[發明專利]全玻璃真空直通集熱管

無效

• 申請號: 201110082717.1
• 申請日: 2011-04-02
• 公開（公告）號: CN102141312A
• 公開（公告）日: 2011-08-03
• 發明（設計）人: 于洪文;馬兵;高健輝;張艷麗;安利娟;李春江;何曉倩;高源
• 申請（專利權）人: 山東桑樂真空管有限公司
• 主分類號: F24J2/46
• 分類號: F24J2/46;F24J2/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種全玻璃真空直通集熱管。

背景技術

面臨能源危機和環境問題，很多國家制定了太陽能研究與發展計劃，使太陽能利用有了很大的發展。

目前真空太陽集熱管的分類有多種，按吸熱體分類可分為金屬吸熱體真空管和玻璃吸熱體真空管。玻璃吸熱體真空管主要有全玻璃真空管和內插熱管式或U型管式全玻璃真空管，金屬吸熱體真空管主要有熱管式真空管、直流式真空管、儲熱式真空管和U型管式真空管等，這些真空管的工作溫度大都在100℃以下，主要是提供熱水。這種單端封口的直插式設計，優點是工藝簡單，加工方便，缺點是加熱采用微循環方式，不能滿足有較大大的透平壓力要求的領域使用。

直通式真空太陽集熱管，不同于傳統的全玻璃真空管和熱管式真空管，是一種新型太陽能集熱元件。目前相關直通集熱管的專利文獻有很多，其基本結構都是以金屬管作為吸熱管，外罩透明玻璃外管，而管之間為真空絕熱空間，管兩端為金屬連接頭，通過可伐合金進行玻璃與金屬的熱熔封接，或者以粘合劑密封，為了補償升溫后的金屬管與玻璃外管的線性膨脹導致不同產生的應力，在金屬管或玻璃外管上連接膨脹節。

從上述專利文獻中的理論技術方案看應該實施起來時比較容易，國內有多家公司和研究機構在研究開發直通式真空管，大都處于研發的起步階段，無一成功商品化和產業化，其關鍵問題是由于金屬管與玻璃外管的兩種材料的膨脹導致不同，在膨脹收縮頻繁的交替動態應力變化中真空密封容易破壞。這給金屬與玻璃外管之間的真空密封提出了很高的制作精度技術要求。

這種玻璃-金屬直通集熱管主要應用于高溫光熱發電領域，成本相當昂貴，目前實現玻璃-金屬直通式真空管產業化的只有德國的SCHOTT公司和以色利SOLEL公司(原LUZ公司)，產品已經批量應用于美國和西班牙的太陽能槽式發電站。這兩家公司擁有多項技術專利，特別是在玻璃-金屬熔封、太陽能選擇性吸收涂層和真空維持等方面進行了長期的研究，多次了進行改進，具有獨特的技術特點。

發明內容

本發明的目的就是為解決上述問題，提供一種本相對較低、吸收效果好、壽命長、耐中溫、耐一定壓力的新型全玻璃真空直通集熱管。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種全玻璃真空直通集熱管，它包括真空封裝的玻璃外管和玻璃內管，兩者間設有支撐件；所述玻璃內管上設有太陽能選擇性吸收涂層，玻璃外管上設有增透膜；在支撐件處設有吸氣裝置。

所述玻璃內管的內表面設有拉筋。

所述玻璃內管與玻璃外管封口處采用與玻璃內管同樣材質的熔封玻璃管，距離封口超過30cm處用玻璃法蘭與波紋管或可伐合金制作的膨脹節連接。

所述玻璃外管一側加裝尾管，尾管設有保護套。

所述太陽能選擇性吸收涂層由內向外依次為粘結層、紅外發射層、熱阻擋層、吸收層、減反層。

所述吸氣裝置為蒸散型吸氣劑層和非蒸散型吸氣劑層。

所述蒸散型吸氣劑為鋇鋁鎳吸氣劑層；非蒸散型吸氣劑為鋯釩鐵型吸氣劑層。

所述支撐件包括貼近內管的是非閉合的環形不銹鋼條帶和支撐架，支撐架中間與環形不銹鋼條帶點焊后兩端與外管內壁接觸。

該集熱管采用內管直通式，包括有玻璃內管、玻璃外管構成的玻璃真空管、以內管為基體的太陽能選擇性吸收涂層、以外管為基體的增透膜、蒸散型吸氣劑和非蒸散吸氣劑相結合及尾尖加固措施等結構。

所述內管直通式是內管內表面在玻璃管生產時做拉筋處理，外管封口處采用與內管同樣材質的玻璃管，距離封口處超過30cm處可用玻璃法蘭與波紋管或可伐合金制作的膨脹節連接，然后再用玻璃法蘭與另一端的外管玻璃相連，封口需采用專用封口機對兩端玻璃直接封口，這樣內管受熱膨脹時，經做拉筋處理的內管，減少線性膨脹量，并且封口處外管與內管采用同樣材質，線熱膨脹系數一致，內管升溫后的膨脹量由外管用玻璃法蘭連接的可伐合金制作的膨脹節或波紋管補償，而經封口處一段外管緩慢降溫后，選用的玻璃法蘭與玻璃線熱膨脹系數基本一致，可有效解決玻璃-金屬引起的膨脹系數不一致造成破裂或漏氣問題，另外管通過在一側加裝尾管，進行專用排氣臺高溫排氣，然后剎尾管，且加裝尾管保護套。內外管采用兩個環形不銹鋼支撐件進行支撐。

所述太陽能選擇性吸收涂層是能夠耐中高溫、高效吸收、低反射率的膜系，包括粘結層、紅外發射層、熱阻擋層、吸收層、減反層等。