CN202598914U - 一种双波纹管太阳能金属直通真空集热管 - Google Patents

一种双波纹管太阳能金属直通真空集热管 Download PDF

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王向星
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Abstract

本实用新型提供了一种双波纹管太阳能金属直通真空集热管，具有金属直通内管和玻璃外管，金属直通内管插装在玻璃外管内，并与玻璃外管之间形成真空夹层；还具有双波纹管结构，包括轴向波纹管、径向波纹管和第三连接件，轴向波纹管和径向波纹管通过第三连接件连接。本实用新型采用径向和轴向双波纹管设计，可以同时缓解金属管与玻璃膨胀系数不同而产生的径向应力和轴向应力，避免因金属管与玻璃膨胀系数不同而造成的密封失效、真空度降低和玻璃管破裂。

Description

一种双波纹管太阳能金属直通真空集热管
技术领域
本实用新型属于太阳能热利用领域，涉及一种太阳能集热管的设计及加工方法。 
背景技术
太阳能集热管是太阳能热利用的核心部件，其中金属直通真空集热管也是槽式太阳能发电的核心部件，其作用是接收太阳能并转化成热能。 
槽式太阳能集热管制造技术目前主要掌握在德国肖特和西门子等外国公司，据报道，国内研究机构近年虽然逐渐增多，但尚未达到产业化阶段，其主要的技术难点是金属管的镀膜、玻璃管与金属管的融接密封技术。目前，无论是国外还是国内，金属直通真空集热管都采用轴向波纹管设计，它可以缓解玻璃管与金属管在轴向因膨胀系数不同而产生的应力，但无法缓解玻璃管与金属管在径向因膨胀系数不同而产生的应力，往往会造成炸裂而导致集热管破损无法使用。例如，中国专利申请CN201020592151.8《一种太阳能吸热管》、CN200920246972.3《太阳能真空集热管的膨胀补偿装置》、CN200620135895.0《金属内管直通式真空太阳能集热管》、CN201010528354.5《一种直通式太阳能真空集热器》、CN201010234024.5《太阳能用吸热管》、CN201010234023.0《太阳能用吸热管》等，都是采用轴向波纹管设计，缓解玻璃管与金属管在轴向因膨胀系数不同而产生的应力。以304号不锈钢管为例，在20℃～400℃范围内线膨胀系数约为18.0×10-6，超白玻璃线膨胀系数3.3×10-6， 二者差异较大。由于金属直通管与玻璃管的热膨胀系数不同，在温度变化时会产生径向和轴向应力，从而引起封接开裂、玻璃管破裂等现象，导致密封失效、真空度降低、热对流加速和集热效率降低。 
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服以上现有技术的不足，为实现该目的，本实用新型采用径向和轴向双波纹管设计，具体为： 
具有金属直通内管和玻璃外管，所述金属直通内管插装在所述玻璃外管内，并与所述玻璃外管之间形成真空夹层；还具有双波纹管结构，所述双波纹管结构包括轴向波纹管、径向波纹管和第三连接件，所述轴向波纹管和所述径向波纹管通过所述第三连接件连接。 
还具有第一连接件和第二连接件，所述第一连接件与所述金属直通内管连接，所述第二连接件与所述玻璃外管连接。 
作为本实用新型的第一种方案，所述轴向波纹管与所述第一连接件连接，所述径向波纹管与所述第二连接件通过融接管连接。 
所述第一连接件为金属支撑管，所述第二连接件包括融接玻璃管和过渡玻璃管，所述第三连接件为金属连接管，所述融接管为可伐合金融接管，所述金属支撑管与可伐合金支撑管焊接密封，所述融接玻璃管与所述可伐合金融接管融接，并通过所述过渡玻璃管与所述玻璃外管连接。 
作为本实用新型的第二种方案，所述径向波纹管与所述第一连接件连接，所述轴向波纹管与所述第二连接件通过融接管连接。 
所述第一连接件包括第一金属支撑管和第二金属支撑管，所述第二连接件包括融接玻璃管和过渡玻璃管，所述第三连接件为金属连接管，所述融接管为可伐合金融接管，所述第一金属支撑管与所述金属直通内管焊接密封，所述第二金属支撑管与可伐合金支撑管焊接密封，所述融接玻璃管与所述可伐合金融接管融接，并通过所述过渡玻璃管 与所述玻璃外管融接。 
所述玻璃外管上具有真空抽气嘴。 
所述金属直通内管的外壁采用真空镀膜。 
所述膜为太阳能吸收减反复合膜。 
本实用新型与现有技术相比具有如下有益效果： 
可以同时缓解金属管与玻璃管膨胀系数不同而产生的径向应力和轴向应力，避免因金属管与玻璃管膨胀系数不同而造成的密封失效、真空度降低和玻璃管破裂。 
附图说明
图1为本实用新型第一实施例的结构示意图。 
图2为本实用新型第一实施例的局部结构示意图。 
图3为本实用新型第二实施例的结构示意图。 
图4为本实用新型第二实施例的局部结构示意图。 
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本实用新型的实施例。 
如图1和图2所示为本实用新型的第一实施例，金属直通内管1外壁采用真空镀膜，镀太阳能吸收减反复合膜，玻璃外管10与金属直通内管1之间抽真空，玻璃外管10与金属直通内管1通过金属支撑管2、轴向波纹管3、连接管4、径向波纹管5、可伐合金(KOVAR)融接管6、可伐合金(KOVAR)支撑管7等连接，其中，金属直通内管1与金属支撑管2、金属支撑管2与轴向波纹管3、轴向波纹管3与连接管4、连接管4与径向波纹管5、径向波纹管5与可伐合金(KOVAR)融接管6、金属支撑管2与可伐合金(KOVAR)支撑管7之间均采用焊接密封，确保完全气密，可伐合金(KOVAR)融接管6与融接玻璃管8融接，过渡玻璃管9与融接玻璃管8及玻璃外管10融接，11为融封的真空抽 气嘴。 
如图3和图4所示为本实用新型的第二实施例，金属直通内管1外壁采用真空镀膜，镀太阳能吸收减反复合膜，玻璃外管11与金属直通内管之间抽真空，玻璃外管11与金属直通内管1通过金属支撑管2、轴向波纹管3、连接管4、径向波纹管5、可伐合金(KOVAR)融接管6、金属支撑管7、可伐合金KOVAR)支撑管9等连接，其中，金属直通内管1与金属支撑管2、金属支撑管2与径向波纹管5、径向波纹管5与连接管4、连接管4与轴向波纹管3、轴向波纹管3与可伐合金(KOVAR)融接管(序号6)之间均采用焊接密封，确保完全气密，金属支撑管(序号2)与金属支撑管(序号7)、金属支撑管(序号7)与可伐合金(KOVAR)支撑管9之间均采用焊接连接，可伐合金(KOVAR)融接管6与融接玻璃管8融接，确保完全气密，过渡玻璃管10与融接玻璃管8及玻璃外管11融接，序号12为融封的真空抽气嘴。 

