專利名稱：熱管式自聚焦集熱器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種太陽能集熱器件，尤其是一種熱管式自聚焦 集熱器件，屬于太陽能熱利用技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景據(jù)申請人了解，真空集熱管作為太陽能熱利用領(lǐng)域的核心器件， 其主要功能是將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能。熱管是一種高效傳熱元件，具有 效率高、安全性能好等特點。將熱管技術(shù)與真空集熱管集合，制成可 應(yīng)用于中、高溫?zé)崂脠鏊臒峁苁浇饘?玻璃真空集熱管，可以提 高真空集熱管的傳熱和安全性能。制造熱管式金屬-玻璃真空集熱管需要妥善解決的是膨脹問題。 眾所周知，金屬與玻璃的膨脹系數(shù)不同，因此當(dāng)溫度變化后，金屬與 玻璃的膨脹量存在差異，容易導(dǎo)致金屬與玻璃封接斷裂。而插裝在玻 璃管內(nèi)的熱管加熱段頂端是自由端，所以避免了兩端直通式金屬-玻 璃真空集熱管需要采用膨脹節(jié)來消除膨脹量差異的做法，節(jié)省了元器 件，簡化了制作工藝。然而，目前市場上使用的熱管式聚焦集熱管均采用將聚光板預(yù)制 成型后置入玻璃管內(nèi)的結(jié)構(gòu)，再將玻璃管內(nèi)抽真空以防止熱損。這種 聚焦型集熱器雖然效率高，但制作工藝復(fù)雜，聚光板放入玻璃管內(nèi)定 位困難。 實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于針對以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，提出一 種結(jié)構(gòu)簡單、工藝方便、高效率的熱管式自聚焦集熱器件。為了達(dá)到以上目的，本實用新型的熱管式自聚焦集熱器件包括透明玻璃管和加熱段插在其中的熱管，所述熱管加熱段表面涂有吸收太 陽光涂層，所述玻璃管和熱管加熱段之間形成真空腔，其改進之處在于所述玻璃管部分制成截面為二次曲線具有聚焦功能的聚焦面，所 述聚焦面涂上反光材料，形成聚焦反光面，所述熱管的加熱段安置在 所述聚光反光面的聚光帶上。工作時，太陽光透過玻璃管和真空腔，部分直接照射在涂有吸收 太陽光涂層的熱管表面上，絕大部經(jīng)玻璃管下部的聚光反光面反射聚 焦后照射在熱管上，太陽光被熱管表面吸收太陽光涂層吸收后，加熱 熱管管內(nèi)的工質(zhì)，管內(nèi)工質(zhì)汽化后到達(dá)熱管的冷卻段，將熱量傳遞給 熱管冷卻介質(zhì)。冷卻段內(nèi)的蒸汽冷凝后，回到熱管的加熱段重新循環(huán) 使用。本實用新型的優(yōu)點是，由于合理利用玻璃管自身形成反光面，巧 妙將玻璃管與反光面合二為一，因此無需另外在玻璃管內(nèi)設(shè)置聚光 板，與現(xiàn)有內(nèi)置聚光板相比，建構(gòu)簡單，制作方便，降低了成本。此 外，由于接口處加上防護罩，可以更好的保護可伐與玻璃接口，更能 耐高溫。總之，整個結(jié)構(gòu)設(shè)計科學(xué)、簡單、合理，便于大規(guī)模工業(yè)化 生產(chǎn)，性能安全、可靠，成本低，易推廣。 附困說明
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的說明。


圖1為本實用新型實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為
圖1的A-A截面結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為本實用新型實施例二的截面結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4為本實用新型實施例三的結(jié)構(gòu)截面示意圖。 圖中的l是熱管、2是冷卻套管、3冷卻介質(zhì)、4是過渡材料、5 反光材料、6是玻璃管、7是真空腔、8是吸收太陽光涂層、9是支撐、IO是保護罩、ll是吸氣劑。
具體實施方式
實施例一如
