專利名稱：具有雙自補償結構的太陽能集熱管的制作方法
技術領域：
本實用新型主要涉及到太陽能集熱管領域，特指一種具有雙自補償結構的太陽能集熱管。
背景技術：
拋物面槽聚熱式太陽能熱發電，是目前世界上太陽能轉換率最高的太陽能發電方式，其 熱效率可達28%甚至35%，而在現有技術條件下，是單位投資成本較低的太陽能發電方式， 并可實行大規模地發電。降低拋物面集熱式太陽能發電的主要建造成本，關鍵是降低集面裝 置的成本。集熱裝置的設計主要由反射太陽光的拋物面槽式聚光鏡和集熱管組成。反光鏡的
作用是將太陽光反射并集中到集熱管上，將管內的工質加熱到很高的溫度(一般要求達50CTC 以上)。拋物面槽聚熱式太陽能熱發電其中一個關建部件是太陽能集熱管，當成串的太陽能集 熱管串接在一起，逐級加熱，當從最后一根管中出來的工質將達到50(TC或更高。在冬天 系統停止運行后，管子內外密封玻璃管表面的溫度將達到環境溫度，可能達零下二三十度。 因此，金屬工質(工質通常可采用高溫抗燃油)集熱管和外面的玻璃管之間的溫差達到550°C 或更高。
為了有效地利用太陽能，防止工質管中的高溫流體中的溫度失散，需要將玻璃管內抽成 真空。為防止工質的熱量，能過傳導，失散到周圍的環境空氣中，由于太陽能集熱管的工質 管外，套有一層玻璃管，并將玻璃管內的空氣抽成真空。金屬工質加熱管與玻璃管為同心安 裝。由于玻璃和金屬的熱膨脹系數相差很大，因此克服膨脹之差，消除玻璃管上的應力變很 十分重要。另外，現在市場上廣泛采用的集熱管外的玻璃管之間的真空，是通過在玻璃管上 增加一個奶嘴，在管道兩端封連接好后，再將奶嘴加熱軟化，并抽取玻璃管夾層中的空氣， 使之成為真空，然后將奶嘴掐斷封閉，所以會在玻璃管上留下一個小小的玻璃嘴凸。現在市 場上廣泛采用的集熱管外的玻璃管之間的真空，是通過在玻璃管上增加一個奶嘴，在管道兩 端封連接好后，再將奶嘴加熱軟化，并抽取玻璃管夾層中的空氣，使之成為真空，然后將 奶嘴掐斷封閉。所以會在玻璃管上留下一個小小的玻璃嘴凸。
此外，在工業領域中很多場合需要使用超過IO(TC的高溫水或其他流體，而目前一般 的太陽能集熱管，不能在這樣高溫下可靠、長期地工作。本實用專利，也可以應用到需要 高溫的蒸汽、水或其它液體工質的場合。
實用新型內容
本實用新型要解決的問題就在于針對現有技術存在的技術問題，本實用新型提供一種
3結構簡單緊湊、成本低廉、使用壽命長、有效降低熱膨脹影響的具有雙自補償結構的太陽能
集熱管。
為解決上述技術問題，本實用新型提出的解決方案為 一種具有雙自補償結構的太陽能 集熱管，它包括吸熱板、支架以及同軸安裝的金屬工質加熱管和玻璃套管，所述玻璃套管位 于金屬工質加熱管的外側，所述金屬工質加熱管的兩端固定于支架上，吸熱板固定于金屬工 質加熱管的側面上，其特征在于所述金屬工質加熱管上設置有一段以上的金屬膨脹節，所 述玻璃套管的兩端通過金屬連接件固定于金屬工質加熱管上，所述玻璃套管與金屬連接件之 間金屬膨脹封接頭。
所述位于玻璃套管端部的金屬連接件上開設有用來對玻璃套管抽真空的抽氣口。
所述玻璃套管與金屬連接件的連接端呈波紋狀。
與現有技術相比，本實用新型的優點就在于
1、 本實用新型具有雙自補償結構的太陽能集熱管，金屬工質加熱管和玻璃套管均采用雙 自補償膨脹結構，能夠消除玻璃管內的金屬管由于熱膨脹，在玻璃套管與金屬密封膨脹節上 的軸向產生過大的拉伸應力，破壞玻璃管與金屬密封膨脹節之間的密封，而在加熱停止后， 工質管冷卻收縮，而在玻璃管兩端產生過大的擠壓，損壞玻璃管兩端的密封及玻璃管，延 長玻璃管與金屬膨脹節之間的密封使用壽命；
