玻璃罩管反射聚光真空太阳集热管的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种玻璃罩管反射聚光真空太阳集热管，属太阳能利用技术。
【背景技术】
[0002]太阳能热利用的太阳能集热管通常需要用低倍聚光结构，以在中温工作时有较高的转换效率。
[0003]德国Schott公司发明了一种双层玻璃管太阳能聚光集热管，见附图1所示，将圆玻璃外管I下半部分的内表面2上直接镀以银反光膜3，另一直径为外玻璃管半径的圆形玻璃管作为吸热体内管，偏芯4放置在玻璃外I管内，其聚光比较小(C=0.6)，仍限于低温使用，Schott公司已于2007年停止生产该产品，中国皇明太阳能公司生产销售同类产品，使用时玻璃内管直接走水，玻璃管不耐压且易炸裂。
【发明内容】
[0004]为克服现有技术的缺陷，本实用新型提供一种玻璃罩管反射聚光真空太阳集热管，本实用新型的技术方案是:一种玻璃罩管反射聚光真空太阳集热管，包括一玻璃罩管和安装在玻璃罩管内的金属扁管，该玻璃罩管内抽真空，其一端封口，另一端安装有端盖；所述的金属扁管内形成数个沿其长度方向设置的流道，该金属扁管的一端钎焊有连接集热管，另一端钎焊在传热机构上，所述的流道与连接集热管和传热机构均相通；所述的玻璃罩管的截面上半部为半圆或半橢圆形，下半部为复合抛物面；所述的复合抛物面的外表沉积有反射薄膜，所述的反射薄膜的外侧覆盖有保护漆。
[0005]所述的传热机构包括钩形集热管和与钩形集热管连通的铜管，所述的金属扁管焊接在钩形集热管的侧面，该钩形集热管的一端封闭，另一端与铜管的一端焊接在一起，所述铜管的另一端穿出端盖至外部；在铜管和钩形集热管形成的进液管套管内同轴的设置一进液管，在接近进液管出液口的外围设置有一隔离环，所述的隔离环将数个流道分成下部的进液流道和上部的回流流道，上部的回流流道与进液管套管和进液管之间的区域相通；下部的进液流道与进液管相通。
[0006]所述的传热机构包括钩形集热管和冷凝管，所述的金属扁管焊接在钩形集热管的侧面，该钩形集热管的一端封闭，另一端与冷凝管的一端焊接在一起，并与冷凝管相通；该冷凝管的另一端封闭且位于端盖的外侧，所述冷凝管与钩形管的焊接区位于端盖的内侧。
[0007]玻璃罩管的米光面积与金属扁管外表面面积的比值为聚光比C，1.05 < C < 1.6,此时的玻璃罩管的截面呈倒梨形。
[0008]玻璃罩管的米光面积与金属扁管外表面面积的比值为聚光比C，I < C < 1.05,此时的玻璃罩管的截面呈圆形。
[0009]所述的金属扁管为铝制多流道扁管。
[0010]所述的金属扁管的底部与玻璃罩管内表面的间距为L, O < L < 1.5mm。
[0011]在金属扁管的外侧镀有选择性吸收镀层。
[0012]所述的端盖采用可伐合金制作而成。
[0013]本实用新型的优点是:
[0014]1、在100°C -200°C中温太阳能热利用有较高的效率；反光镜性能保持长期稳定，且生产成本较低；
[0015]2、由于本实用新型的金属铝扁管和与其相匹配的按复合抛物面(CPC)光学设计的反射面及透射面形成了倒梨形或圆形，该截面的玻璃管生产可以在玻璃管拉制生产过程中一次实施，从而为以玻璃管为基体外镀反光膜层打下基础；实现CPC反光面和真空玻璃罩管一体化，提高了光学效率，降低了成本。同时创新的玻璃外管镀反光膜较已有的玻璃内管镀反光膜工艺更简单易行。
[0016]3、本实用新型提出了用低成本的多流道金属铝扁管(MCT)用作CPC形状玻璃管的吸热体，并设计了直流式(实施例1)和热管式(实施例2)具体的结构，同时在出口端设置连接一小段铜管，避免了可伐合金端盖和铝管可靠真空焊接的难题，使以铝扁管吸热体替代铜管制造金属玻璃真空太阳集热管成为可能。
