專(zhuān)利名稱(chēng)：太陽(yáng)能集熱管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
太陽(yáng)能集熱管技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種中高溫太陽(yáng)能集熱管，屬于太陽(yáng)能中高溫利用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
[0002]太陽(yáng)能中高溫利用主要由槽式聚焦器、太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤裝置、中高溫集熱管、應(yīng)用 裝置等組成。太陽(yáng)能經(jīng)槽式聚焦器聚焦到集熱管的吸收面上，加熱吸收面，使吸收管的溫度 升高，流體在吸熱管內(nèi)流動(dòng)，吸收吸熱管的能量而升高溫度，作為中高溫利用的工作介質(zhì)。[0003]目前，在中高溫集熱系統(tǒng)中，都采用玻璃-金屬真空集熱管作為接收器。其基本結(jié) 構(gòu)為外管為玻璃管，內(nèi)管為金屬管，兩端采用金屬波紋管、可伐合金以及法蘭將玻璃管與金 屬管連接起來(lái)，玻璃管與金屬管采用熱壓封接或熔封封接。金屬外管外壁利用磁控濺射有 選擇性吸收涂層，玻璃管與金屬管間抽真空(如圖6)。然而，由于玻璃管與金屬管的封接工 藝復(fù)雜，技術(shù)難度高，磁控濺射的選擇性吸收膜層在高溫下的性能穩(wěn)定性難以控制，以至于 目前只有德國(guó)的Schott、以色列Solel、意大利ENEA三個(gè)廠家掌握了這種高溫真空集熱管 的制造工藝。國(guó)內(nèi)目前還沒(méi)有能夠生產(chǎn)用于太陽(yáng)能中高溫利用的商業(yè)產(chǎn)品。發(fā)明內(nèi)容[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠克服玻璃-金屬真空太陽(yáng)能集熱管密封工 藝復(fù)雜、結(jié)構(gòu)復(fù)雜及接收器吸熱管周向溫度分布不均勻問(wèn)題的太陽(yáng)能集熱管。[0005]實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是一種太陽(yáng)能集熱管，包括金屬內(nèi)管、金屬外管、第一 聯(lián)結(jié)頭和第二聯(lián)結(jié)頭，所述金屬外管套在金屬內(nèi)管外，金屬內(nèi)管和金屬外管的對(duì)應(yīng)位置均 開(kāi)有軸向縫，金屬內(nèi)管的縫沿處與金屬外管對(duì)應(yīng)的縫沿處形成密封邊，使金屬內(nèi)管和金屬 外管成為一套管體，所述金屬內(nèi)管的外壁與金屬外管的內(nèi)壁之間為流道，所述金屬內(nèi)管的 內(nèi)壁之內(nèi)構(gòu)成吸收腔，金屬內(nèi)管的內(nèi)壁上具有氧化黑色層或者高吸收率的黑色涂層，所述 軸向縫上覆蓋有透明玻璃，所述金屬外管外還包覆有第一保溫隔熱層和第二保溫隔熱層， 所述透明玻璃的邊部插裝在第一保溫隔熱層和第二保溫隔熱層之間，所述第一聯(lián)結(jié)頭和第 二聯(lián)結(jié)頭分別固定在套管體的兩端，所述第一聯(lián)結(jié)頭和第二聯(lián)結(jié)頭均具有液流口，液流口 與流道連通。[0006]所述金屬內(nèi)管的縫沿處與金屬外管對(duì)應(yīng)的縫沿處焊接在一起而形成密封邊。[0007]所述金屬內(nèi)管的內(nèi)壁上的氧化黑色層是高溫處理的氧化黑色層。[0008]所述金屬內(nèi)管的內(nèi)壁上的高吸收率的黑色涂層是高吸收率的高溫黑色涂層。[0009]所述透明玻璃是低發(fā)射率、高透過(guò)率的透明玻璃。