太阳能双密封盖热管的制作方法

专利名称：太阳能双密封盖热管的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种太阳能“热管”，特别是一种能明显改善热管结构，提高太阳辐射能量利用率的“热管”，属于太阳能运用领域。
背景技术：
现有技术的太阳能“水铜热管”集热管实际是一“热管式的光热转化系统”。其结构主要包括水铜热管，塑料盖和层间涂有金属吸热涂层的双层“真空玻璃”集热管，所述热管由直径Φ8 Φ 10mm、长度1500 2000mm的集热段和直径Φ 20mm、长度50 IOOm的冷凝段构成(附图幻，所述塑料盖中心设有热管可穿过的孔，所述水铜热管的集热段穿过塑料盖盖装在“真空玻璃”集热管内。所述水铜热管的冷凝段插入装有橡胶密封圈的水箱内胆的安装孔中，或集中供热系统的加热联箱中，插入段用于对储水加热。热管式集热管由于不会像“真空玻璃”集热管那样存在冬、夏季易爆管和管内留存热水造成能量浪费，受到人们关注。由于，“真空玻璃”集热管内金属涂层吸收的能量需通过内层玻壳传递到管内，增加了玻壳热阻，再通过管内空间的空气以低效的自然对流方式对水铜热管的集热段加热， 虽现技术有在玻璃管内与热管间增加一金属导热圈，分别与热管外圆和玻壳内圆相配合， 而导热圈与玻壳和热管间的圆度、同心度、直线性及加之公差要求，造成不能相互贴合紧密，仍需靠空气传热，使传热速率大大降低，与太阳能“真空玻璃”集热管直接对水的热交换方式比，传热速率相差巨大，是导致其热效低于“真空玻璃管”的主要原因之一。使之水铜热管只是作为一个中间传热工具，而不是直接用于对太阳辐射能量的收集，大幅度降低了热管的效能。由于在太阳能集中供热系统中的管道和联箱内的热水无法排出使用，也不能用冷水替换出来使用，否则易造成冬季冻管。因联箱留存水量造成的能量损耗是不可避免的，故需尽可能减小联箱的容积，即减小联箱的截面尺寸，此使水铜热管的冷凝段长度受到限制。 虽通过加大热管冷凝段的直径增加了与储水的热交换面积，但只有(0. 003 0. 006m2)的热交换面积明显不足，使热管内的能量不能及时传出，热管冷凝面与储水间的温度梯度抬高，热效率降低。有厂商宣称其太阳能水铜热管工作时的内部蒸气温度达150°C，并作为宣传卖点，也说明了冷凝面积的不足。经计算金属吸热涂层温度150°C时太阳辐射能量对副照面的传递速率将降低30%，且高温下的金属吸热涂层的热辐射扩散损失也将大大增加， 而冷凝表面温度越高则越易结垢，影响了热管的可靠度。由于，在夏季，在大面积太阳能集中供热系统的施工过程中，或因热水器缺水未即时补加产生空晒时，水铜热管的冷凝段温度可达到200°C以上，该温度下将严重影响橡胶密封件的性能和寿命。水铜热管在152°C左右将处于最佳“热管”工作状态，由于，存在需用橡胶件密封的问题，故又不能提供150°C以上的高温热水或蒸汽供工业使用或发电，限制了该技术的应用范围。发明内容本实用新型的目的是为了克服上述太阳能“水铜热管”的不足之处，设计一种能明显改善现有技术的热管结构，能充分发挥热管的“等温效应”，大幅度提高热管的效能，特别是冬季热效高，可提供高温高压的热水或蒸气，适合各地区安装使用，且结构合理，工艺简单，易于大批量生产的高可靠度的太阳能双密封盖热管。