专利名称：置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，属于太阳能应用领域。
背景技术：
目前的太阳能真空集热管，主要有五种，第一种为全玻璃真空集热管，第二种为内装金属热管的全玻璃真空集热管，第三种为内装液体传热介质的玻璃热管全玻璃真空集热管，第四种为金属集热板热管真空集热管，第五种为双真空全玻璃热管集热管。
全玻璃真空集热管存在结垢、冻裂及单支管破损，整个太阳能热水器瘫痪及热启动慢等缺陷。内装金属热管的全玻璃真空集热管存在制作费用高、放热端结垢、效率低的缺陷。内装液体传热介质的玻璃热管全玻璃真空集热管存在制作费用高、放热端结垢、效率低、安全性差的缺陷。金属集热板热管真空集热管存在制作费用高、放热端结垢、真空度难以保持、加工工艺难度大等缺陷。双真空全玻璃热管集热管存在安全性差、效率低、放热端结垢等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种安全性高，造价低、加工容易、高效集热、热启动速度快、防结垢、抗冻、真空度高、可实现发电、可承压运行、单支管破损而不会导致太阳能热水器瘫痪的置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管。
本发明的目的是这样实现的一种置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，包括玻璃管壳、消气剂金属支撑弹卡、导热工质、换能膜板、反射聚光镜面、节流汽液热交换装置等构成。置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管由一端玻璃管头全封闭，另一端玻璃管头封闭后连接排气充注导热工质尾管，管壳一段外管壁为换能膜板的导热工质玻璃管腔体。其通过消气剂金属支撑弹卡，支撑套装于一端玻璃管头焊接封闭后连接排气尾管的外玻璃管上。外玻璃管的另一端与导热工质玻璃管腔体管壁环型玻璃焊接，形成两管套装环型封闭连接的全玻璃管腔。导热工质玻璃管腔体与外玻璃管套装形成的环形腔体通过外玻璃管上的排气尾管抽真空后玻璃焊封，导热工质玻璃管腔体通过与其连接的排气充注导热工质尾管抽真空、充注导热工质后玻璃焊封成型。
置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，闭于真空环腔的导热工质玻璃管腔体外表面为换能膜板，开放的导热工质玻璃管腔体外表面为散热面。套装于外玻璃管中，玻璃焊接封闭的导热工质玻璃管至少为一只。其中，导热工质玻璃管腔体内蒸发段与冷凝段之间，设有节流汽液热交换装置。导热工质玻璃管腔体内充注的导热工质具有汽化热焓大，导热性能良好，理化特性稳定的特点。导热工质或为水，或为水溶液，或为液体有机物。导热工质玻璃管腔体内的导热工质充注量为最高额定工作温度、压力下导热工质玻璃管腔体饱和导热工质蒸汽体积对应的导热工质蒸汽质量。高出最高额定工作温度、压力下的导热工质蒸汽为过热蒸汽，其对应温度、压力的关系遵循气体实验查理定律。即一定质量的气体，在体积不变的情况下，它的压强跟热力学温度成正比。P1/P2＝T1/T2，查理定律为置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管安全工作范围的设计依据。导热工质玻璃管腔体的蒸发段与冷凝段之间为有隔热功能的安装连接密封面。置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，外玻璃管上置有反射聚光镜面，将光线反射于外表面采光部位为换能膜板的导热工质玻璃管腔体上。
置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，其外表面采光部位为换能膜板的导热工质玻璃管两端玻璃焊接封闭，其玻璃管壁适当位置与玻璃过渡密封管连接，玻璃过渡密封管的另一端与玻璃变径曲面过渡管连接，玻璃变径曲面过渡管与外玻璃管连接，玻璃过渡密封管所连接的玻璃变径曲面过渡管为承压圆弧面，玻璃过渡密封管与玻璃变径曲面过渡管连接在适当的位置上，玻璃变径曲面过渡管与外玻璃管连接，外玻璃管与另一端的玻璃变径曲面过渡管连接，玻璃变径曲面过渡管对应另一端的玻璃过渡密封管同轴线变径玻璃封结。
置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，其导热工质玻璃管腔体蒸发段的玻璃管焊接封头相对于导热工质玻璃管腔体其它部位为非承压面，此玻璃管封头能在一定压力下，先于外表面采光部位为换能膜板的导热工质玻璃管的其它部位爆裂，制成玻璃防爆安全阀。玻璃防爆安全阀设在导热工质玻璃管的真空腔侧，玻璃管封头的非承压面为玻璃平面，或为玻璃管封头面上设有易使其受到一定压力爆裂的应力沟槽，其压力设定高低与非承压玻璃面厚度和面积对应。这样在外表面采光部位为换能膜板的导热工质玻璃管腔体充注的导热工质因有不冷凝气体、水及放热段不能冷却等情况下，压力作用于玻璃防爆安全阀上，定向爆裂，实现置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管的安全卸压。
