CN203036889U - 一种聚光式玻璃真空中温集热管 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了聚光式玻璃真空中温集热管，包括玻璃罩管、外壁涂敷有选择性吸收涂层的玻璃内管、支架和消气剂，所述玻璃内管置于所述玻璃罩管内，在玻璃内管和玻璃罩管的底部由支架支撑、开口端焊接密封，玻璃内管和玻璃罩管之间的夹层为真空层，所述消气剂设置在所述支架上，所述真空夹层中设置有金属反射聚光镜，所述金属反射聚光镜固定在支架上。本实用新型实现了金属反射聚光镜与太阳能真空管结构一体化，完成全玻璃太阳能中温真空管产品的创新，实现了在太阳能中温应用。具有性价比高，适于大规模生产，经济效益好的优点。

Description

一种聚光式玻璃真空中温集热管

技术领域

本实用新型属于太阳能利用领域，特别是一种适用于太阳能中温热利用的聚光式玻璃真空集热管。 

背景技术

中国太阳能热利用行业正在步入太阳能热发电和中高温热力工程应用的科技大发展的前期阶段，目前中国各地的太阳能热发电和中高温热力工程的聚光系统大多是外聚光式中高温太阳能集热器，将直通式太阳能真空管置于槽式聚光器的焦线上，获得高温热量，槽式聚光器和太阳能真空管是分离开来的两部分。 

外聚光式中高温太阳能集热器所使用的直通式太阳能真空管基本上都是钢管与玻璃罩管通过密封融接而成的金属-玻璃真空管，经聚光加热的高温工质在钢管内直流传输。金属-玻璃真空管的制造技术复杂，制造装备投资大，生产成本高。并且所述集热器的占地面积大，抛物面槽式反光镜需要配备自动跟踪日光的转动装置，工程展开面积大；较适用于集中式规模化热力发电项目，不太适用于土地资源紧缺的城市。所述反光镜裸露在大气中，风吹雨淋，对抗风防蚀的要求高，维护保养工作量较大，工作寿命较短，一般为5年。 

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种将反射聚光镜片置于太阳能真空管内部的聚光式玻璃真空中温集热管。避免了反光镜发生化学腐蚀、外力损伤变形的问题，延长了工作寿命，适用于土地资源紧缺的地区使用。 

本实用新型所述的聚光式玻璃真空中温集热管，包括玻璃罩管、外壁涂敷有选择性吸收涂层的玻璃内管、支架和消气剂，所述玻璃内管置于所述玻璃罩管内，玻璃内管和玻璃罩管在底部由支架支撑，玻璃内管和玻璃罩管的开口端焊接密封，玻璃内管和玻璃罩管之间的夹层为真空层，所述消气剂设置在所述支架上，其特征在于，所述真空夹层中设置有金属反射聚光镜，所述金属反射聚光镜固定在支架上。 

优选地，所述玻璃内管的直径是玻璃罩管的直径的1/3～1/5。 

优选地，所述玻璃罩管底部的内壁上还涂覆有消气剂涂层。 

优选地，所述选择性吸收涂层为耐高温选择性吸收涂层，所述玻璃罩管和玻璃内管的材质为高硼硅玻璃。 

优选地，所述玻璃内管在距离开口70mm～50mm处至开口的直径与所述玻璃罩管的直径相适应。 

优选地，所述玻璃罩管开口端的直径变小，玻璃内管开口端的直径变大，所述玻璃罩管在距离开口70mm处至开口的直径与所述玻璃内管在距离开口70mm～50mm处至开口的直径分别为介于玻璃内管的直径与玻璃罩管的直径之间、且相适应。 

优选地，所述金属反射聚光镜为镜面抛光铝片、或镜面不锈钢片或镜面锡铁片，厚度为0.3mm～0.2mm，形状为槽式聚光抛物面。 

优选地，所述金属反射聚光镜的宽度为98mm，聚光比为5。 

优选地，所述金属反射聚光镜的宽度为50mm～62mm，聚光比为3。 

本实用新型所述的聚光式玻璃真空中温集热管，将所述金属反射聚光镜和玻璃太阳能真空管体合为一体，将金属反射聚光镜置于玻璃罩管和玻璃内管之间的真空夹层中，经所述金属反射聚光镜反射聚集的太阳光照射在玻璃内管上，从而达到聚光集热的效果。由于，本实用新型所述集热管的将金属反射聚光镜内置在真空管中，与现有技术相比，由于金属反射聚光镜置于真空环境中，避免了因雨水侵蚀的化学腐蚀、外力损伤变形的问题，在使用过程中不需特意维护保养，延长了工作寿命。在实际应用中，内置于真空管中的金属反射聚光镜取代了槽式聚光器，不再需要大面积的空地用于设置槽式聚光器，故在人口密度大，土地资源紧缺的地域同样能够适用。 

