专利名称：内聚光玻璃真空太阳集热管的制作方法
技术领域：
本发明涉及太阳能技术，更具体地说，涉及一种内聚光玻璃真空太阳集热管。
背景技术：
聚光式玻璃真空太阳集热管通常分为内聚光和外聚光两种。其中，外聚光 包括罩玻璃管和吸热管，吸热管通过弹性卡固定在罩玻璃管内并保证吸热管和罩玻璃管不相互接触；在吸热管外壁涂覆有选择性吸收涂层，在罩玻璃管的外 部放置聚光板反射太阳光至吸热管产生热量。由于聚光板与外界空气接触，很 容易积灰且被氧化，从而降低了聚光板的聚光效率，使用寿命变短。而一般要 求太阳能集热管的使用寿命达到15~20年。而内聚光玻璃真空太阳集热管的 聚光板是》文置在罩玻璃管和吸热管之间的内部密闭真空层内，因此不会存在积 灰或被氧化的问题，使用寿命大大延长，能够满足各种使用场合的要求。另外，聚光式玻璃真空太阳集热管的吸热管外壁涂覆有选择性吸收涂层。 照射在罩玻璃管上的一部分太阳光直接照射到吸热管表面被吸收转化为热能， 另一部分太阳光通过聚光板反射至吸热管表面被吸收转化为热能，用于加热吸 热管内的传热流体，其中吸热管通过弹性卡定位在罩玻璃管内。在普通玻璃真 空太阳集热管中，吸热管直径设置的越大其吸收的太阳光才能越多，所以吸热 管的直径通常设置成与罩玻璃管的直径相差很小；但是，随着吸热管直径增加， 管内传热流体流量也增加，传热流体在相同温度增量下所需的热量也增加，因 此,普通玻璃真空太阳集热管存在着升高温度的瓶颈，当传热流体温度升高到 一定数值后，m难再提高。内聚光玻璃真空太阳集热管通常包括罩玻璃管、吸热管以及设置在罩玻璃 管与吸热管之间的聚光;f反，且吸热管外壁涂覆有选择性吸收涂层。照射在罩玻 璃管上的一部分太阳光直接照射在吸热管上被吸收转化为热能，而其他部分太阳光通过聚光板反射至吸热管上^c吸收转化为热能，用于加热吸热管内的传热流体。由于照射到聚光板的太阳光通过聚光板^皮聚焦在吸热管上，通过选择合 适的聚光4反曲面，吸热管的直径可以设置地足够小，这样，吸热管内的传热流 体流量减少，相对普通玻璃真空太阳集热管而言，内聚光玻璃真空太阳集热管 的传热流体能够升高到更高的温度，突破了温升的瓶颈。中国发明专利申请00117551. 3，名称为"聚光式玻璃真空太阳能集热管" 中公开了 一种吸热管和罩玻璃管同轴设置的玻璃真空太阳集热管。在这种玻璃 真空太阳集热管中，所有的太阳光均能净AA射至罩玻璃管内的吸热管上，因此， 将吸热管固定罩玻璃管内的合适位置显得十分重要。该发明中并未公开吸热管 的定位方式，而普通玻璃真空太阳集热管内用来固定吸热管的弹性卡只适用于 罩玻璃管和吸热管直径差异较小的情况，对于内聚光玻璃真空太阳集热管中罩 玻璃管和吸热管直径相差数倍的情况并不适合。发明内容本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中太阳能玻璃真空管存在的 吸热效率较低、吸热管定位不精确的问题，提供一种吸热管够定位在与罩玻璃 管同轴位置处的内聚光太阳能玻璃真空管，从而提高太阳能玻璃真空管的吸热 效率。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种内聚光玻璃真空太 阳集热管，包括罩玻璃管、吸热管和聚光板，所述吸热管通过弹性卡固定在罩 玻璃管内，所述弹性卡包括支撑部和至少三个设置在支撑部上用于将弹性卡定 位在罩玻璃管内的外弹性卡爪，支撑部中心设有将吸热管定位在与罩玻璃管同 轴位置处的中心定位结构。在本发明所述内聚光玻璃真空太阳集热管中，所述弹性卡的中心定位结构 为所述支撑部的中心处设置的供吸热管穿过的中心孔。在本发明所述内聚光玻璃真空太阳集热管中，所述弹性卡的中心定位结构 为所述支撑部的中心处设置的收容所述吸热管端部的凹槽。