置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，其消气剂金属支撑弹卡与外玻璃管为点接触，消气剂金属支撑弹卡与导热工质玻璃管为面接触，金属冲压拉伸成管柱的外表面上涂镀有换能膜，外表面采光部位为换能膜板的导热工质玻璃管底部定位安装于外表面上涂镀有换能膜的消气剂金属支撑弹卡管柱内，消气剂金属支撑弹卡格栅管柱的底端弹性套装定位安装在外玻璃管的玻璃封头处。或常规消气剂金属支撑弹卡与涂镀有换能膜的金属材料管复合安装，常规消气剂金属支撑弹卡与涂镀有换能膜的金属材料管外壁、与外玻璃管内壁为点接触，涂镀有换能膜的金属材料管内壁与导热工质玻璃管头为面接触。或消气剂金属支撑弹卡与碳材料管复合安装，消气剂金属支撑弹卡与碳材料管外壁，与外玻璃管内壁为点接触，碳材料管内壁与导热工质玻璃管头为面接触，消气剂向消气剂金属支撑弹卡格栅管腔、或涂镀有换能膜的金属材料管腔、或碳材料管腔内喷射，消气剂金属支撑弹卡格栅管、或涂镀有换能膜的金属材料管、或碳材料管光转化所产生的热量传导于外表面采光部位为换能膜板的导热工质玻璃管底部。这样使的固定外表面采光部位为换能膜板的玻璃管腔体的消气剂金属支撑弹卡弹力增强，同时，外表面上涂镀有换能膜的消气剂金属支撑弹卡管柱吸受的热量，传导到外表面采光部位为换能膜板的玻璃管腔体的底部，加速蒸发玻璃管腔体的底部的导热工质，使置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管低温快速启动。
置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，其外玻璃管上安装有反射聚光镜面，反射聚光镜面或为内置反射聚光镜面，或为玻璃管壁反射聚光镜面。内置反射聚光镜面或为金属反射聚光镜面，或为玻璃反射聚光镜面，或为其它材料的反射聚光镜面。反射聚光镜面的横截面为曲线，反射聚光镜面的聚焦线为表面是换能膜板的导热工质玻璃管，其管径满足0-180度角入射光线的聚焦照射。或外玻璃管的截面或为圆，或为椭圆，或为曲线与圆弧线的连接闭合线，外玻璃管有足够的强度。外玻璃管的两端的截面由或为椭圆，或为曲线与圆弧线的连接闭合线的均渐变为圆。或外玻璃管的曲面上蒸镀有反射聚光镜面，反射聚光镜面的聚焦线为表面是换能膜板的导热工质玻璃管，其管径满足0-180度角入射光线的聚焦照射。或外表面采光部位为换能膜板的导热工质玻璃管或为直管，或为非直管。玻璃焊接定位使外表面采光部位为换能膜板的导热工质玻璃管在反射聚光镜面的聚焦线上，其管径满足0-180度角入射光线的聚焦照射。反射镜面可使置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管有更大的集热面积，省略了反光板，减少了光污染，提高了集热效率。
置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，其导热工质玻璃管腔蒸发段与冷凝段之间，安置有节流汽液热交换装置，节流汽液热交换装置或为在导热工质玻璃管蒸发段与冷凝段之间的导热工质玻璃管缩径节流汽液热交换装置。或为在导热工质玻璃管内蒸发段与冷凝段之间安装支撑定位汽轮发电装置汽轮发电装置的汽轮机与发电机或同轴连接安装于导热工质玻璃管内，导线通过金属玻璃封接引出。或汽轮发电装置的汽轮机与发电机或同心安装于导热工质玻璃管外，汽轮机叶轮上安装有永久磁铁，安装支撑定位于导热工质玻璃管内作为发电机转子，绕有线圈的软磁铁芯安装支撑定位于导热工质玻璃管外作为发电机定子，对应发电机定子的软磁铁芯缝隙处的节流玻璃管处设有导热工质液体流道；导线从发电机定子引出。或为在导热工质玻璃管内蒸发段与冷凝段之间安装支撑定位玻璃管腔形成的环腔热交换流道。或为在导热工质玻璃管内的冷凝段和蒸发段之间安装支撑定位的蜂窝状管簇，或安装毛细材料节流管。节流汽液热交换装置由耐高温、理化性能稳定、不产生气体的材料制造。
置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，其外表面采光部位为换能膜板的导热工质玻璃管腔蒸发段管腔的内管壁上，或导热工质玻璃管冷凝段管腔的外管壁上，或设有经氟化物腐蚀形成的毛细面，或设有物理磨沙形成的毛细面；或设有沿管延伸方向互相平行的毛吸沟槽。或在沿管延伸方向互相平行的毛吸沟槽上，或设有经氟化物腐蚀形成的毛细面，或设有物理磨沙形成的毛细面。或外表面采光部位为换能膜板的导热工质玻璃管腔的内、外管壁上或设有沿管延伸方向互相平行的沟槽，且内外沟槽凹凸对应，使管壁厚度趋于一致。或外表面采光部位为换能膜板的导热工质玻璃管腔蒸发段管腔的内管壁上，贴合安装有耐高温，导热性能良好，理化特性稳定的毛吸材料。其中，毛吸材料可为碳材料管，金属弹簧，高目数筛网等，毛吸材料管或制成有闭环截流凹槽的分段竹节状，其中，碳材料管或为石墨、或为煤炭、或为木质卷薄板、或为粮食面粉、或为其它含碳材料通过模具挤出烘干成型后，在定形耐火套管中高温干馏制造。玻璃管外表面的沟槽可增加玻璃管表面的粗糙度，减少光的反射，提高换能膜板的效率。玻璃管内表面的毛吸沟槽或毛吸材料可增加玻璃管的表面积，提高布液的均匀性，避免导热工质因分布不均造成炸管。
置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，其外表面采光部位为换能膜板玻璃管腔的放热段安装有隔热、限位、紧固功能的连接密封面为至少一个，太阳玻璃真空换能管的放热段玻璃管或有紧固功能的连接密封头，其连接头可为栓接螺纹头或为吸盘。隔热密封面可通过外玻璃管缩口焊接成型，或不同管径的玻璃管焊接成型。此连接密封面通过外玻璃明管的变径，在连接密封面处增加了限位玻璃密封面，改善了玻璃真空环腔太阳换能热管的安装密封特性，增大了外玻璃明管的直径，在同样的集热面积下外表面采光部位为换能膜板的玻璃管腔的管径更小，承压能力更强，造价更低。
