一種可用于中高溫系統(tǒng)的新型太陽能真空集熱裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本新型太陽能真空集熱裝置，屬于太陽能光熱利用技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種可用于中高溫系統(tǒng)的真空集熱設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽光輻射能作為一種清潔無污染的新能源，近年來受到了越來越多的關(guān)注，但更多應(yīng)用于太陽能熱水領(lǐng)域，太陽能玻璃真空管式熱水器近年來得到了蓬勃發(fā)展，各種類型的的集中供熱、供暖、太陽能工業(yè)領(lǐng)域利用的相關(guān)工程也逐漸興起。然而由于目前真空管加工原料采用的是硼硅玻璃，在聚焦式中高溫系統(tǒng)中玻璃內(nèi)管并不能承受較大的溫度差，所以一般在中高溫內(nèi)管選用不銹鋼材質(zhì)，而內(nèi)管與外玻璃管連接采用硼硅玻璃與可伐合金進(jìn)行熔封，然后可伐合金再與金屬波紋管膨脹節(jié)連接消除高溫金屬與玻璃膨脹的位移差，最后膨脹節(jié)焊接在金屬內(nèi)管外壁上以達(dá)到金屬與硼硅玻璃實(shí)現(xiàn)密封。這種工藝目前發(fā)展已經(jīng)成熟，但由于工藝復(fù)雜加工成本居高不下，在進(jìn)一步應(yīng)用上遇到了瓶頸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新型太陽能真空集熱裝置，避免采用金屬與玻璃封接，同時(shí)提高了流體的換熱效果。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:該裝置包括真空集熱管、導(dǎo)熱石墨、金屬導(dǎo)熱管道、金屬波紋軟管、金屬三通、直角彎頭、流體入口接管以及流體出口接管，其中金屬導(dǎo)熱管道內(nèi)放置金屬波紋管，而金屬導(dǎo)熱管道插入真空集熱管內(nèi)，金屬導(dǎo)熱管道與真空集熱管中間夾層利用石墨填充，金屬三通各端分別連接流體出口接管、金屬導(dǎo)熱管道以及與直角彎頭進(jìn)行封接，而金屬波紋管一端插入金屬導(dǎo)熱管道內(nèi)另一端與直角彎頭連接。其中真空集熱管內(nèi)管與外管均采用石英管能夠承受高溫及高溫差的沖擊，在石英內(nèi)管外壁上濺射高吸收率低發(fā)射率的選擇性吸收涂層，而內(nèi)管和外管之間連接通過一過渡變徑管，避免端口處與金屬導(dǎo)熱管接觸造成熱損失過大，內(nèi)管和外管之間的真空層兩端用不銹鋼卡簧支撐，并在末端卡簧上放置非蒸散型吸氣劑，在外管末端設(shè)置抽真空嘴。金屬導(dǎo)熱管道插入真空集熱內(nèi)管中，兩者之間的空隙利用石墨粉進(jìn)行填充。金屬波紋管需要放入金屬導(dǎo)熱管道內(nèi)，既作為流體流入的通道，同時(shí)也作為流體流出一側(cè)通道，由于波紋起到強(qiáng)制湍流作用，在金屬導(dǎo)熱管內(nèi)的流體換熱效果增強(qiáng)。金屬導(dǎo)熱管道與金屬三通連接，在金屬三通內(nèi)插入直角彎頭，直角彎頭的一端連接金屬波紋軟管，另一端與金屬三通封接，流體入口接管與直角彎頭連接，而流體出口接管與三通一端連接。
[0005]所述的金屬波紋軟管，在其末端需要開一定長度的缺口，避免高溫膨脹造成金屬波紋管與金屬導(dǎo)熱管的封頭堵死而影響流體流動(dòng)。
[0006]所述的金屬波紋軟管需要放入金屬導(dǎo)熱管道內(nèi)，為了促使流體流動(dòng)均勻防止金屬波紋軟管與金屬導(dǎo)熱管接觸需要在金屬導(dǎo)熱管與金屬波紋軟管兩者之間插放多個(gè)支撐。