在本发明所述内聚光玻璃真空太阳集热管中，所述弹性卡的中心定位结构 为所述支撑部向吸热管延伸出的至少三个将吸热管定位在弹性卡上的内弹性 卡爪。在本发明所述内聚光玻璃真空太阳集热管中，所述弹性卡的中心定位结构 还包括所迷支撑部向吸热管延伸出的至少设有三个将吸热管定位在弹性卡上 的内弹性卡爪。在本发明所述内聚光玻璃真空太阳集热管中，所述弹性卡的外弹性卡爪分 为两组，分别以支撑部为分界面折向相反方向。在本发明所述内聚光玻璃真空太阳集热管中，所述罩玻璃管管壁上设有台 阶，所述弹性卡沿罩玻璃管轴线方向被限位在所述台阶处。在本发明所述内聚光玻璃真空太阳集热管中，所述罩玻璃管和吸热管均设置为一端开口、另一端封口；吸热管的开口端与罩玻璃管的开口端密封连接并 在罩玻璃管管壁和吸热管管壁之间形成密闭腔室，所述弹性卡设置在罩玻璃管 内靠近封口端位置处。在本发明所述内聚光玻璃真空太阳集热管中，所述吸热管包括吸热段和包 括所述开口端的连接段，所述连接段外径大于吸热段外径。在本发明所述内聚光玻璃真空太阳集热管中，所述罩玻璃管内设置的弹性 卡为两个或两个以上。实施本发明的内聚光玻璃真空太阳集热管，具有以下有益效果通过设置 弹性卡包括支撑部和外弹性卡爪，使得弹性卡能够定位在罩玻璃管内并与罩玻 璃管的内壁弹性接触，避免了因运输或安装过程中震动给设置在弹性卡中心位 置处的吸热管带来冲击而造成吸热管破裂；另外在支撑部的中心处设有中心定 位结构，该结构可以是供吸热管穿过的中心孔或者收容吸热管端部的凹槽或由 支撑部延伸出的卡在吸热管管壁上的内弹性卡爪等方式，使得吸热管能够被定 位在与罩玻璃管同轴的位置，从而吸收更多的从聚光板反射过来的太阳光，获 得更多的热量，提升太阳能真空玻璃管的吸热效率。而且由于弹性卡能够精确 将吸热管定位在与罩玻璃管同轴的位置上，吸热管和罩玻璃管端部在熔接时能 够利用机械夹具夹持工件边转动边加热，使得工艺更为简单，从而降低了生产
成本，便于产业化生产。下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明所述内聚光玻璃真空太阳集热管的第一实施例的结构示意图；图2是图1的I部放大示意图；图3是本发明所述内聚光玻璃真空太阳集热管的第二实施例的结构示意图；图4是图3的II部i丈大示意图；具体实施方式
如图1、 2所示，在本发明所述内聚光玻璃真空太阳集热管的第一实施例 中，包括罩玻璃管10、吸热管20、聚光板30和弹性卡40。其中，罩玻璃管 10和吸热管均为圆柱形空心管，并且均设置为一端为开口的开口端ll，另一端 为封口的封口端12，罩玻璃管的封口端12设有排气用的尾管13,吸热管的开 口端与罩玻璃管的开口端通过熔接或热压工艺密封连接在一起，4吏得罩玻璃管 管壁和吸热管管壁之间形成密闭腔室。吸热管20外壁涂设有选择性吸收涂层， 其外径小于罩玻璃管10的内径，例如可设置吸热管20外径为罩玻璃管10内 径的1/3至1/4，吸热管20通过弹性卡40定位在罩玻璃管10内，并且使得 吸热管20与罩玻璃管10同轴；聚光板30设置在吸热管20和罩玻璃管10之 间。这样，太阳光被聚光板聚焦在吸热管20上，从而提升吸热管20内的传热 流体温度。弹性卡40为弹性金属材料制成的片状结构，包括中心设有中心定位结构 的支撑部41和外弹性卡爪42。中心定位结构主要用来定位弹性卡40与吸热 管20的相对位置、外弹性卡爪42主要用来定位弹性卡40与罩玻璃管10的相 对位置，而支撑部41主要用来将中心定位结构和外弹性卡爪"连接成一个整体。