[0010]所述流道內(nèi)設(shè)有傳熱肋片，所述傳熱肋片設(shè)在金屬內(nèi)管和/或金屬外管上。[0011]所述金屬內(nèi)管兩端均具有第一球頭，所述第一聯(lián)結(jié)頭和第二聯(lián)結(jié)頭上均具有相應(yīng) 的第二球頭，第一球頭與第二球頭之間形成一定液流縫隙，液流縫隙兩端分別連通相應(yīng)的 液流口和流道。[0012]所述軸向縫的面積為吸收腔的橫截面面積的5 20%。[0013]所述套管體的兩端固定有第一管體聯(lián)結(jié)法蘭和第二管體聯(lián)結(jié)法蘭，第一聯(lián)結(jié)頭和第二聯(lián)結(jié)頭上分別具有第一聯(lián)結(jié)法蘭和第二聯(lián)結(jié)法蘭，第一聯(lián)結(jié)法蘭和第二聯(lián)結(jié)法蘭分別與相應(yīng)的第一管體聯(lián)結(jié)法蘭和第二管體聯(lián)結(jié)法蘭固定連接。[0014]所述金屬外管外還包覆有第一保溫隔熱層和第二保溫隔熱層。[0015]采用上述技術(shù)方案后，由于所述金屬內(nèi)管和金屬外管的對(duì)應(yīng)位置均開(kāi)有軸向縫， 金屬內(nèi)管的縫沿處與金屬外管對(duì)應(yīng)的縫沿處形成密封邊，使金屬內(nèi)管和金屬外管成為一套管體，因此，取消了現(xiàn)有技術(shù)的玻璃-金屬管之間的密封工藝和高溫選擇性吸收涂層，從而克服了玻璃-金屬真空太陽(yáng)能集熱管密封工藝復(fù)雜、結(jié)構(gòu)復(fù)雜及接收器吸熱管周向溫度分布不均勻問(wèn)題；再由于所述金屬內(nèi)管的外壁與金屬外管的內(nèi)壁之間為流道，所述金屬內(nèi)管的內(nèi)壁之內(nèi)構(gòu)成吸收腔，金屬內(nèi)管的內(nèi)壁上具有氧化黑色層或者高吸收率的黑色涂層，所述軸向縫上覆蓋有透明玻璃，所述金屬外管外還包覆有第一保溫隔熱層和第二保溫隔熱層，所述透明玻璃的邊部插裝在第一保溫隔熱層和第二保溫隔熱層之間，因此，使用時(shí)，太陽(yáng)光經(jīng)從太陽(yáng)能集熱管的軸向縫處的透明玻璃進(jìn)入吸收腔，由金屬內(nèi)管的內(nèi)管壁吸收太陽(yáng)能而升溫，流道內(nèi)的介質(zhì)(如水、油)與金屬內(nèi)管進(jìn)行流動(dòng)換熱，金屬內(nèi)管將吸收的太陽(yáng)能傳給流體介質(zhì)，提高介質(zhì)的出口溫度；吸收腔內(nèi)的內(nèi)壁上具有氧化黑色層或者高吸收率的黑色涂層，因而太陽(yáng)光吸收率高；透明玻璃以及第一保溫隔熱層和第二保溫隔熱層可以有效降低吸收腔的對(duì)外界的散熱，提高了吸收腔的溫度和吸熱效率。本實(shí)用新型不僅制造簡(jiǎn)單， 成本低，可以大規(guī)模生產(chǎn)，而且具有熱效率與玻璃-金屬真空太陽(yáng)能集熱管相當(dāng)，工作范圍和應(yīng)用場(chǎng)合寬等優(yōu)點(diǎn)。


[0016]
以下結(jié)合附圖給出的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。[0017]圖1是本實(shí)用新型的太陽(yáng)能集熱管的結(jié)構(gòu)正視圖。[0018]圖2是圖1的A-A剖視圖；[0019]圖3是圖2的B-B剖視圖；[0020]圖4是本實(shí)用新型中的聯(lián)結(jié)頭的結(jié)構(gòu)示意圖；[0021] 閱圖5是本實(shí)用新型中的金屬內(nèi)管、金屬外管與透明玻璃、保溫隔熱層的裝配結(jié)構(gòu)圖;圖6是現(xiàn)有技術(shù)的太陽(yáng)能集熱管的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
