CN101025299B - 介质光热转化热传导玻璃复合管承压太阳真空换能管 - Google Patents
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Abstract
一种介质光热转化热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与内玻璃管熔合为一体，形成单层管密封玻璃定位管嘴，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，承压管与小管径内玻璃管之间通过金属弹卡支撑定位，小管径内玻璃管与一端封闭的承压管之间填充有高效光热转化的导热介质，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
技术领域
本发明涉及一种介质光热转化热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换能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，不能很好地使太阳真空换能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、可承压运行的介质光热转化热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：一种介质光热转化热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，封头的一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；承压管与小管径内玻璃管之间通过金属弹卡支撑定位，小管径内玻璃管与一端封闭的承压管之间填充有光热转化的导热介质，承压管通过封闭端盖组件与太阳真空换能管的玻璃定位管嘴密封连接。
介质光热转化热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。
介质光热转化热传导玻璃复合管承压太阳真空换能管，其承压管为金属管，承压管上设有安装定位装置；承压管连接于联箱上，与玻璃定位管嘴连接；压力平衡承压密封组件设于太阳真空换能管的承压管上，压力平衡承压密封组件为设有进出水口顶部有吸盘或吸帽的管或支架，压力平衡承压密封组件通过顶部的吸盘或吸帽安装连接定位于联箱上；承压管内安装有管状的导流器，带支撑架的耐水、耐热、抗老化的管状导流器为刚性、或为弹性，导流器为单层管结构、或为封闭复合夹层管结构，导流器的上端安装有汇流嘴，导流器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。
介质光热转化热传导玻璃复合管承压太阳真空换能管，其光热转化导热介质为抗氧化的碳材料、金属材料。
介质光热转化热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；端盖连接于联箱上与玻璃定位管嘴连接。
介质光热转化热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同心套装，或偏心套装，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；外玻璃管的横截面或为圆，或为椭圆，或为曲线与圆弧线的连接闭合线；外玻璃管的横截面为椭圆、或为曲线与圆弧线的连接闭合线的管的两端渐变为圆。
介质光热转化热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，聚光装置为设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，或通过菲涅耳透镜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聚焦在表面是换能膜板的小管径内玻璃管上，其管径满足入射光线的聚焦照射；聚光装置为设于外玻璃管上的反射聚光镜面，其中，反射聚光镜面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，或通过玻璃反射聚光镜面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聚焦在表面是换能膜板的小管径内玻璃管上，其管径满足入射光线的聚焦照射。
介质光热转化热传导玻璃复合管承压太阳真空换能管，其外玻璃管的曲面上蒸镀有反射聚光镜面，反射聚光镜面的聚焦线聚焦在小管径内玻璃管上，其管径满足入射光线的聚焦照射。
介质光热转化热传导玻璃复合管承压太阳真空换能管，其介质光热转化热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。
介质光热转化热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管腔底部安装有由封闭管腔、相变介质组成的太阳真空换能管导热保温器，封闭管腔为玻璃封闭管腔，玻璃封闭管腔端头为承压圆弧面，玻璃封闭管腔内填充有导热配重材料；封闭管腔管径略小并适配于太阳真空换能管腔内径，封闭管腔内的相变介质为水，其水量视其工作压力和温度决定。
介质光热转化热传导玻璃复合管承压太阳真空换能管，其承压管作为转轴，换热内玻璃管、外玻璃管组成的玻璃环腔管能围绕承压管转动。
本发明的有益效果是：可使介质光热转化热传导玻璃复合管承压太阳真空换能管承压，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为一种介质光热转化热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4为一种介质光热转化热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5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为一种介质光热转化热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为一种介质光热转化热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为一种介质光热转化热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为一种介质光热转化热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为一种介质光热转化热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为一种介质光热转化热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为一种介质光热转化热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6、图18、图19、图20同为第六实施例。
