一種玻璃真空集熱管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種玻璃真空集熱管。
【背景技術(shù)】
[0002]能源是國民經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平提高的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，隨著經(jīng)濟的持續(xù)高速增長，化石能源的資源有限性和開發(fā)利用帶來的環(huán)境問題越來越成為經(jīng)濟和社會的可持續(xù)發(fā)展的制約因素。加快可再生能源的開發(fā)利用是解決能源和環(huán)境問題的重要途徑和措施。太陽能是清潔無污染且永不枯竭的能源，其越來越受到全社會的重視，是發(fā)展最快的可再生能源之一，也是各國競相發(fā)展的重點。
[0003]目前，公知的有效吸收太陽熱能的裝置是太陽能真空集熱管，因此太陽能真空集熱管是太陽能熱利用的核心元器件。而太陽能真空集熱管又分為熱管式和鍍膜管式；熱管式太陽能真空集熱管是在玻璃管中安置一片金屬吸熱板和導(dǎo)熱管，導(dǎo)熱管一端的金屬片與玻璃管緊密封接在一起，導(dǎo)熱管留出一段在玻璃管的外面作為放熱端，玻璃管內(nèi)則抽成真空狀態(tài)使管內(nèi)吸收的熱量不會因空氣的對流而散失，吸收的太陽能則會通過導(dǎo)熱管給需要加熱的物體加熱，但是熱管式太陽能真空集熱管生產(chǎn)技術(shù)復(fù)雜和制造成本高；鍍膜管式太陽能真空集熱管是采用高硼硅玻璃管，將粗細(xì)兩只玻璃管的一端熱熔封圓后再套裝形成內(nèi)外管，再將兩只玻璃管另一端熱熔封接在一起，其內(nèi)管表面鍍有吸收熱量的金屬薄膜，兩管之間抽成真空，同樣是使管內(nèi)吸收的熱量不會因空氣的對流而散失。但是，鍍膜管式太陽能真空集熱管的生產(chǎn)有四道需要火焰熱熔封接的主要工序，因而加工能耗高；鍍膜管式太陽能真空集熱管在使用過程中一旦破碎會使被加熱系統(tǒng)發(fā)生泄漏；鍍膜管式太陽能真空集熱管由于受結(jié)構(gòu)限制不適宜做成大直徑的太陽能真空集熱管，這就限制了太陽能集熱系統(tǒng)向大容量方向的發(fā)展，鍍膜管式太陽能真空集熱管還不利于直接用來加熱氣體。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、換熱效果好的玻璃真空集熱管。
[0005]為達(dá)到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種玻璃真空集熱管，包括玻璃外管、穿設(shè)于所述玻璃外管中的玻璃內(nèi)管，所述玻璃外管和所述玻璃內(nèi)管之間抽設(shè)成真空狀態(tài)，所述集熱管用于向外界提供高溫氣體，所述集熱管還包括設(shè)于所述玻璃內(nèi)管中且沿其長度方向分布的用于吸熱并將熱量交換給所述玻璃內(nèi)管中流動的氣體的翅片、設(shè)于所述翅片和所述玻璃內(nèi)管之間的用于將所述翅片固定在所述玻璃內(nèi)管中的彈性固定件，所述翅片的厚度為d，其中0.08mm^ 1mm。
[0007]優(yōu)選地，所述翅片的表面上設(shè)有若干個用于強化所述翅片和所述玻璃內(nèi)管中流動氣體之間的換熱能力的褶皺和/或小孔。
[0008]優(yōu)選地，所述翅片的徑向截面為多角形。
[0009]更優(yōu)選地，所述翅片為九角星翅片。
[0010]優(yōu)選地，所述翅片由銅合金材料制成。[0011 ] 優(yōu)選地，所述翅片表面涂設(shè)有吸熱涂層。
[0012]優(yōu)選地，所述彈性固定件包括套設(shè)于所述翅片外側(cè)周部的圓環(huán)、設(shè)于所述圓環(huán)和所述玻璃內(nèi)管之間的彈性支架。
[0013]更優(yōu)選地，所述圓環(huán)由耐熱剛性材料制成。
