專利名稱：一種熱管式全玻璃真空太陽(yáng)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)能利用設(shè)備領(lǐng)域，涉及一種熱管式全玻璃真空太陽(yáng)集熱管。
背景技術(shù)：
在太陽(yáng)能集熱器及熱水器 中，玻璃真空太陽(yáng)集熱管與熱管的結(jié)合方式有三種，第一種為帶吸熱體的金屬熱管置于單層玻璃管中，兩者之間隙抽真空，并采用金屬與玻璃熱壓封方式密封真空腔，不足之處在于，基于金屬與玻璃兩種材質(zhì)性質(zhì)差異很大，因此，熱壓封方式密封真空腔工藝復(fù)雜、難度大、不可靠，同時(shí)成本高；第二種為帶吸熱體(如翅片)的金屬熱管插入全玻璃真空太陽(yáng)集熱管中，由于兩者之間隙為非真空狀，因此，應(yīng)用效果不理想，而且成本高；第三種為將全玻璃真空太陽(yáng)集熱管的內(nèi)玻璃管作為熱管的蒸發(fā)段管殼，另配熱管的玻璃冷凝段，其最大優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，應(yīng)用效果好，利于推廣應(yīng)用，不足之處在于，內(nèi)玻璃管與罩玻璃管均采用常規(guī)壁厚(即國(guó)標(biāo)為I. 6±0. 2mm)的玻璃管，其耐壓強(qiáng)度偏低，并因此限制了熱管真空腔中的傳熱工質(zhì)的加入量，傳熱工質(zhì)加入量偏多，則應(yīng)用中熱管內(nèi)的壓力高，熱管易爆裂，影響正常使用，而傳熱工質(zhì)的加入量偏少，又會(huì)降低熱效率，影響使用效果，另方面，如申請(qǐng)?zhí)枮?00420050936 · 7所公開(kāi)的技術(shù)方案中，熱管的玻璃冷凝段是在全玻璃真空太陽(yáng)集熱管的環(huán)封杯口處燒融一支玻璃對(duì)接管的辦法實(shí)現(xiàn)，會(huì)使全玻璃真空太陽(yáng)集熱管產(chǎn)生二次熱應(yīng)力，并且難以有效消除，會(huì)產(chǎn)生安全隱患，同時(shí)耗材多、用工時(shí)長(zhǎng)。
發(fā)明內(nèi)容解決的技術(shù)問(wèn)題提供一種熱管式全玻璃真空太陽(yáng)集熱管，能克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，不僅能提高熱管的耐壓強(qiáng)度及機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)易制作，成本低，易于推廣應(yīng)用。采用的技術(shù)方案一種熱管式全玻璃真空太陽(yáng)集熱管，包括全玻璃真空太陽(yáng)集熱管，全玻璃熱管，所述全玻璃熱管由蒸發(fā)段、冷凝段及冷凝段上的熱封端組成，全玻璃熱管的真空腔中裝有傳熱工質(zhì)，其特征在于全玻璃熱管的蒸發(fā)段由全玻璃真空太陽(yáng)集熱管的內(nèi)玻璃管構(gòu)成，全玻璃熱管的冷凝段由全玻璃真空太陽(yáng)集熱管的內(nèi)玻璃管自全玻璃真空太陽(yáng)集熱管的環(huán)封杯口處同軸并等直徑外延伸而構(gòu)成，全玻璃熱管的冷凝段端頭上的真空排氣嘴即傳熱工質(zhì)的灌注嘴熱封后即為所述冷凝段上的熱封端；所述全玻璃熱管的蒸發(fā)段及冷凝段的管壁厚度，也即所述內(nèi)玻璃管的管壁厚度均比全玻璃真空太陽(yáng)集熱管的罩玻璃管的管壁厚度增大I. 0±0. 2mm，所述冷凝段上的熱封端的玻璃壁厚度等于所述罩玻璃管的管壁厚度。有益效果由于全玻璃熱管的冷凝段以全玻璃真空太陽(yáng)集熱管的內(nèi)玻璃管自全玻璃真空太陽(yáng)集熱管的環(huán)封杯口處同軸并等直徑外延伸而構(gòu)成，能克服現(xiàn)有技術(shù)中燒融對(duì)接管法而使環(huán)封杯口處產(chǎn)生二次熱應(yīng)力的不足，而且容易制作、節(jié)省材料，還能提高安全性能；全玻璃熱管的蒸發(fā)段及冷凝段的管壁厚度，也即內(nèi)玻璃管的管壁厚度比罩玻璃管的管壁厚度的增大，能明顯提高安全性能，而熱封端相對(duì)于蒸發(fā)段及冷凝段的管壁厚度作限壓薄壁處理，能在非正常情況下炸管而起泄壓閥的作用，有利于安全。傳熱工質(zhì)的液相容積與真空腔的總?cè)莘e的體積比的選擇是與所述結(jié)構(gòu)配套適用的；本發(fā)明能使集熱、傳熱一體化，性能優(yōu)良，安全可靠，完全能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，易制作、成本低，適于組裝太陽(yáng)能集熱器和熱水器，性能達(dá)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求，同時(shí)便于安裝、運(yùn)輸，易于推廣應(yīng)用，特別適用我國(guó)“三北”地區(qū)熱水器市場(chǎng)需求。

