專利名稱：：直通式異型管太陽能集熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及的是一種以太陽能作為熱源的直通式異型管太陽能集熱裝置，屬于太陽能中高溫熱轉(zhuǎn)換、熱利用的
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：太陽以每天700W/M2—1200W/M2不等的熱量直射到地球表面，使地球表面的萬物，包括路面、建筑物屋頂，均受太陽光發(fā)出的可見和不可見光輻射加熱，這種免費的綠色能源隨處可見，在能源日益緊張和環(huán)保問題日益突出的今天，世界各國均看到了這種"取之不盡，用之不竭"的可再生清潔能源，并致力于研究開發(fā)和利用。隨著材料科學與基礎(chǔ)工業(yè)的進步，幾十年來在太陽能熱利用上已經(jīng)有了長足的發(fā)展，但是就目前的技術(shù)現(xiàn)狀來看，仍然存在著阻礙太陽能高效轉(zhuǎn)換與光熱利用的技術(shù)瓶頸，低品位發(fā)展、重復生產(chǎn)、熱能轉(zhuǎn)換率低、使用壽命短等問題屢見不鮮，特別在中高溫領(lǐng)域更是難以突破。經(jīng)對現(xiàn)有市場調(diào)研及對現(xiàn)有文獻檢索，目前使用較廣的真空玻璃管熱水器、平板熱水器，集熱效果大部分均在水溫90'C以下，難以在空調(diào)制冷、太陽能鍋爐及熱發(fā)電領(lǐng)域有所作為。另外中高溫集熱真空管也只在小范圍內(nèi)研究開發(fā)，而且吸熱面積并不理想，制作難度高，密封技術(shù)不穩(wěn)定，高溫上不去。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對上述不足之處，提供一種直通式異型管太陽能集熱裝置，本裝置包括異型管組件和直通透光管組件兩個部分。解決了直通式玻璃與金屬的密封組合、玻璃與金屬之間的熱膨脹差異和玻璃直通管的延伸對接等高難度技術(shù)問題，極大的拓展了在太陽能領(lǐng)域的應(yīng)用面，使直通式異型管太陽能裝置進入全方位加熱，將直射光熱、反射光熱和悶曬傳導加熱三股"熱流"形成360°態(tài)勢，加熱異型管內(nèi)的工質(zhì)，使工質(zhì)溫度達到和有效覆蓋太陽能熱利用大部分中高溫領(lǐng)域，廣泛的滿足了人們在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、集熱發(fā)電及日常生活等需求。直通式異型管太陽能集熱裝置是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的直通式異型管太陽能集熱裝置包括異型管組件和直通透光管組件兩大部分。異型管組件由工質(zhì)通道管、異型管、外封頭、內(nèi)封頭、伸縮節(jié)組成。異型管兩端分別固定焊接有外封頭和內(nèi)封頭，工質(zhì)通道管與外封頭相連，伸縮節(jié)設(shè)置于異型管上，從而形成一個異型管組件整體。直通透光管組件包括直通透光管、c形過渡金屬圈、金屬絲或金屬條纏環(huán)、C形金屬外圈、金屬膨脹節(jié)和緊定箍。直通透光管兩端設(shè)置有C形過渡金屬圈，C形過渡金屬圈周向纏有金屬絲或金屬條纏環(huán)；為了確保密封性，在金屬絲或金屬條纏環(huán)周向交錯套裝有c形金屬外圈，緊定箍套裝于c形金屬外圈上，金屬膨脹節(jié)通過焊接方式與C形金屬外圈延伸段相連，形成直通透光管組件。異型管組件套裝于直通透光管組件內(nèi)，在異型管組件和直通透光管組件兩端連接處封裝有絕熱棉，在直通透光管組件內(nèi)安裝有干燥/吸氣劑，由于絕熱棉向心一側(cè)有一層反光膜或反光板，能使分散在異型管組件管體兩端的熱量被反射回向心段再利用，又起到隔熱作用，防止熱量流失，同時降低了密封段溫度，延長使用壽命。