CN204730495U - 太阳能用膨胀节外置式真空集热管 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开的太阳能用膨胀节外置式真空集热管，包括由金属内管以及套设于金属内管外部的玻璃外管共同组成的集热管，金属内管和玻璃外管的两端分别通过密封连接装置密封使得金属内管和玻璃外管之间为真空层，密封装置包括设置于金属内管上的屏蔽筒，屏蔽筒位于集热管内侧的一端共同连接有固定环以及膨胀节的一端，膨胀节的另一端共同连接有连接板以及导向环，连接板与玻璃外管之间通过封接组件连接密封。本实用新型的太阳能用膨胀节外置式真空集热管采用膨胀节外置式结构保证了集热管有足够的有效吸热长度，同时也减少了热损失，其热吸收效率高、集热面积大、使用寿命长并且集热管同轴度好。
Description
技术领域
本实用新型属于太阳能转化部件技术领域，具体涉及一种太阳能用膨胀节外置式真空集热管。
背景技术
太阳能是清洁、无污染、可再生的自然资源。太阳能取之不尽，用之不竭，充分开发利用太阳能不仅可以有效缓解人类能源短缺的状况，还可以有效地解决因过度使用常规能源所带来的生态环境污染问题。太阳辐射的能流密度低，在利用太阳能时为了获得足够的能量，或者为了提高温度，必须采用一定的技术和装置(集热器)，对太阳能进行采集。
太阳能—热能转换利用技术和太阳能—电能转换利用技术是常见的太阳能利用方式。太阳能转化技术的核心部件为集热管。集热管主要包括发电用高温集热管和热能转化用中温集热管，但其均采用内、外管双层结构。金属内管吸收太阳能，玻璃外管起保护作用，同时内、外管之间长期处于真空状态，隔绝热传递，减少热量损失。金属内管与玻璃外管之间采用玻璃—金属封接技术将玻璃与金属连接在一起。
由于太阳能真空集热管内管的金属材料和外管采用的玻璃材料之间的膨胀系数相差极大，接近5倍。在工作温度下，因为膨胀系数不同，内管伸长的长度远大于外管玻璃伸长的长度，会将外管的玻璃材料拉裂。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种太阳能用膨胀节外置式真空集热管，解决了现有的集热管受热膨胀后极易将玻璃外管拉裂的问题。
本实用新型所采用的技术方案是：太阳能用膨胀节外置式真空集热管，包括由不锈钢的金属内管以及套设于金属内管外部的玻璃外管共同组成的集热管，金属内管和玻璃外管的两端分别通过密封连接装置密封使得金属内管和玻璃外管之间为真空层，玻璃外管上具有排气嘴，密封装置包括固定于金属内管上靠近外侧位置的导向环，导向环上沿集热管从外到里的方向上连接有屏蔽筒，导向环从内到外依次套合固定有膨胀节靠近集热管外侧的一端以及外连接板，屏蔽筒靠近集热管内侧的位置固定有固定环，固定环从内到外依次套合固定有膨胀节靠近集热管内侧的一端以及内连接板，内连接板与玻璃外管之间通过封接组件连接密封。
本实用新型的特点还在于，
封接组件由不锈钢和硼硅酸盐玻璃直接封接而成，内连接板与封接组件焊接将玻璃外管和金属内管之间密封。
内连接板上设置有非蒸散型吸气剂。
内连接板通过支撑片连接有蒸散型吸气剂。
膨胀节为不锈钢波纹管。
集热管的长度为4500mm-5000mm，金属内管的直径为80mm-100mm，玻璃外管的直径为140mm-150mm。
集热管的长度为2000mm-2500mm，金属内管的直径为40mm-50mm，玻璃外管的直径为90mm-100mm。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的太阳能用膨胀节外置式真空集热管解决了现有的集热管受热膨胀后极易将玻璃外管拉裂的问题。本实用新型的太阳能用膨胀节外置式真空集热管应用于太阳能发电及热能转化领域，其采用膨胀节外置式结构保证了集热管有足够的有效吸热长度，同时也减少了热损失，其热吸收效率高、焊接难度小、集热面积大、使用寿命长并且集热管同轴度好。
