太陽能用膨脹節(jié)內(nèi)置式真空集熱管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于太陽能轉(zhuǎn)化部件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種太陽能用膨脹節(jié)內(nèi)置式真空集熱管。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能是清潔、無污染、可再生的自然資源。太陽能取之不盡，用之不竭，充分開發(fā)利用太陽能不僅可以有效緩解人類能源短缺的狀況，還可以有效地解決因過度使用常規(guī)能源所帶來的生態(tài)環(huán)境污染問題。太陽輻射的能流密度低，在利用太陽能時(shí)為了獲得足夠的能量，或者為了提高溫度，必須采用一定的技術(shù)和裝置(集熱器)，對(duì)太陽能進(jìn)行采集。
[0003]太陽能一熱能轉(zhuǎn)換利用技術(shù)和太陽能一電能轉(zhuǎn)換利用技術(shù)是常見的太陽能利用方式。太陽能轉(zhuǎn)化技術(shù)的核心部件為集熱管。集熱管主要包括發(fā)電用高溫集熱管和熱能轉(zhuǎn)化用中溫集熱管，但其均采用內(nèi)、外管雙層結(jié)構(gòu)。金屬內(nèi)管吸收太陽能，玻璃外管起保護(hù)作用，同時(shí)內(nèi)、外管之間長期處于真空狀態(tài)，隔絕熱傳遞，減少熱量損失。金屬內(nèi)管與玻璃外管之間采用玻璃一金屬封接技術(shù)將玻璃與金屬連接在一起。
[0004]由于太陽能真空集熱管內(nèi)管的金屬材料和外管采用的玻璃材料之間的膨脹系數(shù)相差極大，接近5倍。在工作溫度下，因?yàn)榕蛎浵禂?shù)不同，內(nèi)管伸長的長度遠(yuǎn)大于外管玻璃伸長的長度，會(huì)將外管的玻璃材料拉裂。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種太陽能用膨脹節(jié)內(nèi)置式真空集熱管，解決了現(xiàn)有的集熱管受熱膨脹后極易將玻璃外管拉裂的問題。
[0006]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:太陽能用膨脹節(jié)內(nèi)置式真空集熱管，包括由不銹鋼的金屬內(nèi)管以及套設(shè)于金屬內(nèi)管外部的玻璃外管共同組成的集熱管，金屬內(nèi)管和玻璃外管的兩端分別通過密封連接裝置密封使得金屬內(nèi)管和玻璃外管之間為真空層，玻璃外管上具有排氣嘴，密封裝置包括設(shè)置于金屬內(nèi)管上的屏蔽筒，屏蔽筒位于集熱管內(nèi)側(cè)的一端直徑大于其位于集熱管外側(cè)的直徑、并且共同連接有固定環(huán)以及膨脹節(jié)的一端，其中膨脹節(jié)夾持于固定環(huán)和屏蔽筒中間，膨脹節(jié)的另一端通過連接板以及導(dǎo)向環(huán)夾持連接，連接板與玻璃外管之間通過封接組件連接密封。
[0007]本實(shí)用新型的特點(diǎn)還在于，
[0008]封接組件由不銹鋼封接環(huán)和硼硅酸鹽封接而成，其通過直接封接方式將連接板與玻璃外管之間密封。
[0009]固定環(huán)上設(shè)置有非蒸散型吸氣劑。
[0010]固定環(huán)通過支撐片連接有蒸散型吸氣劑。
[0011 ] 膨脹節(jié)為不銹鋼波紋管。
[0012]集熱管的長度為4500mm-5000mm，金屬內(nèi)管的直徑為80mm-100mm，玻璃外管的直徑為 140mm-150mm。
