专利名称：可拆装的金属管——真空管太阳能集热器件的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种太阳能真空集热管，特别是一种可拆装的金属管－－真空管太阳能集热器件，它适合于利用太阳能来供应热水、开水、空调、制冷、制冰、采暖、干燥、太阳房、海水淡化、抽水和发电等领域，用来作为收集太阳能的集热元器件。
现有的太阳能真空集热管是由透明的外玻璃管与外表面涂复太阳能光谱选择性吸收涂层的内玻璃管之间烧熔封接，并抽真空构成，或由透明的外玻璃管与外表面涂复太阳能光谱选择性吸收涂层的内金属管间通过膨胀合金烧熔封接，并抽真空而构成，因而存在以下缺陷(1)由于内、外管之间抽真空时，必须加热烘烤，一般加热温度达350℃～500℃范围内，以驱逐真空区间内各种物质内部潜伏的气体，使之抽净，以免日后放气，影响真空度，因而在加热抽真空时，高温对内管外表面涂复的太阳能吸收涂层会带来严重影响，容易起皮、龟裂、脱落或烧掉，因而对太阳能光谱选择性吸收涂层材料要求高，涂复技术要求严，工艺复杂，设备昂贵，从而使真空集热管制造成本很高。
(2)由于外表面涂复太阳能光谱选择性吸收涂层的内管与透明的外玻璃管之间烧结成一体，不可拆装，损坏时，太阳能光谱选择性吸收涂层同时被报损。
本实用新型经检索、查阅和市场调查，至今未发现国内外有可拆装的金属管－－真空管太阳能集热器件。
可供参考的资料有〔1〕太阳能热利用技术－－全玻璃真空管热水器－－(讲义)第4章第3页。
清华大学电子工程系太阳能组编印1991年10月。
〔2〕BTZ－1型热管式真空管太阳能集热器简介它是由联合国开发暑和西德科技部资助，由北京太阳能研究所研制成。
本实用新型的任务是要提供一种可拆装的金属管——真空管太阳能集热器件，它从结构上能使外表面涂复太阳能光谱选择性吸收涂层的金属管与内、外玻璃明管之间抽真空的全玻璃真空管之间可拆开分离，又可组装，连接成一完整的元器件，亦即可拆装的金属管－－真空管太阳能集热器件。
其目的在于使其加工、运输、使用和维修简便，使之能大幅度地降低其造价和维修费，且太阳能光谱选择性吸收涂层可不受抽真空加热烘烤时高温对其影响。
本实用新型是这样实现的将外表面涂复太阳能光谱选择性吸收涂层的金属管和内、外玻璃明管之间抽真空的全玻璃真空管分别制造，做成单独的元器件，然后用可拆装的连接组件将金属管与真空管连接装配成可拆装的金属管－－真空管太阳能集热器件。
以下结合附图对本实用新型作进一步的详细描述
图1是内、外玻璃明管下端各个封底的且金属管下端也封底又不带翼片的可拆装的金属管－－真空管太阳能集热器件的纵向剖视图。
图2是真空管为直通的且金属管亦为直通的并带翼片的可拆装的金属管——真空管太阳能集热器件纵向剖视图。
图3是图2中沿NN线的横向剖视图。
图4是内、外玻璃明管下端各个封底的真空管与两端连通的U形金属管组装成的金属管——真空管太阳能集热器件纵向剖视图。
图5是图4中沿MM线的横向剖视图。
图6为封底金属管带平板形状翼片的可拆装的金属管－－真空管太阳能集热器件横向剖面视图图7为U形金属管带园筒形状翼片的可拆装的金属管－－真空管太阳能集热器件横向剖视图。
图8为封底金属管带园筒形状翼片的可拆装的金属管－－真空管太阳能集热器件横向剖视图。
这种可拆装的金属管－－真空管太阳能集热器件是将外表面涂复太阳能光谱选择性吸收涂层〔5〕的金属管〔4〕安装在内、外玻璃明管之间抽真空的全玻璃真空管〔20〕内，用可拆装的连接组件〔11〕将金属管〔4〕与真空管〔20〕之间密封隔热并连接成一完整的器件。
这种可拆装的金属管——真空管太阳能集热器件从结构上可分为三种类型(1)一种是单口式下端封闭的金属管〔4A〕对应安装在单口式下端封闭的全玻璃真空管〔20A〕内；用一只可拆装的连接组件〔11A〕将金属管〔4A〕与真空管〔20A〕之间密封隔热并连接成一体。