附图说明
图1是本实用新型的太阳能用膨胀节外置式真空集热管的结构示意图。
图中，1.金属内管，2.导向环，3.屏蔽筒，4.外连接板，5.膨胀节，6.固定环，7.内连接板，8.封接组件，9.非蒸散型吸气剂，10.支撑片，11.蒸散型吸气剂，12.玻璃外管，13.排气嘴。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
本实用新型提供的太阳能用膨胀节外置式真空集热管的结构如图1所示，包括由不锈钢的金属内管1以及套设于金属内管1外部的玻璃外管12共同组成的集热管，金属内管1和玻璃外管12的两端分别通过密封连接装置密封使得金属内管1和玻璃外管12之间为真空层，玻璃外管12上具有排气嘴13，密封装置包括固定于金属内管1上靠近外侧位置的导向环2，导向环2上沿集热管从外到里的方向上连接有屏蔽筒3，导向环2从内到外依次套合固定有膨胀节5靠近集热管外侧的一端以及外连接板4，屏蔽筒3靠近集热管内侧的位置固定有固定环6，固定环6从内到外依次套合固定有膨胀节5靠近集热管内侧的一端以及内连接板7，内连接板7与玻璃外管12之间通过封接组件8连接密封。
封接组件8由不锈钢和硼硅酸盐玻璃直接封接而成，内连接板7与封接组件8焊接将玻璃外管12和金属内管1之间密封。
内连接板7上设置有非蒸散型吸气剂9。
内连接板7通过支撑片10连接有蒸散型吸气剂11。
膨胀节5为不锈钢波纹管。
集热管的长度为4500mm-5000mm，金属内管1的直径为80mm-100mm，玻璃外管12的直径为140mm-150mm。
集热管的长度为2000mm-2500mm，金属内管1的直径为40mm-50mm，玻璃外管12的直径为90mm-100mm。
本实用新型的太阳能用膨胀节外置式真空集热管，其金属内管1与导向环2焊接，导向环2再与屏蔽筒3焊接，实现金属内管1内部的热量不会直接传递到膨胀节5的不锈钢波纹管上，从而对不锈钢波纹管起保护作用；不锈钢波纹管靠近集热管外侧的一端与外连接板4焊接，由于外连接板4与不锈钢波纹管的壁厚相差太大，两者之间的焊接成为一个难点。当焊接电流按照不锈钢波纹管选取时，两个焊件的熔化程度不理想，如果焊接电流按照外连接板4来确定，焊接时不锈钢波纹管由于太薄很快就会被烧穿，这两种情况都会影响连接气密性，为了解决这种焊接的不利因素，使用两个壁厚相当的零件夹住薄壁零件进行焊接，即使用外连接板4和导向环2夹着不锈钢波纹管一起同时进行焊接，这样既降低了焊接难度，又能保证气密性，同时通过三者之间的焊接构成内外管之间的真空环境；不锈钢波纹管的另一端的内外两侧通过内连接板7和固定环6进行类似的焊接；另外，导向环2还可以进一步保证不锈钢波纹管在使用过程中由于金属内管1受热膨胀而产生的轴向运动不会偏斜，同时对不锈钢波纹管起保护作用使其不易变形。由于集热管内外管的金属内管1和玻璃外管12之间的真空状态会随着使用温度的变化而发生变化，为了使其保持长久的真空状态，因此使用非蒸散型吸气剂9和蒸散型吸气剂11，蒸散型吸气剂11焊接在支撑片10上，蒸散型吸气剂11在高温下激活后会在外玻管上形成圆形的镜面形状，通过观察镜面的大小变化可以了解管内的真空状态。集热管内外管之间的气体通过排气管接排气台进行排气，使得内外管之间保持真空状态，排气后封离排气管使得玻璃外管12上形成排气嘴13。
而且，本实用新型的太阳能用膨胀节外置式真空集热管采用不同的尺寸大小即适用于发电用的高温集热管领域或热能转化的中温集热管领域，其与传统的集热管相比具有以下优点：
