專利名稱：太陽能金屬直通式集熱管的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種太陽能集熱管，尤其是指一種太陽能金屬直 通式集熱管。
背景技術：
太陽能熱發(fā)電是國際上新能源開發(fā)和應用領域的重要內容。美國 西南部幾個州(加州、內華達、亞利桑那和新墨西哥)具有豐富的太 陽能資源和廣闊的地域面積，是太陽能熱電站理想的建站地址，依托于桑迪亞(Sandia)等國家實驗室的科技力量和像波音(Boeing)這 樣的大型跨國公司的資金支持，美國在太陽能熱發(fā)電領域中不管是基 礎理論還是示范電站的運行都走在全球的前列。歐洲國家中地中海沿 岸(如西班牙)的太陽能資源得天獨厚，因此歐洲國家在電站運行方 面也積累了豐富的經驗。而我國在太陽能熱發(fā)電領域才剛剛起步，不 論在技術和制造方面的配套都還4艮薄弱。在當前的形式下，隨著化石 燃料供應的進一步緊缺，國際國內都將新能源和可再生能源開發(fā)與利 用重新提到國民經濟中的重要位置。我國政府相繼施行了《可再生能 源法》、《節(jié)約能源法》，《能源法》也呼之欲出。這些為開發(fā)和使用新 能源創(chuàng)造了良好的政策環(huán)境和社會環(huán)境。因此，開發(fā)具有自主知識產 權的太陽能熱發(fā)電技術，填補我國在相關領域內的技術空白，具有重 大的意義。在太陽能熱發(fā)電技術中，高溫集熱是關鍵技術之一。其中，例如 在中國專利申請?zhí)枮?00610041393. 6的專利文獻中^t是出了內波紋管 的概念，但其揭露了波紋管膨脹節(jié)設置在集熱管的中間，這種結構仍 存在下述兩大缺陷 一是，波紋管由于自身的原因不^f更鍍制高效吸收 膜，造成中間在波紋管部分的集熱管無法集熱，使集熱管的有效長度 降低；二是，波紋管在中間，必須設置兩個定心支撐來保持內外管的 同心，不僅使結構復雜生產成本上升，而且定心支撐直接把內管的高 溫(工作溫度38(TC~55(TC)傳導到玻璃外管上，使玻璃外管產生 局部熱溫差，大大縮短了玻璃外管的使用壽命。實用新型內容本實用新型針對上述現(xiàn)有技術所存在之缺失，主要目的在于提供一種可提高集熱效率的太陽能金屬直通式集熱管。
為實現(xiàn)上述之目的，本實用新型采取如下技術方案一種太陽能金屬直通式集熱管，包括一外壁鍍有吸收膜的金屬內管以及一套設于金屬內管外的同軸玻璃外管，該金屬內管和外管的兩側由過渡件連接，使金屬內管與外管之間形成真空密閉腔，所述金屬內管兩端設有一斷開層，各斷開層由一金屬波紋管膨脹節(jié)密封連接，且該金屬波紋管膨脹節(jié)至少有一部分隱藏于過渡件內。
所述過渡件與金屬內管之間增設一金屬環(huán)封接。
所述過渡件為可伐合金或陶瓷材料。
所述金屬波紋管膨脹節(jié)的波紋為U形波紋。
所述玻璃外管表面鍍有減反射膜。
本實用新型與現(xiàn)有技術相比，其優(yōu)點在于將金屬波紋管膨脹節(jié)設置金屬內管兩端的斷開層之間，且正對于過渡件的內壁，使金屬波紋管膨脹節(jié)至少有一部分隱藏于過渡件內，如此可吸收由于金屬內管熱變形產生的軸向位移及應力，又充分利用了過渡件遮擋的無效集熱空間，同時保證了整個集熱管的最大集熱長度，并且不需額外設置定心支撐，使之無任何遮擋及對外散熱，從而可有效地提升集熱效率。


圖l是本實用新型截面示意圖。附圖標號說明
1、 金屬內管 11、斷開層
2、 玻璃外管 3、過渡件4、金屬環(huán) 5、膨脹節(jié)6、真空密閉腔
具體實施方式
以下結合附圖與具體實施方式
對本實用新型作進一步描述。
如圖1所示，一種太陽能金屬直通式集熱管，包括一金屬內管1、玻璃外管2、過渡件3、金屬環(huán)4以及金屬波紋管膨脹節(jié)5，其中
金屬內管1可選用不銹鋼材料制成，外壁鍍有吸收膜。該金屬內管1兩端各設有一斷開層11。
玻璃外管2,套設于金屬內管1夕卜，其與金屬內管1同軸，且金屬內管1與外管2之間形成真空密閉腔6。該玻璃外管2表面鍍了特殊的減反射膜，以保證光線的高透過率。過渡件3，可選用可伐合金或適當?shù)奶涨牧?；其系與玻璃外管熔封聯(lián)接。該熔封也叫火封，即利用火焰將玻璃熔化后，將金屬和玻璃封接在一起。
金屬環(huán)4,可選用不銹鋼材料，該金屬環(huán)4外端與過渡件3焊接，內端與金屬內管l焊接。
金屬波紋管膨脹節(jié)5，主要用于集熱加熱金屬管內的工質，因而其溫度將在環(huán)境溫度和集熱溫度間變化；由于溫度升高引起材料膨脹，而金屬和玻璃的膨脹系數(shù)是不一致的， 一般來說金屬的線膨脹系數(shù)要比玻璃高一個數(shù)量級，對于采用固定封接結構的真空集熱管，必須使用膨脹節(jié)波紋管來彌補金屬與玻璃之間的線膨脹量差。膨脹節(jié)5的設計非常復雜，需要對耐壓能力、位移引起的應力、疲勞壽命、位移引起的整體彈力和穩(wěn)定性進行計算和校核。為了做出一項適當?shù)脑O計，要涉及到許多設計要素，如直徑、材料厚度、波距和波高、層數(shù)、增強方式、制造工藝、材料的種類和熱處理等。