【附图说明】
[0017]图1是现有技术中的全玻璃管聚光真空太阳集热管结构示意图；
[0018]图2是图1的剖视图；
[0019]图3是本实用新型的第一种实施例的结构示意图；
[0020]图4是图3的剖视图；
[0021]图5本实用新型的第二种实施例的结构示意图；
[0022]图6是图5的剖视图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合具体实施例来进一步描述本实用新型，本实用新型的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本实用新型的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本实用新型的精神和范围下可以对本实用新型技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本实用新型的保护范围内。
[0024]参见图2至图6，本实用新型涉及一种玻璃罩管反射聚光真空太阳集热管，包括一玻璃罩管2和安装在玻璃罩管2内的金属扁管I，该玻璃罩管2内抽真空，其一端封口，另一端安装有端盖3 ;所述的金属扁管I内形成数个沿其长度方向设置的流道111，该金属扁管I的一端钎焊有连接集热管12，另一端钎焊在传热机构上，所述的流道111与连接集热管和传热机构均相通。
[0025]如图3至图4所示，所述的传热机构采用直流式方式传热，其包括钩形集热管13和与钩形集热管13连通的铜管15，所述的金属扁管I焊接在钩形集热管13的侧面，该钩形集热管13的一端封闭，另一端与铜管15的一端焊接在一起，所述铜管15的另一端穿出端盖3至外部；在铜管15和钩形集热管13形成的进液管套管内同轴的设置一进液管14,在接近进液管出液口的外围设置有一隔离环141，所述的隔离环141将数个流道分成下部的进液流道18和上部的回流流道19，上部的回流流道与进液管套管和进液管之间的区域16相通；下部的进液流道与进液管14相通。
[0026]该传热结构的工作原理是:传热工质从进液管14流入，在隔离环141下方流进金属扁管的下部进液流道，在连接集热管12折返，经金属扁管I的上部的回流流道流入进液管套管和进液管之间的区域16，然后流出进液管套管外，将所吸收的太阳热能传输出来。
[0027]所述的玻璃罩管2的截面上半部21为半圆或半橢圆形，下半部22为复合抛物面；采用大的采光角度，在不损失很大聚光比的条件下截取一部分，因聚光比C大于等于1.05可高至1.6，此时玻璃罩管截面呈倒梨形，金属扁管下沿不和玻璃罩管接触散热，且和玻璃管内表面间距不大于1.5mm,以防止漏光损失。
[0028]本申请所提及的聚光比C为玻璃罩管的采光面积与金属扁管外表面面积的比值。
[0029]玻璃罩管2下半部的外表面直接沉积高反射率的反射薄膜221，可以采用磁控溅射镀铝的方法，也可用公知的银镜反应方法镀银，尔后覆盖保护漆222 ;所述的金属扁管为铝制多流道扁管；在金属扁管的外侧镀有选择性吸收镀层；所述的端盖3采用可伐合金制作而成。
[0030]参见图5至图6，与实施例1的不同在于，金属扁管作为热管的蒸发吸热管，其内灌装有传热工质，例如丙酮，代替采用实施例1的回流结构，所述的传热机构采用热管式方式传热，其包括钩形集热管13和冷凝管15，所述的金属扁管I焊接在钩形集热管13的侧面，该钩形集热管的一端封闭，另一端与冷凝管的一端焊接在一起，并与冷凝管相通；该冷凝管的另一端封闭且位于端盖的外侧，所述冷凝管与钩形管的焊接区位于端盖的内侧区域151，冷凝管17为铜管，铜管易于和可伐合金端盖3焊接；当聚光比大于等于1.0且小于1.05，按CPC理论设计的与金属扁管相匹配的玻璃罩管截面呈圆形。
