專利名稱：新一代真空集熱管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種真空集熱管，特別是新一代真空集熱管，適合于利用太陽能作為清潔能源，在提供熱水和開水、鍋爐預(yù)熱、光熱發(fā)電、海水淡化、抽水噴灌、蔬菜大棚、花卉溫室、太陽房、采暖、制冷、干燥等領(lǐng)域內(nèi)，用作全天候收集太陽能的集熱元器件。
現(xiàn)有的全玻璃真空集熱管主要由外表面涂復(fù)光譜選擇性吸收涂層的內(nèi)玻璃管插在透明的外玻璃管內(nèi)，用帶消氣劑的支架支承，并在管口兩端各燒熔封閉，使其夾層抽真空而形成，市場上出售的單口式或直通式全玻璃真空集熱管便是這種形式，在使用時，由于全玻璃真空集熱管的口部與太陽能熱水器或聯(lián)集管其內(nèi)膽之孔用密封圈直接連接，因而在結(jié)構(gòu)上帶來以下缺點(一)耐冷熱水沖擊性能差，用戶中午洗澡，用完熱水后，立即上水，全玻璃真空集熱管會炸裂。
(二)若全玻璃真空集熱管破損一支，太陽能熱水器尤其是熱水工程系統(tǒng)會嚴重漏水，不宜用來組裝太陽能熱水工程系統(tǒng)。
(三)全玻璃真空集熱管內(nèi)會產(chǎn)生水垢，沉積塵埃、傳熱效果日漸衰退，熱效率逐漸下降。
(四)在-18℃以下全玻璃真空集熱管會凍裂，高寒地區(qū)冬季不能使用?，F(xiàn)有熱管式真空集熱管，制造工藝比較復(fù)雜，造價高，U型銅管--真空集熱管存在接觸間源，產(chǎn)生熱阻，熱效率下降，且材料成本增加較大，在太陽能熱水工程系統(tǒng)上大面積推廣應(yīng)用較難，市場競爭力不強。
本發(fā)明的任務(wù)是要提供新一代真空集熱管，不但要繼承全玻璃真空集熱管的優(yōu)點太陽吸收比大、發(fā)射比小、真空絕熱、熱效率高，而且要克服全玻璃真空集熱管所存在的缺點，使新一代真空集熱管耐冷熱水沖擊性能好、不會炸管、不漏水、熱水工程系統(tǒng)運行可靠、不生水垢、熱效率穩(wěn)定，在-18℃以下高寒地區(qū)，新一代真空集熱管不會凍裂，冬季也能使用。與熱壓型熱管式真空集熱管或U型銅管--真空集熱管相比，造價大幅度降低。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的在直通式全玻璃真空集熱管其兩端口部用耐高溫的粘接劑各烘接一段金屬管帽，在其內(nèi)腔固定有管芯，從而形成新一代真空集熱管。使用時，新一代真空集熱管其管芯與下聯(lián)集管內(nèi)膽之孔密封連接，其上端金屬管帽用密封圈與上聯(lián)集管，或與太陽能熱水器其內(nèi)膽之孔密封連接，上端金屬管帽和管芯其長度延伸到太陽能熱水器溢流管口水平中心線，上端金屬管帽不裝或裝有安全閥。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細描述

圖1是在直通式全玻璃真空集熱管上端口部外壁上烘接有一段開口的金屬管帽，下端口部外壁上烘接一段帶底的金屬管帽且裝有直通式金屬管芯的新一代真空集熱管。
圖2是在直通式全玻璃真空集熱管兩端口部內(nèi)壁上各烘接有一段直筒式金屬管帽且不帶有管芯上端金屬管帽裝有安全閥，下端金屬管帽裝有帶底螺套的新一代真空集熱管。
圖3是在直通式全玻璃真空集熱管兩端口部外壁上，各烘接有連接部位帶錐度的臺階式金屬管帽，其內(nèi)腔裝有金屬管芯的新一代真空集熱管。