[0014]由于上述技術(shù)方案的運用，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點:本實用新型一種玻璃真空集熱管，通過在玻璃內(nèi)管中設(shè)置極薄的多角形翅片，玻璃內(nèi)管中空氣高速流過時，該多角形翅片發(fā)生顫抖破壞了空氣的流動邊界層，強化了多角形翅片和空氣之間的傳熱；由于多角形翅片的內(nèi)外側(cè)均有空氣流過，通過在多角形翅片上設(shè)置小孔干擾，該邊界層破壞更明顯，傳熱效果得到了進(jìn)一步的強化；該多角形翅片制作工藝簡單，且具有較為穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，可制成直徑較大的翅片，以制得大直徑的太陽能真空集熱管。
【附圖說明】
[0015]附圖1為本實用新型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]附圖2為本實用新型裝置兩兩之間的連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]附圖3為本實用新型裝置的徑向剖視圖。
[0018]其中:1、玻璃外管；2、玻璃內(nèi)管；3、翅片；4、圓環(huán)；5、彈性支架；6、橡膠環(huán)；7、鋼環(huán)固定件。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖來對本實用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的闡述。
[0020]參見圖1-3所示，上述一種玻璃真空集熱管，包括玻璃外管1、穿設(shè)于該玻璃外管I中的玻璃內(nèi)管2，該玻璃外管I和玻璃內(nèi)管2之間抽設(shè)成真空狀態(tài)。該集熱管用于向外界提供高溫空氣，該高溫空氣的溫度一般不高于150°C。該集熱管還包括設(shè)于玻璃內(nèi)管2中且沿其長度方向分布的用于吸收太陽輻射的熱量并將該熱量交換給玻璃內(nèi)管2中流動的空氣的翅片3、設(shè)于該翅片3和玻璃內(nèi)管2之間的用于將該翅片3固定在該玻璃內(nèi)管2中的彈性固定件，該翅片3的厚度為d，其中0.08mm< (K 1mm。在本實施例中，該翅片3的厚度d為0.1_。通過設(shè)置該極薄的翅片3，玻璃內(nèi)管2中流動的空氣介質(zhì)掠過時，翅片3會發(fā)生顫抖，由此破壞了空氣的流動邊界層，形成強化的湍流，增大了空氣介質(zhì)與翅片3的換熱量。
[0021]上述翅片3的表面上還設(shè)有若干個用于強化該翅片3和玻璃內(nèi)管2中流動空氣之間的換熱能力的褶皺和/或小孔。在本實施例中，翅片3表面分布有多個小孔，由于翅片3的內(nèi)外側(cè)均有空氣流過，通過設(shè)置小孔干擾，該邊界層破壞更明顯，使換熱量得到了進(jìn)一步的強化。
[0022]上述翅片3的徑向截面為多角形，增強了吸收太陽輻射的效果，在本實施例中，該翅片3為銅合金材料制得的九角星翅片。通過設(shè)置九角星翅片，增加了翅片與空氣的換熱面積，對空氣的加熱更為均勻。該銅合金材料的耐腐蝕性、導(dǎo)熱性、延展性以及彈性參數(shù)均較好。
[0023]該翅片3表面涂設(shè)有吸熱涂層，主要用于增加0.3mm至3mm波段的太陽輻射的吸收率。
[0024]由于該銅合金翅片3本身具有一定的彈性，且其在高溫下會產(chǎn)生熱膨脹，為了防止其漲壞玻璃內(nèi)管2，該九角星翅片徑向截面外切圓的直徑應(yīng)略小于玻璃內(nèi)管2的直徑，因此需要設(shè)置彈性固定件將其固定在玻璃內(nèi)管2中。在本實施例中，該彈性固定件包括兩個分別套設(shè)于該九角星翅片兩端距其端部分別為該九角星翅片長度的三分之一處的圓環(huán)4、設(shè)于該圓環(huán)4和玻璃內(nèi)管2之間的彈性支架5，每個圓環(huán)4上均對應(yīng)設(shè)有兩個沿該圓環(huán)4徑向分布的彈性支架5。該圓環(huán)4的內(nèi)徑與九角星翅片徑向截面外切圓的直徑相同。該圓環(huán)4由耐熱剛性材料制成，在本實施例中，該圓環(huán)4由陶瓷制成。