金屬固定封蓋一穿過工質(zhì)通道管安裝于直通透光管組件兩端，與直通透光管組件上的金屬膨脹節(jié)及異型管組件上的工質(zhì)通道管三者連接成一體。抽真空接頭固定于金屬固定封蓋一上，直通透光管與異型管組件之間采用l(^10力a的真空度，將空氣抽空，使異型管組件與直通透光管之間形成真空區(qū)，不僅有利于充分吸收太陽能熱量，而且提高了裝置的保溫性能。所述的直通透光管采用市售高硼硅含量的玻璃管或其它低鐵透光材料管，直通透光管采用圓形管或異形管等形式，具體采用的形式可根據(jù)實際需要及異型管組f^的成型方式或需要確定。直通透光管具有膨脹系數(shù)小、熱穩(wěn)定性好，可見光穿透性強、固定波長范圍內(nèi)紫/紅外線穿透性強等優(yōu)點。所述的直通透光管兩端制成有凹凸狀環(huán)形溝槽，開口端向外翻邊。直通透光管采用凹凸狀環(huán)形溝槽的形式是為了消除玻璃熱膨脹時的軸向膨脹系數(shù)，也有利于在安裝過程中直通管透光管兩邊固定的更緊密，增強其機械固定強度。直通透光管采用開口端向外翻的方式，有利于與其他組件對接和焊接。安裝過程中，根據(jù)實際要求，可以采用一根直通透光管，也可采用多根直通透光管連接。多根直通透光管之間的連接一般有熔封技術(shù)、玻璃法蘭拼裝技術(shù)，本裝置中采用的是一種新型的連接方式，就是通過直通透光管組件中的金屬膨脹節(jié)與下一裝置焊接，使原來玻璃與玻璃的對接，改變?yōu)榻饘倥c金屬的焊接，不但增強了機械強度，而且也消除了玻璃在中高溫中所產(chǎn)生的軸向膨脹力。所述的直通透光管也可采用杯底型直通透光管，在直通透光管一端平面杯底處加工成型有抽真空孔、螺釘孔和中心孔，便于安裝抽真空接頭、密封固定和工質(zhì)通道管通過；另一端端面向外翻邊或直通敞口，以便必要時與另一端相同端面連接，連接方式可采用傳統(tǒng)工藝熱熔封或法蘭固定。所述的直通透光管一般采用單透光管，為了提升保溫性能也可采用雙透光管。所述的異型管由金屬圓管變形而成，形狀有三角形、四邊形、多曲面形或其它幾何形，由210根組合而成。每根異型管也可根據(jù)內(nèi)承壓力和外壓力的要求合理成型，異型管組件的特殊結(jié)構(gòu)起到消除100-300'C時的徑向膨脹量的作用。所述的異型管利用銅、銅合金、不銹鋼等其它耐腐蝕、強度高、導熱率好的金屬材料，通過擴孔、拉拔、液壓工藝或其它先進工藝變形、成型完成。成型后的異型管不僅消除了徑向膨脹量，而且異型管內(nèi)壁形成薄壁工質(zhì)流通層，根據(jù)熱定律及毛細吸熱原理，大大提高了換熱速度。所述的異型管組件外表面噴涂有太陽能選擇性吸收涂層，涂層一般采用市售的TXT-1太陽能選擇性涂料或者其它對金屬體吸收陽光更佳的涂層，將直射、反射和悶曬式熱量有效的集熱起來，增強太陽能的吸收利用。所述的伸縮節(jié)可以安裝在異型管的兩端，也可以安裝在異型管的中段，其具體的放置位置可視實際情況而定。伸縮節(jié)可以減少異型管組件的軸向應(yīng)力，避免在溫度過高的情況下異型管組件的軸向膨脹量過大，破壞其它組件的密封效果，延長直通式異型管太陽能集熱裝置的使用壽命；同時伸縮節(jié)內(nèi)腔作為工質(zhì)混合區(qū)一，使異型管內(nèi)工質(zhì)溫度更均勻。所述的金屬膨脹節(jié)固定焊接于c形金屬外圈的延伸段，不僅有利于與金屬固定封蓋一的焊接，而且在一定程度上減小了直通透光管的軸向膨脹量。另外在需要直通透光管延長使用時，金屬膨脹節(jié)的存在便于與下一段直通透光管金屬對接。所述的工質(zhì)通道管與內(nèi)封頭、外封頭的之間形成一個工質(zhì)混合區(qū)二，由于不同的異型管的吸熱面積不同，則不同異型管產(chǎn)生的熱量也不同，因而存在著能量差，工質(zhì)混合區(qū)能有效的促使熱量的混合。