[0007]與目前現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)為:(I)通過采用石英材質(zhì)以及通過U型設(shè)計(jì)來消除膨脹量，避免了目前真空集熱管采用金屬與玻璃之間連接，該集熱管能夠滿足高中溫系統(tǒng)甚至發(fā)電所需要的技術(shù)參數(shù)；(2)在金屬導(dǎo)熱管內(nèi)插入的金屬波紋管一方面用于流體進(jìn)出的通道，同時(shí)波紋起到強(qiáng)制湍流作用，流體換熱效果增強(qiáng)；(3)減少了大量復(fù)雜的玻璃逐步過渡與可伐合金恪封以及與金屬膨脹節(jié)焊接等工藝，材料成本以及人工成本大量縮減，具有明顯的經(jīng)濟(jì)性能。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖中:1-石英外管(涂增透膜)；2_石英內(nèi)管(濺射選擇性吸收膜)；3_過渡變徑管；4_不銹鋼彈簧卡；5_吸氣劑；6_真空排氣嘴；7_金屬導(dǎo)熱管；8_金屬波紋軟管；9-石墨粉；10_支撐架；11_金屬三通；12_直角彎頭；13_流體入口接管；14_流體出口接管；15_石墨封板。
【具體實(shí)施方式】
[0010]圖1是本專利的實(shí)施例，下面結(jié)合圖1做進(jìn)一步說明。
[0011 ] 如圖1所示，本專利的新型太陽能真空集熱裝置包括石英材質(zhì)的U型真空集熱管、導(dǎo)熱石墨、金屬導(dǎo)熱管道、金屬波紋軟管、金屬三通、直角彎頭、流體入口接管、流體出口接管、石墨封板等。其中真空集熱管分為內(nèi)管和外管，內(nèi)管和外管的材質(zhì)均選擇優(yōu)等品石英管，內(nèi)管與外管連接成U型，并在內(nèi)管外壁濺射選擇性吸收涂層，而內(nèi)管和外管之間為真空層，內(nèi)管兩端用不銹鋼卡簧與外管支撐，并在末端卡簧上放置非蒸散型吸氣劑，在外管末端設(shè)置抽真空嘴，內(nèi)管與外管連接處采用過渡變徑管連接。在U型真空集熱內(nèi)管中插入金屬導(dǎo)熱管，金屬導(dǎo)熱管與玻璃管之間的空隙利用石墨粉進(jìn)行填充。金屬波紋軟管上放置支撐架并在末端開缺口，然后放入到金屬導(dǎo)熱管道中，金屬導(dǎo)熱管道與金屬三通連接，在三通內(nèi)插入直角彎頭，直角彎頭一端連接金屬波紋軟管，另一側(cè)連接流體入口接管同時(shí)與三通一端封閉，而流體出口接管與三通一端連接。
[0012]具體工作過程如下:首先選擇優(yōu)等品石英內(nèi)管和外管，在玻璃床上分別進(jìn)行一端封頭處理，外管封頭處預(yù)留抽真空嘴。然后按照設(shè)計(jì)尺寸截取內(nèi)管，在內(nèi)管上連接過渡變徑管，進(jìn)行退火處理消除加工應(yīng)力。在內(nèi)管外側(cè)濺射選擇性吸收涂層，將一彈簧卡放入內(nèi)管靠近過渡變徑管端，而在另一彈簧卡上纏繞吸氣劑隨著內(nèi)管推入外管最里面，然后將過渡變徑管與外管進(jìn)行連接，去應(yīng)力，將加工的零件放入加熱爐中，真空吸氣嘴開始抽真空，當(dāng)達(dá)到工藝要求后，加熱爐開始加熱，維持在除氣溫度下運(yùn)行一小時(shí)，確保材料釋放的氣體全部排出，吸氣劑激活，真空吸氣嘴密封處理。
[0013]選擇合適長度的金屬波紋管，在上面設(shè)置多個(gè)支撐架，并在金屬波紋管末端加工一定長度的缺口，將金屬波紋管推入金屬導(dǎo)熱管內(nèi)。選擇合適的直角彎頭將其放入金屬三通內(nèi)，直角彎頭一端與流體入口接管相連接，金屬三通直通一端與流體入口接管外側(cè)封閉處理，金屬三通另一直通端與流體出口接管焊接。將金屬波紋管與直角彎頭進(jìn)行焊接，再將金屬導(dǎo)熱管道與金屬三通最后一端封閉。
