專利名稱:一種耐高溫、耐高壓金屬流道太陽能真空集熱管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及一種太陽能裝置中的集熱元件,特別是涉及一種真空集熱管,屬采暖加熱設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
利用太陽能采暖加熱是近年來廣泛運(yùn)用的一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)。各種太陽能加熱裝置的結(jié)構(gòu)盡管差別很大,但關(guān)鍵技術(shù)都是依靠集熱元件來充分吸收太陽光的能量,并將其轉(zhuǎn)化為熱能加以利用的。工業(yè)用途的太陽能真空集熱管,其工作溫度和壓力都較高,故內(nèi)管多采用金屬材料、外管多采用玻璃管,這樣可以提高內(nèi)管的強(qiáng)度和熱交換效率。但這種結(jié)構(gòu)在工作過程中,因內(nèi)管受熱膨脹發(fā)生變形,易造成金屬內(nèi)管與玻璃外管的連接處松動(dòng)、漏氣;當(dāng)壓力較高時(shí)內(nèi)管受壓變形也會(huì)造成上述現(xiàn)象,從而影響集熱管的使用性能和壽命。
為解決這一問題,中國專利03218208.2中公開了一種以金屬波節(jié)管、扭紋管或波紋管為內(nèi)管的內(nèi)置式金屬流道太陽能真空集熱管,在內(nèi)外管之間增設(shè)碗形連接件,這種結(jié)構(gòu)可明顯提高集熱管的熱轉(zhuǎn)換效率及內(nèi)外管之間的連接強(qiáng)度,然而,由于內(nèi)外管之間是玻璃熔接固定,除波紋內(nèi)管外,其它型式的內(nèi)管都無法從根本上解決高溫高壓下、因內(nèi)管熱膨脹變形而作用在外管上的軸向應(yīng)力這一技術(shù)難題,因而也難以進(jìn)一步提高真空集熱管的工作溫度及壓力。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的問題是克服上述已有技術(shù)之缺陷而提供一種能夠吸收內(nèi)管的熱膨脹變形、使用壽命長、耐高溫、耐高壓的金屬流道太陽能真空集熱管。
本實(shí)用新型所稱問題是由以下技術(shù)方案解決的一種耐高溫、耐高壓金屬流道太陽能真空集熱管,由金屬內(nèi)管、玻璃外管、管接件、可伐件組成,可伐件與玻璃外管封接,管接件設(shè)置在集熱管端部,其一端與金屬內(nèi)管固接,其特別之處是增設(shè)外卸載裝置2,所述外卸載裝置為一金屬波紋管,該金屬波紋管位于集熱管的外端,一端與管接件1焊接,另一端與可伐件3焊接。
上述耐高溫、耐高壓金屬流道太陽能真空集熱管,所述金屬波紋管的波數(shù)為2~20波。
上述耐高溫、耐高壓金屬流道太陽能真空集熱管,所述真空集熱管的兩端均設(shè)置外卸載裝置。
上述耐高溫、耐高壓金屬流道太陽能真空集熱管,所述金屬波紋管與管接件、金屬內(nèi)管之間為真空。
本實(shí)用新型的另一解決方案是一種耐高溫、耐高壓金屬流道太陽能真空集熱管,由金屬內(nèi)管、玻璃外管、管接件、鐵鎳合金可伐件組成,可伐件與玻璃外管封接,管接件設(shè)置在集熱管端部,其特別之處是所述內(nèi)管為金屬波紋內(nèi)管6,內(nèi)管兩端與可伐件、管接件之間焊接,可伐件與玻璃外管之間為金屬封接。
本實(shí)用新型在真空集熱管的外部設(shè)置了卸載裝置,卸載裝置與內(nèi)管固接,當(dāng)內(nèi)管受熱膨脹變形時(shí),變形量可傳遞到外卸載裝置上,由外卸載裝置予以吸收,這就大大減小或消除了內(nèi)管因伸長變形而作用在玻璃外管上的軸向應(yīng)力。從根本上解決了因內(nèi)管受熱變形引起的內(nèi)外管連接處松動(dòng)、漏氣的技術(shù)難題,提高了集熱管的使用可靠性,延長了集熱管的使用壽命。由于變形不會(huì)危害到內(nèi)外管的連接處,故本實(shí)用新型可提供大于0.6Mpa的壓力和100℃以上工況的熱源。它除作為一般工業(yè)供熱的集熱元件外,還可組成太陽能中高溫集熱系統(tǒng),廣泛應(yīng)用于集團(tuán)供熱、太陽能空調(diào)、太陽能海水淡化、太陽能發(fā)電等工業(yè)裝置中去。
圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖;圖2是另一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中各部件標(biāo)號如下1.管接件;2.外卸載裝置;3.可伐件;4.金屬內(nèi)管;5.玻璃外管;6.金屬波紋內(nèi)管。
具體實(shí)施方式
參看圖1,本實(shí)用新型由金屬內(nèi)管4、玻璃外管5、管接件1、可伐件3組成,金屬內(nèi)管上設(shè)有選擇性吸收涂層,內(nèi)、外管之間抽取真空。鐵鎳合金可伐件與玻璃外管封接。本實(shí)用新型為雙接口結(jié)構(gòu),在兩端設(shè)有管接件,管接件的一端與內(nèi)管固接,金屬內(nèi)管表面通過真空濺射涂復(fù)耐高溫、高吸收、低反射涂層。
