专利名称：双端大出口直通式全玻璃真空太阳能集热管的制作方法
技术领域：
本实用新型属于太阳能利用装置领域，涉及一种双端大出口直通式全玻璃真空太
阳能集热管。
背景技术：
现有技术中，在太阳能热水器行业中，玻璃真空管式太阳能热水器是主导产品，而 全玻璃真空太阳能集热管是其核心元件，此种集热管由内玻璃管、外玻璃管，选择性吸收 层，弹簧支架，吸气剂等附件组成，内、外玻璃管只有相应的一端的端口相互密封式一体化 的熔接在一起，二者之间为真空腔，位于该腔内的弹簧支架支撑内玻璃管，使其可以自由伸 縮，以缓冲其因热胀冷縮引起的应力变化，不致于破裂，其形状如一支细长的暖水瓶胆，一 端开口另一端密闭成半球形圆头，其不足之处在于单开口，管内的传热介质双向混流，传 热介质及管内杂污难以排净，阻力大，热效率低，热能不能充分利用，且不易防冻；为此，人 们开发了直通式真空集热管管内传热介质单向流动，传热介质从一端流入管内，而从另 一端流出，阻力小，传热介质及杂污易排净，热效率高热能利用充分，易防冻；此种真空集热 管大体为两类结构，一类是外管为玻璃质，内管为金属材质，外、内管的相应的两端均通过 金属，玻璃热压封接或通过粘接剂相互密封式连接在一起，或者外、内管均为玻璃质，其相 应的两端均以金属"管帽"通过粘接剂相互密封式连接在一起，其共同缺陷是，必须使用粘 接剂连接，可靠性低，真空集热管工作寿命低，金属玻璃封接耗用大量金属材料，增加专用 设备，生产工艺复杂，因此生产成本高，实用性不强；另一类是全玻璃质的直通式真空集热 管，如公告号为CN1521474C，名称为"直通式内聚光全玻璃真空太阳集热管"公开的方案， 是通过加大内、外玻璃管的直径差量或增加一个凸球的结构来吸收热胀冷縮引起的应力 变化，其不足在于，对内玻璃管的集热面积影响较大，且影响传热介质的流通阻力，还有如 中国专利ZL99107429.7所公开的方案，内玻璃管为螺旋体型，其进、出接口管均分别穿过
外玻璃管同时与其密封式一体化的熔接在一起，其不足在于，内玻璃管呈单根整体式螺旋 型，内径很小，阻力很大，吸收集热面积小，热损大，螺旋管内易结水垢且不利于排杂除垢， 另外进、出水接口管与外玻璃管的连接强度低，易拉裂，并且工艺较复杂；还有如中国专利 ZL99248087.6所公开的方案，进、出水接口管择一或均呈螺旋体型，而内玻璃管的管壁呈连 续的螺纹体型，由于进、出水接口管的内径很小而又弯曲，同样存在着ZL99107429. 7的不 足。
发明内容解决的技术问题 采用带有波纹体或螺纹体的内玻璃管，其两端与外玻璃管的相应的两端相互密封 式直接一体化的熔接在一起，能克服现有技术中存在的不足，既具有普通直通式真空集热 管的介质流道截面大，无"瓶径"，无弯曲，流通阻力小，易排净，热效率高，热能利用充分的 优点，又能有效的缓冲热胀冷縮引起的应力变化，不易破裂，同时能保证真空集热管的稳定可靠性及工作寿命，并且易加工，成本低。 采用的技术方案 双端大出口直通式全玻璃真空太阳能集热管，具有外玻璃管1、带有波纹体或螺纹 体的内玻璃管2、两管之间为真空腔3、内玻璃管2的外壁上的吸收涂层4、真空腔3内的弹 性支架5以及吸气剂6，其特征在于内玻璃管2与外玻璃管1的相应的两端均相互密封式 直接一体化的熔接在一起，并直接形成与内玻璃管2的内径相等的管内传热介质的进、出 □。
有益效果 双端大出口直通式全玻璃真空太阳能集热管，带有波纹体或螺纹体的内玻璃管与 外玻璃管相应的两端均相互密封式直接一体化的熔接在一起，因此抗热胀冷縮应力变化能 力强，承压运行能力高，真空集热管稳定可靠，工作寿命长；吸收涂层面积大，采光吸热面积 大；传热介质的进、出口的直径与内玻璃管的内径相同，管内传热介质单向流动，流通阻力 小；太阳能集热量、热效率及热能利用率高；传热介质及杂污能排净，不积存，热能充分利 用，且易除污除垢、防冻；管内传热介质可逆向流动运行，且易串联组装、多方位组装及集热 器与贮热水箱分立安装，加大集热器的热负荷及扩展集热器的运行模式，组装太阳能空气 集热器、太阳能热水器，应用于太阳能热风干燥和太阳能热水供应、采暖及空调工程系统； 易加工、成本低，能效比高。
图1、靠近内玻璃管2的两端部位带有组状波突体7的示意图； 图2、在内玻璃管2中间部位带有组状波突体7时示意图； 图3、单个环形波突体示意图，(a)波纹体式，(b)螺纹体式；
