CN101025296A - 介质传导玻璃复合管承压太阳真空换能管 - Google Patents
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Abstract
一种介质传导玻璃复合管承压太阳真空换能管，由一端管头玻璃焊接封闭，外表面为换能膜板的小管径内玻璃管，与一端管头玻璃焊接封头上设有排气管封嘴的大管径外玻璃管，封头同端通过金属弹卡支撑定位，套装于一起，玻璃环形焊接封闭处的管头上，有与其一体的用于密封定位安装的玻璃定位管嘴，玻璃定位管嘴与大管径外玻璃管通过焊接衔接，与内玻璃管熔合为一体，形成单层玻璃圆管密封安装玻璃定位管嘴，玻璃定位管嘴的表面上设有用于与其它装置连接的螺纹或卡槽。小管径内玻璃管内插装有一端封闭的承压管。太阳真空换能管腔内管壁与一端封闭的承压管之间填充有导热介质，通过连接太阳真空换能管的玻璃定位管嘴与承压管之间的封闭端盖组件密封连接。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种介质传导玻璃复合管承压太阳真空换能管，属于太阳能应用领域。
背景技术
目前的全玻璃太阳真空集热管由于结构特性均无法承压，特别是在太阳能工程方面，一旦单管爆裂则整个系统瘫痪。无法满足系统的承压运行，不能很好地使太阳能真空集热管应用于太阳能集热工程。
发明内容
本发明的目的在于提供一种安全性高，加工容易、高效集热、热启动速度快、可承压运行的介质传导玻璃复合管承压太阳真空换能管。
本发明的目的是这样实现的：一种介质传导玻璃复合管承压太阳真空换能管，由一端管头玻璃焊接封闭，外表面为换能膜板的小管径内玻璃管，与一端管头玻璃焊接封头上设有排气管封嘴的大管径外玻璃管，封头同端通过消气剂金属弹卡支撑相互定位，套装于一起，另一端玻璃环形焊接封闭，组成太阳真空换能管，小管径内玻璃管内插装有一端封闭的承压管，其玻璃环形焊接封闭处的管头上，有与其一体的用于密封定位安装的玻璃定位管嘴，玻璃定位管嘴与大管径外玻璃管通过焊接衔接，与内玻璃管熔合为一体，形成单层玻璃圆管密封安装玻璃定位管嘴，玻璃定位管嘴的表面上设有用于与其它装置连接的螺纹或卡槽；太阳真空换能管内安装有端头封闭的承压管，太阳真空换能管腔内管壁与一端封闭的承压管之间填充有导热介质，通过连接太阳真空换能管的玻璃定位管嘴与承压管之间的封闭端盖组件密封连接。
介质传导玻璃复合管承压太阳真空换能管，其太阳真空换能管的外壳玻璃管上至少有两个管径，管径与管径衔接处通过圆滑连接进行变径，变径处或为安装密封面，玻璃定位管嘴的管口为密封面，玻璃定位管嘴或内面、或外面、或内外面设有螺纹或卡槽，通过封闭端盖组件与承压管连接密封。太阳真空换能管的管腔底部或安装有由封闭管腔、相变介质等组成的太阳真空换能管导热保温器，封闭管腔或为玻璃封闭管腔，玻璃管封闭端头为承压圆弧面，玻璃封闭管腔内或填充有导热配重材料。封闭管腔管径略小于适配太阳真空换能管腔内径，封闭管腔内的相变介质或为水，其水量视其工作压力和温度决定。
介质传导玻璃复合管承压太阳真空换能管，其承压管或为金属管，或为其它导热性能良好的管，承压管上或设有安装定位装置。承压管或复合连接于联箱上，与定位管嘴连接。压力平衡承压密封组件设于太阳真空换能管的承压管上，有进出水口，顶部有吸盘或吸帽的管或支架，通过压力平衡承压密封组件顶部的吸盘或吸帽，安装连接定位于上联箱顶面。承压管内或安装有管状的导流器，导流器或为同一腔体安装，或为不同腔体安装，带支撑架的耐水、耐热、抗老化的管状导流器或为刚性，或为弹性，导流器或为单层管结构，或为封闭复合夹层管结构，导流器的上端或安装有汇流嘴，或与玻璃定位管嘴套装连接，或与压力平衡承压密封组件定位连接。如玻璃管，或为弹性材料，如发泡材料，或为密封充气管制造，如橡胶管、金属管。导流器可实现对太阳真空换能管内水的导流，提高流速，弹缩型的导流器可实现太阳真空换能管防冻裂。