同时，本实用新型减少了玻璃内管的直径，在保持玻璃罩管直径尺寸不变的情况下，不仅扩大了真空夹层的空间，使得所述金属反射聚光镜的安装更方便、金属反射聚光镜的形状设置更多样；而且减少玻璃内管吸热体直径，极大地提高玻璃内管吸热体的光能密度，从而提高玻璃内管中工质温度。金属反射聚光镜的聚光比3～5，工质的温度范围为80℃～300℃之间，将太阳能真空玻璃集热管组装的集热器的工作范围从100℃以下的低温工作范围拓展到100℃～300℃中温范围工作。因而提高了太阳能玻璃真空管热水器的功能，使其能够产出高温热水、蒸气、中温热油，应用于采暖、空调、蒸馏、干燥、及食品工业、纺织印染工业等需要中温热水和蒸汽的场所，扩大了太阳能热利用的应用范围。 

另外，本实用新型所述的真空管与常规太阳能玻璃真空管的制造工艺、玻璃罩管的外形尺寸相同，便于与集热器应用接轨，结构简单，系统相容性扩展性强，生产成本低，具有较高的性价比，适于大规模生产，经济效益好。 

综上所述，本实用新型实现了金属反射聚光镜与太阳能真空管结构一体化，完成全玻璃太阳能中温真空管产品的创新，实现了在太阳能中温应用。具有性价比高，适于大规模生产，经济效益好的优点。 

附图说明

图1为本实用新型所述聚光式玻璃真空中温集热管的结构示意图； 

图2为图1的截面图； 

图3为本实用新型所述聚光式玻璃真空中温集热管另一实施例的结构示意图。 

图中：1-太阳能玻璃真空管，2-玻璃内管，3-选择性吸收涂层，4-金属反射聚光镜，5-玻璃罩管，6-支架，7-真空夹层，8-消气剂，9-消气剂涂层。 

具体实施方式

为了更清楚的描述本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案作进一步地说明，但并非用于限定本实用新型的实施方式： 

如图1、图2、图3所示，本实用新型所述的聚光式玻璃真空中温集热管为将金属反射聚光镜内置于太阳能玻璃真空管1的结构。太阳能玻璃真空管1包括玻璃罩管5、外壁涂敷有选择性吸收涂层3的玻璃内管2、支架6和消气剂8，所述玻璃罩管5和玻璃内管2的材质优选为高硼硅玻璃，高硼玻璃的线热膨胀系数为（3.3±0.1）×10^-6K，故又称硼硅玻璃3.3。所述玻璃内管2置于所述玻璃罩管5内，玻璃内管2和玻璃罩管5在底部由支架6支撑、玻璃内管2和玻璃罩管5的开口端焊接密封，玻璃内管2和玻璃罩管5之间的夹层为真空层，所述消气剂8设置在所述支架6上，构成太阳能玻璃真空管1。较佳地，所述玻璃罩管5底部的内壁上还涂覆有消气剂涂层9。所述金属反射聚光镜4设置所述玻璃真空管1的真空夹层7中、并固定在支架6上。所述金属反射聚光镜4为镜面抛光铝片、或镜面不锈钢片或镜面锡铁片，厚度为0.3mm～0.2mm，形状为槽式聚光抛物面。经所述金属反射聚光镜4反射聚集的太阳光照射在玻璃内管2上，从而达到聚光集热的效果。 

由于本实用新型所述集热管将金属反射聚光镜4内置在所述真空管1中，金属反射聚光镜4置于真空环境中，避免了因雨水侵蚀的化学腐蚀以及外力损伤变形的问题，在使用过程中不需特意维护保养，延长了工作寿命。同时，在实际应用中，不需要大面积的空地用于设置槽式聚光器，故在人口密度大，土地资源紧缺的地域同样能够适用。 

进一步地，本实用新型中所述玻璃内管2的直径是玻璃罩管5的直径的1/3～1/5。相对于普通太阳能玻璃真空管1，减少了玻璃内管2的直径，在保持玻璃罩管5直径尺寸不变的情况下，不仅扩大了真空夹层7的空间，使得所述金属反射聚光镜4的安装更方便、金属反射聚光镜4的形状设置更多样。于此同时，减少玻璃内管2吸热体的直径，极大地提高玻璃内管2吸热体的光能密度，从而提高玻璃内管2中工质温度。将太阳能真空玻璃集热管组装的集热器的工作范围从100℃以下的低温工作范围拓展到100℃～300℃中温范围工作。为了提高所述选择性吸收涂层3的使用寿命，所述选择性吸收涂层3优选为耐高温选择性吸收涂层。 

