一种太阳能集热器真空管结构制造技术

本发明专利技术涉及一种太阳能集热器真空管结构，包括金属内管、玻璃外管、置于金属内管内的U型管，金属内管的开口端与玻璃外管的开口端熔接，且金属内管的该端密封嵌有管堵头，U型管的两端穿过管堵头，金属内管与玻璃外管之间为真空腔，真空腔内位于金属内管的U型底部设有弹力卡件；金属内管的外表面涂设有选择性吸收涂层，金属内管的外壁与内壁均由间隔设置的凸起部、凹槽部组成的波浪状结构，金属内管内壁的凸起部上一体连接有多个上下平行分布的翅片环，U型管贯穿多个翅片环设置。本发明专利技术具有如下优点：提高金属内管的结构强度以及承压能力，实现光能高利用率以及热传导率，有效缓冲金属内管热胀冷缩引起的应力变化。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能集热器真空管结构
：本专利技术属于太阳能集热器领域，具体涉及一种太阳能集热器真空管结构。
技术介绍
：太阳能是一种分散性和间歇性的能源，要想充分利用它就需要用到储能技术将白天充足的太阳能储存起来，以供夜间或阴天使用。太阳能集热器是一种吸收太阳辐射能的装置，通过吸收一定波长的太阳辐射，将太阳辐射转化为其它形式的能量。目前用于太阳能集热器的真空管结构采用双层玻璃管，一端开口一端成封闭状态的长圆柱形管道，封闭端朝下放置，开口端与太阳能集热器的联箱连接，双层玻璃管之间的空气夹层做真空处理，减少由空气流动造成的热损，这种结构的太阳能集热器真空管结构具有传导和对流热损失少的优点，然而这种成熟的生产技术具有如下缺陷：1、采用双玻璃管结构，由于玻璃内管结构硬而脆，且玻璃内管吸收太阳能辐射而温度升高，玻璃内管的表面和内部产生温度差，直接受热的玻璃内管表面温度高，间接受热的玻璃内管温度低，受热的玻璃内管外壁力求膨胀，向四周扩张，而温度较低的内部企图维持其原状而阻碍外部的扩张，因此在玻璃内管的内部产生膨胀与反膨胀的作用，也就产生了伸张与压缩的作用，玻璃内管的外壁产生压应力，内壁产生张应力，平滑的玻璃内管在长期受到内外应力作用下，极易发生炸裂现象；2、由于太阳辐射角度在一天之内变化较大，部分光线发生折射和散射，聚光效果差，太阳能利用率低，无法实现光能的高利用率，且玻璃内管内部的流至与U型管无法充分接触，热传导率低。3、真空管的端部热应力更为集中，传统在真空腔内设置弹力卡件，对玻璃内管端部受热膨胀后起到一定缓冲保护作用，现有弹力卡件由多个金属卡片组成，多个金属卡片均匀分布在玻璃内管的外壁，且金属卡片的一侧端与玻璃外管的内壁相接触，金属卡片的另一侧端与玻璃内管的外壁相接触，且相互之间的接触为点接触，接触面积较小，当玻璃内管受热应力作用而发生膨胀时，金属卡片与玻璃内管、玻璃外管之间接触位置的压力较大，弹簧卡片本身的弹力逐步衰弱，使用一段时间后，弹簧卡片脱离玻璃内管与玻璃外管，影响玻璃内管端部位置的热应力缓冲保护。
技术实现思路
：本专利技术的目的是为了克服以上的不足，提供一种太阳能集热器真空管结构，提高金属内管的结构强度以及承压能力，实现光能高利用率以及热传导率，有效缓冲金属内管热胀冷缩引起的应力变化。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种太阳能集热器真空管结构，包括金属内管、玻璃外管、置于金属内管内的U型管，金属内管的开口端与玻璃外管的开口端熔接，且金属内管的该端密封嵌有管堵头，U型管的两端穿过管堵头并与太阳集热器的进口端、出口端对应连接，金属内管与玻璃外管之间为真空腔，真空腔内位于金属内管的U型底部设有弹力卡件；金属内管的外表面涂设有选择性吸收涂层，金属内管的外壁与内壁均由间隔设置的凸起部、凹槽部组成的波浪状结构，金属内管内壁的凸起部上一体连接有多个上下平行分布的翅片环，U型管贯穿多个翅片环设置。