè)置有金屬膨脹節(jié)，工質(zhì)通道管從金屬蓋板中心穿過，工質(zhì)通道管與金屬蓋板焊接密封，構(gòu)成多曲面金屬熱交換組件，多曲面金屬熱交換組件整體套裝于直通透光管內(nèi)；直通透光管兩端順次安裝有吸附劑儲環(huán)、凹形間隔密封環(huán)和金屬卡環(huán)，密封固定板將金屬卡環(huán)和金屬蓋板密封固定，并通過耐熱密封膠密封，在直通透光管的兩端設(shè)置有卡式屏蔽罩，卡式屏蔽罩與直通透光管和金屬卡環(huán)之間設(shè)置有密封膠圈；抽真空接頭固定在卡式屏蔽罩上，多曲面金屬熱交換管與直通透光管之間形成真空層。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的直通式太陽能熱交換聚熱裝置，其特征在于所述的直通透光管采用雙層透光管或單層透光管。3、根據(jù)權(quán)利要求l所述的直通式太陽能熱交換聚熱裝置，其特征在于所述的直通透光管兩端變形，設(shè)置有凹凸環(huán)狀槽。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的直通式太陽能熱交換聚熱裝置，其特征在于所述直通透光管兩端成型有216個直徑為5mm12mm的圓孔。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的直通式太陽能熱交換聚熱裝置，其特征在于所述的凹形間隔密封環(huán)是以金屬環(huán)狀設(shè)置在雙層透光管兩端外管的內(nèi)側(cè)與內(nèi)管的外側(cè)，或者設(shè)置在單層透光管內(nèi)側(cè)與多曲面金屬熱交換管之間，呈徑向布置。6、根據(jù)權(quán)利要求l所述的直通式太陽能熱交換聚熱裝置，其特征在于所述的多曲面金屬熱交換管采用多曲面金屬熱交換圓形管、多曲面金屬熱交換方形管、多曲面金屬熱交換扁形管、多曲面金屬熱交換半曲面管或其它多曲面金屬熱交換異形管。7、根據(jù)權(quán)利要求l所述的直通式太陽能熱交換聚熱裝置，其特征在于所述的多曲面金屬熱交換管徑向外表面噴涂有太陽能選擇性吸收涂層。8、根據(jù)權(quán)利要求l所述的直通式太陽能熱交換聚熱裝置，其特征在于所述的金屬膨脹節(jié)設(shè)置于多曲面金屬熱交換管端部，或設(shè)置于多曲面金屬熱交換管中部或其它相應(yīng)有效段部。9、根據(jù)權(quán)利要求l所述的直通式太陽能熱交換聚熱裝置，其特征在于所述多曲面金屬熱交換管內(nèi)加裝有內(nèi)套管，內(nèi)套管兩端用管封頭密封，內(nèi)套管與多曲面金屬熱交換管之間留有間隙，設(shè)置有連接支撐筋，支撐筋的端面與多曲面金屬熱交換管內(nèi)側(cè)點焊連接。10、根據(jù)權(quán)利要求1所述的直通式太陽能熱交換聚熱裝置，其特征在于所述多曲面金屬熱交換管背光一側(cè)與直通透光管之間，設(shè)置有聚光反射板，聚光反射板通過連接筋上的固定環(huán)吊裝在多曲面金屬熱交換管上。專利摘要本實用新型涉及是一種以太陽能作為熱源的直通式太陽能熱交換聚熱裝置，屬于中高溫太陽能熱利用
技術(shù)領(lǐng)域：
。包括直通透光管、多曲面金屬熱交換管、熱交換管封頭、金屬膨脹節(jié)、吸附劑儲環(huán)、凹形間隔密封環(huán)、金屬卡環(huán)、工質(zhì)通道管、金屬蓋板、密封固定板、卡式屏蔽罩和抽真空接頭；多曲面金屬熱交換管兩端固定有熱交換管封頭，工質(zhì)通道管與熱交換管封頭相連，多曲面金屬熱交換管上設(shè)置金屬膨脹節(jié)，工質(zhì)通道管從金屬蓋板中心穿過，構(gòu)成多曲面金屬熱交換組件整體套裝于直通透光管內(nèi)，兩端順次安裝吸附劑儲環(huán)、凹形間隔密封環(huán)和金屬卡環(huán)，密封固定板將金屬卡環(huán)和金屬蓋板密封固定，在直通透光管兩端設(shè)置有卡式屏蔽罩；抽真空接頭固定在卡式屏蔽罩上。文檔編號F24J2/46GK201434528SQ20092004282公開日2010年3月31日申請日期2009年6月26日優(yōu)先權(quán)日2009年6月26日發(fā)明者律李,靖李,李勇強,李勇良,陳東輝申請人:無錫意凱順得科技有限公司