专利名称：凸凹采能管的制作方法
技术领域：
本发明凸凹采能管涉及太阳能应用领域，特别涉及中高温太阳能利用领域。
太阳能集热管种类很多，但一般都是园管，或在园管外加吸热板，这种形状和结构影响热效率，因为第一、太阳光是平行光，平行光射在园弧面上，除个别光线外，绝大多数光线的入射角皆不为零，故反射损耗较大。第二、对于带吸热板的园管芯来说，园管很细，吸热板占了大部分采光面，吸热板把吸收的太阳能传给园管芯的过程中，因其很薄，热阻不可忽视，必然损耗部分热能。第三、对聚光型集热管来说，因有跟踪误差，来自聚光镜的光束不可能永远保持零入射角，故反射损失也不可忽视。
本发明的目的就是要克服上述缺点，就是要提供一种吸收率高、传热效率高、制造工艺简单和成本低的采能管。它的外表面是由凹槽面和凸柱面构成的集热管面，能使照到它身上的太阳光线除被其吸收的部分外，被其反射的部分又能反复照于其外表而被其反复吸收，从而提高吸收率，此外，因它不需加吸热板，而是通过其很薄的金属厚度，直接传热给管内吸热介质，故传热效率高；并能避免加工和装配吸热板的各种工序，故能降低成本。
本发明是通过下述技术方案实现的1、一种凸凹采能管涉及太阳能利用领域，由凸凹式管身、 端封盖和管接头及透明罩管构成，其特殊之处在于a、所述凸凹式管身是在沿管子母线方向具有凸柱面和凹槽面分布的管子，管身外周被太阳光谱选择吸收膜包裹；b、所述端封盖和固连于凸凹式管身的管接头固定连接，端封盖的周边与所述透明罩管的管口密封固连，透明罩管和所述凸凹式管身之间的夹层为真空或负压空间，与所述凸凹式管身固连的管接头的一部分位于透明罩管之外。
2、所述凸凹采能管，其特殊之处在于所述凸凹式管身是三凹三凸式的，即沿管身母线的方向有三个凹槽面和三个凸柱面相间分布，此种凸凹采能管名为三凹采能管，这是第一种凸凹采能管。
3、一种凸凹采能管是双凹采能管，涉及太阳能利用领域，包括外表附着有太阳光谱选择性吸收膜层的凸凹式管身、端封盖、管接头和透明罩管，其特殊之处在于a、所述凸凹式管身包含于透明罩管中，所述端封盖经过所述管接头与凸凹式管身密封固连，端封盖的周边与所述透明罩管的开口端面密封固连，管接头与凸凹式管身密封固连并伸出于透明罩管之外，在凸凹式管身和透明罩管之间有真空夹层；b、所述凸凹式管身是两个凹槽面和两个凸柱面相间分布的两凹两凸式管身，或者是两凹四凸式管身，即在沿着其母线方向，分布有两个凹槽面和四个凸柱面，其中一个凸柱面在两个凹槽面之间，另三个凸柱面彼此相连接，这两种双凹采能管都是第二种凸凹采能管。
4、一种凸凹采能管是一凹采能管，涉及太阳能应用领域，包括其外表附着有太阳光谱选择性吸收膜层的凸凹式管身、端封盖、管接头和透明罩管，其特殊之处在于
a、所述凸凹式管身包含于透明罩管中，所述端封盖经过相固连的管接头后与它密封固连，端封盖的周边与所述透明罩管的开口端面密封固连，管接头与凸凹式管身密封固连并伸出于透明罩管之外，在凸凹式管身和透明罩管之间有真空夹层；b、所述凸凹式管身在其沿着母线方向分布有一个凹槽面和一个凸柱面相连接，或者有一个凹槽面和三个凸柱面相连接，三个凸柱面彼此相连接。这种一凹采能管是第三种凸凹采能管。
5、所述三种凸凹采能管是凸凹U形采能管，其特殊之处在于所述三种采能管的凸凹式管身在靠近透明罩管封口处都是各与一个L形管子连接通，接缝处密而不漏，构成U形管，在U形管的拐弯处固连有支撑圈，它相触依托于透明罩管的管壁，此L形管子的另一端从所述端封盖中穿出透明罩管外，此L形管的外园周与端封盖也是密封而不漏的连接；所述凸凹式管身的另一端固连于管接头，管接头的另一端开口于透明罩管之外；分别和所述第一种、第二种、第三种凸凹式管身的采能管相对应的U管采能管，依次名为三凹U采管、双凹U采管和一凹U采管。
