CN2490505Y - 直通式真空太阳集热管 - Google Patents

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史月艳
李臻
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Abstract

直通式真空太阳集热管属于太阳真空集热管设计领域。包括玻璃外管和吸热金属内管,该外管的两端分别与外管金属帽熔封,该金属内管表面有选择性吸收涂层,内管的一端通过波纹管及内管金属帽与外通管封接,另一端仅通过内管金属帽和外通管封接。在内管的至少一端安装有吸气剂;内管、外管与外通管之间通过金属帽封接构成真空夹层。本结构与外连接件之间可采用金属密封,承受高压介质;可串联使用,更可方便地清除管内的污垢,有更广的应用范围。

Description

直通式真空太阳集热管
本实用新型属于太阳真空集热管结构设计技术领域。
现有太阳真空集热管分为两类：
1.全玻璃太阳真空集热管
现有全玻璃太阳真空集热管分为单端开口和双端开口(直通)两类。
专利号87210032涉及到的是由玻璃外管和玻璃内管组成的单端开口的太阳真空集热管，内管的外壁有太阳吸收涂层，内管的另一端是自由端，其夹层抽成真空。这种集热管适合在低、中温使用，加热介质多为水。该集热管无法直接串联使用，内管内臂上沉积的垢污不易清除，给使用者带来不便。
专利号99107429涉及到的一种螺旋直流式全玻璃真空太阳能集热管，该集热管的内管两端分别与外管的两端封接，其中一端是玻璃螺旋管，试图用玻璃螺旋管调整内管因热膨胀引起的长度变化，减小或消除应力。但是由于玻璃是脆性材料，不可能达到上述目的，容易导致集热管的炸裂。
此外，上述无论是单端还是双端开口的全玻璃真空集热管的共同缺点是：它们在与任何管道和箱体连接时仅可以使用橡皮密封，其中的介质也不可能是高压蒸汽，否则从橡皮密封处泄漏。
2.玻璃—金属结构集热管
专利号：99241883.6叙述了一种玻璃—金属结构集热管，该集热管的外管是玻璃21，其内的吸热体是正、反面镀有选择性吸收涂层22、23的金属平板24或凸、凹半圆弧板25、26，分别如图1a、图1b、图1c所示。该吸热体的一端与玻璃外管封接，热量通过细的金属热管与待加热的介质进行热交换，这种集热管是单端开口无法串联使用，很难得到高温(或蒸汽)状态的介质，使用受到限制。
本实用新型的目的是针对以上两类集热管的缺点，设计了一种直通式玻璃—金属结构真空太阳集热管。该集热管是双端开口，与外连接件之间可以采用金属密封，承受高压介质；不仅可以串联使用，更可方便地清除管内的污垢，有更广的应用范围。
本实用新型设计的一种直通式玻璃—金属结构真空太阳集热管玻璃真空太阳集热管，其特征在于，包括玻璃外管和吸热金属内管，该外管的两端分别与外管金属帽熔封，该金属内管表面镀或涂覆选择性吸收涂层，内管的一端通过波纹管及内管金属帽与外通管封接，波纹管用来调节内管因冷热引起的长度变化；内管的另一端仅通过内管金属帽和外通管封接。在内管的至少一端安装有非蒸散型吸气剂；所说的内管、外管与外通管之间通过金属帽封接构成真空夹层。
所说的内管外表面可为抛光表面，该内管可采用各种不锈钢管、各类铜及铜合金管、各类镍及镍合金管及所有与通入介质不发生反应的又具可封接性能的管材料。
所说的内管金属帽材料可采用各种不锈钢、各类铜及铜合金、各类镍及镍合金，及所有可封接性能的材料。
所说的波纹管材料可采用各种不锈钢、各类铜及铜合金、各类镍及镍合金材料。
