专利名称：热管式自聚焦集热器件的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种太阳能集热器件，尤其是一种热管式自聚焦 集热器件，属于太阳能热利用技术领域。
技术背景据申请人了解，真空集热管作为太阳能热利用领域的核心器件， 其主要功能是将太阳能转化为热能。热管是一种高效传热元件，具有 效率高、安全性能好等特点。将热管技术与真空集热管集合，制成可 应用于中、高温热利用场所的热管式金属-玻璃真空集热管，可以提 高真空集热管的传热和安全性能。制造热管式金属-玻璃真空集热管需要妥善解决的是膨胀问题。 众所周知，金属与玻璃的膨胀系数不同，因此当温度变化后，金属与 玻璃的膨胀量存在差异，容易导致金属与玻璃封接断裂。而插装在玻 璃管内的热管加热段顶端是自由端，所以避免了两端直通式金属-玻 璃真空集热管需要采用膨胀节来消除膨胀量差异的做法，节省了元器 件，简化了制作工艺。然而，目前市场上使用的热管式聚焦集热管均采用将聚光板预制 成型后置入玻璃管内的结构，再将玻璃管内抽真空以防止热损。这种 聚焦型集热器虽然效率高，但制作工艺复杂，聚光板放入玻璃管内定 位困难。 实用新型内容本实用新型的目的在于针对以上现有技术存在的缺点，提出一 种结构简单、工艺方便、高效率的热管式自聚焦集热器件。为了达到以上目的，本实用新型的热管式自聚焦集热器件包括透明玻璃管和加热段插在其中的热管，所述热管加热段表面涂有吸收太 阳光涂层，所述玻璃管和热管加热段之间形成真空腔，其改进之处在于所述玻璃管部分制成截面为二次曲线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，所述热管的加热段安置在 所述聚光反光面的聚光带上。工作时，太阳光透过玻璃管和真空腔，部分直接照射在涂有吸收 太阳光涂层的热管表面上，绝大部经玻璃管下部的聚光反光面反射聚 焦后照射在热管上，太阳光被热管表面吸收太阳光涂层吸收后，加热 热管管内的工质，管内工质汽化后到达热管的冷却段，将热量传递给 热管冷却介质。冷却段内的蒸汽冷凝后，回到热管的加热段重新循环 使用。本实用新型的优点是，由于合理利用玻璃管自身形成反光面，巧 妙将玻璃管与反光面合二为一，因此无需另外在玻璃管内设置聚光 板，与现有内置聚光板相比，建构简单，制作方便，降低了成本。此 外，由于接口处加上防护罩，可以更好的保护可伐与玻璃接口，更能 耐高温。总之，整个结构设计科学、简单、合理，便于大规模工业化 生产，性能安全、可靠，成本低，易推广。 附困说明
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明。
图1为本实用新型实施例一的结构示意图。 图2为
图1的A-A截面结构示意图。 图3为本实用新型实施例二的截面结构示意图。 图4为本实用新型实施例三的结构截面示意图。 图中的l是热管、2是冷却套管、3冷却介质、4是过渡材料、5 反光材料、6是玻璃管、7是真空腔、8是吸收太阳光涂层、9是支撑、IO是保护罩、ll是吸气剂。
具体实施方式
实施例一如
图1所示，本实施例的热管式自聚焦集热器件的玻璃管6部分 制成具有聚焦功能的CPC形状聚焦面，即部分制成截面如图2所示有 聚焦功能的二次曲线，并将聚焦面涂上一层反光材料5，形成聚焦反 光面。该聚光反光面的具体形状为截面呈左右对称的复合抛物线，在 接近热管处形成相交峰线。热管1的加热^^面涂上吸收太阳光涂层8,插入玻璃管6内， 位于聚光反光面的聚光带上。位于玻璃管外的热管1冷却段管外套冷 却套管2，该套管内充有冷却介质3。热管1与玻璃管6之间通过过 渡材料4封接，封接接口处外加防护罩10,防止太阳光直接辐射到 过渡材料与玻璃接口 。