CN1877213A - 双u型直通式太阳能真空集热管 - Google Patents

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Abstract

双U型直通式太阳能真空集热管属于太阳能真空集热管设计领域，是太阳能利用设备中的一种创新性的新型太阳能真空集热管。它是由U型内管和U型外管经一定工艺流程封接并抽真空而组成的。U型内管的一端为自由端，这样既解决了U型内管因冷热引起的线性变化，又实现了U型直通式太阳能真空集热管的每一个单根真空集热管为双端开口的要求。本结构可方便地使用于串联联接，使集热管有更广泛的应用领域。

Description

双U型直通式太阳能真空集热管
技术领域
本发明涉及的是一种双U型直通式太阳能真空集热管结构设计技术领域，是太阳能热能利用设备中的一种新型太阳能真空集热管。
背景技术
目前，太阳能真空集热管分为两类：
1、全玻璃太阳能真空集热管
现有全玻璃太阳能真空集热管分为单端开口和双端开口(直通)两类。
专利号87210032是一种由内外玻璃管封接抽真空而组成的单端开口全玻璃太阳能真空集热管，内管外层有太阳能选择性吸收涂层，内管的另一端作为自由端，其作用用来调节内管因冷热引起的长度变化，这种集热管不能承受较高压力，串联使用不方便，只在低、中温温度中使用。
专利号99107429是一种双端开口螺旋直流式全玻璃太阳能真空集热管，该集热管的玻璃内管外层有太阳能选择性吸收涂层，其两端分别与玻璃外管的两端封接抽真空组成，其中内管的一端是玻璃螺旋管，其目的是试图用它来调节内管因其热膨胀引起的长度变化，减小或消除应力，由于玻璃是脆性材料，导致这种集热管的破裂。
2、金属——玻璃太阳能真空集热管
现有金属——玻璃太阳能真空集热管也分为单端开口和双端开口(直通)两类。
专利号00221101.7是一种单端开口的金属——玻璃太阳能真空承压集热器，是在双层真空玻璃管内置有插入进水管的金属桶，金属桶的外壁有太阳能选择性吸收涂层。这种集热管在金属桶与双层真空玻璃之间密封很难，会影响金属桶外壁上太阳能选择性吸收涂层的寿命。专利号01224848.7是一种双端开口的金属——玻璃直通式太阳能真空集热管，该外管两端分别与外管金属帽熔封，该金属内管表面有太阳能选择性吸收涂层，金属内管的一端通过波纹管及内管金属帽与外通管封接，另一端仅通过内金属帽和外通管封接，外管与外通管之间金属帽封接构成真空夹层。这种集热管能承受高压介质，串联使用和除垢方便，但结构和制造工艺复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种双端开口的双U型直通式太阳能真空集热管，能解决目前所有单端开口或双开口的真空集热管所存在的各种缺点。
本发明设计的一种双端开口双U型直通式太阳能真空集热管分为二类：
第一类是全玻璃双端开口双U型直通式太阳能真空集热管。其特征是将有太阳能选择性吸收涂层的U型玻璃内管与U型玻璃外管经一定工艺流程封接并抽真空而组成的。U型玻璃内管的一端为白由端，这样既解决了U型玻璃内管因冷热引起的线性变化，又实现了双U型直通式真空集热管的每一个单根全玻璃真空集热管为双端开口的要求。
第二类是金属——玻璃双端开口双U型直通式太阳能真空集热管。其特征是将溅射太阳能选择性吸收涂层带金属折翅翼的U型金属内管，用过度封接金属联接件、可伐环、玻璃法兰经一定工艺流程，与U型玻璃外管封接并抽真空而组成的。U型金属内管的一端为自由端，这样既解决了U型金属内管因冷热引起的线性变化，又实现了双U型直通式真空集热管的每一个单根金属——玻璃真空集热管为双端开口的要求。
U型金属内管表面和金属折翅翼表面都有太阳能选择性吸收涂层。
U型金属内管表面和金属折翅翼表面可以是光滑的；也可以是冲压成粗糙的表面，增加吸热面积，提高光热转换效率。
可伐环是一种线性膨胀系数与玻璃相匹配的金属，因此，“可伐“材料就成为金属与玻璃之间的过渡封接联接件，实现金属与玻璃之间的封接。
U型玻璃外管经玻璃法兰与可伐环之间的连接可采用熔封。
U型金属内管经过渡封接金属联接件与可伐环之间的连接可采用氩弧焊。
U型金属内管材质可根据通入不同介质的要求去选择。
U型金属内管的壁厚，可根据金属内管所要求承受压力大小去选择。
U型金属内管与外部联接可采用快速接头方式联接。
可伐环与玻璃法兰的封接部分，在可伐环上冲压出有规律的圆形的，或其他形状的孔，其目的提高封接面的牢固度，增加封接面的抗拉、抗压强度。
本发明的效果：
本发明具有创新性、合理性、先进性、通用性的结构特点，将是一种现有太阳能真空集热管的替代产品，为太阳能热能利用提供了一种新型的真空集热管。
从真空集热管内的传热介质循环出发，本发明有利于提高真空集热管的光热转换效率。
可以根据光热转换应用系统的具体要求，去选用本发明的全玻璃双U型直通式太阳能真空集热管，或者选用金属——玻璃双U型直通式太阳能集热管。
本发明将太阳能真空集热管的应用范围从民用扩展到工业、农业等各个领域，从温暖的南方地区扩展到寒冷的北方地区。
本发明在光热转换应用系统中，很方便地将双U型直通式太阳能真空集热管实行并联型联接和串联型联接。
附图说明
图1是本发明全玻璃双U型直通式太阳能真空集热管总体结构示意图
1-U型玻璃外管(1-1是U型玻璃外管的玻璃直管；1-2是U型玻璃外管的玻璃半圆弧形管)
2-U型玻璃内管(2-1是U型玻璃内管的玻璃直管；2-2是U型玻璃内管的玻璃半圆弧形管)
3-太阳能选择性吸收涂层；
4-真空夹层；
5-弹簧片支承件；
6-吸气剂；
7-真空排气封口；
8-双U型直通式太阳能真空集热管管端金属固定件；
图2是本发明金属-玻璃双U型直通式太阳能真空集热管总体结构示意图
1-U型玻璃外管(1-1是U型玻璃外管的玻璃直管；1-2是U型玻璃外管的玻璃半圆弧形管)
9-U型金属内管(9-1是U型金属内管的金属直管；9-2是U型金属内管的金属半圆弧形管)
3-太阳能选择性吸收涂层；
4-真空夹层；
5-弹簧片支承件；
6-吸气剂；
7-真空排气封口；
8-双U型直通式太阳能真空集热管管端金属固定件；
10-U型金属内管的金属折翅翼；
11-U型玻璃外管的玻璃法兰；
12-可伐环；
13-可伐环与U型金属内管之间的过渡封接金属联接件；
14-U型金属内管与外部联接的快速接头。
图3是本发明双U型直通式太阳能真空集热管管端金属固定件示意图。
图4是本发明U型金属内管的金属直管和金属折翅翼的结构示意图。
图5是本发明金属-玻璃双U型直通式太阳能真空集热管端部结构示意图。
图6是本发明金属-玻璃双U型直通式太阳能真空集热管可伐环展开结构示意图。
具体实施方式
全玻璃双U型直通式太阳能真空集热管的实施步骤：
第一步：将U型玻璃管内管的玻璃半圆弧形管(2-2)的一端与其一根玻璃直管(2-1)的一端相熔接，退火、清洗，在其表面溅射太阳能选择性吸收涂层；
第二步：将U型玻璃外管的玻璃半圆弧形管(1-2)套在U型玻璃内管的玻璃半圆弧形管(2-2)的外面，并放入弹簧片支承件(5)和吸气剂(6)，然后将另一根溅射太阳能选择性涂层的玻璃直管(2-1)的一端与玻璃半圆弧形管(2-2)的另一端熔接、退火；第三步：将两根U型玻璃外管的玻璃直管(1-1)一端分别与玻璃半圆弧形管(1-2)的两端熔接；
第四步：将二对玻璃直管(1-1)和(2-1)的另一端端部封口，最后排气抽真空封口。
金属-玻璃双U型直通式太阳能真空集热管的实施步骤：
第一步：将U型金属内管的金属半圆弧形管(9-2)的一端与其一根焊接金属折翅翼(10)的金属直管(9-1)的一端相对焊焊接，清洗，在其表面溅射太阳能选择性吸收涂层。
第二步：将U型玻璃外管的玻璃半圆弧形管(1-2)套在U型金属内管的金属半圆弧形管(9-2)的外面，并放入弹簧片支承件(5)和吸气剂(6)，然后将另一根溅射太阳能选择性吸收涂层的焊接金属折翅翼(10)的金属直管(9-1)一端与金属半圆弧形管(9-2)的另一端对焊焊接。
第三步：将U型玻璃外管的两根玻璃直管(1-1)玻璃法兰(11)的一端熔接两个可伐环(12)。
第四步：将U型玻璃外管的两根玻璃直管(1-1)的另一端，分别与其玻璃半圆形管(1-2)的两端相熔接，退火。
第五步：通过过渡封接金属联接件(13)将U型金属内管与可伐环之间进行氩弧焊封接。
第六步：将金属-玻璃双U型直通式太阳能真空集热管排气抽真空封口。

