专利名称：单层充气保温集热管的利记博彩app
技术领域：
单层充气保温集热管技术领域[0001]本实用新型涉及一种集热管，具体涉及一种单层充气保温集热管。
背景技术：
[0002]太阳能的商业化开发和利用是可再生能源领域的一个重要发展趋势，欧盟、日本和美国已经把2030年以后能源供应安全的重点放在太阳能等可再生能源方面。据国际能源署(IEA)预计，到2040年太阳能发电将占世界电力供应的20%以上。[0003]目前，聚光式太阳能热发电技术作为太阳能利用的一种重要方式，已成为国际太阳能技术发展的重要方向之一。通过三十多年的研究开发和实践，在国际上已达成以下共识太阳能热发电站，尤其是槽式太阳能热电站，可能是目前最经济的太阳能发电方式，而且只有槽式太阳能热发电实现了商业化运行，因此它是最成熟的太阳能热发电技术。[0004]槽式太阳能热发电系统的工作过程是由跟踪太阳的槽型抛物面聚光器聚集太阳光，太阳光能加热集热管内的导热工质，通过热交换产生过热的蒸汽，蒸汽驱动汽轮发电机组发电。其中的集热管是槽式太阳能热发电系统的核心部件。集热管一般由表面镀有选择性吸收薄膜的金属内管和套装在金属内管外的玻璃外管组成，为了减少热损失，玻璃外管内壁与金属内管外壁之间的空间抽真空形成真空腔室。玻璃外管和金属内管在管端设置有用于气密性连接的连接结构。但是，由于金属和玻璃有不同的热膨胀系数且二者在集热管运行时受热情况不同，即金属管受热达到400°C左右，而玻璃管受热仅为100°C，因此要求金属内管和玻璃外管之间膨胀补偿，通常是采用金属波纹管来缓解纵向热膨胀应力。然而， 这种成熟的高温真空管制造技术仅有德国、以色列等国家的少数厂家掌握。[0005]近年来，在我国国内市场上出现的集热管大多是在金属内管与玻璃外管间抽真空以隔绝金属内管与空气间的热传递，从而提高集热管的效率，所以集热管往往也称为真空集热管。但是，这种真空集热管存在以下缺陷(I)储存在金属内管中的导热工质会产生氢气，氢气分子能够透过金属内管的管壁渗透进真空腔室内，同时集热管本身也有一定的泄漏使空气进入真空区，因此导致集热管的真空度降低，使得工作效率下降，并缩短了集热管的整体使用寿命；(2)抽真空技术以及金属与玻璃管的焊接技术十分复杂，导致集热管的生产成本居高不下。实用新型内容[0006]本实用新型的目的在于提供一种结构简单、能够延长使用寿命、降低生产成本且能够提高效率的单层充气保温集热管。[0007]本实用新型的目的通过以下的技术措施来实现一种单层充气保温集热管，包括用于储存导热工质的金属内管和外套于金属内管的玻璃外管，所述金属内管与玻璃外管在管端通过气密连接结构连接以使二者之间形成横向截面为环形的腔室，其特征在于所述气密连接结构包括波纹管、端盖及过渡连接件，所述端盖分设在所述玻璃外管的端部且由所述金属内管穿过端盖的中心通孔，所述波纹管套装在所述金属内管上并位于所述端盖之间，所述波纹管的两端分别通过过渡连接件与所述金属内管、端盖连接而将所述腔室密封， 在所述端盖上还设有用于向所述腔室中充入惰性气体或者抽真空用的气孔。[0008]本实用新型可向腔室内充入惰性气体以实现隔热功能，与现有抽真空方式相比， 虽然充入惰性气体方式的绝热效果稍差，但是由于腔室内惰性气体的气压与外界大气压相差不大，因此，气密连接结构的气密性要求降低，能够大幅度降低制作难度，降低生产成本； 另外，本实用新型的结构简单，充入惰性气体后，腔室中具有一定的压强，导热工质产生的氢气不容易渗透到腔室中，对保温性能影响极小。可见，与现有采用抽真空技术相比，本实用新型能显著地避免了现有集热管的工作效率及使用寿命降低的现象，具有更长的使用寿命O[0009]作为本实用新型的一种优选实施方式，所述过渡连接件包括同心异径管和连接管，所述同心异径管套装在所述金属内管上，所述同心异径管的较小口径一端连接在所述金属内管的端部上，而所述同心异径管较大口径的一端与所述波纹管一端连接；所述连接管外套在所述波纹管及同心异径管上，所述连接管的一端具有向管口平面弯折的折边，所述折边连接在所述端盖中心通孔的外缘上，所述连接管的另一端与所述波纹管另一端连接以使连接管支撑在波纹管的外围。