CN213146993U - 一种太阳能真空管 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种太阳能真空管，包括金属内管、玻璃外管、置于金属内管内的U型管，金属内管的开口端与玻璃外管的开口端熔接，且金属内管的该端密封嵌有管堵头，金属内管与玻璃外管之间为真空腔，真空腔内位于金属内管的U型底部设有弹力卡件；金属内管的外表面涂设有选择性吸收涂层，金属内管的外壁与内壁均由间隔设置的凸起部、凹槽部组成的波浪状结构，金属内管内壁的凸起部上一体连接有多个上下平行分布的翅片环，翅片环呈倾斜安装在金属内管内，玻璃外管倾斜安装后，翅片环呈水平设置。本实用新型具有如下优点：提高金属内管的结构强度以及承压能力，实现光能高利用率以及热传导率，有效缓冲金属内管热胀冷缩引起的应力变化。

Description

一种太阳能真空管

技术领域：

本实用新型属于太阳能集热器领域，具体涉及一种太阳能真空管。

背景技术：

太阳能是一种分散性和间歇性的能源，要想充分利用它就需要用到储能技术将白天充足的太阳能储存起来，以供夜间或阴天使用。太阳能集热器是一种吸收太阳辐射能的装置，通过吸收一定波长的太阳辐射，将太阳辐射转化为其它形式的能量。目前用于太阳能集热器的真空管结构采用双层玻璃管，一端开口一端成封闭状态的长圆柱形管道，封闭端朝下放置，开口端与太阳能集热器的联箱连接，双层玻璃管之间的空气夹层做真空处理，减少由空气流动造成的热损，这种结构的太阳能真空管具有传导和对流热损失少的优点，然而这种成熟的生产技术具有如下缺陷：

1、采用双玻璃管结构，由于玻璃内管结构硬而脆，且玻璃内管吸收太阳能辐射而温度升高，玻璃内管的表面和内部产生温度差，直接受热的玻璃内管表面温度高，间接受热的玻璃内管温度低，受热的玻璃内管外壁力求膨胀，向四周扩张，而温度较低的内部企图维持其原状而阻碍外部的扩张，因此在玻璃内管的内部产生膨胀与反膨胀的作用，也就产生了伸张与压缩的作用，玻璃内管的外壁产生压应力，内壁产生张应力，平滑的玻璃内管在长期受到内外应力作用下，极易发生炸裂现象；

2、由于太阳辐射角度在一天之内变化较大，部分光线发生折射和散射，聚光效果差，太阳能利用率低，无法实现光能的高利用率，且玻璃内管内部的流质与U型管无法充分接触，热传导率低。

实用新型内容：

本实用新型的目的是为了克服以上的不足，提供一种太阳能真空管，提高金属内管的结构强度以及承压能力，实现光能高利用率以及热传导率，有效缓冲金属内管热胀冷缩引起的应力变化。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种太阳能真空管，包括金属内管、玻璃外管、置于金属内管内的U型管，金属内管的开口端与玻璃外管的开口端熔接，且金属内管的该端密封嵌有管堵头，U型管的两端穿过管堵头并与太阳集热器的进口端、出口端对应连接，金属内管与玻璃外管之间为真空腔，真空腔内位于金属内管的U型底部设有弹力卡件；金属内管的外表面涂设有选择性吸收涂层，金属内管的外壁与内壁均由间隔设置的凸起部、凹槽部组成的波浪状结构，金属内管内壁的凸起部上一体连接有多个上下平行分布的翅片环，U型管贯穿多个翅片环设置，翅片环呈倾斜安装在金属内管内，玻璃外管倾斜安装后，翅片环呈水平设置。

本实用新型的进一步改进在于：金属内管底部的外壁为光滑面，金属内管底部的内壁为波浪面。

本实用新型的进一步改进在于：弹力卡件为波浪状结构，弹力卡件的一侧面抵在光滑面上，弹力卡件的另一侧面抵在玻璃外管的内壁上。

本实用新型的进一步改进在于：弹性金属片由金属内管的底部向着端部方向呈逐步扩张延伸。

本实用新型的进一步改进在于：金属内管内部具有流质，流质为水。

本实用新型的进一步改进在于：真空腔由玻璃外管与金属内管密封后抽真空而成。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

本实用新型的真空管采用金属内管以及玻璃外管相结合的结构形式，同时金属内管的外壁与内壁均由间隔设置的凸起部、凹槽部组成的波浪状结构，外壁上的波浪状结构能有效利用不同太阳光线的折射和散射，提高光能利用率，同时波浪状结构能够提高金属内管的结构强度，有效避免外壁压应力以及内壁的张应力；其次，金属内管内壁的波浪状结构提高金属内管壁的温度与金属内管内的流质充分接触面积，受热均匀，提高热传导率，金属内管内的翅片环不仅提高了金属内管的结构强度，避免内外温度差引起的内部热应力集中而发生金属内管的变形甚至裂开，而且翅片环具有强化传热的作用，使金属内管内的流质温度均与，导热率高。

附图说明：

图1为本实用新型一种太阳能真空管的结构示意图。

图中标号：

1-弹力卡件、2-玻璃外管、3-U型管、4-管堵头、5-真空腔、6-金属内管、7-翅片环；

61-凸起部、62-凹槽部、63-光滑面、64-波浪面。

具体实施方式：

为了加深对本实用新型的理解，下面将结合实施例和附图对本实用新型作进一步详述，该实施例仅用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型保护范围的限定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语指示方位或位置关系，如为基于附图所示的方位或位置关系，仅为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构或单元必须具有特定的方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除另有明确规定和限定，如有 “连接”“设有”“具有”等术语应作广义去理解，例如可以是固定连接，可以是拆卸式连接，或一体式连接，可以说机械连接，也可以是直接相连，可以通过中间媒介相连，对于本领域技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的基本含义。