2、 本實用新型具有雙自補償結構的太陽能集熱管，采用在玻璃管兩端的密封金屬膨脹節 的端部開孔抽取管管內空氣使玻璃管內形成真空的方式，改變集熱管抽真空的工藝，并且可 在玻璃管未破裂，玻璃管內真空下降時，在消除空氣泄漏原因后，可以重新建立真空，恢復 集熱管的防止熱傳導損失熱量的功能。
3、 本實用新型具有雙自身膨脹補償結構的太陽能集熱管，在金屬工質加熱管與玻璃套管 的膨脹節頭之間，增加隔熱密封墊和隔熱圈防止工質管上的高溫傳遞到玻璃管上和玻璃管與 金屬膨脹節之間的密封材料上，降低了密封處的溫度，可降低玻璃與金屬膨脹節之間的密封 材料的要求，甚至可以采用常規的密封材料。
圖1是本實用新型的主視結構示意圖； 圖2是本實用新型的側視結構示意圖； 圖3是本實用新型的工作原理示意圖； 圖4是圖1中I處的放大結構示意圖。2、玻璃套管 4、吸熱板 6、抽氣孔
8、玻璃與金屬連接密封圈
10、工質流向
102、密封隔熱內密封墊圈
104、金屬墊圈
106、隔熱套
圖5是圖1中II處的放大結構示意圖。 圖例說明
1、金屬工質加熱管 3、支架 5、金屬膨脹節 7、金屬波紋連接件 9、聚熱反光板 101、金屬定位圈 103、密封隔墊外密封墊圈 105、壓緊彈簧 107、固定螺母具體實施方式
以下將結合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步詳細說明。
如圖1、圖2和圖4所示，本實用新型具有雙自補償結構的太陽能集熱管，它包括吸熱 板4、支架3以及同軸安裝的金屬工質加熱管1和玻璃套管2，玻璃套管2位于金屬工質加熱 管1的外側，所述金屬工質加熱管l的兩端固定于支架3上，吸熱板4固定于金屬工質加熱 管1的側面上，吸熱板4用來吸收聚光板反射過來的太陽光熱能，將熱量傳遞給金屬工質加 熱管l，加熱管內的工質流體10將熱量傳遞出去。在本實用新型中，金屬工質加熱管l上設 置有一段以上的金屬膨脹節5，玻璃套管2的兩端通過金屬連接件7固定于金屬工質加熱管1 上，玻璃套管2與金屬連接件7之間金屬膨脹封接頭8。玻璃套管2與金屬連接件7的連接 端呈波紋狀。金屬工質加熱管1的兩端固定在拋物槽面的支架3上，作為膨脹的死點，由金 屬工質加熱管1上的金屬膨脹節5吸收大部分自身的膨脹量，金屬膨脹節5可以設計成波紋 狀，這樣傳遞到玻璃套管2的膨脹差將變得十分小。這部分相對較小的膨脹差，再繼續由玻 璃套管2兩端的金屬膨脹封接頭7的波紋狀段吸收，因此傳遞到玻璃套管2上的膨脹差而引 起的應力十分地小，從而可延長密封件和玻璃套管2的使用壽命，增加可靠性。參見圖5， 金屬膨脹節頭7是通過金屬定位圈101及固定螺母107與金屬工質加熱管11固定。金屬定 位圈101是焊接在金屬工質加熱管1上的，在金屬工質加熱管1的兩端外圈，各加工一段螺 紋，固定螺母107是通過螺紋與金屬工質加熱管1連接，固定金屬膨脹節頭7。為防止金 屬工質加熱管1上的高溫，通過金屬膨脹節頭7傳遞到與玻璃管2之間的密封材料8處，在金屬膨脹節頭7和工質管之間采用了隔熱圈106隔開金屬工質加熱管11與金屬膨脹節頭7之 間的直接接觸，并在金屬膨脹接頭7兩側，采用了隔熱密封墊圈102和103。為保持金屬 膨脹接頭7和隔熱密封墊圈102和103有適當的密封壓緊的力量，保持良好的密封，在固定 螺母107和墊圈104之間，還設計了壓緊彈簧105，以保證密封面嚴密，不受溫度變化的影 響。