[發明專利]全玻璃管殼式太陽能真空管集熱器

無效

• 申請號: 201410020884.7
• 申請日: 2014-01-17
• 公開（公告）號: CN103697606A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 吳艷頻;吳昊
• 申請（專利權）人: 吳艷頻;吳昊
• 主分類號: F24J2/24
• 分類號: F24J2/24;F24J2/05
• 代理公司: 江西省專利事務所 36100
• 代理人: 張文

技術領域

本發明涉及太陽能利用設備，尤其是涉及一種將太陽能進行光熱轉換的全玻璃管殼式太陽能真空管集熱器。

背景技術

自本申請人提出的專利名稱為：全玻璃雙通道真空管集熱器（專利號為：201010121560.4）和專利名稱為：側出口式太陽能集熱器（專利號為：201220582224.4）后，試驗團隊經數年在一年四季中的不同氣候環境下，采用不同的連接方式，如：串聯、并聯、串并聯等多種實驗方式，對其性能進行了長時間的測試，同時分中、長途運輸途徑進行了運輸破損性實驗，通過實驗證明了上述兩種產品在熱轉換方面的優異性能，具有熱虹吸循環順暢、熱交換效率高等特點，達到了設計初衷。同時也發現，上述兩項發明不同程度上存在制造比較困難、運輸過程中破損率比較高的問題。

發明內容

?本發明的目的在于提供一種制造簡單、運輸過程中的破損率顯著下降、故障率低、生產成本低廉的全玻璃管殼式太陽能真空管集熱器，它除了具備強大的自然循環性能外，結構更加緊湊，工藝更加簡明，使之在實際應用中，不但能保持充沛的自然循環動力，而且在生產過程中工藝更加簡單，在運輸過程中不易破損。

本發明的目的是這樣實現的：?

一種全玻璃管殼式太陽能真空管集熱器，包括外玻璃管、吸熱玻璃管和內玻璃管，外玻璃管、吸熱玻璃管和內玻璃管同為底部為圓封口的玻璃管，在外玻璃管的左端底部設有真空排氣孔，外玻璃管、吸熱玻璃管之間的腔體通過真空排氣孔進行抽真空處理形成封閉的真空腔體，真空腔體起到絕熱的作用；在吸熱玻璃管的外表面鍍有一層太陽能選擇性涂層，使吸熱玻璃管成為吸熱體；起支撐定位作用的內不銹鋼支架抵在吸熱玻璃管的內底部和內玻璃管的底部之間，起到固定內玻璃管的作用，起支撐定位作用的外不銹鋼支架抵在外玻璃管的內底部和吸熱玻璃管的外底部之間，起到固定吸熱玻璃管的作用，特征是：外玻璃管的右端經高溫熔封在吸熱玻璃管的右端上，吸熱玻璃管的右端延長部與內玻璃管的右端經高溫熔封在一起；吸熱玻璃管和內玻璃管之間的管殼腔體構成熱工介質的受熱腔，同時也是熱工介質的流入通道和流出通道；在吸熱玻璃管的右端設有至少兩個開孔，上孔口為熱工介質流出孔，下孔口為熱工介質流入孔。

內玻璃管的右端口經熔封閉合。

或，在內玻璃管的右端口安裝一個硅膠塞，硅膠塞用以對內玻璃管進行隔熱，同時也為實際應用中阻止熱工介質進入內玻璃管。

在真空腔體內的外不銹鋼支架上固定有吸氣劑，吸氣劑為鋇鋁鎳蒸散型吸氣劑或鋯石墨非蒸散型吸氣劑。吸氣劑通過高頻感應的方法加熱蒸散，蒸散后的氣體在外玻璃管的內表面和吸熱玻璃管的外表面形成吸氣膜，用于吸收殘余氣體，使真空腔體長期維持較高的真空度，真空腔體內的真空度保持5*10^-3Pa。

熱循環是這樣進行的：當管殼內充滿熱工介質后，管殼內的熱工介質受太陽能輻射能加熱，溫度升高，密度降低，開始流動，形成了流出通道，而冷的熱工介質沉入管殼的底部，形成了流入通道，冷、熱兩種熱工介質各自在自然形成的通道中流動，在熱虹吸效應的作用下，管殼內受熱后的熱工介質經吸熱玻璃管一端的上孔口流出管殼，待熱的熱工介質則從吸熱玻璃管一端的下孔口流入管殼。

申請人通過反復試驗，發現管殼內熱工介質的溫度分布有著明顯的溫度分層，上層溫度高，下層溫度低。以真空管橫放為例，管內上層的熱工介質的溫度比下層的熱工介質的溫度差最高可達30度以上。通過分析和試驗，可以做出以下解釋：管殼內的熱虹吸現象也很強烈，冷熱兩種熱工介質各自在自然形成的通道中流動，并無干擾。由此，申請人認識到上述兩項發明中專門為冷熱工介質設計的通道可以省略。為使產品更符合熱傳遞的客觀規律，對以前的產品進行了新的設計，作了兩方面的改進：1、去除了專門用于熱工介質流入通道的玻璃管，2、在吸熱玻璃管的右端至少增加了一個孔口，作為熱工介質的流入口。

本發明同現有技術相比，具有如下優點：

1、在保留了上述兩項發明熱虹吸循環強大的優勢的基礎上，用于循環的熱工介質直接存放在管殼中，熱工介質進一步減少，僅為上述兩項發明的二分之一，為傳統真空管集熱器的四分之一，帶來的有益效果是：熱容更小，升溫更快，熱轉換效率顯著增強。

2、通過去除原來的熱工介質專用流入通道，由原來的四層結構簡化為三層結構，優化了內部結構，進一步降低了制造難，降低了生產成本，提高了產品的成品率，降低了運輸過程中的破損率。

3、成本低廉。全玻璃雙通道真空管集熱器的材料全部采用玻璃，具有極高的性價比。

附圖說明

圖1為實施例1的剖面示意圖；