專利名稱：雙端大出口直通式全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于太陽(yáng)能利用裝置領(lǐng)域，涉及一種雙端大出口直通式全玻璃真空太
陽(yáng)能集熱管。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，在太陽(yáng)能熱水器行業(yè)中，玻璃真空管式太陽(yáng)能熱水器是主導(dǎo)產(chǎn)品，而 全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管是其核心元件，此種集熱管由內(nèi)玻璃管、外玻璃管，選擇性吸收 層，彈簧支架，吸氣劑等附件組成，內(nèi)、外玻璃管只有相應(yīng)的一端的端口相互密封式一體化 的熔接在一起，二者之間為真空腔，位于該腔內(nèi)的彈簧支架支撐內(nèi)玻璃管，使其可以自由伸 縮，以緩沖其因熱脹冷縮引起的應(yīng)力變化，不致于破裂，其形狀如一支細(xì)長(zhǎng)的暖水瓶膽，一 端開口另一端密閉成半球形圓頭，其不足之處在于單開口，管內(nèi)的傳熱介質(zhì)雙向混流，傳 熱介質(zhì)及管內(nèi)雜污難以排凈，阻力大，熱效率低，熱能不能充分利用，且不易防凍；為此，人 們開發(fā)了直通式真空集熱管管內(nèi)傳熱介質(zhì)單向流動(dòng)，傳熱介質(zhì)從一端流入管內(nèi)，而從另 一端流出，阻力小，傳熱介質(zhì)及雜污易排凈，熱效率高熱能利用充分，易防凍；此種真空集熱 管大體為兩類結(jié)構(gòu)，一類是外管為玻璃質(zhì)，內(nèi)管為金屬材質(zhì)，外、內(nèi)管的相應(yīng)的兩端均通過(guò) 金屬，玻璃熱壓封接或通過(guò)粘接劑相互密封式連接在一起，或者外、內(nèi)管均為玻璃質(zhì)，其相 應(yīng)的兩端均以金屬"管帽"通過(guò)粘接劑相互密封式連接在一起，其共同缺陷是，必須使用粘 接劑連接，可靠性低，真空集熱管工作壽命低，金屬玻璃封接耗用大量金屬材料，增加專用 設(shè)備，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，因此生產(chǎn)成本高，實(shí)用性不強(qiáng)；另一類是全玻璃質(zhì)的直通式真空集熱 管，如公告號(hào)為CN1521474C，名稱為"直通式內(nèi)聚光全玻璃真空太陽(yáng)集熱管"公開的方案， 是通過(guò)加大內(nèi)、外玻璃管的直徑差量或增加一個(gè)凸球的結(jié)構(gòu)來(lái)吸收熱脹冷縮引起的應(yīng)力 變化，其不足在于，對(duì)內(nèi)玻璃管的集熱面積影響較大，且影響傳熱介質(zhì)的流通阻力，還有如 中國(guó)專利ZL99107429.7所公開的方案，內(nèi)玻璃管為螺旋體型，其進(jìn)、出接口管均分別穿過(guò)
外玻璃管同時(shí)與其密封式一體化的熔接在一起，其不足在于，內(nèi)玻璃管呈單根整體式螺旋 型，內(nèi)徑很小，阻力很大，吸收集熱面積小，熱損大，螺旋管內(nèi)易結(jié)水垢且不利于排雜除垢， 另外進(jìn)、出水接口管與外玻璃管的連接強(qiáng)度低，易拉裂，并且工藝較復(fù)雜；還有如中國(guó)專利 ZL99248087.6所公開的方案，進(jìn)、出水接口管擇一或均呈螺旋體型，而內(nèi)玻璃管的管壁呈連 續(xù)的螺紋體型，由于進(jìn)、出水接口管的內(nèi)徑很小而又彎曲，同樣存在著ZL99107429. 7的不 足。

發(fā)明內(nèi)容解決的技術(shù)問(wèn)題 采用帶有波紋體或螺紋體的內(nèi)玻璃管，其兩端與外玻璃管的相應(yīng)的兩端相互密封 式直接一體化的熔接在一起，能克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，既具有普通直通式真空集熱 管的介質(zhì)流道截面大，無(wú)"瓶徑"，無(wú)彎曲，流通阻力小，易排凈，熱效率高，熱能利用充分的 優(yōu)點(diǎn)，又能有效的緩沖熱脹冷縮引起的應(yīng)力變化，不易破裂，同時(shí)能保證真空集熱管的穩(wěn)定可靠性及工作壽命，并且易加工，成本低。 采用的技術(shù)方案 雙端大出口直通式全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管，具有外玻璃管1、帶有波紋體或螺紋 體的內(nèi)玻璃管2、兩管之間為真空腔3、內(nèi)玻璃管2的外壁上的吸收涂層4、真空腔3內(nèi)的彈 性支架5以及吸氣劑6，其特征在于內(nèi)玻璃管2與外玻璃管1的相應(yīng)的兩端均相互密封式 直接一體化的熔接在一起，并直接形成與內(nèi)玻璃管2的內(nèi)徑相等的管內(nèi)傳熱介質(zhì)的進(jìn)、出 □。