置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，其换能膜板为紧密复合与内玻璃管外壁上的光热转换材料，或为光吸收干涉膜，或为光吸收渐变膜，或为玻璃面复合镀膜金属板，或为玻璃面复合碳材料板，通过对玻璃管和金属管同时加热，或通过对玻璃管和碳材料管同时加热，使玻璃管与金属管，或玻璃管与碳材料管套装结合段的玻璃管达到软化温度，吹制玻璃管，使其紧密结合；或为玻璃面复合光伏电池，或为玻璃面、金属材料面复合光伏电池，或为玻璃面、碳材料面复合光伏电池，光伏电池与金属导线电连接，金属导线通过玻璃封接导出。实现置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管的制热和发电。
置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，其导热工质玻璃管腔体的冷凝段玻璃管内表面，紧密结合有惰性导电、导热材料膜，其膜的材质或是不活泼金属膜，或是碳材料膜，与导电电极电连接，通过顶部的玻璃封接电极导出，与高压直流电源的负极连接，通过电绝缘的玻璃在水侧静电感应出正电荷，使水侧贴近玻璃表层的水显酸性，实现置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管的冷凝段静电防结垢。
置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管的有益效果是由于其外壳为全玻璃，可实现其内部的高真空，可将其制造成防结垢型，可将其制造成光转化电热复合型，可充分利用光伏电池转化为电能后剩余的热量。造价较同功能常规太阳热管低，而且性能佳，代表了太阳能应用未来的发展方向。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明图1为置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，外玻璃管内安装有V型反射聚光镜面，导热工质玻璃管外壁换能膜板为干涉膜，节流汽液热交换装置为导热工质玻璃管内置带玻璃防爆安全阀的变径环型容腔导热工质玻璃管实施例的纵向剖面视图；图2为图1放热段横向A-A剖面视图；图3为图1集热段横向B-B剖面视1、图2、图3同为第一实施例。
图1为置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，外玻璃管内安装有M型反射聚光镜面，导热工质玻璃管外壁换能膜板为干涉膜，节流汽液热交换装置为导热工质玻璃管内置带玻璃防爆安全阀的变径玻璃管，环型容腔导热工质玻璃管实施例的纵向剖面视图；图4为图1集热段横向B-B剖面视图；图1、图2、图4同为第二实施例。
图1为置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，外玻璃管内安装有圆弧型反射聚光镜面，导热工质玻璃管外壁换能膜板为干涉膜，节流汽液热交换装置为导热工质玻璃管内置带玻璃防爆安全阀的变径环型容腔导热工质玻璃管实施例的纵向剖面视图；图5为图1集热段横向B-B剖面视图；图1、图2、图5同为第三实施例。
图1为置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，外玻璃管为M曲面玻璃管壁内置有的蒸镀反射聚光镜面，导热工质玻璃管外壁换能膜板为干涉膜，节流汽液热交换装置为导热工质玻璃管内置带玻璃防爆安全阀的变径环型容腔导热工质玻璃管实施例的纵向剖面视图；图6为图1集热段横向B-B剖面视图；图1、图2、图6同为第四实施例。
图1为置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，外玻璃管为圆弧曲面玻璃管壁内置有的蒸镀反射聚光镜面，导热工质玻璃管外壁换能膜板为干涉膜，节流汽液热交换装置为导热工质玻璃管内置带玻璃防爆安全阀的变径环型容腔导热工质玻璃管实施例的纵向剖面视图；图7为其集热段横向B-B剖面视图；图1、图2、图7同为第五实施例。
图8为置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，外玻璃管内安装有圆弧型反射聚光镜面，导热工质玻璃管外壁换能膜板为干涉膜，节流汽液热交换装置为导热工质玻璃管内置带玻璃防爆安全阀的玻璃管，环型容腔导热工质玻璃管冷凝段设有紧固螺纹，蒸发端安装有加热消气剂金属支撑弹卡格栅管实施例的纵向剖面视图；图9为图8放热段横向A-A剖面视图；图10为图8连接密封段横向B-B剖面视图；图11为其集热段横向C-C剖面视图；图8、图9、图10、图11同为第六实施例。
图12为置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，外玻璃管内安装有梯型反射聚光镜面，导热工质玻璃管外壁换能膜板为玻璃管复合镀有干涉膜的金属板，导热工质玻璃管蒸发段管腔内壁为沟槽化学腐蚀毛细面，其端头置有玻璃防爆安全阀，管内的节流汽液热交换装置为一端封头的玻璃管，导热工质玻璃管冷凝段设有紧固螺纹和紧固吸盘，蒸发端安装有加热消气剂金属支撑弹卡格栅管实施例的纵向剖面视图；图13为图12放热段横向A-A剖面视图；图14为图12连接密封段横向B-B剖面视图；图15为图12集热段横向C-C剖面视图；图12、图13、图14、图15同为第七实施例。