介质传导玻璃复合管承压太阳真空换能管，其导热介质或为固体，或为液体，或为膏状体，或为碳材料，或为金属材料，或为导热性能良好的其它液体材料，其中，液体材料沸点须满足极限工作状态不沸腾的要求。
介质传导玻璃复合管承压太阳真空换能管，其封闭端盖组件为带有内螺纹或外螺纹的有限位结构的端盖，端盖上配有密封圈，或配有弹簧及防漏挡圈。端盖或复合连接于联箱上，与定位管嘴连接。
介质传导玻璃复合管承压太阳真空换能管，其一端管头玻璃焊接封闭，外表面为换能膜板的小管径内玻璃管，与一端管头玻璃焊接封头上设有排气管封嘴的大管径外玻璃管，或为同心套装，或为偏心套装，管口的玻璃焊接密封玻璃定位管嘴与外玻璃管的衔接处有与玻璃定位管嘴相同角度并在同一平面上的面，小管径内玻璃管与大管径外玻璃管平行套装于一起，通过消气剂金属弹卡支撑相互定位。外玻璃管的截面或为圆，或为椭圆，或为曲线与圆弧线的连接闭合线，外玻璃管有足够的强度。外玻璃管的两端的截面由或为椭圆，或为曲线与圆弧线的连接闭合线的均渐变为圆。
介质传导玻璃复合管承压太阳真空换能管，其外玻璃管上设有聚光装置，聚光装置或为设于外玻璃管上的菲涅耳透镜，或为安装于外玻璃管上的菲涅耳透镜，菲涅耳透镜与外玻璃管的结合处或通过对外玻璃管的烧熔压塑焊接将菲涅耳透镜定位；或通过其自身形变弹力撑装于外玻璃管安装定位，或通过耐高温粘接剂与玻璃外管结合处粘接安装定位；菲涅耳透镜的聚焦线为表面是换能膜板的小管径内玻璃管，其管径满足入射光线的聚焦照射；聚光装置或为设于外玻璃管上的反射聚光镜面，其中，反射聚光镜面或为内置反射聚光镜面，或为玻璃管壁反射聚光镜面；内置反射聚光镜面或为金属反射聚光镜面，或为玻璃反射聚光镜面，反射聚光镜面的横截面为曲线，玻璃反射聚光镜面与外玻璃管的结合处或通过对外玻璃管的烧熔压塑焊接将玻璃反射聚光镜面安装定位；或通过其自身形变弹力撑装于外玻璃管安装定位，或通过耐高温粘接剂与玻璃外管结合处粘接安装定位；反射聚光镜面的聚焦线为表面是换能膜板的小管径内玻璃管，其管径满足入射光线的聚焦照射；外玻璃管的曲面上或蒸镀有反射聚光镜面，反射聚光镜面的聚焦线为表面是换能膜板的小管径内玻璃管，其管径满足入射光线的聚焦照射。
介质传导玻璃复合管承压太阳真空换能管，其介质传导玻璃复合管承压太阳真空换能管的玻璃封结端，通过安装有消气剂的支撑金属弹卡与外表面采光部位为换能膜板的小管径内玻璃管玻璃封结端相互支撑定位，玻璃定位管嘴、玻璃变径曲面过渡管，外玻璃管、玻璃过渡密封管均为外玻璃管通过玻璃模具拉伸、赶制、吹制成型，制成一端封闭单通的变径玻璃管腔。
介质传导玻璃复合管承压太阳真空换能管，其外表面采光部位为换能膜板的小管径内玻璃管其管外壁上的换能膜板或为光吸收干涉膜，或为光吸收渐变膜，或为玻璃面复合镀膜金属板，或为玻璃面复合碳材料板，或为玻璃面复合金属材料面，或为玻璃面复合碳材料面，玻璃表面与复合导热体之间填充有导热材料，通过密封装置将其定位密封，导热材料或为碳材料，或为金属材料，或为其它导热材料。
介质传导玻璃复合管承压太阳真空换能管，其承压管或为转轴，换热内玻璃管、外玻璃管等组成的玻璃环腔管或能围绕承压管转动。
本发明的有益效果是：介质传导玻璃复合管承压太阳真空换能管能够实现承压运行，在太阳能工程方面，不会出现单管爆裂则整个系统瘫痪的问题。安全性高，加工容易、高效集热。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
图1为一种介质传导玻璃复合管承压太阳真空换能管的剖面示意图；