[0025]在大型太陽能集熱設(shè)備中，將上述玻璃真空集熱管連接起來使用即可。對于兩相鄰玻璃真空集熱管的連接，為保證氣密性，選用耐高溫橡膠環(huán)6套設(shè)在兩相鄰玻璃外管I的接頭處，并在耐高溫橡膠環(huán)6的外表面套設(shè)鋼環(huán)固定件7，通過旋擰螺母可收緊鋼環(huán)固定件7，將兩相鄰玻璃真空集熱管固定在安裝位置上。
[0026]上述實施例只為說明本實用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本實用新型的內(nèi)容并加以實施，并不能以此限制本實用新型的保護范圍，凡根據(jù)本實用新型精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種玻璃真空集熱管，包括玻璃外管、穿設(shè)于所述玻璃外管中的玻璃內(nèi)管，所述玻璃外管和所述玻璃內(nèi)管之間抽設(shè)成真空狀態(tài)，所述集熱管用于向外界提供高溫氣體，其特征在于:所述集熱管還包括設(shè)于所述玻璃內(nèi)管中且沿其長度方向分布的用于吸熱并將熱量交換給所述玻璃內(nèi)管中流動的氣體的翅片、設(shè)于所述翅片和所述玻璃內(nèi)管之間的用于將所述翅片固定在所述玻璃內(nèi)管中的彈性固定件，所述翅片的厚度為d，其中0.08mm ^ d ^ 1mm。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種玻璃真空集熱管，其特征在于:所述翅片的表面上設(shè)有若干個用于強化所述翅片和所述玻璃內(nèi)管中流動氣體之間的換熱能力的褶皺和/或小孔。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種玻璃真空集熱管，其特征在于:所述翅片的徑向截面為多角形。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種玻璃真空集熱管，其特征在于:所述翅片為九角星翅片。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種玻璃真空集熱管，其特征在于:所述翅片由銅合金材料制成。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種玻璃真空集熱管，其特征在于:所述翅片表面涂設(shè)有吸熱涂層。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種玻璃真空集熱管，其特征在于:所述彈性固定件包括套設(shè)于所述翅片外側(cè)周部的圓環(huán)、設(shè)于所述圓環(huán)和所述玻璃內(nèi)管之間的彈性支架。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種玻璃真空集熱管，其特征在于:所述圓環(huán)由耐熱剛性材料制成。
【專利摘要】本實用新型公開了一種玻璃真空集熱管，包括玻璃外管、穿設(shè)于玻璃外管中的玻璃內(nèi)管，玻璃外管和玻璃內(nèi)管之間抽設(shè)成真空狀態(tài)，集熱管用于向外界提供高溫氣體，集熱管還包括設(shè)于玻璃內(nèi)管中且沿其長度方向分布的用于吸熱并將熱量交換給玻璃內(nèi)管中流動的氣體的翅片、設(shè)于翅片和玻璃內(nèi)管之間的用于將翅片固定在玻璃內(nèi)管中的彈性固定件，翅片的厚度為d，其中0.08mm≤d≤1mm。本實用新型通過在玻璃內(nèi)管中設(shè)置極薄的多角形翅片，玻璃內(nèi)管中空氣高速流過時，該多角形翅片發(fā)生顫抖破壞了空氣的流動邊界層，強化了多角形翅片和空氣之間的傳熱；由于多角形翅片的內(nèi)外側(cè)均有空氣流過，通過在翅片上設(shè)置小孔干擾，該邊界層破壞更明顯，傳熱效果得到了進(jìn)一步的強化。
【IPC分類】F24J2/46
【公開號】CN204705060
【申請?zhí)枴緾N201520449293
【發(fā)明人】匡蕘, 仇秋玲, 宋延琨, 張培阮, 顧秋子
【申請人】張家港市騰昀能源科技有限公司
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2015年6月26日