(2)另一种是两端直通的金属管〔4B〕对应安装在两端直通的全玻璃真空管〔20B〕内，用两只可拆装的连接组件〔11A〕将金属管〔4B〕与真空管〔20B〕之间密封隔热并连接成一体。
(3)再一种是两端连通的U形金属管〔4C〕对应安装在单口式下端封闭的全玻璃真空管〔20A〕内，用一只可拆装的连接组件〔11B〕将金属管〔4C〕与真空管〔20A〕之间密封隔热并连接成一体。
其金属管〔4A〕、〔4B〕或〔4C〕带有或不带翼片〔22〕，在金属管〔4A〕、〔4B〕或〔4C〕及其翼片〔22〕的外表面均涂复有太阳能光谱选择性吸收涂层〔5〕。
其金属管〔4A〕、〔4B〕或〔4C〕所带翼片〔22〕可以是平板形状的翼片〔22A〕或园筒形状的翼片〔22B〕。
这种太阳能集热器件其不带翼片的且底部封闭的金属管〔4A〕或也不带翼片且直通的金属管〔4B〕，其上下均可装有或不装支承衬套〔2A〕，对于带园筒形状翼片〔22B〕的且底部封闭的金属管〔4A〕或直通式的金属管〔4B〕或连通的U形金属管〔4C〕，其园筒翼片〔22B〕，上下可装有或不装支承衬套〔2A〕，对于带平板形状翼片〔22A〕的且底部封闭的金属管〔4A〕或直通的金属管〔4B〕或连通的U形金属管〔4C〕其上下装有园片支架〔2B〕，其作用是使金属管〔4A〕、〔4B〕或〔4C〕与全玻璃真空管〔20A〕或〔20B〕相互支承住。
这种可拆装的金属管－－真空管太阳能集热器件，其全玻璃真空管〔20B〕是由内外玻璃明管〔6B〕与〔7B〕其两端口部之间各端烧熔封接，使其夹层〔19〕封闭，或者其全玻璃真空管〔20A〕是由内、外玻璃明管〔6A〕与〔7A〕其上端口部之间熔接封闭，而下端各个烧熔拉成半园形球底，在内、外玻璃明管〔6B〕与〔7B〕之间或〔6A〕与〔7A〕之间，在封闭前上、下均装有石棉粒〔3B〕或带有消气剂〔21〕(例如钡钛型消气剂)的弹性支架〔3A〕，封接后通过排气咀〔1B〕或〔1A〕抽真空，使其夹层〔19〕的真空度小于7×10－3Pa，然后使排气咀〔1B〕或〔1A〕烧熔封闭。
其真空管的内、外玻璃明管〔6A〕与〔7A〕，或〔6B〕与〔7B〕的材料可以同是硼硅玻璃、钠——钙玻璃、石英玻璃或派力克司(Pyrex)玻璃。
这种可拆装的连接组件〔11〕亦即〔11A〕或〔11B〕是由连接套〔18〕亦即〔18A〕或〔18B〕、金属丝〔13〕、卡箍〔17〕、垫圈〔8〕、螺钉〔10〕、螺母〔9〕和石棉衬套〔14〕组成，将连接套〔18A〕或〔18B〕套在全玻璃真空管〔20A〕或〔20B〕的口部，用卡箍〔17〕适度卡紧，用螺钉〔10〕、螺母〔9〕和垫圈〔8〕紧固，另一端套在金属管〔4A〕或〔4B〕上，或另外两端口套在U形金属管〔4C〕的进出口部，并用石棉衬套〔14〕使连接套〔18A〕或〔18B〕与金属管〔4A〕、〔4B〕或〔4C〕之间隔热，另用金属丝〔13〕扎紧，且连接套〔18A〕或〔18B〕内腔装有保温塞〔12〕。
其连接套〔18A〕或〔18B〕是由耐温的耐老化的富有弹性的橡胶(例如硅橡胶)制成，且两端连接部位带有锥度，中间有环形凸出边缘〔15〕，在边缘〔15〕上开有环形沟槽〔16〕，用来与热水器水箱或集联管两者上面的孔连接卡紧并密封用。
权利要求1.一种金属管-真空管太阳能集热器件，其特征是将外表面涂复太阳能光谱选择性吸收涂层[5]的金属管[4]安装在内、外玻璃明管之间抽真空的全玻璃真空管[20]内，用可拆装的连接组件[11]将金属管[4]与真空管[20]之间密封隔热并连接成一完整的器件。