Claims (9)

1.一种太阳能金属直通真空集热管，具有金属直通内管(1)和玻璃外管(10，11)，所述金属直通内管(1)插装在所述玻璃外管(10，11)内，并与所述玻璃外管(10，11)之间形成真空夹层；其特征在于：所述太阳能金属直通真空集热管还具有双波纹管结构，所述双波纹管结构包括轴向波纹管(3)、径向波纹管(5)和第三连接件，所述轴向波纹管(3)和所述径向波纹管(5)通过所述第三连接件连接。
2.根据权利要求1所述的太阳能金属直通真空集热管，其特征在于：还具有第一连接件和第二连接件，所述第一连接件与所述金属直通内管(1)连接，所述第二连接件与所述玻璃外管(10，11)连接。
3.根据权利要求2所述的太阳能金属直通真空集热管，其特征在于：所述轴向波纹管(3)与所述第一连接件连接，所述径向波纹管(5)与所述第二连接件通过融接管连接。
4.根据权利要求2所述的太阳能金属直通真空集热管，其特征在于：所述径向波纹管(5)与所述第一连接件连接，所述轴向波纹管(3)与所述第二连接件通过融接管连接。
5.根据权利要求3所述的太阳能金属直通真空集热管，其特征在于：所述第一连接件为金属支撑管(2)，所述第二连接件包括融接玻璃管(8)和过渡玻璃管(9)，所述第三连接件为金属连接管(4)，所述融接管为可伐合金融接管(6)，所述金属支撑管(2)与可伐合金支撑管(7)焊接密封，所述融接玻璃管(8)与所述可伐合金融接管(6)融接，并通过所述过渡玻璃管(9)与所述玻璃外管(10)连接。
6.根据权利要求4所述的太阳能金属直通真空集热管，其特征在于：所述第一连接件包括第一金属支撑管(2)和第二金属支撑管(7)，所述第二连接件包括融接玻璃管(8)和过渡玻璃管(10)，所述第三连接件为金属连接管(4)，所述融接管为可伐合金融接管(6)，所述第一 金属支撑管(2)与所述金属直通内管(1)焊接密封，所述第二金属支撑管(7)与可伐合金支撑管(9)焊接密封，所述融接玻璃管(8)与所述可伐合金融接管(6)融接，并通过所述过渡玻璃管(10)与所述玻璃外管(11)融接。
7.根据前述权利要求任一项所述的太阳能金属直通真空集热管，其特征在于：所述玻璃外管(10，11)上具有真空抽气嘴(11，12)。
8.根据权利要求1-6之一所述的太阳能金属直通真空集热管，其特征在于：所述金属直通内管(1)的外壁采用真空镀膜。
9.根据权利要求8所述的太阳能金属直通真空集热管，其特征在于：所述膜为太阳能吸收减反复合膜。 
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103630325A (zh) * 2013-12-12 2014-03-12 中国航天空气动力技术研究院 高温热结构风洞热变形补偿装置
CN103868254A (zh) * 2012-12-14 2014-06-18 北京天瑞星光热技术有限公司 一种太阳能真空集热管

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GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Assignee: Chang Ling, Shaanxi Magotan Electronics Co., Ltd.

Assignor: Shaanxi Changling Electronic Technology Co., Ltd.

Contract record no.: 2013610000098

Denomination of utility model: Double corrugated pipe solar energy metal direct connection vacuum heat-collection pipe

Granted publication date: 20121212

License type: Exclusive License

Record date: 20130823

LICC Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model
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Granted publication date: 20121212

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