專利名稱：全玻璃真空直通集熱管的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種全玻璃真空直通集熱管。
背景技術：
面臨能源危機和環(huán)境問題，很多國家制定了太陽能研究與發(fā)展計劃，使太陽能利用有了很大的發(fā)展。目前真空太陽集熱管的分類有多種，按吸熱體分類可分為金屬吸熱體真空管和玻璃吸熱體真空管。玻璃吸熱體真空管主要有全玻璃真空管和內(nèi)插熱管式或U型管式全玻璃真空管，金屬吸熱體真空管主要有熱管式真空管、直流式真空管、儲熱式真空管和U型管式真空管等，這些真空管的工作溫度大都在100°c以下，主要是提供熱水。這種單端封口的直插式設計，優(yōu)點是工藝簡單，加工方便，缺點是加熱采用微循環(huán)方式，不能滿足有較大大的透平壓力要求的領域使用。直通式真空太陽集熱管，不同于傳統(tǒng)的全玻璃真空管和熱管式真空管，是一種新型太陽能集熱元件。目前相關直通集熱管的專利文獻有很多，其基本結構都是以金屬管作為吸熱管，外罩透明玻璃外管，而管之間為真空絕熱空間，管兩端為金屬連接頭，通過可伐合金進行玻璃與金屬的熱熔封接，或者以粘合劑密封，為了補償升溫后的金屬管與玻璃外管的線性膨脹導致不同產(chǎn)生的應力，在金屬管或玻璃外管上連接膨脹節(jié)。從上述專利文獻中的理論技術方案看應該實施起來時比較容易，國內(nèi)有多家公司和研究機構在研究開發(fā)直通式真空管，大都處于研發(fā)的起步階段，無一成功商品化和產(chǎn)業(yè)化，其關鍵問題是由于金屬管與玻璃外管的兩種材料的膨脹導致不同，在膨脹收縮頻繁的交替動態(tài)應力變化中真空密封容易破壞。這給金屬與玻璃外管之間的真空密封提出了很高的制作精度技術要求。這種玻璃-金屬直通集熱管主要應用于高溫光熱發(fā)電領域，成本相當昂貴，目前實現(xiàn)玻璃-金屬直通式真空管產(chǎn)業(yè)化的只有德國的SCHOTT公司和以色利SOLEL公司(原 LUZ公司)，產(chǎn)品已經(jīng)批量應用于美國和西班牙的太陽能槽式發(fā)電站。這兩家公司擁有多項技術專利，特別是在玻璃-金屬熔封、太陽能選擇性吸收涂層和真空維持等方面進行了長期的研究，多次了進行改進，具有獨特的技術特點。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的就是為解決上述問題，提供一種成本相對較低、吸收效果好、壽命長、耐中溫、耐一定壓力的新型全玻璃真空直通集熱管。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術方案一種全玻璃真空直通集熱管，它包括真空封裝的玻璃外管和玻璃內(nèi)管，兩者間設有支撐件；所述玻璃內(nèi)管上設有太陽能選擇性吸收涂層，玻璃外管上設有增透膜；在支撐件處設有吸氣裝置。所述玻璃內(nèi)管的內(nèi)表面設有拉筋。[0011 ] 所述玻璃內(nèi)管與玻璃外管封口處采用與玻璃內(nèi)管同樣材質的熔封玻璃管，距離封口超過30cm處用玻璃法蘭與波紋管或可伐合金制作的膨脹節(jié)連接。所述玻璃外管一側加裝尾管，尾管設有保護套。所述太陽能選擇性吸收涂層由內(nèi)向外依次為粘結層、紅外發(fā)射層、熱阻擋層、吸收層、減反層。