圖4是在直通式全玻璃真空集熱管兩端口部外壁上，各烘接有臺階式園筒形金屬管帽，其上端金屬管帽口部裝有安全閥，其下端金屬管帽裝有帶底螺套的新一代真空集熱管。
圖5是在單口式全玻璃真空集熱管口部烘接有開口的金屬管帽且裝有上端開口，下端封底的金屬管芯其新一代真空集熱管。
圖6是在單口式全玻璃真空集熱管口部烘接有開口式金屬管帽且裝有金屬熱管的新一代真空集熱管。
圖7是直通式全玻璃真空集熱管兩端口部烘接有金屬管帽且裝有直通式金屬管芯的新一代真空集熱管。
新一代真空集熱管是由外表面涂復(fù)光譜選擇性吸收涂層〔9〕的內(nèi)玻璃管〔4〕(例如磁控濺射漸變A1-N／A1)通過帶鋇鈦消氣劑〔2〕的彈性支架〔10〕支承在透明的外玻璃管〔6〕內(nèi)，在內(nèi)玻璃管〔4〕和外玻璃管〔6〕其兩端口部之間各燒熔封接，或下端口部各燒熔拉成半園球底，形成封閉夾層〔8〕，并通過排氣嘴〔5〕抽真空，真空度達P≤5×10-3pa，從而形成直通式或單口式全玻璃真空集熱管〔3〕，且在直通式或單口式全玻璃真空集熱管〔3〕其口部的外壁上，用耐高溫達200℃以上的粘接劑〔11〕各烘接一段直筒式金屬管帽〔1A〕，用帶孔的圓片支架〔7〕將一根管芯〔12〕支承在全玻璃集熱管〔3〕和金屬管帽〔1〕其內(nèi)腔里。從而形成新一代真空集熱管，用于雙循環(huán)系統(tǒng)可不炸管、不漏水、不結(jié)水垢、不凍裂。
這種新一代真空集熱管是選用單口式全玻璃真集熱管〔3B〕，在其口部烘接有開口的金屬管帽〔1〕，并用帶孔的圓片支架〔7〕將上端開口，下端封底的金屬管芯〔12A〕支承在單口式全玻璃真空集熱管〔3B〕和金屬管帽〔1〕其內(nèi)腔里。
這種新一代真空集熱管或選用直通式全玻璃真空集熱管〔3A〕，在其上端口部烘接有開口的金屬管帽〔1A〕，其下端口部烘接有帶底的金屬管帽〔1′A〕并用帶孔的圓片支架〔7〕將直通的金屬管芯〔12A〕支承在直通式全玻璃真空集熱管〔3A〕和上端金屬管帽〔1〕其內(nèi)腔里，并穿過下端帶底的金屬管帽〔1′A〕，使其焊接并密封。
這種新一代真空集熱管在全玻璃真空集熱管〔3〕和金屬管帽〔1〕其內(nèi)腔里裝有開口的金屬管芯〔12〕，或在單口式或直通式全玻璃真集熱管〔3A〕與〔3B〕和金屬管帽〔1〕其內(nèi)腔里裝有兩端封閉的管芯〔12C〕或金屬熱管〔12D〕這種新一代真空集熱管除了在直通式或單口式全玻璃真空集熱管〔3〕，其口部各烘接有直筒型金屬管帽〔1A〕外，或在直通式或單口式全玻璃真空集熱管〔3〕，其口部各烘接有臺階式金屬管帽〔1C〕且第一段和第二段均為園筒型。
這種新一代真空集熱管除了在直通式或單口式全玻璃真空集熱管〔3〕，其口部各烘接有一段臺階式園筒型金屬管帽〔1C〕外，或在直通式全玻璃真空集熱管〔3〕，其口部各烘接有一段臺階式金屬管帽〔1B〕，且第一段為帶錐度的錐筒型，第二段為園筒型的臺階式金屬管帽〔1B〕，連接部位為第一段，做成錐筒型金屬管，其目的便于利用Φ7×1200的全玻璃真空集熱管所采用的密封圈。
這種新一代真空集熱管在其內(nèi)腔除了裝有管芯外，或在單口式直通式全玻璃真空集熱管〔3A〕和金屬管帽〔1〕其內(nèi)腔里不裝管芯。
這種新一代真空集熱管其下端金屬管帽〔1〕的口部除直接開口外，或在下端金屬管帽〔1〕的口部有螺紋，通過螺紋并用生料帶密封連接帶底的螺套〔27〕。
