專利名稱：內(nèi)玻管帶翅板吸收體的太陽能真空集熱元器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及真空太陽能集熱和熱管技術(shù)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的玻璃夾套太陽能真空集熱管可在嚴寒條件下集熱，可制造結(jié)構(gòu)簡單、能四季使用的插管對流式太陽能熱水器，但插管對流式太陽能熱水器由于真空管內(nèi)盛水因而帶來管內(nèi)結(jié)垢積污嚴重、可能導(dǎo)致集熱管炸裂凍裂、管內(nèi)的熱水難以取用、一管損壞導(dǎo)致整臺熱水器水泄不止及出水壓力小等問題。現(xiàn)有的兩種帶熱管的太陽能真空集熱元件其1——將帶有翅板吸收體的金屬熱管的熱端插入末端封口的玻管內(nèi)并采用玻璃——金屬壓合封接工藝制成(簡稱大熱管)；其2——在玻璃夾套式真空集熱管內(nèi)插入帶有筒狀傳熱翅片的金屬熱管熱端構(gòu)成(簡稱小熱管)。它們可用于制造真空集熱元件不盛水的太陽熱水器、特別是承壓式太陽熱水器來克服上述插管對流式太陽能熱水器的缺點。但大熱管的造價高且壓合封接處是個明顯的薄弱環(huán)節(jié)，其熱管、玻管或封接處有一損壞即導(dǎo)致整個集熱元件報廢；小熱管在制造直徑較大的集熱元件時性價比過低。此外，還有一種全玻璃太陽能熱管真空集熱元件，它采用將玻璃夾套真空集熱管的內(nèi)管兼作吸收體和熱管熱端的設(shè)計，可利用現(xiàn)有的真空集熱管生產(chǎn)線生產(chǎn)；但這種玻璃熱管的承壓能力太弱，實用性差。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是要提供幾種高性價比的太陽能真空集熱元器件、特別是帶熱管的太陽能真空集熱元器件。
本實用新型的技術(shù)方案可分兩部份首先，采用一個內(nèi)管較細的真空玻璃夾套和一塊翅板吸收體，通過將此翅板吸收體套配于玻璃夾套的內(nèi)玻管上制成一個內(nèi)玻管帶有翅板吸收體的太陽能真空集熱元器件簡稱真空翅板管；進一步，在真空翅板管的內(nèi)腔插入熱管包括帶有筒狀傳熱翅板的熱管，構(gòu)成一個玻璃夾套的內(nèi)玻管帶有翅板吸收體、玻璃夾套的內(nèi)腔裝有插入式熱管的帶熱管的太陽能真空集熱元器件簡稱真空翅板熱管；或者將真空翅板管的內(nèi)玻管向外延伸一段并封閉抽空灌以工質(zhì)制成一個玻璃夾套的內(nèi)玻管帶有翅板吸收體且內(nèi)玻管兼作熱管熱端的帶一體化玻璃熱管的太陽能真空集熱元器件簡稱翅板一體管。
本實用新型的真空翅板管用較細的內(nèi)玻管+帶選擇性吸收膜的鋁翅吸收體替代較粗的鍍膜內(nèi)玻管時具有重量輕、抗震擊性強、選擇性吸收膜性能穩(wěn)定、長期高溫和多倍聚焦集熱不脫膜、選擇性吸收膜生產(chǎn)技術(shù)和加工工藝自由度更大以及在制造大直徑的集熱元件時造價較低等優(yōu)點。
本實用新型的真空翅板管可制造新一代空氣集熱器、玻璃夾套的內(nèi)腔置有管板換熱器的各種流體加熱裝置等產(chǎn)品。
本實用新型的真空翅板熱管其集熱管和熱管可分別設(shè)計制造和隨時互換組合、集熱管或熱管有一損壞時可以單獨更換；在制造集熱面積更大的真空翅板熱管時兼具價格優(yōu)勢和性能優(yōu)勢；真空翅板熱管的插入式熱管可以免用筒狀傳熱翅片，有利于減小傳熱熱阻；其安裝連接可比上述現(xiàn)有的大熱管方便。
