CN107631500A - 太阳能装置中放热集热元件 - Google Patents
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Abstract
一种太阳能装置中放热集热元件，包括直通集热管道及同轴连接在其两端的伸缩机构。当该组合直通式太阳集热管正常横置使用时，金属内管与金属法兰间隙配合，对玻璃管外罩保护机构起到支撑作用，而间隙配合不会因为金属内管的径向热膨胀造成法兰和玻璃管外罩保护机构的损害；当金属内管表面涂覆的太阳选择性吸收涂层吸收太阳能而升高温度时，金属内管的热膨胀会通过波纹管道的弹性拉伸而卸掉膨胀载荷，消除了金属内管热膨胀对玻璃管外罩保护机构的损害；与金属内管焊接的连接环的轴向移动可以通过与之连接的环状密封机构传递到伸缩机构上的波纹管道上，通过该波纹管道的轴向变形消除金属内管轴向膨胀造成对系统的损害。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能真空集热管，具体是一种太阳能装置中放热集热元件，属于太阳能热利用领域。
背景技术
近几十年来，太阳能热利用技术得到了极大的发展，如太阳能热水系统已经相当普及，并形成太阳能热水系统、电热水器、燃气热水器三足鼎立的局面，太阳能热水系统销售额和市场份额在不断增长。但目前的太阳能热水系统的集热元件主要采用双层同轴全玻璃真空太阳集热管，少部分厂家采用金属玻璃封接结构集热管，主要应用领域为家用、宾馆、宿舍用低品位热源利用，热源温度主要集中在60℃以下，一般不超过80℃。因此，太阳能热利用在100℃以上的热利用领域市场尚没有普遍应用，主要因为是采用现有低品位热源集热模式实现100℃以上的热源会大幅度降低太阳能集热系统的集热效率。中国专利03218208.2(CN2620223)、200520078427.x(CN2773559)和200420091975.1(CN2738167)提到了结构类似的双通式金属流道太阳能真空集热管，但该类集热管主要在结构上解决了玻璃管外罩保护机构和带有选择性吸收涂层的金属内管在热膨胀状态下，金属内管轴向伸缩问题，及两者之间采用波纹管道封接问题，但上述结构由于在玻璃管外罩保护机构和金属内管之间采用波纹管道软连接而无互相支撑，可能会在集热管横置使用时，波纹管道受玻璃管外罩保护机构自然重力导致波纹管道变形，影响波纹管道和玻璃管外罩保护机构和金属内管封接的质量，进而影响使用寿命。同时，此类集热管在中温使用过程中要考虑到多个集热管轴向连接使用时，集热管连接处的支撑和软连接问题，存在金属内管热膨胀后两集热管连接处的硬干涉问题，从而限制了该类集热管的使用范围和使用条件。
发明内容
本发明的目的是提供一种太阳能装置中放热集热元件，以解决现有技术中存在的在集热管横置使用时，波纹管道受玻璃管外罩保护机构自然重力导致波纹管道变形，影响波纹管道和玻璃管外罩保护机构和金属内管封接的质量，进而影响使用寿命；以及此类集热管在中温使用过程中要考虑到多个集热管轴向连接使用时，集热管连接处的支撑和软连接存在金属内管热膨胀后两集热管连接处的硬干涉问题，从而限制了该类集热管的使用范围和使用条件的技术问题。
本发明的技术方案是：包括直通集热管道及同轴连接在其两端的伸缩机构，其特征在于：
所述的伸缩机构包括锁紧螺母、环状密封机构、波纹管道和环状支撑结构，在环状支撑结构的两端均延伸出一细轴，在每一该细轴上分别滑动套接一环状密封机构，在每一该环状密封机构与所述的环状支撑结构的两端之间各装有一波纹管道，该波纹管道的两端分别与相邻的环状密封机构和环状支撑结构的一端焊接连接；所述的波纹管道的内径与该环状支撑结构两端延伸出的细轴的外周面滑动配合；在每一环状密封机构的另一端的外凸缘内侧各装有一锁紧螺母；
所述的直通集热管道包括连接环、密封圈、集热管波纹管道、金属法兰、玻璃管外罩保护机构、真空夹层、金属内管，玻璃管外罩保护机构的两端分别与一金属法兰的外沿一侧同轴封接，在每一金属法兰的另一侧分别与一集热管波纹管道的一端同轴焊接，在每一该波纹管道的另一端分别与一连接环的一端同轴焊接连接，在每一该连接环均设有与所述的伸缩机构的锁紧螺母配合的外螺纹并相互连接，在每一连接环的与伸缩机构对接的一端的端面设有密封槽和装入其内的密封圈；每一该连接环分别同轴焊接在所述的金属内管的两端；所述的金属内管的外周面与金属法兰和集热管波纹管道的内径之间滑动配合；由所述的玻璃管外罩保护机构及其两端的金属法兰与金属内管构成真空夹层，在该真空夹层内设置助剂。
在所述的金属内管的外表面涂覆有选择性吸收涂层。
本发明的优点是：当该组合直通式太阳集热管正常横置使用时，金属内管与金属法兰滑动配合，对玻璃管外罩保护机构起到支撑作用，而滑动配合不会因为金属内管的径向热膨胀造成法兰和玻璃管外罩保护机构的损害；当金属内管表面涂覆的太阳选择性吸收涂层吸收太阳能而升高温度时，金属内管的热膨胀会通过波纹管道的弹性拉伸而卸掉膨胀载荷，消除了金属内管热膨胀对玻璃管外罩保护机构的损害；与金属内管焊接的连接环的轴向移动可以通过与之连接的环状密封机构传递到伸缩机构上的波纹管道上，通过该波纹管道的轴向变形消除金属内管轴向膨胀造成对系统的损害。