有益效果 雙端大出口直通式全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管，帶有波紋體或螺紋體的內(nèi)玻璃管與 外玻璃管相應(yīng)的兩端均相互密封式直接一體化的熔接在一起，因此抗熱脹冷縮應(yīng)力變化能 力強(qiáng)，承壓運(yùn)行能力高，真空集熱管穩(wěn)定可靠，工作壽命長(zhǎng)；吸收涂層面積大，采光吸熱面積 大；傳熱介質(zhì)的進(jìn)、出口的直徑與內(nèi)玻璃管的內(nèi)徑相同，管內(nèi)傳熱介質(zhì)單向流動(dòng)，流通阻力 ??；太陽(yáng)能集熱量、熱效率及熱能利用率高；傳熱介質(zhì)及雜污能排凈，不積存，熱能充分利 用，且易除污除垢、防凍；管內(nèi)傳熱介質(zhì)可逆向流動(dòng)運(yùn)行，且易串聯(lián)組裝、多方位組裝及集熱 器與貯熱水箱分立安裝，加大集熱器的熱負(fù)荷及擴(kuò)展集熱器的運(yùn)行模式，組裝太陽(yáng)能空氣 集熱器、太陽(yáng)能熱水器，應(yīng)用于太陽(yáng)能熱風(fēng)干燥和太陽(yáng)能熱水供應(yīng)、采暖及空調(diào)工程系統(tǒng)； 易加工、成本低，能效比高。

圖1、靠近內(nèi)玻璃管2的兩端部位帶有組狀波突體7的示意圖； 圖2、在內(nèi)玻璃管2中間部位帶有組狀波突體7時(shí)示意圖； 圖3、單個(gè)環(huán)形波突體示意圖，(a)波紋體式，(b)螺紋體式；
具體實(shí)施方式結(jié)合附圖進(jìn)一步詳加說(shuō)明；圖中l(wèi)示為外玻璃管，4示為吸收涂層，5示為彈性支 架，6示為吸氣劑，9、10分別示為管內(nèi)傳熱介質(zhì)的進(jìn)、出口。 如圖1、2所示，內(nèi)玻璃管2帶有的波紋體或螺紋體呈連續(xù)或不連續(xù)的組狀波突體 7式分布，每個(gè)組狀波突體7至少含有一個(gè)環(huán)形波突體， 一般含有1 6個(gè)環(huán)形波突體。 如圖1所示，在靠近內(nèi)玻璃管2的一端部位帶有一個(gè)或兩個(gè)組狀波突體7，或者在 其兩個(gè)端部位分別帶有一個(gè)或兩個(gè)組狀波突體7，波突體7呈波紋體式或螺紋體式。 如圖2所示，在內(nèi)玻璃管2的中部帶有1 4個(gè)組狀波突體7。 當(dāng)然，組狀波突體7的分布，也可以在靠近內(nèi)玻璃管2的端部與中部兼而有之；或 者是環(huán)形波突體在內(nèi)玻璃管2上以其軸向通體性分布。 如圖1、2所示，內(nèi)玻璃管2的內(nèi)、外表面，在相對(duì)于組狀波突體7的所在的部位處 均呈相應(yīng)的波突狀，在不帶有組狀波突體7的管段均呈光滑面8型。 所述環(huán)形波突體結(jié)構(gòu)，是指類同同心圓式的水波紋型或螺紋型，環(huán)形波突體的徑
向截面均為墊圈狀的圓環(huán)形，或?yàn)閺椈蓧|圈狀的非封閉的圓環(huán)形，環(huán)形波突體的厚度等于 內(nèi)玻璃管2的壁厚。 如圖2所示，內(nèi)玻璃管2的管壁向外凸，即向真空腔3的一側(cè)外凸而形成環(huán)形波突體的波峰，反向內(nèi)凸，即向內(nèi)玻璃管2的空芯的一側(cè)內(nèi)凸而形成環(huán)形波突體的波谷；波峰的 高度^必須小于真空腔3的厚度S ，但不得為零，各環(huán)形波突體的波峰的高度^可以相等 或不相等；波谷的高度h。一般為小于或等于10mm為宜，各環(huán)形波突體的波谷的高度h?？?以相等或不相等；相鄰兩個(gè)環(huán)形波突體的波峰之間距1^一般為16 40mm，對(duì)含有多個(gè)環(huán)形 波突體的組狀波突體7而言，波峰之間距可以相等或不相等；相鄰兩個(gè)環(huán)形波突體的波 谷之間L。 一般為16 36mm，對(duì)含有多個(gè)環(huán)形波突體的組狀波突體7而言，各波谷之間距L。 可以相等或不相等；環(huán)形波突體的具體結(jié)構(gòu)規(guī)格、尺寸需依據(jù)雙端直通式全玻璃真空集熱 管的總體規(guī)格、生產(chǎn)工藝及使用要求來(lái)確定。 如圖3所示，單個(gè)環(huán)形波突體，(a)示為波紋體式，(b)示為螺紋體式，只有一個(gè)波 峰或只有一個(gè)波峰及相應(yīng)的一個(gè)或兩個(gè)波谷，多個(gè)單個(gè)環(huán)形波突體連續(xù)性組合在一起，即 為組狀波突體7。 不連續(xù)的組狀波突體7式分布，是指處在相鄰兩組狀波突體7之間的內(nèi)玻璃管2 的管段的表面，均呈光滑面8型。