[0013]集熱管的長度為2000mm-2500mm，金屬內(nèi)管的直徑為40mm-50mm，玻璃外管的直徑為 90mm-100mm。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型的太陽能用膨脹節(jié)內(nèi)置式真空集熱管解決了現(xiàn)有的集熱管受熱膨脹后極易將玻璃外管拉裂的問題。本實(shí)用新型的太陽能用膨脹節(jié)內(nèi)置式真空集熱管應(yīng)用于太陽能發(fā)電及熱能轉(zhuǎn)化領(lǐng)域，其采用膨脹節(jié)內(nèi)置式結(jié)構(gòu)保證了集熱管有足夠的有效吸熱長度，同時(shí)也減少了熱損失，其熱吸收效率高、焊接難度小、集熱面積大、使用壽命長并且集熱管同軸度好。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型的太陽能用膨脹節(jié)內(nèi)置式真空集熱管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中，1.金屬內(nèi)管，2.屏蔽筒，3.導(dǎo)向環(huán)，4.連接板，5.封接組件，6.膨脹節(jié)，7.固定環(huán)，8.非蒸散型吸氣劑，9.支撐片，10.蒸散型吸氣劑，11.玻璃外管，12.排氣嘴。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0018]本實(shí)用新型提供的太陽能用膨脹節(jié)內(nèi)置式真空集熱管的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括由不銹鋼的金屬內(nèi)管I以及套設(shè)于金屬內(nèi)管I外部的玻璃外管11共同組成的集熱管，金屬內(nèi)管I和玻璃外管11的兩端分別通過密封連接裝置密封使得金屬內(nèi)管I和玻璃外管11之間為真空層，玻璃外管11上具有排氣嘴12，密封裝置包括設(shè)置于金屬內(nèi)管I上的屏蔽筒2，屏蔽筒2位于集熱管內(nèi)側(cè)的一端直徑大于其位于集熱管外側(cè)的直徑、并且夾持于固定環(huán)7以及膨脹節(jié)6的一端之間，膨脹節(jié)6的另一端夾持于連接板4以及導(dǎo)向環(huán)3中間，連接板4與玻璃外管11之間通過封接組件5連接密封。
[0019]封接組件5由不銹鋼封接環(huán)和硼硅酸鹽玻管封接而成，其通過直接封接方式將連接板4與玻璃外管11之間密封。
[0020]固定環(huán)7上設(shè)置有非蒸散型吸氣劑8。
[0021]固定環(huán)7通過支撐片9連接有蒸散型吸氣劑10。
[0022]膨脹節(jié)6為不銹鋼波紋管。
[0023]用于發(fā)電的高溫集熱管的長度為4500mm-5000mm，金屬內(nèi)管I的直徑為80mm-100mm，玻璃外管 11 的直徑為 140mm-150mm。
[0024]用于熱能轉(zhuǎn)化的中溫集熱管的長度為2000mm-2500mm，金屬內(nèi)管的直徑為40mm-50mm,玻璃外管的直徑為90mm-100mm。
[0025]本實(shí)用新型的太陽能用膨脹節(jié)內(nèi)置式真空集熱管，其金屬內(nèi)管I與屏蔽筒2首先焊接，實(shí)現(xiàn)金屬內(nèi)管I內(nèi)部的熱量不會(huì)直接傳遞到膨脹節(jié)6的不銹鋼波紋管上，從而對(duì)不銹鋼波紋管起保護(hù)作用；將連接板4的內(nèi)沿與不銹鋼波紋管焊接，連接板4的外緣和不銹鋼的封接組件5焊接，由于連接板4與不銹鋼波紋管的壁厚相差太大，兩者之間的焊接成為一個(gè)難點(diǎn)。