專利名稱：串接式太陽能真空集熱管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能熱利用技術(shù)，尤其是涉及一種串接式太陽能真空集熱管。
背景技術(shù)：
目前所公開的太陽能真空集熱管基本有兩大類，一類是小型直插式真空集熱管，儲水箱設(shè)置在真空集熱管的上部，真空集熱管與儲水箱為并串聯(lián)運行，但真空集熱管必須輔設(shè)在有一定角度的架子上，冷水通過重力進入真空集熱管內(nèi)加熱，再將熱水送至儲水管，并利用熱量進行自循環(huán)，以此循環(huán)來加熱儲水箱內(nèi)的水。由于這類真空集熱管采用玻璃制作，具有制造成本低，熱交換直接的優(yōu)點，但存在著承壓能力差，真空集熱管易碎的問題，尤其水箱不能與真空集熱管分離，無法實現(xiàn)大面積輔設(shè)，只能適用于單戶家庭使用。另一類是間接式熱交換集熱管，真空集熱管內(nèi)設(shè)有金屬管，通過加熱金屬管內(nèi)的導(dǎo)熱介質(zhì)進行采熱，間接式熱交換集熱管雖然提高了承壓能力，但真空集熱管內(nèi)的金屬材料對采熱效率一定的影響，大大影響太陽能利用的熱效率，并且易造成對金屬管的腐蝕。
在較大規(guī)模的太陽能集中采熱系統(tǒng)中，由于真空玻璃管承壓和防凍性能較差極易損壞，如一根玻璃真空管破損就會使整個系統(tǒng)停止運行，太陽能采熱系統(tǒng)的工作可靠性不高。為了保障太陽能采熱系統(tǒng)運行的可靠性，目前的集熱管是在玻璃真空管內(nèi)設(shè)置金屬水管，太陽能熱量通過間接的方法進行集熱，因此太陽能集中采熱系統(tǒng)普遍存在成本高，采熱效率低的問題。金屬熱管式集熱管雖然在任意一根玻璃真空管破損后不會影響采熱系統(tǒng)的運行，但由于破碎后的真空集熱管內(nèi)的金屬水管被暴露在大氣環(huán)境中，會向大氣環(huán)境放熱，大大影響整個系統(tǒng)的采熱效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種在玻璃真空管發(fā)生破損后，通過芯管和活動座的位移，堵住進出該玻璃真空管內(nèi)的水路，提高太陽能采熱系統(tǒng)運行可靠性的串接式太陽能真空集熱管。
本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是，一種串接式太陽能真空集熱管，包括玻璃真空管和封蓋，其特征在于所述具有進水口和出水口的封蓋固定連接在玻璃真空管的端口部，封蓋內(nèi)安裝有固定座、彈簧、活動座和芯管，安裝在封蓋內(nèi)的固定座是具有徑向擋肩且下部具有通孔的通管；所述的活動座是周壁頂部一側(cè)設(shè)有凸壁的通管，活動座可軸向移動的安裝在固定座內(nèi)，活動座的凸壁位于固定座缺口一側(cè)、并與封蓋的出水口對應(yīng)；所述的芯管是封頂且上部具有軸肩的套管，芯管插裝在活動座上并穿過固定座，且安裝在芯管上的上擋環(huán)與活動座可脫式連接，套裝在固定座外側(cè)的彈簧其下端頂在固定于芯管的下?lián)醐h(huán)上，彈簧上端頂在固定座的外周壁上，芯管上部管壁上的進水口與封蓋上的進水口對應(yīng)；活動座與固定座之間的空腔與封蓋上的出水口相通，芯管底部通過支承管與玻璃真空管底部連接，且支承管的下部或底部與支承管的外部相通。
本發(fā)明在玻璃真空管的端口安裝有封蓋，而封蓋內(nèi)安裝有固定座、彈簧、活動座和芯管，當(dāng)玻璃真空管正常工作狀態(tài)，通過固定座、活動座和芯管，將水從芯管、支承管導(dǎo)入至玻璃真空管內(nèi)進行采熱，而被加熱后的水則通過固定座與活動座之間的空腔從封蓋的出水口排出，由于進入玻璃真空管內(nèi)的進水和出水互不干涉，為串聯(lián)式結(jié)構(gòu)，因此當(dāng)多根真空集熱管串接后，能實現(xiàn)太陽能的集中采熱，并可使太陽能采熱系統(tǒng)進行強制循環(huán)運行，而大幅度提高采熱效率。