具体实施方式
本发明一种组合直通式太阳集热管包括直通集热管道C及同轴连接在其一端或两端的伸缩机构B，其特征在于：
所述的伸缩机构B包括锁紧螺母1和14、环状密封机构2和6、波纹管道3和5和环状支撑结构4，在环状支撑结构4的两端均延伸出一细轴15，在每一该细轴15上分别滑动套接一环状密封机构2和6，在每一该环状密封机构与所述的环状支撑结构4的两端之间各装有一波纹管道3和5，该波纹管道3和5的两端分别与相邻的环状密封机构2或6和环状支撑结构4的一端焊接连接。所述的波纹管道3和5的内径与该环状支撑结构4两端延伸出的细轴15的外周面滑动配合，从而实现环状支撑结构4对波纹管道3、5和环状密封机构2、6的支撑作用。在每一环状密封机构2和6的另一端的外凸缘内侧各装有一锁紧螺母1和14，锁紧螺母1和14的中心孔滑动套在环状密封机构2和6主体的外周面。
所述的直通集热管道C包括连接环8、密封圈7、集热管波纹管道9、金属法兰10、玻璃管外罩保护机构11、真空夹层12、金属内管13，玻璃管外罩保护机构11的两端分别与一金属法兰10的外沿一侧同轴封接，在每一金属法兰10的另一侧分别与一集热管波纹管道9的一端同轴焊接，在每一该波纹管道9的另一端分别与一连接环8的一端同轴焊接连接，在每一该连接环8均设有与所述的伸缩机构B的锁紧螺母1和14的内螺纹配合的外螺纹并相互连接，在每一连接环8的与伸缩机构B对接的一端的端面设有密封槽和装入其内的密封圈7，在锁紧螺母1和14的作用下实现环状密封机构2和6密封面与集热管C的连接环8密封面的密封连接。
每一该连接环8分别同轴焊接在所述的金属内管13的两端的外侧；所述的金属内管13的外周面与金属法兰10和集热管波纹管道9的内径之间滑动配合，起到对玻璃管外罩保护机构11的支撑作用。由所述的玻璃管外罩保护机构11及其两端的金属法兰10与金属内管13共同构成真空夹层12，在该真空夹层内设置助剂，用于维持真空夹层12内的真空度。
在所述的金属内管13的外表面涂覆有选择性吸收涂层。
伸缩机构B上的锁紧螺母1和14与直通集热管道C上连接环8通过螺纹连接，且通过两者之间的密封面和密封圈7实现金属内管13内的流道和伸缩机构B内的金属流道的密封连接。该套系统的金属流道是一种密封结构金属流道，可以实现集热系统的中高温承压运行，为实现太阳能热利用向中高温领域发展提供保障。
Claims (2)
1.一种太阳能装置中放热集热元件，包括直通集热管道及同轴连接在其两端的伸缩机构，其特征在于：
所述的伸缩机构包括锁紧螺母、环状密封机构、波纹管道和环状支撑结构，在环状支撑结构的两端均延伸出一细轴，在每一该细轴上分别滑动套接一环状密封机构，在每一该环状密封机构与所述的环状支撑结构的两端之间各装有一波纹管道，该波纹管道的两端分别与相邻的环状密封机构和环状支撑结构的一端焊接连接；所述的波纹管道的内径与该环状支撑结构两端延伸出的细轴的外周面滑动配合；在每一环状密封机构的另一端的外凸缘内侧各装有一锁紧螺母；
所述的直通集热管道包括连接环、密封圈、集热管波纹管道、金属法兰、玻璃管外罩保护机构、真空夹层和金属内管，玻璃管外罩保护机构的两端分别与一金属法兰的外沿一侧同轴封接，在每一金属法兰的另一侧分别与一集热管波纹管道的一端同轴焊接，在每一该波纹管道的另一端分别与一连接环的一端同轴焊接连接，每一该连接环均设有与所述的伸缩机构的锁紧螺母配合的外螺纹并相互连接，在每一连接环的与伸缩机构对接的一端的端面设有密封槽和装入其内的密封圈；每一该连接环分别同轴焊接在所述的金属内管的两端；所述的金属内管的外周面与金属法兰和集热管波纹管道的内径之间滑动配合；由所述的玻璃管外罩保护机构及其两端的金属法兰与金属内管构成真空夹层，在该真空夹层内设置助剂。
2.根据权利要求1所述的太阳能装置中放热集热元件，其特征在于：在所述的金属内管的外表面涂覆有吸附涂层。
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| CN201710962653.1A CN107631500A (zh) | 2017-10-17 | 2017-10-17 | 太阳能装置中放热集热元件 |
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Publications (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111578529A (zh) * | 2020-05-29 | 2020-08-25 | 王昆玉 | 玻璃金属直通管生产工艺 |
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2017
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| CN111578529B (zh) * | 2020-05-29 | 2023-01-17 | 王昆玉 | 玻璃金属直通管生产工艺 |
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