[0023]如圖6所示，現(xiàn)有技術(shù)的太陽(yáng)能集熱管，為外管為玻璃管，內(nèi)管為金屬管，兩端采用金屬波紋管、可伐合金以及法蘭將玻璃管與金屬管連接起來(lái)，玻璃管與金屬管采用熱壓封接或熔封封接。[0024]如圖1、2、3、4、5所示，本實(shí)用新型的一種太陽(yáng)能集熱管，包括金屬內(nèi)管8、金屬外管7、第一聯(lián)結(jié)頭15和第二聯(lián)結(jié)頭16，所述金屬外管7套在金屬內(nèi)管8外，金屬內(nèi)管8和金屬外管7的對(duì)應(yīng)位置均開(kāi)有軸向縫8-1、7-1，金屬內(nèi)管8的縫沿處與金屬外管7對(duì)應(yīng)的縫沿處形成密封邊11、12，使金屬內(nèi)管8和金屬外管7成為一套管體，所述金屬內(nèi)管8的外壁與金屬外管7的內(nèi)壁之間為流道13,所述金屬內(nèi)管8的內(nèi)壁18之內(nèi)構(gòu)成吸收腔3,金屬內(nèi)管8的內(nèi)壁18上具有氧化黑色層或者高吸收率的黑色涂層，所述軸向縫8-1、7_1上覆蓋有 透明玻璃9，所述金屬外管7外還包覆有第一保溫隔熱層6和第二保溫隔熱層5，所述透明 玻璃9的邊部插裝在第一保溫隔熱層6和第二保溫隔熱層5之間，所述第一聯(lián)結(jié)頭15和第 二聯(lián)結(jié)頭16分別固定在套管體的兩端，所述第一聯(lián)結(jié)頭15和第二聯(lián)結(jié)頭16均具有液流口 15-1、16-1，液流口 15-1、16-1 與流道 13 連通。[0025]如圖2所示，所述金屬內(nèi)管8的縫沿處與金屬外管7對(duì)應(yīng)的縫沿處焊接在一起而 形成密封邊11、12。所述金屬內(nèi)管8的縫沿處與金屬外管7對(duì)應(yīng)的縫沿處也可以是一體制 造而形成密封邊11、12。[0026]所述金屬內(nèi)管8的內(nèi)壁18上的氧化黑色層是高溫處理的氧化黑色層。高溫處理 的氧化黑色層一般是指金屬經(jīng)30(T500°C加熱，表面生成的氧化黑色層。[0027]所述金屬內(nèi)管8的內(nèi)壁18上的高吸收率的黑色涂層是高吸收率的高溫黑色涂層。 高吸收率的高溫黑色涂層一般是指黑鉻涂層，或黑鎳涂層，或三靶磁控濺射制備鋁-銅-鐵 準(zhǔn)晶涂層。[0028]所述透明玻璃9是低發(fā)射率、高透過(guò)率的透明玻璃。[0029]低發(fā)射率、高透過(guò)率的透明玻璃可以采用上海硅酸鹽研究所研制的LowE玻璃，該 玻璃利用真空沉積技術(shù)的在玻璃表面沉積一層低福射涂層，一般由若干金屬或金屬氧化物 薄層和襯底組成。[0030]如圖3、5所示，所述流道13內(nèi)設(shè)有傳熱肋片14。傳熱肋片14能夠擾動(dòng)流道13內(nèi) 的流體介質(zhì)，能使流體介質(zhì)較好地與套管體進(jìn)行流動(dòng)換熱。[0031]如圖3、5所示，所述傳熱肋片14設(shè)在金屬內(nèi)管8上?；蛘咚鰝鳠崂咂?4設(shè)在 金屬外管7上?；蛘咚鰝鳠崂咂?4設(shè)在金屬內(nèi)管8和金屬外管(7)上。[0032]如圖3、5所不,所述金屬內(nèi)管8兩端均具有第一球頭8-2、8_3，所述第一聯(lián)結(jié)頭 15和第二聯(lián)結(jié)頭16上均具有相應(yīng)的第二球頭15-2、16-2，第一球頭8_2、8_3與第二球 頭15-2、16-2之間形成一定液流縫隙19、20，液流縫隙19、20兩端分別連通相應(yīng)的液流口 15-1、16-1和流道(13)。通過(guò)液流縫隙19、20，流體介質(zhì)能夠均勻覆蓋流過(guò)金屬內(nèi)管8的外 表面，進(jìn)一步提聞?chuàng)Q熱效果。