專利名稱：一種雙通玻璃-金屬熔封式熱管真空太陽集熱管的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于太陽能利用領域，特別涉及一種雙通玻璃-金屬熔封式熱管真空太陽集熱管。
背景技術：
真空集熱管太陽能集熱器是在平板型太陽能集熱器基礎上發(fā)展起來的，是一種新型太陽能集熱裝置。按照吸熱體的材料進行分類，真空集熱管可劃分為玻璃吸熱體真空集熱管(或稱為全玻璃真空集熱管)和金屬吸熱體真空集熱管(或稱為玻璃-金屬真空集熱管)兩大類。金屬吸熱體真空集熱管從上世紀八十年代開始研制已經(jīng)相當成熟，尤其是玻璃-金屬封接式熱管真空太陽集熱管，已經(jīng)在2005年公布了國家標準，并于2005年11月I日實施。玻璃-金屬封接式熱管真空太陽集熱管是利用玻璃-金屬封接在真空狀態(tài)下的熱管，并通過熱管傳遞能量的管狀太陽能集熱器件，由熱管、涂有太陽選擇性吸收涂層的吸熱板、蒸散型吸氣劑和玻璃管等構成，其中熱管又包括蒸發(fā)段和冷凝段。熱管與吸熱板緊密連接，并通過金屬連接部件與玻璃管封接。支架保持著吸熱板在玻璃管中的相對位置。玻璃-金屬封接式熱管真空太陽集熱管工作時，太陽輻射穿過玻璃管后投射到金屬吸熱板上。吸熱板吸收太陽輻射能并將其轉換為熱能，再傳導給緊密結合在金屬吸熱板中間的熱管，使熱管蒸發(fā)段內(nèi)的液體工質迅速汽化。工質蒸汽上升到熱管冷凝段后，在較冷的內(nèi)表面上凝結，釋放出蒸發(fā)潛熱，將熱量傳遞給集熱盒內(nèi)的傳熱工質。凝結后的液態(tài)工質依靠其自身的重力流回到蒸發(fā)段，然后重復上述過程。實用新型專利(授權公告號CN 201740293 U)公布了上述的玻璃-金屬封接式太陽能真空集熱管，玻璃管的至少一端固定連接可伐合金金屬連接部件，連接處玻璃管外徑小于中部外徑，但仍遠遠大于金屬連接部件外徑，靠玻璃管端面與金屬端蓋對接形成單面熔封，玻璃與金屬連接處的抗拉性能較差。玻璃與金屬單面熔封有兩種方式，一種是火焰法，先將金屬加熱，然后再加熱玻璃，等玻璃軟化或熔化后即可在玻璃管與金屬端蓋接觸面上熔封在一起。這種結構對玻璃與金屬連接的抗拉性能要求較低，在玻璃管與金屬端蓋間不能產(chǎn)生較大的拉力，否則就會斷裂。另外一種玻璃與金屬連接方式采用熱壓封，中國專利CN1262248A提出了一種玻璃與金屬熱壓封工藝，它屬于材料固態(tài)焊接技術，通常將低熔點的固態(tài)焊料如鉛或鋁放置在金屬端蓋和玻璃管法蘭之間，將固態(tài)焊料加熱到軟化時，利用氣缸迅速向金屬端蓋施加沖擊壓力，進而發(fā)生原子間的相互擴散來實現(xiàn)玻璃與金屬連接，達到密封要求，同樣也是單面平封.[0004]第一種方式中對玻璃與金屬連接的抗拉性能要求較低，在玻璃管與金屬端蓋間不能產(chǎn)生較大的拉力，否則就會斷裂，操作很難控制。第二種方式中由于采用熔點低的焊料，受到使用溫度的限制，并且抗拉性能受加工工藝影響。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是針對上述現(xiàn)有技術的缺陷，提供了一種提高玻璃與金屬熔封的質量和強度，并有利于提高真空集熱管的導熱效率的雙通玻璃-金屬熔封式熱管真空太陽集熱管。為了實現(xiàn)上述目的本實用新型采取的技術方案是:—種雙通玻璃-金屬熔封式熱管真空太陽集熱管，包括玻璃管、熱管、吸熱板及支架，所述吸熱板通過支架固定在所述玻璃管內(nèi)，所述熱管與所述吸熱板連接，所述玻璃管一端通過金屬連接部件與所述熱管連接，另一端也通過金屬連接部件與所述熱管連接，兩端的所述金屬連接部件插入相應的所述玻璃管的管壁內(nèi)，使連接處的所述金屬連接部件的內(nèi)外壁上均熔封有玻璃。所述熱管包括相連接的熱管冷凝段和熱管蒸發(fā)段，所述熱管蒸發(fā)段位于所述玻璃管內(nèi)，所述熱管蒸發(fā)段兩端連接熱管冷凝段，所述熱管冷凝段位于所述玻璃管外。所述熱管為兩端開口式，包括熱管蒸發(fā)段。所述金屬連接部件為金屬套管，與所述玻璃管連接處的所述金屬套管的管壁為斜坡形，其管壁向著連接所述玻璃管的一端逐漸減少。 所述金屬連接部件為圓柱形。所述金屬連接部件的材質為銅。本實用新型實施例提供的技術方案的有益效果是:采用本實用新型的結構，可以顯著提高玻璃與金屬熔封的質量和強度，增加玻璃與金屬連接處的抗拉性能。同時本實用新型的金屬-玻璃型太陽能真空集熱管采用雙通結構，有利于提高真空集熱管的導熱效率，具有結構簡單，升溫快，不易破損等優(yōu)點。

