專利名稱：金屬真空高溫集熱管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽能應(yīng)用領(lǐng)域，尤其涉及一種太陽能熱利用系統(tǒng)中的金屬真空高溫集熱管。
背景技術(shù)：
熱散失從機(jī)理上解釋為氣體對(duì)流、物質(zhì)傳導(dǎo)以及輻射三種方式。集熱管是一種太陽能集熱器中的關(guān)鍵部件，一般有復(fù)合玻璃集熱管、金屬集熱管以及由玻璃和金屬管復(fù)合的金屬真空集熱管。在目前報(bào)道的金屬真空集熱管中，一般是由玻璃外管、法蘭、波紋管、金屬內(nèi)管組成。金屬內(nèi)管貫穿玻璃外管，加工時(shí)，將玻璃外管端部、法蘭、波紋管、金屬內(nèi)管外壁循序焊接密封，在玻璃外管內(nèi)形成真空腔，太陽能透過玻璃外管抵達(dá)真空腔中金屬內(nèi)管，對(duì)金屬內(nèi)管中的熱媒進(jìn)行熱交換，從而使金屬內(nèi)管在吸收太陽熱能后防止熱能通過氣體對(duì)流重新散失。這種結(jié)構(gòu)只能解決氣體對(duì)流造成的熱損失，但無法解決熱輻射的散失。目前雖然在集熱管中大量使用的減反射層，但其作用只能解決100度低溫狀態(tài)下的熱輻射，而在200度以上的高溫后，減反射的作用大大降低，輻射造成熱損以級(jí)數(shù)方式增加，造成集熱管的溫度在較低溫度就達(dá)到熱平衡，無法獲得高溫。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，針對(duì)現(xiàn)有金屬真空集熱管存在的只能在低溫狀態(tài)下就達(dá)到熱平衡，無法獲得高溫的缺點(diǎn)，提出了一種金屬真空高溫集熱管，這種集熱管能將集熱管在高溫狀態(tài)下發(fā)射的熱輻射反射回集熱管并被吸收，有效的提高了集熱管的集熱溫度。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的一種金屬真空高溫集熱管，包括玻璃外管、貫穿玻璃外管的金屬內(nèi)管、波紋管和連接法蘭，金屬內(nèi)管外壁上鍍有減反射層，玻璃外管兩端分別密封連接一個(gè)波紋管，波紋管另一端通過連接法蘭密封連接在金屬內(nèi)管上，在玻璃外管、波紋管和金屬內(nèi)管之間形成真空腔，其特征在于所述的玻璃外管覆有隔熱反射層；所述的隔熱反射層有一入射窗口，入射窗口與玻璃外管的中軸線平行，它由玻璃外管一端延伸到另一端，入射窗口的寬度為20 180弧度。在本實(shí)用新型中所述的隔熱反射層覆在玻璃外管的內(nèi)壁。在本實(shí)用新型中所述的隔熱反射層覆在玻璃外管的外壁。在本實(shí)用新型中所述的隔熱反射層覆在玻璃外管的內(nèi)壁和外壁。在本實(shí)用新型中所述的玻璃外管覆有隔熱反射層是指隔熱反射層通過鍍膜，或涂覆鏡面涂層，或粘貼金屬薄膜的方式覆著在玻璃外管。在本實(shí)用新型中在玻璃外管和波紋管外設(shè)有一個(gè)同軸心的外套管，外套管兩端通過法蘭與金屬內(nèi)管焊接，外套管內(nèi)壁為隔熱反射層，外套管上設(shè)有一入射窗口，入射窗口與金屬內(nèi)管的中軸線平行，入射窗口由外套管一端延伸到另一端，入射窗口的寬度為20 180弧度。[0011]在本實(shí)用新型中所述的外套管采用金屬外套管，外套管內(nèi)壁的隔熱反射層為拋光面，或擇一選擇鍍膜、涂覆鏡面涂層和粘貼金屬薄膜的方式形成隔熱反射層。在本實(shí)用新型中所述的外套管采用非金屬外套管，在外套管內(nèi)壁通過擇一選擇鍍膜、涂覆鏡面涂層和粘貼金屬薄膜的方式形成隔熱反射層。本實(shí)用新型的 優(yōu)點(diǎn)在于，不僅能像傳統(tǒng)集熱管那樣能夠解決氣體對(duì)流造成的熱損失，而且還能解決熱輻射的散失，更重要的是能將集熱管在高溫狀態(tài)下發(fā)射的熱輻射反射回集熱管并被吸收。本實(shí)用新型采用了隔熱反射屏的原理將集熱管在高溫狀態(tài)下發(fā)射的熱輻射反射回集熱管并被吸收，有效地提高了集熱管的集熱溫度，根據(jù)我們的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以提高集熱效率60%，從而減少對(duì)目標(biāo)熱能集熱設(shè)計(jì)中對(duì)集熱管的使用數(shù)量，降低集熱系統(tǒng)投資規(guī)模，減少占地面積。