所述的干燥/吸氣劑是為了使在抽真空操作后，異型管組件與直通透光管之間的殘余氣體被充分干燥和吸收，使管內(nèi)保持長期真空狀態(tài)，防止因水霧或其它氣體的存在而降低直通透光管的透射率。所述的絕熱棉是一種起耐熱作用的石棉類材料，設(shè)置于直通透光管兩端，減少直通透光管吸熱段的熱量向直通透光管兩端擴散，保證耐高溫膠的工作環(huán)境在20(TC左右。C形金屬外圈、金屬絲或金屬條纏環(huán)、C形過渡金屬圈三者之間的間隙可通過焊接固定或采用耐高溫膠密封固定。耐高溫膠可以耐高溫65(TC，耐蒸汽壓力32MPa，可采用MF新型密封脂、或耐熱260°C以上736耐熱膠或者其他對應(yīng)的結(jié)構(gòu)膠。直通透光管與C形過渡金屬圈之間封裝有密封膠，通過密封膠增強密封效果，使直通透光管與C形過渡金屬圈之間密封得更好。所述的金屬固定封蓋一套焊在工質(zhì)通道管進/出段上，使其與異型管組件成同心設(shè)置，有利于與直通透光管組件上設(shè)置的金屬膨脹節(jié)固定焊接。所述的C形金屬外圈上成型有凹凸環(huán)狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)側(cè)面與C形過渡金屬圈密封固定。C形金屬外圈、C形過渡金屬圈和直通透光管兩端徑向設(shè)置的凹凸環(huán)形槽一一對應(yīng)，且間隙內(nèi)添置密封膠或密封條。c形金屬外圈的設(shè)置有效的減少陽光直射，避免因溫度過高而使結(jié)構(gòu)膠過早老化、損壞密封結(jié)構(gòu)。所述的c形過渡金屬圈設(shè)置于直通透光管兩端，可以采用板材沖孔一次性成型技術(shù)制作，也可以利用金屬絲纏繞或編制成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)將兩金屬圈連接，由于孔或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的存在，可以使注入的密封膠形成一體，固定牢、密封效果好。不僅如此，c形過渡金屬圈也可采用可伐合金，通過脫炭、預氧化和熔封等工藝，除去可伐合金中的氣體，降低含碳量，使可伐合金表面形成所需要的氧化膜，最終與玻璃熔合，完成對接。所述的集熱板為金屬材料，焊接于異型管組件左右兩側(cè)(詳見圖4)，表面噴涂有吸收涂層，以傳導的方式將太陽輻射的熱能傳遞給異型管組件，以進一步提高太陽能的傳熱效率。工作原理異型管表面噴涂的太陽能選擇性吸收涂層，主動吸收透過直通透光管的太陽輻射能，并將能量通過管壁傳遞給管內(nèi)工質(zhì)，在太陽能的持續(xù)加熱過程中，工質(zhì)溫度不斷升高，達到一定的啟動條件后，迅速汽化，實現(xiàn)熱交換。由于本裝置結(jié)構(gòu)的特殊性(異型管多管組合)，在異型管兩端及中段連接處設(shè)置有工質(zhì)混合區(qū)，以便減小異型管管內(nèi)溫差，在進入下一階段前，盡可能實現(xiàn)溫度基本平衡。產(chǎn)生的汽化氣體經(jīng)由工質(zhì)通道管輸送到所需要加熱的設(shè)備中，滿足集熱發(fā)電、太陽能空調(diào)、海水淡化、太陽能鍋爐等人們?nèi)粘５纳钣脽崴驼羝枨?。本裝置與聚光反射板組合使用后，主要釆用以下三種方式加熱(詳見附圖7):直射光加熱、反射光加熱、悶曬傳導加熱。迎面采光面直接吸收太陽能加熱工質(zhì)；具有高反射率的聚光反射板將太陽光成線型匯聚于異型管，間接增加了異型管的采光面積，進一步提高工質(zhì)溫度；聚光反射板的存在，減小了直通透光管底部因空氣對流等造成的熱損失，使得聚光反射板迎面一側(cè)形成相對高溫區(qū)，與直通透光管內(nèi)腔存在溫度差，以熱傳導的形式加熱異型管內(nèi)工質(zhì)，值得一提的是，由于異型管多管之間存在間隙，部分能量可以通過此間隙加熱異型管內(nèi)空腔，實現(xiàn)全方位加熱。