[0010]作为本实用新型的一种改进，所述端盖包括盖体与粘结环，所述盖体是一环形板， 所述粘结环的一端部开有环形的U型槽，粘结环的U型槽的底端具有环形的延伸部，所述延伸部与所述盖体的边缘连接，所述U型槽与玻璃外管的管壁相适配，所述玻璃外管的管端插入U型槽内粘接固定。由于充入的惰性气体的气压与外界气压相差小，因此对气密连接结构的气密性要求低，所以金属内管与玻璃外管连接能够采用较为简单的粘结技术。[0011]作为本实用新型推荐的方式，所述粘结环与玻璃外管之间采用耐高温粘结胶粘接。[0012]作为本实用新型的一种实施方式，所述玻璃外管采用全透明玻璃制成。[0013]作为本实用新型的另一种实施方式，所述玻璃外管的外壁或内壁上局部镀有反射层，所述反射层沿所述玻璃外管的轴向延伸以使反射层形成弧形面，且所述反射层的横截面为弧形，它所对应的圆心角范围是20 200°。玻璃外管上镀反射层可以提高对反射、散射光线的利用，进而提高集热管的工作效率。[0014]本实用新型还可以有以下实施方式[0015]所述金属内管的外壁上镀有太阳光谱选择性吸收膜，所述太阳光谱选择性吸收膜覆盖在金属内管的全部外壁上。[0016]作为本实用新型的改进，在所述太阳光谱选择性吸收膜上或者金属内管的外壁上局部涂有保温层，其余部位则与设置在集热管外部的聚光器相配合实现聚光集热，所述保温层沿所述太阳光谱选择性吸收膜的轴向延伸以使保温层形成弧形面，且所述保温层的横截面为弧形，所述保温层对应的圆心角范围是20 200°。[0017]在太阳光谱选择性吸收膜上涂保温层的具体部位是根据槽型抛物聚光器的安装位置及所需要达到的集热效果来确定的，即在不吸收或较少吸收太阳光部分涂保温层，而其余部位与槽型抛物聚光器共同配合实现集热管的集热功能，涂保温层可以减少集热管的热损失，提高集热管的整体效率。[0018]所述气孔通过管路连接用于贮存惰性气体的储气罐；所述气孔通过管路连接抽真空装置。[0019]作为本实用新型的改进，在所述保温层上镀有金属抗发射层。金属抗发射层可以降低金属内管非吸光区域的发射率。[0020]作为本实用新型另一种实施方式，所述金属内管的最外层上局部镀有金属抗发射层，其余部位则与设置在集热管外部的聚光器相配合实现聚光集热，所述金属抗发射层沿集热管的轴向延伸以使金属抗发射层形成弧形面，且所述金属抗发射层的横截面为弧形， 所述金属抗发射层对应的圆心角范围是20 200°。金属抗发射层的主要作用是降低金属内管非吸光区域的发射率。[0021]与现有技术相比，本实用新型具有如下显著的效果[0022](I)本实用新型可向腔室内充入惰性气体以实现隔热功能，与现有抽真空方式相比，虽然充入惰性气体方式的绝热效果稍差，但是由于腔室内的惰性气体气压与外界大气压相差较小，因此，本实用新型对气密连接结构的气密性要求降低，能够大幅度降低制作难度，从而降低生产成本。[0023](2)本实用新型的结构简单，由于充入惰性气体后，腔室中具有一定的压强，导热工质产生的氢气虽然也会渗透到腔室中，但由于惰性气体的存在，其对保温性能的整体影响极小，所以与现有采用抽真空技术相比，本实用新型长期使用后，能避免工作效率及使用寿命降低的现象。[0024](3)本实用新型由于充入的惰性气体气压与外界气压相差较小，对气密连接结构的气密性要求低，所以金属内管与玻璃外管连接能够采用较为简单的粘结技术，可进一步降低制作成本。[0025](4)玻璃外管上镀反射层可以提高对反射、散射光线的利用，进而提高集热管的工作效率。[0026](5)在金属管外壁上不吸收或较少吸收太阳光部分涂上保温层可以减少热损失， 提高集热管的整体效率。[0027](6)在保温层上或者金属内管的外壁上镀有金属抗发射层，金属抗发射层可以降低金属内管非吸光区域的发射率。[0028](7)本实用新型的实用性强，可广泛适用于太阳能热发电系统中。
[0029]
