[實用新型]線聚焦太陽能真空集熱管封接結構和卸載裝置

無效

• 申請號: 200720143975.5
• 申請日: 2007-04-17
• 公開（公告）號: CN201122006Y
• 公開（公告）日: 2008-09-24
• 發明（設計）人: 張建城
• 申請（專利權）人: 張建城
• 主分類號: F24J2/05
• 分類號: F24J2/05;F24J2/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種用于槽式線聚焦金屬流道太陽能真空集熱管的封接結構和卸載裝置，屬太陽能熱利用技術領域。

背景技術

線聚焦太陽能集熱管是太陽能熱發電、太陽能空調制冷、太陽能海水淡化等太陽能熱利用系統中的主要集熱元件。線聚焦太陽能集熱元件由于受工質溫度高和金屬內管熱膨脹、玻璃金屬封接技術的制約，對設計結構和制造工藝提出相對較高的要求。經改進的具有內、外卸載功能的金屬流道太陽能真空集熱管ZL200420091975.1，ZL200620113317.7專利，重點解決了金屬內管熱膨脹對結構影響的問題，經生產證明，整管結構簡單，適于工業化生產，該線聚焦太陽能真空集熱管已在太陽能空調制冷裝置中應用。

目前，國內有關金屬直通管的專利技術很多，主要區別在結構差異上，技術方案有趨向一致的傾向，有的專利則試圖采用粘結方式避開封接和卸載結構以及加工的難題，對材料性能的研究和加工技術的研究與國外有明顯差距。線聚焦太陽能真空集熱管是涉及多學科的高科技產品，其材料涉及很多行業，材料的性能指標更受國內技術發展水平和現狀的制約，因此，在選擇合理構造的同時，應盡可能選擇國內成熟的材料和性能指標，或對原有的材料提出新的要求，才能真正實現線聚焦太陽能集熱管的工程化和產業化。

本人在實例制作和使用中發現，集熱管的封接結構和卸載裝置在材料選擇上非常關鍵，為進一步提高穩定性和可靠性，在工程化和產業化上有新的突破，盡可能縮短與國外同類產品的差距，必須在上述專利基礎上對線聚焦太陽能真空集熱管的封接結構和卸載裝置及材料進行合理配置。經改進的封接結構和卸載裝置及配置的材料適用于其它各種內置金屬流道太陽能真空集熱管和熱管式太陽能真空集熱管。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是提高線聚焦太陽能真空集熱管封接結構和卸載裝置的穩定性和可靠性，提供一種能適合線聚焦太陽能真空集熱管封接結構和卸載裝置的多種材料選擇和構造。

本實用新型所稱問題是由以下技術方案解決的：

經改進的線聚焦太陽能真空集熱管封接結構和卸載裝置由玻璃外管、金屬內管、鐵鎳可伐合金件、金屬端蓋、卸載波紋管、玻璃封接料、管接件、焊接工藝環、金屬隔熱工藝環組成，其特征在于：卸載裝置波紋管設置在線聚焦太陽能真空集熱管的玻璃外管內；鐵鎳可伐合金件沖壓成型為頭部帶球型凸體或帶凹槽的管狀件，鐵鎳可伐合金件與玻璃外管通過熱熔方法直接熔接；鐵鎳合金可伐件的環形端口與金屬端蓋外沿氬弧焊接，金屬端蓋與卸載波紋管氬弧焊接，卸載波紋管另一端和管接件氬弧焊接，管接件和金屬內管氬弧焊接，金屬內管外表面真空濺射耐高溫選擇性熱吸收涂層。

另一技術方案是通過玻璃封接料間接將鐵鎳可伐合金件與玻璃外管熔封接，或通過金屬鉛、鋁壓封接；其他元件構造和連接方式同上。

所述玻璃外管選擇線膨脹系數在(40-60)×10^-7/℃之間的中硬、高透光率、抗沖擊和具有高耐熱性的硼硅玻璃管，透光率大于90％。這是本技術方案實施的關鍵。當前應用在太陽能真空集熱管上的高硼硅玻璃原本是針對化工等領域的特殊要求生產的，也稱派萊克斯玻璃，具有耐高溫、耐酸堿、抗沖擊等突出特點，但由于線膨脹系數為33×10^-7/℃，膨脹系數很小，因此在直接熔封接時，選擇與之匹配的金屬材料就很難，無論采取直接熔封還是間接熔封接，都可能因兩者線膨脹系數存在過大差異造成膨脹殘余應力反映，而另一方面國內的可伐合金材料或玻璃封接料的選擇又很難和高硬硅硼玻璃匹配，因此，提高硅硼玻璃線膨脹系數就成為一種非常現實的選擇。很顯然，在滿足線聚焦太陽能真空集熱管技術要求的情況下，這種選擇具有合理性，盡管該膨脹系數的硼硅玻璃目前尚沒有生產和使用，但適當改變生產配方和工藝，這種玻璃外管在現有技術條件下是很容易實現和做到的。

所述金屬端蓋是指不銹鋼材料制作的金屬端蓋，金屬端蓋沖壓制作成中心開孔的凹形端蓋，壁厚0.4-1mm，分別同集熱管兩端的卸載波紋管、金屬內管焊接。

所述鐵鎳可伐合金件沖壓制作成內圓不同的凸型環件或喇叭口型管件，線膨脹系數應與玻璃外管一致，為(40-60)×10^-7/℃，這是為了進行間接熔封接所作的技術準備，目前國內這種材料很好選擇，例如在熱管式太陽能真空集熱管中應用較多的4J42、4J45等，線膨脹系數在20-450℃時為(40-75)×10^-7/℃，其它如鐵鎳鈷玻封合金4J29、4J44為(46-55)×10^-7/℃。鐵鎳可伐合金件壁厚宜薄，有利消弱應力差，以選擇0.3-1mm為宜。