本發(fā)明直通式異型管太陽能集熱裝置有明顯的技術(shù)和性價優(yōu)勢1、集熱效果卓越，熱轉(zhuǎn)換熱利用率超群，符合高品位、差異化發(fā)展思路。本發(fā)明直通式異型管太陽能集熱裝置徹底打破了國內(nèi)外直通式真空集熱管的集熱技術(shù)，以一種全新的面貌展現(xiàn)在世人的面前，將直通式太陽能集熱管的技術(shù)推向了一個讓人無法企及的高度。以市售直通式太陽能集熱管與本發(fā)明直通式異型管太陽能集熱裝置為例名稱流體通道徑國外罩玻璃管咖長度m平列集熱管支數(shù)管內(nèi)容積(導熱油)L迎面采光面積m2單位時間介質(zhì)升高溫度rc)市售直通式太陽能管221202100.240.6996直通式異型管太陽能集熱裝置22X31202100.361.7157注(1)太陽能單位面積輻射量700W/m2。(2)單位時間按10分鐘計算。(3)假定熱轉(zhuǎn)換率均為45%。(4)管內(nèi)工質(zhì)容積以占38%作為參數(shù)計算。(5)此表內(nèi)的集熱管未與其它反光設(shè)備配套使用。由此可以看出，在使用空間相同的情^下，單位時間內(nèi)可以聚集更多的太陽輻射能，并將其迅速轉(zhuǎn)換成熱能，即提升了換熱速率。由此可見本發(fā)明直通式異型管太陽能集熱裝置與現(xiàn)有市場的太陽能直通管相比，具有明顯的吸收率好、熱利用率高的技術(shù)優(yōu)勢。由于太陽能受氣候條件等各種因素的影響具有不穩(wěn)定、間歇性等特點，所以具有高采光率，高吸收率，高轉(zhuǎn)換率，高利用率的本發(fā)明直通式異型管太陽能集熱裝置，必定會越來越受到社會的關(guān)注，成為太陽能集熱管的主力管型。2、本發(fā)明直通式異型管太陽能集熱裝置有效覆蓋太陽能熱利用中高溫大部分領(lǐng)域，在與槽式集熱發(fā)電和配合CPC反光板、ICPC反光板應(yīng)用時，在提高工質(zhì)溫度上可起到無與倫比的效果，并可根據(jù)用戶需求任意設(shè)計，調(diào)節(jié)長度、支數(shù)，是解決人們?nèi)粘Ｉ睢⑸a(chǎn)用熱水、蒸汽的極佳太陽能集熱裝置。本裝置與槽式、CPC、拋物面聚光設(shè)備配合使用后集熱效果及應(yīng)用領(lǐng)域<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>由此可見，本裝置在以上應(yīng)用領(lǐng)域具有舉足輕重的作用。3、直通式異型管太陽能集熱裝置有效解決玻璃與玻璃之間、玻璃與金屬之間的密封對接，并從根本上消除了玻璃管件生產(chǎn)過程中難以加長的技術(shù)難點，充分利用玻璃與C型金屬外圈固定封裝后的金屬延伸段，通過金屬膨脹節(jié)將上、下兩金屬延伸段焊^，變原來的玻璃與玻璃的熔接，為金屬與金屬的焊接，這樣大大提高了機械強度及軸向抗膨脹力(詳見圖6)，根據(jù)設(shè)計需要可在原單管1.5M-2M長的基礎(chǔ)上，對接多根，不僅使管內(nèi)工質(zhì)一次性從低溫升到高溫，而且為建造大型太陽能場打下了基礎(chǔ)，降低了制作成本及生產(chǎn)工時，提高了產(chǎn)品的性價比，增強了市場競爭力。4、直通式異型管太陽能集熱裝置徹底打破傳統(tǒng)意義上的熱管技術(shù)，跨越了現(xiàn)有市售真空集熱管、平板集熱器、熱管真空管、直通式真空集熱管等集熱管在采光、集熱、熱交換、熱利用上的技術(shù)瓶頸，以一種全新的品質(zhì)，完整的技術(shù)展現(xiàn)在世人面前，擴大了應(yīng)用領(lǐng)域，完全可以擔當節(jié)能降耗與建筑一體化的主力構(gòu)件，在落實政府提倡的"南墻計劃""屋頂計劃"中發(fā)揮更大的作用。