图16为置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，外玻璃管蒸镀有反射聚光镜面，导热工质玻璃管外壁换能膜板为玻璃管复合光伏电池，导热工质玻璃管蒸发段管腔内壁为磨沙毛细面，导热工质玻璃管端头置有玻璃防爆安全阀，管内的节流汽液热交换装置为一端封头的玻璃管，同轴偏心玻璃焊接安装密封管实施例的纵向剖面视图；图17为图16放热段横向A-A剖面视图；图18为图16集热段为横向B-B剖面视图；图16、图17、图18同为第八实施例。
图19为置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，外玻璃管蒸镀有反射聚光镜面，导热工质玻璃管外壁换能膜板为玻璃管复合光伏电池，导热工质玻璃管端头置有玻璃防爆安全阀，管内的节流汽液热交换装置为吹压缩径的玻璃管，导热工质玻璃管腔蒸发段管腔的内管壁上，和导热工质玻璃管冷凝段管腔的外管壁上，设有经氟化物腐蚀形成的毛细面，偏心玻璃焊接安装密封管实施例的纵向剖面视图；图20为图19放热段横向A-A剖面视图；图18、图19、图20同为第九实施例。
图21为置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，外玻璃管内安装有抛物线型反射聚光镜面，导热工质玻璃管外壁换能膜板为内玻璃管镀有干涉膜，导热工质玻璃管蒸发段管腔内壁上安装有毛细材料，其端头置有玻璃防爆安全阀，管内的节流汽液热交换装置为压制半环型玻璃管节流流道，蒸发端安装有加热消气剂金属支撑弹卡格栅管实施例的纵向剖面视图；图22为图21连接密封段横向A-A剖面视图；图23为图21集热段横向B-B剖面视图；图21、图22、图23、同为第十实施例。
图24为置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，外玻璃管内安装有M型反射聚光镜面，导热工质玻璃管外壁换能膜板为玻璃管复合镀有干涉膜的金属板，导热工质玻璃管蒸发段管腔内壁上有毛细玻璃沟槽，其端头置有玻璃防爆安全阀，管内安装的节流汽液热交换装置为毛细材料节流管，导热工质玻璃管冷凝段设有隔热密封盖帽，蒸发端安装有加热消气剂金属支撑弹卡格栅管实施例的纵向剖面视图；图25为图24连接密封段横向A-A剖面视图；图26为图24集热段横向B-B剖面视图；图24、图25、图26、同为第十一实施例。
图27为置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，外玻璃管内安装有V型反射聚光镜面，导热工质玻璃管外壁换能膜板为玻璃管复合有碳材料板，导热工质玻璃管蒸发段管腔内壁上有碳毛细管，其端头置有玻璃防爆安全阀，管内安装的节流汽液热交换装置为毛细材料节流管，导热工质玻璃管冷凝段设有隔热密封盖帽，蒸发端安装有加热消气剂金属支撑弹卡格栅管实施例的纵向剖面视图；图28为图27连接密封段横向A-A剖面视图；图29为图27集热段横向B-B剖面视图；图27、图28、图29、同为第十二实施例。
图30为置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，外玻璃管内安装有V型反射聚光镜面，导热工质玻璃管外壁换能膜板为玻璃管复合光伏电池，导热工质玻璃管蒸发段管腔内壁上安装有碳毛细材料管，其端头置有玻璃防爆安全阀，管内的节流汽液热交换装置为一端封头的玻璃管，导热工质玻璃管冷凝段设有静电防结垢装置和紧固螺纹，蒸发端安装有加热消气剂金属支撑弹卡格栅管实施例的纵向剖面视图；图31为图30放热段横向A-A剖面视图；图32为图30连接密封段横向B-B剖面视图；图33为图30集热段横向C-C剖面视图；图30、图31、图32、图33同为第十三实施例。
图34为置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，外玻璃管内安装有M型反射聚光镜面，导热工质玻璃管外壁换能膜板为玻璃管复合光伏电池，导热工质玻璃管蒸发段管腔内壁上安装有碳毛细材料管，其端头置有玻璃防爆安全阀，管内的节流汽液热交换装置为蜂窝状管簇玻璃管，导热工质玻璃管冷凝段设有静电防结垢装置和紧固螺纹，蒸发端安装有加热消气剂金属支撑弹卡格栅管实施例的纵向剖面视图；图35为图34连接密封段横向A-A剖面视图；图36为图34集热段横向B-B剖面视图；图31、图34、图35、36同为第十四实施例。
图37为置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，外玻璃管内安装有圆弧型反射聚光镜面，导热工质玻璃管安全阀安置于其一端，其外壁换能膜板为干涉膜，节流汽液热交换装置为导热工质玻璃管内安装的汽轮发电机，蒸发端安装有加热消气剂金属支撑弹卡格栅管实施例的纵向剖面视图；图38为图37连接密封段横向A-A剖面视图；图39为图37集热段横向B-B剖面视图；图37、图38、图39同为第十五实施例。
图40为置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，外玻璃管内安装有V型反射聚光镜面，导热工质玻璃管外壁换能膜板为玻璃管复合有碳材料板的光伏电池，导热工质玻璃管蒸发段管腔内壁上有碳毛细管，其端头置有玻璃防爆安全阀，管内安装的节流汽液热交换装置为带有磁铁的汽轮机，与玻璃管节流汽液热交换装置外的定子组成发电机，导热工质玻璃管冷凝段设有隔热密封盖帽，蒸发端安装有加热消气剂金属支撑弹卡格栅管实施例的纵向剖面视图；图41为图40连接密封段横向A-A剖面视图；图42为图40集热段横向B-B剖面视图；图40、图41、图42同为第十六实施例。