本专利技术的进一步改进在于：金属内管底部的外壁为光滑面，金属内管底部的内壁为波浪面。本专利技术的进一步改进在于：弹力卡件包括环形支撑座以及置于环形支撑座外壁上向外延伸的多个弹性金属片，弹性金属片包括依次设置的第一圆弧段、第一凸起段、第二圆弧段、第二凸起段、第三圆弧段，第一凸起段、第二凸起段为开口背向金属内管设置的圆弧状结构，第一凸起段与第二凸起段之间通过第二圆弧段平滑过渡，第二凸起段与环形支撑座之间通过第三圆弧段平滑过渡，弹力卡件的第二凸起段在自然状态下与金属内管外壁相邻的两个凸起部接触，弹力卡件的第一圆弧段在自然状态下与玻璃外管的内壁接触。本专利技术的进一步改进在于：环形支撑座的内边缘一体设有导向圆弧片，导向圆弧片与金属内管的底部相配合，环形支撑座的下端设有多个等圆周分布的连接片，多个连接片向着环形支撑座的中心聚拢并向玻璃外管的内壁底部一体延伸有弹簧，弹簧的一端与玻璃外管熔接。本专利技术的进一步改进在于：连接片包括与环形支撑座连接的倾斜部以及置于倾斜部下端的水平部，多个连接片的水平部在环形支撑座的中轴线处上下堆叠并固定。本专利技术的进一步改进在于：弹性金属片由金属内管的底部向着端部方向呈逐步扩张延伸。本专利技术的进一步改进在于：第一圆弧段的开口朝向金属内管设置。本专利技术的进一步改进在于：翅片环呈倾斜安装在金属内管内，玻璃外管倾斜安装后，翅片环呈水平设置。本专利技术的进一步改进在于：金属内管内部具有流质，所述流质为水。本专利技术的进一步改进在于：真空腔由玻璃外管与金属内管密封后抽真空而成。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、本专利技术的真空管采用金属内管以及玻璃外管相结合的结构形式，同时金属内管的外壁与内壁均由间隔设置的凸起部、凹槽部组成的波浪状结构，外壁上的波浪状结构能有效利用不同太阳光线的折射和散射，提高光能利用率，同时波浪状结构能够提高金属内管的结构强度，有效避免外壁压应力以及内壁的张应力；其次，金属内管内壁的波浪状结构提高金属内管壁的温度与金属内管内的流质充分接触面积，受热均匀，提高热传导率，金属内管内的翅片环不仅提高了金属内管的结构强度，避免内外温度差引起的内部热应力集中而发生金属内管的变形甚至裂开，而且翅片环具有强化传热的作用，使金属内管内的流质温度均与，导热率高。2、本专利技术中的弹力卡件采用一体式结构，避免当弹力卡件长期受到金属内管端部膨胀而丧失部分弹力后在真空腔内松动，防止弹力卡件脱离真空腔底部，弹性金属片的第二凸起段与金属内管相邻的两凸起部接触，两接触点位于第二凸起段中轴线两侧，当金属内管膨胀时对弹性金属片本身的压力小，避免弹性金属片本身发生变形损坏，从而影响真空管的正常使用；弹力卡件通过依次间隔设置的两个凸起段以及三个圆弧段组成，保证其弹力性，提高缓冲效果。3、导向圆弧片对金属内管的端部起到一定支托作用，同时当金属内管端部膨胀时导向圆弧片可向外扩散进行缓冲，弹簧的设置起到将弹力卡件与玻璃外管内壁进行连接的作用，避免金属内管冷缩后弹力卡件在真空腔内松动甚至脱离，同时弹簧的设置进一步提高了弹力卡件的缓冲力，当金属内管端部受热证冷缩时，弹力卡件可适时调整其在真空腔内的高度位置。附图说明：图1为本专利技术一种太阳能集热器真空管结构的结构示意图。图2为本专利技术一种太阳能集热器真空管结构的弹力卡件的结构示意图。