以槽式發(fā)電為例，在離網(wǎng)發(fā)電或獨幢房屋配置5KW汽輪機，汽輪機的實際參數(shù)為冷疑式或背壓式；進氣壓力為0.8MPa;進口溫度為180。C;蒸汽流量為380kg/h;排氣溫度9(TC;本裝置在多管組合后形成陣列式太陽能場，在120平方米的面積內(nèi)，在每平方米700W日照熱能情況下，加熱工質(zhì)到150°C-280'C左右，足可以推動汽輪機工作，產(chǎn)生電能，如果與直燃式燃油、燃氣爐配合使用，完全可滿足24小時熱發(fā)電。5、承壓能力強，制作方便，可大批量生產(chǎn)，易推廣應(yīng)用。本裝置異型管比其他形態(tài)的異型管、曲面管在同等管徑壁厚情況下更具抗膨脹力、抗壓強力，有效消除徑向膨脹量。如當使用直徑22mm、壁厚lram的不銹鋼無縫管加工成異型管后，本司研發(fā)人員應(yīng)用ANSYS軟件，對其進行有限元理論計算分析，測出其內(nèi)承壓為2.5MPa;當使用直徑22mm、壁厚1.5mm的不銹鋼異型管時，其內(nèi)承壓為3.5MPa。由此可見，在此承壓能力下，本發(fā)明直通式異型管圖1是直通式異型管太陽能集熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖A。圖2是直通式異型管太陽能集熱裝置的A-A斷面圖。圖3是直通式異型管太陽能集熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖B。圖4是直通式異型管太陽能集熱裝置的C-C設(shè)置集熱板斷面圖。圖5是直通式異型管太陽能集熱裝置的D-D設(shè)置復合拋物面反射板斷面圖。圖6是直通式異型管太陽能集熱裝置串聯(lián)結(jié)構(gòu)。圖7是直通式異型管太陽能集熱裝置應(yīng)用于圓柱面/槽式反射板配合使用原理圖。具體實施方式參照附圖17，直通式異型管太陽能集熱裝置包括異型管組件和直通透光管組件兩大部分。異型管組件由工質(zhì)通道管16、異型管12、外封頭6、內(nèi)封頭15、伸縮節(jié)13組成。異型管12兩端分別固定焊接有外封頭6和內(nèi)封頭15，工質(zhì)通道管16與外封頭6相連，伸縮節(jié)13設(shè)置于異型管12上，從而形成一個異型管組件整體。直通透光管組件包括直通透光管11、C形過渡金屬圈8、金屬絲或金屬條纏環(huán)9、C形金屬外圈4、金屬膨脹節(jié)3和緊定箍5。直通透光管ll兩端設(shè)置有C形過渡金屬圈8，C形過渡金屬圈8周向纏有金屬絲或金屬條纏環(huán)9;為了確保密封性，在金屬絲或金屬條纏環(huán)9周向交錯套裝有C形金屬外圈4，緊定箍5套裝于C形金屬外圈4上，金屬膨脹節(jié)3通過焊接方式與C形金屬外圈4延伸段相連，形成直通透光管組件。異型管組件套裝于直通透光管組件內(nèi)，在異型管組件和直通透光管組件兩端連接處封裝有絕熱棉17，在直通透光管組件內(nèi)安裝有干燥/吸氣劑7，由于絕熱棉17向心一側(cè)有一層反光膜或反光板21，能使分散在異型管組件管體兩端的熱量被反射回向心段再利用，又起到隔熱作用，防止熱量流失，同時降低了密封段溫度，延長使用壽命。金屬固定封蓋一1穿過工質(zhì)通道管16安裝于直通透光管組件兩端，與直通透光管組件上的金屬膨脹節(jié)3及異型管組件上的工質(zhì)通道管16三者采用螺釘固定或焊接固定。