當(dāng)焊接電流按照不銹鋼波紋管選取時(shí)，兩個(gè)焊件的熔化程度是不理想的，如果焊接電流按照連接板4來確定，焊接時(shí)不銹鋼波紋管由于太薄很快就會(huì)被燒穿，這兩種情況都會(huì)影響連接氣密性，為了解決這種焊接的不利因素，使用兩個(gè)壁厚相當(dāng)?shù)牧慵A住薄壁零件進(jìn)行焊接，即使用連接板4和導(dǎo)向環(huán)3夾著不銹鋼波紋管一起同時(shí)進(jìn)行焊接，這樣既降低了焊接難度，又能保證氣密性，同時(shí)通過三者之間的焊接構(gòu)成內(nèi)外管之間的真空環(huán)境；屏蔽筒2的另一端設(shè)計(jì)直徑增大，這樣保證了不銹鋼波紋管可以通過屏蔽筒2和固定環(huán)7夾著進(jìn)行類似的焊接；另外，導(dǎo)向環(huán)3和固定環(huán)7的結(jié)構(gòu)還可以進(jìn)一步保證不銹鋼波紋管在使用過程中由于金屬內(nèi)管I受熱膨脹而產(chǎn)生的軸向運(yùn)動(dòng)不會(huì)偏斜，同時(shí)對(duì)不銹鋼波紋管起保護(hù)作用使其不易變形。由于集熱管內(nèi)外管的金屬內(nèi)管I和玻璃外管11之間的真空狀態(tài)會(huì)隨著使用溫度的變化而發(fā)生變化，為了使其保持長久的真空狀態(tài)，因此使用非蒸散型吸氣劑8和蒸散型吸氣劑10，蒸散型吸氣劑10焊接在支撐片9上，蒸散型吸氣劑10在高溫下激活后會(huì)在外玻管上形成圓形的鏡面形狀，通過觀察鏡面的大小變化可以了解管內(nèi)的真空狀態(tài)。集熱管內(nèi)外管之間的氣體通過排氣管接排氣臺(tái)進(jìn)行排氣，使得內(nèi)外管之間保持真空狀態(tài)，排氣后封離排氣管使得玻璃外管11上形成排氣嘴12。
[0026]而且，本實(shí)用新型的太陽能用膨脹節(jié)內(nèi)置式真空集熱管采用不同的尺寸大小即適用于發(fā)電用的高溫集熱管領(lǐng)域或熱能轉(zhuǎn)化的中溫集熱管領(lǐng)域，其與傳統(tǒng)的集熱管相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0027]1、其經(jīng)濟(jì)實(shí)用，應(yīng)用領(lǐng)域廣，2000_-2500_長度結(jié)構(gòu)的中溫集熱管可滿足使用溫度為300°C左右或以下光熱利用領(lǐng)域，比如中央空調(diào)、集中采暖、石油開采、海水淡化，工業(yè)用熱、農(nóng)副產(chǎn)品烘干等方面，能夠?qū)崿F(xiàn)低成本、高利用的使用效果；4500mm-5000mm長度結(jié)構(gòu)高溫集熱管的使用溫度為400°C左右、用于太陽能熱發(fā)電領(lǐng)域的高溫集熱管；
[0028]2、采用膨脹節(jié)內(nèi)置式結(jié)構(gòu)，保證集熱管有足夠的有效吸熱長度，同時(shí)通過屏蔽筒的結(jié)構(gòu)還減少了熱損失；
[0029]3、高溫集熱管由于增加了集熱管的長度以及內(nèi)外管的管徑，使得其有效集熱面積和傳統(tǒng)的集熱管相比可增大51%，而能吸收到的反射鏡聚焦后的光斑面積可增加28.5% ;
[0030]4、高溫集熱管單個(gè)集熱管零件的加工，和傳統(tǒng)的規(guī)格相比，只是鍍膜管長度與直徑增加后增加部分費(fèi)用，其它加工成本變化不大；
[0031]5、從整個(gè)集熱系統(tǒng)來講，高溫集熱管的長度增加，管與管之間連接的跨度變大，需要的管子數(shù)量減少，可節(jié)約成本；
[0032]6、由于高溫集熱管的直徑變大，受力方向的截面積變大，抗彎曲能力變大，延長了集熱管的使用壽命；
[0033]7、用于中溫集熱管領(lǐng)域，則彌補(bǔ)了目前全玻璃真空集熱管使用溫度低(100°C左右)的缺陷，主要針對(duì)中溫領(lǐng)域(200°C -350°C )的應(yīng)用；
