CN107461943A - 一种抛物面式真空集热管 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抛物面式真空集热管，包括抛物面式金属管(2)和圆柱形玻璃管(1)，所述抛物面式金属管(2)和圆柱形玻璃管(1)之间抽真空形成真空层(3)；所述抛物面式金属管(2)的外表面镀有选择性吸收涂层，用于增强金属管对太阳能的吸收能力；所述圆柱形玻璃管(1)的外表面镀有防反射薄膜，用于增强玻璃管的光线透射率；所述抛物面式金属管(2)包括半圆管和与半圆管相连接的抛物线段，所述抛物线段的焦点与聚光器(4)抛物面的焦点重合。本发明能够利用抛物线段的焦点与聚光器抛物面的焦点重合这一几何相似关系，消除反射盲区，改善聚光器光学聚光比分布，提高金属管的资源利用率。

Description

一种抛物面式真空集热管
技术领域
本发明涉及一种抛物面式真空集热管，属于槽式太阳能集热器技术领域。
背景技术
随着社会经济的发展，传统的化石能源日益枯竭，环境污染日趋严重，使用清洁无污染的可再生能源生产生活得到了大力倡导与实践。
目前，槽式太阳能热发电技术已经进入大规模商业化运营阶段，传统的真空集热管主要由圆柱形金属管和圆柱形玻璃管组成，当聚光器的边缘角小于90°时，真空集热管的金属管周向将存在反射盲区，接收不到任何太阳辐射。研究如何提高真空集热管的聚光效果和集热效率将对槽式太阳能热发电技术的推广使用起到推动作用。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种抛物面式真空集热管，能够利用抛物线段的焦点与聚光器抛物面的焦点重合这一几何相似关系，消除反射盲区，改善聚光器光学聚光比分布，提高金属管的资源利用率。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
本发明的一种抛物面式真空集热管，包括抛物面式金属管和圆柱形玻璃管，所述抛物面式金属管和圆柱形玻璃管之间抽真空形成真空层；所述抛物面式金属管的外表面镀有吸收涂层，用于增强金属管对太阳能的吸收能力；所述圆柱形玻璃管的外表面镀有防反射薄膜，用于增强玻璃管的光线透射率；所述抛物面式金属管包括半圆管和与半圆管相连接的抛物线段，所述抛物线段的焦点与聚光器抛物面的焦点重合。
上述聚光器实时对准太阳，入射太阳光线垂直入射到聚光器上，经过所述聚光器的反射，反射太阳光线投射到抛物面式金属管上，形成光路。
上述抛物面式金属管与圆柱形玻璃管之间采用膨胀节波纹管来弥补金属管与玻璃管之间的热胀差，用于减小内应力。
上述抛物面式金属管与圆柱形玻璃管之间设有蒸散型吸气剂，用于维持金属管与玻璃管之间的真空性能。
上述半圆管和抛物线段的连接处采用圆弧过渡，用于减轻金属管在承受高压流体工作时的应力集中现象。
上述吸收涂层具体采用的是Mo-Al2O3。
本发明的有益效果如下：
1.将传统的圆柱形金属管改造成由抛物线段与半圆管复合而成的形式，消除反射盲区，提高金属管的资源利用率；
2.金属管的抛物线段与聚光器的抛物面之间存在几何相似关系，将改变金属管周向的能流密度分布。
附图说明
图1为本发明的抛物面式真空集热管的截面示意图；
图2为本发明的抛物面式真空集热管的安装示意图；
图中：1-圆柱形玻璃管；2-抛物面式金属管；3-真空层；4-聚光器；5-入射太阳光线；6-反射太阳光线；7-抛物线焦点。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1、图2所示，抛物面式真空集热管包括圆柱形玻璃管1和抛物面式金属管2，圆柱形玻璃管1和抛物面式金属管2之间抽真空形成真空层3。聚光器4的焦点与抛物面式金属管2的抛物线段的焦点重合于抛物线焦点7，入射太阳光线5垂直入射到聚光器4上，经反射，反射太阳光线6投射到抛物面式金属管2上，形成光路。
抛物面式金属管2与圆柱形玻璃管1之间采用熔封连接技术，采用膨胀节波纹管来弥补金属管与玻璃管之间的热胀差，以减小内应力。抛物面式金属管2与圆柱形玻璃管1之间抽成近真空状态，以减少热损失；同时采用蒸散型吸气剂，以维持金属管与玻璃管之间的真空性能。抛物面式金属管2的抛物线与半圆复合位置处采用圆弧过渡，以减轻金属管在承受高压流体工作时的应力集中现象。
本发明的工作原理详细分析如下：
由于槽式太阳能聚光器跟踪装置的存在，聚光器4始终实时对准太阳，入射太阳光线5将始终垂直入射到聚光器4上，经过聚光器4的反射，反射太阳光线6将投射到抛物面式金属管2上，由于聚光器4与抛物面式金属管2的抛物线段成几何相似关系，反射光线将完全覆盖抛物面式金属管2的抛物面一侧，不存在反射盲区。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种抛物面式真空集热管，其特征在于：包括抛物面式金属管(2)和圆柱形玻璃管(1)，所述抛物面式金属管(2)和圆柱形玻璃管(1)之间抽真空形成真空层(3)；所述抛物面式金属管(2)的外表面镀有Mo-Al2O3吸收涂层，用于增强金属管对太阳能的吸收能力；所述圆柱形玻璃管(1)的外表面镀有防反射薄膜，用于增强玻璃管的光线透射率；所述抛物面式金属管(2)包括半圆管和与半圆管相连接的抛物线段，所述抛物线段的焦点与聚光器(4)抛物面的焦点重合。
2.根据权利要求1所述的抛物面式真空集热管，其特征在于：所述聚光器(4)实时对准太阳，入射太阳光线(5)垂直入射到聚光器(4)上，经过所述聚光器(4)的反射，反射太阳光线(6)投射到抛物面式金属管(2)上，形成光路。
3.根据权利要求1所述的抛物面式真空集热管，其特征在于：所述抛物面式金属管(2)与圆柱形玻璃管(1)之间采用膨胀节波纹管来弥补金属管与玻璃管之间的热胀差，用于减小内应力。
4.根据权利要求1所述的抛物面式真空集热管，其特征在于：所述抛物面式金属管(2)与圆柱形玻璃管(1)之间设有蒸散型吸气剂，用于维持金属管与玻璃管之间的真空性能。
5.根据权利要求1所述的抛物面式真空集热管，其特征在于：所述半圆管和抛物线段的连接处采用圆弧过渡，用于减轻金属管在承受高压流体工作时的应力集中现象。
6.根据权利要求1所述的抛物面式真空集热管，其特征在于：所述吸收涂层具体采用的是Mo-Al2O3。
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