專利名稱：雙層全玻璃真空管型太陽能集熱器的熱膨脹吸收裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及到一種太陽能集熱器，尤其是一種為有效的利用太陽能，提高太陽能的經(jīng)濟性和便利性，發(fā)明的雙層全玻璃真空管太陽能集熱器熱膨脹吸收裝置。具體的說，在全玻璃真空管內插入裝有通氣管的方形金屬薄壁管，在集熱管和方形管之間充裝不凍液，在方型管的通氣管上端焊接金屬蓋，玻璃管口內側和金屬蓋之間用密封塞密封，將蓋的散熱端插入蓄熱槽或集管的套管內，充分發(fā)揮真空管收集太陽能的效果。
最常見的平板型太陽能集熱器P如圖7所示，集熱板由銅或鋁板制做集熱板，表面為選擇性吸收鍍層，能高效吸收太陽光，集熱管由若干平行銅管組裝焊接而成，平板型集熱器上部裝有透明玻璃蓋板。
平板集熱器可以直接用水做傳熱質。但在冬天酷寒地區(qū)須用不凍液代替水傳熱，再二次將水加熱。
上述的平板集熱器主要用于加熱80℃以下的低溫熱水。因為高溫運行時熱損較大。
真空管太陽能集熱器V將太陽能集熱板，置于真空玻璃管中，大大降低了熱損。圖8A是一種金屬玻璃真空管太陽能集熱器，熱管42插入集熱板43后放置于玻璃管41內，玻璃管和集熱管用金屬蓋44密封，玻管內抽成真空，以減少熱損。由于，玻璃和金屬封接工藝復雜，由此帶來了耐久性和經(jīng)濟性的問題。圖8B所示，一種雙層全玻璃真空管太陽能熱集器，內管表面鍍以選擇性吸收涂層，外管45與內管46之間抽成真空以減少熱損，通常將全玻璃真空管直接插入儲水箱內如圖9A所示，由于全玻璃真空管內直接存水，冬季酷寒期有凍裂問題，有時因熱應力引起的集熱管炸裂，此外，因全玻璃真空管與水箱直接聯(lián)接，如有一根管破損，水箱中的水就會泄漏。
若在全玻璃真空管內插入具有傳熱片的熱管，如圖8A所示，傳熱片與內管46沒有接觸，熱阻很大，集熱效率低下。
為解決上述問題，發(fā)展了改進型的全玻璃真空管如圖9A、B、C所示，在集熱管內管46內放置銅片48緊貼內管壁，再插入“U”字型銅管42或熱管42，這種方式加工復雜，增加了制造成本。銅片48和“U”型銅管42或熱管42之間的接觸不良，導致熱阻增加集熱效率下降。
本發(fā)明的技術解決方案是一種雙層全玻璃真空管型太陽能集熱器的熱膨脹吸收裝置，在雙層全玻璃太陽能真空管內插入帶通氣管的方形管，如一種方形薄壁金屬管，在集熱管與方形管之間充裝不凍液，通氣管插入金屬蓋上孔焊接密封，集熱管內側與蓋用固定塞密封，將蓋上的散熱端插入蓄熱槽或集管的套管內，并與套管保持良好的熱接觸，散熱端一側設有凹槽做為膨脹空氣的通道。
如上所述的雙層全玻璃真空管型太陽能集熱器的熱膨脹吸收裝置，所述方形金屬薄壁管的斷面可設成非圓型的三角形、五角形及六角形等金屬薄壁結構。
如上所述的雙層全玻璃真空管型太陽能集熱器的熱膨脹吸收裝置，所述金屬蓋上的散熱端高于集熱管的高度約10cm左右或更長，但直徑要與蓄熱槽或集管的套管相配合，保持良好的熱接觸，散熱端的側面設置至少1條通氣凹槽。
一種雙層全玻璃真空管型太陽能集熱器的熱膨脹吸收裝置，所述雙層玻璃真空管內放置圓筒伸縮管，伸縮管上端設有內孔，伸縮管下端設有重物，伸縮管內孔內插有內棒，集熱管與蓋之間用固定塞密封，金屬蓋上的散熱端插入蓄熱槽或集管內。
本發(fā)明的優(yōu)點是直接將全玻璃集熱管內的不凍液加熱，使熱阻降至最小，玻璃管內不走水，不會發(fā)生玻管炸裂現(xiàn)象，即使玻管破損，也不會影響整個系統(tǒng)正常運行，玻管內安放方形管或圓筒形伸縮管后，大大減少了不凍液的充裝量，減少了熱容，從而可制作出更大直徑的全玻璃真空管型太陽能集熱器。
附圖標號說明1、方形管 2、通氣管 3、不凍液4、散熱端凹槽4’、散熱端5、金屬蓋 6、固定塞7、蓄熱槽(水箱)8、集管9、通氣管的插入孔 10、圓筒型伸縮管10’、伸縮管內孔 11、伸縮管內棒12、重物 45、外管 45、內管圖2為本發(fā)明整體斷面結構圖，圖示出雙層全玻璃真空管太陽能集熱器的熱膨脹吸收裝置結構的斷面和方形管的作用。
圖3是圖2的A-A斷面結構圖。
圖4是圓形伸縮管的斷面結構圖。
圖5是本發(fā)明的使用實例，是裝于蓄熱槽的狀態(tài)。
圖6是本發(fā)明的另一使用實例，圖示裝于集熱器集管內的狀態(tài)。
如

