專利名稱：直通式雙層玻璃真空太陽(yáng)能集熱管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽(yáng)能應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及一種直通式雙層玻璃真空太陽(yáng)能集熱管。
背景技術(shù)：
目前市場(chǎng)上使用的集熱管多為 一端封閉或者是直通式的玻璃內(nèi)管為兩端敞 口的雙層玻璃管結(jié)構(gòu)，玻璃外管和玻璃內(nèi)管之間為真空腔，玻璃內(nèi)管的外表面涂 有太陽(yáng)能選擇性吸收涂層。這種全玻璃真空集熱管工作時(shí)，內(nèi)外管溫度差較大， 易產(chǎn)生爆管。專利號(hào)為ZL99221202. 2,申請(qǐng)日為1999年6月10曰的名為直通式玻璃真空 太陽(yáng)能集熱管的專利提出了一種解決辦法，其結(jié)構(gòu)有外玻璃管和內(nèi)玻璃管，內(nèi)、 外玻璃管間為真空層，內(nèi)玻璃管兩端均為敞口，內(nèi)玻璃管中間設(shè)有斷開(kāi)處，該斷 開(kāi)處兩邊的玻璃管依次由膨脹合金管、金屬波紋管、膨脹合金管連接。這種結(jié)構(gòu) 的集熱管很好的消化了內(nèi)、外管溫度差引起的膨脹量差，從而解決了集熱管受熱 后爆管的問(wèn)題。但該種集熱管由于沒(méi)有反射、聚光裝置，集熱效率仍然不高。專利號(hào)為ZL200520133468. 4,申請(qǐng)日為2005年11月22曰的名為玻璃真空 太陽(yáng)能集熱管的專利披露了一種玻璃內(nèi)管兩端開(kāi)口，在玻璃外管上設(shè)有伸縮節(jié)， 在玻璃內(nèi)管的背光面和玻璃外管之間設(shè)有聚光反射元件的太陽(yáng)能集熱管，該結(jié)構(gòu) 由于設(shè)有聚光元件，提高了集熱效率。這兩個(gè)專利都是通過(guò)在內(nèi)管或者外管的中部加伸縮節(jié)而解決內(nèi)、外溫度差？I 起的膨脹量差而引起的爆管的問(wèn)題，但是由于伸縮節(jié)是在玻璃管的中部，采用的 是波紋管，靠波紋管軸向伸縮即沿集熱管長(zhǎng)度方向的伸縮來(lái)消除玻璃內(nèi)管和外管 的膨脹量差的，目前還沒(méi)有一種能夠從徑向來(lái)消除膨脹量的玻璃集熱管。發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有的直通式玻璃集熱管僅能以波紋管的軸向伸縮消除膨脹量、集 熱效率不高的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種可以從徑向消除膨脹量、集熱效率高的直 通式雙層玻璃真空太陽(yáng)能集熱管。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種直通式雙層玻璃真空太陽(yáng)能集熱管，包括玻 璃內(nèi)管和設(shè)置于該玻璃內(nèi)管外的玻璃外管，該玻璃內(nèi)管兩端敞口，該玻璃內(nèi)管外 表面上設(shè)有太陽(yáng)能選擇性吸收涂層，該玻璃內(nèi)管和玻璃外管之間為真空空間，為 了更加確保真空空間的真空度可以設(shè)置吸氣劑于真空空間中，在該玻璃內(nèi)管的背 光面與玻璃外管之間設(shè)有聚光反射元件，該直通式雙層玻璃真空太陽(yáng)能集熱管上 還設(shè)有伸縮節(jié)，所述的伸縮節(jié)為U型截面的圓環(huán)狀伸縮節(jié)，所述伸縮節(jié)設(shè)在玻 璃內(nèi)管與玻璃外管的端部，所述伸縮節(jié)與玻璃內(nèi)管及玻璃外管密封連接，所述伸 縮節(jié)由線膨脹系數(shù)在3 x 10—6 m/m 。C至5 x 10—6 m/m . 。C的材料制成。