[0033]如圖2、5所示，所述軸向縫8-1、7_1的面積為吸收腔3的橫截面面積的5 20%。這 樣，具有較高的太陽(yáng)光吸收率，可以有效的吸收入射的太陽(yáng)輻射能量。[0034]如圖2、5所示，最好是，所述軸向縫8-1、7_1的面積為吸收腔3的橫截面面積的 10%。[0035]如圖1、2、3、4、5所示，所述套管體的兩端固定有第一管體聯(lián)結(jié)法蘭4和第二管體 聯(lián)結(jié)法蘭10，第一聯(lián)結(jié)頭15和第二聯(lián)結(jié)頭16上分別具有第一聯(lián)結(jié)法蘭15-3和第二聯(lián)結(jié)法 蘭16-3，第一聯(lián)結(jié)法蘭15-3和第二聯(lián)結(jié)法蘭16-3分別與相應(yīng)的第一管體聯(lián)結(jié)法蘭4和第 二管體聯(lián)結(jié)法蘭10固定連接。[0036]如圖1、2、3、5所示，為了降低熱損失，所述金屬外管7外還包覆有第一保溫隔熱層 5和第二保溫隔熱層6。[0037]如圖1、2、3、5所示，使用時(shí)，流體介質(zhì)(如水、油)從所述第一聯(lián)結(jié)頭15的液流口 15-1流經(jīng)液流縫隙19，進(jìn)入流道13 ；同時(shí)，太陽(yáng)光經(jīng)太陽(yáng)能集熱管的軸向縫8-1、7-1處的 低發(fā)射率、高透明的透明玻璃9進(jìn)入吸收腔3，由金屬內(nèi)管8的內(nèi)管壁18吸收太陽(yáng)能而升溫，流道13內(nèi)的流體介質(zhì)與金屬內(nèi)管8進(jìn)行流動(dòng)換熱， 金屬內(nèi)管8將吸收的太陽(yáng)能傳給流體介質(zhì)，提高流體介質(zhì)的溫度。流道13內(nèi)的流體介質(zhì)再?gòu)慕?jīng)液流縫隙20，從第二聯(lián)結(jié)頭16 的液流口 16-1流出。
權(quán)利要求1.一種太陽(yáng)能集熱管，其特征在于a、包括金屬內(nèi)管(8)、金屬外管(7)、第一聯(lián)結(jié)頭(15)和第二聯(lián)結(jié)頭(16),b、所述金屬外管(7)套在金屬內(nèi)管(8)外，金屬內(nèi)管(8)和金屬外管(7)的對(duì)應(yīng)位置均開(kāi)有軸向縫(8-1、7-1)，金屬內(nèi)管(8)的縫沿處與金屬外管(7)對(duì)應(yīng)的縫沿處形成密封邊 (11、12)，使金屬內(nèi)管(8)和金屬外管(7)成為一套管體，C、所述金屬內(nèi)管(8)的外壁與金屬外管(7)的內(nèi)壁之間為流道(13)，所述金屬內(nèi)管(8) 的內(nèi)壁(18)之內(nèi)構(gòu)成吸收腔(3)，金屬內(nèi)管(8)的內(nèi)壁(18)上具有氧化黑色層或者高吸收率的黑色涂層，d、所述軸向縫(8-1、7-1)上覆蓋有透明玻璃(9)，e、所述金屬外管(7)外還包覆有第一保溫隔熱層(6)和第二保溫隔熱層(5)，所述透明玻璃(9)的邊部插裝在第一保溫隔熱層(6)和第二保溫隔熱層(5)之間，f、所述第一聯(lián)結(jié)頭(15)和第二聯(lián)結(jié)頭(16)分別固定在套管體的兩端，g、所述第一聯(lián)結(jié)頭(15)和第二聯(lián)結(jié)頭(16)均具有液流口(15-1、16-1),液流口(15_1、 16-1)與流道(13)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能集熱管，其特征在于所述金屬內(nèi)管(8)的縫沿處與金屬外管(7)對(duì)應(yīng)的縫沿處焊接在一起而形成密封邊(11、12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能集熱管，其特征在于所述金屬內(nèi)管(8)的內(nèi)壁(18) 