【主权项】
1.一种玻璃罩管反射聚光真空太阳集热管，包括一玻璃罩管和安装在玻璃罩管内的金属扁管，该玻璃罩管内抽真空，其一端封口，另一端安装有端盖；其特征在于，所述的金属扁管内形成数个沿其长度方向设置的流道，该金属扁管的一端钎焊有连接集热管，另一端钎焊在传热机构上，所述的流道与连接集热管和传热机构均相通；所述的玻璃罩管的截面上半部为半圆或半橢圆形，下半部为复合抛物面；所述的复合抛物面的外表沉积有反射薄膜，所述的反射薄膜的外侧覆盖有保护漆。
2.根据权利要求1所述的玻璃罩管反射聚光真空太阳集热管，其特征在于，所述的传热机构采用直流式方式传热，其包括钩形集热管和与钩形集热管连通的铜管，所述的金属扁管焊接在钩形集热管的侧面，该钩形集热管的一端封闭，另一端与铜管的一端焊接在一起，所述铜管的另一端穿出端盖至外部；在铜管和钩形集热管形成的进液管套管内同轴的设置一进液管，在接近进液管出液口的外围设置有一隔离环，所述的隔离环将数个流道分成下部的进液流道和上部的回流流道，上部的回流流道与进液管套管和进液管之间的区域相通；下部的进液流道与进液管相通。
3.根据权利要求1所述的玻璃罩管反射聚光真空太阳集热管，其特征在于，所述的传热机构采用热管式方式传热，其包括钩形集热管和冷凝管，所述的金属扁管焊接在钩形集热管的侧面，该钩形集热管的一端封闭，另一端与冷凝管的一端焊接在一起，并与冷凝管相通；该冷凝管的另一端封闭且位于端盖的外侧，所述冷凝管与钩形管的焊接区位于端盖的内侧。
4.根据权利要求1所述的玻璃罩管反射聚光真空太阳集热管，其特征在于，玻璃罩管的米光面积与金属扁管外表面面积的比值为聚光比C，1.05 < C < 1.6,此时的玻璃罩管的截面呈倒梨形。
5.根据权利要求1所述的玻璃罩管反射聚光真空太阳集热管，其特征在于，玻璃罩管的采光面积与金属扁管外表面面积的比值为聚光比C，I < C < 1.05，此时的玻璃罩管的截面呈圆形。
6.根据权利要求1所述的玻璃罩管反射聚光真空太阳集热管，其特征在于，所述的金属扁管为铝制多流道扁管。
7.根据权利要求1所述的玻璃罩管反射聚光真空太阳集热管，其特征在于，所述的金属扁管的底部与玻璃罩管内表面的间距为L，O < L彡1.5mm。
8.根据权利要求1所述的玻璃罩管反射聚光真空太阳集热管，其特征在于，在金属扁管的外侧镀有选择性吸收镀层。
9.根据权利要求1所述的玻璃罩管反射聚光真空太阳集热管，其特征在于，所述的端盖采用可伐合金制作而成。
【专利摘要】本实用新型涉及一种多流道的金属扁管为吸热体，玻璃罩管兼作反射聚光体的非跟踪聚光真空太阳集热管，玻璃罩管的上部透光，下部的外表面镀有反射薄膜；所述的金属扁管内形成数个沿其长度方向设置的流道，该金属扁管的一端钎焊有连接集热管，另一端钎焊在传热机构上，所述的流道与连接集热管和传热机构均相通。本实用新型的优点是：在100℃-200℃中温太阳能热利用有较高的效率；反光性能保持长期稳定，且生产成本较低。
【IPC分类】F24J2-24, F24J2-05, F24J2-46
【公开号】CN204301342
【申请号】CN201420615498
【发明人】江伦, 罗兰·威斯顿
【申请人】江伦, 罗兰·威斯顿
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年10月23日