[实用新型]熔封式热管真空集热管

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种真空集热管，尤其是一种在较高温度下工作的熔封式热管真空集热管，属于太阳能热利用技术领域。

背景技术

真空集热管是一种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有机结合，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传热和安全性能。金属与玻璃的膨胀系数不同，因此温度变化后，金属与玻璃的膨胀量不同，结果易导致金属与玻璃封接断裂。但由于热管在玻璃管内的热管加热段的顶端是自由端，所以避免了两端直通式金属-玻璃真空集热管需要膨胀节来消除膨胀量的做法，节省了元器件，又简化了制作工艺。然而，这种集热管结构虽解决了膨胀系数的差异问题，但金属热管与玻璃管间的融封不够可靠，时间长或受热后仍易漏气甚至破裂。

检索发现，申请号为01141781.1的中国专利申请公开了一种热管式太阳能真空集热管，其端盖可以套装在全玻璃真空管上面，也可以插接在真空管内，再用胶粘剂封固，端盖上部有一尾管可以排气和注液，真空管内充填以相变工质。专利号为ZL 00101464.1的中国专利公开了一种真空集热管，其特点是通过连接套管下部台阶的内孔与全玻璃真空集热管的口部密封连接，其上部台阶的内孔与金属长管的下端口部密封连接。此外，申请号为02289924.3中国实用新型专利公开了一种设置有可伐密封环的热管真空集热管，它是在可伐端盖与玻璃管法兰之间设置有一个带弯边的可伐密封环，可伐密封环弯边压入并封接于玻璃管法兰内，可伐端盖与可伐密封环直接进行焊接密封。以上关于热管真空集热管的封接结构的改进，在不同程度上改善了气密性，避免了产生慢性漏气，延长了热管集热管的使用寿命，基本可以满足日常太阳能热水器等低温使用场合。

但实践证明，上述改进在太阳能热发电等高温工况下，不仅工艺结构显得复杂，并且存在以下不足之处：1、融封部位难以耐受250℃以上高温，并且融封部位在使用中直接暴露在阳光照射下，没有必要的防护措施；2、玻璃管与金属管只在融封部位连接，容易应力集中；3、热管的换热面积较小。结果，时间一长或在高温工况下，仍容易泄漏，使玻璃管内的真空度难以维持，并且吸热效率不高，无法满足太阳能热发电之类高温工作场合的使用需求。

实用新型内容

本实用新型的首要目的在于：针对上述存在的缺陷，提出一种工艺结构简单、可以有效提高封接处耐高温性能的熔封式热管真空集热管。

本实用新型进一步的目的是提出一种可以避免封接处应力集中的熔封式热管真空集热管。

本实用新型更进一步的目的是提出一种结构紧凑、吸热效率高的熔封式热管真空集热管。

申请人经过反复实验探索认识到，现有热管式真空集热管无法满足中高温工况使用需求的关键是封接处容易出现问题。因此，采取科学的技术措施保证高温工况下封接处的长效密封性能，是满足高温工况太阳能利用场合需要的技术关键。

为了达到以上首要目的，本实用新型的熔封式热管真空集热管包括一端封闭的玻璃外管，所述玻璃外管中装有下部表面涂覆吸收太阳光涂层的热管，所述热管的上部密封焊接带进口和出口的冷却套管，所述热管中部通过可伐合金与玻璃管口熔封密封连接，所述玻璃外管与热管之间形成真空腔，所述可伐合金上方的热管段固定防护罩上盘，所述玻璃外管配合套装防护罩下盘，至少所述上盘与下盘之一周边制有翻边，所述上盘和下盘通过翻边相对固定，构成遮住熔封接缝的防护罩。

这样，整个真空集热管结构简单，制造工艺切实可行，并且由于以熔封连接取代了现有技术的融封，因此无论从连接强度还是密封性能均显著提高，可以在400℃的高温下长期正常工作，并且在防护罩的遮盖下，所有熔封连接缝均不会受到太阳光的直接照射，因此可以避免温度过高。

此外，防护罩与玻璃管的配合套装可以很方便的构建起辅助支撑，避免了熔封连接缝的应力过于集中，改善了连接缝的受力，特别适合于高温大规格的热管式熔封式热管真空集热管。尤其是，防护罩与玻璃外管的配合套装间隙小于玻璃外管的膨胀量时，受热后，防护罩本身即可起到一定的辅助支撑作用。另外，可以将所述热管的中部插装在金属法兰盘中心孔中密封焊接，所述金属法兰盘的周边附近密封焊接可伐合金环的一端，所述可伐合金环的另一端与玻璃外管口熔封密封连接，这样可以减少可伐合金用量，同时利于集热管在将来系统应用中的固定。