專利名稱：輪輻式太陽(yáng)能真空金屬集熱管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能集熱裝置，特別是一種內(nèi)管為金屬管，外管為玻璃管的真空太陽(yáng)能集熱裝置，屬于太陽(yáng)能利用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，在中、高溫太陽(yáng)能利用中所采用的真空集熱管，都是用波紋管來補(bǔ)償金屬內(nèi)管和玻璃外管之間巨大的膨脹系數(shù)差，由于波紋管徑向支承力差，限制了波紋管壁厚不能太薄，為了保證一定的伸縮量，造成波紋管長(zhǎng)度較長(zhǎng)，嚴(yán)重影響集熱管的有效采光面積，并且，波紋管較大的吸熱面積，造成波紋管溫度較高，和玻璃外管封接處溫差度大，使封接處易損壞漏氣；波紋管軸向變形所受的力也都直接作用到了與玻管的封接處，增加了封接處損壞率和封接難度，使中、高溫太陽(yáng)能管不能得到普及使用。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)集熱管有效采光面積影響大，金屬與玻璃封接處溫差大、 受力大易損壞的缺陷，本發(fā)明提供了一種輪輻式太陽(yáng)能真空金屬集熱管，它利用輪圈和輻板式端蓋作為吸能裝置，有效采光面積大，封接處溫差小，作用到封接處的變形力小，集熱管損壞率低，使用壽命長(zhǎng)。本發(fā)明采用的具體技術(shù)方案是集熱管的金屬內(nèi)管近端部穿連在一個(gè)圓片形輻板上，玻璃外管端部通過環(huán)形過渡材料或與輻板一體的環(huán)形裝置連接到另一圓片形輻板上， 或?qū)⒉Ａ夤芏瞬恐瞥煞ㄌm盤狀再與另一塊輻板直接熔封或壓封等連接，兩塊輻板外沿相隔一定間隙連接在一個(gè)輪圈上，輻板只起抗拉作用，材料壁厚可以很薄，輪圈起支承作用， 采用圓管環(huán)行結(jié)構(gòu)加強(qiáng)受力能力或采用其它環(huán)形輪圈結(jié)構(gòu)，金屬內(nèi)管和玻璃外管都通過輻板的拉力作用相對(duì)懸掛在輪圈上，通過兩塊薄壁輻板的軸向相對(duì)擺動(dòng)來吸收金屬管和玻璃管之間的膨脹差，輪圈直徑和兩塊輻板外沿間隙的大小根據(jù)金屬內(nèi)管和玻璃外管的最大膨脹差決定，由于內(nèi)外管的膨脹差受內(nèi)外管所用材料、長(zhǎng)度和使用溫度影響，輪圈直徑可在外管直徑基礎(chǔ)上加上2-100MM之間選取，兩塊輻板外沿間隙可在0-10MM之間選取，集熱管采用單端吸能裝置時(shí)，兩塊輻板外沿間隙取最大膨脹差的二分之一為最佳，兩端采用吸能裝置時(shí)，兩塊輻板外沿間隙取最大膨脹差的四分之一為最佳，輪圈直徑以保證兩塊輻板內(nèi)沿處相對(duì)擺動(dòng)幅度大于最大膨脹差即可，輪圈直徑還受輻板壁厚的影響，輻板壁越厚，輻板擺動(dòng)能力越差，相應(yīng)輪圈直徑越大，為了增加輻板擺動(dòng)幅度，可在內(nèi)外輻板增加環(huán)形凹痕或環(huán)狀折痕，以增大輻板擺動(dòng)幅度，在滿足膨脹差要求的前題下，輪圈應(yīng)盡可能小，以減小對(duì)光的遮擋，對(duì)于直通管式吸熱管，可在吸熱管兩端采用相同裝置增大變形吸收量，當(dāng)對(duì)集熱管抽真空時(shí)，大部分變形力作用到了輪圈上，減少了玻璃管封接部位的作用力，還可以將集熱管固定支承點(diǎn)選在集熱管兩端的輪圈上，使金屬管的作用力被固定支承吸收，進(jìn)一步減小封接處受力，同時(shí)減少了兩管之間連接距離，減少了熱量散失。本發(fā)明與已知技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)是采用輪圈和輻板吸能裝置，封接靈活方便，對(duì)吸熱管的有效吸熱面積影響很小，金屬玻璃封接處溫差小，作用力小，使用壽命長(zhǎng)。