6、所述三种凸凹采能管是凸凹热管采能管，其特殊之处在于所述三种采能管的管身，在靠近透明罩管封口端处是封闭的，并固连有支撑圈，相触依托于透明罩管的管壁，与凸凹式管身固连的管接头伸出于所述透明罩管之外，它和作为热管冷凝段的管口密而不漏的连接通，凸凹式管身是热管的加热段，在加热段和冷凝段之间即管接头是热管的绝热段；分别和所述第一种、第二种、第三种凸凹式管身的采能管相对应的热管采能管，依次名为三凹热采管、双凹热采管、一凹热采管。
7、所述三种凸凹采能管是双通凸凹采能管，其特殊之处在于所述三种采能管的管身都是经过相固连的两个管接头后各与一个端封盖固连，端封盖都与透明罩管的端边密封固连，所述管身两端的端口都与管接头连接通，管接头在透明罩管之外；分别和第一、二、三种凸凹式管身相应的凸凹采能管，依次名为双通三凹管、双通两凹管、双通一凹管。
8、所述三种凸凹采能管是一通凸凹采能管，其特殊之处在于所述三种采能管的管身一端固连于管接头，管接头固连于端封盖，管接头开口于透明罩管的密闭的负压空间之外，透明罩管的另一端是封闭的，在此封闭端的凸凹式管身固连有支撑圈，相触依托于透明罩管壁，凸凹式管身与透明罩管之间有真空夹层；分别和第一、二、三种凸凹式管身相应的凸凹采能管，依次名为一通三凹管、一通两凹管、一通一凹管。
9、所述三种凸凹采能管，其特殊之处在于所述凸凹式管身都是加有管箍的。
10、所述凸凹采能管，其特殊之处在于所述这三种凸凹采能管的管接头是硬管或是波纹管，或是硬管与波纹管的结合。
兹结合下述各实施例之附图，进一步详述本发明。
附
图1和2是第一实施例，即三凹U形采能管(简称三凹U采管)的主视图和俯视图。图中1是固连于管身2的支撑圈，2是三凹式管身，3是透明罩管，4是管箍，用于保持三凹式管身形状，5是固连于三凹式管身2的管接头6和透明罩管3的端封盖，管接头6和三凹式管身固连不漏，所谓三凹式管身，实指二维U管的主热管，至于用于介质返回的回热管，则仍用园形较简。图中箭头表示入射的太阳光线，以下各例与此类似。
附图3和4是第二实施例，即双凸双凹U采管的主视图和俯视图。与实施例1中相同的序号表示零部件及其名称皆与之相同，唯其主热管身7是双凹双凸式管身。
附图5和6是第三实施例，即双凹四凸U采管的主视图和俯视图，与实施例1相同零部件的名称，其序号与实施例1相同，唯其主热管身8是双凹四凸式管身(也可看作是两个凹槽面和两个凸柱面变形构成的，即凸面和凹面相间分布的)。
附图7和8是第四实施例，即一凹U采管的主、俯视图，与实施例1相同的序号表示零部件及其名称与之相同，唯其主热管身9是一凹式管身。
附图9和10是第五实施例，即三凹热管采能管(简称三凹热采管)的主视图和俯视图。图中10为固连于管身12的支撑圈，11是热管吸热段的管箍，用于保持三凹式管身的形状，使之不会因为热管内的高压而变形，12是三凹式热管的管身，即其吸热段，13是固连于热管绝热段14和透明罩管16的口边的端封盖，热管绝热段14也是三凹式管身的管接头，15是热管的冷凝段，16是透明罩管，它的尾端是封闭的，在热管吸热段12和透明罩管16之间为真空。
附图11和12是第六实施例，即双凹双凸热管采能管(简称双凹热采管)的主视图和俯视图，与图9和10相同的序号表示相同的零部件，17表示热管吸热段，即双凹双凸式管身。