图43为置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，外玻璃管内安装有M型反射聚光镜面，导热工质玻璃管为双管，其外壁换能膜板为玻璃管镀有干涉膜，导热工质玻璃管蒸发段管腔内壁上安装有毛细材料，其端头置有玻璃防爆安全阀，管内的节流汽液热交换装置为一端封头的玻璃管实施例的纵向剖面视图；图44为图43放热段横向A-A剖面视图；图45为图43连接密封段横向B-B剖面视图；图46为图43集热段横向C-C剖面视图；图43、图44、图45、图46同为第十七实施例。
图中1导热工质充注排气尾管封接头、2金属支撑弹卡、3玻璃防爆安全阀、4导热工质玻璃管、5换热介质、6热管腔体、7限位安装连接密封面、8节流汽液热交换装置、9换能膜板、10外玻璃管、11反射聚光镜面、12消气剂金属支撑弹卡、13消气剂、14排气尾管封接头、15紧固螺帽(紧固吸盘)、16毛吸沟槽、17毛吸材料管、18玻璃金属封接点、19玻璃封接导出电极、20光伏电池、21闭环截流凹槽、22安装密封帽、23静电防垢导热电管、24静电防垢接插电极、25发电机导出电极、26发电机、27汽轮机(转子)、28发电机定子护套具体实施方式
图1、图2、图3组成的第一实施例中置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，包括导热工质充注排气尾管封接头1、金属支撑弹卡2、玻璃防爆安全阀3、导热工质玻璃管4、换热介质5、热管腔体6、限位安装连接密封面7、节流汽液热交换装置8、换能膜板9、外玻璃管10、反射聚光镜面11、消气剂金属支撑弹卡12、消气剂13、排气尾管封接头14构成。两端玻璃焊接封头的导热工质玻璃管4的集热段玻璃封头为玻璃防爆安全阀3，节流汽液热交换装置8通过金属支撑弹卡2同心定位于导热工质玻璃管4的集热段与放热段之间。导热工质通过导热工质充注排气尾管封接头1，充注于导热工质玻璃管4内。导热工质玻璃管4的一端对应外玻璃管10的封头端，通过消气剂金属支撑弹卡12同心套装于外玻璃管内，外层玻璃管4开口与导热工质玻璃管4的外壁环形密封玻璃焊接，形成套装在一起的玻璃管环形腔体，依次为外玻璃管10、真空腔环腔，导热工质玻璃管4、导热工质玻璃管腔、节流汽液热交换装置8的结构，玻璃密封环形焊接点分界线外的导热工质玻璃管为置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管的放热段，玻璃密封环形焊接点分界线内的导热工质玻璃管为其集热段，集热段导热工质玻璃管的外管壁迎光面为换能膜板9，消气剂13安装在消气剂金属支撑弹卡12上，安装在为置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管的外玻璃管10封接端头上，排气尾管玻璃封接头14玻璃焊接在外玻璃管10的封接端头上。
图1、图2、图4同为第二实施例。图中置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，外玻璃管10内安装有M型反射聚光镜面11，导热工质玻璃管4外壁换能膜板9为干涉膜，节流汽液热交换装置8为导热工质玻璃管4内置带玻璃防爆安全阀3的变径环型容腔导热工质玻璃管。其它等同于第一实施例。
图1、图2、图5同为第三实施例。图中置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，外玻璃管10内安装有圆弧型反射聚光镜面11，导热工质玻璃管4外壁换能膜板9为干涉膜，节流汽液热交换装置8为导热工质玻璃管4内置带玻璃防爆安全阀3的变径环型容腔导热工质玻璃管。其它等同于第一实施例。
图1、图2、图6同为第四实施例。图中置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，外玻璃管10为M曲面玻璃管壁内置有的蒸镀反射聚光镜面11，导热工质玻璃管4外壁换能膜板9为干涉膜，节流汽液热交换装置8为导热工质玻璃管4内置带玻璃防爆安全阀3的变径环型容腔导热工质玻璃管。其它等同于第一实施例。
图1、图2、图7同为第五实施例。图中置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，外玻璃管10为圆弧曲面玻璃管壁内置有的蒸镀反射聚光镜面11，导热工质玻璃管4外壁换能膜板9为干涉膜，节流汽液热交换装置8为导热工质玻璃管4内置带玻璃防爆安全阀3的变径环型容腔导热工质玻璃管。其它等同于第一实施例。
图8、图9、图10、图11同为第六实施例。图中置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，外玻璃管10内安装有圆弧型反射聚光镜面11，导热工质玻璃管4外壁换能膜板9为干涉膜，节流汽液热交换装置8为导热工质玻璃管4内置带玻璃防爆安全阀3的玻璃管，环型容腔导热工质玻璃管4冷凝段设有紧固螺纹和紧固螺帽15，蒸发端安装有加热消气剂金属支撑弹卡格栅管12。其它等同于第一实施例。
图12、图13、图14、图15同为第七实施例。图中置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，外玻璃管10内安装有梯型反射聚光镜面11，导热工质玻璃管4外壁换能膜板9为玻璃管复合镀有干涉膜的金属板，导热工质玻璃管蒸发段管腔内壁为沟槽化学腐蚀毛细面17，其端头置有玻璃防爆安全阀3，管内的节流汽液热交换装置8为一端封头的玻璃管，导热工质玻璃管冷凝段设有紧固螺纹和紧固吸盘15，蒸发端安装有加热消气剂金属支撑弹卡格栅管12。其它等同于第一实施例。
