专利名称：平板型集热器及其边框型材的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及太阳能设备技术领域，尤其涉及用于制作平板型集热器边框的型材。本实用新型还涉及包括上述边框型材的平板型集热器。
背景技术：
随着太阳能技术的不断发展，太阳能设备的普及程度也越来越高。太阳能的利用主要有光热转换和光电转换两种方式，平板型太阳能集热器(以下 简称为平板型集热器)是一种吸收太阳辐射能量并向工质传递热量的装置，它是一种特殊 的热交换器，能实现工质与太阳的远距离热交换。平板型集热器主要由吸热板、壳体、透明盖板、保温材料及有关零部件组成，其结 构简单、运行可靠、成本适宜，还具有承压能力强、吸热面积大等特点，能够与建筑很好地结 合在一起，是我国目前推广使用最多的一种太阳集热器。上述平板型集热器的壳体一般采用铝合金或钢质型材，组成一个具有一定刚度和 强度的框架，是其它零部件的安装基础。目前无论是国内还是国外的平板型集热器的外框均采用拉铆钉或螺钉连接。这种 粗放型组装结构的产品性能较差且受季节限制，集热器外形不够规整，严重影响了平板型 集热器在人们心目中的印象，而且铆钉或螺钉的消耗量较大，加工工序较多，制造成本相对 较高，进而影响了市场占有率。对此，授权公告号为CN 201463374U的实用新型专利说明书公开了一种平板集热 器安装边框。该安装边框由至少三根边框型材构成框架，边框型材由边框主体型材和扣合 在所述边框型材上的外盖组成，所述的边框主体型材上设置有一个用于支撑透明板的支撑 面，该支撑面一侧设有与支撑面垂直的固定面，所述固定面的侧上方设置有定位凸棱，边框 主体型材外侧还设置有一条与定位凸棱平行的固定凸棱，所述的外盖截面形状为L形，其 上设置有与定位凸棱和固定凸棱相配合的定位钩和定位槽。该平板集热器安装边框通过扣合结构组装在一起，无需使用铆钉或螺钉进行加 固，具有外形规整、组装效率高、成本较低等优点。但仍然存在以下难以克服的缺陷首先，所述外盖的定位钩和定位槽基本上位于同一侧，两者上下分布且距离较近， 组装时不易对准，当外盖扣合在边框主体型材上后，两者间的扣合力较小，容易发生松动现象。其次，由于所述外盖呈L形，其安装密封条的一侧几乎水平，在与边框主体型材扣 合后，只能以较小的变形将密封条压紧在透明板的上表面，因此密封性能不高，必须在支撑 面与透明板的下表面之间增设第二道密封条，以防止密封失效。这种双密封结构不仅结构 复杂、工序繁多、不易组装，同时也会增加制造成本。再者，为了提高边框的防水性能，在所述支撑面和固定面之间设置有凹陷的排水 槽，并在排水槽的底部设置有至少一个呼吸孔。从理论上来讲，该结构在第一、第二道密封 条失效的情况具有一定使用价值，可防止雨水或蒸汽进入集热器内部，但从实际应用的角度来讲，第一、第二密封条一旦失效，便必须进行维修，不能仅依靠排水结构进行工作，因此 排水结构的设计并不合理；而且平板型集热器一般都安装在户外使用，外界含有灰尘等杂 质的空气容易沿呼吸孔进入排水槽，进而穿越第二道密封条进入集热器内部，反而导致密 封性能变差；此外，为了雨水或蒸汽能够从呼吸孔顺利排出，需要在呼吸孔下方预留一定宽 度的间隔槽，导致边框型材的结构变的更加复杂，结构强度也有所下降。最后，所述边框主体型材的底板安装槽深度与型材几乎等宽，无形中抬高了压块 固定槽的位置，给压块的设计和固定带来了困难，由于底板必须借助插入的固定片才能定 位，不利于底板的快速组装，连接强度也不甚理想。因此，如何进一步简化平板型集热器边框型材的结构，进而降低制造成本、提高组 装效率，并保证密封性能和连接强度，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种平板型集热器边框型材。该边框型材在结构上更加 简洁，易于加工制造且节省材料，在保证密封性能和连接强度的前提下，能进一步降低制造 成本、提高组装效率。本实用新型的另一目的是提供一种包括上述边框型材的平板型集热器。为了实现上述目的，本实用新型提供了 一种平板型集热器边框型材，所述边框型 材包括边框主体以及扣合在所述边框主体上的压条，所述边框主体的顶部向内连续折弯成 四级台阶形状，并在第二级台阶处设有向外横向延伸的第一定位板和向上竖直延伸的第二 定位板，第四级台阶形成支撑面；所述压条在截面上呈直角形，其竖边末端设有钩在所述第 一定位板上的定位钩，其横边中间设有向下竖直延伸并支撑在所述第二定位板内侧的定位 挡板。优选地，所述第一定位板的外侧边缘向上折弯形成能够供所述定位钩越过的过渡 斜面。优选地，所述压条的横边外缘呈弧形。优选地，所述边框主体的底部设有开口朝向外侧的固定槽以及背对所述固定槽的 背板槽。优选地，所述固定槽的底面在截面上呈锯齿形。优选地，所述背板槽的底面上设有在截面上呈半圆形的凹槽，其顶面上设有正对 所述凹槽的凸棱，所述凸棱在截面上呈三角形。本实用新型还提供一种平板型集热器，包括边框、透明盖板以及背板，所述边框由 上述平板型集热器边框型材构成，所述透明盖板由所述压条压紧在所述边框主体的支撑面 上，所述压条与透明盖板的上表面之间设置有密封条；所述背板的边缘部分由所述背板槽 顶面的凸棱压合在所述背板槽底面的凹槽中。