根據(jù)材料力學(xué)可知玻管作為一個容器其承壓能力與管子的直徑成反比，與管壁的厚度成正比。本實用新型的翅板一體管由于內(nèi)玻管即玻璃熱管熱端的外徑從37至60減小到12，因而其承壓能力可有數(shù)倍的提高——相應(yīng)地工作溫度也可大幅提高。
本實用新型的真空翅板熱管和翅板一體管可制造各種太陽能集熱和熱利用裝置。


圖1是一個真空翅板熱管的正視，圖2是圖1的A-A剖示。圖3是一個翅板一體管的正視。
具體實施方式
圖1和圖2給出本實用新型的一個實施例。圖中，由真空玻璃夾套(1)和套于玻璃夾套(1)內(nèi)玻管(2)上的翅板吸收體(3)組成一個真空太陽能集熱元器件即真空翅板管；翅板吸收體(3)含有一個管孔(4)，該管孔(4)具有與玻璃夾套(1)內(nèi)玻管(2)外表相吻合的配合表面。在真空翅板管的內(nèi)腔(5)插有熱管(6)，這就構(gòu)成了一個其內(nèi)玻管(2)帶有翅板吸收體(3)、其內(nèi)腔(5)含有插入式熱管(6)的帶熱管的太陽能真空集熱元器件即真空翅板熱管。真空翅板熱管的工作原理可簡述為陽光穿過玻璃外殼，到達翅板吸收體(3)轉(zhuǎn)化為熱能，熱能由管孔(4)經(jīng)內(nèi)玻管(2)傳遞給插入式熱管(6)的熱端再經(jīng)熱管(6)輸出從而完成集熱和向負載供熱的任務(wù)。顯然，如果用水或其它待加熱物體取代插入式熱管(6)置入或?qū)胝婵粘岚骞艿膬?nèi)腔(5)則可進行直接加熱；如果用管板換熱器取代插入式熱管(6)置入真空翅板管的內(nèi)腔(5)則可進行間接加熱。在插入式熱管(6)的冷端附近含有一片與軸心線相垂直的、中央沖有拉伸孔、與熱管(6)管壁密封連接的環(huán)片(7)，這個環(huán)片(7)用于熱管(6)冷端與供熱負載之間的連接密封。為了減小接觸熱阻，可在翅板吸收體(3)與內(nèi)玻管(2)之間和/或玻璃夾套(1)的內(nèi)腔(5)與插入式熱管(6)之間加裝傳熱墊片、特別是其表面具有許多突起部份——包括被部份割裂和未被割裂的突起部份——的筒形金屬傳熱墊片。此外，在翅板吸收體(3)管孔(4)的配合表面加工出軸向細槽也有助于減小配合表面的接觸熱阻。從圖2還可見，翅板吸收體(3)的管孔(4)含有一條隙縫(8)，隙縫(8)兩邊各帶一條可與卡簧件(9)的卡口嚙合的突緣(10)。卡簧件(9)有助于傳熱和固定翅板吸收體(3)。插入式熱管(6)的冷端有個折彎段。具有折彎段冷端的集熱元器件在橫置集熱時能有效防止熱能倒流，可制造在水箱或供熱負載的側(cè)面及兩側(cè)插裝集熱元器件的太陽能集熱和熱能利用裝置并可采用管狀集熱元器件加一維聚光的工作模式。
圖3給出本實用新型的另一個實施例。圖中，由真空玻璃夾套(1)和套于玻璃夾套(1)內(nèi)玻管(2)上的翅板吸收體(3)組成一個真空太陽能集熱元器件即真空翅板管，圖3中的玻璃夾套(3)具有較細的端口瓶頸(11)，帶有這種較細的端口瓶頸(11)的集熱元器件安裝更方便。圖3中，玻璃夾套(1)的內(nèi)玻管(2)向外延伸一段并封閉抽空灌入工質(zhì)構(gòu)成一個兩相流傳熱元件即熱管。這種內(nèi)玻管(2)帶有翅板吸收體(3)且兼作熱管熱端的帶一體化玻璃熱管的太陽能真空集熱元器件即翅板一體管用材省，有利于節(jié)約資源。內(nèi)玻管(2)的向外延伸段即玻璃熱管的冷端(12)與一個具有與該冷端(12)相吻合內(nèi)腔的承壓傳熱套管(13)之間用導(dǎo)熱墊和/或?qū)崮z相連接。這種傳熱結(jié)構(gòu)可使翅板一體管用于承壓式太陽熱水器。此外，還可以將翅板一體管的冷端(12)整個用折邊長條鋁板粘接密封并制成螺旋翅片——也就是說在玻璃熱管的冷端外面再建一道隔水防線。具有這種冷端傳熱結(jié)構(gòu)的翅板一體管用于插管對流式太陽熱水器時，冷端很少結(jié)垢、傳熱熱阻小、并能更有效地將水箱內(nèi)的水與外界隔開。在玻璃熱管與玻璃夾套(1)外壁的接縫(14)附近密封粘貼有一個與軸心線相垂直的、中央沖有拉伸孔的環(huán)片(7)，這個環(huán)片(7)用于熱管冷端與供熱負載之間的連接密封。