權(quán)利要求雙端大出口直通式全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管，具有外玻璃管(1)、帶有波紋體或螺紋體的內(nèi)玻璃管(2)、兩管之間為真空腔(3)、內(nèi)玻璃管(2)的外壁上的吸收涂層(4)、真空腔(3)內(nèi)的彈性支架(5)以及吸氣劑(6)，其特征在于內(nèi)玻璃管(2)與外玻璃管(1)的相應(yīng)的兩端均相互密封式直接一體化的熔接在一起，并直接形成與內(nèi)玻璃管(2)的內(nèi)徑相等的管內(nèi)傳熱介質(zhì)的進(jìn)、出口。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙端大出口直通式全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管，其特征在于 內(nèi)玻璃管(2)帶有的波紋體或螺紋體呈連續(xù)或不連續(xù)的組狀波突體(7)式分布，每個(gè)組狀 波突體(7)至少含有一個(gè)環(huán)形波突體。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙端大出口直通式全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管，其特征在于 在靠近內(nèi)玻璃管(2)的一端部位帶有一個(gè)或兩個(gè)組狀波突體(7)，或者在其兩個(gè)端部位分 別帶有一個(gè)或兩個(gè)組狀波突體(7)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙端大出口直通式全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管，其特征在于 在內(nèi)玻璃管(2)的中部帶有1 4個(gè)組狀波突體(7)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙端大出口直通式全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管，其特征在于 組狀波突體(7)的分布，在靠近內(nèi)玻璃管(2)的端部與中部兼而有之。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2 5之一所述的雙端大出口直通式全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管，其特 征在于內(nèi)玻璃管(2)的內(nèi)、外表面，在相對(duì)于組狀波突體(7)的所在的部位處均呈相應(yīng)的 波突狀，在不帶有組狀波突體(7)的管段均呈光滑面(8)型。
專利摘要雙端大出口直通式全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管屬于太陽(yáng)能利用裝置領(lǐng)域，主要解決常規(guī)全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管的流通阻力大，不易排凈，不易清除污垢，熱效率低，以及耐熱脹冷縮應(yīng)力變化能力低而易破裂的問(wèn)題；具有外玻璃管(1)，帶有波紋體或螺紋體的內(nèi)玻璃管(2)及常規(guī)全玻璃真空集熱管的基本組成，特征在于內(nèi)玻璃管(2)與外玻璃管(1)的相應(yīng)的兩端均相互密封式直接一體化的熔接在一起，內(nèi)玻璃管(2)上的環(huán)形波突體呈不連續(xù)的組狀波突體(7)式分布；有益之處，抗熱脹冷縮應(yīng)力變化能力及承壓運(yùn)行能力強(qiáng)，真空集熱管工作壽命長(zhǎng)；管內(nèi)傳熱介質(zhì)單向流動(dòng)，流通阻力小，吸熱面積大，集熱量大，熱效率高，能排凈，易清污垢；易串聯(lián)加長(zhǎng)，多方位組裝，有利加大太陽(yáng)能集熱器的熱負(fù)荷，擴(kuò)展其運(yùn)行模式，組裝制造太陽(yáng)能空氣集熱器、太陽(yáng)能熱水器，應(yīng)用于太陽(yáng)能熱風(fēng)干燥和太陽(yáng)能熱水供應(yīng)、采暖及空調(diào)工程系統(tǒng)；易加工，成本低，能效比高。
文檔編號(hào)F24J2/46GK201476362SQ20092017311
公開日2010年5月19日 申請(qǐng)日期2009年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月18日
發(fā)明者程翠英, 羅贊繼 申請(qǐng)人:北京天普太陽(yáng)能工業(yè)有限公司