[0014]將加工好的上述金屬管道逐漸推入真空集熱管內(nèi)，兩者之間的縫隙利用石墨粉進(jìn)行填充，在尾端用石墨封板封閉處理，防止石墨粉的泄露。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.用于中高溫系統(tǒng)的新型太陽能真空集熱裝置，包括真空集熱管、導(dǎo)熱石墨、金屬導(dǎo)熱管道、金屬波紋軟管、金屬三通、直角彎頭、流體入口接管以及流體出口接管，其中金屬導(dǎo)熱管道內(nèi)放置金屬波紋管，而金屬導(dǎo)熱管道插入真空集熱管內(nèi)，金屬導(dǎo)熱管道與真空集熱管中間夾層利用石墨填充，金屬三通各端分別連接流體出口接管、金屬導(dǎo)熱管道以及與直角彎頭進(jìn)行封接，而金屬波紋管一端插入金屬導(dǎo)熱管道內(nèi)另一端與直角彎頭連接，其特征在于:金屬波紋軟管既作為流入流體的通道，同時(shí)也作為流出流體的一側(cè)，換熱效果加強(qiáng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型太陽能真空集熱裝置，其特征在于:所述的真空集熱管材質(zhì)為耐高溫的石英材料，內(nèi)外管U型連接，在內(nèi)管外側(cè)濺射選擇性吸收膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型太陽能真空集熱裝置，其特征在于:金屬波紋軟管與金屬導(dǎo)熱管道之間安放支撐架，確保流體管道內(nèi)流體流動(dòng)均勻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型太陽能真空集熱裝置，其特征在于:金屬波紋軟管末端設(shè)置一定長度的豁口，防止高溫時(shí)與金屬導(dǎo)熱管道末端接觸造成流體流動(dòng)不暢。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型太陽能真空集熱裝置，其特征在于:所述的真空集熱管內(nèi)管與外管連接處采用變徑管過渡，避免與鋼管接觸熱傳導(dǎo)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型太陽能真空集熱裝置，其特征在于:真空集熱管與流體管道之間的縫隙采用石墨填充。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型太陽能真空集熱裝置，其特征在于:金屬三通分別連接流體出口接管、金屬導(dǎo)熱管道以及與直角彎頭進(jìn)行封接。
【專利摘要】一種可用于中高溫系統(tǒng)的新型太陽能真空集熱裝置，包括真空集熱管、導(dǎo)熱石墨、金屬導(dǎo)熱管道、金屬波紋軟管、金屬三通、直角彎頭、流體入口接管以及流體出口接管，其中金屬導(dǎo)熱管道內(nèi)放置金屬波紋管，而金屬導(dǎo)熱管道插入真空集熱管內(nèi)，金屬導(dǎo)熱管道與真空集熱管中間夾層利用石墨填充，金屬三通各端分別連接流體出口接管、金屬導(dǎo)熱管道以及與直角彎頭進(jìn)行封接，而金屬波紋管一端插入金屬導(dǎo)熱管道內(nèi)另一端與直角彎頭連接，金屬波紋軟管既作為流入流體的通道，同時(shí)也作為流出流體的一側(cè)，換熱效果加強(qiáng)。
【IPC分類】F24J2-46, F24J2-26, F24J2-05
【公開號(hào)】CN204329348
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420123175
【發(fā)明人】肖豐, 祝群英
【申請(qǐng)人】祝群英
【公開日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2014年3月19日