本發(fā)明由于保留了直插式集熱方式，保持玻璃真空管達到較高的采熱效率，由于無須在真空管內(nèi)設(shè)置承壓金屬管，而大大降低了制造成本和使用成本，尤其當(dāng)玻璃真空管發(fā)生破損后，由于支承管與玻璃真空管的相對位置發(fā)生變化，迅速使彈簧復(fù)位，在彈簧和水壓的作用下，芯管以及活動座下移與固定座密封連接，堵住芯管上的進水口以及活動座與固定座之間的空腔，停止向破碎玻璃真空管供水、采熱，實現(xiàn)自動保護，而進入封蓋內(nèi)的進水則直接從芯管頂部從其出水口流出，通向下一根玻璃真空管，由于破損玻璃真空管中所暴露的部分不會影響采熱系統(tǒng)的采熱效率，能確保太陽能采熱系統(tǒng)正常運行，而大大提高了太陽能采熱系統(tǒng)的運行可靠性。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作進一步的詳細描述。
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的A-A的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是圖2的B-B的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是玻璃真空管破損后的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是固定座的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是活動座的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7是芯管的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
1-封蓋，1-1-進水口，1-2-出水口，2-壓緊螺母，3-玻璃真空管，4-活動座，4-1-凸壁，4-2-定位軸，4-3-環(huán)槽，5-芯管，5-1-進水口，5-2-凹槽，5-3-軸肩，5-4-缺邊，5-5-徑向槽口，6-密封圈，7-上擋環(huán)，8-密封圈，9-固定座，9-1-通孔，9-2-缺口，9-3-徑向擋肩，9-4-環(huán)槽，10-彈簧，11-密封墊，12-下?lián)醐h(huán)，13-卡簧，14-支承管。
具體實施例方式
本發(fā)明的串接式太陽能真空集熱管，包括玻璃真空管3和封蓋1。見圖1～3所示封蓋1具有進水口1-1和出水口1-2，封蓋1旋接在壓緊螺母2上，玻璃真空管3與封蓋1和壓緊螺母2之間設(shè)有密封墊11，通過密封墊11的磨擦阻力，將封蓋1固定連接在玻璃真空管3的端口部。本發(fā)明在封蓋1內(nèi)安裝有固定座9、彈簧10、活動座4和芯管5，見圖5所示本發(fā)明的固定座9是具有徑向擋肩9-3且下部具有通孔的通管，該徑向擋肩9-3與封蓋1的內(nèi)孔相配，將固定座9固定安裝在封蓋1內(nèi)，固定座9的下部為正喇叭形，固定座9中下部的周壁對稱設(shè)有通孔9-1，使玻璃真空管3內(nèi)的水從該通孔9-1進入固定座9的上部。固定座9的內(nèi)端面設(shè)有環(huán)槽9-4，密封圈8安裝在環(huán)槽9-4內(nèi)，當(dāng)活動座4下移后，在水壓以及彈簧10的作用下，通過該密封圈8使活動座4與固定座9實現(xiàn)密封。見圖6所示，本發(fā)明的活動座4是周壁頂部一側(cè)設(shè)有凸壁4-1的通管，活動座4可軸向移動的安裝在固定座9內(nèi)，活動座4的凸壁4-1位于固定座9的缺口9-2一側(cè)、并與封蓋1的出水口1-2對應(yīng)，當(dāng)玻璃真空管3正常工作時，該缺口9-2堵住封蓋1上的出水口1-2的上部分，活動座4的內(nèi)端面也設(shè)有環(huán)槽4-3，密封圈6安裝在環(huán)槽4-3內(nèi)，通過該密封圈6使芯管5與活動座4實現(xiàn)密封。