所述的直通式雙層玻璃真空太陽(yáng)能集熱管，其中伸縮節(jié)可以是分別設(shè)于集熱 管兩端的兩個(gè)也可以是位于一端的一個(gè)伸縮節(jié)，該伸縮節(jié)密封設(shè)在集熱管的端 部，連接玻璃內(nèi)管和玻璃外管。該U型截面的伸縮節(jié)是由富有彈性的材料制成， 該材料的線膨脹系數(shù)在3 x 10—6 m/m . 。C至5 x 10-' m/m ■ 。C。在本發(fā)明中，所述 的U型截面的伸縮節(jié)和玻璃管的連接可以采用熱壓封接工藝，低溫玻璃焊料封 接工藝或采用火焰熔封工藝，高頻熔封工藝。所述的的U型截面的伸縮節(jié)的端部 也可以是波紋狀的，這樣可以更好的吸收膨脹量差。在本發(fā)明中，在所述的直通式雙層玻璃真空太陽(yáng)能集熱管的玻璃內(nèi)管與玻璃外管間可以設(shè)有支撐件，該支撐件可以設(shè)置在集熱管的中部或者是分別設(shè)置在靠 近兩端的;也方。所述的直通式雙層玻璃真空太陽(yáng)能集熱管，該玻璃外管內(nèi)表面朝著太陽(yáng)方向 的部分，截面為拋物線狀或者CPC型。所述的直通式雙層玻璃真空太陽(yáng)能集熱管，所述的聚光反射元件為鍍?cè)O(shè)于玻 璃外管內(nèi)表面朝向太陽(yáng)方向的部分的反射膜構(gòu)成，該聚光反射元件也可以為聚光 反射板，該聚光反射板設(shè)在玻璃內(nèi)管的背光面和玻璃外管之間，截面可以為拋物 線形或者為CPC型。所述的直通式雙層玻璃真空太陽(yáng)能集熱管，其玻璃外管和玻璃內(nèi)管可以同心 設(shè)置也可以偏心i殳置。本發(fā)明的有益效果為1. U型的圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)的伸縮節(jié)，變?cè)瓉?lái)的波紋管的 沿管子長(zhǎng)度方向上的軸向伸縮為在管子端部的徑向伸縮，更好的消除了內(nèi)、外管 因溫度不同而產(chǎn)生的膨脹量差，避免了爆管現(xiàn)象。當(dāng)在兩端設(shè)置兩個(gè)伸縮節(jié)時(shí)， 效果更好。2. 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易破裂，由于設(shè)置了支撐件，保持了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，不會(huì)因 為管子的長(zhǎng)度加長(zhǎng)造成中間強(qiáng)度不夠而破裂。3. U型的圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)的伸縮節(jié)的使用減少了焊縫數(shù)目，而且由于設(shè)置在玻璃 管的端部更易于加工和安裝，大大降低了生產(chǎn)。4. 聚光反射元件的設(shè)置，提高的太陽(yáng)能集熱管的集熱效率，并且玻璃內(nèi)管輻 射出來(lái)的熱量也可以被聚光反射元件部分的反射回去，減小了熱量損失。5. 聚光反射元件的截面為拋物面狀或者CPC型增大了有效反射面積，提高了 反射效率，使得集熱效果更好。6. 玻璃外管內(nèi)表面朝著太陽(yáng)方向的部分的截面為拋物線狀或者CPC型時(shí)直 接在外管內(nèi)表面朝著太陽(yáng)方向的部分鍍?cè)O(shè)反射膜，使得制造工藝簡(jiǎn)化。


