本发明专利技术涉及一种中温直通式全玻璃真空集热管，由玻璃外管(1)、玻璃内管(2)、第一波形膨胀节(3(A))、第二波形膨胀节(3(B))、第一金属联接管(9(A))和第二金属联接管(9(B))构成；玻璃外管(1)一端通过第一过渡联接环(6(A))与第一波形膨胀节(3(A))的一端封接，另一端通过第二过渡联接环(6(B))与第二波形膨胀节(3(B))的一端封接；波形膨胀节的另一端通过过渡联接环与玻璃内管(2)的两端封接；第一金属联接管(9(A))和第二金属联接管(9(B))分别焊接于第一波形膨胀节(3(A))和第二波形膨胀节(3(B))的外侧管口。本发明专利技术成本较低；封接难度减小；适用于工业用热和热能制冷等太阳能中温热利用系统。
【技术实现步骤摘要】
一种中温直通式全玻璃真空集热管
本专利技术涉及一中温直通式全玻璃真空集热管，用于太阳能中温集热系统，属于太阳能热利用
。
技术介绍
太阳能中高温热利用技术包括工业用热、空调制冷以及太阳能热发电等，是研究热点。槽式集热器是目前商业化程度最高的太阳能中温集热器。直通式金属-玻璃真空集热管作为实现光热转换的组件，是目前槽式集热器的核心部件。商业化的直通式金属-玻璃真空集热管有西门子公司生产的UVAC集热管和肖特公司生产的PTR集热管，其金属-玻璃封接难度较大，封接关键技术被国外垄断，并对国内实行技术封锁，集热管成本较高。金属管和玻璃管的膨胀量差异是导致集热管封接失效的主要原因。国产直通式金属-玻璃真空集热管尚处于仿制阶段，未大规模应用，关键性能指标还落后于国外。开发适用于太阳能中温热利用系统的高效率、低成本的新型直通式集热管具有重要意义。 专利号为ZL99221202.2和ZL200520133468.4的中国技术专利均专利技术了一种适用于太阳能热水器的直通式玻璃真空太阳能集热管，采用金属膨胀节置于内玻璃管和外玻璃管的直管段，吸收因受热产生的热膨胀，相对于传统的U型全玻璃真空集热管，该集热管改善了管内流动方式，强化了集热效果。但由于其两端管口均为玻璃结构，无法有效串联，用于规模化中温集热系统。 申请号为200810019640.1的中国专利技术专利中公开了一种直通式全玻璃真空太阳能集热管，两端采用U型伸缩节从径向消除内、外玻璃管的膨胀量。但是，该集热管仅用于低倍内聚光的CPC(Compound Parabolic Concentrator)聚光系统,集热温度较低；同时,在真空夹层设置CPC增加了集热管的热损失。 上海交通大学王如竹等在“Performance investigat1n on a novelsingle-pass evacuated tube with a symmetrical compound parabolicconcentrator^(Solar Energy，2013，98:275-289) —文中提出了一种直通式全玻璃真空集热管。外管为带有多个波形结构的玻璃管(膨胀节)，用于补偿内外管膨胀量差异。由于玻璃韧性较差，该波形玻璃结构并不能有效补偿较大膨胀量差异，工作温度低于100°C。此外，该集热管两端管口同样为玻璃封接结构，不便于串接。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有直通式金属-玻璃真空集热管以及直通式全玻璃真空集热管的局限，为太阳能中温(100~300°C)集热系统提供一种高效率、低成本的中温直通式全玻璃真空集热管。 本专利技术的技术方案是:一种中温直通式全玻璃真空集热管，由玻璃外管1、玻璃内管2、第一波形膨胀节3 (A)、第二波形膨胀节3 (B)、第一金属联接管9 (A)和第二金属联接管9(B)构成；玻璃外管I和玻璃内管2之间为真空空间4，玻璃内管2外表面镀有高吸收率低发射率的选择性吸收涂层8 ;玻璃内管2外表面一侧靠近端部位置贴有吸气剂5 ;玻璃外管I 一端通过第一过渡联接环6 (A)与第一波形膨胀节3 (A)的一端封接，另一端通过第二过渡联接环6 (B)与第二波形膨胀节3 (B)的一端封接；第一波形膨胀节3 (A)和第二波形膨胀节3(B)的另一端分别通过第三过渡联接环7(A)和第四过渡联接环7(B)与玻璃内管2的两端封接；第一金属联接管9 (A)和第二金属联接管9 (B)分别焊接于第一波形膨胀节3 (A)和第二波形膨胀节3 (B)的外侧管口。 优选上述的玻璃外管I和玻璃内管2的材质均为硼硅玻璃；优选玻璃内管2直径范围为30?70mm，长度为I?4m ;玻璃外管I直径比玻璃内管2大10?30mm。 优选上述的波形膨胀节的材质均为不锈钢；波形膨胀节与玻璃外管和玻璃内管的封接联接形式为外置式或内置式；外置式，设置在玻璃外管I外面；内置式，设置在玻璃外管I里面。 优选波形膨胀节的波数范围为I?10，波形为U型或Ω型。所述的过渡联接环为不锈钢或膨胀合金，材料的膨胀系数为3X10_6?12X10_6m/(m.°C);更优选所述的膨胀合金为Fe-Co-Ni可伐合金时，在25?400°C温度范围内，膨胀系数为4X10—6?6X10_6m/(m.°C ) ο 所述的玻璃外管和玻璃内管以及波形膨胀节与过渡联接环的封接方式采用高频电磁感应熔封、热压封或者焊料焊接工艺。 优选上述的真空空间4的真空度为5X 10_5?0.05Pa。 