CN102141314A - 采用陶瓷敷铜封接的新型高温太阳能真空聚热管 - Google Patents

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卢育发
曹光跃
产燕华
李倩
石巧云
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Abstract

本发明涉及到一种采用陶瓷敷铜封接的新型高温太阳能真空聚热管，属于太阳能利用领域。本发明公开了一种采用陶瓷敷铜封接的新型高温太阳能真空聚热管，它包括涂有增透膜的高硼硅玻璃管，同轴安装在高硼硅玻璃管中心的涂有吸热涂层的金属管，安装在两端补偿热膨胀的波纹管，位于两者之间的包括陶瓷敷铜元件密封连接部件，玻璃管与金属管之间为真空，通过敷铜的陶瓷密封连接玻璃与金属。本发明采用了陶瓷敷铜新技术，而且附在陶瓷上的铜金属在高温的情况下也可与陶瓷可靠连接，陶瓷与高硼硅玻璃的膨胀系数接近，铜的膨胀系数与钢材的膨胀系数接近，使其密封部分的连接具有很高的可靠性，避免了成本高，工艺复杂的可伐连接，用简单可靠的工艺取而代之；同时，波纹管补偿了金属和玻璃的线性膨胀差异。

Description

采用陶瓷敷铜封接的新型高温太阳能真空聚热管
技术领域
本发明涉及到一种新型高温太阳能真空聚热管，特别是采用陶瓷敷铜封接的高温太阳能真空聚热管，属于太阳能技术利用领域。
背景技术
高温太阳能真空聚热管是槽式太阳能热发电、太阳能中高温热水工程等系统中的核心部件，普通的太阳能热水器真空聚热管聚热温度较低，而诸如太阳能海水淡化的温度需要120℃以上的温度热源，槽式太阳能热发需要300℃以上的温度热源，而高效率的槽式太阳能热发电需要更高的热源温度，高温聚热真空管是一个瓶颈，解决这个问题的关键是解决真空管的封接，采用陶瓷敷铜封接的高温太阳能真空聚热管突破这个技术难关，提高了太阳能槽式发电的效率和可靠性。太阳能槽式热发电，是将经多个跟踪太阳的槽型聚光器反射的太阳光聚焦到真空聚热管，加热真空聚热管内的热交换介质，经热交换器换热产生过热蒸汽，过热蒸汽推动汽轮机发电。其中真空聚热为核心部件。目前太阳能槽式热发电已经较好的商业应用，在美国、以色列等国已经建成了大型的槽式太阳能热发电系统，在我国也已经建立试验性的槽式太阳能热发电系统，在不久的将来将投入实用。
现在常采用的封接是可伐封接，不仅成本高工艺复杂，而且在温度达到某一值的时候，由于内部应力问题，容易破裂或导致真空失效；德国肖特采用与金属膨胀系数接近的玻璃管，使的波纹管长度大大缩短，增加了真空聚热管的有效长度，但封接仍然用可伐封接。
发明内容
本发明的目的在于：针对以上技术存在的缺陷，提出一种采用陶瓷敷铜封接的新型高温太阳能真空聚热管，通过新材料和新工艺解决高温真空聚热管的封装问题。
为了实现上述目的，本发明通过以下措施来解决。采用陶瓷敷铜封接的新型高温太阳能真空聚热管，包括高硼硅玻璃管、同轴安装在高硼硅玻璃管中心的金属聚热管，以及位于二者之间的敷铜陶瓷等连接部件，所述高硼硅玻璃管外部涂有增透膜，金属管涂有吸热涂层，所属高硼硅玻璃管与吸热金属管之间为真空状态，其改进之处是：所述高硼硅玻璃管与陶瓷的膨胀系数接近，铜与吸热金属管的膨胀系数接近，陶瓷敷铜具有良好的结合，通过敷铜陶瓷过渡可以使高硼硅玻璃管与吸热金属管实现良好的密封连接。
上述技术方案采用陶瓷敷铜连接，避免了工艺复杂，成本较高的可伐连接，降低了制 造的工艺难度和成本。本发明应用前景广阔，可以用于生产热水的太阳能热水工程，可以用于太阳能的空调工程；本发明也可以用于温度较高的太阳能槽式热发电工程。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图
图2为本发明实施例的陶瓷敷铜非抽气端放大示意图
图3本发明实施例的陶瓷敷铜真空抽气端放大示意图
图中1为吸热金属管、2为保护罩、3为玻璃粘接剂、4为陶瓷敷铜环、5为密封环、6为波纹管、7为波纹管护套、8为高硼硅玻璃管、9为保护环、10为有包括含有真空抽气管(11)的开孔陶瓷敷铜环。
具体的实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
如图1、图2和图3所示，高温聚热真空管，包括吸热金属管(1)、波纹管(6)、波纹管护套(7)、高硼硅玻璃管(8)、保护环(9)，其特征在于：还包括含有真空抽气管(11)的开孔陶瓷敷铜环(10)、保护罩(2)、玻璃粘接剂(3)和(3a)、陶瓷敷铜环(4)、密封环(5)和(5a)。吸热金属管(1)与波纹管(6)密封焊接，波纹管(6)与密封环(5)密封焊接，密封环(5)与陶瓷敷铜环(4)的敷铜面密封焊接，玻璃粘接剂(3)或(3a)将高硼硅玻璃管(8)和陶瓷敷铜环(4)或(10)的陶瓷部分形成一个具有密封性能整体，并且陶瓷敷铜具有良好粘接密封性能，这样就完成了玻璃与金属的密封，在高温条件下也有良好的密封性能，保证真空度。
以上所述的仅是本发明优选的实施方案。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明把陶瓷敷铜作为过渡封接的基本原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也视为属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种采用陶瓷敷铜封接的新型高温太阳能真空聚热管，包括吸热金属管(1)、波纹管(6)、波纹管护套(7)、高硼硅玻璃管(8)、保护环(9)，其特征在于：还包括含有真空抽气管(11)的开孔陶瓷敷铜环(10)、保护罩(2)、玻璃粘接剂(3)和(3a)、陶瓷敷铜环(4)、密封环(5)和(5a)。
2.根据权利要求1所述的采用陶瓷敷铜封接的新型高温太阳能真空聚热管，其特征在于：采用陶瓷敷铜环(4)、(10)解决金属管(1)和玻璃管(8)之间的过渡连接。
3.根据权利要求2所述的采用陶瓷敷铜封接的新型高温太阳能真空聚热管，其特征在于：所述的开孔陶瓷敷铜环(10)与密封环(5a)密封焊接，陶瓷敷铜环(4)与密封环(5)密封焊接，玻璃粘接剂(3a)将开孔陶瓷敷铜环(10)和高硼硅玻璃管(8)构成一个密封体，玻璃粘接剂(3)将陶瓷敷铜环(4)和高硼硅玻璃管(8)构成一个密封体。
4.根据权利要求1所述的采用陶瓷敷铜封接的新型高温太阳能真空聚热管，其特征在于：密封环(5)和波纹管(6)密封焊接，波纹管(6)和吸热金属管(1)密封焊接。
5.根据权利要求1所述的采用陶瓷敷铜封接的新型高温太阳能真空聚热管，其特征在于：具有导向和保护作用的保护罩(2)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102434989A (zh) * 2011-12-28 2012-05-02 刘振中 槽式聚光太阳能用直通式集热真空管连接器
CN102563931A (zh) * 2012-02-28 2012-07-11 常州大学 具有补偿密封结构的槽式聚光太阳能集热管及其装配工艺

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