[實用新型]熱管式自聚焦集熱器件

無效

• 申請號: 200820032618.6
• 申請日: 2008-02-22
• 公開（公告）號: CN201173619Y
• 公開（公告）日: 2008-12-31
• 發明（設計）人: 王軍;張耀明
• 申請（專利權）人: 東南大學;王軍;張耀明
• 主分類號: F24J2/05
• 分類號: F24J2/05;F24J2/32;F24J2/46
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 陸志斌

技術領域

本實用新型涉及一種太陽能集熱器件，尤其是一種熱管式自聚焦集熱器件，屬于太陽能熱利用技術領域。

背景技術

據申請人了解，真空集熱管作為太陽能熱利用領域的核心器件，其主要功能是將太陽能轉化為熱能。熱管是一種高效傳熱元件，具有效率高、安全性能好等特點。將熱管技術與真空集熱管集合，制成可應用于中、高溫熱利用場所的熱管式金屬-玻璃真空集熱管，可以提高真空集熱管的傳熱和安全性能。

制造熱管式金屬-玻璃真空集熱管需要妥善解決的是膨脹問題。眾所周知，金屬與玻璃的膨脹系數不同，因此當溫度變化后，金屬與玻璃的膨脹量存在差異，容易導致金屬與玻璃封接斷裂。而插裝在玻璃管內的熱管加熱段頂端是自由端，所以避免了兩端直通式金屬-玻璃真空集熱管需要采用膨脹節來消除膨脹量差異的做法，節省了元器件，簡化了制作工藝。

然而，目前市場上使用的熱管式聚焦集熱管均采用將聚光板預制成型后置入玻璃管內的結構，再將玻璃管內抽真空以防止熱損。這種聚焦型集熱器雖然效率高，但制作工藝復雜，聚光板放入玻璃管內定位困難。

實用新型內容

本實用新型的目的在于：針對以上現有技術存在的缺點，提出一種結構簡單、工藝方便、高效率的熱管式自聚焦集熱器件。

為了達到以上目的，本實用新型的熱管式自聚焦集熱器件包括透明玻璃管和加熱段插在其中的熱管，所述熱管加熱段表面涂有吸收太陽光涂層，所述玻璃管和熱管加熱段之間形成真空腔，其改進之處在于：所述玻璃管部分制成截面為二次曲線具有聚焦功能的聚焦面，所述聚焦面涂上反光材料，形成聚焦反光面，所述熱管的加熱段安置在所述聚光反光面的聚光帶上。

工作時，太陽光透過玻璃管和真空腔，部分直接照射在涂有吸收太陽光涂層的熱管表面上，絕大部經玻璃管下部的聚光反光面反射聚焦后照射在熱管上，太陽光被熱管表面吸收太陽光涂層吸收后，加熱熱管管內的工質，管內工質汽化后到達熱管的冷卻段，將熱量傳遞給熱管冷卻介質。冷卻段內的蒸汽冷凝后，回到熱管的加熱段重新循環使用。

本實用新型的優點是，由于合理利用玻璃管自身形成反光面，巧妙將玻璃管與反光面合二為一，因此無需另外在玻璃管內設置聚光板，與現有內置聚光板相比，建構簡單，制作方便，降低了成本。此外，由于接口處加上防護罩，可以更好的保護可伐與玻璃接口，更能耐高溫?？傊麄€結構設計科學、簡單、合理，便于大規模工業化生產，性能安全、可靠，成本低，易推廣。

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型作進一步的說明。

圖1為本實用新型實施例一的結構示意圖。

圖2為圖1的A-A截面結構示意圖。

圖3為本實用新型實施例二的截面結構示意圖。

圖4為本實用新型實施例三的結構截面示意圖。

圖中的1是熱管、2是冷卻套管、3冷卻介質、4是過渡材料、5反光材料、6是玻璃管、7是真空腔、8是吸收太陽光涂層、9是支撐、10是保護罩、11是吸氣劑。

具體實施方式

實施例一

如圖1所示，本實施例的熱管式自聚焦集熱器件的玻璃管6部分制成具有聚焦功能的CPC形狀聚焦面，即部分制成截面如圖2所示有聚焦功能的二次曲線，并將聚焦面涂上一層反光材料5，形成聚焦反光面。該聚光反光面的具體形狀為截面呈左右對稱的復合拋物線，在接近熱管處形成相交峰線。

熱管1的加熱段表面涂上吸收太陽光涂層8，插入玻璃管6內，位于聚光反光面的聚光帶上。位于玻璃管外的熱管1冷卻段管外套冷卻套管2，該套管內充有冷卻介質3。熱管1與玻璃管6之間通過過渡材料4封接，封接接口處外加防護罩10，防止太陽光直接輻射到過渡材料與玻璃接口。玻璃管6與熱管1之間形成真空腔7。熱管1借助支撐9固定在玻璃管6中。真空腔7內放置吸附劑11，以達到并保持真空腔內的真空度。

工作時，太陽光透過玻璃管6和真空腔7，部分直接照射在涂有吸收太陽光涂層8的熱管1表面上，絕大部經玻璃管下部的CPC聚光反光面反射聚焦后，照射在熱管1上。太陽光被熱管1表面吸收太陽光涂層8吸收后，加熱熱管1管內的工質，這些工質汽化后到達熱管1的冷卻段，將熱量傳遞給熱管1外的冷卻套管2內的冷卻介質3。熱管1的冷卻段內蒸汽冷凝后，回到加熱段重新循環使用。從而實現了由光能轉變為熱能的過程，這些熱能可以用于制備熱水、熱氣體，或產生蒸汽、高溫氣體進行發電、海水淡化等熱利用的目的。

實施例二