附图13和14是第七实施例，即双凹四凸热管采能管(简称双凹四凸热采管)与图9和10相同的序号表示相同零部件，18表示双凹四凸式管身(从另一方面分析，也可认为它是两个凹槽面和两个凸柱面的变形构成，用此观点看，它的外表面就是凸面和凹面相间分布的)。
附图15和16及图17和18都是第八实施例，即分别是一凹热采管的主视图和俯视图，与图9和10相同的序号表示相同零部件，19表示聚光型一凹热采管的管身，20表示非聚光型一凹热采管的管身。
图19和20是第九实施例，即是一通三凹采能管的主、俯视。与图9和10相同的序号表示相同零部件，管接头14可直接连通于被加热介质，例如连于水箱中。图中21是一通(一头通)三凹式管身。
图21和22是第十实施例，即双通三凹采能管的主、俯视图。与图9和10相同的序号表示相同的零部件。这种三凹式管身的两端各自固连一个管接头，两个管接头外表都各自与一个端封盖密封固连，透明罩管23有两个端口，各密封盖的周边都与透明罩管的相应端口密封固连，三凹式管身与透明罩管之间为真空。被加热介质从这种管身中的一端口流向另一端口时可被太阳能聚光束加热。此外也可用于非聚光太阳集热器中。位于透明罩管内的管接头，其中一段最好是波纹管。
以此类推，还可举出第十一、第十二、第十三等实施例，例如双通双凹采能管、双通一凹采能管和一通双凹采能管等例子。
此外，还可举出四凹U型采能管和四凹热管采能管的例子。但它的实用价值不大。三凹U采管和三凹热采管及双通三凹管很适合于聚光型集热器使用，能显著提高热效率。双凹双凸热采管及一通双凹管可用于代替当前市售带吸热翅片的热管真空管太阳热水器的管子，因为前者工艺简单，成本低，而且热效率高，因是直接传热于工质。
本发明的优点为(1)热效率显著提高，此因它一则是直接传热，不是像老产品那样经过吸热板而间接传热，二则因采能管外表呈凹面，能反复吸收被它反射后再回照的阳光。(2)工艺简化，成本降低，因它不需要制作和装配吸热翅片。
权利要求
1.一种凸凹采能管涉及太阳能利用领域，由凸凹式管身、端封盖和管接头及透明罩管构成，其特征在于a、所述凸凹式管身是在沿管子母线方向具有凸柱面和凹槽面分布的管子，管身外周被太阳光谱选择吸收膜包裹；b、所述端封盖和固连于凸凹式管身的管接头固定连接，端封盖的周边与所述透明罩管的管口密封固连，透明罩管和所述凸凹式管身之间的夹层为真空或负压空间，与所述凸凹式管身固连的管接头的一部分位于透明罩管之外。
2.据权利要求1所述凸凹采能管，其特征在于所述凸凹式管身是三凹三凸式的，即沿管身母线的方向有三个凹槽面和三个凸柱面相间分布，此种凸凹采能管名为三凹采能管，这是第一种凸凹采能管。
3.一种凸凹采能管是双凹采能管，涉及太阳能利用领域，包括外表附着有太阳光谱选择性吸收膜层的凸凹式管身、端封盖、管接头和透明罩管，其特征在于a、所述凸凹式管身包含于透明罩管中，所述端封盖经过所述管接头与凸凹式管身密封固连，端封盖的周边与所述透明罩管的开口端面密封固连，管接头与凸凹式管身密封固连并伸出于透明罩管之外，在凸凹式管身和透明罩管之间有真空夹层；b、所述凸凹式管身是两个凹槽面和两个凸柱面相间分布的两凹两凸式管身，或者是两凹四凸式管身，即在沿着其母线方向，分布有两个凹槽面和四个凸柱面，其中一个凸柱面在两个凹槽面之间，另三个凸柱面彼此相连接，这两种双凹采能管都是第二种凸凹采能管。