圖1至圖6所示，在全玻璃真空管內插入具有通氣管2的方形管1，如一種方形薄壁金屬，在玻管46與方形管1之間充滿不凍液，通氣管插入金屬蓋5上的孔9并焊接，蓋5和玻管46之間用固定塞6密封，蓋5上有凸起的散熱端4’一側有凹槽，散熱端4’插入蓄熱槽7或集管8的套管內。
如上所述方形管1并非圓形，而可能是方形，五角形，六角形等結構，散熱端4’要高于集熱管46約10cm左右。
如圖4所示，圓筒型伸縮管10上部，形成伸縮管內孔10’，在10下端插入重物12，在圓筒型伸縮管10的內孔10’內插入內棒11，集熱管46與蓋5之間用固定塞6密封。
如上所述本發(fā)明在日照時，太陽能通過外管45照射到涂有黑色的內管46使內管46升溫，將熱量傳給不凍液3，不凍液3溫度上升，體積膨脹，內管46的壓力增加，方形管1的外壁受到壓力，向內變形，抑制內管46內的過度壓力上升。
如上所述方形管1的各面在收縮的同時，管內的空氣與不凍液3同時被加熱，溫度和壓力同時上升，方形管內的空氣通過通氣管2經(jīng)散熱端的凹槽4向外排出，方形管1內部始終保持大氣壓，日落后不凍液3冷卻，體積恢復原狀，方形管1各面也因金屬特有的彈性恢復原狀。
另一方面，內管46內的不凍液3通過散熱端4’將熱量傳致蓄熱槽7或集管8的套管，向液體(水等)傳輸熱能。
另外以斷面為三角型、五角型、六角型等其它非圓形的薄壁管，代替上述方形管1，當集熱管46內壓力變化時，各面也隨之收縮或復原，可實現(xiàn)集熱管46內的壓力調節(jié)功能。金屬蓋5上的散熱端4’應高于集熱管10cm左右，以便于插入蓄熱槽7或集管8內部的套管，并保證兩者之間的良好熱接觸。
如圖所示，在集熱管46內，將圓筒形伸縮管10的伸縮管內孔10’中插入聯(lián)接于蓋5上的伸縮管內棒11，為防止伸縮管10上浮，在伸縮管10下端裝有重物12。
上述內孔10’與內棒11之間留有間隙，當不凍液3溫度上升，體積膨脹時，集熱管46內的壓力升高，壓迫伸縮管10，薄壁伸縮管10展開，上端內孔10’延著伸縮管內棒11上升，日落后，不凍液3冷卻，體積恢復原狀，圓筒形伸縮管由于彈性收縮，隨之恢復原狀。
雖然本發(fā)明已以一優(yōu)選實施例揭露如上，但其并非用以限定本發(fā)明，任何熟本領域的普通技術人員，在不脫離本發(fā)明的構思和范圍內，當可作些許的更動與修改，因此本發(fā)明的保護范圍應以權利要求所界定的為準。
權利要求
1.一種雙層全玻璃真空管型太陽能集熱器的熱膨脹吸收裝置，其特征在于在雙層全玻璃太陽能真空管內插入帶通氣管的方形金屬薄壁管，在集熱管與方形管之間充裝不凍液，通氣管插入金屬蓋上孔焊接密封，集熱管內側與蓋用固定塞密封，將蓋上的散熱端插入蓄熱槽或集管的套管內，并與套管保持良好的熱接觸，散熱端一側設有凹槽做為膨脹空氣的通道。
2.根據(jù)權利要求1所述的雙層全玻璃真空管型太陽能集熱器的熱膨脹吸收裝置，其特征在于所述方形金屬薄壁管的斷面可設成非圓型的三角形、五角形及六角形等金屬薄壁結構。
3.根據(jù)權利要求1所述的雙層全玻璃真空管型太陽能集熱器的熱膨脹吸收裝置，其特征在于所述金屬蓋上的散熱端高于集熱管的高度約10cm左右或更長，但直徑要與蓄熱槽或集管的套管相配合，保持良好的熱接觸，散熱端的側面設置至少1條通氣凹槽。
4.一種雙層全玻璃真空管型太陽能集熱器的熱膨脹吸收裝置，其特征在于所述雙層玻璃真空管內放置圓筒伸縮管，伸縮管上端設有內孔，伸縮管下端設有重物，伸縮管內孔內插有內棒，集熱管與蓋之間用固定塞密封，金屬蓋上的散熱端插入蓄熱槽或集管內。
全文摘要
一種太陽能集熱器,尤其是一種為有效地利用太陽能,提高利用太陽能的經(jīng)濟性和便利性,而發(fā)明的雙層全玻璃真空管型太陽能集熱管,熱膨脹吸收裝置。具體的說,在太陽能全玻璃真空管內插入裝有通氣管的金屬薄壁方形管,在集熱管和方形管之間裝入不凍液,在方形管的通氣管上端焊接金屬蓋,玻璃管口內側和金屬蓋之間用固定塞密封,將蓋子的散熱端插入蓄熱槽或集管的套管內,全玻璃真空管內壁和防凍液直接接觸傳熱,并通過自然循環(huán),將熱量傳輸?shù)缴喜?通過金屬蓋上的散熱端向外散熱。本發(fā)明克服了公知技術的缺陷,不會發(fā)生玻管炸裂現(xiàn)象,且大大減少了不凍液的充裝量,減少了熱容,從而可制作出更大直徑的全玻璃真空管型太陽能集熱器。
文檔編號F24J2/05GK1376887SQ02107969
公開日2002年10月30日 申請日期2002年3月25日 優(yōu)先權日2001年3月23日
發(fā)明者千院基, 韓賢珠, 江希年 申請人:千院基, 韓賢珠, 江希年