图2为其安装密封段横向A-A剖面视图；
图3为其集热段横向B-B剖面视图。
图1、图2、图3同为第一实施例。
图5为一种介质传导玻璃复合管承压太阳真空换能管设置有反射镜面的剖面示意图；
图2为其安装密封段横向A-A剖面视图；
图4为其集热段横向B-B剖面视图。
图5、图2、图4同为第二实施例。
图6为一种介质传导玻璃复合管承压太阳真空换能管的外玻璃管壁镀有反射镜面的异形管的剖面示意图；
图9为一种介质传导玻璃复合管承压太阳真空换能管的外玻璃管壁镀有反射镜面的异形管的侧视图；
图7为其安装密封段横向A-A剖面视图；
图8为其集热段横向B-B剖面视图。
图6、图7、图8、图9同为第三实施例。
图10为一种介质传导玻璃复合管承压太阳真空换能管的外玻璃管壁镀有反射镜面的异形管，承压管腔内安装导流器的剖面示意图；
图13为一种介质传导玻璃复合管承压太阳真空换能管的外玻璃管壁镀有反射镜面的异形管，承压管腔内安装导流器的侧视图；
图11为其安装密封段横向A-A剖面视图；
图12为其集热段横向B-B剖面视图。
图10、图11、图12、图13同为第四实施例。
图14为一种介质传导玻璃复合管承压太阳真空换能管的外玻璃管壁镀有反射镜面的异形管，承压管腔内安装导流器，承压管顶部安装有压力平衡承压密封组件的剖面示意图；
图17为一种介质传导玻璃复合管承压太阳真空换能管的外玻璃管壁镀有反射镜面的异形管，承压管腔内安装导流器，承压管顶部安装有压力平衡承压密封组件的侧视图；
图15为其安装密封段横向A-A剖面视图；
图16为其集热段横向B-B剖面视图。
图14、图15、图16、图17同为第五实施例。
图18为一种介质传导玻璃复合管承压太阳真空换能管的太阳真空换能管内插装有反射镜面的变径管，太阳真空换能管腔底部安装有太阳真空换能管导热保温器的剖面示意图；
图21为一种介质传导玻璃复合管承压太阳真空换能管的太阳真空换能管内插装有反射镜面的变径管，太阳真空换能管腔底部安装有太阳真空换能管导热保温器的侧视图；
图19为其安装密封段横向A-A剖面视图；
图20为其集热段横向B-B剖面视图。
图18、图19、图20、图21同为第六实施例。
图22为一种介质传导玻璃复合管承压太阳真空换能管的太阳真空换能管的换能膜板为玻璃面复合金属材料板的结构示意图；
图23为其集热段横向B-B剖面视图。
图23、图19、图22同为第七实施例。
图24为一种介质传导玻璃复合管承压太阳真空换能管的承压管复合连接于联箱上，与定位管嘴连接的结构示意图。图24为第八实施例。
图25为一种介质传导玻璃复合管承压太阳真空换能管的端盖复合连接于联箱上，与定位管嘴连接的结构示意图。图25为第九实施例。
图中：1定位支撑、2密封螺帽、3弹簧、4防漏密封胶泥、5承压管、6导热材料、7小管径内玻璃管、8太阳真空换能管吸热膜、9外玻璃管、10承压管腔、11绝热真空腔、12弹性金属支撑卡、13消气剂、14排气嘴、15密封圈、16缩径管口、17变径曲面过渡管、18顶压挡圈、19聚光装置、20导流器、21出水口、22进水口、23压力平衡承压密封组件、24太阳真空换能管导热保温器、25碳粉末材料、26金属集热板、27保温层壳体、28联箱、29保温材料、30联箱腔体
具体实施方式
第一实施例中：一种介质传导玻璃复合管承压太阳真空换能管包括缩径管口16、变径曲面过渡管17、小管径内玻璃管7、外玻璃管9、太阳真空换能管吸热膜8、弹性金属支撑卡12、消气剂13、排气嘴14、承压管5、导热材料6构成，镀有太阳真空换能管吸热膜8的小管径内玻璃管7与外玻璃管9和变径曲面过渡管17、缩径管口16环形焊接，排气嘴14抽真空后封接，形成环形绝热真空腔11，弹性金属支撑卡12套装于小管径内玻璃管7之上与导电的太阳真空换能管吸热膜8紧密连接，通过对消气剂13的蒸镀产生消气镜面，使太阳真空换能管的绝热真空腔11高真空。承压管5插装于太阳真空换能管腔内，承压管5与小管径内玻璃管7之间填充有导热材料6，管口处通过防漏密封胶泥4、密封垫18、弹簧3密封，承压管5通过密封圈15、定位支撑1、密封螺帽2与太阳真空换能管连接固定。