抽真空接頭18固定于金屬固定封蓋一1上，直通透光管11與異型管組件之間采用1(^10—^a的真空度，將空氣抽空，使異型管組件與直通透光管11之間形成真空區(qū)，不僅有利于充分吸收太陽能熱量，而且提高了裝置的保溫性能。所述的直通透光管11采用市售高硼硅含量的玻璃管或其它低鐵透光材料管，直通透光管ll采用圓形管或異形管等形式，具體采用的形式可根據(jù)實際需要及異型管組件的成型方式或需要確定。直通透光管11具有膨脹系數(shù)小、熱穩(wěn)定性好，可見光穿透性強、固定波長范圍內(nèi)紫/紅外線穿透性強等優(yōu)點。所述的直通透光管11兩端制成有凹凸狀環(huán)形溝槽，開口端向外翻邊。直通透光管11采用凹凸狀環(huán)形溝槽的形式是為了消除玻璃熱膨脹時的軸向膨脹系數(shù)，也有利于在安裝過程中直通管透光管ll兩邊固定的更緊密，增強其機械固定強度。直通透光管ll采用開口端向外翻的方式，有利于與其他組件對接和焊接。安裝過程中，根據(jù)實際要求，可以采用一根直通透光管11，也可采用多根直通透光管連接。多根直通透光管之間的連接一般有熔封技術(shù)、玻璃法蘭拼裝技術(shù)，本裝置中采用的是一種新型的連接方式，就是通過直通透光管組件中的金屬膨脹節(jié)3與下一裝置焊接，使原來玻璃與玻璃的對接，改變?yōu)榻饘倥c金屬的焊接，不但增強了機械強度，而且也消除了玻璃在中高溫中所產(chǎn)生的軸向膨脹力。所述的直通透光管11一般采用單透光管，為了提升保溫性能也可采用雙透光管。所述的直通透光管也可采用杯底型直通透光管23,在直通透光管一端平面杯底處加工成型有抽真空孔、螺釘孔和中心孔，便于安裝抽真空接頭18、密封固定和工質(zhì)通道管16通過；另一端端面向外翻邊或直通敞口，以便必要時與另一端相同端面連接，連接方式可采用傳統(tǒng)工藝熱熔封或法蘭固定。(詳見附圖3)所述的異型管12由金屬圓管變形而成，形狀有三角形、四邊形、多曲面形或其它幾何形，由210根組合而成。每根異型管12也可根據(jù)內(nèi)承壓力和外壓力的要求合理成型，異型管組件的特殊結(jié)構(gòu)起到消除10030(TC時的徑向膨脹量的作用。所述的異型管12利用銅、銅合金、不銹鋼等其它耐腐蝕、強度高、導熱率好的金屬材料，通過擴孔、拉拔、液壓工藝或其它先進工藝變形、成型完，涂層一般采用市售的TXT-1太陽能選擇性涂料或者其它對金屬體吸收陽光更佳的涂層，將直射、反射和悶曬式熱量有效的集熱起來，增強太陽能的吸收利用。所述的伸縮節(jié)13可以安裝在異型管的兩端，或安裝在異型管的中段，其具體的放置位置可視實際情況而定。伸縮節(jié)13可以減少異型管組件的軸向應(yīng)力，避免在溫度過高的情況下異型管組件的軸向膨脹量過大，破壞其它組件的密封效果，延長直通式異型管太陽能集熱裝置的使用壽命；同時伸縮節(jié)內(nèi)腔作為工質(zhì)混合區(qū)一14，使異型管12內(nèi)工質(zhì)溫度更均勻。所述的金屬膨脹節(jié)3固定焊接于C形金屬外圈4的延伸段，不僅有利于與金屬固定封蓋一1的焊接，而且在一定程度上減小了直通透光管11的軸向膨脹量。另外在需要直通透光管ll延長使用時，金屬膨脹節(jié)3的存在便于與下一段直通透光管11金屬對接。所述的工質(zhì)通道管16與內(nèi)封頭15、外封頭6的之間形成一個工質(zhì)混合區(qū)二22，由于不同的異型管12的吸熱面積不同，則不同異型管12產(chǎn)生的熱量也不同，因而存在著能量差，工質(zhì)混合區(qū)14能有效的促使熱量的混合。所述的干燥/吸氣劑7是為了使在抽真空操作后，異型管組件與直通透光管ll之間的殘余氣體被充分干燥和吸收，使管內(nèi)保持長期真空狀態(tài)，防止因水霧或其它氣體的存在而降低直通透光管11的透射率。所述的絕熱棉17是一種起耐熱作用的石棉類材料，設(shè)置于直通透光管11兩端，減少直通透光管11吸熱段的熱量向直通透光管11兩端擴散，保證耐高溫膠的工作環(huán)境在200'C左右。