CN203274301U - 一种内聚光热管式真空集热管 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种内聚光热管式真空集热管，其包括玻璃外管、热管和反光层，所述热管套装于玻璃外管内且二者同轴，热管和玻璃外管之间形成真空，热管内充装有工质，所述热管包括玻璃蒸发段以及与该玻璃蒸发段封装在一起的金属冷凝段，所述反光层置于玻璃蒸发段和玻璃外管之间，且反光层的焦点落在热管的外表面上。本实用新型采用蒸发段为玻璃材质、冷凝段为金属材质的热管，这种热管的冷凝段换热系数大大提高，提高热管的耐压强度及机械强度，有助于降低热管的内压力，提高安全性能，而且易制作、成本低、易于推广应用。同时，冷凝段换热系数的提高使得在引入聚光系统得到更高温度的热源成为可能。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能热利用技术领域，尤其是一种内聚光热管式真空集热管。
背景技术
在对太阳能众多的利用方式中，光热利用是将太阳能直接转化成热能，转化效率高，已经得到了普遍的推广应用。目前常见的光热利用技术包括全玻璃真空管技术、平板集热器技术以及热管式真空集热管技术。其中热管式真空集热管是将焊接有选择性吸收翅片的热管采用金属封接技术封接在真空玻璃管中得到，其光热转化效率是上述三种利用形式中最高的，但是热管式真空集热管成本偏高，导致了其很难在市场上推广。根据统计，热管式真空集热管的高成本主要来自于选择性吸收翅片和热管，约占成本的1/2。因此市场上出现了一种替代品：全玻璃热管真空集热管，其采用玻璃制作热管，成本大幅度降低。不足之处在于，玻璃热管的冷凝段换热效率低，在使用过程中热管内的压力高，热管易爆裂，影响正常使用，如果将聚光系统引入到这种全玻璃热管中，由于温度升高，管内压力会更大，因此爆管隐患更严重。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型提供一种内聚光热管式真空集热管，其热管蒸发段为玻璃材质，冷凝段为金属材质，这种热管的冷凝段换热系数大大提高，有助于降低热管的内压力，提高安全性能。同时，冷凝段换热系数的提高使得在引入聚光系统得到更高温度的热源成为可能。
为实现以上目的，本实用新型采取的技术方案是：
一种内聚光热管式真空集热管，其包括玻璃外管、热管和反光层，所述热管套装于玻璃外管内且二者同轴，热管和玻璃外管之间形成真空，热管内充装有工质，所述热管包括玻璃蒸发段以及与该玻璃蒸发段封装在一起的金属冷凝段，所述反光层置于玻璃蒸发段和玻璃外管之间，且反光层的焦点落在热管的外表面上。制成金属冷凝段的材料可以是铝、铜、碳钢、不锈钢、镍、钛中的任何一种。
所述金属冷凝段为一端封闭，另一端与玻璃蒸发段连通的金属管结构，或为一种实心金属结构，或二端均封闭的空心独立金属管结构。
所述玻璃蒸发段的外径为玻璃外管内径的1/7-1/2。
所述工质为水、氨、甲醇、乙醇、丙酮和戊烷中的任何一种。
所述玻璃外管的内壁设有一聚光面，该聚光面的径向截面为圆弧形或复合抛物线或单抛物线或圆渐开线，反光层设置于该聚光面上。
所述反光层可以是通过银镜反应沉积于聚光面上的银反光层。
所述反光层可以是通过电镀的方法沉积或者通过喷涂于聚光面上的镍反光层、银反光层和铝反光层中的任一种。
所述反光层为柔性塑料贴膜，该柔性塑料贴膜包括基材层以及镀于所述基材层上的反光结构层。
所述反光结构层为银膜层或铝膜层，所述基材层为聚对苯二甲酸类塑料层、聚碳酸酯类塑料层、聚乙烯类塑料层和聚丙烯类塑料层中的任一种。
所述反光层为设置于玻璃外管内的金属反光板，该金属反光板的横截面为双圆渐开线、双抛物线、内侧为圆渐开线外侧为抛物线中的任一种。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：本实用新型采用蒸发段为玻璃材质、冷凝段为金属材质的热管，和全玻璃热管相比，这种热管的冷凝段换热系数大大提高，提高热管的耐压强度及机械强度，有助于降低热管的内压力，提高安全性能，而且易制作、成本低、易于推广应用。同时，冷凝段换热系数的提高使得在引入聚光系统得到更高温度的热源成为可能。
附图说明
图1为本实用新型内聚光热管式真空集热管实施例一的结构示意图；
图2是图1中A区放大图；
图3是本实用新型内聚光热管式真空集热管实施例二的结构示意图；