上的氧化黑色層是高溫處理的氧化黑色層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能集熱管，其特征在于所述金屬內(nèi)管(8)的內(nèi)壁(18) 上的高吸收率的黑色涂層是高吸收率的高溫黑色涂層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能集熱管，其特征在于所述透明玻璃(9)是低發(fā)射率、 高透過(guò)率的透明玻璃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能集熱管，其特征在于所述流道(13)內(nèi)設(shè)有傳熱肋片 (14)，所述傳熱肋片(14)設(shè)在金屬內(nèi)管(8)和/或金屬外管(7)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能集熱管，其特征在于所述金屬內(nèi)管(8)兩端均具有第一球頭(8-2、8-3)，所述第一聯(lián)結(jié)頭(15)和第二聯(lián)結(jié)頭(16)上均具有相應(yīng)的第二球頭 (15-2、16-2)，第一球頭(8-2、8-3)與第二球頭(15_2、16_2)之間形成一定液流縫隙(19、 20)，液流縫隙(19、20)兩端分別連通相應(yīng)的液流口(15-1、16-1)和流道(13)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能集熱管，其特征在于所述軸向縫(8-1、7-1)的面積為吸收腔(3)的橫截面面積的5 20%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能集熱管，其特征在于所述套管體的兩端固定有第一管體聯(lián)結(jié)法蘭(4)和第二管體聯(lián)結(jié)法蘭(10)，第一聯(lián)結(jié)頭(15)和第二聯(lián)結(jié)頭(16)上分別具有第一聯(lián)結(jié)法蘭(15-3)和第二聯(lián)結(jié)法蘭(16-3)，第一聯(lián)結(jié)法蘭(15-3)和第二聯(lián)結(jié)法蘭 (16-3)分別與相應(yīng)的第一管體聯(lián)結(jié)法蘭(4)和第二管體聯(lián)結(jié)法蘭(10)固定連接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種太陽(yáng)能集熱管，包括金屬內(nèi)管、金屬外管、第一聯(lián)結(jié)頭和第二聯(lián)結(jié)頭，金屬外管套在金屬內(nèi)管外，金屬內(nèi)管和金屬外管的對(duì)應(yīng)位置均開(kāi)有軸向縫，金屬內(nèi)管的縫沿處與金屬外管對(duì)應(yīng)的縫沿處形成密封邊，成為一套管體，金屬內(nèi)管的外壁與金屬外管的內(nèi)壁之間為流道，金屬內(nèi)管的內(nèi)壁之內(nèi)構(gòu)成吸收腔，金屬內(nèi)管的內(nèi)壁上具有氧化黑色層或者高吸收率的黑色涂層，軸向縫上覆蓋有透明玻璃，金屬外管外還包覆有第一保溫隔熱層和第二保溫隔熱層，透明玻璃的邊部插裝在第一保溫隔熱層和第二保溫隔熱層之間，第一聯(lián)結(jié)頭和第二聯(lián)結(jié)頭分別固定在套管體的兩端。本實(shí)用新型制造簡(jiǎn)單，成本低，吸熱效率高。
文檔編號(hào)F24J2/46GK202885319SQ20122058258
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月7日
發(fā)明者黃護(hù)林, 孫忠偉 申請(qǐng)人:江蘇尚森太陽(yáng)能科技發(fā)展有限公司