圖I、總體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2、實(shí)施例一的單根熱管式全玻璃真空太陽(yáng)集熱管空曬實(shí)驗(yàn)冷凝段4溫變曲線圖。
具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖進(jìn)一步詳加說(shuō)明；如圖I所示，全玻璃真空太陽(yáng)集熱管I的結(jié)構(gòu)為公知技術(shù)，具有由罩玻璃管8、內(nèi)玻璃管9、封閉端15及環(huán)封杯口 10組成的相應(yīng)的真空夾層11，真空夾層11中還裝有吸氣劑12、吸氣膜13、選擇性吸收涂層14及相應(yīng)支承件16 ;所述一種熱管式全玻璃真空太陽(yáng)集熱管，包括全玻璃真空太陽(yáng)集熱管I、全玻璃熱管2，所述全玻璃熱管2由蒸發(fā)段3、冷凝段4及冷凝段4上的熱封端5組成，全玻璃熱管2的真空腔6中裝有傳熱工質(zhì)7 ;所述全玻璃熱管2的蒸發(fā)段3由全玻璃真空太陽(yáng)集熱管I的內(nèi)玻璃管9構(gòu)成，全玻璃熱管2的冷凝段4由全玻璃真空太陽(yáng)集熱管I的內(nèi)玻璃管9自全玻璃真空太陽(yáng)集熱管I的環(huán)封杯口 10處同軸并等直徑外延伸而構(gòu)成，因此能避免使全玻璃真空太陽(yáng)集熱管I的環(huán)封杯口 10處產(chǎn)生二次熱應(yīng)力，以提高安全性能，全玻璃熱管2的冷凝段4端頭上的真空排氣嘴即傳熱工質(zhì)7的灌注嘴熱封后即為所述冷凝段4上的熱封端5 ;所述全玻璃熱管2的蒸發(fā)段3及冷凝段4的管壁厚度，也即所述內(nèi)玻璃管9的管壁厚度均比全玻璃真空太陽(yáng)集熱管I的罩玻璃管8的管壁厚度增大I. 0±0. 2mm，所述冷凝段3上的熱封端5的玻璃壁厚度等于所述罩玻璃管8的管壁厚度。所述蒸發(fā)段3及冷凝段4的管壁厚度均相對(duì)于罩玻璃管8的管壁厚度增大I. 0±0. 2mm,能有效防止全玻璃熱管2——尤其是在連續(xù)承受高溫的蒸發(fā)段3上發(fā)生炸管，從而提高安全性能，實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算表明，管壁增厚I. 0_，玻璃熱管的承壓能力提高I. 70倍。所述冷凝段4上的熱封端5的玻璃壁厚度等于罩玻璃管8的管壁厚度，即相對(duì)于蒸發(fā)段3及冷凝段4管壁的厚度作限壓薄壁處理，以便在非正常情況下熱封端5能炸管而起泄壓閥的作用，并且其炸管泄壓后，既便太陽(yáng)能熱水箱中的水進(jìn)入其中，也不會(huì)有什么危險(xiǎn)，仍可作為普通的全玻璃真空太陽(yáng)集熱管使用，不會(huì)影響整體太陽(yáng)能熱水器的運(yùn)行。如圖I中所示，所述全玻璃熱管2的冷凝段4的長(zhǎng)度LI為70 150mm，冷凝段4的長(zhǎng)度L是指自所述全玻璃真空太陽(yáng)集熱管I的環(huán)封杯口 10處至全玻璃熱管2的冷凝段4上的熱封端5的距離，即內(nèi)玻璃管9自全玻璃真空太陽(yáng)集熱管I的環(huán)封杯口 10處同軸并等直徑外延伸的長(zhǎng)度。本發(fā)明中，全玻璃熱管2的真空腔6中裝有的液相傳熱工質(zhì)7的體積與真空腔6的總?cè)莘e的體積比為O. 05% O. 4%，優(yōu)選為O. I O. 3%,最好為O. 15 O. 25%。本發(fā)明中傳熱工質(zhì)7為O 50 %的乙二醇水溶液或O 30 %的甲醇水溶液，所述百分比為乙二醇或甲醇與水的體積比；傳熱工質(zhì)7中還含有小于O. 01%的亞甲基藍(lán)、熒光黃或酞青綠，所述百分比為顏料與傳熱工質(zhì)7的質(zhì)量比。實(shí)施例I按圖I結(jié)構(gòu)所示，熱管式全玻璃真空太陽(yáng)集熱管長(zhǎng)度L。1800mm，罩玻璃管8的外徑58mm,壁厚為I. 8mm,內(nèi)玻璃管9的外徑為47mm,壁厚為2. 