图16、图17、图18同为第八实施例。图中置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，外玻璃管10蒸镀有反射聚光镜面11，导热工质玻璃管4外壁换能膜板9为玻璃管复合光伏电池20，导热工质玻璃管4蒸发段管腔内壁为磨沙毛细面17，导热工质玻璃管4端头置有玻璃防爆安全阀3，管内的节流汽液热交换装置8为一端封头的玻璃管，同轴偏心玻璃焊接安装密封管。其它等同于第一实施例。
图18、图19、图20同为第九实施例。图中置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，外玻璃管10蒸镀有反射聚光镜面11，导热工质玻璃管4外壁换能膜板9为玻璃管复合光伏电池20，玻璃封接导出电极19通过玻璃金属封接点18导出。导热工质玻璃管4端头置有玻璃防爆安全阀3，管内的节流汽液热交换装置8为吹压缩径的玻璃管，导热工质玻璃管腔蒸发段管腔的内管壁上，和导热工质玻璃管4冷凝段管腔的外管壁上，设有经氟化物腐蚀形成的毛细面，偏心玻璃焊接安装密封。其它等同于第一实施例。
图21、图22、图23、同为第十实施例。图中置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，外玻璃管10内安装有抛物线型反射聚光镜面11，导热工质玻璃管4外壁换能膜板9为玻璃管镀有干涉膜，导热工质玻璃管4蒸发段管腔内壁上安装有毛细材料17，其端头置有玻璃防爆安全阀3，管内的节流汽液热交换装置8为压制半环型玻璃管节流流道，蒸发端安装有加热消气剂金属支撑弹卡格栅管12。其它等同于第一实施例。
图24、图25、图26、同为第十一实施例。图中置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，外玻璃管10内安装有M型反射聚光镜面11，导热工质玻璃管4外壁换能膜板9为玻璃管复合镀有干涉膜的金属板，导热工质玻璃管4蒸发段管腔内壁上有毛细玻璃沟槽16，其端头置有玻璃防爆安全阀3，管内安装的节流汽液热交换装置8为毛细材料节流管，导热工质玻璃管冷凝段设有隔热密封盖帽7，蒸发端安装有加热消气剂金属支撑弹卡格栅管12。其它等同于第一实施例。
图27、图28、图29、同为第十二实施例。图中置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，外玻璃管10内安装有V型反射聚光镜面11，导热工质玻璃管4外壁换能膜板9为玻璃管复合有碳材料板，导热工质玻璃管4蒸发段管腔内壁上有碳毛细管17，其端头置有玻璃防爆安全阀3，管内安装的节流汽液热交换装置8为毛细材料节流管，导热工质玻璃管冷凝4段设有隔热密封盖帽7，蒸发端安装有加热消气剂金属支撑弹卡格栅管12。其它等同于第一实施例。
图30、图31、图32、图33同为第十三实施例。图中置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，外玻璃管10内安装有V型反射聚光镜面11，导热工质玻璃管4外壁换能膜板9为玻璃管复合光伏电池20，导热工质玻璃管4蒸发段管腔内壁上安装有碳毛细材料管17，其端头置有玻璃防爆安全阀3，管内的节流汽液热交换装置8为一端封头的玻璃管，导热工质玻璃管4冷凝段设有静电防垢导热电管23、静电防垢接插电极24组成的静电防结垢装置，其上设有紧固螺纹和螺帽15，蒸发端安装有加热消气剂金属支撑弹卡格栅管12。其它等同于第一实施例。
图31、图34、图35、36同为第十四实施例。图中置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，外玻璃管10内安装有M型反射聚光镜面11，导热工质玻璃管4外壁换能膜板9为玻璃管复合光伏电池20，导热工质玻璃管4蒸发段管腔内壁上安装有碳毛细材料管17，其端头置有玻璃防爆安全阀3，管内的节流汽液热交换装置8为蜂窝状管簇玻璃管，导热工质玻璃管4冷凝段设有静电防垢导热电管23、静电防垢接插电极24组成的静电防结垢装置。其上设有紧固螺纹和螺帽15，蒸发端安装有加热消气剂金属支撑弹卡格栅管12。其它等同于第一实施例。
图37、图38、图39同为第十五实施例。图中置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，外玻璃管10内安装有圆弧型反射聚光镜面11，导热工质玻璃管4玻璃防爆安全阀3安置于其一端头，其外壁换能膜板9为干涉膜，节流汽液热交换装置8为导热工质玻璃管4内安装的由汽轮机27和发电机26组成的汽轮发电机。蒸发端安装有加热消气剂金属支撑弹卡格栅管12。其它等同于第一实施例。
图40、图41、图42同为第十六实施例。图中置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，外玻璃管10内安装有V型反射聚光镜面11，导热工质玻璃管4外壁换能膜板9为玻璃管复合有碳材料板的光伏电池20，导热工质玻璃管4蒸发段管腔内壁上有碳毛细管17，其端头置有玻璃防爆安全阀3，管内安装的节流汽液热交换装置8为带有磁铁的汽轮机27，与玻璃管节流汽液热交换装置外的定子组成发电机26，导热工质玻璃管4冷凝段设有隔热密封盖帽7，蒸发端安装有加热消气剂金属支撑弹卡格栅管12。其它等同于第一实施例。
