[發明專利]太陽能中高溫集熱管金屬內管減少撓度變形的結構

在審

• 申請號: 201610219604.4
• 申請日: 2016-04-11
• 公開（公告）號: CN105674606A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 田洪增;徐帥
• 申請（專利權）人: 山東中信能源聯合裝備股份有限公司
• 主分類號: F24J2/46
• 分類號: F24J2/46
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務所(普通合伙企業) 37240
• 代理人: 崔同磊

技術領域

本發明涉及新興能源技術領域，尤其涉及到太陽能領域，具體是指一種太陽能中 高溫集熱管金屬內管減少撓度變形的結構。

背景技術

目前槽式太陽能的工程熱利用越來越廣泛，由于大開口的槽式集熱器受風力、地 基等因素很難在工程上大規模利用，目前只廣泛應用于熱電領域，因此工程熱利用的槽式 太陽能主要使用中、小開口的輕型槽式集熱器，另外由于集熱器所聚焦最高溫度受聚光比 影響，在降低槽式集熱器開口的同時，又需要擁有較高的溫度。因此，為獲得較大聚光比，在 開口尺寸確定的情況下，減小集熱管內管的直徑成為目前使用最為廣泛的方法。然而，拋物 面槽式集熱器本身的特點決定了集熱管管壁只能單側受熱，同時由于集熱管內管直徑的減 小、金屬內管長度較長，這三方面使得金屬內管會因重力、熱應力發生彎曲變形，這種彎曲 變形量在金屬內管的中間部位最大，過大的變形量會導致金屬內管將玻璃外管頂破，損壞 集熱管；同時過大的撓度變形量會造成集熱管中心線偏離，使集熱管中部無法聚焦。

針對以上問題，目前普遍采用以下方法來解決：1、增大集熱管內管截面積，此方案 增大內管面積會減小聚光比，降低最高集熱溫度，只有在對溫度要求不高的情況下可以使 用，同時因集熱管內外管的同時增大，造成成本的提高；2、減少集熱管內管長度，這種方式 會增加額外零部件的使用量，減少玻璃外管的長度，增加接頭數量，降低整體吸收率，也增 加成本；3、采用橢圓形玻璃外管，即中間粗，向兩端逐漸變細，并在其兩端逐漸過渡為直的 集熱管，這種方式雖能給金屬內管提供較大的變形空間，但是在金屬內管變形之后，集熱器 聚焦偏離，降低集熱效率，同時該玻璃外管加工難度大。

本發明的目的在于克服以上現有技術出現的問題，根據真空集熱管在工作時的受 熱特點，提供一種太陽能中高溫集熱管金屬內管撓度變形的解決方法，在保證聚光比、不提 高成本的前提下，同時保證真空集熱管的集熱效率以及產品質量。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供一種制作成本低、減小了金屬內管的變形量且 有效保證了集熱管的集熱效率大大提高的太陽能中高溫集熱管金屬內管減少撓度變形的 結構。

本發明是通過如下技術方案實現的，提供一種太陽能中高溫集熱管金屬內管減少 撓度變形的結構，集熱管金屬內管與玻璃外管中間還設有至少一個支撐裝置，所述的支撐 裝置包括卡套環和多個彈性支撐，所屬的卡套環與金屬內管同軸且固定在金屬內管上，所 述的彈性支撐支撐在玻璃外管的內壁上，所述的卡套環與彈性支撐相連。

采用以上方案后當金屬內管發生彎曲變形時，沿圓周向布置的彈性支撐會對金屬 內管產生反作用力，極大程度上的減小了金屬內管的彎曲變形量，并且由于該方案只是增 加了支撐裝置，結構簡單，成本較低，本發明最大程度上保證了集熱管的集熱效率。

作為優選，所述的支撐裝置位于集熱管內部沿軸向長度方向的中間位置,所述集 熱管固定方式為兩端固定，所述固定架有一定的彈性變形量。

作為優選，彈性支撐與玻璃外管內壁接觸為平滑過渡。

綜上所述，本發明在集熱管金屬內管與玻璃外管中間還設有至少一個支撐裝置， 當金屬內管發生彎曲變形時，沿圓周向布置的彈性支撐會對金屬內管產生反作用力，極大 程度上的減小了金屬內管的彎曲變形量，并且由于該方案只是增加了支撐裝置，結構簡單， 成本較低，本發明最大程度上保證了集熱管的集熱效率。

附圖說明

圖1為本發明的太陽能中高溫集熱管的外部結構示意圖；

圖2為圖1中剖面結構示意圖；

圖3為集熱管受力簡化模型圖；

圖中所示：

1、卡套環，2、彈性支撐、3、金屬內管，4、玻璃外管。

具體實施方式

為能清楚說明本方案的技術特點，下面通過具體實施方式，對本方案進行闡述。

參照附圖1和附圖2，一種太陽能中高溫集熱管金屬內管減少撓度變形的結構，集 熱管金屬內管與玻璃外管中間還設有至少一個支撐裝置，所述的支撐裝置包括卡套環1和 多個彈性支撐2，所屬的卡套環1與金屬內管3同軸且固定在金屬內管3上，所述的彈性支撐2 支撐在玻璃外管4的內壁上，所述的卡套環1與彈性支撐2相連，所述的支撐裝置位于集熱管 內部沿軸向長度方向的中間位置,所述集熱管固定方式為兩端固定，所述固定架有一定的 彈性變形量，在本實施例中，彈性支撐2與玻璃外管內壁接觸為平滑過渡。