专利名称：一种速效加热高温真空集热管的制作方法
技术领域：
本发明属于太阳能热水器类，尤其涉及太阳能热水器的真空吸热元器件类。
背景技术：
太阳能热水器是利用太阳光照射产生热水被人们用来洗、浴的节能器具。其吸热元件的一种——真空管大都由透明外管和外设吸热层的内管采用抽真空而构成。其目前真空管的内、外管大都设置为同径的圆柱型。由于内管的直径上、下都相同，盛于其中的冷水经外设吸热涂层内管吸收太阳能的传热作用，而产生受热膨胀式的热动能，向上传输到水箱中产生人们洗、浴所需的热水。在此加热过程中，内管采用同径的圆柱型，其下层热动能向上传输时，既要受到上层热水的热阻抗，也要受到水箱内的冷水因比重大而下沉的影响，因而向上传递的动能受阻抗逐步减小，由此带来向上传递的热动能速度慢，热效率和水温都较低，在冬天尤为更低，不能满足人们需要高温热水洗用的需要。
中国专利ZL200320129029.7公开了“一种玻璃真空管太阳能热水器的集热单元”，该技术方案采用了在玻璃真空管设置有一芯管和导流隔热板，但增加的热水温度并不高。其原因是1.设置的芯管安装后处于真空管的后下部，并不在正中部，因而热水向上的热动流仍呈紊乱无序的流动状态，热阻大，向上和水箱内冷水交换的冲动能较小。2.设置的导流隔热板安装处于真空管中，原意是将水箱内的冷水从隔板后部向下引入管内，前部引导管内的热水向上与水箱内冷水交换加热。但是，其实际情况并非如此，而是设置的导流隔热板也是使真空管内的热水向上的热动流呈紊乱状态，热阻大，向上和水箱内冷水交换的仅是隔热板的金属导热性。
发明内容
本发明的目的是提供一种速效加热高温真空集热管，以克服现有太阳能热水器的真空管产生热水时其热动流紊乱无序、动能小，与水箱内的冷水对流阻抗大、交换速度慢、热水温度低等不足之处。以利快速产生高温热水，以满足人们需要高温热水洗用的需要。
本发明的目的是这样实现的一种速效加热高温真空集热管，包括透明外管和外设吸热层的内管，其真空集热管体上设置有快速导流加热体。
由于采用了以上的技术方案，本发明的快速高温真空集热管，当其受到太阳光照射时，其管内的冷水经外设吸热涂层内管的热能传导作用，由于管内设置有快速导流加热体，因而可引导热水的热动能螺旋式集聚，向上传递的热动能增速加快，因而热效率更高。尤其在冬天能生产极高温度的热水，满足人们需要高温热水洗用的需要。通常，本发明的快速高温真空集热管，可比同规格的真空集热管增加热效率8-15％以上；其配装的太阳能热水器，热水温度可提高5-15℃左右，加热时间可缩短0.5-2小时左右，可极大地推动节能产品——太阳能热水器的普及和应用，经济和社会效益十分巨大。
图1是本发明的第一种型状、构造的剖视示意图；图2是本发明的第二种型状、构造的剖视示意图；图3是本发明的第三种型状、构造的剖视示意图；图4是本发明中一种分体式的快速导流加热体的型状、构造示意图；图5是本发明中另一种分体式的快速导流加热体的型状、构造示意中1.透明外管 2.内管 3.支架 4.抽气口 5.快速导流加热体具体实施方式
以下结合附图，对本发明的具体实施作进一步详述，(为结合真空管的使用状态，和详述方便，以下图示中的右端为真空管的上端，图示中的左端为真空管的下端)。
在图1中，透明外管1可采用玻璃或耐高温的塑料或其它透明材料制成，一般以前者为好。内管2可采用玻璃，或簿金属材料(如铜管、或不锈钢管)、耐高温的塑料等其它材料制成，一般以前者为好；内管2的外壁上设置有吸收太阳光而产生热能的吸热层，其上端设置有一向内凸式的圆环缩径式或其它形状的快速导流加热体5；其圆环缩径口的大小可为内管2截面积的1/2、3/4、4/5，1/5、……，一般以3/4为好。内管2的外下部配有支架3套装在透明外管1的内下部，其透明外管1和内管2的上端部可经热熔或胶焊等方法制为一体。透明外管1的外下部设置有抽气口4。