圖I是本實(shí)用新型實(shí)施例的基本結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖I 一種實(shí)施方式的A- A剖面示意圖。圖3是圖I另一種實(shí)施方式的A- A剖面示意圖。圖4是圖I又一種實(shí)施方式的A- A剖面示意圖。圖中1、金屬內(nèi)管，2、連接法蘭，3、波紋管，4、玻璃外管，5、隔熱反射層，6、真空腔，7入射窗口，8、外套管。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。由圖I可見，金屬真空高溫集熱管，包括玻璃外管4、貫穿玻璃外管4的金屬內(nèi)管
I、波紋管3和連接法蘭2，金屬內(nèi)管I外壁上鍍有減反射層，玻璃外管4兩端分別密封連接一個(gè)波紋管3，波紋管3另一端通過連接法蘭2密封連接在金屬內(nèi)管I上，在玻璃外管4、波紋管3和金屬內(nèi)管I之間形成真空腔6。所述的玻璃外管4覆有一隔熱反射層5 ;所述的隔熱反射層5有一入射窗口 7，入射窗口 7與玻璃外管4的中軸線平行，它由玻璃外管4 一端延伸到另一端，入射窗口 7的寬度為2(Γ180弧度。在圖2中隔熱反射層5采用金屬鍍膜在玻璃外管4的內(nèi)壁附著，并留出一不鍍膜的入射窗口 7,入射窗口 7與玻璃外管4的中軸線平行,它由玻璃外管4 一端延伸到另一端，入射窗口 7的寬度為2(Γ180弧度，這樣聚集的光線通過入射窗口 7進(jìn)入真空集熱管，并被金屬內(nèi)管I吸收熱能，金屬內(nèi)管I被加熱后產(chǎn)生熱輻射線，達(dá)到隔熱反射層5后，被隔熱反射層5重新反射回金屬內(nèi)管I再次被吸收，從而使集熱管熱平衡溫度大大提高，有效地提高了集熱管的集熱溫度。在圖3中，將隔熱反射層5的金屬鍍膜可設(shè)置在玻璃外管4的外壁，并留出一不鍍膜的入射窗口 7,入射窗口 7與玻璃外管4的中軸線平行,它由玻璃外管4 一端延伸到另一端，入射窗口 7的寬度為2(Γ180弧度，這樣聚集的光線通過入射窗7進(jìn)入真空集熱管，并被金屬內(nèi)管I吸收熱能，金屬內(nèi)管I被加熱后產(chǎn)生熱輻射線，達(dá)到隔熱反射層5后，被隔熱反射層5重新反射回金屬內(nèi)管I再次被吸收，同樣使集熱管熱平衡溫度大大提高。在圖4中，玻璃外管4和波紋管3外設(shè)有一個(gè)同軸心的外套管8，外套管8兩端通過連接法蘭2與金屬內(nèi)管I焊接，外套管8內(nèi)壁為隔熱反射層5，外套管8上設(shè)有一入射窗口 7,入射窗口 7與金屬內(nèi)管I的中軸線平行，入射窗口 7由外套管8—端延伸到另一端,入射窗口 7的寬度為2(Γ180弧度，在光線通過入射窗7進(jìn)入真空集熱管時(shí)，并被金屬內(nèi)管I吸收熱能，金屬內(nèi)管I被加熱后產(chǎn)生熱輻射線，達(dá)到隔熱反射層5后，被隔熱反射層5重新反射回金屬內(nèi)管I再次被吸收，同樣使集熱管熱平衡溫度大大提高。這種設(shè)計(jì)除了可以形成隔熱反射層外，還可以起到保護(hù)玻璃管的作用，有效防止外部物體對(duì)玻璃外管的沖擊和環(huán)境溫度的劇烈變化造成的玻璃管外管炸裂。以下為2012年I月份在南京對(duì)金屬集熱管在加裝隔熱反射層前后的集熱對(duì)比數(shù)據(jù)。以實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)的集熱管為試驗(yàn)組，它與對(duì)照組的區(qū)別僅在于實(shí)驗(yàn)組加裝了外套管，直徑為150cm，外套管的材質(zhì)為不銹鋼，隔熱反射層為拋光面，入射窗口的寬度為40弧度。對(duì)照組沒有加裝外套管。玻璃外管的直徑為90cm,金屬內(nèi)管的直徑為60cm,金屬內(nèi)管的減反射層均為銅，金屬內(nèi)管的集熱管吸收率均為96%，100度溫度狀態(tài)下的發(fā)射率均為14%，管長均為2米，自動(dòng)跟蹤聚光板的面積均為5平方米。實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組安裝位置的環(huán)境相同，地點(diǎn)緊鄰，測試時(shí)段為中午12點(diǎn)至下午2點(diǎn)，環(huán)境溫度7度，負(fù)載均為導(dǎo)熱油70升。試驗(yàn)結(jié)果如下