見圖7所示，本發(fā)明的芯管5是封頂且上部具有軸肩5-3的套管，芯管5插裝在活動座4上并穿過固定座9，安裝在芯管5上的上擋環(huán)7與活動座4可脫式連接，當(dāng)玻璃真空管3正常工作時，通過該上擋環(huán)7使活動座4與芯管5連接，而當(dāng)玻璃真空管3破損后，由于芯管5沒有支承管14的支承，在水壓及彈簧10的作用下，在活動座4與固定座9密封后，芯管5繼續(xù)下移，活動座4則脫離上擋環(huán)7，使芯管5可靠地密封在活動座4上。為使活動座4與固定座9不會產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動，見圖1～3以及圖7所示，活動座4沿其周邊設(shè)有軸向的定位軸4-2，芯管5的軸肩5-3上設(shè)有相配的凹槽5-2，芯管5的軸肩5-3上還設(shè)有與活動座4的凸壁4-1相配的缺邊5-4，便于迅速定位。見圖7所示，芯管5的軸肩5-3上還設(shè)一徑向槽口5-5，當(dāng)玻璃真空管3發(fā)生破損后，芯管5頂部與封蓋1內(nèi)端面能迅速分離，使芯管5下移。見圖1～3所示，本發(fā)明在固定座9外側(cè)還套裝有彈簧10，彈簧10的其下端頂在固定于芯管5的下?lián)醐h(huán)12上，彈簧10上端頂在固定座9的外周壁上，芯管5上部管壁上的進水口5-1與封蓋1上的進水口1-1對應(yīng)，當(dāng)玻璃真空管3正常時，出水通過芯管5上的進水口5-1導(dǎo)入玻璃真空管3內(nèi)，而不能導(dǎo)入封蓋1的出水口1-2處，活動座4與固定座9之間的空腔與封蓋1上的出水口1-2相通，將加熱后的水通過該空腔導(dǎo)入出水口1-2送至主管或下一根玻璃真空管繼續(xù)采熱，由于進入玻璃真空管3內(nèi)的水沿固定的流道流動，冷熱水互不干涉，在一根玻璃真空管內(nèi)使水流形成串流式結(jié)構(gòu)，可進行強制循環(huán)采熱，將集熱效率達到最大化。見圖2、3所示，芯管5底部通過支承管14與玻璃真空管3底部連接，該支承管14可直接與玻璃真空管3的底部連接，還可通過一個支承件連接，支承管14的下部或底部與支承管14的外部相通，將進水從支承管14導(dǎo)入玻璃真空管3內(nèi)進行加熱。本發(fā)明的支承管14可采用一根或多根分段插接而成，支承管14的下部設(shè)有多個徑向通孔，或支承管14的底面開有徑向的槽口，使支承管14與其管外相通，頂在璃真空管3管壁上的卡簧13或網(wǎng)板支承在支承管14的管壁上。
本發(fā)明為減少玻璃真空管內(nèi)的氣堵現(xiàn)象，封蓋1上的進水口1-1和出水口1-2的軸線與封蓋1的中心線同側(cè)偏置。
見圖2～4所示，當(dāng)封蓋1安裝在玻璃真空管3端口時，支承管14頂住芯管5向上移動直至壓緊封蓋1的內(nèi)端面，同時芯管5上的上擋環(huán)7帶動活動座4向上移動到設(shè)定位置，此時，水從封蓋1上的進水口1-1、芯管5上的進水口5-1進入芯管5內(nèi)并流入支承管14，再從支承管14的下部或底部進入玻璃真空管3內(nèi)進行采熱。當(dāng)玻璃真空管3破損后，由于支承管14不再起到支承作用，芯管5下移，并帶動活動座4下移，而堵住其進水口5-1，同時在水壓及彈簧10的作用下，使芯管5、活動座4與固定座9相互密封，而實現(xiàn)斷流保護。
權(quán)利要求
1.一種串接式太陽能真空集熱管，包括玻璃真空管(3)和封蓋(1)，其特征在于所述具有進水口(1-1)和出水口(1-2)的封蓋(1)固定連接在玻璃真空管(3)的端口部，封蓋(1)內(nèi)安裝有固定座(9)、彈簧(10)、活動座(4)和芯管(5)，安裝在封蓋(1)內(nèi)的固定座(9)是具有徑向擋肩(9-3)且下部具有通孔的通管；所述的活動座(4)是周壁頂部一側(cè)設(shè)有凸壁(4-1)的通管，活動座(4)可軸向移動的安裝在固定座(9)內(nèi)，活動座(4)的凸壁(4-1)位于固定座(9)的缺口(9-2)一側(cè)、并與封蓋(1)的出水口(1-2)對應(yīng)；所述的芯管(5)是封頂且上部具有軸肩(5-3)的套管，芯管(5)插裝在活動座(4)上并穿過固定座(9)，安裝在芯管(5)上的上擋環(huán)(7)與活動座(4)可脫式連接，套裝在固定座(9)外側(cè)的彈簧(10)其下端頂在固定于芯管(5)的下?lián)醐h(huán)(12)上，