所说的外通管可采用各类不锈钢、各类铜及铜合金、各类镍及镍合金，及所有与通入介质不发生反应的又具有可封接性能的材料。
所说的外管金属帽材料的热膨胀系数与选用玻璃的热膨胀系数相匹配。
所说的波纹管、金属帽、外通管相互之间的连接可采用钎銲工艺。
所说的内管与波纹管可采用氩弧焊熔封。
所说的内管上的金属帽与外管上的金属帽采用氩弧焊熔封。
本实用新型的效果：
本实用新型的结构可以承受比全玻璃管高得多的压力(大于6Mpa)，可以根据需要将多支管串联使用，获得高温、高压的介质，而且还可以方便地清除管子内部的污垢，它可以将太阳真空集热管的应用范围从仅仅民用扩大到工业领域。
附图简要说明
图1是已有的一种玻璃—金属结构集热管的外管与其内的三种结构的吸热体示意图，其中，图1a、图1b、图1c的吸热体分别为金属平板、凸半圆弧板、凹半圆弧板。
图2是本实用新型集热管实施例总体结构示意图。
图3为本实施例的组件1结构示意图。
图4为本实施例的组件2结构示意图。
图5为本实施例的组件3结构示意图。
图6为本实施例的组件4结构示意图。
本实用新型设计的一种直通式玻璃—金属结构真空太阳集热管玻璃真空太阳集热管实施例，如图2、3、4、5、6所示，结合各图详细说明如下：
本实施例的总体结构如图2所示，包括玻璃外管2和吸热金属内管9，该外管的两端分别与外管金属帽1、5、6熔封，该金属内管9表面镀或涂覆选择性吸收涂层13，内管的一端通过波纹管7内管、金属帽8与外通管3封接，波纹管7用来调节内管因冷热引起的长度变化；内管9的另一端仅通过内管金属帽10和外通管4封接。在内管的一端安装有非蒸散型吸气剂12；所说的内管、外管与外通管之间通过金属帽封接构成真空夹层14，其一端连有排气管11。
本实施例的制作过程包括以下步骤：
1.本实施例采用玻璃车床或高频熔封的方法将金属帽1与玻璃外管2封接，构成组件1，结构如图3。封后捡漏，保证焊缝真空压强低于1*10-2Pa；
2.金属帽6与排气管11及外通管4之间，外通管4与金属帽10之间同时进行钎銲，构成组件2，结构如图4。銲接时应有相应的模具，封接后进行捡漏，真空压强低于10-2Pa；
3.波纹管7与金属帽8之间，波纹管7与金属帽5与外通管3之间，同时进行钎銲，构成组件3，如图5。为保证銲接质量，銲接时应有相应的模具，封接后进行捡漏，真空压强低于10-2Pa；
4.内管9外壁抛光、清洗、烘干、涂复选择性吸收涂层；用氩弧焊将内管9的两端分别与组件2中的金属帽10和组件3中的金属帽8熔封，构成内管组件4，如图6。捡漏并保证真空压强低于10-2Pa；在组件4中的内管两端点焊消气剂；
5.将内管组件4装入组件1中，并将内管组件4中的金属帽5，6分别与组件1中的金属帽1用氩弧焊熔封，形成图2所示的整管；
6.在真空排气台进行烘烤排气，烘烤温度及保温时间按集热管的使用条件及选择的内管材料进行设定，应高于400℃，保温1小时以上，之后进行封离，并保证真空夹层的真空压强不高于1×10-2Pa。

Claims (2)

1.一种直通式结构真空太阳集热管，其特征在于，包括玻璃外管和金属内管，该外管的两端分别与外管金属帽熔封，该金属内管表面镀或涂覆选择性吸收涂层，内管的一端通过波纹管及内管金属帽与外通管封接，内管的另一端仅通过内管金属帽和外通管封接。在内管的至少一端安装有非蒸散型吸气剂；所说的内管、外管与外通管之间通过金属帽封接构成真空夹层。
2.如权利要求1所说的直通式玻璃—金属太阳真空集热管，其特征在于所说的内管的外表面为抛光表面。
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