這種新一代真空集熱管其下端金屬管帽〔1〕的長度等于使用時自身與下聯(lián)集管連接所需長度，上端金屬管帽〔1〕的長度延伸到太陽能熱水器溢流管水平中心線或按太陽能熱水工程系統(tǒng)設(shè)計所需長度。
這種新一代真空集熱管其直通式或單口式全玻璃真空集熱管〔3〕其口部與金屬管帽〔1〕之間的連接，除采用耐高溫達200℃以上粘接劑〔11〕烘接外，(例如采用燈泡與金屬燈頭或日光燈玻管與金屬燈頭烘接所用的耐高溫粘接劑)，或選用耐高溫達200℃以上的室溫膠粘劑，在室溫下直接粘接。
這種新一代真空集熱管其上端金屬管帽〔1〕的口部，除不裝有安全閥外，或在上端金屬管帽〔1〕的口部裝有帶橡皮軟管的安全閥〔16〕，上端金屬管〔1〕的口部有螺紋并用生料帶密封連接有一螺套〔13〕，在螺套〔13〕的園柱面上有一上孔〔15〕，并與中心孔連通，螺套〔13〕上端帶底，在螺套〔13〕的園柱面上裝有橡皮軟管〔14〕。
這種新一代真空集熱管其上端金屬管帽〔1〕的口部，除裝有帶橡皮軟管的安全閥〔16〕外，或在上端金屬管帽〔1〕的口部裝有帶彈簧的安全閥〔26〕，在上端金屬管〔1〕的口部裝有螺紋，通過螺紋并用生料帶連接有一閥體〔20〕，閥體〔20〕與閥蓋〔22〕螺紋連接，在閥蓋〔22〕中間開有帶錐度的孔，錐孔內(nèi)裝有帶錐度的密封件〔23〕，密封件〔23〕連接有芯桿〔24〕，芯桿〔24〕下端固定有園盤〔25〕，在芯桿〔24〕上有一彈簧〔21〕，彈簧〔21〕下端壓在園盤〔25〕上，彈簧〔21〕上端頂在閥蓋〔22〕上，當新一代真空集熱管內(nèi)蒸壓力達0．9～0．8MPa時則彈簧〔21〕被壓縮，并頂工密封件〔23〕跑汽降壓，以保護新一代真空集熱管爆曬時不炸管。
權(quán)利要求
1．一種真空集熱管，其特征是用耐高溫達200℃以上的粘接劑〔11〕在直通式全玻璃真空集熱管〔3A〕上端口部烘接有開口的直筒式金屬管帽〔1A〕，其下端口部烘接有封底的直筒式金屬管帽〔1′A〕，用帶孔的圓片支架〔7〕將一根上端開口，下端封底的金屬管芯〔12A〕支承在直通式全玻璃真空集熱管〔3A〕和金屬管帽〔1〕其內(nèi)腔里。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所規(guī)定的真空集熱管，其特征在于除采用直通式全玻璃真空集熱管〔3A〕外，或選用單口式全玻璃真空集熱管〔3B〕，在其口部烘接有開口式金屬管帽〔1C〕并用帶孔的圓片支架〔7〕將上端開口，下端封底的金屬管芯〔12A〕支承在單口式全玻璃真空集熱管〔3B〕和金屬管帽〔1C〕其內(nèi)腔里。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2所規(guī)定的真空集熱管，其特征是在全玻璃真空集熱管〔3〕和金屬管帽〔1〕其內(nèi)腔里除裝有上端開口，下端封底的金屬管芯〔12A〕外，或在全玻璃真空集熱管〔3〕和金屬管帽〔1〕其內(nèi)腔里，用帶孔的圓片支架〔7〕支承有直通式金屬管芯〔12B〕，且對直通式全玻璃真空集熱管〔3A〕則直通式金屬管芯〔12B〕穿出下端帶底的金屬管帽〔1′C〕，并使其焊接密封。
4．根據(jù)權(quán)利要求1或2所規(guī)定的真空集熱管，其特征是在全玻璃真空集熱管〔3〕和金屬管帽〔1〕其內(nèi)腔里除裝有上端開口，下端封底的金屬管芯〔12A〕外，或在全玻璃真空集熱管〔3〕和金屬帽〔1〕其內(nèi)腔里，用帶孔的圓片支架〔7〕支承有兩端封閉的管芯〔12C〕。