由于玻璃内管2的直径仅为玻璃罩管5的直径的1/3～1/5，相差较大。为了降低玻璃罩管5和玻璃内管2在开口端处焊接的工艺难度，将所述玻璃内管2开口端和所述玻璃罩开口端 的直径作调整。将玻璃内管2在距离开口70mm～50mm处至开口的直径设置为与玻璃罩管5的直径相适应，如图3中所示。或者所述玻璃罩管5开口端的直径变小，玻璃内管2在开口端的直径变大，分别将所述玻璃罩管5在距离开口70mm处至开口的直径与所述玻璃内管2在距离开口50mm～70mm处至开口的直径设置为介于玻璃内管2的直径与玻璃罩管5的直径之间的数值、且相适应，如图1中所示。 

具体通过以下两个实施例作详细说明： 

实施例1 

玻璃罩管5外径102mm，总长度1500mm或1800mm；在距离玻璃罩管5开口70mm处至开口的外径为58mm；玻璃内管2外径20mm，在距离玻璃内管2开口70mm处至开口的外径为58mm，玻璃罩管5和玻璃内管2的材质均为硼硅玻璃3.3。置于真空夹层7中的金属反射聚光镜4形如槽式聚光抛物面或其它凹弯聚光面，材质为镜面抛光铝片、或镜面不锈钢片、或镜面锡铁片，厚度0.3mm-0.2mm，宽度为98mm，聚光比5，为大聚光比聚光式玻璃真空中温集热管。 

实施例2 

玻璃罩管5外径70mm，总长度1500mm或1800mm；在距离玻璃罩管5开口70mm处至开口的外径为58mm；玻璃内管2外径20mm，在距离玻璃内管2开口50mm处至开口的外径为58mm或47mm，玻璃罩管5和玻璃内管2的材质均为硼硅玻璃3.3。置于真空夹层7中的金属反射聚光镜4形如槽式聚光抛物面或其它凹弯聚光面，材质为镜面抛光铝片、或镜面不锈钢片、或镜面锡铁片，厚度0.3mm-0.2mm，宽度为50mm或62mm，聚光比为3，为中聚光比聚光式玻璃真空中温集热管。 

本实用新型实施例2所述的集热管空晒温度为300℃-400℃，以油为工质的性能测试结果显示，油温250℃。 

以上实施方式是对本实用新型的技术方案所作的举例说明，对本领域技术人员而言，在不背离本实用新型原理的前提下，对本实用新型所做的任何显而易见的改进、替换和变型，均属于本实用新型的保护范围。 

Claims (9)

1.聚光式玻璃真空中温集热管，包括玻璃罩管（5）、外壁涂敷有选择性吸收涂层（3）的玻璃内管（2）、支架（6）和消气剂（8），所述玻璃内管（2）置于所述玻璃罩管（5）内，玻璃内管（2）和玻璃罩管（5）在底部由支架（6）支撑，玻璃内管（2）和玻璃罩管（5）的开口端焊接密封，玻璃内管（2）和玻璃罩管（5）之间的夹层为真空层，所述消气剂（8）设置在所述支架（6）上，其特征在于，所述真空夹层（7）中设置有金属反射聚光镜（4），所述金属反射聚光镜（4）固定在支架（6）上。 

2.根据权利要求1所述的聚光式玻璃真空中温集热管，其特征在于，所述玻璃内管（2）的直径是玻璃罩管（5）的直径的1/3～1/5。 

3.根据权利要求1所述的聚光式玻璃真空中温集热管，其特征在于，所述玻璃罩管（5）底部的内壁上还涂覆有消气剂涂层（9）。 

4.根据权利要求1所述的聚光式玻璃真空中温集热管，其特征在于，所述选择性吸收涂层（3）为耐高温选择性吸收涂层，所述玻璃罩管（5）和玻璃内管（2）的材质为高硼硅玻璃。 

5.根据权利要求2所述的聚光式玻璃真空中温集热管，其特征在于，所述玻璃内管（2）在距离开口70mm～50mm处至开口的直径与所述玻璃罩管（5）的直径相适应。 

6.根据权利要求2所述的聚光式玻璃真空中温集热管，其特征在于，所述玻璃罩管（5）开口端的直径变小，玻璃内管（2）在开口端的直径变大，所述玻璃罩管（5）在距离开口70mm处至开口的直径与所述玻璃内管（2）在距离开口70mm～50mm处至开口的直径分别为介于玻璃内管（2）的直径与玻璃罩管（5）的直径之间、且相适应。 

7.根据权利要求1-6任一项所述的聚光式玻璃真空中温集热管，其特征在于，所述金属反射聚光镜（4）为镜面抛光铝片、或镜面不锈钢片或镜面锡铁片，厚度为0.3mm～0.2mm，形状为槽式聚光抛物面。 

8.根据权利要求7所述的聚光式玻璃真空中温集热管，其特征在于，所述金属反射聚光镜（4）的宽度为98mm，聚光比为5。 

9.根据权利要求7所述的聚光式玻璃真空中温集热管，其特征在于，所述金属反射聚光镜（4）的宽度为50mm～62mm，聚光比为3。 

Images