本实用新型的太阳能双密封盖热管，其结构主要包括热管、集热翅片、保温管、橡胶密封圈、抽排气管、锁母、冷凝翅片、冷凝铜管、双密封盖、反光膜片，所述镶嵌有冷凝铜管的双密封盖一端为封气盖另一端为封水柱体，所述冷凝翅片安装在双密封盖上镶嵌的冷凝铜管上，所述双密封盖上镶嵌的冷凝铜管安装在热管的冷凝段上，所述封气盖将热管集热段封装在保温管内。所述双密封盖上的冷凝铜管与热管的冷凝段选用压配合方式套接安装，所述压配合方式套接安装的热管选用管壳内设有轴向槽道的铝氨热管，或选用双密封盖上的冷凝铜管与热管集热段管壳端部以对接方式焊接安装，所述选用对接方式焊接安装的双密封盖上的冷凝铜管内安装有覆网吸液芯。所述保温管选用透明保温管或“真空玻璃”集热管，所述“真空玻璃”集热套管为内层管外圆喷涂有金属吸热涂层的双层“真空玻璃”集热管。所述透明保温管选用单层透明保温管或双层透明真空玻璃保温管，所述透明保温管选用塑料Pc或PMMO合金、或选用玻
璃加工。所述双密封盖或选用单密封结构，所述选用安装透明保温管的双密封盖上的封气盖上镶嵌有抽排气管，并在封气盖上加装橡胶密封圈，用于抽真空密封保温安装。所述选用安装“真空玻璃”集热管的封气盖将热管的集热段直接盖装在“真空玻璃”集热管内。所述透明保温管的背光面的外表面上粘贴有反光膜片，所述单层透明保温管选用塑料Pc或PMMO合金、或选用玻璃加工，所述反光膜片选用镜面铝膜片或镜面pet (涤纶) 膜片。所述双密封盖选用酚醛塑料(胶木)或增强尼龙或增强PP注塑加工。所述双密封盖上的封水柱体选用圆锥形或圆柱形结构，所述封水柱体选用圆锥形的双密封盖上安装有用于紧固的锁母，所述圆锥形锥面安装在水箱内胆接口的圆锥形孔中，并用锁母旋紧固定，所述圆柱形柱面安装在装有橡胶密封圈的内胆安装孔中。本实用新型的双密封盖热管，通过双密封盖上封气盖的抽排气和真空密封作用， 实现了采用单层透明保温管的真空保温，使热管翅片直接作为辐照面的集热方式获得运用，改变了现有技术路线，改变了现有热管技术只是作为一个中间传热工具，而不能直接用于对太阳辐射能量收集的状态，消除了低效多余的中间传热环节，并使“热管”对低密度能量收集和传递能力强的优势得以充分发挥，故能充分利用热管的“等温效应”使热管翅片收集的辐射能量均能直接传递到储水中，明显降低了辐照面翅片与储水间的温度梯度，大幅度提高了热效，并具有真空封装工艺简单之特点。由于，双密封盖上的封水端柱体结构使冷凝翅片获得安装的条件，冷凝翅片的使用大幅度增加了冷凝表面与水的热交换面积，提高了热交换速率，故使热管的“等温效应” 得到充分发挥，使热管的集热面温度基本降低到与水温相等，提高了集热效率，且因双密封盖上的冷凝铜管直径并未增大，此使双密封盖冷凝段和热交换片的结构尺寸设计更具灵活性，集中供热的联箱结构也更紧凑，减少了联箱存水量，提高了实际能效。由于，双密封盖上镶嵌的冷凝铜管通过冷凝翅片对储水加热，使镶嵌的冷凝铜管直径与热管集热段相等，故可在其内设置与热管壳体全长相等的覆网吸液芯，大幅度提高了热管的传热效能，克服了现有技术结构加工和安装吸液芯的难度，并避免了其效果不佳， 加装的吸液芯失去作用的问题。由于，双密封盖上镶嵌的冷凝铜管隔断了水与氨铝热管冷凝段的接触，杜绝了水箱水对铝质冷凝段的腐蚀作用，解决了即使做防腐蚀处理，也难以满足太阳能领域使用年限不低于15年的要求，使铝制热管在太阳能领域得到运用。