C形金屬外圈4、金屬絲或金屬條纏環(huán)9、C形過渡金屬圈8三者之間的間隙可通過焊接固定或采用耐高溫膠密封固定。耐高溫膠2可以耐高溫650°C，耐蒸汽壓力32MPa，可采用MF新型密封脂、或耐熱260'C以上736耐熱膠或者其他對應(yīng)的結(jié)構(gòu)膠。直通透光管11與C形過渡金屬圈8之間封裝有密封膠IO，通過密封膠10增強密封效果，使直通透光管11與C形過渡金屬圈8之間密封得更好。所述的金屬固定封蓋一1套焊在工質(zhì)通道管16進/出段上，使其與異型管組件成同心設(shè)置，有利于與直通透光管組件上設(shè)置的金屬膨脹節(jié)3固定焊接。所述的C形金屬外圈4上成型有凹凸環(huán)狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)側(cè)面與C形過渡金屬圈8密封固定。C形金屬外圈4、C形過渡金屬圈8和直通透光管11兩端徑向設(shè)置的凹凸環(huán)形槽一一對應(yīng)，且間隙內(nèi)添置密封膠或密封條。C形金屬外圈4的設(shè)置有效的減少陽光直射，避免因溫度過高而使結(jié)構(gòu)膠過早老化、損壞密封結(jié)構(gòu)。所述的C形過渡金屬圈8設(shè)置于直通透光管11兩端，可以采用板材沖孔一次性成型技術(shù)制作，也可以利用金屬絲纏繞或編制成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)將兩金屬圈連接，由于孔或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的存在，可以使注入的密封膠10形成一體，固定牢、密封效果好。不僅如此，C形過渡金屬圈8也可采用可伐合金，通過脫炭、預氧化和熔封等工藝，除去可伐合金中的氣體，降低含碳量，使可伐合金表面形成所需要的氧化膜，最終與玻璃熔合，完成對接。所述的集熱板19為金屬材料，焊接于異型管組件左右兩側(cè)(詳見圖5),表面噴涂有吸收涂層，以傳導的方式將太陽輻射的熱能傳遞給異型管組件，以進一步提高太陽能的傳熱效率。參照附圖3，當直通透光管采用杯底型直通透光管23時，在直通透光管一端平面杯底處加工成型抽真空孔、螺釘孔和中心孔，分別便于安裝抽真空接頭18、金屬固定封蓋二25、金屬固定封蓋一1和工質(zhì)通道管16密封固定;另一端端面向外翻邊或直通敞口，便于與另一個相同端面連接或安裝封蓋，連接方式可采用傳統(tǒng)工藝熱熔封或法蘭固定。整個結(jié)構(gòu)有利于將直通式異型管太陽能集熱裝置拼裝成任意長度，以滿足生產(chǎn)生活所需。參照附圖6，若干組直通式異型管太陽能集熱裝置可以通過C形金屬外圈4延伸段串聯(lián)固定連接為一體，形成所需長度。參照附圖7，直通式異型管太陽能集熱裝置可以與圓柱面反射板或槽式反射板20配合使用，以便將更多的太陽輻射能匯聚于異型管12，提高異型管12內(nèi)介質(zhì)溫度。18權(quán)利要求1、一種直通式異型管太陽能集熱裝置，其特征在于包括異型管組件和直通透光管組件兩大部分；異型管組件由工質(zhì)通道管、異型管、外封頭、內(nèi)封頭、伸縮節(jié)組成，異型管兩端分別固定焊接有外封頭和內(nèi)封頭，工質(zhì)通道管與外封頭相連，伸縮節(jié)設(shè)置于異型管上，從而形成一個異型管組件；直通透光管組件包括直通透光管、C形過渡金屬圈、金屬絲或金屬條纏環(huán)、C形金屬外圈、金屬膨脹節(jié)和緊定箍；直通透光管兩端設(shè)置有C形過渡金屬圈，C形過渡金屬圈周向纏有金屬絲或金屬條纏環(huán)；在金屬絲或金屬條纏環(huán)周向交錯套裝有C形金屬外圈，緊定箍套裝于C形金屬外圈上，金屬膨脹節(jié)通過焊接方式與C形金屬外圈延伸段相連，形成直通透光管組件；異型管組件套裝于直通透光管組件內(nèi)，金屬固定封蓋一穿過工質(zhì)通道管安裝于直通透光管組件兩端，與直通透光管組件上的金屬膨脹節(jié)及異型管組件上的工質(zhì)通道管三者連接成一體；抽真空接頭固定于金屬固定封蓋一上，異型管組件與直通透光管組件之間形成真空區(qū)。