[发明专利]轮辐式太阳能真空金属集热管

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种太阳能集热装置，特别是一种内管为金属管，外管为玻璃管的真空太阳能集热装置，属于太阳能利用领域。

背景技术

目前，在中、高温太阳能利用中所采用的真空集热管，都是用波纹管来补偿金属内管和玻璃外管之间巨大的膨胀系数差，由于波纹管径向支承力差，限制了波纹管壁厚不能太薄，为了保证一定的伸缩量，造成波纹管长度较长，严重影响集热管的有效采光面积，并且，波纹管较大的吸热面积，造成波纹管温度较高，和玻璃外管封接处温差度大，使封接处易损坏漏气；波纹管轴向变形所受的力也都直接作用到了与玻管的封接处，增加了封接处损坏率和封接难度，使中、高温太阳能管不能得到普及使用。

发明内容

为了解决现有技术中，对集热管有效采光面积影响大，金属与玻璃封接处温差大、受力大易损坏的缺陷，本发明提供了一种轮辐式太阳能真空金属集热管，它利用轮圈和辐板式端盖作为吸能装置，有效采光面积大，封接处温差小，作用到封接处的变形力小，集热管损坏率低，使用寿命长。

本发明采用的具体技术方案是：集热管的金属内管近端部穿连在一个圆片形辐板上，玻璃外管端部通过环形过渡材料或与辐板一体的环形装置连接到另一圆片形辐板上，或将玻璃外管端部制成法兰盘状再与另一块辐板直接熔封或压封等连接，两块辐板外沿相隔一定间隙连接在一个轮圈上，辐板只起抗拉作用，材料壁厚可以很薄，轮圈起支承作用，采用圆管环行结构加强受力能力或采用其它环形轮圈结构，金属内管和玻璃外管都通过辐板的拉力作用相对悬挂在轮圈上，通过两块薄壁辐板的轴向相对摆动来吸收金属管和玻璃管之间的膨胀差，轮圈直径和两块辐板外沿间隙的大小根据金属内管和玻璃外管的最大膨胀差决定，由于内外管的膨胀差受内外管所用材料、长度和使用温度影响，轮圈直径可在外管直径基础上加上2-100MM之间选取，两块辐板外沿间隙可在0-10MM之间选取，集热管采用单端吸能装置时，两块辐板外沿间隙取最大膨胀差的二分之一为最佳，两端采用吸能装置时，两块辐板外沿间隙取最大膨胀差的四分之一为最佳，轮圈直径以保证两块辐板内沿处相对摆动幅度大于最大膨胀差即可，轮圈直径还受辐板壁厚的影响，辐板壁越厚，辐板摆动能力越差，相应轮圈直径越大，为了增加辐板摆动幅度，可在内外辐板增加环形凹痕或环状折痕，以增大辐板摆动幅度，在满足膨胀差要求的前题下，轮圈应尽可能小，以减小对光的遮挡，对于直通管式吸热管，可在吸热管两端采用相同装置增大变形吸收量，当对集热管抽真空时，大部分变形力作用到了轮圈上，减少了玻璃管封接部位的作用力，还可以将集热管固定支承点选在集热管两端的轮圈上，使金属管的作用力被固定支承吸收，进一步减小封接处受力，同时减少了两管之间连接距离，减少了热量散失。

本发明与已知技术相比的优点是：采用轮圈和辐板吸能装置，封接灵活方便，对吸热管的有效吸热面积影响很小，金属玻璃封接处温差小，作用力小，使用寿命长。

附图说明

图1轮辐式太阳能真空金属集热管常温真空状态图

图2轮辐式太阳能真空金属集热管高温真空状态图

图中1.玻璃外管；2.带涂层金属内管；3.外管辐板；4.轮圈；5.内管辐板；6.排气管

具体实施方案

下面结合附图详细说明：