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例中使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面所列附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本實用新型實施例提供的一種雙通玻璃-金屬熔封式熱管真空太陽集熱管示意圖；圖2是本實用新型實施例提供的另一種雙通玻璃-金屬熔封式熱管真空太陽集熱管不意圖；圖3是本實用新型實施例提供的金屬連接部件與玻璃管連接示意圖。附圖中，各標號所代表的組件列表如下:1-熱管冷凝段；2_金屬連接部件；3_熱管蒸發(fā)段；4_玻璃管；5_吸熱板；6-支架；7-吸氣劑。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述。參見圖1，一種雙通玻璃-金屬熔封式熱管真空太陽集熱管，包括玻璃管4、熱管、吸熱板5及支架6，吸熱板5通過支架6固定在玻璃管4內(nèi)，熱管包括兩個熱管冷凝段I和兩個熱管蒸發(fā)段3，兩個熱管蒸發(fā)段3位于玻璃管4內(nèi)，熱管蒸發(fā)段3分別連接熱管冷凝段1，兩個熱管冷凝段I位于玻璃管4外，熱管蒸發(fā)段3與吸熱板5連接，玻璃管4 一端通過金屬連接部件2與熱管冷凝段I連接，另一端也通過金屬連接部件2與熱管連接，兩端的金屬連接部件2 —端插入玻璃管4的管壁內(nèi)，使連接處的金屬連接部件2的內(nèi)外壁上均熔封有玻璃。本實用新型金屬連接部件兩端均采用臥式雙面熱熔封方式，將經(jīng)過清洗處理的金屬連接部件與玻璃管在玻璃加工車床上同軸對正，采用火焰加工法在空氣中對熔封處進行預氧化處理，將玻璃管圓頭縮徑，直徑與金屬連接件相同，玻璃管端面與金屬連接件端面對正接觸，然后利用火焰對對玻璃管加熱，待玻璃管接觸部分軟化或熔化后再緩慢將金屬連接部件管插入到玻璃壁內(nèi)形成雙面熱熔封；然后降溫，待玻璃凝固后立刻退火，完成玻璃與金屬的熱熔封。在整個加工過程中，玻璃管與金屬連接部件保持同步同心旋轉。所述的雙面熱熔封，即將薄壁過渡金屬管插入到玻璃管壁內(nèi)，過渡金屬管熱熔封處的內(nèi)外壁上均熔封有玻璃。由于玻璃與金屬熱熔封的抗拉性能取決于所受拉力大小和熔封面積，相同的拉力，熔封面積越大則抗拉性能越好，而玻璃與金屬的雙面熱熔封的熔封面積遠遠大于單面平封，因此，雙面熱熔封的抗拉強度更好，并且雙面熱熔封相對于平封來說，氣密性也更好，壽命長。參見圖2，本實施例的熱管為兩端開口式，僅包括熱管蒸發(fā)段3。熱管與5吸熱板5緊密連接，并通過金屬連接部件2與玻璃管4封接。支架6保持吸熱板5在玻璃管4中的相對位置。玻璃管4抽真空后，吸氣劑7采用非蒸散型吸氣劑。本實施例的雙通玻璃-金屬熔封式熱管真空太陽集熱管工作時，太陽輻射穿過玻璃管4后投射到金屬吸熱板5上。吸熱板5吸收太陽輻射能并將其轉換為熱能，再傳導給緊密結合在金屬吸熱板5中間的熱管，使熱管蒸發(fā)段3內(nèi)的液體工質迅速汽化，將熱量傳遞給集熱盒內(nèi)的傳熱工質。凝結后的液態(tài)工質依靠其自身的重力流回到蒸發(fā)段，然后重復上述過程。參見圖3，本實施例是在上述實施例的基礎上，金屬連接部件2為金屬套管，與玻璃管4連接處的金屬套管的管壁為斜坡形，其管壁向著連接玻璃管4的一端逐漸減少。