圖1輪輻式太陽(yáng)能真空金屬集熱管常溫真空狀態(tài)2輪輻式太陽(yáng)能真空金屬集熱管高溫真空狀態(tài)中1.玻璃外管；2.帶涂層金屬內(nèi)管；3.外管輻板；4.輪圈；5.內(nèi)管輻板；6.排
氣管
具體實(shí)施方案下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明在圖1中，帶涂層金屬內(nèi)管2 —端或兩端焊接連接著圓片狀薄壁內(nèi)管輻板5，內(nèi)管輻板5的外沿和輪圈4連接，外管輻板3與內(nèi)管輻板5相隔一定間隙都連接在輪圈4上， 玻璃外管1端部通過環(huán)形過渡材料或與輻板一體的環(huán)形裝置連接到另一圓片形外管輻板3 上，或?qū)⒉Ａ夤?端部制成法蘭盤狀再與外管輻板3直接熔封或壓封等連接，玻璃外管1、 外管輻板3、輪圈4、內(nèi)管輻板5、帶涂層金屬內(nèi)管2、依次連接構(gòu)成一個(gè)密閉空間，通過排氣管6抽真空后形成真空狀態(tài)，內(nèi)外管分別通過輻板的拉力作用懸掛在輪圈上，兩塊輻板僅起抗拉作用，因此，壁厚可以很薄，既保證了輻板的軸向擺動(dòng)變形要求利于吸能，又滿足了玻璃與金屬的薄壁封接要求，同時(shí)，薄壁良好的變形能力使傳遞到玻璃上的應(yīng)力較小，薄壁傳遞的熱量也大為減少，輪圈為一空心管制成的環(huán)形結(jié)構(gòu)，管內(nèi)部為真空，強(qiáng)度高，傳熱少， 加上輻板的薄壁結(jié)構(gòu)，傳遞到玻璃管封接處的溫度極少，也減少了內(nèi)管的熱量散失，還可以在輪圈及輻板外面再增加一個(gè)遮光罩，并不會(huì)對(duì)集熱有任何影響，又大大降低了吸熱及熱量散失。采用輪圈、輻板吸能結(jié)構(gòu)，對(duì)有效采光面積影響很小，采用在直通管兩端的輪圈上做固定裝置支承點(diǎn)，內(nèi)、外管相對(duì)懸掛在兩端的輪圈上，金屬內(nèi)管的膨脹力大部分作用到了輪圈及固定裝置上，對(duì)玻璃外管的作用力大幅減小，加上與玻璃管相連的都是薄壁結(jié)構(gòu)，使玻璃與金屬的封接部位受力小，大幅減少了該處的故障率，集熱管使用壽命大大延長(zhǎng)。在本實(shí)施例中，輪圈可采用單獨(dú)結(jié)構(gòu)，也可由內(nèi)、外輻板通過沖壓、折、彎或焊接后，做成一體裝置構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)并不僅限于圓管構(gòu)成的環(huán)形，也可采用直筒形、圓弧形、三角形、V字形等各種形狀構(gòu)成的輪圈形，能夠?qū)?nèi)、外管懸掛在輪圈上，在受力時(shí)不出現(xiàn)扭曲變形即可，內(nèi)、外管輻板上可向內(nèi)壓制一些圓坑，以防止抽真空時(shí)，內(nèi)、外管輻板吸到一起，在內(nèi)、外管輻板上可增加環(huán)形凹痕或環(huán)狀折痕，以增大輻板擺動(dòng)幅度。