由于，双密封盖材质导热系数低，相比热管用纯铜相差1千倍以上，当选用双密封盖封水端的圆柱面与水箱内胆孔配装，可避免热水器在太阳空晒时对橡胶密封件的伤害； 当选用封水端部为圆锥形锥面和锁母锁紧方式与内胆孔配装，具有更高的耐温和压耐性能，配水铜热管可产150°C的高温高压热水或蒸汽，用于工业需要或发电。太阳能双密封盖热管通过双密封盖上封气盖的真空密封作用，获得了单层透明管的真空保温和热管翅片直接作为辐照面的集热方式，改变了现有技术路线，改变热管只是作为一个中间传热工具的状态，消除了中间低效多余的传热环节，充分发挥了 “热管”对低密度能量收集和传递能力强的优势，并使氨铝热管、覆网吸液芯、风帆型翅片、吸热槽道、反射聚热和亚光黑体等十多项均能明显高提集热效能的技术的得到运用，大幅度提高了热效能，而冷凝翅片的运用，不仅大大增加了热管冷凝段与储水间的热交换面积，且缩短了冷凝段的长度，具有结构设计合理，工艺简单、成本低、可靠度高、集热效率高，以及冬季集热性能优良，安装使用方便，适合各地区使用，并可提供高温高压热水，用于工业需要或发电，等优点。

附图1是本实用新型的实施例中的一种结构示意图；附图2是本实用新型的对接方式焊接安装的一种结构示意图；附图3是本实用新型的一种套接安装结构的单密封盖结构示意图；附图4是本实用新型的另一种对接安装结构示意图，附图5是图4的C指向对接局部处的结构局部放大示意图；附图6是本实用新型的双密封盖的结构示意详图。附图1中的图1. 1是主视图，图1.2是玻管处的径向截面图，1是热管，IA是集热翅片，2是保温管，片，3是橡胶密封圈，4是双密封盖的封气盖，5是抽排气管，6锁母、7是密封盖的封水柱体，7A园锥形柱面，8是冷凝翅片，9是冷凝铜管，10是热管的冷凝段，11是双密封盖，12是热管的集热段，13是覆网吸液芯，14是反光膜，A是太阳能“热管”集热管的中心线，中心线左侧是半剖视图。附图2中2是保温管，3是橡胶密封圈，3A是密封凸筋，4是双密封盖上的封气盖， 5是抽排气管，7是密封盖上的封水柱体，7B圆柱形柱面，9是冷凝铜管，10是热管的冷凝段， 11是双密封盖，12是热管的集热段，15是热管集热段的管壳，16是覆吸液芯，17是焊接缝， 18是热管集热段管壳的端部，A是中心线，中心线左侧是半剖视图。[0028]附图3中5是抽排气管，9是冷凝铜管，12是热管的集热段，19是氨铝热管，20是与管壳为一体的轴向槽道。附图4中9是冷凝铜管，11是双密封盖，12是热管的集热段，15是热管集热段的管壳，16是覆网吸液芯，17是焊接缝，C指向对接局部处，A是中心线，中心线左侧是半剖视图。附图5是图4的C处局部放大，其中18是热管集热段管壳的端部与冷凝铜管的对接缝。附图6中的图6. 1的双密封盖为用于单层透明保温管的抽真空保温安装，图6. 2 的双密封盖用于配装“真空玻璃”集热管，A是中心线，中心线左侧是半剖视图，其中5是抽排气管，7是双密封盖的封水柱体，7B圆柱形柱面，9是冷凝铜管。附图6中的图6. 3J向视是图6. 1双密封盖的俯视图，图6. 4K向视是图6. 1双密封盖的仰视图。
具体实施方式