具体实施方式结合附图进一步详加说明；图中l示为外玻璃管，4示为吸收涂层，5示为弹性支 架，6示为吸气剂，9、10分别示为管内传热介质的进、出口。 如图1、2所示，内玻璃管2带有的波纹体或螺纹体呈连续或不连续的组状波突体 7式分布，每个组状波突体7至少含有一个环形波突体， 一般含有1 6个环形波突体。 如图1所示，在靠近内玻璃管2的一端部位带有一个或两个组状波突体7，或者在 其两个端部位分别带有一个或两个组状波突体7，波突体7呈波纹体式或螺纹体式。 如图2所示，在内玻璃管2的中部带有1 4个组状波突体7。 当然，组状波突体7的分布，也可以在靠近内玻璃管2的端部与中部兼而有之；或 者是环形波突体在内玻璃管2上以其轴向通体性分布。 如图1、2所示，内玻璃管2的内、外表面，在相对于组状波突体7的所在的部位处 均呈相应的波突状，在不带有组状波突体7的管段均呈光滑面8型。 所述环形波突体结构，是指类同同心圆式的水波纹型或螺纹型，环形波突体的径
向截面均为垫圈状的圆环形，或为弹簧垫圈状的非封闭的圆环形，环形波突体的厚度等于 内玻璃管2的壁厚。 如图2所示，内玻璃管2的管壁向外凸，即向真空腔3的一侧外凸而形成环形波突体的波峰，反向内凸，即向内玻璃管2的空芯的一侧内凸而形成环形波突体的波谷；波峰的 高度^必须小于真空腔3的厚度S ，但不得为零，各环形波突体的波峰的高度^可以相等 或不相等；波谷的高度h。一般为小于或等于10mm为宜，各环形波突体的波谷的高度h。可 以相等或不相等；相邻两个环形波突体的波峰之间距1^一般为16 40mm，对含有多个环形 波突体的组状波突体7而言，波峰之间距可以相等或不相等；相邻两个环形波突体的波 谷之间L。 一般为16 36mm，对含有多个环形波突体的组状波突体7而言，各波谷之间距L。 可以相等或不相等；环形波突体的具体结构规格、尺寸需依据双端直通式全玻璃真空集热 管的总体规格、生产工艺及使用要求来确定。 如图3所示，单个环形波突体，(a)示为波纹体式，(b)示为螺纹体式，只有一个波 峰或只有一个波峰及相应的一个或两个波谷，多个单个环形波突体连续性组合在一起，即 为组状波突体7。 不连续的组状波突体7式分布，是指处在相邻两组状波突体7之间的内玻璃管2 的管段的表面，均呈光滑面8型。
权利要求双端大出口直通式全玻璃真空太阳能集热管，具有外玻璃管(1)、带有波纹体或螺纹体的内玻璃管(2)、两管之间为真空腔(3)、内玻璃管(2)的外壁上的吸收涂层(4)、真空腔(3)内的弹性支架(5)以及吸气剂(6)，其特征在于内玻璃管(2)与外玻璃管(1)的相应的两端均相互密封式直接一体化的熔接在一起，并直接形成与内玻璃管(2)的内径相等的管内传热介质的进、出口。
2. 根据权利要求1所述的双端大出口直通式全玻璃真空太阳能集热管，其特征在于 内玻璃管(2)带有的波纹体或螺纹体呈连续或不连续的组状波突体(7)式分布，每个组状 波突体(7)至少含有一个环形波突体。
3. 根据权利要求2所述的双端大出口直通式全玻璃真空太阳能集热管，其特征在于 在靠近内玻璃管(2)的一端部位带有一个或两个组状波突体(7)，或者在其两个端部位分 别带有一个或两个组状波突体(7)。
4. 根据权利要求2所述的双端大出口直通式全玻璃真空太阳能集热管，其特征在于 在内玻璃管(2)的中部带有1 4个组状波突体(7)。
5. 根据权利要求2所述的双端大出口直通式全玻璃真空太阳能集热管，其特征在于 组状波突体(7)的分布，在靠近内玻璃管(2)的端部与中部兼而有之。
6. 根据权利要求2 5之一所述的双端大出口直通式全玻璃真空太阳能集热管，其特 征在于内玻璃管(2)的内、外表面，在相对于组状波突体(7)的所在的部位处均呈相应的 波突状，在不带有组状波突体(7)的管段均呈光滑面(8)型。
专利摘要双端大出口直通式全玻璃真空太阳能集热管属于太阳能利用装置领域，主要解决常规全玻璃真空太阳能集热管的流通阻力大，不易排净，不易清除污垢，热效率低，以及耐热胀冷缩应力变化能力低而易破裂的问题；具有外玻璃管(1)，带有波纹体或螺纹体的内玻璃管(2)及常规全玻璃真空集热管的基本组成，特征在于内玻璃管(2)与外玻璃管(1)的相应的两端均相互密封式直接一体化的熔接在一起，内玻璃管(2)上的环形波突体呈不连续的组状波突体(7)式分布；有益之处，抗热胀冷缩应力变化能力及承压运行能力强，真空集热管工作寿命长；管内传热介质单向流动，流通阻力小，吸热面积大，集热量大，热效率高，能排净，易清污垢；易串联加长，多方位组装，有利加大太阳能集热器的热负荷，扩展其运行模式，组装制造太阳能空气集热器、太阳能热水器，应用于太阳能热风干燥和太阳能热水供应、采暖及空调工程系统；易加工，成本低，能效比高。
文档编号F24J2/46GK201476362SQ20092017311
公开日2010年5月19日 申请日期2009年8月18日 优先权日2009年8月18日
发明者程翠英, 罗赞继 申请人:北京天普太阳能工业有限公司