圖1所示，本實施例的熱管式自聚焦集熱器件的玻璃管6部分 制成具有聚焦功能的CPC形狀聚焦面，即部分制成截面如圖2所示有 聚焦功能的二次曲線，并將聚焦面涂上一層反光材料5，形成聚焦反 光面。該聚光反光面的具體形狀為截面呈左右對稱的復(fù)合拋物線，在 接近熱管處形成相交峰線。熱管1的加熱^^面涂上吸收太陽光涂層8,插入玻璃管6內(nèi)， 位于聚光反光面的聚光帶上。位于玻璃管外的熱管1冷卻段管外套冷 卻套管2，該套管內(nèi)充有冷卻介質(zhì)3。熱管1與玻璃管6之間通過過 渡材料4封接，封接接口處外加防護罩10,防止太陽光直接輻射到 過渡材料與玻璃接口 。玻璃管6與熱管1之間形成真空腔7。熱管1 借助支撐9固定在玻璃管6中。真空腔7內(nèi)放置吸附劑11,以達(dá)到 并保持真空腔內(nèi)的真空度。工作時，太陽光透過玻璃管6和真空腔7，部分直接照射在涂有 吸收太陽光涂層8的熱管1表面上，絕大部經(jīng)玻璃管下部的CPC聚光 反光面反射聚焦后，照射在熱管1上。太陽光被熱管1表面吸收太陽 光涂層8吸收后，加熱熱管1管內(nèi)的工質(zhì)，這些工質(zhì)汽化后到達(dá)熱管 1的冷卻段，將熱量傳遞給熱管1外的冷卻套管2內(nèi)的冷卻介質(zhì)3。 熱管1的冷卻段內(nèi)蒸汽冷凝后，回到加熱段重新循環(huán)使用。從而實現(xiàn) 了由光能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿倪^程，這些熱能可以用于制備熱水、熱氣體， 或產(chǎn)生蒸汽、高溫氣體進行發(fā)電、海水淡化等熱利用的目的。 實施例二本實施例基本結(jié)構(gòu)與實施例一相同，如圖3所示，特點是玻璃管3的局部制成W型曲折部位，聚光反光面的截面曲線為含有W型曲折 的復(fù)合拋物線，這樣聚光效果更好。 實施例三本實施例基本結(jié)構(gòu)與實施例一相同，如圖4所示，特點是玻璃管 3的局部為連續(xù)的拋物面，即聚光反光面的截面曲線為連續(xù)拋物線， 這樣聚光效果更好這樣玻璃管的制造工藝性更好。除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式。凡采用等 同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本實用新型要求的保護范 圍。
權(quán)利要求1、一種熱管式自聚焦集熱器件，包括透明玻璃管和加熱段插在其中的熱管，所述熱管加熱段表面涂有吸收太陽光涂層，其特征在于所述玻璃管部分制成截面為二次曲線具有聚焦功能的聚焦面，所述聚焦面涂上反光材料，形成聚焦反光面，所述熱管的加熱段安置在所述聚光反光面的聚光帶上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述熱管式自聚焦集熱器件，其特征在于 所述透明玻璃管局部制成截面為二次曲線的聚光反光面。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述熱管式自聚焦集熱器件，其特征在于 所述聚光反光面截面為左右對稱的復(fù)合拋物線，在接近熱管處形成相 交峰線。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述熱管式自聚焦集熱器件，其特征在于 所述聚光反光面的截面曲線為含有W型曲折的復(fù)合拋物線。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述熱管式自聚焦集熱器件，其特征在于 所述聚光反光面的截面曲線為連續(xù)拋物線。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3、 4或5所述熱管式自聚焦集熱器件，其特征在于所述熱管的加熱^史借助支撐安置在聚光反光面的聚光帶上。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述熱管式自聚焦集熱器件，其特征在于 所述熱管與玻璃管之間通過過渡材料封接。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述熱管式自聚焦集熱器件，其特征在于 所述玻璃管與熱管加熱段之間真空腔內(nèi)放置吸氣劑。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述熱管式自聚焦集熱器件，其特征在于 所述封接的接口處外加防護罩。
專利摘要本實用新型涉及一種熱管式自聚焦集熱器件，屬于太陽能熱利用技術(shù)領(lǐng)域。該熱管式自聚焦集熱器件包括透明玻璃管和加熱段插在其中的熱管，熱管加熱段表面涂有吸收太陽光涂層，玻璃管和熱管加熱段之間形成真空腔，玻璃管部分制成截面為二次曲線具有聚焦功能的聚焦面，聚焦面涂上反光材料，形成聚焦反光面，熱管的加熱段安置在聚光反光面的聚光帶上。由于合理利用玻璃管自身形成反光面，巧妙將玻璃管與反光面合二為一，因此無需另外在玻璃管內(nèi)設(shè)置聚光板，簡化了結(jié)構(gòu)，便于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，并且安全、可靠，成本低，易推廣。
文檔編號F24J2/05GK201173619SQ200820032618
公開日2008年12月31日 申請日期2008年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月22日
發(fā)明者張耀明, 軍 王 申請人:東南大學(xué);王 軍;張耀明