图4是图3中B区放大图；
图5是本实用新型内聚光热管式真空集热管实施例三的结构示意图；
图6是图5中C区放大图；
图7是聚光面为圆弧形结构的剖视图；
图8是聚光面为复合抛物面结构的剖视图；
图9是聚光面为单抛物面结构的剖视图；
图10是聚光面为圆渐开面结构的剖视图。
其中：1、玻璃外管；2、反光层；3、玻璃蒸发段；4、金属管结构；5、实心金属结构；6、空心独立金属管结构；7、圆弧形；8、复合抛物线；9、单抛物线；10、圆渐开线。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的内容做进一步详细说明。
实施例一
请参阅图1和图2，一种内聚光热管式真空集热管，其包括玻璃外管1、热管和反光层2，所述热管套装于玻璃外管1内且二者同轴，热管和玻璃外管1之间形成真空，热管内充装有工质，其中热管包括玻璃蒸发段3以及与该玻璃蒸发段3通过熔封技术或者热压封技术封装在一起的金属冷凝段，反光层2置于玻璃蒸发段3和玻璃外管1之间，且反光层2的焦点落在镀有选择性吸收涂层的热管的外表面上。制成金属冷凝段的材料可以是铝、铜、碳钢、不锈钢、镍、钛中的任何一种，玻璃蒸发段3的外径为玻璃外管1内径的1/7-1/2。在本实施例中，金属冷凝段为上端封闭，下端与玻璃蒸发段3连通的金属管结构4。整个热管内部充装的工质为水、氨、甲醇、乙醇、丙酮和戊烷中的任何一种。
请参阅图7-10，玻璃外管1的内壁设有一聚光面，该聚光面的径向截面为圆弧形7（图7所示）或复合抛物线8（图8所示）或单抛物线9（图9所示）或圆渐开线10（图10所示），玻璃外管1除聚光面外的剩余部分的内壁的径向截面为圆弧形。反光层2设置于该聚光面上，这样就不用在玻璃外管1中内插聚光装置，提高太阳能利用效率的同时并提高了生产效率，降低了生产成本。反光层2可以是利用银镜反应在聚光面上沉积银反射层，也可以通过电镀的方法沉积或者通过喷涂于聚光面上的镍反光层、银反光层和铝反光层，还可以是在玻璃外管1中聚光面的位置插入的柔性反光贴膜，该柔性反光贴膜包括基材层以及镀于所述基材层上的反光结构层，其中：反光结构层可以是银膜层或铝膜层，基材层可以采用聚对苯二甲酸类塑料（PET）、聚碳酸酯类塑料（PC）、聚乙烯类塑料（PE）和聚丙烯类塑料（PP）等材料中的任一种。
另外，反光层2也可以是直接插接于玻璃外管1、玻璃蒸发段3之间的金属反光板，金属反光板的材料可以是铝、不锈钢中的任何一种，金属反光板横截面的形状可以是双圆渐开线（内外侧均为圆渐开线）、双抛物线（内外侧均为抛物线）、内侧为双圆渐开线外侧为抛物线以及三段不同的抛物线中的任何一种。
实施例二
请参阅图3和图4，一种内聚光热管式真空集热管，其包括玻璃外管1、热管和反光层2，所述热管套装于玻璃外管1内且二者同轴，热管和玻璃外管1之间形成真空，热管内充装有工质，其中热管包括玻璃蒸发段3以及与该玻璃蒸发段3通过熔封技术或者热压封技术封装在一起的金属冷凝段，反光层2置于玻璃蒸发段3和玻璃外管1之间，且反光层2的焦点落在镀有选择性吸收涂层的热管的外表面上。制成金属冷凝段的材料可以是铝、铜、碳钢、不锈钢、镍、钛中的任何一种，玻璃蒸发段3的外径为玻璃外管1内径的1/7-1/2。在本实施例中，金属冷凝段为上端封闭，下端与玻璃蒸发段3连通的实心金属结构5。整个玻璃蒸发段内部充装的工质为水、氨、甲醇、乙醇、丙酮和戊烷中的任何一种。
请参阅图7-10，玻璃外管1的内壁设有一聚光面，该聚光面的径向截面可以是圆弧形7、或复合抛物线8或单抛物线9或圆渐开线10，玻璃外管1除聚光面外的剩余部分的内壁的径向截面为圆弧形。反光层2设置于该聚光面上，这样就不用在玻璃外管1中内插聚光装置，提高太阳能利用效率的同时并提高了生产效率，降低了生产成本。反光层2可以是利用银镜反应在聚光面上沉积银反射层，也可以通过电镀的方法沉积或者通过喷涂于聚光面上的镍反光层、银反光层和铝反光层，还可以是在玻璃外管1中聚光面的位置插入的柔性反光贴膜，该柔性反光贴膜包括基材层以及镀于所述基材层上的反光结构层，其中：反光结构层可以是银膜层或铝膜层，基材层可以采用PET、PC、PE和PP等材料中的任一种。
另外，反光层2也可以是直接插接于玻璃外管1、玻璃蒸发段3之间的金属反光板，金属反光板的材料可以是铝、不锈钢中的任何一种，金属反光板横截面的形状可以是双圆渐开线、双抛物线、内侧为双圆渐开线外侧为抛物线以及三段不同的抛物线中的任何一种。