第二实施例中：太阳真空换能管的外玻璃管9管壁镀有聚光装置19，其它等同于第一实施例。
第三实施例中：太阳真空换能管的外玻璃管9的截面为椭圆形的异形管，其它等同于第二实施例。
第四实施例中：太阳真空换能管的承压管5的管腔内插装有导流器20，其它等同于第三实施例。
第五实施例中：太阳真空换能管的外玻璃管9的截面为曲线与圆弧线的连接闭合线，承压管5的管腔内插装有导流器20，承压管5的顶部安装有压力平衡承压密封组件23，其它等同于第四实施例。
第六实施例中：太阳真空换能管的外玻璃管9的截面为圆管，太阳真空换能管内插装有聚光装置19，太阳真空换能管导热保温器24固定于介质传导玻璃复合管承压太阳真空换能管腔的底部，太阳真空换能管导热保温器24中段与弹性金属支撑卡12对应。
第七实施例中：小管径内玻璃管7表面与金属集热板26之间填充有碳粉末材料25，上下两端通过密封装置定位密封。其它等同于第六实施例。
第八实施例中：介质传导玻璃复合管承压太阳真空换能管的承压管5复合连接于联箱28上，通过密封螺帽2与缩径管口16连接。其它等同于第一实施例。
第九实施例中：介质传导玻璃复合管承压太阳真空换能管的端盖复合连接于联箱上，通过密封螺帽2与缩径管口16连接。其它等同于第一实施例。
Claims (10)
1.一种介质传导玻璃复合管承压太阳真空换能管，由一端管头玻璃焊接封闭，外表面为换能膜板的小管径内玻璃管，与一端管头玻璃焊接封头上设有排气管封嘴的大管径外玻璃管，封头同端通过消气剂金属弹卡支撑相互定位，套装于一起，另一端玻璃环形焊接封闭，组成太阳真空换能管，小管径内玻璃管内插装有一端封闭的承压管，其特征是：玻璃环形焊接封闭处的管头上，有与其一体的用于密封定位安装的玻璃定位管嘴，玻璃定位管嘴与大管径外玻璃管通过焊接衔接，与内玻璃管熔合为一体，形成单层玻璃圆管密封安装玻璃定位管嘴，玻璃定位管嘴的表面上设有用于与其它装置连接的螺纹或卡槽；太阳真空换能管内安装有端头封闭的承压管，太阳真空换能管腔内管壁与一端封闭的承压管之间填充有导热介质，通过连接太阳真空换能管的玻璃定位管嘴与承压管之间的封闭端盖组件密封连接。
2.根据权利要求1所述的介质传导玻璃复合管承压太阳真空换能管，其特征是：太阳真空换能管的外壳玻璃管上至少有两个管径，管径与管径衔接处通过圆滑连接进行变径，变径处或为安装密封面，玻璃定位管嘴的管口为密封面，玻璃定位管嘴或内面、或外面、或内外面设有螺纹或卡槽，通过封闭端盖组件与承压管连接密封；太阳真空换能管的管腔底部或安装有由封闭管腔、相变介质等组成的太阳真空换能管导热保温器，封闭管腔或为玻璃封闭管腔，玻璃管封闭端头为承压圆弧面，玻璃封闭管腔内或填充有导热配重材料；封闭管腔管径略小于适配太阳真空换能管腔内径，封闭管腔内的相变介质或为水，其水量视其工作压力和温度决定。
3.根据权利要求1所述的介质传导玻璃复合管承压太阳真空换能管，其特征是：承压管或为金属管，或为其它导热性能良好的管，承压管上或设有安装定位装置；承压管或复合连接于联箱上，与定位管嘴连接；压力平衡承压密封组件设于太阳真空换能管的承压管上，有进出水口，顶部有吸盘或吸帽的管或支架，通过压力平衡承压密封组件顶部的吸盘或吸帽，安装连接定位于上联箱顶面；承压管内或安装有管状的导流器，导流器或为同一腔体安装，或为不同腔体安装，带支撑架的耐水、耐热、抗老化的管状导流器或为刚性，或为弹性，导流器或为单层管结构，或为封闭复合夹层管结构，导流器的上端或安装有汇流嘴，或与玻璃定位管嘴套装连接，或与压力平衡承压密封组件定位连接。