所述吸氣裝置為蒸散型吸氣劑層和非蒸散型吸氣劑層。所述蒸散型吸氣劑為鋇鋁鎳吸氣劑層；非蒸散型吸氣劑為鋯釩鐵型吸氣劑層。所述支撐件包括貼近內(nèi)管的是非閉合的環(huán)形不銹鋼條帶和支撐架，支撐架中間與環(huán)形不銹鋼條帶點焊后兩端與外管內(nèi)壁接觸。該集熱管采用內(nèi)管直通式，包括有玻璃內(nèi)管、玻璃外管構成的玻璃真空管、以內(nèi)管為基體的太陽能選擇性吸收涂層、以外管為基體的增透膜、蒸散型吸氣劑和非蒸散吸氣劑相結合及尾尖加固措施等結構。所述內(nèi)管直通式是內(nèi)管內(nèi)表面在玻璃管生產(chǎn)時做拉筋處理，外管封口處采用與內(nèi)管同樣材質的玻璃管，距離封口處超過30cm處可用玻璃法蘭與波紋管或可伐合金制作的膨脹節(jié)連接，然后再用玻璃法蘭與另一端的外管玻璃相連，封口需采用專用封口機對兩端玻璃直接封口，這樣內(nèi)管受熱膨脹時，經(jīng)做拉筋處理的內(nèi)管，減少線性膨脹量，并且封口處外管與內(nèi)管采用同樣材質，線熱膨脹系數(shù)一致，內(nèi)管升溫后的膨脹量由外管用玻璃法蘭連接的可伐合金制作的膨脹節(jié)或波紋管補償，而經(jīng)封口處一段外管緩慢降溫后，選用的玻璃法蘭與玻璃線熱膨脹系數(shù)基本一致，可有效解決玻璃-金屬引起的膨脹系數(shù)不一致造成破裂或漏氣問題，另外管通過在一側加裝尾管，進行專用排氣臺高溫排氣，然后剎尾管，且加裝尾管保護套。內(nèi)外管采用兩個環(huán)形不銹鋼支撐件進行支撐。所述太陽能選擇性吸收涂層是能夠耐中高溫、高效吸收、低反射率的膜系，包括粘結層、紅外發(fā)射層、熱阻擋層、吸收層、減反層等。所述吸氣劑采用蒸散型和非蒸散型相結合。蒸散型吸氣劑以鋇、鍶、鎂、鈣為主體材料，典型蒸散型吸氣劑常用的有鋇鋁鎳吸氣劑和摻氮吸氣劑，推薦采用的蒸散型吸氣劑采鋇鋁鎳吸氣劑，即能充分發(fā)揮作用，又能有效控制成本；非蒸散型吸氣劑不需要把吸氣金屬蒸散出來，通過對吸氣金屬表面激活使其具有吸氣能力而是。目前常以鋯為主體。是體積型的吸氣劑(涂層型)，它分為單質體積型、合金體積型、大比表面積型三種。它們適于應用在不能使用膜吸氣的場合。例如器件體積很小，無合適的蒸散沉膜表面，怕漏電和怕引入寄生電容的器件以及工作溫度高的器件等均不能用蒸散型吸氣劑。一般把它制成片狀或帶狀，典型非蒸散型吸氣劑常用的有鋯鋁16、鋯釩鐵和鋯石墨等，推薦采用鋯釩鐵型吸氣劑。所述外管增透膜，指在外管表面通過鍍膜方式鍍一層增透性質的膜層，提高外管透射比，推薦使用水溶-凝膠技術，操作方便，成本較低。所述環(huán)形不銹鋼支承件材料一般采用SUS304、301、202、201等材料，考慮放氣量和彈性要求，推薦使用SUS301，結構為貼近內(nèi)管的是非閉合的環(huán)形不銹鋼條帶，支架中間與環(huán)形條帶點焊后兩端與外管內(nèi)壁接觸，為增加支承件彈性，支撐件彎曲度通過模擬計算，既增大內(nèi)外管支撐接觸面，又增加支撐件力度，實現(xiàn)對內(nèi)外管有效支撐。本實用新型的有益效果是結構簡單，成本較低，吸收效果好，壽命長，可以耐中溫、耐一定壓力。
圖1為本實用新型的結構示意圖；圖2為圖1的A向橫截面視圖；圖3為圖1的支撐件位置圖。其中，1玻璃內(nèi)管，2太陽能選擇性吸收涂層，3玻璃外管，4增透膜，5非蒸散型吸氣劑層，6支撐架，7環(huán)形不銹鋼條帶，8蒸散型吸氣劑層，9保護套，10波紋管或膨脹節(jié)，11拉筋，12熔封玻璃管，13玻璃法蘭。
