吸熱管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及權(quán)利要求1前序部分所述的吸熱管。
【背景技術(shù)】
[0002]DE 10 231 467 B4描述了這樣的一種吸熱管，其具體用于太陽能技術(shù)發(fā)電廠中的拋物面槽式集熱器。吸熱管包括中央金屬管和圍繞中央金屬管的玻璃套管。玻璃管在其兩端提供有玻璃-金屬過渡元件，在其每端處，與膨脹補(bǔ)償裝置或附接元件接合。膨脹補(bǔ)償裝置至少部分的布置在金屬管和玻璃過渡元件之間的環(huán)形空間。
[0003]附接元件可以在膨脹補(bǔ)償裝置和金屬管之間的環(huán)形空間中延伸，由此，在附接元件的圓錐形構(gòu)造的情況下，低角度的入射輻射以及金屬管發(fā)射的輻射被反射回到金屬管中。
[0004]附接元件也可以在膨脹補(bǔ)償裝置和玻璃管之間的環(huán)形空間中延伸，并且在此情況下，其接合到玻璃-金屬過渡元件。附接元件具有環(huán)形盤形式的緊固元件，附接元件使用環(huán)形盤緊固到可以包括波紋管的膨脹補(bǔ)償裝置。
[0005]從DE 60 223 711 T2已知一種吸熱管，在該吸熱管中，玻璃-金屬過渡元件和波紋管形式的膨脹補(bǔ)償裝置沿軸向前后布置。設(shè)置在外側(cè)的是屏蔽波紋管的第一屏蔽元件以及屏蔽玻璃-金屬過渡元件免于入射輻射的第二屏蔽元件。此外，內(nèi)部輻射屏蔽件在套管和金屬管之間的環(huán)形空間中布置在玻璃-金屬過渡元件的區(qū)域中。內(nèi)部輻射屏蔽件由波紋管中的保持臂懸掛。
[0006]此具有玻璃-金屬過渡元件的波紋管的布置的缺點(diǎn)是比較長的結(jié)構(gòu)長度，這導(dǎo)致自由孔徑的減小以及由此導(dǎo)致的效率的降低。
[0007]玻璃-金屬過渡元件最初由兩個(gè)外部屏蔽元件中的一個(gè)從外側(cè)屏蔽免于直接的照射。具有L狀橫截面的內(nèi)部輻射屏蔽件在玻璃-金屬過渡元件的區(qū)域中僅僅具有支撐臂，使得低角度入射的輻射和從金屬管反射的輻射可以照射在玻璃-金屬過渡元件上的支撐臂之間的區(qū)域中。僅僅一部分此輻射被內(nèi)部輻射屏蔽件所攔截。
[0008]此設(shè)計(jì)的另外缺點(diǎn)在于，其自身吸收輻射，并且因此被加熱。內(nèi)部輻射屏蔽件通過支撐臂僅僅不充分地?zé)狁詈系讲y管，使得被環(huán)形部件所吸收的部分輻射中的大部分必須通過輻射再次被發(fā)射。大部分輻射的熱量接著照射在玻璃-金屬過渡元件上。由此，玻璃-金屬過渡元件由于加熱的輻射屏蔽件所發(fā)射的輻射而承受二次熱量輸入。
[0009]DE 10 231 467 B4和DE 60 223 711 T2公開一種玻璃-金屬過渡元件和膨脹補(bǔ)償裝置的位于外部的保護(hù)件。此位于外部的保護(hù)件現(xiàn)在通常在安裝接收器之后安裝在發(fā)電廠中。為此，在本領(lǐng)域中，片-金屬反射器在與接收器焊接到一起之后安裝。
[0010]此缺點(diǎn)在于，玻璃-金屬過渡元件在傳輸和安裝過程中沒有保護(hù)，并且因此可能容易被損傷。在安裝處理過程中，在套管中可能產(chǎn)生刮痕，玻璃-金屬過渡元件附近的刮痕是非常關(guān)鍵的并且可能導(dǎo)致吸熱管的弱化以及在后來運(yùn)行過程中導(dǎo)致玻璃斷裂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]基于根據(jù)DE 10 231 467 B4的現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的在于進(jìn)一步提高吸熱管的壽命O