5．根據(jù)權(quán)利要求1或2所規(guī)定的真空集熱管，其特征是在全玻璃真空集熱管〔3〕和金屬管帽〔1〕其內(nèi)腔里，除裝有上端開口，下端封底的金屬管芯〔12A〕外，或在全玻璃真空集熱管〔3〕和金屬管帽〔1〕其內(nèi)腔里，用帶孔的圓片支架〔7〕支承有金屬熱管〔12D〕。
6．根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5所規(guī)定的真空集熱管其特征是金屬管帽〔1〕除采用直筒式金屬管帽〔1A〕外或采用臺階式圓筒形金屬管帽〔1C〕。
7．根據(jù)權(quán)利要求6所規(guī)定的真空集熱管，其特征是臺階式金屬管帽〔1C〕除采用臺階式圓筒式金屬管帽〔1C〕外，或采用臺階式錐筒形金屬帽〔1B〕，且其第一段為錐筒形，第二段為圓筒形。
8．根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或7所規(guī)定的真空集熱管，其特征是全玻璃真空集熱管〔3〕與金屬管帽〔1〕之間除采用耐高溫200℃以上粘接劑〔11〕在高溫下烘接外，或采用耐高溫達200℃以上室溫粘接劑〔11〕在室溫下粘接。
9．根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7或8所規(guī)定的真空集熱管，其特征是除在上端金屬管帽〔1〕的口部直接開口外，或在上端金屬管帽〔1〕的口部裝有帶橡皮軟管的安全閥〔16〕，在金屬管帽〔1〕的口部加工有螺紋，通過螺紋并用生料帶密封連接有一在圓柱面上開有小孔〔15〕并和中心孔連通的帶底的螺套〔13〕，在螺套〔13〕的圓柱面上裝有橡皮軟管〔14〕。
10．根據(jù)權(quán)利要求9所規(guī)定的真空集熱管，其特征是除在上端金屬管帽〔1〕的口部裝有帶橡皮軟管的安全閥〔16〕外，或在上端金屬管帽〔1〕的口部裝有帶彈簧的安全閥〔26〕，在上端金屬管帽〔1〕的口部加工有螺紋，通過螺紋并用生料帶密封連接有閥體〔20〕，閥體〔20〕與閥蓋〔22〕螺紋連接，在閥蓋〔22〕中間開有帶錐度的錐孔，錐孔內(nèi)裝有帶錐度的密封件〔23〕，密封件〔23〕連接有芯桿〔24〕，芯桿〔24〕下端固定有圓盤〔25〕，在芯桿〔24〕上有一彈簧〔21〕，彈簧〔21〕的下端壓在圓盤〔25〕上，彈簧的上端頂在閥蓋〔22〕上，當真空集熱管內(nèi)的蒸汽壓力達0．8～0．9Pa時則彈簧〔21〕被壓縮，并頂開密封件〔23〕。
全文摘要
本發(fā)明公開了新一代真空集熱管,適用于以太陽能為清潔能源,提供熱水、開水、光熱發(fā)電、抽水噴灌、中央空調(diào)、采暖、干燥、蔬菜大棚、太陽房、海水淡化等領(lǐng)域,用作收集太陽能的集熱元器件。它由全玻璃真空集熱管在其口部用耐高溫的粘接劑烘接有金屬管帽,在其內(nèi)腔裝有管芯組成。其優(yōu)點是太陽吸收比大、發(fā)射比小、真空絕熱、熱效率高、不炸管,用于雙循環(huán)系統(tǒng),可不漏水、不生水垢、－40℃高寒地區(qū),四季能用,比U型銅管—真空集熱管或金屬熱管真空集熱管的造價低廉,熱效率高。
文檔編號F24J2/05GK1290841SQ9911879
公開日2001年4月11日 申請日期1999年10月3日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月3日
發(fā)明者羅鳴 申請人:羅鳴