另外玻璃管端的金屬波紋膨脹節7可采用高彈性金屬材料制成，呈波紋狀，保持適當的 作用力壓迫在與玻璃密封的面上，保證玻璃管兩端密封面的嚴密性，又不致使玻璃因壓力過 大而碎裂。本實用新型在位于玻璃套管2端部的金屬連接件7上開設有用來對玻璃套管2抽 真空的抽氣口 6，在全部裝配好集熱管的玻璃套管2和金屬工質加熱管1后，再通過抽氣口 6 抽真空；抽好后，關閉閥門，加上堵絲，即可封閉。如果在實際運行中，由于某種原因導致 真空下降，在消除空氣泄漏的原因后，即可以開啟閥門再抽真空，重新使整根集熱管恢復功 能。在較佳實施例中，在金屬工質加熱管1與玻璃套管2膨脹節頭之間，增設有隔熱密封墊 和隔熱圈，防止金屬工質加熱管1上的高溫傳遞到玻璃管與金屬膨脹節之間的密封材料上和 玻璃管上，降低了密封處的溫度，可降低玻璃與金屬膨脹節之間的密封材料的要求，甚至可 以采用常規的密封材料。安裝好本實用新型的集熱管后，在太陽的照射下，陽光通過反光板 9匯聚到吸熱板4上，吸熱板4將熱量通過金屬工質加熱管1傳遞給金屬工質加熱管1中的 工質流體10。
以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，本實用新型的保護范圍并不僅局限于上述實 施例，凡屬于本實用新型思路下的技術方案均屬于本實用新型的保護范圍。應當指出，對于 本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理前提下的若干改進和潤飾，這些 改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
權利要求1、一種具有雙自補償結構的太陽能集熱管，它包括吸熱板(4)、支架(3)以及同軸安裝的金屬工質加熱管(1)和玻璃套管(2)，所述玻璃套管(2)位于金屬工質加熱管(1)的外側，所述金屬工質加熱管(1)的兩端固定于支架(3)上，吸熱板(4)固定于金屬工質加熱管(1)的側面上，其特征在于所述金屬工質加熱管(1)上設置有一段以上的金屬膨脹節(5)，所述玻璃套管(2)的兩端通過金屬連接件(7)固定于金屬工質加熱管(1)上，所述玻璃套管(2)與金屬連接件(7)之間金屬膨脹封接頭(8)。
2、 根據權利要求l所述的具有雙自補償結構的太陽能集熱管，其特征在于所述位于玻 璃套管(2)端部的金屬連接件(7)上開設有用來對玻璃套管(2)抽真空的抽氣口 (6)。
3、 根據權利要求1或2所述的具有雙自補償結構的太陽能集熱管，其特征在于所述玻 璃套管(2)與金屬連接件(7)的連接端呈波紋狀。
專利摘要一種具有雙自補償結構的太陽能集熱管，它包括吸熱板、支架以及同軸安裝的金屬工質加熱管和玻璃套管，所述玻璃套管位于金屬工質加熱管的外側，所述金屬工質加熱管的兩端固定于支架上，吸熱板固定于金屬工質加熱管的側面上，所述金屬工質加熱管上設置有一段以上的金屬膨脹節，所述玻璃套管的兩端通過金屬連接件固定于金屬工質加熱管上，所述玻璃套管與金屬連接件之間采用波紋形金屬膨脹封接頭。本實用新型是一種結構簡單緊湊、成本低廉、使用壽命長、有效降低熱膨脹影響的具有雙自補償結構的高溫太陽能集熱管。
文檔編號F24J2/04GK201293469SQ200820159110
公開日2009年8月19日 申請日期2008年11月10日 優先權日2008年11月10日
發明者唐其敏 申請人:唐其敏