图43、图44、图45、图46同为第十七实施例。图中置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，外玻璃管10内安装有M型反射聚光镜面11，导热工质玻璃管4为双管，其外壁换能膜板9为玻璃管镀有干涉膜，导热工质玻璃管4蒸发段管腔内壁上安装有毛细材料17，其端头置有玻璃防爆安全阀3，管内的节流汽液热交换装置8为一端封头的玻璃管。其它等同于第一实施例。
权利要求
1.一种置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，包括玻璃管壳、消气剂金属支撑弹卡、导热工质、换能膜板、反射聚光镜面、节流汽液热交换装置等构成，置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管由一端玻璃管头全封闭，另一端玻璃管头封闭后连接排气充注导热工质尾管，管壳一段外管壁为换能膜板的导热工质玻璃管腔体，通过消气剂金属支撑弹卡支撑套装于一端玻璃管头焊接封闭后连接排气尾管的外玻璃管上，外玻璃管的另一端与导热工质玻璃管腔体管壁环型玻璃焊接，形成两管套装环型封闭连接的全玻璃管腔；导热工质玻璃管腔体与外玻璃管套装形成的环形腔体通过外玻璃管上的排气尾管抽真空后玻璃焊封，导热工质玻璃管腔体通过与其连接的排气充注导热工质尾管抽真空、充注导热工质后玻璃焊封成型，其特征是封闭于真空环腔的导热工质玻璃管腔体外表面为换能膜板，开放的导热工质玻璃管腔体外表面为散热面；套装于外玻璃管中，玻璃焊接封闭的导热工质玻璃管至少为一只；其中，导热工质玻璃管腔体内蒸发段与冷凝段之间设有节流汽液热交换装置，导热工质玻璃管腔体内充注的导热工质具有汽化热焓大，导热性能良好，理化特性稳定的特点；导热工质或为水，或为水溶液，或为液体有机物；导热工质玻璃管腔体内的导热工质充注量为最高额定工作温度、压力下导热工质玻璃管腔体饱和导热工质蒸汽体积对应的导热工质蒸汽质量；高出最高额定工作温度、压力下的导热工质蒸汽为过热蒸汽，其对应温度、压力的关系遵循气体实验查理定律，即一定质量的气体，在体积不变的情况下，它的压强跟热力学温度成正比，P1/P2＝T1/T2，此定律为置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管安全工作范围的设计依据；导热工质玻璃管腔体的蒸发段与冷凝段之间为有隔热功能的安装连接密封面，置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，外玻璃管上置有反射聚光镜面，将光线反射于外表面采光部位为换能膜板的导热工质玻璃管腔体上。
2.根据权利要求1所述的置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，其特征是外表面采光部位为换能膜板的导热工质玻璃管两端玻璃焊接封闭，其玻璃管壁适当位置与玻璃过渡密封管连接，玻璃过渡密封管的另一端与玻璃变径曲面过渡管连接，玻璃变径曲面过渡管与外玻璃管连接，玻璃过渡密封管所连接的玻璃变径曲面过渡管为承压圆弧面，玻璃过渡密封管与玻璃变径曲面过渡管连接在适当的位置上，玻璃变径曲面过渡管与外玻璃管连接，外玻璃管与另一端的玻璃变径曲面过渡管连接，玻璃变径曲面过渡管对应另一端的玻璃过渡密封管同轴线变径玻璃封结。
3.根据权利要求1所述的置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，其特征是导热工质玻璃管腔体蒸发段的玻璃管焊接封头相对于导热工质玻璃管腔体其它部位为非承压面，此玻璃管封头能在一定压力下，先于外表面采光部位为换能膜板的导热工质玻璃管的其它部位爆裂，制成玻璃防爆安全阀；玻璃防爆安全阀设在导热工质玻璃管的真空腔侧，玻璃管封头的非承压面为玻璃平面，或为玻璃管封头面上设有易使其受到一定压力爆裂的应力沟槽，其压力设定高低与非承压玻璃面厚度和面积对应。
4.根据权利要求1所述的置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，其特征是消气剂金属支撑弹卡与外玻璃管为点接触，消气剂金属支撑弹卡与导热工质玻璃管为面接触，金属冲压拉伸成管柱的外表面上涂镀有换能膜，外表面采光部位为换能膜板的导热工质玻璃管底部定位安装于外表面上涂镀有换能膜的消气剂金属支撑弹卡管柱内，消气剂金属支撑弹卡格栅管柱的底端弹性套装定位安装在外玻璃管的玻璃封头处；或常规消气剂金属支撑弹卡与涂镀有换能膜的金属材料管复合安装，常规消气剂金属支撑弹卡与涂镀有换能膜的金属材料管外壁、与外玻璃管内壁为点接触，涂镀有换能膜的金属材料管内壁与导热工质玻璃管头为面接触；或消气剂金属支撑弹卡与碳材料管复合安装，消气剂金属支撑弹卡与碳材料管外壁，与外玻璃管内壁为点接触，碳材料管内壁与导热工质玻璃管头为面接触，消气剂向消气剂金属支撑弹卡格栅管腔、或涂镀有换能膜的金属材料管腔、或碳材料管腔内喷射，消气剂金属支撑弹卡格栅管、或涂镀有换能膜的金属材料管、或碳材料管光转化所产生的热量传导于外表面采光部位为换能膜板的导热工质玻璃管底部。