实施例三
请参阅图5和图6，一种内聚光热管式真空集热管，其包括玻璃外管1、热管和反光层2，所述热管套装于玻璃外管1内且二者同轴，热管和玻璃外管1之间形成真空，热管内充装有工质，其中热管包括玻璃蒸发段3以及与该玻璃蒸发段3通过熔封技术或者热压封技术封装在一起的金属冷凝段，反光层2置于玻璃蒸发段3和玻璃外管1之间，且反光层2的焦点落在镀有选择性吸收涂层的热管的外表面上。制成金属冷凝段的材料可以是铝、铜、碳钢、不锈钢、镍、钛中的任何一种，玻璃蒸发段3的外径为玻璃外管1内径的1/7-1/2。在本实施例中，金属冷凝段为上端封闭，下端与玻璃蒸发段3连通的二端均封闭的空心独立金属管结构6。整个玻璃蒸发段内部以及整个空心独立金属管结构6充装的工质为水、氨、甲醇、乙醇、丙酮和戊烷中的任何一种。
请参阅图7-10，玻璃外管1的内壁设有一聚光面，该聚光面的径向截面可以是圆弧形7、或复合抛物线8或单抛物线9或圆渐开线10，玻璃外管1除聚光面外的剩余部分的内壁的径向截面为圆弧形。反光层2设置于该聚光面上，这样就不用在玻璃外管1中内插聚光装置，提高太阳能利用效率的同时并提高了生产效率，降低了生产成本。反光层2可以是利用银镜反应在聚光面上沉积银反射层，也可以通过电镀的方法沉积或者通过喷涂于聚光面上的镍反光层、银反光层和铝反光层，还可以是在玻璃外管1中聚光面的位置插入的柔性反光贴膜，该柔性反光贴膜包括基材层以及镀于所述基材层上的反光结构层，其中：反光结构层可以是银膜层或铝膜层，基材层可以采用PET、PC、PE和PP等材料中的任一种。
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上列详细说明是针对本实用新型可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更，均应包含于本案的保护范围中。
Claims (10)
1.一种内聚光热管式真空集热管，其包括玻璃外管（1）、热管和反光层（2），所述热管套装于玻璃外管（1）内且二者同轴，热管和玻璃外管（1）之间形成真空，热管内充装有工质，其特征在于，所述热管包括玻璃蒸发段（3）以及与该玻璃蒸发段（3）封装在一起的金属冷凝段，所述反光层（2）置于玻璃蒸发段（3）和玻璃外管（1）之间，且反光层（2）的焦点落在热管的外表面上。
2.根据权利要求1所述的内聚光热管式真空集热管，其特征在于，所述金属冷凝段为一端封闭，另一端与玻璃蒸发段（3）连通的金属管结构（4），或为一种实心金属结构（5），或二端均封闭的空心独立金属管结构（6）。
3.根据权利要求1所述的内聚光热管式真空集热管，其特征在于，所述玻璃蒸发段（3）的外径为玻璃外管（1）内径的1/7-1/2。
4.根据权利要求1所述的内聚光热管式真空集热管，其特征在于，所述工质为水、氨、甲醇、乙醇、丙酮和戊烷中的任何一种。
5.根据权利要求1-4任一项所述的内聚光热管式真空集热管，其特征在于，所述玻璃外管（1）的内壁设有一聚光面，该聚光面的径向截面为圆弧形（7）或复合抛物线（8）或单抛物线（9）或圆渐开线（10），反光层（2）设置于该聚光面上。
6.根据权利要求5所述的内聚光热管式真空集热管，其特征在于，所述反光层（2）为银反射层。
7.根据权利要求5所述的内聚光热管式真空集热管，其特征在于，所述反光层（2）为镍反光层、银反光层和铝反光层中的任一种。
8.根据权利要求5所述的内聚光热管式真空集热管，其特征在于，所述反光层（2）为柔性塑料贴膜，该柔性塑料贴膜包括基材层以及镀于所述基材层上的反光结构层。
9.根据权利要求8所述的内聚光热管式真空集热管，其特征在于，所述反光结构层为银膜层或铝膜层，所述基材层为聚对苯二甲酸类塑料层、聚碳酸酯类塑料层、聚乙烯类塑料层和聚丙烯类塑料层中的任一种。
10.根据权利要求1-4任一项所述的内聚光热管式真空集热管，其特征在于，所述反光层（2）为设置于玻璃外管（1）内的金属反光板，该金属反光板的横截面为双圆渐开线、双抛物线、内侧为圆渐开线外侧为抛物线中的任一种。
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| TR01 | Transfer of patent right |
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