透明外管1和内管2的下部也可分别设置为同径通孔式，用于顶水式的下进冷水和上出热水的需要。
在图2中，透明外管1和内管2可分别统一设置为大小头式，(如透明外管1和内管2的上部外径可分别设置为φ47mm和φ37mm，下部外径可分别设置为φ58mm、φ48mm式；当然，透明外管1也可制成φ58mm的同径式)；此时透明外管1和内管2的上部较小，下部较大，直接构成真空管的上端口为圆环缩径式，下部为八字喇叭形的快速导流加热体5。
为取得更好的引导热水向上的热动能螺旋式集聚，及向上传递动能的增速，可在内管2的纵向长度方向设置有1条，或2、3、4、5、6等条的凸形(或凹形)纵长快速导流加热体5；其快速导流加热体5的加工方法可采用热熔、毛坏拉制、压延或其它方法制成。纵长快速导流加热体5可为直线式，也可为纵长螺旋式，一般以后者为好；其凸形筋高可为2-12mm，一般以2mm为好。透明外管1的外下部设置有抽气口4。
透明外管1和内管2的大口径下部也可设为通孔同径式，用于顶水式的下进冷水和上出热水的需要。其它，透明外管1、内管2、抽气口4、支架3、快速导流加热体5等所用材料、加工工艺等如图1所述。
在图3中，透明外管1和内管2可设置成下、上同径式，(当然也可如图2所示的八字喇叭式)。透明外管1的中下部设置有一向内凹的缩径，缩径内设置有抽气口4。透明外管1的近两端处也可加分别设置有外凸筋，用以顶水式时与上、下水箱相配孔口的按装。内管2的内径上分别设置有3道(当然也可为2道、4、5、6道)圆环缩径式，或其它形状的快速导流加热体5a、5b、5c。其快速导流加热体5a可设置在内管2的中上部，也可设置在端口处，一般以前者为好；快速导流加热体5b可设置在内管2的中上部或中部；快速导流加热体5c可设置在内管2的下部或下中部。快速导流加热体5a、快速导流加热体5b、快速导流加热体5c，与内管2构成的多个内加热舱，可以为等距比，也可以为等积比，一般以后者为好；此时，快速导流加热体5c构成为初温加热舱，快速导流加热体5b构成为中温加热舱，快速导流加热体5a构成为高温加热舱。内管2构成的多个内加热舱，北方冬天不会冻坏真空管。
当然，透明外管1和内管2的下部也可设置为如同图1、图2样的封闭式，其抽气口4可设在透明外管1的下部。其它，透明外管1、内管2、快速导流加热体5等所用材料、加工工艺等如图1、图2所述。
在图4中，一种速效加热高温真空集热管中的快速导流加热体5设置为分体式，其上部的外周可设有一台阶形，用于压合在透明外管1的上部；其外部可设置为园形，与内管2的内径相紧密配置；其内园径向设置有圆环缩径形的快速导流加热体5a；纵向设置有纵长螺旋式形的快速导流加热体5b；其材料可采用玻璃，或耐高温的塑料、金属材料等其它材料制成。而后将分体式的快速导流加热体5紧密配置于真空管的上端内孔中；其配置方法可采用热熔，或胶焊、过盈配套等其它方法。
在图5中，一种速效加热高温真空集热管中的快速导流加热体5设置为综合形的分体式。快速导流加热体5其上部可设有一台阶形的快速导流加热体式，用于压合在透明外管1的上部；其外部可设置为园形，与内管2的内径相紧密配置；其内园径向设置有圆环缩径形的快速导流加热体5a。快速导流加热体5下部可设置为园环形，与内管2的内径较相紧式配置。快速导流加热体5的中部可设置为纵向纵长螺旋式形5b。快速导流加热体5其材料可采用玻璃，或耐高温的塑料、金属材料等其它材料制成；而后将分体式的快速导流加热体5紧密配置于真空管的内管孔中；其配置方法仍可采用热熔，或胶焊、过盈配套等其它方法。