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的直通式異型管太陽能集熱裝置，其特征在于所述的直通透光管采用圓形管或異形管。3、根據(jù)權(quán)利要求l所述的直通式異型管太陽能集熱裝置，其特征在于所述的直通透光管兩端制成有凹凸狀環(huán)形溝槽，開口端向外翻邊。4、根據(jù)權(quán)利要求l所述的直通式異型管太陽能集熱裝置，其特征在于所述的直通透光管采用杯底型直通透光管，在直通透光管一端平面杯底處加工成型有抽真空孔、螺釘孔和中心孔，另一端端面向外翻邊或直通敞口。5、根據(jù)權(quán)利要求l所述的直通式異型管太陽能集熱裝置，其特征在于所述的異型管由金屬圓管變形而成，形狀有三角形、四邊形、多曲面形或其它幾何形，由210根組合而成。6、根據(jù)權(quán)利要求l所述的直通式異型管太陽能集熱裝置，其特征在于所述的異型管組件外表面噴涂有太陽能選擇性吸收涂層。7、根據(jù)權(quán)利要求l所述的直通式異型管太陽能集熱裝置，其特征在于所述的伸縮節(jié)安裝在異型管的兩端，或安裝在異型管的中段，伸縮節(jié)內(nèi)腔作為工質(zhì)混合區(qū)一；所述的工質(zhì)通道管與內(nèi)封頭、外封頭的之間形成一個工質(zhì)混合區(qū)二。8、根據(jù)權(quán)利要求l所述的直通式異型管太陽能集熱裝置，其特征在于所述的C形金屬外圈、金屬絲或金屬條纏環(huán)、C形過渡金屬圈三者之間的間隙通過焊接或采用耐高溫膠密封固定。9、根據(jù)權(quán)利要求l所述的直通式異型管太陽能集熱裝置，其特征在于所述的C形金屬外圈上成型有凹凸環(huán)狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)側(cè)面與C形過渡金屬圈密封固定。10、根據(jù)權(quán)利要求1所述的直通式異型管太陽能集熱裝置，其特征在于若干組直通式異型管太陽能集熱裝置通過C形金屬外圈延伸段串聯(lián)固定連接為一體，形成所需長度。全文摘要本發(fā)明涉及的是一種以太陽能作為熱源的直通式異型管太陽能集熱裝置，屬于太陽能中高溫熱轉(zhuǎn)換、熱利用的
技術(shù)領(lǐng)域：
。包括異型管組件和直通透光管組件兩大部分；異型管組件由工質(zhì)通道管、異型管、外封頭、內(nèi)封頭、伸縮節(jié)組成，異型管兩端分別固定焊接有外封頭和內(nèi)封頭，工質(zhì)通道管與外封頭相連，伸縮節(jié)設(shè)置于異型管上，形成一個異型管組件；直通透光管組件包括直通透光管、C形過渡金屬圈、金屬絲或金屬條纏環(huán)、C形金屬外圈、金屬膨脹節(jié)和緊定箍；直通透光管兩端設(shè)置有C形過渡金屬圈；在金屬絲或金屬條纏環(huán)周向交錯套裝有C形金屬外圈，金屬膨脹節(jié)通過焊接方式與C形金屬外圈延伸段相連，形成直通透光管組件；異型管組件套裝于直通透光管組件內(nèi)。文檔編號F24J2/46GK101666555SQ200910183499公開日2010年3月10日申請日期2009年9月22日優(yōu)先權(quán)日2009年9月22日發(fā)明者律李,靖李,李勇強,李勇良,陳東輝申請人:無錫意凱順得科技有限公司