4.一种凸凹采能管是一凹采能管，涉及太阳能应用领域，包括其外表附着有太阳光谱选择性吸收膜层的凸凹式管身、端封盖、管接头和透明罩管，其特征在于a、所述凸凹式管身包含于透明罩管中，所述端封盖经过相固连的管接头后与它密封固连，端封盖的周边与所述透明罩管的开口端面密封固连，管接头与凸凹式管身密封固连并伸出于透明罩管之外，在凸凹式管身和透明罩管之间有真空夹层；b、所述凸凹式管身在其沿着母线方向分布有一个凹槽面和一个凸柱面相连接，或者有一个凹槽面和三个凸柱面相连接，三个凸柱面彼此相连接。这种一凹采能管是第三种凸凹采能管。
5.据权利要求1、2、3、4所述三种凸凹采能管是凸凹U形采能管，其特征在于所述三种采能管的凸凹式管身在靠近透明罩管封口处都是各与一个L形管子连接通，接缝处密而不漏，构成U形管，在U形管的拐弯处固连有支撑圈，它相触依托于透明罩管的管壁，此L形管子的另一端从所述端封盖中穿出透明罩管外，此L形管的外园周与端封盖也是密封而不漏的连接；所述凸凹式管身的另一端固连于管接头，管接头的另一端开口于透明罩管之外；分别和所述第一种、第二种、第三种凸凹式管身的采能管相对应的U管采能管，依次名为三凹U采管、双凹U采管和一凹U采管。
6.据权利要求1、2、3、4所述三种凸凹采能管是凸凹热管采能管，其特征在于所述三种采能管的管身，在靠近透明罩管封口端处是封闭的，并固连有支撑圈，相触依托于透明罩管的管壁，与凸凹式管身固连的管接头伸出于所述透明罩管之外，它和作为热管冷凝段的管口密而不漏的连接通，凸凹式管身是热管的加热段，在加热段和冷凝段之间即管接头是热管的绝热段；分别和所述第一种、第二种、第三种凸凹式管身的采能管相对应的热管采能管，依次名为三凹热采管、双凹热采管、一凹热采管。
7.据权利要求1、2、3、4所述三种凸凹采能管是双通凸凹采能管，其特征在于所述三种采能管的管身都是经过相固连的两个管接头后各与一个端封盖固连，端封盖都与透明罩管的端边密封固连，所述管身两端的端口都与管接头连接通，管接头在透明罩管之外；分别和第一、二、三种凸凹式管身相应的凸凹采能管，依次名为双通三凹管、双通两凹管、双通一凹管。
8.据权利要求1、2、3、4所述三种凸凹采能管是一通凸凹采能管，其特征在于所述三种采能管的管身一端固连于管接头，管接头固连于端封盖，管接头开口于透明罩管的密闭的负压空间之外，透明罩管的另一端是封闭的，在此封闭端的凸凹式管身固连有支撑圈，相触依托于透明罩管壁，凸凹式管身与透明罩管之间有真空夹层；分别和第一、二、三种凸凹式管身相应的凸凹采能管，依次名为一通三凹管、一通两凹管、一通一凹管。
9.据权利要求1、2、3、4所述三种凸凹采能管，其特征在于所述凸凹式管身都是加有管箍的。
10.据权利要求1、2、3、4所述凸凹采能管，其特征在于所述这三种凸凹采能管的管接头是硬管或是波纹管，或是硬管与波纹管的结合。
全文摘要
本发明凸凹采能管涉及太阳能应用领域，其集热效率比带有吸热翅片的集热管的热效率高出很多，可作为聚光型的太阳万能器或不聚光的太阳热水器的集热器件。可广泛用于太阳能烧沸水、烧热水、产蒸汽、太阳能制冷空调、快速烘干物品和太阳热发电等各方面。它是由密封在透明罩管内的负压空间中的外表分布有凸柱面和凹槽面的被太阳光谱选择吸收膜包裹的管芯、支撑架、端封盖及露在罩管外的管接头构成。可分为U管型、热管型、一通型、双通型等多种。具有集热效率很高、制造工艺简化和成本较低等优点。
文档编号F24J2/32GK1570509SQ03178339
公开日2005年1月26日 申请日期2003年7月11日 优先权日2003年7月11日
发明者王存义 申请人:王存义