1、其经济实用，应用领域广，2000mm-2500mm长度结构的中温集热管可满足使用温度为300℃左右或以下光热利用领域，比如中央空调、集中采暖、石油开采、海水淡化，工业用热、农副产品烘干等方面，能够实现低成本、高利用的使用效果；4500mm-5000mm长度结构高温集热管的使用温度为400℃左右、用于太阳能热发电领域的高温集热管；
2、采用膨胀节外置式结构，保证集热管有足够的有效吸热长度，同时通过屏蔽筒的结构还减少了热损失；
3、高温集热管由于增加了集热管的长度以及内外管的管径，使得其有效集热面积和传统的集热管相比可增大51％，而能吸收到的反射镜聚焦后的光斑面积可增加28.5％；
4、高温集热管单个集热管零件的加工，和传统的规格相比，只是镀膜管长度与直径增加后增加部分费用，其它加工成本变化不大；
5、从整个集热系统来讲，高温集热管的长度增加，管与管之间连接的跨度变大，需要的管子数量减少，可节约成本；
6、由于高温集热管的直径变大，受力方向的截面积变大，抗弯曲能力变大，延长了集热管的使用寿命；
7、用于中温集热管领域，则弥补了目前全玻璃真空集热管使用温度低(100℃左右)的缺陷，主要针对中温领域(200℃-350℃)的应用；
8、中温集热管体积小、重量轻，便于安装在钢架结构的厂房或房顶上。
Claims (7)
1.太阳能用膨胀节外置式真空集热管，包括由不锈钢的金属内管(1)以及套设于金属内管(1)外部的玻璃外管(12)共同组成的集热管，所述金属内管(1)和玻璃外管(12)的两端分别通过密封连接装置密封使得金属内管(1)和玻璃外管(12)之间为真空层，其特征在于，所述玻璃外管(12)上具有排气嘴(13)，所述密封装置包括固定于金属内管(1)上靠近外侧位置的导向环(2)，所述导向环(2)上沿集热管从外到里的方向上连接有屏蔽筒(3)，所述导向环(2)从内到外依次套合固定有膨胀节(5)靠近集热管外侧的一端以及外连接板(4)，所述屏蔽筒(3)靠近集热管内侧的位置固定有固定环(6)，所述固定环(6)从内到外依次套合固定有膨胀节(5)靠近集热管内侧的一端以及内连接板(7)，所述内连接板(7)与玻璃外管(12)之间通过封接组件(8)连接密封。
2.如权利要求1所述的太阳能用膨胀节外置式真空集热管，其特征在于，所述封接组件(8)由不锈钢和硼硅酸盐玻璃直接封接而成，所述内连接板(7)与封接组件(8)焊接将玻璃外管(12)和金属内管(1)之间密封。
3.如权利要求1所述的太阳能用膨胀节外置式真空集热管，其特征在于，所述内连接板(7)上设置有非蒸散型吸气剂(9)。
4.如权利要求1所述的太阳能用膨胀节外置式真空集热管，其特征在于，所述内连接板(7)通过支撑片(10)连接有蒸散型吸气剂(11)。
5.如权利要求1所述的太阳能用膨胀节外置式真空集热管，其特征在于，所述膨胀节(5)为不锈钢波纹管。
6.如权利要求1所述的太阳能用膨胀节外置式真空集热管，其特征在于，所述集热管的长度为4500mm-5000mm，所述金属内管(1)的直径为80mm-100mm，玻璃外管(12)的直径为140mm-150mm。
7.如权利要求1所述的太阳能用膨胀节外置式真空集热管，其特征在于，所述集热管的长度为2000mm-2500mm，所述金属内管(1)的直径为40mm-50mm，玻璃外管(12)的直径为90mm-100mm。
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- 2015-05-27 CN CN201520350975.7U patent/CN204730495U/zh active Active
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