專利名稱：高效無結(jié)垢防漏管型太陽能集熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能集熱器，具體地說是一種高效無結(jié)垢防漏管型太陽能集 熱器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有真正使用中的真空管太陽能集熱器由內(nèi)外兩根同心圓直型玻璃管構(gòu) 成，內(nèi)、外玻璃管一端封閉， 一端熔融封接，內(nèi)外管之間抽真空，其結(jié)構(gòu)形狀
如同一細(xì)長的暖水瓶膽，見圖3。
這種太陽能集熱器的工作過程是當(dāng)太陽光照耀在該集熱器上時，太陽光透 過外玻璃管投射到內(nèi)玻璃管上，太陽光的熱能被內(nèi)玻璃管內(nèi)的導(dǎo)熱流體所吸收， 使該流體的溫度升高。工作時，其內(nèi)、外玻璃管的溫度是有差異的。內(nèi)玻璃管 的溫度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于外玻璃管的溫度，因而其因熱脹冷縮所產(chǎn)生的伸縮量較大， 對于現(xiàn)有使用的上述直型玻璃真空管的太陽能集熱器而言，容易因熱膨脹不一 致，在內(nèi)、外管結(jié)合處產(chǎn)生破裂。為此有人提出了將內(nèi)管玻璃管設(shè)計成波紋形 狀。如，名稱為 一種太陽能集熱器真空管的中國專利(ZL01214985.3 )。
波紋形狀的內(nèi)玻璃管較好解決了內(nèi)外玻璃管因熱膨脹不一致而較易產(chǎn)生破 裂的現(xiàn)象，同時又使內(nèi)玻璃管受熱面積增大。但它與現(xiàn)有的直型玻璃真空管集 讓器一樣的存在如下的缺陷其一，易結(jié)水垢，并因其細(xì)長的結(jié)構(gòu)不易清除所 結(jié)水垢，從而降低集熱管的導(dǎo)熱效果；其二，因內(nèi)外管都由玻璃制成，很易破 碎，只要一根管破壞，整個系統(tǒng)將無法工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有全玻璃真空管型集熱器所存在的上述不足而設(shè)計的一種高 效無結(jié)垢防漏管型太陽能集熱器，它由以下技術(shù)方案來實施
包括一端封閉的外管和一端封閉管壁為波紋狀的內(nèi)管，其中所述內(nèi)管用金 屬材料制成，外管和內(nèi)-管的一端通過熔封燒結(jié)進行連接，以在外管和內(nèi)管之間 形成一真空密閉的空間。
所述內(nèi)管封閉端其外壁上卡接一彈簧卡，該彈簧卡外緣抵觸在所述外管的 內(nèi)壁上，并可隨內(nèi)管的伸縮而在外管的內(nèi)壁上滑移。
所述彈簧卡的外層設(shè)有阻熱材料，或彈簧卡與內(nèi)管壁的卡接處和與外管壁 的抵觸處設(shè)置有阻熱材料，阻熱材料可以是耐熱橡膠或是聚氨酯或石棉。所述 阻熱材料是耐熱橡膠或聚氨酯或石棉。
所述彈簧卡上裝有消氣劑。
所述內(nèi)管的管壁小于1毫米。
所述內(nèi)管的外壁上鍍有一層吸收亞光的涂層。
本發(fā)明的有益效果是-
1. 本發(fā)明采用金屬波紋內(nèi)管，使流體在低速下即受到強烈擾動，達(dá)到湍流 狀態(tài)，有著全面的沖刷作用，介質(zhì)沉淀機會少，結(jié)垢比較困難，較好地解決了 真空管易結(jié)垢的問題，同時介質(zhì)流體在湍流狀態(tài)，使管內(nèi)外傳熱系數(shù)提高。
2. 由于溫度變化時波紋管表面的曲率變化和波紋管因熱脹冷縮的軸向伸縮 量變化及金屬管壁與水垢的線膨脹系數(shù)差都較大，使少量粘結(jié)的水垢脫落，達(dá) 到內(nèi)管自潔，較好地解決了真空管的結(jié)垢清除問題。
3. 采用薄型金屬材料制作內(nèi)管，傳熱距離短，壁厚熱阻小，介質(zhì)流體吸熱 快；同時還重量輕，不易損壞；此外，外涂層比玻璃來得容易，所以無論從經(jīng)
濟效益、使用效果還是使用壽命等方面都高于同樣結(jié)構(gòu)的玻璃內(nèi)管。
5. 在支撐內(nèi)管的彈簧卡上設(shè)置阻熱材料，以阻斷彈簧卡的熱橋作用，提高 集熱管的熱效率。
6. 與同樣管徑的直型內(nèi)管相比較，波紋管的吸熱面積要大得多，提高了熱 效率。


圖1是本發(fā)明一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明另一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3現(xiàn)有全玻璃真空太陽能集熱管結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，l外管，2內(nèi)管，3抽真空孔，4球狀封閉端，5圓環(huán)狀的密封連接， 6彈簧卡與內(nèi)、外管壁接觸處，8彈簧卡。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明做進一步說明。