權(quán)利要求1.真空太陽能集熱元器件，由真空玻璃夾套和置于玻璃夾套內(nèi)的吸收體組成，其特征在于內(nèi)玻管細且在內(nèi)玻管上套有翅板吸收體。
2.如權(quán)利要求1所述的真空太陽能集熱元器件，其特征在于玻璃夾套的內(nèi)腔含有插入式熱管包括帶有筒狀傳熱翅板的熱管。
3.如權(quán)利要求1所述的真空太陽能集熱元器件，其特征在于玻璃夾套的內(nèi)玻管向外延伸一段并封閉抽空灌有工質(zhì)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的真空太陽能集熱元器件，其特征在于插入式熱管的冷端附近含有一片與軸心線相垂直的、中央沖有拉伸孔、與熱管管壁密封連接的環(huán)片。
5.如權(quán)利要求1或2或3所述的真空太陽能集熱元器件，其特征在于翅板吸收體與內(nèi)玻管之間和/或玻璃夾套的內(nèi)腔與插入式熱管之間含有傳熱墊片、特別是其表面具有許多突起部份——包括被部份割裂和未被割裂的突起部份——的筒形金屬傳熱墊片。
6.如權(quán)利要求2或3所述的真空太陽能集熱元器件，其特征在于熱管的冷端有個折彎段。
7.如權(quán)利要求1或2或3所述的真空太陽能集熱元器件，其特征在于翅板吸收體的管孔含有一條隙縫，隙縫兩邊各具一條可與卡簧件的卡口嚙合的突緣和/或翅板吸收體管孔的配合表面含有軸向細槽。
8.如權(quán)利要求1或2或3所述的真空太陽能集熱元器件，其特征在于玻璃夾套含有較細的端口瓶頸。
9.如權(quán)利要求3所述的真空太陽能集熱元器件，其特征在于玻璃夾套的內(nèi)玻管向外延伸段即玻璃熱管的冷端與一個具有與該冷端相吻合內(nèi)腔的承壓傳熱套管之間用導(dǎo)熱墊和/或?qū)崮z相連接或者該冷端整個用折邊長條鋁板粘接密封并制成螺旋翅片；在玻璃熱管與玻璃夾套外壁的接縫附近密封粘貼有一個與軸心線相垂直的、中央沖有拉伸孔的環(huán)片。
專利摘要內(nèi)玻管帶翅板吸收體的太陽能真空集熱元器件，涉及真空太陽能集熱和熱管技術(shù)。本實用新型提供了幾種高性價比的太陽能真空集熱元器件、特別是帶熱管的太陽能真空集熱元器件。包括1)通過將翅板吸收體套配于玻璃夾套的較細的內(nèi)玻管上制成內(nèi)玻管帶有翅板吸收體的太陽能真空集熱元器件簡稱真空翅板管；2)在真空翅板管的內(nèi)腔插入熱管，構(gòu)成一個內(nèi)玻管帶有翅板吸收體、內(nèi)腔裝有插入式熱管的帶熱管的太陽能真空集熱元器件簡稱真空翅板熱管；3)將真空翅板管的內(nèi)玻管向外延伸一段并封閉抽空灌以工質(zhì)制成一個內(nèi)玻管帶有翅板吸收體且兼作熱管熱端的帶一體化玻璃熱管的太陽能真空集熱元器件簡稱翅板一體管。它們可用于制造各種太陽能集熱和熱利用裝置。
文檔編號F24J2/05GK2526744SQ0127446
公開日2002年12月18日 申請日期2001年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月26日
發(fā)明者施國梁 申請人:施國梁