玻璃管6与热管1之间形成真空腔7。热管1 借助支撑9固定在玻璃管6中。真空腔7内放置吸附剂11,以达到 并保持真空腔内的真空度。工作时，太阳光透过玻璃管6和真空腔7，部分直接照射在涂有 吸收太阳光涂层8的热管1表面上，绝大部经玻璃管下部的CPC聚光 反光面反射聚焦后，照射在热管1上。太阳光被热管1表面吸收太阳 光涂层8吸收后，加热热管1管内的工质，这些工质汽化后到达热管 1的冷却段，将热量传递给热管1外的冷却套管2内的冷却介质3。 热管1的冷却段内蒸汽冷凝后，回到加热段重新循环使用。从而实现 了由光能转变为热能的过程，这些热能可以用于制备热水、热气体， 或产生蒸汽、高温气体进行发电、海水淡化等热利用的目的。 实施例二本实施例基本结构与实施例一相同，如图3所示，特点是玻璃管3的局部制成W型曲折部位，聚光反光面的截面曲线为含有W型曲折 的复合抛物线，这样聚光效果更好。 实施例三本实施例基本结构与实施例一相同，如图4所示，特点是玻璃管 3的局部为连续的抛物面，即聚光反光面的截面曲线为连续抛物线， 这样聚光效果更好这样玻璃管的制造工艺性更好。除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等 同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范 围。
权利要求1、一种热管式自聚焦集热器件，包括透明玻璃管和加热段插在其中的热管，所述热管加热段表面涂有吸收太阳光涂层，其特征在于所述玻璃管部分制成截面为二次曲线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，所述热管的加热段安置在所述聚光反光面的聚光带上。
2、 根据权利要求l所述热管式自聚焦集热器件，其特征在于 所述透明玻璃管局部制成截面为二次曲线的聚光反光面。
3、 根据权利要求2所述热管式自聚焦集热器件，其特征在于 所述聚光反光面截面为左右对称的复合抛物线，在接近热管处形成相 交峰线。
4、 根据权利要求2所述热管式自聚焦集热器件，其特征在于 所述聚光反光面的截面曲线为含有W型曲折的复合抛物线。
5、 根据权利要求2所述热管式自聚焦集热器件，其特征在于 所述聚光反光面的截面曲线为连续抛物线。
6、 根据权利要求3、 4或5所述热管式自聚焦集热器件，其特征在于所述热管的加热^史借助支撑安置在聚光反光面的聚光带上。
7、 根据权利要求6所述热管式自聚焦集热器件，其特征在于 所述热管与玻璃管之间通过过渡材料封接。
8、 根据权利要求7所述热管式自聚焦集热器件，其特征在于 所述玻璃管与热管加热段之间真空腔内放置吸气剂。
9、 根据权利要求8所述热管式自聚焦集热器件，其特征在于 所述封接的接口处外加防护罩。
专利摘要本实用新型涉及一种热管式自聚焦集热器件，属于太阳能热利用技术领域。该热管式自聚焦集热器件包括透明玻璃管和加热段插在其中的热管，热管加热段表面涂有吸收太阳光涂层，玻璃管和热管加热段之间形成真空腔，玻璃管部分制成截面为二次曲线具有聚焦功能的聚焦面，聚焦面涂上反光材料，形成聚焦反光面，热管的加热段安置在聚光反光面的聚光带上。由于合理利用玻璃管自身形成反光面，巧妙将玻璃管与反光面合二为一，因此无需另外在玻璃管内设置聚光板，简化了结构，便于大规模工业化生产，并且安全、可靠，成本低，易推广。
文档编号F24J2/05GK201173619SQ200820032618
公开日2008年12月31日 申请日期2008年2月22日 优先权日2008年2月22日
发明者张耀明, 军 王 申请人:东南大学;王 军;张耀明