图中标号：1-弹力卡件、2-玻璃外管、3-U型管、4-管堵头、5-真空腔、6-金属内管、7-翅片环；11-环形支撑座、12-弹性金属片、13-导向圆弧片、14-连接片、15-弹簧；121-第一圆弧段、122-第一凸起段、123-第二圆弧段、124-第二凸起段、125-第三圆弧段；141-倾斜部、142-水平部；61-凸起部、62-凹槽部、63-光滑面、64-波浪面。具体实施方式：为了加深对本专利技术的理解，下面将结合实施例和附图对本专利技术作进一步详述，该实施例仅用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术保护范围的限定。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语指示方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能集热器真空管结构，其特征在于：包括金属内管（6）、玻璃外管（2）、置于金属内管（6）内的U型管（3），所述金属内管（6）的开口端与玻璃外管（2）的开口端熔接，且所述金属内管（6）的该端密封嵌有管堵头（4），所述U型管（3）的两端穿过管堵头（4）并与太阳集热器的进口端、出口端对应连接，所述金属内管（6）与玻璃外管（2）之间为真空腔（5），所述真空腔（5）内位于金属内管（6）的U型底部设有弹力卡件（1）；所述金属内管（6）的外表面涂设有选择性吸收涂层，所述金属内管（6）的外壁与内壁均由间隔设置的凸起部（61）、凹槽部（62）组成的波浪状结构，所述金属内管（6）内壁的凸起部（61）上一体连接有多个上下平行分布的翅片环（7），所述U型管（3）贯穿多个翅片环（7）设置。/n

【技术特征摘要】
1.一种太阳能集热器真空管结构，其特征在于：包括金属内管（6）、玻璃外管（2）、置于金属内管（6）内的U型管（3），所述金属内管（6）的开口端与玻璃外管（2）的开口端熔接，且所述金属内管（6）的该端密封嵌有管堵头（4），所述U型管（3）的两端穿过管堵头（4）并与太阳集热器的进口端、出口端对应连接，所述金属内管（6）与玻璃外管（2）之间为真空腔（5），所述真空腔（5）内位于金属内管（6）的U型底部设有弹力卡件（1）；所述金属内管（6）的外表面涂设有选择性吸收涂层，所述金属内管（6）的外壁与内壁均由间隔设置的凸起部（61）、凹槽部（62）组成的波浪状结构，所述金属内管（6）内壁的凸起部（61）上一体连接有多个上下平行分布的翅片环（7），所述U型管（3）贯穿多个翅片环（7）设置。


2.根据权利要求1所述一种太阳能集热器真空管结构，其特征在于：所述金属内管（6）底部的外壁为光滑面（63），所述金属内管（6）底部的内壁为波浪面（64）。


3.根据权利要求2所述一种太阳能集热器真空管结构，其特征在于：所述弹力卡件（1）包括环形支撑座（11）以及置于环形支撑座（11）外壁上向外延伸的多个弹性金属片（12），所述弹性金属片（12）包括依次设置的第一圆弧段（121）、第一凸起段（122）、第二圆弧段（123）、第二凸起段（124）、第三圆弧段（125），所述第一凸起段（122）、第二凸起段（124）为开口背向金属内管（6）设置的圆弧状结构，所述第一凸起段（122）与第二凸起段（124）之间通过第二圆弧段（123）平滑过渡，所述第二凸起段（124）与环形支撑座（11）之间通过第三圆弧段（125）平滑过渡，所述弹力卡件（1）的第二凸起段（124）在自然状态下与金属内管（6）外壁相邻的两个凸起部（61）...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯亚平，陈华，范存燕，
申请(专利权)人：江苏浴普太阳能有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32