本發(fā)明可在外管與內(nèi)管之間的真空空間內(nèi)設(shè)置消氣劑，以進(jìn)一步保證使用中的真空度。本發(fā)明在多管串聯(lián)使用時(shí)，可將支承做在集熱管兩端的輪圈上并相對(duì)支架固定， 相鄰兩根金屬集熱管之間可用波紋管或U形管連接，以消除金屬內(nèi)管的膨脹，作用到玻璃外管上的膨脹力被固定支架吸收，而不會(huì)對(duì)玻璃外管有影響。本發(fā)明的輪圈與輻板結(jié)構(gòu)與波紋管吸能結(jié)構(gòu)的不同，還在于金屬內(nèi)管除可設(shè)置在玻璃外管的中軸線上以外，還可偏置在玻璃外管內(nèi)任意位置，從而適應(yīng)內(nèi)置聚光裝置的要求，制成各種形式的內(nèi)聚光集熱管，而不影響有效采光、吸熱面積。本發(fā)明除可用于中、高溫太陽(yáng)能以外，在中、低溫應(yīng)用中，由于金屬直通內(nèi)管的應(yīng)用，可方便通過管道和分置的儲(chǔ)水箱相連，有利于水的循環(huán)，并且可采用內(nèi)聚光，小管頸集熱管，以減小水容積，或采用空氣等其它中間加熱介質(zhì)來減輕集熱裝置重量，集熱裝置可任意掛在陽(yáng)臺(tái)及墻壁外面，滿足熱水及地暖和太陽(yáng)能空調(diào)的需要，解決了高層建筑太陽(yáng)能應(yīng)用的難題。本發(fā)明金屬內(nèi)管內(nèi)可增加各種翅片，進(jìn)一步增加熱量傳遞吸收能力，也可在金屬內(nèi)管內(nèi)再設(shè)置內(nèi)管和噴頭制成蒸氣發(fā)生器用。本發(fā)明金屬內(nèi)管外面也可增加各種翅片，以增大吸熱面積。本發(fā)明也可通過加長(zhǎng)內(nèi)管伸出外管部分，制成熱管來使用。
權(quán)利要求
1.一種利用太陽(yáng)能的輪輻式太陽(yáng)能真空金屬集熱管，包括金屬內(nèi)管、玻璃外管、吸能端蓋、排氣管，其特征是連接金屬內(nèi)管和玻璃外管的吸能端蓋由輪圈和輻板構(gòu)成，金屬內(nèi)管穿連在一個(gè)圓片形輻板上，玻璃外管端部通過環(huán)形過渡材料或與輻板一體的環(huán)形裝置連接到另一圓片形輻板上，或?qū)⒉Ａ夤芏瞬恐瞥煞ㄌm盤狀再與另一塊輻板直接連接，兩塊輻板外沿都連接在一個(gè)輪圈上，金屬內(nèi)管和玻璃外管通過輻板的拉力，懸掛在輪圈上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪輻式太陽(yáng)能真空金屬集熱管，其特征在于由輪圈和輻板構(gòu)成的吸能端蓋設(shè)置在集熱管的一端或兩端。
全文摘要
輪輻式太陽(yáng)能真空金屬集熱管是一種太陽(yáng)能集熱裝置，特別是一種內(nèi)管為金屬管，外管為玻璃管的中、高溫太陽(yáng)能集熱裝置，其特征是連接金屬內(nèi)管和玻璃外管的吸能端蓋由輪圈和輻板構(gòu)成，金屬內(nèi)管和玻璃外管通過薄壁輻板的拉力，懸掛在輪圈上，集熱管固定裝置可設(shè)置在輪圈上，減小了玻璃與金屬封接處受力，輪圈和輻板吸能端蓋對(duì)吸熱管的有效吸熱面積影響很小，金屬玻璃封接處溫差小，作用力小，集熱管使用壽命長(zhǎng)。
文檔編號(hào)F24J2/48GK102466349SQ20101053510
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月9日
發(fā)明者楊志勇 申請(qǐng)人:楊志勇