专利名称：太阳能集热管中吸热不锈钢管的表面结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是中高温太阳能集热管中吸热不锈钢管吸收率的表面处理，特别是涉及不锈钢管表面的新结构，以求达到大大提高不锈钢管吸收太阳光效率的目的。
背景技术：
用于太阳能发电或太阳能中央空调的中高温太阳能集热管中充满高温传热エ质，压カ也很大，工作条件较为恶劣。为了安全可靠的工作，集热管中充装传热エ质的吸热管通常都采用不锈钢管。为提高不锈钢管的吸热效率，通常都对不锈钢管表面作染黑化学处理，或作选择性吸收镀膜处理。作染黑化学处理，可以使不锈钢管的吸热效率达到94%。作选择性吸收镀膜处理，可以使不锈钢管的吸热效率达到96%。 上述处理方法的缺点是费カ不小，得到的吸收效率并未达到极值，最高仅到96 %，而且，这样得到的表面极易因机械摩擦或化学侵蚀受到破坏。
发明内容本发明的目的是用简单的机械加工方法使不锈钢管表面的结构发生改变，与原有的化学染黑和选择性吸收镀层相结合，大大提高不锈钢管的吸收效率，甚至使吸收效率提高到 99. 99%。本发明的技术方案如图I图2, —根不锈钢管I和2,将其平坦光滑的表面Ib,用机械加工方法加工成无数V形槽la。这些V形槽布满整个不锈钢管外表面，将其完全覆盖。V形槽在不锈钢管表面形成的花纹可以垂直于钢管2a，平行于钢管2b，交叉分布2c，呈螺纹状2d。也可对平坦光滑的不锈钢管表面，用喷砂或化学腐蚀方法，将其粗化，形成新的表面结构2e。表面布满V形槽的结构和表面粗化的结构与表面黑化或选择性吸收镀层相结合，形成新的表面结构，将大大提高不锈钢集热管的吸热效率。新的表面结构提高吸热效率的原理如下物理学告诉我们建筑物窗ロ就是ー个绝对的黑体。V形槽ロ可以看成ー个近似的窗ロ，因此它也是ー个黑度相当高的黑体。以V形槽Ib为例，假设表面黑化做得不很到位，太阳光线每向黑色表面投射一次，其吸收效率只有90%。如图1，太阳光i入射到不锈钢管表面，依反射定律，产生反射光il，il = 0. li,il在V形槽内碰触第2个表面反射出光线i2，i2 = 0. Iil = 0. Oli，i2又反射出i3，i3反射出i4, i4反射出i5, i5离开不锈钢管,返回管外空间。计算ー下i5的数值，i5 = 0. Ii4=0. 01i3 = 0. 001i2 = 0. OOOlil = 0. OOOOli0 不锈钢管的反射率为 i5/i = 0. 00001，其吸收率为0. 99999，即99. 999%。可见吸收效率大幅提高，达到顶级数值。本发明的优点不仅是用简单的处理，就使太阳能集热管中吸热不锈钢管的吸收率轻易地提高，而且由于表面几何形状改变，产生了很多凹进结构，机械摩擦或化学侵蚀不易对表面结构产生明显的破坏作用，这使吸热效率的保持寿命也大大提高。
[0008]图I、图2是吸热不锈钢管表面结构的示意图。I和2 :不锈钢管； la V形槽； Ib :原不锈钢管平坦表面；2a :垂直于钢管的花纹； 2b :平行于钢管的花纹；2c :交叉分布花纹；2d :螺纹状花纹；2e:表面粗化结构.i :入射到V形槽的光线 il、i2、i3、i4、经过第 1、2、3、4、次反射的光线；i5 :离开不锈钢管的光线。
实施例取一根外径042mm,壁厚3mm,长度2m的无缝不锈钢管,将其装卡到带有中心架的普通16车床上。磨一把刀尖角60°的车刀。将不锈钢管外表面车成螺距Imm的外螺纹。再将车好的不锈钢管作表面黑化处理。一根高热吸效率的吸热不锈钢管即告完成。
权利要求1.太阳能集热管中吸热不锈钢管的表面结构，其特征在于，所述太阳能集热管中吸热不锈钢管的表面完全为V形槽(Ia)所覆盖，或者完全为粗化表面(2e)所覆盖，在此表面结构的基础上，再对表面做染黑处理，或作选择性吸收镀膜处理。
2.根据权利要求I中所述的太阳能集热管中吸热不锈钢管的表面结构，其特征在干，所述结构表面完全为V形槽(Ia)所覆盖，V形槽在不锈钢管表面形成的花纹可以垂直于钢管(2a)，平行于钢管(2b)，交叉分布(2c)，呈螺纹状(2d)，在此表面结构的基础上，再对表面做染黑处理，或作选择性吸收镀膜处理。
3.根据权利要求I中所述的太阳能集热管中吸热不锈钢管的表面结构，其特征在干，所述结构表面全部用喷砂或化学腐蚀方法做粗化处理(2e)，在此表面结构的基础上，再对表面做染黑处理，或作选择性吸收镀膜处理。
专利摘要本实用新型公开一种太阳能集热管中吸热不锈钢管的表面结构，它可使吸热管对太阳光的吸收效率达到99.99％。该结构是先使表面布满V形槽或使表面粗化，再对表面做染黑或作选择性吸收镀膜处理。本实用新型用简单的表面处理，达到了极高提升表面光吸收率的目的，而且所得表面不易破坏，寿命极长。
文档编号F24J2/50GK202442535SQ201220061368
公开日2012年9月19日 申请日期2012年2月24日 优先权日2012年2月24日
发明者邓大仁 申请人:天津市太阳神科技有限公司