[实用新型]一种无阻耦合瞬热式太阳能棒

说明书

技术领域

本实用新型一种无阻耦合瞬热式太阳能棒涉及的是以太阳能作为热源的太阳能集热核心部件，属太阳能热利用技术领域。

背景技术

随着材料科学与现代工业的进步，几十年来在太阳能光热利用上已经有了长足的发展。但是就目前的技术现状来看，仍然存在着热能转换率低、使用寿命短等阻碍太阳能利用的技术瓶颈，低品位发展、重复生产等问题屡见不鲜。目前市场较高品位的超导热管式真空管以其独到的结构原理和性能，得到了市场的认可并接受，但经过近些年来的实际使用，也出现了新的问题：由于其管内一端的吸热面与管外一端的冷凝头散热面的比例为100:2，所以冷凝头温度很高，若不及时带走该高温热量，则会影响其热效率；另外超导热管采用圆形抽插定型翼片，翼片与热管之间、翼片与真空管内壁之间无法达到完美的紧密结合，因此无法有效地发挥吸散热一体功能，因而将不可避免地产生缝隙，造成太阳能吸收膜吸收到的热能很大部分只能依靠空气传导，加热速率明显滞后，热转换率不能达到理想目标；其次，散热时依靠冷凝段插入工质联箱套管内，而工质联箱与真空管之间采用制式密封胶圈密封，会导致在应用中，冷凝段由于散热不及时，温度较高，长时间使用，胶圈容易变形、老化，从而破坏密封效果，导致热量流失，降低热利用率。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述不足之处，提供一种无阻耦合瞬热式太阳能棒。本实用新型一种无阻耦合瞬热式太阳能棒是以集热芯棒为主体，以真空玻璃管及杯形工质流储能器为附件共三个构件组成，妥善解决了冷凝头快速散热及密封问题、高效吸热汽化问题、全效传热，承压及消除热膨胀等重要技术难点，极大地拓展了新型热管真空管在太阳能热利用领域的应用面，特别是可以配合CPC非成像低聚焦聚光，完全突破了太阳能中温应用领域的技术瓶颈，为节能建筑一体化和人们的日常生活生产提供了一款不可多得的太阳能热利用核心装置。

一种无阻耦合瞬热式太阳能棒是通过采用以下技术方案实现的：

一种无阻耦合瞬热式太阳能棒包括星形集热芯、自锁式热导轴、闭合密衔接口、多旋流散热管、抛物面集热弧形板、杯形工质流储能器、绝热护套、密闭咬合夹嘴、真空玻璃管、工质连接管、排气口、防护底托、封头、保温层、工质进口、工质出口、工作流体、超导介质和外壳；

抛物面集热弧形板通过密闭咬合夹嘴固定成一体；密闭咬合夹嘴与星形集热芯成型一体；星形集热芯一头用封头焊接密封，封头中心开孔，便于密封固定排气口，并进行抽真空处理；闭合密衔接口焊接固定在星形集热芯另一头；自锁式热导轴下端设置有内八字形接口；闭合密衔接口的外八字形敞口和自锁式热导轴下端的内八字形接口成活动状配合；多旋流散热管成轴向套装在杯形工质流储能器内，并与其采用环焊工艺密封焊接；杯形工质流储能器上设置有工质进口和工质出口，并采用工质连接管焊接相连；外壳与杯形工质流储能器之间安装有保温层；防护底托套装在排气口上，可起到保护作用；闭合密衔接口周向外侧采用绝热护套断热处理；超导介质填装在星形集热芯内。装配好的上述组件套装在真空玻璃管内，最终形成一个完整的无阻耦合瞬热式太阳能棒。

所述的星形集热芯采用防锈铝合金、铜、B7铜合金或不锈钢制成。在采用防锈铝合金制作时可一次性成型为具有等边多角形、并附有密闭咬合夹嘴的曲面异型管状；在采用B7铜合金、铜或不锈钢材料制作时，可通过变形，在等边多角形的每个角上直缝焊接抛物面集热弧形板。

所述的抛物面集热弧形板可采用铜、铝合金、不锈钢或其它导热快、有弹性、不易生锈的金属薄壁板材。依照真空玻璃管内径，抛物面集热弧形板可制成为具单抛物面或双抛物面的外形结构，有利于和真空玻璃管内壁形成无间隙弹性接触，以加速热吸收和热传导。

所述的抛物面集热弧形板向阳一面涂装有太阳能选择性吸收涂层，特别在配合CPC非成像低聚焦时，可有效提高热水温度。

所述的多旋流散热管是采用导热好的金属材料，如铜、B7铜合金、铝合金、不锈钢等材料，通过特种工艺在周向制作有滚旋状的翅片，并在向心一侧加工有宽度10mm-20mm，深度0.6mm-3mm的凹沟，有利于配合自锁式热导轴无缝涨接，提高传热速率；其下部制作成内八字环形圈。

所述的自锁式热导轴是采用导热好的铜、B7铜合金、铝合金等材料，通过机械加工成内壁为圆形，外壁面设置有凸台，凸台宽度为8mm-18mm、高度为0.6mm-3mm，其下端外侧为外八字状。

所述的杯形工质流储能器是采用铝合金、铜、不锈钢、B7铜合金和其它不易锈蚀的材料，制成一个倒置的杯形状，上端密封，下端敞开，周向与自锁式热导轴下方的凸边成密封焊接，并开有工质进口孔和工质出口孔。