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。[0030]图I是本实用新型实施例I的轴向半剖视示意图；[0031]图2是本实用新型实施例2的轴向半剖视示意图；[0032]图3是本实用新型实施例3的轴向半剖视示意图。
具体实施方式
[0033]实施例I[0034]如图I所示，是本实用新型一种单层充气保温集热管，包括用于储存导热工质的金属内管I和外套于金属内管I的玻璃外管2，金属内管I的外壁上镀有太阳光谱选择性吸收膜，太阳光谱选择性吸收膜覆盖在金属内管I的全部外壁上。玻璃外管2采用全透明玻璃制成，金属内管I与玻璃外管2在管端通过气密连接结构连接以使二者之间形成横向截面为环形的腔室3，气密连接结构包括波纹管4、端盖及过渡连接件，端盖分设在玻璃外管2 的端部且由金属内管I穿过端盖的中心通孔，波纹管4套装在金属内管I上并位于端盖之间，波纹管4的两端分别通过过渡连接件与金属内管I、端盖连接而将腔室3密封，在端盖上还设有用于对腔室3抽真空的气孔，气孔通过管路10连接抽真空装置。[0035]在本实施例中，过渡连接件包括同心异径管5和连接管6，同心异径管5套装在金属内管I上，同心异径管5的较小口径一端焊接在金属内管I的端部上，而同心异径管5的较大口径一端则与波纹管4 一端焊接；连接管6外套在波纹管4及同心异径管5上，连接管 6的一端具有向管口平面弯折的折边7，折边7的外侧焊接在端盖中心通孔的外缘，连接管 6的另一端与波纹管4另一端焊接以使连接管6支撑在波纹管4的外围。连接管6除了具有连接、支撑的功能之外，还起到保护波纹管4的作用。[0036]端盖包括盖体8与粘结环，盖体8是一环形板，粘结环的一端部开有环形的U型槽 92，粘结环的U型槽92的底端具有环形的延伸部91，延伸部91与盖体8的边缘连接，U型槽92与玻璃外管2的管壁相适配，玻璃外管2的管端插入U型槽92内并采用耐高温粘结胶粘接固定。[0037]实施例2[0038]如图2所示，本实施例与实施例I的区别之处在于玻璃外管2的外壁上局部镀有反射层12，反射层12沿玻璃外管2的轴向延伸以使反射层12形成弧形面，且反射层12的横截面为弧形，它所对应的圆心角是120°，玻璃外管上镀反射层可以提高对反射、散射光线的利用，进而提高集热管的工作效率。在端盖上还设有用于向腔室3中充入惰性气体的气孔，惰性气体采用氩气，气孔通过管路13连接用于贮存氩气的储气罐。[0039]实施例3[0040]如图3所示，本实施例与实施例2的区别之处在于在太阳光谱选择性吸收膜上局部涂有保温层14，其余部位则与设置在集热管外部的聚光器相配合实现聚光集热，保温层 14沿太阳光谱选择性吸收膜的轴向延伸以使保温层14形成弧形面，且保温层14的横截面为弧形，它所对应的圆心角是180°。保温层可以减少热损失，提高集热管的整体效率。[0041]实施例4[0042]本实施例与实施例3的区别之处在于在保温层上还镀有金属抗发射层。金属抗发射层用于降低金属内管非吸光区域的发射率。[0043]实施例5[0044]本实施例与实施例I的区别之处在于金属内管的外壁上局部镀有金属抗发射层，其余部位则与设置在集热管外部的聚光器相配合实现聚光集热，金属抗发射层沿集热管的轴向延伸以使金属抗发射层形成弧形面，且金属抗发射层的横截面为弧形，金属抗发射层对应的圆心角范围是20 200°。金属抗发射层的主要作用是降低金属内管非吸光区域的发射率。[0045]在其它实施方式中，玻璃外管的外壁上局部镀有反射层；金属内管的外壁上局部涂有保温层。另外，反射层对应的圆心角可在20 200°内任意选择，而保温层对应的圆心角也可在20 200°内任意选择。[0046]本实用新型的实施方式不限于此，根据本实用新型的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本实用新型权利保护范围之内。