由圖1可見,本實(shí)用新型的關(guān)鍵技術(shù)是在真空集熱管的端部設(shè)置外卸載裝置2。外卸載裝置為一段金屬波紋管,該金屬波紋管的一端與管接件焊接,另一端與可伐件焊接??煞ゼc玻璃外管之間為為金屬熔接,如鉛、鋁和玻璃熔接,也可采用粘接。金屬波紋管與管接件、金屬內(nèi)管之間抽取真空。其工作原理為當(dāng)內(nèi)管受熱變形時(shí),管體膨脹伸長,此伸長量由金屬內(nèi)管和管接件傳遞到外卸載裝置上,則金屬波紋管膨脹,通過軸向補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)外部卸載,從而大大減少或全部消除由于內(nèi)管伸長而作用于外管的軸向應(yīng)力。外卸載裝置除可采用波紋管或膨脹節(jié)外亦可使用其它具有較好膨脹伸長性能的元件,但考慮金屬波紋管或膨脹節(jié)為標(biāo)準(zhǔn)件,制造工藝簡化,適合批量生產(chǎn),故為優(yōu)選元件。
外卸載裝置所采用波紋管的波數(shù)由金屬內(nèi)管材料的膨脹系數(shù)及金屬內(nèi)管的長度來確定,一般為2~20波。波數(shù)設(shè)置越多可吸收的內(nèi)管膨脹伸長量也越大,相應(yīng)生產(chǎn)成本也在提高。因此,需通過測算,綜合考慮諸多因素,確定波紋管的波數(shù)。
對于大型、高溫、高壓下工作的真空集熱管,亦可以在其兩端均設(shè)置外卸載裝置,將內(nèi)管的膨脹變形量在集熱管兩端均勻卸載,其卸載效果更佳。
采用本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu),無論內(nèi)管是金屬扭紋管、波節(jié)管、直管或其它形狀的金屬管,均可實(shí)現(xiàn)較好的外卸載效果,使真空集熱管在承受較高的工作壓力及溫度時(shí),不會(huì)發(fā)生因內(nèi)管伸長變形而造成的故障。因此,更適宜用在太陽能集團(tuán)供熱、工業(yè)用太陽能互補(bǔ)供熱、太陽能空調(diào)、太陽能海水淡化、太陽能發(fā)電等設(shè)備中。
在圖2所示的另一實(shí)施例中,它采用了金屬波紋內(nèi)管6,由于它可通過自身良好的收縮膨脹性能實(shí)現(xiàn)卸載,因此不必再設(shè)置外卸載裝置。金屬波紋內(nèi)管的兩端與可伐件、管接件間為焊接,熔接處十分牢固不會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)、漏氣現(xiàn)象。
權(quán)利要求1.一種耐高溫、耐高壓金屬流道太陽能真空集熱管,由金屬內(nèi)管、玻璃外管、管接件、鐵鎳合金可伐件組成,可伐件與玻璃外管封接,管接件設(shè)置在集熱管端部,其一端與金屬內(nèi)管固接,其特征在于增設(shè)外卸載裝置(2),所述外卸載裝置為一金屬波紋管,該金屬波紋管位于集熱管內(nèi)管的外端,其一端與管接件(1)焊接;另一端與可伐件(3)焊接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫、耐高壓金屬流道太陽能真空集熱管,其特征在于所述金屬波紋管的波數(shù)為2~20波。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的耐高溫、耐高壓金屬流道太陽能真空集熱管,其特征在于所述真空集熱管兩端均設(shè)置外卸載裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的耐高溫、耐高壓金屬流道太陽能真空集熱管,其特征在于所述金屬波紋管與管接件、金屬內(nèi)管之間為真空。
5.一種耐高溫、耐高壓金屬流道太陽能真空集熱管,由金屬內(nèi)管、玻璃外管、管接件、鐵鎳合金可伐件組成,可伐件與玻璃外管封接,管接件設(shè)置在集熱管端部,其特征在于所述內(nèi)管為金屬波紋內(nèi)管(6),內(nèi)管兩端與可伐件、管接件之間焊接,可伐件與玻璃外管之間為金屬封接。
專利摘要一種耐高溫、耐高壓金屬流道太陽能真空集熱管,屬采暖加熱設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域,用于解決因內(nèi)管受熱變形而產(chǎn)生的軸向應(yīng)力問題。它由金屬內(nèi)管、玻璃外管、管接件、鐵鎳合金可伐件和金屬波紋管組成??煞ゼc玻璃外管實(shí)施玻璃金屬封接,管接件設(shè)置在集熱管端部,其一端與金屬內(nèi)管固接,改進(jìn)后,增設(shè)外卸載裝置,外卸載裝置為一金屬波紋管,所述金屬波紋管位于集熱管的外端,其一端與管接件固接,另一端與可伐件固接。本實(shí)用新型在內(nèi)管受熱膨脹變形時(shí),變形量可傳遞到外卸載裝置上,由外卸載裝置予以吸收,因此大大減小或消除因變形而作用在玻璃外管上的軸向應(yīng)力,從根本上解決了內(nèi)外管連接處松動(dòng)、漏氣和耐高溫耐高壓的技術(shù)難題,提高了集熱管的可靠性,延長了使用壽命。
文檔編號F24J2/05GK2738167SQ20042009197
公開日2005年11月2日 申請日期2004年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月22日
發(fā)明者張建城 申請人:張建城