即壁厚為斜坡形，向熔封方向逐漸減少，與玻璃熔封部位最少。金屬連接部件為圓柱形。所述金屬連接部件的材質優(yōu)選為銅。本實施例的這種連接方式可以緩解金屬材料與玻璃膨脹系數(shù)不同引起的問題。參見圖1，本實用新型的熱管與吸熱板5緊密連接，并通過金屬連接部件2與玻璃管4封接。支架6保持吸熱板5在玻璃管4中的相對位置。玻璃管4抽真空后，吸氣劑7采用蒸散型吸氣劑進行蒸散，在玻璃管部分內(nèi)壁表面形成吸氣鏡面。吸氣劑7安裝在吸熱板5的背面。雙通玻璃-金屬熔封式熱管真空太陽集熱管工作時，太陽輻射穿過玻璃管4后投射到金屬吸熱板5上。吸熱板5吸收太陽輻射能并將其轉換為熱能，再傳導給緊密結合在金屬吸熱板5中間的熱管，使熱管蒸發(fā)段3內(nèi)的液體工質迅速汽化。工質蒸汽上升到熱管冷凝段I后，在較冷的內(nèi)表面上凝結，釋放出蒸發(fā)潛熱，將熱量傳遞給集熱盒內(nèi)的傳熱工質。凝結后的液態(tài)工質依靠其自身的重力流回到蒸發(fā)段，然后重復上述過程。本實用新型利用火焰加熱法進行臥式熱熔封，其玻璃與金屬連接部件采用雙面熱熔封工藝連接，不僅工藝簡單，勞動強度低，工藝精度容易控制，還可以顯著提高玻璃與金屬熔封的質量和強度，增加玻璃與金屬連接處的抗拉性能。采用雙通結構，有利于提高真空集熱管的導熱效率，具有結構簡單，升溫快，不易破損等優(yōu)點。[0029]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權利要求1.一種雙通玻璃-金屬熔封式熱管真空太陽集熱管，包括玻璃管、熱管、吸熱板及支架，所述吸熱板通過支架固定在所述玻璃管內(nèi)，所述熱管與所述吸熱板連接，其特征在于，所述玻璃管一端通過金屬連接部件與所述熱管連接，另一端也通過金屬連接部件與所述熱管連接，兩端的所述金屬連接部件插入相應的所述玻璃管的管壁內(nèi)，使連接處的所述金屬連接部件的內(nèi)外壁上均熔封有玻璃。
2.根據(jù)權利要求1所述的雙通玻璃-金屬熔封式熱管真空太陽集熱管，其特征在于，所述熱管包括相連接的熱管冷凝段和熱管蒸發(fā)段，所述熱管蒸發(fā)段位于所述玻璃管內(nèi)，所述熱管蒸發(fā)段兩端連接熱管冷凝段，所述熱管冷凝段位于所述玻璃管外。
3.根據(jù)權利要求1所述的雙通玻璃-金屬熔封式熱管真空太陽集熱管，其特征在于，所述熱管為兩端開口式，包括熱管蒸發(fā)段。
4.根據(jù)權利要求1所述的雙通玻璃-金屬熔封式熱管真空太陽集熱管，其特征在于，所述金屬連接部件為金屬套管，與所述玻璃管連接處的所述金屬套管的管壁為斜坡形，其管壁向著連接所述玻璃管的一端逐漸減少。
5.根據(jù)權利要求1所述的雙通玻璃-金屬熔封式熱管真空太陽集熱管，其特征在于，所述金屬連接部件為圓柱形。
6.根據(jù)權利要求1-5任一項所述的雙通玻璃-金屬熔封式熱管真空太陽集熱管，其特征在于，所述金屬連接部件的材質為銅。
專利摘要本實用新型公開了一種雙通玻璃-金屬熔封式熱管真空太陽集熱管，包括玻璃管、熱管、吸熱板及支架，所述吸熱板通過支架固定在所述玻璃管內(nèi)，所述熱管與所述吸熱板連接，所述玻璃管一端通過金屬連接部件與所述熱管連接，另一端也通過金屬連接部件與所述熱管連接，兩端的所述金屬連接部件插入相應的所述玻璃管的管壁內(nèi),使連接處的所述金屬連接部件的內(nèi)外壁上均熔封有玻璃。采用本實用新型的結構，可以顯著提高玻璃與金屬熔封的質量和強度，增加玻璃與金屬連接處的抗拉性能。同時金屬-玻璃型太陽能真空集熱管采用雙通結構，有利于提高真空集熱管的導熱效率，具有結構簡單，升溫快，不易破損等優(yōu)點。
文檔編號F24J2/46GK202955889SQ20122055986
公開日2013年5月29日 申請日期2012年10月29日 優(yōu)先權日2012年10月29日
發(fā)明者吳連海, 朱培強, 呂會敏, 孟秀清, 許維華, 石英利 申請人:皇明太陽能股份有限公司