Claims (6)

1.一种双U型直通式太阳能真空集热管结构，其特征是由U型外管和U型内管相封接，在其夹层间排气抽真空封口所组成，其U型内管表面溅射太阳能选择性吸收涂层。
2.根据权利要求1所述的全玻璃双U型直通式太阳能真空集热管结构，其特征是U型外管和U型内管都是玻璃材质制成的，在U型玻璃外管和U型玻璃内管之间封口后，夹层间排气抽真空封口，其U型玻璃内管表面溅射太阳能选择性吸收涂层。
3.根据权利要求1所述的金属——玻璃双U型直通式太阳能真空集热管结构，其特征是U型外管是玻璃材质，而U型内管是金属材质，在U型金属内管表面焊接金属折翅翼，并在其表面都溅射太阳能选择性吸收涂层。U型金属内管与U型玻璃外管之间的封接是通过玻璃法兰、可伐环以及可伐环与U型金属内管之间的过渡封接金属联接件来完成的，再排气抽真空封口。
4.根据权利要求1所述的双U型直通式太阳能真空集热管端部，其特征是设置其管端金属固定件。
5.根据权利要求3所述的金属——玻璃双U型直通式太阳能真空集热管U型金属内管和金属折翅翼的表面，冲压成粗糙表面，增加其吸热面积。
6.根据权利要求3所述的在与玻璃法兰封接部分的可伐环上，冲压出有规律的圆形的或者其他形状的孔。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106500365A (zh) * 2016-09-28 2017-03-15 李渊 一种高温集热管及太阳能集热装置
CN108180646A (zh) * 2017-12-21 2018-06-19 海宁德诺太阳能设备有限公司 一种双通竹节太阳能集热管
CN108645045A (zh) * 2018-05-28 2018-10-12 山东格瑞德集团有限公司 装配式太阳能烧烤集热装置

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