具體實施方式
以下結合附圖與實施例對本實用新型做進一步說明。圖1、圖2中，它包括真空封裝的玻璃外管3和玻璃內(nèi)管1，兩者間設有支撐件；所述玻璃內(nèi)管1上設有太陽能選擇性吸收涂層2，玻璃外管3上設有增透膜4 ；在支撐件處設有吸氣裝置。所述玻璃內(nèi)管1的內(nèi)表面設有拉筋11。所述玻璃內(nèi)管1與玻璃外管3封口處采用與玻璃內(nèi)管1同樣材質的熔封玻璃管 12，距離封口超過30cm處用玻璃法蘭13與波紋管或膨脹節(jié)10連接。所述玻璃外管3 —側加裝尾管，尾管設有保護套9。所述太陽能選擇性吸收涂層2由內(nèi)向外依次為粘結層、紅外發(fā)射層、熱阻擋層、吸收層、減反層。所述吸氣裝置為蒸散型吸氣劑層8和非蒸散型吸氣劑層5。所述蒸散型吸氣劑層8為鋇鋁鎳吸氣劑；非蒸散型吸氣劑層5為鋯釩鐵型吸氣劑。所述支撐件包括貼近玻璃內(nèi)管1的是非閉合的環(huán)形不銹鋼條帶7和支撐架6，支撐架6中間與環(huán)形不銹鋼條帶7點焊后兩端與外管內(nèi)壁3接觸。
權利要求1.一種全玻璃真空直通集熱管，它包括真空封裝的玻璃外管和玻璃內(nèi)管，兩者間設有支撐件；其特征是，所述玻璃內(nèi)管上設有太陽能選擇性吸收涂層，玻璃外管上設有增透膜； 在支撐件處設有吸氣裝置。
2.如權利要求1所述的全玻璃真空直通集熱管，其特征是，所述玻璃內(nèi)管的內(nèi)表面設有拉筋。
3.如權利要求1或2所述的全玻璃真空直通集熱管，其特征是，所述玻璃內(nèi)管與玻璃外管封口處采用與玻璃內(nèi)管同樣材質的熔封玻璃管，距離封口超過30cm處用玻璃法蘭與波紋管或可伐合金制作的膨脹節(jié)連接。
4.如權利要求3所述的全玻璃真空直通集熱管，其特征是，所述玻璃外管一側加裝尾管，尾管設有保護套。
5.如權利要求1所述的全玻璃真空直通集熱管，其特征是，所述太陽能選擇性吸收涂層由內(nèi)向外依次為粘結層、紅外發(fā)射層、熱阻擋層、吸收層、減反層。
6.如權利要求1所述的全玻璃真空直通集熱管，其特征是，所述吸氣裝置為蒸散型吸氣劑層和非蒸散型吸氣劑層。
7.如權利要求6所述的全玻璃真空直通集熱管，其特征是，所述蒸散型吸氣劑為鋇鋁鎳吸氣劑層；非蒸散型吸氣劑為鋯釩鐵型吸氣劑層。
8.如權利要求1所述的全玻璃真空直通集熱管，其特征是，所述支撐件包括貼近內(nèi)管的是非閉合的環(huán)形不銹鋼條帶和支撐架，支撐架中間與環(huán)形不銹鋼條帶點焊后兩端與外管內(nèi)壁接觸。
專利摘要本實用新型涉及一種成本相對較低、吸收效果好、壽命長、耐中溫、耐一定壓力的新型全玻璃真空直通集熱管。它包括真空封裝的玻璃外管和玻璃內(nèi)管，兩者間設有支撐件；所述玻璃內(nèi)管上設有太陽能選擇性吸收涂層，玻璃外管上設有增透膜；在支撐件處設有吸氣裝置。
文檔編號F24J2/46GK202013034SQ20112009456
公開日2011年10月19日 申請日期2011年4月2日 優(yōu)先權日2011年4月2日
發(fā)明者于洪文, 何曉倩, 安利娟, 張艷麗, 李春江, 馬兵, 高健輝, 高源 申請人:山東桑樂真空管有限公司