参见附图1中的图1. 1，本实用新型的太阳能双密封盖热管，其结构主要包括热管 1、集热翅片1A、保温管2、橡胶密封圈3、抽排气管5、锁母6、冷凝翅片8、冷凝铜管9、双密封盖11、反光膜片14，所述镶嵌有冷凝铜管9的双密封盖11 一端为封气盖4另一端为封水柱体7，所述冷凝翅片8安装在双密封盖上镶嵌的冷凝铜管9上，所述双密封盖11上镶嵌的冷凝铜管9安装在热管的冷凝段10上，所述双密封盖上的封气端4将热管集热段12封装在保温管内。所述双密封盖上的冷凝铜管9与热管的冷凝段10选用压配合方式套接安装(附图1中的图1. 1)，所述压配合方式套接安装的热管选用管壳内设有轴向槽道20的铝氨热管 19(附图3)，或选用双密封盖上的冷凝铜管9与热管集热段12管壳端部18以对接方式焊接安装(附图2和附图4)，所述选用对接方式焊接安装的双密封盖的冷凝铜管9内安装有覆网吸液芯16。所述橡胶密封圈3为设有多圈密封凸筋3A的管状结构。所述保温管2选用透明保温管或“真空玻璃”集热管，所述“真空玻璃”集热套管为内层管外圆喷涂有金属吸热涂层的双层“真空玻璃”集热管。所述透明保温管选用单层透明保温管或双层透明真空玻璃保温管，所述透明保温管选用塑料Pc或PMMO合金、或选用玻璃加工。所述选用安装透明保温管(附图1. 1或附图1. 2)的双密封盖11上的封气盖4上镶嵌有抽排气管5，并在封气盖4上加装橡胶密封圈3，将安装了集热翅片IA的热管集热段 12封装在单层透明保温管内，用于抽真空密封保温安装。所述选用安装“真空玻璃”集热管的封气盖4(附图6中的图6. 2结构)将热管的集热段12直接盖装在“真空玻璃”集热管内。所述选用单层透明保温管的保温管2的背光面的外表面上粘贴有反光膜片2A (附图1中的图1.2)，所述单层透明保温管选用塑料Pc或PMMO合金、或选用玻璃加工，所述反光膜片2A选用镜面铝膜片或镜面pet (涤纶)膜片。参见附图1中的图1. 1和附图2，从双密封盖的封水柱体7到铜套管9的管口处的高度尺寸为水箱保温层厚度，一般不小于50mm，镶嵌在双密封盖内冷凝铜管9的镶嵌段至管口处的内径较冷凝铜管9的冷凝段内径增加Imm 2mm，以隔断该处热管对冷凝铜管9 镶嵌段的传导加热，同时减小了冷凝铜管9的冷凝段与热管冷凝段10的压配合长度，有利于生产装配，与内胆橡胶密封圈相配处的圆柱形柱面7B内为隔热空腔，空腔减小冷凝铜管 9对柱面7B的传热；冷凝铜管9用铜管材经缩管模具冲压成型后封焊圆头部。参见图6. 1 封气端4的半剖视图和图6. 4K向视图即图6. 1的仰视图，封气端4内同样是一隔热空腔， 其另一作用是当选用对接方式焊接安装时增加了焊接空间，有利于焊接。所述双密封盖上封水柱体7的柱面将用于与水箱内胆安装孔的密封安装，所述双密封盖封水柱体7的柱面选用圆锥形7A或圆柱形7B结构，所述选用圆锥形7A的双密封盖上装有锁母6，所述圆锥形7A柱体安装在内胆安装接口的圆锥形孔中，并用锁母6旋紧固定(附图1中的图1. 1)，所述圆柱形7B柱体安装在装有橡胶密封圈的内胆安装孔中(附图 2)。封水柱体为圆锥形7A结构的双密封盖(附图1中的1. 1图)，首先选用酚醛塑料 (胶木)、或选用增强尼龙塑料注塑完成包含镶嵌有冷凝铜管9和封水柱体7A的双密封盖 11 (缺少封气盖7)，套上锁母6，再采用二次注塑的方法完成镶嵌有抽排气管5的封气端4 的柱体，对用于配装“双层真空玻璃”集热管的双密封盖则无需镶嵌抽排气管，二次注塑加工选用增强PP塑料、或选用增强尼龙加工，二次注塑最好选用在立式注塑机上完成。封水柱体为圆柱形7B结构的双密封盖，可一次性注塑加工完成，用于安装在装有橡胶密封圈的水箱内胆安装孔中，主要配装氨铝热管，用于一般民用太阳能集中供热系统中的联箱集热器，或家用太阳能热水器。