4.根据权利要求1所述的介质传导玻璃复合管承压太阳真空换能管，其特征是：导热介质或为固体，或为液体，或为膏状体，或为碳材料，或为金属材料，或为导热性能良好的其它液体材料，其中，液体材料沸点须满足极限工作状态不沸腾的要求。
5.根据权利要求1所述的介质传导玻璃复合管承压太阳真空换能管，其特征是：封闭端盖组件为带有内螺纹或外螺纹的有限位结构的端盖，端盖上配有密封圈，或配有弹簧及防漏挡圈；端盖或复合连接于联箱上，与定位管嘴连接。
6.根据权利要求1所述的介质传导玻璃复合管承压太阳真空换能管，其特征是：一端管头玻璃焊接封闭，外表面为换能膜板的小管径内玻璃管，与一端管头玻璃焊接封头上设有排气管封嘴的大管径外玻璃管，或为同心套装，或为偏心套装，管口的玻璃焊接密封玻璃定位管嘴与外玻璃管的衔接处有与玻璃定位管嘴相同角度并在同一平面上的面，小管径内玻璃管与大管径外玻璃管平行套装于一起，通过消气剂金属弹卡支撑相互定位；外玻璃管的截面或为圆，或为椭圆，或为曲线与圆弧线的连接闭合线，外玻璃管有足够的强度；外玻璃管的两端的截面由或为椭圆，或为曲线与圆弧线的连接闭合线的均渐变为圆。
7.根据权利要求1所述的介质传导玻璃复合管承压太阳真空换能管，其特征是：外玻璃管上设有聚光装置，聚光装置或为设于外玻璃管上的菲涅耳透镜，或为安装于外玻璃管上的菲涅耳透镜，菲涅耳透镜与外玻璃管的结合处或通过对外玻璃管的烧熔压塑焊接将菲涅耳透镜定位；或通过其自身形变弹力撑装于外玻璃管安装定位，或通过耐高温粘接剂与玻璃外管结合处粘接安装定位；菲涅耳透镜的聚焦线为表面是换能膜板的小管径内玻璃管，其管径满足入射光线的聚焦照射；聚光装置或为设于外玻璃管上的反射聚光镜面，其中，反射聚光镜面或为内置反射聚光镜面，或为玻璃管壁反射聚光镜面；内置反射聚光镜面或为金属反射聚光镜面，或为玻璃反射聚光镜面，反射聚光镜面的横截面为曲线，玻璃反射聚光镜面与外玻璃管的结合处或通过对外玻璃管的烧熔压塑焊接将玻璃反射聚光镜面安装定位；或通过其自身形变弹力撑装于外玻璃管安装定位，或通过耐高温粘接剂与玻璃外管结合处粘接安装定位；反射聚光镜面的聚焦线为表面是换能膜板的小管径内玻璃管，其管径满足入射光线的聚焦照射；外玻璃管的曲面上或蒸镀有反射聚光镜面，反射聚光镜面的聚焦线为表面是换能膜板的小管径内玻璃管，其管径满足入射光线的聚焦照射。
8.根据权利要求1所述的介质传导玻璃复合管承压太阳真空换能管，其特征是：介质传导玻璃复合管承压太阳真空换能管的玻璃封结端，通过安装有消气剂的支撑金属弹卡与外表面采光部位为换能膜板的小管径内玻璃管玻璃封结端相互支撑定位，玻璃定位管嘴、玻璃变径曲面过渡管，外玻璃管、玻璃过渡密封管均为外玻璃管通过玻璃模具拉伸、赶制、吹制成型，制成一端封闭单通的变径玻璃管腔。
9.根据权利要求1所述的介质传导玻璃复合管承压太阳真空换能管，其特征是：外表面采光部位为换能膜板的小管径内玻璃管其管外壁上的换能膜板或为光吸收干涉膜，或为光吸收渐变膜，或为玻璃面复合镀膜金属板，或为玻璃面复合碳材料板，或为玻璃面复合金属材料面，或为玻璃面复合碳材料面，玻璃表面与复合导热体之间填充有导热材料，通过密封装置将其定位密封，导热材料或为碳材料，或为金属材料，或为其它导热材料。
10.根据权利要求1所述的介质传导玻璃复合管承压太阳真空换能管，其特征是：承压管或为转轴，换热内玻璃管、外玻璃管等组成的玻璃环腔管或能围绕承压管转动。
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