膨脹節(jié)5的應力主要由于壓力和位移而引起。位移引起的應力通常大于壓力引起的應力，它沿著波紋管的子午向(縱向)作用， 一般高于波紋管材料的屈服應力。壓力在膨脹節(jié)的直邊段和波紋上引起沿圓周方向(環(huán)向)作用的薄膜應力，還在波紋內形成沿子午線方向作用的薄膜應力和彎曲應力，而本實用新型中使用的金屬波紋管膨脹節(jié)，既要有良好的密封性能，還要有足夠的柔性，所以發(fā)生位移的膨脹節(jié)所產生的軸向彈力可能成為關鍵性的影響因素，而膨脹節(jié)在保證滿足設計壓力的情況下，要盡量提高其柔性，所以金屬波紋管膨脹節(jié)5的波紋是采用能夠經受較大軸向位移的"U，，形波紋。
所述膨脹節(jié)5兩端焊在斷開層11兩側，使其設于斷開層11中間，并且保證該膨脹節(jié)5正對于過渡件3的內壁，使膨脹節(jié)5至少有一部分隱藏于過渡件3內，也就是說該膨脹節(jié)5至少有一部分被過渡件3包覆。
本實用新型組裝如下將不銹鋼金屬內管1與金屬波紋管膨脹節(jié)5焊接，使膨脹節(jié)5設于斷開層11中間；同時可在金屬內管1上貼吸熱膜或鍍膜；再將玻璃外管2焊上抽真空嘴，然后兩端與過渡件3焊接；將帶膨脹節(jié)5的金屬內管1插入玻璃外管2內，將金屬環(huán)4套入，并將過渡件3與金屬環(huán)4焊接，然后將金屬環(huán)焊接在金屬內管1的端頭上；再對金屬內管1與玻璃外管2之間抽真空，最后玻璃外管2抽真空嘴封口，并進行退火處理消除玻璃的熱應力。
本實用新型系采用內膨脹節(jié)形式，其在金屬內管1兩端的斷開層ll設置膨脹節(jié)5之設計，可吸收由于金屬內管1熱變形產生的軸向位移及應力，而玻璃外管2與金屬內管1之間采用導熱系數(shù)小、線性膨脹率與玻璃管接近的過渡件3(可伐合金或適當?shù)奶沾刹牧?連接，在過渡件3與金屬內管1之間增加一段金屬環(huán)4 (不銹鋼環(huán))，可更加有利于封接效果。
本實用新型設計重點在于將金屬波紋管膨脹節(jié)設置金屬內管兩端的斷開層之間，且正對于過渡件的內壁，使其至少有一部分隱藏在過渡件內，如此可充分利用過渡件遮擋的無效集熱空間，同時可保證了整個集熱管的最大集熱長度，并且不需額外設置定心支撐，使之無任何遮擋及對外散熱，從而可有效地提升集熱效率。
以上所述，僅是本實用新型結構較佳實施例而已，并非對本實用新型的技術范圍作任何限制，故凡是依據(jù)本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何細微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術方案的范圍內。
權利要求1、一種太陽能金屬直通式集熱管，包括一外壁鍍有吸收膜的金屬內管以及一套設于金屬內管外的同軸玻璃外管，該金屬內管和外管的兩側由過渡件連接，使金屬內管與外管之間形成真空密閉腔，其特征在于所述金屬內管兩端設有一斷開層，各斷開層由一金屬波紋管膨脹節(jié)密封連接，且該金屬波紋管膨脹節(jié)至少有一部分隱藏于過渡件內。
2、 根據(jù)權利要求1所述太陽能金屬直通式集熱管，其特征在于 所述過渡件與金屬內管之間增設一金屬環(huán)封接。
3、 根據(jù)權利要求1或2所述太陽能金屬直通式集熱管，其特征 在于所述過渡件為可伐合金或陶瓷材料。
4、 根據(jù)權利要求1所述太陽能金屬直通式集熱管，其特征在于 所述金屬波紋管膨脹節(jié)的波紋為U形波紋。
5、 根據(jù)權利要求1所述太陽能金屬直通式集熱管，其特征在于 所述玻璃外管表面鍍有減反射膜。
專利摘要本實用新型涉及一種太陽能金屬直通式集熱管，包括一外壁鍍有吸收膜的金屬內管以及一套設于金屬內管外的同軸玻璃外管，該金屬內管和外管的兩側由過渡件連接，使金屬內管與外管之間形成真空密閉腔，所述金屬內管兩端設有一斷開層，各斷開層由一金屬波紋管膨脹節(jié)密封連接，且該金屬波紋管膨脹節(jié)正對于過渡件的內壁，使膨脹節(jié)至少有一部分隱藏在過渡件內，如此可吸收由于金屬內管熱變形產生的軸向位移及應力，又充分利用了過渡件遮擋的無效集熱空間，同時可保證了整個集熱管的最大集熱長度，并且不需額外設置定心支撐，使之無任何遮擋及對外散熱，從而可有效地提升集熱效率。
文檔編號F24J2/05GK201327211SQ20082020513
公開日2009年10月14日 申請日期2008年12月12日 優(yōu)先權日2008年12月12日
發(fā)明者浩 劉, 周福云 申請人:東莞市康達機電工程有限公司