[发明专利]翻边倒封式玻璃金属真空集热管

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种太阳能集热装置，特别是一种玻璃—金属封接的真空太阳能集热管。

背景技术

目前，高温太阳能集热管大都是采用的金属内管和玻璃外管及玻璃—金属封接技术，并且玻璃与金属的接口都是在玻璃外管的延长线上，或是在玻璃外管扩口或缩口后的延长线上，由于高温下，玻璃与金属存在巨大伸缩差，尽管采用了各种封接结构和波纹管来吸收伸缩差，因为玻璃与金属的接口都是在玻璃外管的延长线上，当波纹管拉伸或压缩到一定程度时，金属管伸长或压缩及真空对波纹管的收缩力，最终对玻璃与金属的接口产生的都是拉力，而玻璃的特性是抗压不抗拉，抗拉力仅是抗压力的1/7-1/10，加上玻璃—金属封接主要是靠金属上薄薄一层氧化膜和玻璃结合，结合力较小，抗拉力更小，因此，目前技术制作的高温太阳能集热管，在使用中损坏率较高的主要原因，就是玻璃与金属封接口处的拉应力无法消除。例如：SCHOTT专利DE 10231467.5 CN 1495394和SOLEL专利CN 1608189，及CN 101832671A专利，其玻璃—金属的封接口都位于玻璃外管的延长线上，或缩口后的延长线上。CN1837715专利虽然用翻边结构解决了部分轴向力问题，但其玻璃—金属粘接连接方式，使玻璃与金属的径向伸缩差无法解决，会对其造成较大破坏，加上其玻璃—金属粘接连接方式，不能满足制造时高温真空排气要求，也不能满足反复大温差下长时间使用不漏气的要求。

发明内容

为了解决集热管使用中的玻璃—金属封接接口拉应力问题，本发明提供了一种新的封接结构，使金属伸长对玻璃产生的拉应力变为了压应力，玻璃—金属的封接接口轴向只受压应力，大幅提高了集热管受力性能，减小了集热管在使用中的损坏率。

本发明采用的技术方案是：对集热管玻璃外管端部进行热加工，将端部向外或向内制成台阶状或翻边成喇叭口形或者U形，或者制成法兰盘状，再在翻边或法兰盘背离玻璃外管端部面，和薄壁金属过渡管进行玻璃—金属封接，薄壁金属过渡管另一端再翻过来通过波纹管或辐板结构和金属内管相连；也可采用一段直径比玻璃外管直径大或小的玻璃管先和薄壁金属过渡管进行玻璃—金属封接，再把玻璃管和玻璃外管套在一起熔封成U形结构，薄壁金属过渡管另一端再翻过来通过波纹管或辐板结构和金属内管相连，金属过渡管采用薄壁或薄刃锥形壁结构，通过薄壁变形能力补偿玻璃—金属径向伸缩差，波纹管安装时，进行预压缩，在真空状态下，波纹管对两端产生拉力或和预压缩力抵消，波纹管一端连在金属内管上，真空对波纹管产生的拉力，通过波纹管另一端相连的薄壁金属过渡管反过来，变成了对玻璃—金属封接接口产生的压力，金属内管受热大幅伸长时，对波纹管进一步产生拉力，拉力通过薄壁金属过渡管和翻边结构也变成了对玻璃—金属封接接口产生的压力，而伸缩差由波纹管变形补偿，波纹管可采用薄壁高波高的波纹管，以增大伸缩量，减小反弹力，减小遮光面积，加上玻璃外管层、玻璃—金属封接接口层、波纹管层的三层结构，使封接和伸缩差补偿装置整个结构非常紧凑，集热管有效采光面积得到提高，在玻璃外管和玻璃—金属封接接口层相对的内面可镀上消气剂，形成反光镜面，防止光线照射到玻璃—金属封接接口上，又能使光线反射回金属吸热管，也避免了消气剂对有效采光面积的占用，一种结构达到了多种有益效果，加上波纹管层对玻璃—金属封接接口层的保护，或在波纹管层外面再加一层反光隔热保护层，使玻璃—金属封接接口处温度波动降到最小，也进一步减小了接口的损坏率。

本发明与已知技术相比的优点是：玻璃—金属封接接口由承受拉力改为承受压力，使接口受力能力大大增加，降低了集热管在使用中的损坏率，使封接和伸缩差补偿装置整个结构更加紧凑，集热管有效采光面积得到提高，玻璃—金属封接接口处温度波动降低，更进一步降低了集热管在使用中的损坏率。

附图说明

图1实施例1

图2实施例2

图3实施例3

图4实施例4

图5实施例5

图6薄壁金属过渡管音叉形封接边

图中1.带涂层金属内管；2.外端盖；3.倒封玻璃管；3′.喇叭口形翻边；3″.法兰盘；4.玻璃—金属封接接口；5.支架；6.波纹管；7.保护罩；8.连接件；9.薄壁金属过渡管；10.消气剂；11.玻璃外管；12.外辐板；13.轮圈；14.内辐板；15.梯形保护罩；

具体实施方式

下面结合附图详细说明：