本发明的一种速效加热高温真空集热管，其管径较小时，可采用图1所示的实施例；管径较大时，可采用图2、图3所示的实施例。
在流体力学中，液体在圆形容器流动时，因边缘受到四周容器壁的摩擦力作用，一般会产生涡旋式螺旋运动；而当经过狭径时，必增大流速。
本发明在实际工作时，由于其内管2内设置有内直径较小的圆环缩径式或纵长螺旋式的快速导流加热体5，当管内的冷水受太阳光照射后热膨胀时形成的热能流，经环缩径式快速导流加热体5的缩径加速作用，或纵长螺旋式快速导流加热体的螺旋导向加速式作用，其热能流逐步上升、逐舱加速、加温，并克服泠水向下沉压的影响，向上快速冲入太阳能热水器的水箱内，并与水箱内的冷水快速传递、交换热能，因而本发明具有极好地快速、加热、提高热水温度的作用和显著效果。
由上所述，本发明公开了一种速效加热高温真空集热管。以上虽列举了较少的实施例，但对于本技术领域普通人员，对本发明所作的某些改进、改型、替换或改劣等，只要其目的、功能、效果等相同，其都在本发明权利要求保护的范围内。
权利要求
1.一种速效加热高温真空集热管，包括透明外管和外设吸热层的内管，其特征在于真空集热管体上设置有快速导流加热体。
2.一种根据权利要求1所述的一种速效加热高温真空集热管，其特征在于快速导流加热体设置为分体式，配置于真空管的内管中。
3.根据权利要求1或2所述的一种速效加热高温真空集热管，其特征在于快速导流加热体设置为圆环缩径形。
4.根据权利要求2或3所述的一种速效加热高温真空集热管，其特征在于真空管的内管上端口处设置有圆环缩径式的快速导流加热体。
5.根据权利要求2或3、4所述的一种速效加热高温真空集热管，其特征在于真空管的内管中设置有包括一个以上的圆环缩径式的快速导流加热体。
6.根据权利要求1或2、3、4所述的一种速效加热高温真空集热管，其特征在于真空管内管中设置的圆环缩径式快速导流加热体，其圆环缩径截面积为内管截面积的3/4。
7.根据权利要求1或2所述的一种速效加热高温真空集热管，其特征在于真空管的内管中设置的快速导流加热体，由真空管上端口的圆环缩径形和下部的八字形构成。
8.根据权利要求2或7所述的一种速效加热高温真空集热管，其特征在于内管中设置有包括一个以上的纵长式快速导流加热体。
9.根据权利要求8所述的一种速效加热高温真空集热管，其特征在于内管中设置的纵长式快速导流加热体为凸式纵长螺旋形。
10.根据权利要求1或2、3、4、7所述的一种速效加热高温真空集热管，其特征在于真空管的外管上端或下端处设置有内凹或外凸筋形，内凹筋内设置有真空抽气口。
全文摘要
一种速效加热高温真空集热管，包括透明外管和外设吸热层的内管，其真空集热管体中设置有圆环缩径式或纵长螺旋式的快速导流加热体。在实际工作时，其内管的冷水受太阳光照射后热膨胀时形成的热能流，经环缩径式快速导流加热体的缩径加速作用，或纵长螺旋式快速导流加热体的螺旋导向加速式作用，热能流逐步上升、逐舱加速、加温，并克服泠水向下沉压的影响，向上快速冲入太阳热水器的水箱内，并与水箱内的冷水快速传递、交换热能，因而本发明具有极好地快速加热、提高热水温度的作用和显著效果。与同规格的太阳热水器相比可增加热效率8－15％以上，热水温度可提高5－15℃左右，加热时间可缩短0.5－2小时左右，经济和社会效益十分巨大。
文档编号F24J2/24GK1959292SQ20061009785
公开日2007年5月9日 申请日期2006年11月16日 优先权日2006年11月16日
发明者耿玉顺 申请人:耿玉顺