1. 本發(fā)明的 一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。其中l(wèi)玻璃外管，2玻璃內(nèi)管，3選#^生太陽(yáng)能吸收涂層，4真空空間，5伸縮節(jié)， 6聚光反射元件，7支撐件，8吸氣劑。2. 本發(fā)明的另一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。3. 當(dāng)外管為CPC型的直通式雙層玻璃真空太陽(yáng)能集熱管的截面示意圖。4. 安裝CPC型聚光反射元件的本發(fā)明的集熱管的截面示意圖。5. U型截面的圓環(huán)狀伸縮節(jié)的示意圖。6. U型截面的圓環(huán)狀伸縮節(jié)的1-1剖^L圖。7. U型截面的圓環(huán)狀伸縮節(jié)端部為波紋狀的截面圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示直通式雙層玻璃真空太陽(yáng)能集熱管，包括玻璃外管1和設(shè)置于該 玻璃外管內(nèi)的玻璃內(nèi)管2，該玻璃內(nèi)管兩端敞口，該玻璃內(nèi)管外表面上設(shè)有太陽(yáng) 能選擇性吸收涂層3,該玻璃內(nèi)管和玻璃外管之間為真空空間4，在所述真空空 間內(nèi)可放置吸氣劑8以保證達(dá)到更好的真空效果。在該玻璃內(nèi)管的背光面與玻璃外管之間設(shè)有聚光反射元件6,在該直通式雙層玻璃真空太陽(yáng)能集熱管的一端設(shè) 有一個(gè)伸縮節(jié)5,該伸縮節(jié)5是如圖5、圖6所示的截面為U型的圓環(huán)狀伸縮節(jié)， 所述伸縮節(jié)由彈性材料制成，該材料的線膨脹系數(shù)在3 x 10—6 m/m 'C至5 x 10-' m/m . 'C之間。所述伸縮節(jié)5與玻璃內(nèi)管及玻璃外管密封連接。所述的U型截面 的圓環(huán)狀伸縮節(jié)和玻璃內(nèi)管及外管的連接可以采用熱壓封接工藝，低溫玻璃焊料 封接工藝或采用火焰熔封工藝，高頻熔封工藝。在本發(fā)明中，伸縮節(jié)5由于截面 為U型，當(dāng)玻璃內(nèi)管2受熱膨脹時(shí)伸縮節(jié)5不僅可以消除沿集熱管的長(zhǎng)度方向 即軸向的膨脹量，更由于可以向徑向方向伸縮，所以可以更好的消化玻璃內(nèi)管2 所產(chǎn)生的膨脹量。伸縮節(jié)5是設(shè)在集熱管的端部的，相比將伸縮節(jié)設(shè)在集熱管中 部加工起來(lái)更容易，大大降低了生產(chǎn)成本。伸縮節(jié)也可以是在U型的端部為波 紋狀的，如圖7所示。在該玻璃內(nèi)管與玻璃外管間還可以設(shè)有一對(duì)支撐件7,該 支撐件7可以設(shè)在玻璃管的中部或者靠近兩端部。該支撐件可以是由圓弧支撐 座、彈性撐片、抵觸頭構(gòu)成，圓弧支撐座的圓弧半徑與玻璃內(nèi)管外徑相配，固定 在玻璃內(nèi)管外，彈性撐片由圓弧支撐座上向兩側(cè)伸展，通過(guò)端部的抵觸頭抵靠在 玻璃外管內(nèi)定位。組裝時(shí)，支撐件兩件一組，分別固定在玻璃管兩側(cè)對(duì)稱處。該 支撐件的設(shè)置可以很好的保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，防止由于管子過(guò)長(zhǎng)，強(qiáng)度不夠而造成 破裂。如圖2所示的本發(fā)明的另一實(shí)施例中，其余都與實(shí)施例一相同，只是所述的 伸縮節(jié)5為兩個(gè)，分別設(shè)在集熱管的兩端，這樣由于兩個(gè)伸縮節(jié)5的存在可以更 好的消除玻璃內(nèi)管和玻璃外管溫度不同所引起的膨脹量差，更好的防止爆管。在本發(fā)明的又一種實(shí)施方式中玻璃外管1除了做成通常的圓筒形外，所述的 直通式雙層玻璃真空太陽(yáng)能集熱管的玻璃外管朝著太陽(yáng)方向的部分的截面也可 以做成如圖3所示的CPC型或者是拋物線型，這樣當(dāng)直接在玻璃外管1的內(nèi)表面 鍍?cè)O(shè)反射膜的時(shí)候可以增加聚光反射元件6的有效聚光反射面積，提高集熱效 率，減小熱量損失。如圖4所示的本發(fā)明再一種實(shí)施例中在所述的直通式雙層玻璃真空太陽(yáng)能 集熱管中，聚光反射元件6為設(shè)在玻璃內(nèi)管2的背光面和玻璃外管1之間的聚光 反射板，截面可以為拋物面形或者為CPC型。.