5.根据权利要求1所述的置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，其特征是外玻璃管上安装有反射聚光镜面，反射聚光镜面或为内置反射聚光镜面，或为玻璃管壁反射聚光镜面；内置反射聚光镜面或为金属反射聚光镜面，或为玻璃反射聚光镜面，或为其它材料的反射聚光镜面；反射聚光镜面的横截面为曲线，反射聚光镜面的聚焦线为表面是换能膜板的导热工质玻璃管，其管径满足0-180度角入射光线的聚焦照射；或外玻璃管的截面或为圆，或为椭圆，或为曲线与圆弧线的连接闭合线，外玻璃管有足够的强度；外玻璃管的两端的截面由或为椭圆，或为曲线与圆弧线的连接闭合线的均渐变为圆；或外玻璃管的曲面上蒸镀有反射聚光镜面，反射聚光镜面的聚焦线为表面是换能膜板的导热工质玻璃管，其管径满足0-180度角入射光线的聚焦照射；或外表面采光部位为换能膜板的导热工质玻璃管或为直管，或为非直管；玻璃焊接定位使外表面采光部位为换能膜板的导热工质玻璃管在反射聚光镜面的聚焦线上，其管径满足0-180度角入射光线的聚焦照射。
6.根据权利要求1所述的置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，其特征是导热工质玻璃管腔蒸发段与冷凝段之间，安置有节流汽液热交换装置，节流汽液热交换装置或为在导热工质玻璃管蒸发段与冷凝段之间的导热工质玻璃管缩径节流汽液热交换装置；或为在导热工质玻璃管内蒸发段与冷凝段之间安装支撑定位汽轮发电装置；汽轮发电装置的汽轮机与发电机或同轴连接安装于导热工质玻璃管内，导线通过金属玻璃封接引出；或汽轮发电装置的汽轮机与发电机或同心安装于导热工质玻璃管外，汽轮机叶轮上安装有永久磁铁，安装支撑定位于导热工质玻璃管内作为发电机转子，绕有线圈的软磁铁芯安装支撑定位于导热工质玻璃管外作为发电机定子，对应发电机定子的软磁铁芯缝隙处的节流玻璃管处设有导热工质液体流道；导线从发电机定子引出；或为在导热工质玻璃管内蒸发段与冷凝段之间安装支撑定位玻璃管腔形成的环腔热交换流道；或为在导热工质玻璃管内的冷凝段和蒸发段之间安装支撑定位的蜂窝状管簇、或安装毛细材料节流管；节流汽液热交换装置由耐高温、理化性能稳定、不产生气体的材料制造。
7.根据权利要求1所述的置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，其特征是外表面采光部位为换能膜板的导热工质玻璃管腔蒸发段管腔的内管壁上，或导热工质玻璃管冷凝段管腔的外管壁上，或设有经氟化物腐蚀形成的毛细面，或设有物理磨沙形成的毛细面；或设有沿管延伸方向互相平行的毛吸沟槽；或在沿管延伸方向互相平行的毛吸沟槽上，或设有经氟化物腐蚀形成的毛细面，或设有物理磨沙形成的毛细面；或外表面采光部位为换能膜板的导热工质玻璃管腔的内、外管壁上或设有沿管延伸方向互相平行的沟槽，且内外沟槽凹凸对应，使管壁厚度趋于一致；或外表面采光部位为换能膜板的导热工质玻璃管腔蒸发段管腔的内管壁上，贴合安装有耐高温，导热性能良好，理化特性稳定的毛吸材料；其中，毛吸材料可为碳材料管，金属弹簧，高目数筛网等，毛吸材料管或制成有闭环截流凹槽的分段竹节状，其中，碳材料管或为石墨、或为煤炭、或为木质卷薄板、或为粮食面粉、或为其它含碳材料通过模具挤出烘干成型后，在定形耐火套管中高温干馏制造。
8.根据权利要求1所述的置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，其特征是外表面采光部位为换能膜板玻璃管腔的放热段安装有隔热、限位、紧固功能的连接密封面为至少一个，太阳玻璃真空换能管的放热段玻璃管或有紧固功能的连接密封头，其连接头可为栓接螺纹头或为吸盘；隔热密封面可通过外玻璃管缩口焊接成型，或不同管径的玻璃管焊接成型。
9.根据权利要求1所述的置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，其特征是换能膜板为紧密复合与内玻璃管外壁上的光热转换材料，或为光吸收干涉膜，或为光吸收渐变膜，或为玻璃面复合镀膜金属板，或为玻璃面复合碳材料板，通过对玻璃管和金属管同时加热，或通过对玻璃管和碳材料管同时加热，使玻璃管与金属管，或玻璃管与碳材料管套装结合段的玻璃管达到软化温度，吹制玻璃管，使其紧密结合；或为玻璃面复合光伏电池，或为玻璃面、金属材料面复合光伏电池，或为玻璃面、碳材料面复合光伏电池，光伏电池与金属导线电连接，金属导线通过玻璃封接导出。
10.根据权利要求1所述的置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，其特征是导热工质玻璃管腔体的冷凝段玻璃管内表面，紧密结合有惰性导电、导热材料膜，与导电电极电连接，通过顶部的玻璃封接电极导出。
全文摘要
一种置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，包括玻璃管壳、消气剂金属支撑弹卡、导热工质、换能膜板、反射聚光镜面、节流汽液热交换装置等构成。封闭于真空环腔的导热工质玻璃管腔体外表面为换能膜板，开放的导热工质玻璃管腔体外表面为散热面。套装于外玻璃管中，玻璃焊接封闭的导热工质玻璃管至少为一只。热管内设有节流汽液热交换装置。导热工质充注量；为最高额定工作温度、压力下饱和导热工质蒸汽体积对应的导热工质蒸汽质量。导热工质玻璃管上设有隔热功能的安装密封面，置有反射聚光镜面和节流装置的玻璃太阳换能热管，外玻璃管上置有反射聚光镜面，将光线反射于外表面采光部位为换能膜板的导热工质玻璃管腔体上。
文档编号F24J2/10GK1661292SQ20041015556
公开日2005年8月31日 申请日期2004年12月23日 优先权日2004年2月27日
发明者徐宝安 申请人:徐宝安