[发明专利]一种太阳能集热器真空管结构

说明书

本发明涉及一种太阳能集热器真空管结构，包括金属内管、玻璃外管、置于金属内管内的U型管，金属内管的开口端与玻璃外管的开口端熔接，且金属内管的该端密封嵌有管堵头，U型管的两端穿过管堵头，金属内管与玻璃外管之间为真空腔，真空腔内位于金属内管的U型底部设有弹力卡件；金属内管的外表面涂设有选择性吸收涂层，金属内管的外壁与内壁均由间隔设置的凸起部、凹槽部组成的波浪状结构，金属内管内壁的凸起部上一体连接有多个上下平行分布的翅片环，U型管贯穿多个翅片环设置。本发明具有如下优点：提高金属内管的结构强度以及承压能力，实现光能高利用率以及热传导率，有效缓冲金属内管热胀冷缩引起的应力变化。

技术领域：

本发明属于太阳能集热器领域，具体涉及一种太阳能集热器真空管结构。

背景技术：

太阳能是一种分散性和间歇性的能源，要想充分利用它就需要用到储能技术将白天充足的太阳能储存起来，以供夜间或阴天使用。太阳能集热器是一种吸收太阳辐射能的装置，通过吸收一定波长的太阳辐射，将太阳辐射转化为其它形式的能量。目前用于太阳能集热器的真空管结构采用双层玻璃管，一端开口一端成封闭状态的长圆柱形管道，封闭端朝下放置，开口端与太阳能集热器的联箱连接，双层玻璃管之间的空气夹层做真空处理，减少由空气流动造成的热损，这种结构的太阳能集热器真空管结构具有传导和对流热损失少的优点，然而这种成熟的生产技术具有如下缺陷：

1、采用双玻璃管结构，由于玻璃内管结构硬而脆，且玻璃内管吸收太阳能辐射而温度升高，玻璃内管的表面和内部产生温度差，直接受热的玻璃内管表面温度高，间接受热的玻璃内管温度低，受热的玻璃内管外壁力求膨胀，向四周扩张，而温度较低的内部企图维持其原状而阻碍外部的扩张，因此在玻璃内管的内部产生膨胀与反膨胀的作用，也就产生了伸张与压缩的作用，玻璃内管的外壁产生压应力，内壁产生张应力，平滑的玻璃内管在长期受到内外应力作用下，极易发生炸裂现象；

2、由于太阳辐射角度在一天之内变化较大，部分光线发生折射和散射，聚光效果差，太阳能利用率低，无法实现光能的高利用率，且玻璃内管内部的流至与U型管无法充分接触，热传导率低。

3、真空管的端部热应力更为集中，传统在真空腔内设置弹力卡件，对玻璃内管端部受热膨胀后起到一定缓冲保护作用，现有弹力卡件由多个金属卡片组成，多个金属卡片均匀分布在玻璃内管的外壁，且金属卡片的一侧端与玻璃外管的内壁相接触，金属卡片的另一侧端与玻璃内管的外壁相接触，且相互之间的接触为点接触，接触面积较小，当玻璃内管受热应力作用而发生膨胀时，金属卡片与玻璃内管、玻璃外管之间接触位置的压力较大，弹簧卡片本身的弹力逐步衰弱，使用一段时间后，弹簧卡片脱离玻璃内管与玻璃外管，影响玻璃内管端部位置的热应力缓冲保护。

发明内容：

本发明的目的是为了克服以上的不足，提供一种太阳能集热器真空管结构，提高金属内管的结构强度以及承压能力，实现光能高利用率以及热传导率，有效缓冲金属内管热胀冷缩引起的应力变化。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种太阳能集热器真空管结构，包括金属内管、玻璃外管、置于金属内管内的U型管，金属内管的开口端与玻璃外管的开口端熔接，且金属内管的该端密封嵌有管堵头，U型管的两端穿过管堵头并与太阳集热器的进口端、出口端对应连接，金属内管与玻璃外管之间为真空腔，真空腔内位于金属内管的U型底部设有弹力卡件；金属内管的外表面涂设有选择性吸收涂层，金属内管的外壁与内壁均由间隔设置的凸起部、凹槽部组成的波浪状结构，金属内管内壁的凸起部上一体连接有多个上下平行分布的翅片环，U型管贯穿多个翅片环设置。

本发明的进一步改进在于：金属内管底部的外壁为光滑面，金属内管底部的内壁为波浪面。