[0012]此目的通過權(quán)利要求1的特征所實(shí)現(xiàn)。
[0013]在本發(fā)明中提供，在吸熱管的一個(gè)端部處，在環(huán)形空間中布置至少一個(gè)屏蔽裝置，該屏蔽裝置包括第一環(huán)形盤狀部分，該第一環(huán)形盤狀部分布置在端面前方一段軸向距離處并且至少覆蓋附接元件和膨脹補(bǔ)償裝置的內(nèi)端的連接區(qū)域。
[0014]前表面和連接區(qū)域聯(lián)系圖1b進(jìn)行解釋。
[0015]第一環(huán)形盤狀部分的優(yōu)點(diǎn)在于，其不僅保護(hù)膨脹補(bǔ)償裝置和附接元件的連接區(qū)域，而且保護(hù)玻璃-金屬過渡元件免于金屬管所反射的輻射。
[0016]已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，玻璃-金屬過渡元件和膨脹補(bǔ)償裝置在吸熱管的服務(wù)壽命方面是關(guān)鍵部件。
[0017]金屬管所反射的輻射或發(fā)射的輻射通過膨脹補(bǔ)償裝置真正在某種程度上保持遠(yuǎn)離玻璃-金屬過渡元件，因?yàn)榕蛎浹a(bǔ)償裝置布置在玻璃-金屬過渡元件的下方；但是，這也具有缺點(diǎn)，即輻射之后照射在膨脹補(bǔ)償裝置上并且膨脹補(bǔ)償裝置、更具體為膨脹補(bǔ)償裝置接合到附接元件的區(qū)域的材料隨著時(shí)間的推移而被損傷。在某些情況下，此處可能產(chǎn)生接觸點(diǎn)的泄漏，使得環(huán)形空間中所需的真空之后喪失或者填充環(huán)形空間的惰性氣體被滲入的空氣所污染。通過屏蔽裝置防止此損傷。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，由于屏蔽裝置在吸熱管的環(huán)形空間中的第一環(huán)形盤狀部分，可以有效提高吸熱管的服務(wù)壽命。
[0018]屏蔽的輻射量可以通過第一環(huán)形盤狀部分的表面積大小來直接調(diào)節(jié)。
[0019]優(yōu)選地，第一環(huán)形盤狀部分覆蓋前表面的至少50%，優(yōu)選是整個(gè)前表面。
[0020]照射到第一環(huán)形盤狀部分的輻射能量導(dǎo)致第一環(huán)形盤狀部分的加熱并且通過熱傳導(dǎo)分布到屏蔽裝置的面積上，由此降低溫度水平。由于優(yōu)選的平滑表面，大部分輻射被直接向外反射或朝向金屬管反射，而在現(xiàn)有技術(shù)中，更大部分的輻射被吸收在波紋管的折痕中。所吸收的部分輻射通過熱傳導(dǎo)分布在整個(gè)屏蔽裝置中，由此在整個(gè)屏蔽裝置上實(shí)現(xiàn)均勻的溫度水平。優(yōu)選地，屏蔽裝置附接到吸熱管的金屬部件-除金屬管之外-使得熱量也可以散發(fā)。這將在下面詳細(xì)進(jìn)行解釋。
[0021]第一環(huán)形盤狀部分可以垂直于縱向軸線L布置。但是，特別優(yōu)選的是，第一環(huán)形盤狀部分在吸熱管的縱向軸線L上相對(duì)于垂直線SWaX)的角傾斜布置。第一環(huán)形盤狀部分優(yōu)選傾斜布置，使得徑向外部邊緣沿軸向比第一環(huán)形盤狀部分的徑向內(nèi)部邊緣更遠(yuǎn)地突出到環(huán)形空間。
[0022]此實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，傾斜入射的射線大部分不照射屏蔽裝置，由此他們?cè)谀撤N程度上不產(chǎn)生不可利用的熱量，而是直接照射在金屬管上并且在此處轉(zhuǎn)換成可以利用的熱量。與不傾斜的前表面部分相比，第一環(huán)形盤狀部分的傾斜增大了吸熱管的有效面積。