图21为一种介质光热转化热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21为第七实施例。
图22为一种介质光热转化热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22为第八实施例。
图中：1定位支撑、2密封螺帽、3弹簧、4变径曲面过渡管、5防漏密封胶泥、6承压管、7导热材料、8小管径内玻璃管、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玻璃缩径管口、17顶压挡圈、18聚光镜面、19太阳真空换能管导热保温器、20导流器、21出水口、22进水口、23压力平衡承压密封组件、24保温层壳体、25联箱、26保温材料、27联箱腔体
具体实施方式
第一实施例中：一种介质光热转化热传导玻璃复合管承压太阳真空换能管包括玻璃缩径管口16、变径曲面过渡管4、小管径内玻璃管8、外玻璃管9、弹性金属支撑卡12、消气剂13、排气嘴14、承压管6、导热材料7构成，小管径内玻璃管8与外玻璃管9和变径曲面过渡管4、玻璃缩径管口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8上，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6插装于太阳真空换能管腔内，承压管6与小管径内玻璃管8之间填充有导热材料7，管口处通过防漏密封胶泥5、顶压挡圈17、弹簧3密封，承压管6通过密封圈15、定位支撑1、密封螺帽2与玻璃缩径管口16连接固定。
第二实施例中：太阳真空换能管的外玻璃管9管壁镀有聚光镜面18，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，太阳真空换能管导热保温器19固定于介质光热转化热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19中段与弹性金属支撑卡12对应。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6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6的管腔内插装有导流器20，承压管6的顶部安装有压力平衡承压密封组件23，其它等同于第三实施例。
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镜面18。其它等同于第三实施例。
第七实施例中：介质光热转化热传导玻璃复合管承压太阳真空换能管的承压管6复合连接于联箱25上，通过密封螺帽2与玻璃缩径管口16连接。其它等同于第一实施例。
第八实施例中：介质光热转化热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与玻璃缩径管口16连接。其它等同于第一实施例。
Claims (2)
1. 一种介质光热转化热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，封头的一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；承压管与小管径内玻璃管之间通过金属弹卡支撑定位，小管径内玻璃管与一端封闭的承压管之间填充有光热转化的导热介质，承压管通过封闭端盖组件与太阳真空换能管的玻璃定位管嘴密封连接。
2. 根据权利要求1所述的介质光热转化热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。
3. 根据权利要求1所述的介质光热转化热传导玻璃复合管承压太阳真空换能管，其特征是：承压管为金属管，承压管上设有安装定位装置；承压管连接于联箱上，与玻璃定位管嘴连接；压力平衡承压密封组件设于太阳真空换能管的承压管上，压力平衡承压密封组件为设有进出水口且顶部有吸盘或吸帽的管或支架，压力平衡承压密封组件通过顶部的吸盘或吸帽安装连接定位于联箱上；承压管内安装有管状的导流器，带支撑架的耐水、耐热、抗老化的管状导流器为刚性、或为弹性，导流器为单层管结构、或为封闭复合夹层管结构，导流器的上端安装有汇流嘴与玻璃定位管嘴对应套装连接于承压管壁上，或与压力平衡承压密封组件定位连接。
4. 根据权利要求1所述的介质光热转化热传导玻璃复合管承压太阳真空换能管，其特征是：光热转化导热介质为抗氧化的碳材料或金属材料。
5. 根据权利要求1所述的介质光热转化热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；端盖连接于联箱上与玻璃定位管嘴连接。
6. 根据权利要求1所述的介质光热转化热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同心套装，或偏心套装，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；外玻璃管的横截面或为圆，或为椭圆，或为曲线与圆弧线的连接闭合线；外玻璃管的横截面为椭圆、或为曲线与圆弧线的连接闭合线的管的两端端头渐变为圆管。
7. 根据权利要求1所述的介质光热转化热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，聚光装置为设于外玻璃管上的菲涅尔透镜，菲涅尔透镜与外玻璃管的结合处通过对外玻璃管的烧熔压塑焊接将菲涅尔透镜定位，或通过菲涅尔透镜自身形变弹力撑装于外玻璃管内安装定位，或通过耐高温的粘接剂与玻璃外管结合处粘接安装定位；菲涅尔透镜的聚焦线为聚焦在表面是换能膜板的小管径内玻璃管上，其管径满足入射光线的聚焦照射；或聚光装置为设于外玻璃管上的反射聚光镜面，其中，反射聚光镜面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，或通过玻璃反射聚光镜面自身形变弹力撑装于外玻璃管内安装定位，或通过耐高温的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聚焦在表面是换能膜板的小管径内玻璃管上，其管径满足入射光线的聚焦照射。
8. 根据权利要求1所述的介质光热转化热传导玻璃复合管承压太阳真空换能管，其特征是：外玻璃管的曲面上蒸镀有反射聚光镜面，反射聚光镜面的聚焦线聚焦在小管径内玻璃管上，其管径满足入射光线的聚焦照射。
9. 根据权利要求1所述的介质光热转化热传导玻璃复合管承压太阳真空换能管，其特征是：太阳真空换能管的管腔底部安装有由封闭管腔、相变介质组成的太阳真空换能管导热保温器，封闭管腔为玻璃封闭管腔，玻璃封闭管腔端头为承压圆弧面，玻璃封闭管腔内填充有导热配重材料；封闭管腔管径略小并适配于太阳真空换能管腔内径，封闭管腔内的相变介质为水，其水量视其工作压力和温度决定。
10. 根据权利要求1所述的介质光热转化热传导玻璃复合管承压太阳真空换能管，其特征是：承压管作为转轴，换热内玻璃管、外玻璃管组成的玻璃环腔管能围绕承压管转动。
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