[0034]8、中溫集熱管體積小、重量輕，便于安裝在鋼架結(jié)構(gòu)的廠房或房頂上。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.太陽能用膨脹節(jié)內(nèi)置式真空集熱管，其特征在于，包括由不銹鋼的金屬內(nèi)管(I)以及套設(shè)于金屬內(nèi)管(I)外部的玻璃外管(11)共同組成的集熱管，所述金屬內(nèi)管(I)和玻璃外管(11)的兩端分別通過密封連接裝置密封使得金屬內(nèi)管(I)和玻璃外管(11)之間為真空層，所述玻璃外管(11)上具有排氣嘴(12)，所述密封裝置包括設(shè)置于金屬內(nèi)管(I)上的屏蔽筒(2)，屏蔽筒(2)位于集熱管內(nèi)側(cè)的一端直徑大于其位于集熱管外側(cè)的直徑、并且共同連接有固定環(huán)(7)以及膨脹節(jié)(6)的一端，其中膨脹節(jié)(6)夾持于固定環(huán)(7)和屏蔽筒(2)中間，所述膨脹節(jié)(6)的另一端通過連接板⑷以及導(dǎo)向環(huán)(3)夾持連接，所述連接板(4)與玻璃外管(11)之間通過封接組件(5)連接密封。2.如權(quán)利要求1所述的太陽能用膨脹節(jié)內(nèi)置式真空集熱管，其特征在于，所述封接組件(5)由不銹鋼封接環(huán)和硼硅酸鹽封接而成，其通過直接封接方式將連接板(4)與玻璃外管(11)之間密封。3.如權(quán)利要求1所述的太陽能用膨脹節(jié)內(nèi)置式真空集熱管，其特征在于，所述固定環(huán)(7)上設(shè)置有非蒸散型吸氣劑(8)。4.如權(quán)利要求1所述的太陽能用膨脹節(jié)內(nèi)置式真空集熱管，其特征在于，所述固定環(huán)(7)通過支撐片(9)連接有蒸散型吸氣劑(10)。5.如權(quán)利要求1所述的太陽能用膨脹節(jié)內(nèi)置式真空集熱管，其特征在于，所述膨脹節(jié)(6)為不銹鋼波紋管。6.如權(quán)利要求1所述的太陽能用膨脹節(jié)內(nèi)置式真空集熱管，其特征在于，所述集熱管的長度為4500mm-5000mm，所述金屬內(nèi)管(I)的直徑為80mm-100mm，玻璃外管(11)的直徑為 140mm-1.SOmnin7.如權(quán)利要求1所述的太陽能用膨脹節(jié)內(nèi)置式真空集熱管，其特征在于，所述集熱管的長度為2000mm-2500mm，金屬內(nèi)管(I)的直徑為40mm-50mm，玻璃外管(11)的直徑為90mm-100mmo
【專利摘要】本實(shí)用新型公開的太陽能用膨脹節(jié)內(nèi)置式真空集熱管，包括由金屬內(nèi)管及玻璃外管共同組成的集熱管，金屬內(nèi)管和玻璃外管的兩端分別通過密封連接裝置密封，玻璃外管上具有排氣嘴，密封裝置包括設(shè)置于金屬內(nèi)管上的屏蔽筒，屏蔽筒位于集熱管內(nèi)側(cè)的一端直徑大于其位于集熱管外側(cè)的直徑、并且共同連接有固定環(huán)以及膨脹節(jié)的一端，其中膨脹節(jié)夾持于固定環(huán)和屏蔽筒中間，膨脹節(jié)的另一端通過連接板以及導(dǎo)向環(huán)夾持連接，連接板與玻璃外管之間通過封接組件連接密封。本實(shí)用新型的太陽能用膨脹節(jié)內(nèi)置式真空集熱管采用膨脹節(jié)內(nèi)置式結(jié)構(gòu)保證了集熱管有足夠的有效吸熱長度，同時(shí)也減少了熱損失，其熱吸收效率高、集熱面積大、使用壽命長并且集熱管同軸度好。
【IPC分類】F24J2/46
【公開號(hào)】CN204730494
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520350438
【發(fā)明人】寧曉陽, 馬小斌, 唐鵬, 王建平
【申請(qǐng)人】陜西寶光真空電器股份有限公司
【公開日】2015年10月28日
【申請(qǐng)日】2015年5月27日