2.根据权利要求1所规定的太阳能集热器件，其特征是单口式下端封闭的金属管〔4A〕对应安装在单口式下端封闭的全玻璃真空管〔20A〕内，用一只可拆装的连接组件〔11A〕将金属管〔4A〕与真空管〔20A〕之间密封隔热并连接成一体，或者是两端直通的金属管〔4B〕对应安装在两端直通的全玻璃真空管〔20B〕内，用两只可拆装的连接组件〔11A〕将金属管〔4B〕与真空管〔20B〕之间密封隔热并连接成一体，或者是两端连通的U形金属管〔4C〕对应安装在单口式下端封闭的全玻璃真空管〔20A〕内，用一只可拆装的连接组件〔11B〕将金属管〔4C〕与真空管〔20A〕之间密封隔热并连接成一体。
3.根据权利要求1或2所规定的太阳能集热器件，其特征是金属管〔4A〕、〔4B〕或〔4C〕带有或不带翼片〔22〕，在金属管〔4A〕、〔4B〕或〔4C〕及其翼片〔22〕的外表面均涂复有太阳能光谱选择性吸收涂层〔5〕。
4.根据权利要求3所规定的太阳能集热器件，其特征是金属管〔4A〕、〔4B〕或〔4C〕所带翼片〔22〕可以是平板形状的翼片〔22A〕或园筒形状的翼片〔22B〕。
5.根据权利要求1或4任一项所规定的太阳能集热器件，其特征是a.对于不带翼片的金属管〔4A〕或〔4B〕，其上、下装有或不装支承衬套〔2A〕，b.对于带园筒形状翼片〔22B〕的金套管〔4A〕、〔4B〕或〔4C〕，其园筒翼片〔22B〕上、下可装有或不装支承衬套〔2A〕，c.对于带平板形状翼片〔22A〕的金属管〔4A〕、〔4B〕或〔4C〕，其上、下装有园片支架〔2B〕。
6.根据权利要求1所规定的太阳能集热器件，其特征为全玻璃真空管〔20B〕是由内、外玻璃明管〔6B〕与〔7B〕其两端口部之间各端烧熔封接，使其夹层〔19〕封闭，或者全玻璃真空管〔20A〕是由内、外玻璃明管〔6A〕与〔7A〕其上端口部之间熔接封闭，而下端各个烧熔拉成半园形球底，在内、外玻璃明管〔6B〕与〔7B〕之间或〔6A〕与〔7A〕之间，在封闭前上下装有石棉粒〔3B〕或装有带消气剂〔21〕的弹性支架〔3A〕，封接后通过排气咀〔1B〕或〔1A〕抽真空，使其夹层〔19〕的真空度小于7×10－3Pa，然后使排气咀〔1B〕或〔1A〕烧熔封闭。
7.根据权利要求1或6所规定的太阳能集热器件，其特征是内、外玻璃明管〔6A〕与〔7A〕或〔6B〕与〔7B〕的材料可以同是硼硅玻璃，钠——钙玻璃、石英玻璃或派力克司(Pyrex)玻璃。
8.根据权利要求1或2所规定的太阳能集热器件，其特征为可拆装的连接组件〔11A〕或〔11B〕是由连接套〔18A〕或〔18B〕、金属丝〔13〕、卡箍〔17〕、垫圈〔8〕、螺钉〔10〕、螺母〔9〕和石棉衬套〔14〕组成，将连接套〔18A〕的一端套于全玻璃真空管〔20A〕的口部或将连接套〔18B〕的一端套于〔20B〕的口部，用卡箍〔17〕适度卡紧，用螺钉〔10〕、螺母〔9〕和垫圈〔8〕紧固，另一端套在金属管〔4A〕或〔4B〕上或另外两端口套在U形金属管〔4C〕的进、出口部，并用石棉衬套〔14〕使连接套〔18A〕或〔18B〕与金属管〔4A〕或〔4B〕或〔4C〕之间隔热，另用金属丝〔13〕扎紧，且连接套〔18A〕或〔18B〕内腔装有保温塞〔12〕。
9.根据权利要求8所规定的太阳能集热器件，其特征为连接套〔18A〕或〔18B〕是由耐温的耐老化的富有弹性的橡胶制成，且两端连接部位带有锥度，中间有凸出边缘〔15〕，在边缘〔15〕上开有环形沟槽〔16〕。
专利摘要本实用新型公开了一种可拆装的金属管——真空管太阳能集热器件。它由外表面涂覆太阳能光谱选择性吸收涂层的金属管安装在内、外玻璃明管之间抽真空的全玻璃真空管内，用可拆装的连接组件密封隔热并连接成一完整的器件而构成，因而制造运输使用和维修简便；设备投资少，且太阳能吸收涂层不受抽真空时高温烘烤影响，合格率大，生产率高，能大幅度降低其造价。
文档编号G02B1/10GK2195766SQ94206910
公开日1995年4月26日 申请日期1994年3月9日 优先权日1994年3月9日
发明者罗鸣 申请人:罗鸣