權(quán)利要求
1.一種直通式雙層玻璃真空太陽(yáng)能集熱管，包括玻璃內(nèi)管和設(shè)置于該玻璃內(nèi)管外的玻璃外管，該玻璃內(nèi)管兩端敞口，該玻璃內(nèi)管外表面上設(shè)有太陽(yáng)能選擇性吸收涂層，該玻璃內(nèi)管和玻璃外管之間為真空空間，在該玻璃內(nèi)管的背光面與玻璃外管之間設(shè)有聚光反射元件，該直通式雙層玻璃真空太陽(yáng)能集熱管上還設(shè)有伸縮節(jié)，其特征在于所述的伸縮節(jié)為U型截面的圓環(huán)狀伸縮節(jié)，所述伸縮節(jié)設(shè)在玻璃內(nèi)管與玻璃外管的端部，所述伸縮節(jié)與玻璃內(nèi)管及玻璃外管密封連接，所述伸縮節(jié)由線膨脹系數(shù)在3×10-6m/m·℃至5×10-6m/m·℃的材料制成。
2. 如權(quán)利要求1所述的直通式雙層玻璃真空太陽(yáng)能集熱管，其特征在于所述的伸 縮節(jié)為兩個(gè)，分別設(shè)在所述直通式雙層玻璃真空太陽(yáng)能集熱管的兩端，連接所述 玻璃內(nèi)管與玻璃外管。
3. 如權(quán)利要求1所述的直通式雙層玻璃真空太陽(yáng)能集熱管，其特征在于所述玻璃 內(nèi)管與玻璃外管間設(shè)有一個(gè)支撐件，該支撐件位于所述直通式雙層玻璃真空太陽(yáng) 能集熱管的中部。
4. 如權(quán)利要求1所述的直通式雙層玻璃真空太陽(yáng)能集熱管，其特征在于所述玻璃 內(nèi)管與玻璃外管間設(shè)有一對(duì)支撐件，該對(duì)支撐件分別設(shè)于所述直通式雙層玻璃真 空太陽(yáng)能集熱管的靠近兩端部
5. 如權(quán)利要求1所述的直通式雙層玻璃真空太陽(yáng)能集熱管，其特征在于所述的玻 璃外管內(nèi)表面朝著太陽(yáng)方向的部分的截面為拋物線狀或者CPC型。
6. 如權(quán)利要求1所述的直通式雙層玻璃真空太陽(yáng)能集熱管，其特征在于所述的 聚光反射元件為鍍?cè)O(shè)于玻璃外管內(nèi)表面朝向太陽(yáng)方向的部分的反射膜構(gòu)成。
7. 如權(quán)利要求1所述的直通式雙層玻璃真空太陽(yáng)能集熱管，其特征在于所述的U 型截面的圓環(huán)狀伸縮節(jié)的端部為波紋狀。
8. 如權(quán)利要求1所述的直通式雙層玻璃真空太陽(yáng)能集熱管，其特征在于所述的 聚光反射元件為聚光反射板，該聚光反射板設(shè)在玻璃內(nèi)管的背光面和玻璃外管之 間。
9. 如權(quán)利要求8所述的如權(quán)利要求1所述的直通式雙層玻璃真空太陽(yáng)能集熱管， 其特征在于所述的聚光反射元件為截面為拋物面形的聚光反射板。
10. 如權(quán)利要8所述的如權(quán)利要求1所述的直通式雙層玻璃真空太陽(yáng)能集熱管，其特征在于所述的聚光反射元件為截面為CPC型打聚光反射板
全文摘要
本發(fā)明屬于太陽(yáng)能應(yīng)用領(lǐng)域，提供了一種直通式雙層玻璃真空太陽(yáng)能集熱管，包括玻璃內(nèi)管和設(shè)置于該玻璃內(nèi)管外的玻璃外管，該玻璃內(nèi)管兩端敞口，該玻璃內(nèi)管外表面上設(shè)有太陽(yáng)能選擇性吸收涂層，該玻璃內(nèi)管和玻璃外管之間為真空空間，可以設(shè)置吸氣劑于真空空間中，在該玻璃內(nèi)管的背光面與玻璃外管之間設(shè)有聚光反射元件，該直通式雙層玻璃真空太陽(yáng)能集熱管上還設(shè)有伸縮節(jié)，所述的伸縮節(jié)為U型截面的圓環(huán)狀伸縮節(jié)，所述伸縮節(jié)設(shè)在玻璃內(nèi)管與玻璃外管的端部，所述伸縮節(jié)與玻璃內(nèi)管及玻璃外管密封連接，所述伸縮節(jié)由線膨脹系數(shù)在3×10^-6m/m·℃至5×10^-6m/m·℃的材料制成。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的直通式玻璃集熱管存在的容易破裂、集熱效率不高的缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)F24J2/05GK101256033SQ200810019640
公開(kāi)日2008年9月3日 申請(qǐng)日期2008年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月11日
發(fā)明者斌 杜, 軍 王 申請(qǐng)人:東南大學(xué)