其中，支撑部41可以设置成与罩玻璃管10的内壁相匹配的圆形，也可以 设置成其他形状，如方形、三角形或凸多边形等，只要是能够将各个外弹性卡 爪42与中心定位结构连接形成一个整体即可。外弹性卡爪42设置在支撑部41上，由支撑部41向外延伸出的凸条弯折 成波浪状而形成，优选外弹性卡爪42从支撑部41外缘处向外延伸形成。外弹 性卡爪42的弯折形式还可以是多种，如通过将凸条弯折成迂回迷宫形或大曲 率圆弧形等，只要这种外弹性卡爪42能够将弹性卡的支撑部41定位在罩玻璃 管10内即可。外弹性卡爪42至少设有三个，这些外弹性卡爪42最好沿支撑 部41外缘呈圓周均布，方便将弹性卡40定位在罩玻璃管10内；这些外弹性 卡爪42可以分为两组，不同組中的外弹性卡爪42以弹性卡的支撑部41为分 界面，分别折向相反的方向，以防止弹性卡40相对于罩玻璃管IO发生转动。弹性卡40的中心定位结构为支撑部41中心处设置的中心孔43，当弹性 卡40放置在罩玻璃管10内时，该中心孔43与罩玻璃管10同轴。该中心孔 43的孔径与吸热管'20的外径相匹配，使得吸热管20刚好能够插入该中心孔 43内，从而将吸热管20定位在中心孔43内。或者将中心孔43的孔径设置成 略大于吸热管20外径，并在中心孔43处设置至少三个内弹性卡爪44;该内 弹性卡爪44如同外弹性卡爪42 —样设置，利用支撑部41向吸热管20延伸出 的凸条折弯形成。此时，吸热管20在插入中心孔43后能够被内弹性卡爪44 定位。在本实施例中，内弹性卡爪44是由从支撑部中心孔43处延伸出的凸条 折弯形成，该内弹性卡爪44还可设置成从支撑部41其他部位向吸热管20延 伸出的凸条折弯形成。同样，内弹性卡爪44也可以分为多组，不同组中的内 弹性卡爪44以弹性卡40的支撑部41为分界面，分别折向相反的方向。最好在罩玻璃管的封口端12设置一个台阶13，该台阶13由罩玻璃管10 变径形成，其较小直径段14的内径尺寸小于弹性卡支撑部41的最大尺寸，从 而限制弹性卡40沿罩玻璃管10轴线一个方向上的位移；较小直径段14设置 在靠尾管13处，而较大直径段15的内径尺寸大于弹性卡支撑部41的最大尺 寸，以保证加工时能将弹性卡40从罩玻璃管的开口端ll放入。这样，弹性卡 的支撑部41被卡在该台阶13上，从而放置弹性卡40相对罩玻璃管10转动，
使得该弹性卡40相对于罩玻璃管10的定位更为可靠。当弹性卡的外弹性卡爪 42为两组时，支撑部41不与台阶13直接接触，但是外弹性卡爪42可以折弯 成合适的角度，使得外弹性卡爪42直接与台阶13接触并被台阶13限位，同 样能够达到防止弹性卡40相对罩玻璃管IO转动的目的。此时，该组内的外弹 性卡爪42可以设置的较短，并直接沿凸条的根部折弯，而不再折成波浪形。安装时，将弹性卡40的同组内的外弹性卡爪42折弯成相同角度，并最好 将所有外弹性卡爪42的长度设置为相同，从而保证弹性卡40的中心孔43与 罩玻璃管10同轴；同组内的内弹性卡爪44折弯成相同角度，并最好将所有内 弹性卡爪44的长度设置为相同，再将吸热管20插入弹性卡40的中心孔43， 从而保证吸热管20与中心孔43同轴；将吸热管20插入罩玻璃管10内，使得 吸热管20与罩玻璃管10同轴，达到精确定位的目的，提高太阳能玻璃真空管 的吸热效率。在上述实施例中，罩玻璃管10内的弹性卡40可以是两个或两个以上，分 别套设在吸热管20的不同位置，使得吸热管20的定位更为可靠。如图3、 4所示，在本发明所述内聚光玻璃真空太阳集热管的第二实施例 中，仅弹性卡的中心定位结构与第一实施例有所区别弹性卡支撑部41的中 心位置处设有凹槽45,该凹槽45的形状与吸热管20的端部相适应，使得吸 热管20的端部能够被凹槽45收容，从而将吸热管20定位在凹槽45内。同样， 该弹性卡40设有外弹性卡爪42，用于将弹性卡40定位在罩玻璃管1Q内。而 且，弹性卡40还可设有如第一实施例所述的内弹性卡爪44，卡在吸热管20 的外壁上，进一步加强吸热管20相对于弹性卡40的定位。在本发明所述内聚光玻璃真空太阳集热管的第三实施例中，仅弹性卡40 的中心定位结构与第一、二实施例有所区别该弹性卡40的中心定位结构既 不包括中心孔43，也不包括凹槽45，仅包括由支撑部41中心处延伸出的内弹 性卡爪44，该内弹性卡爪44如同第一实施例设置。