6mm,內(nèi)玻璃管9的外延伸長(zhǎng)度L1——即冷凝段4的長(zhǎng)度為100mm，熱封端5的玻璃壁厚為I. 8mm,蒸發(fā)段3的長(zhǎng)度L2為1770mm ;真空腔6的總?cè)莘e為V1 2566cm3,傳熱工質(zhì)7為蒸餾水，其液相體積為V2 5. 1ml，兩者體積比為V2ZiV1 = 0.2%?！と绫硪恢兴?，為實(shí)施例I的單根熱管式全玻璃真空太陽(yáng)集熱管的冷凝段4插入盛水10升的測(cè)試水箱中悶曬，在正常太陽(yáng)輻射下熱性能測(cè)試結(jié)果，數(shù)據(jù)為模擬熱水器的熱性能數(shù)據(jù)(兩組)。表一
權(quán)利要求1.一種熱管式全玻璃真空太陽(yáng)集熱管，包括全玻璃真空太陽(yáng)集熱管，全玻璃熱管，所述全玻璃熱管由蒸發(fā)段、冷凝段及冷凝段上的熱封端組成，全玻璃熱管的真空腔中裝有傳熱工質(zhì)，其特征在于全玻璃熱管的蒸發(fā)段由全玻璃真空太陽(yáng)集熱管的內(nèi)玻璃管構(gòu)成，全玻璃熱管的冷凝段由全玻璃真空太陽(yáng)集熱管的內(nèi)玻璃管自全玻璃真空太陽(yáng)集熱管的環(huán)封杯口處同軸并等直徑外延伸而構(gòu)成，全玻璃熱管的冷凝段端頭上的真空排氣嘴即傳熱工質(zhì)的灌注嘴熱封后即為所述冷凝段上的熱封端；所述全玻璃熱管的蒸發(fā)段及冷凝段的管壁厚度，也即所述內(nèi)玻璃管的管壁厚度，均比全玻璃真空太陽(yáng)集熱管的罩玻璃管的管壁厚度增大I. 0±0. 2mm，所述冷凝段上的熱封端的玻璃壁厚度等于所述罩玻璃管的管壁厚度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種熱管式全玻璃真空太陽(yáng)集熱管，其特征在于全玻璃熱管⑵的真空腔(6)中裝有的傳熱工質(zhì)(7)的液相體積與真空腔(6)的總?cè)莘e的體積比為O.05% O. 4%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種熱管式全玻璃真空太陽(yáng)集熱管，其特征在于全玻璃熱管⑵的真空腔(6)中裝有的傳熱工質(zhì)(7)的液相體積與真空腔(6)的總?cè)莘e的體積比為O.1% O. 3%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種熱管式全玻璃真空太陽(yáng)集熱管，其特征在于全玻璃熱管⑵的真空腔(6)中裝有的傳熱工質(zhì)(7)的液相體積與真空腔(6)的總?cè)莘e的體積比為O.15% O. 25%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的一種熱管式全玻璃真空太陽(yáng)集熱管，其特征在于傳熱工質(zhì)(7)為乙二醇水溶液，或者為甲醇水溶液。
專利摘要一種熱管式全玻璃真空太陽(yáng)集熱管屬于太陽(yáng)能利用設(shè)備領(lǐng)域；由全玻璃真空太陽(yáng)集熱管(1)與全玻璃熱管(2)結(jié)合而成，全玻璃熱管(2)的蒸發(fā)段(3)由全玻璃真空太陽(yáng)集熱管(1)的內(nèi)玻璃管(9)構(gòu)成，冷凝段(4)由內(nèi)玻璃管(9)自全玻璃真空太陽(yáng)集熱管(1)的環(huán)封杯口(10)處同軸并等直徑外延伸而構(gòu)成，內(nèi)玻璃管(9)的管壁厚度比全玻璃真空太陽(yáng)集熱管(1)的罩玻璃管(8)的管壁厚度增大1.0±0.2mm，冷凝段(4)上的熱封端(5)的玻璃壁厚度等于罩玻璃管(8)的管壁厚度；全玻璃熱管(2)的真空腔(6)中裝有的傳熱工質(zhì)(7)與真空腔(6)的體積比為0.05％～0.4％；冷凝段(4)的長(zhǎng)度L1為70～150mm；集熱、傳熱一體化，傳熱速度快、熱效率高，性能優(yōu)良，安全可靠，性能達(dá)國(guó)標(biāo)要求，易制作、成本低，便于安裝、運(yùn)輸，易于推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)F24J2/46GK202719786SQ201220021938
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月18日
發(fā)明者羅贊繼, 李峰, 程翠英 申請(qǐng)人:天普新能源科技有限公司