對照圖1，本實施例的集熱器由外管1和內(nèi)管2組成。外管1是一玻璃管， 其一端有一抽真空孔3。內(nèi)管2是一端呈球狀封閉、管壁為波紋狀的不銹鋼管。 內(nèi)管2插接在外管1中，兩管呈同心狀態(tài)放置。在內(nèi)管2球狀封閉端4的外壁 上卡接一彈簧卡8，該彈簧卡8的外緣抵觸在外管1的內(nèi)壁上。這樣，在內(nèi)管2 因熱脹冷縮而產(chǎn)生軸向伸縮時，彈簧卡8隨內(nèi)管的伸縮在外管的內(nèi)壁上滑移， 對內(nèi)管2始終起支撐作用。彈簧卡8的外層設(shè)有阻熱材料，或在彈簧卡與內(nèi)、 外管壁接觸處6設(shè)置阻熱材料，請參見圖2。本實施例采用在彈簧卡8的的外層 設(shè)置橡膠材料，也可使用聚氨酯材料或石棉材料。這樣內(nèi)管2上熱量的不會通 過與其接觸的金屬彈簧卡8而被傳導(dǎo)至外管1向外散發(fā)。所以，彈簧卡8的橡 膠外層起著熱阻斷作用，以提高集熱器的熱效率。
外管1和內(nèi)管2在同一端的開口處通過熔封燒結(jié)方式形成圓環(huán)狀的密封連 接5。并在外管1的抽真空孔3處抽去外管1和內(nèi)管2之間所形成空間內(nèi)的空氣, 并將抽真空孔3熔封，使外管1和內(nèi)管2之間的空氣成為一密閉真空空間。
為了使內(nèi)管2能更好、更有效地接收太陽光的熱能，在其外壁鍍有一層吸 收亞光的涂層，如用鋁一氮/鋁選擇性吸收膜，它的太陽輻射吸收率a 〉0.93， 紅外發(fā)射率e約0.06，而國家標(biāo)準(zhǔn)a》0.86， e《0.09。
彈簧卡8上裝有鋇一鈦消氣劑，它蒸散在抽真空封口一端的外管內(nèi)表面上， 象鏡面一樣，能在運行時吸收集熱管內(nèi)釋放的微量氣體，保證外管l、內(nèi)管2之 間所形成的真空密閉空間的真空度。
本實施例的內(nèi)管2用厚度為0.5毫米不銹鋼制成，所以內(nèi)管2其波紋管表面 的曲率變化、熱脹冷縮引起軸向伸縮量及線膨脹系數(shù)都較大，因而管壁的變形 量大，如有少量水垢也會因這種管壁較大幅度的變形而脫落，達(dá)到內(nèi)管自潔， 為此解決了真空管的結(jié)垢后難以清除的問題。
本實施例的內(nèi)管2采用波紋形式，這樣流體在低速下即受到強烈擾動，達(dá) 到湍流狀態(tài)， 一方面有著全面的沖刷作用，使介質(zhì)沉淀機會少，結(jié)垢比較困難， 解決了真空管的集熱器易結(jié)垢的問題，另一方面提高了管內(nèi)外傳熱系數(shù)。同時 內(nèi)管的波紋形式使吸收熱面積增大，熱效率提高。
采用不銹鋼制作內(nèi)管，尤其壁厚較薄其優(yōu)點還在于，熱傳導(dǎo)快、熱效率高， 同時還重量輕，不易損壞，外壁涂層容易，其經(jīng)濟效益、使用壽命等都優(yōu)于玻 璃管。
權(quán)利要求
1. 高效無結(jié)垢防漏管型太陽能集熱器，包括一端封閉的外管和一端封閉管壁為波紋狀的內(nèi)管，其特征在于所述內(nèi)管用金屬材料制成，外管和內(nèi)管的一端通過熔封燒結(jié)進行連接，以在外管和內(nèi)管之間形成一真空密閉的空間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高效無結(jié)垢防漏管型太陽能集熱器，其特征在于 所述內(nèi)管封閉端其外壁上卡接一彈簧卡，該彈簧卡外緣抵觸在所述外管的內(nèi)壁 上，并可隨內(nèi)管的伸縮而在外管的內(nèi)壁上滑移。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高效無結(jié)垢防漏管型太陽能集熱器，其特征在于 所述彈簧卡的外層設(shè)有阻熱材料，或彈簧卡與內(nèi)管壁的卡接處和與外管壁的抵 觸處設(shè)置有阻熱材料，阻熱材料可以是耐熱橡膠或是聚氨酯或石棉。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高效無結(jié)垢防漏管型太陽能集熱器，其特征在于 所述彈簧卡上裝有消氣劑。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高效無結(jié)垢防漏管型太陽能集熱器，其特征在于 所述內(nèi)管的管壁小于l毫米。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高效無結(jié)垢防漏管型太陽能集熱器，其特征在于 所述內(nèi)管的外壁上鍍有一層吸收亞光的涂層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高效無結(jié)垢防漏管型太陽能集熱器。包括一端封閉的外管和一端封閉管壁為波紋狀的內(nèi)管，其中所述內(nèi)管用金屬材料制成，外管和內(nèi)管的一端通過熔封燒結(jié)進行連接，以在外管和內(nèi)管之間形成一真空密閉的空間。其優(yōu)點是由于金屬波紋內(nèi)管低流速下的強烈擾動，產(chǎn)生湍流，對管壁有著全面沖刷作用，較好解決了真空管的易結(jié)垢的問題；同時由于溫度而引起的波紋管表面曲率變化和軸向伸縮量變化及金屬管壁與水垢的線膨脹系數(shù)差都較大，易使水垢脫落，達(dá)到內(nèi)管自潔，較好地解決了真空管的結(jié)垢清除問題；此外薄型金屬材料制作內(nèi)管，熱傳導(dǎo)好，重量輕，不易損壞，外涂層容易，無論從經(jīng)濟效益、還是使用壽命等方面都高于同樣結(jié)構(gòu)的玻璃內(nèi)管。
文檔編號F24J2/05GK101387444SQ20081015525
公開日2009年3月18日 申請日期2008年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月29日
發(fā)明者呂美琪 申請人:呂美琪