权利要求1.一种单层充气保温集热管，包括用于储存导热工质的金属内管和外套于金属内管的玻璃外管，所述金属内管与玻璃外管在管端通过气密连接结构连接以使二者之间形成横向截面为环形的腔室，其特征在于所述气密连接结构包括波纹管、端盖及过渡连接件，所述端盖分设在所述玻璃外管的端部且由所述金属内管穿过端盖的中心通孔，所述波纹管套装在所述金属内管上并位于所述端盖之间，所述波纹管的两端分别通过过渡连接件与所述金属内管、端盖连接而将所述腔室密封，在所述端盖上还设有用于向所述腔室中充入惰性气体或者抽真空用的气孔。
2.根据权利要求I所述的单层充气保温集热管，其特征在于所述过渡连接件包括同心异径管和连接管，所述同心异径管套装在所述金属内管上，所述同心异径管的较小口径一端连接在所述金属内管的端部上，而所述同心异径管的较大口径的一端与所述波纹管一端连接 ；所述连接管外套在所述波纹管及同心异径管上，所述连接管的一端具有向管口平面弯折的折边，所述折边连接在所述端盖中心通孔的外缘上，所述连接管的另一端与所述波纹管另一端连接以使连接管支撑在所述波纹管的外围。
3.根据权利要求2所述的单层充气保温集热管，其特征在于所述端盖包括盖体与粘结环，所述盖体是一环形板，所述粘结环的一端部开有环形的U型槽，粘结环的U型槽的底端具有环形的延伸部，所述延伸部与所述盖体的边缘连接，所述U型槽与玻璃外管的管壁相适配,所述玻璃外管的管端插入U型槽内粘接固定。
4.根据权利要求3所述的单层充气保温集热管，其特征在于所述粘结环与玻璃外管之间采用耐高温粘结胶粘接；所述玻璃外管采用全透明玻璃制成；所述气孔通过管路连接用于贮存惰性气体的储气罐或者连接抽真空装置。
5.根据权利要求4所述的单层充气保温集热管，其特征在于所述玻璃外管的外壁或内壁上局部镀有反射层，所述反射层沿所述玻璃外管的轴向延伸以使反射层形成弧形面， 且所述反射层的横截面为弧形，所述反射层所对应的圆心角范围是20 200°。
6.根据权利要求5所述的单层充气保温集热管，其特征在于所述金属内管的外壁上镀有太阳光谱选择性吸收膜，所述太阳光谱选择性吸收膜覆盖在金属内管的全部外壁上。
7.根据权利要求6所述的单层充气保温集热管，其特征在于在所述太阳光谱选择性吸收膜上局部涂有保温层，其余部位则与设置在集热管外部的聚光器相配合实现聚光集热，所述保温层沿所述集热管的轴向延伸以使保温层形成弧形面，且所述保温层的横截面为弧形，所述保温层对应的圆心角范围是20 200°。
8.根据权利要求5所述的单层充气保温集热管，其特征在于在所述金属内管的外壁上局部涂有保温层，其余部位则与设置在集热管外部的聚光器相配合实现聚光集热，所述保温层沿所述集热管的轴向延伸以使保温层形成弧形面，且所述保温层的横截面为弧形， 所述保温层对应的圆心角范围是20 200°。
9.根据权利要求7或8所述的单层充气保温集热管，其特征在于在所述保温层上镀有金属抗发射层。
10.根据权利要求5或6所述的单层充气保温集热管，其特征在于在所述金属内管的最外层上局部镀有金属抗发射层，其余部位则与设置在集热管外部的聚光器相配合实现聚光集热，所述金属抗发射层沿集热管的轴向延伸以使金属抗发射层形成弧形面，且所述金属抗发射层的横截面为弧形，所述金属抗发射层对应的圆心角范围是20 200°。
专利摘要本实用新型公开了一种单层充气保温集热管，包括用于储存导热工质的金属内管和外套于金属内管的玻璃外管，金属内管与玻璃外管在管端通过气密连接结构连接以使二者之间形成横向截面为环形的腔室，气密连接结构包括波纹管、端盖及过渡连接件，端盖分设在玻璃外管的端部且由金属内管穿过端盖的中心通孔，波纹管套装在金属内管上并位于所述端盖之间，波纹管的两端分别通过过渡连接件与金属内管、端盖连接而将腔室密封，在端盖上还设有用于向腔室中充入惰性气体或者抽真空用的气孔。本实用新型对气密连接结构的气密性要求低，可降低生产成本；导热工质产生的氢气渗透到腔室后对保温性能影响，可保证长期稳定的工作效率及较长的使用寿命。
文档编号F24J2/46GK202747665SQ20122030500
公开日2013年2月20日 申请日期2012年6月27日 优先权日2012年6月27日
发明者林洪, 沈辉 申请人:广州粤海真空技术有限公司, 中山大学