优选上述的高吸收率低发射率的选择性吸收涂层8的吸收率为86%?96%，发射率为4%?14%。 所述的吸气剂5为蒸散型吸气剂，其材料为钡铝镍或钡钛，形状为碟状、带状、环状或杯状。 所述的金属联接管9为不锈钢等金属材料，当多根中温直通式全玻璃真空集热管进行联接时，可直接焊接或通过在金属联接管9上焊接法兰进行联接。 所述的中温直通式全玻璃真空集热管，适用于槽式、复合抛物面式和菲涅尔式的聚光集热系统。 根据本领域公知的资料，凡是形式和材质与本专利技术相似、没有实质性改变的中温直通式全玻璃真空管集热器，均落在本专利技术的保护范围内。 有益效果: (I)本专利技术的玻璃外管和玻璃内管材料都为玻璃，集热管的集热效率为65%?85 % ;与直通式金属-玻璃真空集热管相比，100?300°C工作温度时，热应力降低50 %?80%，因而降低封接难度和失效率，提高集热管在中温条件下工作的可靠性。 (2)本专利技术的外管和内管采用玻璃材料，不仅材料成本较低；同时，封接难度减小，工艺成本降低。 (3)本专利技术的两端预留有金属焊接管，方便实现多个集热管联接，获得更高的集热温度，适用于工业用热和热能制冷等太阳能中温热利用系统。 【附图说明】 图1为采用U型膨胀节外置时中温直通式全玻璃真空集热管的结构示意图； 其中，1-玻璃外管；2_玻璃内管；3(A)_第一波形膨胀节；3(B)_第二波形膨胀节；4-真空空间；5_吸气剂；6(A)_第一过渡联接环；6(B)_第二过渡联接环；7(A)_第三过渡联接环；7(B)_第四过渡联接环；8_选择性吸收涂层；9(A)_第一金属联接管；9(B)_第二金属联接管。 图2为采用U型膨胀节外置时玻璃外管和玻璃内管连接的局部视图； 图3为采用U型内膨胀节内置时直通式双层玻璃真空集热管的结构示意图； 图4为采用U型内膨胀节内置时玻璃外管和玻璃内管连接的局部视图。 【具体实施方式】 实施例1 如图1所示，本专利技术公开了一种中温直通式全玻璃真空集热管，由玻璃外管1、玻璃内管2、波形膨胀节3和金属联接管9构成；玻璃外管I和玻璃内管2之间为真空空间4，玻璃内管2外表面镀有高吸收率低发射率的选择性吸收涂层8 ;玻璃内管2外表面一侧靠近端部位置贴有吸气剂5 ;玻璃外管I 一端通过第一过渡联接环6 (A)与第一波形膨胀节3(A)的一端封接，另一端通过第二过渡联接环6 (B)与第二波形膨胀节3 (B)的一端封接；第一波形膨胀节3 (A)和第二波形膨胀节3 (B)的另一端分别通过第三过渡联接环7(A)和第四过渡联接环7(B)与玻璃内管2的两端封接；第一金属联接管9(A)和第二金属联接管9(B)分别焊接于第一波形膨胀本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种中温直通式全玻璃真空集热管，其特征在于由玻璃外管(1)、玻璃内管(2)、第一波形膨胀节(3(A))、第二波形膨胀节(3(B))、第一金属联接管(9(A))和第二金属联接管(9(B))构成；玻璃外管(1)和玻璃内管(2)之间为真空空间(4)，玻璃内管(2)外表面镀有高吸收率低发射率的选择性吸收涂层(8)；玻璃内管(2)外表面一侧靠近端部位置贴有吸气剂(5)；玻璃外管(1)一端通过第一过渡联接环(6(A))与第一波形膨胀节(3(A))的一端封接，另一端通过第二过渡联接环(6(B))与第二波形膨胀节(3(B))的一端封接；第一波形膨胀节(3(A))和第二波形膨胀节(3(B))的另一端分别通过第三过渡联接环(7(A))和第四过渡联接环(7(B))与玻璃内管(2)的两端封接；第一金属联接管(9(A))和第二金属联接管(9(B))分别焊接于第一波形膨胀节(3(A))和第二波形膨胀节(3(B))的外侧管口。
【技术特征摘要】
1.一种中温直通式全玻璃真空集热管，其特征在于由玻璃外管(I)、玻璃内管(2)、第一波形膨胀节(3(A))、第二波形膨胀节(3 (B))、第一金属联接管(9(A))和第二金属联接管(9(B))构成；玻璃外管(I)和玻璃内管(2)之间为真空空间(4)，玻璃内管(2)外表面镀有高吸收率低发射率的选择性吸收涂层(8);玻璃内管(2)外表面一侧靠近端部位置贴有吸气剂(5);玻璃外管(I) 一端通过第一过渡联接环^(A))与第一波形膨胀节(3(A))的一端封接，另一端通过第二过渡联接环^(B))与第二波形膨胀节(3(B))的一端封接；第一波形膨胀节(3(A))和第二波形膨胀节(3(B))的另一端分别通过第三过渡联接环(7(A))和第四过渡联接环(7(B))与玻璃内管(2)的两端封接；第一金属联接管(9(A))和第二金属联接管(9(B))分别焊接于第一波形膨胀节(3(A))和第二波形膨胀节(3(B))的外侧管口。2.根据权利要求1所述的中温直通式全玻璃真空集热管，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱跃钊，王银峰，许佳慧，陈海军，钱裕，杨丽，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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