这样内弹性卡爪44卡在 吸热管20的外壁，通过合理调整弹性卡的内弹性卡爪44的长度和折弯角度， 可以将吸热管20定位在弹性卡40的中心，并保证与罩玻璃管10同轴。在上述实施例中，吸热管20包括吸热段26和连接段27，连接段27包括 上述的开口端。连接段27的外径大于吸热段26的外径，并最好设置成略小于 罩玻璃管10的内径。当套设有弹性卡40的吸热管20插入罩玻璃管10内时， 将吸热段26从罩玻璃管开口端11插入至罩玻璃管的封口端12。当吸热管20 被完全插入罩玻璃管10内时，吸热管的连接段27管壁与罩玻璃管开口端11 管壁之间的间距非常小，方便实现吸热管20和罩玻璃管10密封连接。要该中心定位结构能够将吸热管20定位在弹性卡40的中心，同时合理调整外 弹性卡爪42的角度和长度，使得吸热管20与罩玻璃管10同轴，上述实施例 中心定位结构的变换或本领域技术人员结合公知技术不经过创造性的劳动直 接能够得出的其他中心定位结构，均属于本发明的保护范畴。
权利要求
1、一种内聚光玻璃真空太阳集热管，包括罩玻璃管、吸热管和聚光板，其特征在于，所述吸热管通过弹性卡固定在罩玻璃管内，所述弹性卡包括支撑部和至少三个设置在支撑部上用于将弹性卡定位在罩玻璃管内的外弹性卡爪，支撑部中心设有将吸热管定位在与罩玻璃管同轴位置处的中心定位结构。
2、 根据权利要求1所述内聚光玻璃真空太阳集热管，其特征在于，所述 弹性卡的中心定位结构为所述支撑部的中心处设置的供吸热管穿过的中心孔。
3、 根据权利要求1所述内聚光玻璃真空太阳集热管，其特征在于，所述弹性卡的中心定位结构为所述支撑部的中心处^:置的收容所述吸热管端部的 凹槽。
4、 根据权利要求1所述内聚光玻璃真空太阳集热管，其特征在于，所述 弹性卡的中心定位结构为所述支撑部向吸热管延伸出的至少三个将吸热管定 位在弹性卡上的内弹性卡爪。
5、 根据权利要求1至3中任一项所述内聚光玻璃真空太阳集热管，其特 征在于，所述弹性卡的中心定位结构还包括所述支撑部向吸热管延伸出的至少 设有三个将吸热管定位在弹性卡上的内弹性卡爪。
6、 根据权利要求1至4中任一项所述内聚光玻璃真空太阳集热管，其特 征在于，所述弹性卡的外弹性卡爪分为两组，分别以支撑部为分界面折向相反 方向。
7、 根据权利要求6所述内聚光玻璃真空太阳集热管，其特征在于，所述 罩玻璃管管壁上设有台阶，所述弹性卡沿罩玻璃管轴线方向^皮限位在所述台阶 处。
8、 根据权利要求1至4中任一项所述内聚光玻璃真空太阳集热管，其特 征在于，所述罩玻璃管和吸热管均设置为一端开口、另一端封口；吸热管的开 口端与罩玻璃管的开口端密封连接并在罩玻璃管管壁和吸热管管壁之间形成密闭腔室，所述弹性卡设置在罩玻璃管内靠近封口端位置处。
9、 根据权利要求8所述内聚光玻璃真空太阳集热管，其特征在于，所述 吸热管包括吸热段和包括所述开口端的连接段，所述连接段外径大于吸热段外 径。
10、根据权利要求1至4中任一项所述内聚光玻璃真空太阳集热管，其特 征在于，所述罩玻璃管内设置的弹性卡为两个或两个以上。
全文摘要
本发明涉及一种内聚光玻璃真空太阳集热管，包括罩玻璃管、吸热管、弹性卡和聚光板，弹性卡包括支撑部和至少三个外弹性卡爪，支撑部中心设有中心定位结构。通过设置吸热管通过弹性卡固定在罩玻璃管内，弹性卡包括支撑部和外弹性卡爪，使得弹性卡能够定位在罩玻璃管内并与罩玻璃管弹性接触，避免运输或安装过程中震动给设置在弹性卡中心位置处的吸热管带来冲击，造成真空玻璃管破裂；而中心定位结构可以是供吸热管穿过的中心孔或者收容吸热管端部的凹槽等，使得吸热管能够被定位在与罩玻璃管同轴的位置，从而吸收更多太阳光，提升太阳能真空玻璃管的吸热效率，简化加工工艺、降低了生产成本，便于产业化生产。
文档编号F24J2/05GK101398230SQ20071012361
公开日2009年4月1日 申请日期2007年9月25日 优先权日2007年9月25日
发明者徐鸿胜 申请人:深圳市格林宝太阳能科技有限公司