彈簧(10)上端頂在固定座(9)的外周壁上，芯管(5)上部管壁上的進水口(5-1)與封蓋(1)上的進水口(1-1)對應(yīng)；活動座(4)與固定座(9)之間的空腔與封蓋(1)上的出水口(1-2)相通，芯管(5)底部通過支承管(14)與玻璃真空管(3)底部連接，支承管(14)的下部或底部與支承管(14)的外部相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串接式太陽能真空集熱管，其特征在于所述固定座(9)的下部為正喇叭形，且固定座(9)中下部的周壁對稱設(shè)有通孔(9-1)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的串接式太陽能真空集熱管，其特征在于所述活動座(4)的內(nèi)端面上設(shè)有環(huán)槽(4-3)，密封圈(6)安裝在環(huán)槽(4-3)內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串接式太陽能真空集熱管，其特征在于所述的活動座(4)沿其周邊設(shè)有軸向的定位軸(4-2)，且芯管(5)的軸肩(5-3)上設(shè)有相配的凹槽(5-2)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串接式太陽能真空集熱管，其特征在于所述的芯管(5)的軸肩(5-3)還設(shè)有與活動座(4)的凸壁(4-1)相配的缺邊(5-4)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串接式太陽能真空集熱管，其特征在于所述的芯管(5)的軸肩(5-3)上還具有徑向槽口(5-5)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串接式太陽能真空集熱管，其特征在于所述固定座(9)的內(nèi)端面設(shè)有環(huán)槽(9-4)，密封圈(8)安裝在環(huán)槽(9-4)內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串接式太陽能真空集熱管，其特征在于所述封蓋(1)旋接在壓緊螺母(2)上，且玻璃真空管(3)與封蓋(1)和壓緊螺母(2)之間設(shè)有密封墊(11)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串接式太陽能真空集熱管，其特征在于所述封蓋(1)上的進水口(1-1)和出水口(1-2)的軸線與封蓋(1)的中心線同側(cè)偏置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串接式太陽能真空集熱管，其特征在于所述的支承管(14)分段插接，且頂在璃真空管(3)管壁上的卡簧(13)或網(wǎng)板支承在支承管(14)的管壁上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種串接式太陽能真空集熱管，封蓋固定連接在玻璃真空管口部，封蓋內(nèi)安裝有固定座、彈簧、活動座和芯管，固定座是具有徑向擋肩、下部具有通孔的通管；活動座是周壁頂部一側(cè)設(shè)有凸壁的通管，活動座安裝在固定座內(nèi)且其凸壁位于固定座缺口一側(cè)與封蓋的出水口對應(yīng)；芯管是封頂且上部具有軸肩的套管，芯管插裝在活動座上并穿過固定座，安裝在芯管上的上擋環(huán)與活動座可脫式連接，固定座外側(cè)套裝有彈簧，芯管上的進水口與封蓋上的進水口對應(yīng)；活動座與固定座之間的空腔與封蓋上的出水口相通，芯管底部通過支承管與玻璃真空管的底部連接，支承管的下底部與玻璃真空管相通，在玻璃真空管發(fā)生破損后能堵住其進出水路，而提高采熱系統(tǒng)運行可靠性。
文檔編號F24J2/24GK101021364SQ20071002061
公開日2007年8月22日 申請日期2007年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月15日
發(fā)明者王偉強 申請人:王偉強