權(quán)利要求1.一種金屬真空高溫集熱管，包括玻璃外管、貫穿玻璃外管的金屬內(nèi)管、波紋管和連接法蘭，金屬內(nèi)管外壁上鍍有減反射層，玻璃外管兩端分別密封連接一個(gè)波紋管，波紋管另一端通過連接法蘭密封連接在金屬內(nèi)管上，在玻璃外管、波紋管和金屬內(nèi)管之間形成真空腔，其特征在于所述的玻璃外管覆有隔熱反射層；所述的隔熱反射層有一入射窗口，入射窗口與玻璃外管的中軸線平行，它由玻璃外管一端延伸到另一端，入射窗口的寬度為2(Γ180弧度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的金屬真空高溫集熱管，其特征在于所述的隔熱反射層覆在玻璃外管的內(nèi)壁。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的金屬真空高溫集熱管，其特征在于所述的隔熱反射層覆在玻璃外管的外壁。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的金屬真空高溫集熱管，其特征在于所述的隔熱反射層覆在玻璃外管的內(nèi)壁和外壁。
5.根據(jù)權(quán)利要求f4之一所述的金屬真空高溫集熱管，其特征在于所述的玻璃外管·覆有隔熱反射層是指隔熱反射層通過鍍膜，或涂覆鏡面涂層，或粘貼金屬薄膜的方式覆著在玻璃外管。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的金屬真空高溫集熱管，其特征在于在玻璃外管和波紋管外設(shè)有一個(gè)同軸心的外套管，外套管兩端通過連接法蘭與金屬內(nèi)管焊接，外套管內(nèi)壁為隔熱反射層，外套管上設(shè)有一入射窗口，入射窗口與金屬內(nèi)管的中軸線平行，入射窗口由外套管一端延伸到另一端，入射窗口的寬度為2(Γ180弧度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的金屬真空高溫集熱管，其特征在于所述的外套管采用金屬外套管，外套管內(nèi)壁的隔熱反射層為拋光面，或擇一選擇鍍膜、涂覆鏡面涂層和粘貼金屬薄膜的方式形成隔熱反射層。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的金屬真空高溫集熱管，其特征在于所述的外套管采用非金屬外套管，在外套管內(nèi)壁通過擇一選擇鍍膜、涂覆鏡面涂層和粘貼金屬薄膜的方式形成隔熱反射層。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種金屬真空高溫集熱管，包括玻璃外管、貫穿玻璃外管的金屬內(nèi)管、波紋管和連接法蘭，玻璃外管兩端分別密封連接一個(gè)波紋管，波紋管通過連接法蘭密封連接在金屬內(nèi)管上，在玻璃外管、波紋管和金屬內(nèi)管之間形成真空腔，其特征在于玻璃外管覆有隔熱反射層；隔熱反射層有一入射窗口，入射窗口與玻璃外管的中軸線平行，它由玻璃外管一端延伸到另一端，入射窗口的寬度為20~180弧度。由于該集熱管的玻璃外管覆有一隔熱反射層，能將集熱管在高溫狀態(tài)下發(fā)射的熱輻射反射回集熱管并被二次吸收，有效地提高了集熱管的集熱溫度，從而減少對(duì)目標(biāo)熱能集熱設(shè)計(jì)中對(duì)集熱管的使用數(shù)量，降低集熱系統(tǒng)投資規(guī)模，減少占地面積。
文檔編號(hào)F24J2/48GK202660797SQ20122033191
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月10日
發(fā)明者朱雷 申請(qǐng)人:朱雷