如图1示出了本实用新型一种太阳能真空管的第一种实施方式，包括金属内管6、玻璃外管2、置于金属内管6内的U型管3，金属内管6的开口端与玻璃外管2的开口端熔接，且金属内管6的该端密封嵌有管堵头4，U型管3的两端穿过管堵头4并与太阳集热器的进口端、出口端对应连接，金属内管6与玻璃外管2之间为真空腔5，真空腔5内位于金属内管6的U型底部设有弹力卡件1；金属内管6的外表面涂设有选择性吸收涂层，金属内管6的外壁与内壁均由间隔设置的凸起部61、凹槽部62组成的波浪状结构，金属内管6内壁的凸起部61上一体连接有多个上下平行分布的翅片环7，U型管3贯穿多个翅片环7设置。

本实用新型的真空管采用金属内管6以及玻璃外管2相结合的结构形式，同时金属内管6的外壁与内壁均由间隔设置的凸起部61、凹槽部62组成的波浪状结构，外壁上的波浪状结构能有效利用不同太阳光线的折射和散射，提高光能利用率，同时波浪状结构能够提高金属内管6的结构强度，有效避免外壁压应力以及内壁的张应力；其次，金属内管6内壁的波浪状结构提高金属内管壁的温度与金属内管6内的流质充分接触面积，受热均匀，提高热传导率，金属内管6内的翅片环7不仅提高了金属内管6的结构强度，避免内外温度差引起的内部热应力集中而发生金属内管6的变形甚至裂开，而且翅片环7具有强化传热的作用，使金属内管6内的流质温度均与，导热率高。

本申请中，如果仅仅在金属内管6的端部的内外壁设置波浪状结构，那么金属内管6的中部位置以及端部位置的温度无法实现均匀性，如果仅仅在金属内管6的内壁或仅仅在金属内管6的外壁设置波浪状结构，则无法避免玻璃内管外壁产生的压应力以及内壁产生的张应力。

进一步的，金属内管6底部的外壁为光滑面63，金属内管6底部的内壁为波浪面64。

进一步的，弹力卡件1为波浪状结构，弹力卡件1的一侧面抵在光滑面63上，弹力卡件1的另一侧面抵在玻璃外管2的内壁上。

外壁的光滑面63的设置便于实现与弹力卡件1的连接，而内壁的波浪面64的设置保证了金属内管6内流质与内壁充分接触，受热均匀。

本申请中，U型管3的一端连通太阳能集热器的联箱的进水端，另一端连通太阳能集热器的联箱的出水端，经过泵使联箱内的水经过U型管3不断循环，U型管3内的水受到金属内管6内部温度的传热而进行集热。

真空管的真空腔5内一般性地还包括有消气剂及消气膜，为了吸收真空管在蒸散以后运行时产生的气体，对保持真空管内真空度具有一定作用，消气剂与消气膜为本领域技术人员公知的现有常识，故本申请中未具体描述及附图说明。

进一步的，翅片环7呈倾斜安装在金属内管6内，玻璃外管2倾斜安装后，翅片环7呈水平设置。

安装时，太阳能集热器的多个真空管倾斜安装在太阳能集热器的联箱与支架之间，翅片环7在安装后保持水平，提高了与金属内管6内的流质充分接触的面积；多个翅片环7将金属内管6内部分为多个集热腔室，每个集热腔室内的流质受到金属内管6侧壁以及翅片环7的端面集热，保证集热效率。

进一步的，金属内管6内部具有流质，流质为水。

进一步的，真空腔5由玻璃外管2与金属内管6密封后抽真空而成。

本实用新型中未全部公开的内容为本领域技术人员公知的现有常识，本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种太阳能真空管，其特征在于：包括金属内管（6）、玻璃外管（2）、置于金属内管（6）内的U型管（3），所述金属内管（6）的开口端与玻璃外管（2）的开口端熔接，且所述金属内管（6）的该端密封嵌有管堵头（4），所述U型管（3）的两端穿过管堵头（4）并与太阳集热器的进口端、出口端对应连接，所述金属内管（6）与玻璃外管（2）之间为真空腔（5），所述真空腔（5）内位于金属内管（6）的U型底部设有多个弹力卡件（1）；所述金属内管（6）的外表面涂设有选择性吸收涂层，所述金属内管（6）的外壁与内壁均由间隔设置的凸起部（61）、凹槽部（62）组成的波浪状结构，所述金属内管（6）内壁的凸起部（61）上一体连接有多个上下平行分布的翅片环（7），所述U型管（3）贯穿多个翅片环（7）设置，所述翅片环（7）呈倾斜安装在金属内管（6）内，所述玻璃外管（2）倾斜安装后，翅片环（7）呈水平设置。

2.根据权利要求1所述一种太阳能真空管，其特征在于：所述金属内管（6）底部的外壁为光滑面（63），所述金属内管（6）底部的内壁为波浪面（64）。

3.根据权利要求2所述一种太阳能真空管，其特征在于：所述弹力卡件（1）为波浪状结构，所述弹力卡件（1）的一侧面抵在光滑面（63）上，所述弹力卡件（1）的另一侧面抵在玻璃外管（2）的内壁上。

4.根据权利要求1所述一种太阳能真空管，其特征在于：所述金属内管（6）内部具有流质，所述流质为水。

5.根据权利要求1所述一种太阳能真空管，其特征在于：所述真空腔（5）由玻璃外管（2）与金属内管（6）密封后抽真空而成。

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