[0023]優(yōu)選地，角a在0° -30°的范圍中。此范圍是優(yōu)選的，因?yàn)榛趻佄锩娌凼教柲軣岚l(fā)電廠的傳統(tǒng)安裝位置的累年平均，日射能量尤其經(jīng)常以大約20°的角照射。
[0024]對(duì)于>30°的角，屏蔽裝置的徑向外部邊緣將沿軸向朝向管的中心偏移，因此覆蓋部分金屬管，由此金屬管的有效長度、尤其是在接近垂直照射的情況下將減小。
[0025]屏蔽裝置至少部分地延伸到玻璃-金屬過渡元件和附接元件之間的環(huán)形空間部分中。因此，第一環(huán)形盤狀部分的熱量更好的分布并傳導(dǎo)到環(huán)形空間部分的更冷區(qū)域中。
[0026]因此優(yōu)選地，第一環(huán)形盤狀部分在其徑向外部邊緣過渡到延伸到環(huán)形空間部分中的第一管形部分。管形部分優(yōu)選具有圓柱形或圓錐形構(gòu)造。
[0027]圓錐形構(gòu)造優(yōu)點(diǎn)在于，在附接元件和屏蔽元件的管形部分不需要高度精確的生產(chǎn)誤差的情況下，可以為熱傳導(dǎo)目的而與附接元件的管形部分產(chǎn)生良好的接觸。
[0028]屏蔽裝置優(yōu)選具有第二環(huán)形盤狀部分。此第二環(huán)形部分與第一管形部分鄰接并也導(dǎo)致更好的熱分布。
[0029]第二環(huán)形盤狀部分優(yōu)選位于玻璃-金屬過渡元件處或附接元件的環(huán)形盤部分處。此優(yōu)點(diǎn)在于，屏蔽裝置可以通過第二環(huán)形盤狀部分固定在適當(dāng)位置。也可以通過此第二環(huán)形部分將熱量傳導(dǎo)遠(yuǎn)離玻璃-金屬過渡元件或遠(yuǎn)離附接元件并且因此將其散發(fā)到吸熱管的周圍中。
[0030]優(yōu)選地，玻璃-金屬過渡元件具有環(huán)形臺(tái)階，屏蔽裝置的第二盤狀部分支撐在該環(huán)形臺(tái)階上。
[0031]第二環(huán)形盤狀部分在膨脹補(bǔ)償裝置和玻璃-金屬過渡元件之間形成的環(huán)形空間中沿徑向向外延伸，并且根據(jù)一個(gè)實(shí)施例支撐在玻璃-金屬過渡元件處。因此，在第二環(huán)形盤狀部分和附接元件的向外布置的環(huán)形盤部分之間產(chǎn)生單獨(dú)的環(huán)形腔室，并且此腔室可以用來容納吸氣劑材料。
[0032]另一個(gè)實(shí)施例提供，屏蔽裝置的第二環(huán)形盤狀部分依靠附接元件的環(huán)形盤部分。此實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，屏蔽裝置的熱量可以通過附接元件的環(huán)形盤部分散發(fā)到外部。在不同情況下基于實(shí)施例的選擇，屏蔽裝置的第二管形部分被構(gòu)造成更長或更短。
[0033]玻璃-金屬過渡元件的環(huán)形臺(tái)階也導(dǎo)致玻璃-金屬過渡元件沿管端部的方向的直徑的擴(kuò)大。第二環(huán)形盤狀部分和附接元件的環(huán)形盤部分之間的環(huán)形空間也因此擴(kuò)大，使得為容納吸氣劑材料提供更多的空間。此外，環(huán)形臺(tái)階防止屏蔽元件遠(yuǎn)離膨脹補(bǔ)償裝置的前表面的任何軸向偏移。
[0034]優(yōu)選地，屏蔽裝置的第一管形部分布置在距附接元件一定距離處。具體而言，第一管形部分布置在距離附接元件的管形部分一定距離處。這樣，玻璃-金屬過渡元件和附接元件之間的環(huán)形空間部分減小。屏蔽裝置的第一環(huán)形盤狀部分的表面積因此可以擴(kuò)大，使得更少的輻射可以從下方到達(dá)玻璃-金屬過渡元件。