封水柱体7选用圆锥形7A锥体密封和锁母6锁紧安装的双密封盖11，选用10° 12°圆锥角的锥度密封，因无橡胶密封件，具有很高的耐温和压耐性能，主要配装水铜热管，组装成联箱集热器，通过串联连接可产150°C的高温高压热水或蒸汽，用于工业需要或发电。最后应说明的是显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例， 而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。故这里也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。
权利要求1.一种太阳能双密封盖热管，结构包括热管、集热翅片、保温管、橡胶密封圈、抽排气管、锁母、冷凝翅片、反光膜片，其特征还在于包括镶嵌有冷凝铜管的一端为封气盖另一端为封水柱体的双密封盖，所述双密封盖上的封气盖将热管集热段封装在保温管内。
2.如权利要求1所述的太阳能双密封盖热管，其特征还在于，所述保温管选用单层透明保温管安装的双密封盖上的封气盖上镶嵌有抽排气管，所述镶嵌有抽排气管的双密封盖上的封气盖将热管的集热段封装在单层透明保温管内，抽真空保温安装。
3.如权利要求1所述的太阳能双密封盖热管，其特征还在于，所述保温管或选用“真空玻璃”集热管，所述双密封盖上的封气盖将热管的集热段直接盖装在集热管内。
4.如权利要求1所述的太阳能双密封盖热管，其特征还在于，所述双密封盖上的冷凝铜管与热管的冷凝段选用压配合方式套接安装，或选用双密封盖上的冷凝铜管与热管集热段管壳端部以对接方式焊接安装。
5.如权利要求1所述的太阳能双密封盖热管，其特征还在于，所述双密封盖上的封水柱体选用圆锥形或圆柱形结构。
6.如权利要求1所述的太阳能双密封盖热管，其特征还在于，所述封水柱体选用圆锥形的双密封盖上安装有用于紧固的锁母。
7.如权利要求1所述的太阳能双密封盖热管，其特征还在于，所述双密封盖或选用单密封结构。
8.如权利要求1所述的太阳能双密封盖热管，其特征在于，所述双密封盖选用酚醛或增强尼龙或增强PP注塑加工。
9.如权利要求1所述的太阳能双密封盖热管，其特征在于，所述保温管选用透明保温管或“真空玻璃”集热管。
专利摘要本实用新型的太阳能双密封盖热管，其结构主要包括热管、双密封盖、冷凝翅片和保温管。因双密封盖上封气盖的真空密封作用，实现了单层透明保温管的真空保温和将热管翅片直接作为太阳辐照面的集热方式，改变了现有技术路线，改变热管只是作为一个中间传热工具的状态，消除了中间低效多余的传热环节，故能充分发挥热管对低密度能量收集和传递能力强的优势，并使氨铝热管、覆网吸液芯、风帆型翅片、吸热槽道、反射聚热和亚光黑体等十多项能明显提高集热效能的技术得到运用，大幅度提高了热效。冷凝翅片的运用，则不仅大大增加了热管冷凝段与储水间的热交换面积，且减小了冷凝段的长度。具有结构设计合理、工艺简单、成本低、可靠度高、集热效率高、冬季低温性能优良等优点，以及安装使用方便、适合各地区使用、并可提供高温高压热水用于工业需要或发电。
文档编号F24J2/46GK202188671SQ201120018580
公开日2012年4月11日 申请日期2011年1月20日 优先权日2011年1月20日
发明者李光华, 谢河 申请人:南京绿盾电气设备有限公司