优选地，所述密封条的内侧边缘在横截面上呈向下倾斜的尖角形，其顶部呈弧形 并带有倒钩，与所述压条的横边外缘相吻合，所述压条的外缘末端抵靠在所述倒钩上；所述 密封条的底面在截面上呈锯齿形。优选地，所述边框主体的开口中设有上下对应的棱板，所述棱板与边框主体的侧 板之间形成槽口，相邻的边框型材通过从切割后的端部插入所述槽口的连接角连接，所述连接角的内侧设有凹槽，所述棱板受压变形后嵌入所述连接角的凹槽内。优选地，所述平板型集热器具体为管板式太阳能集热器。本实用新型所提供的平板型集热器边框型材将所述压条设计成直角形，所述边框 主体的第一定位板和第二定位板也呈直角形，两者相互扣合后，所述定位钩钩在所述第一 定位板上，所述定位挡板支撑在所述第二定位板内侧，扣合部位能够围成一个矩形空腔，所 述压条的定位钩和定位挡板大体位于矩形空腔的对角处，两者相互错开，并保持足够的间 距，能够产生更大的扣合力，使所述压条和边框主体的连接强度明显提高，不会发生松动脱 落现象，且安装时只需将压条的定位挡板抵靠在所述第二定位板内侧，然后顺势向下按压 压条即可，无需精确对准，有助于提高装配效率，同时也易于拆卸。此外，本实用新 型所提供的平板型集热器边框型材并未设计并不实用的排水槽和 呼吸孔，在结构上更加合理，外形也更加规整，可有效避免因排水槽和呼吸孔的存在而带来 的诸多弊端。总之，上述平板型集热器边框型采用整体咬合的连接方式，在装配时不使用任何 铆钉或螺钉进行连接，其整体强度更高，外形也更美观，装配简捷、安装方便，且能够与建筑 物完美地结合在一起。在一种具体实施方式
中，所述压条的横边外缘设计成弧形。这样，当所述压条与边 框主体扣合后，其弧形部位可向上产生一定的变形，进而以足够的弹力将密封条压紧在透 明盖板的上表面，其密封性能较高，无需在支撑面与透明盖板的下表面之间设置第二道密 封条，可进一步精简结构、降低制造成本。在另一种具体实施方式
中，所述边框主体与背板通过咬合的方式结合在一起，不 仅结构简单，易于实现，有利于背板的快速连接，而且相对于采用固定片进行加固的方式而 言，其连接强度更加牢固。本实用新型所提供的平板型集热器包括上述平板型集热器边框型材，由于上述平 板型集热器边框型材具有上述技术效果，具有该平板型集热器边框型材的平板型集热器也 应具备相应的技术效果。
图1是本实用新型所提供平板型集热器边框型材的边框主体的轴测视图；图2是图1所示边框主体另一角度的轴测视图；图3是本实用新型所提供平板型集热器边框型材与密封条、压块相配合的结构示 意图；图4是本实用新型所提供平板型集热器的正面示意图；图5是图4所示平板型集热器的A-A视图；图6是图4所示平板型集热器的B-B视图；图7是图6中I部位的局部放大示意图；图8是本实用新型所提供平板型集热器边框型材与背板相配合的结构示意图；图9是图8的C-C视图；图10是图9中II部位的局部放大示意图；图11是图8中III部位的局部放大示意图；[0043]图12是图11中所示连接角的结构示意图。图中数字编号所对应的零部件或部位名称如下10.边框主体 20.压条 10-1.第一定位板 10-2.第二定位板 10_3.侧板 10-4.支撑面 10-5.固定槽 10-6.背板槽 10-6-1.凹槽 10-6-2.凸棱 10-7.棱 板 10-8.小凸棱 10-9.弧形凸起 20-1.定位钩 20-2.定位挡板 20-3.密封凸棱 30.压块40.密封条50.管板式太阳能集热器50-1.边框50-2.透明盖板50-3.吸 热板芯50-4.保温材料50-5.背板50-6.排气孔60.连接角60-1.凹槽
具体实施方式
本实用新型的核心是提供一种平板型集热器边框型材。该边框型材在结构上更加 简洁，易于加工制造且节省材料，在保证密封性能和连接强度的前提下，能进一步降低制造 成本、提高组装效率。本实用新型的另一核心是提供一种由上述型材构成其边框的平板型 集热器。为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，
以下结合附图和具体实施 方式对本实用新型作进一步的详细说明。本文中的“第一、第二”等用语仅是为了便于描述，以区分具有相同名称的不同组 成部件，并不表示先后或主次关系，同样，“上、下、内、外”等表示方位的用语是基于附图的 位置关系，也是为了便于描述。请参考图1、图2、图3，图1是本实用新型所提供平板型集热器边框型材的边框主 体的轴测视图；图2是图1所示边框主体另一角度的轴测视图；图3是本实用新型所提供平 板型集热器边框型材与密封条、压条、压块相配合的结构示意图。在一种具体实施方式
中，本实用新型所提供的平板型集热器边框型材主要由两部 分组成，其中一部分为边框主体10，另一部分为压条20，压条20可扣合在边框主体10上。边框主体10大体上呈侧立的“U形”，由一体成形的侧板10-3、顶部及底部构成，其 顶部向内连续折弯成四级台阶形状，其中第二级台阶、第三级台阶的台阶面宽度较小，第四 级台阶的台阶面宽度较大，第一级台阶的台阶面宽度大于第二、第三级台阶且小于第四级 台阶。第二级台阶处设有向外横向延伸的第一定位板10-1和向上竖直延伸的第二定位 板10-2 ；第一定位板10-1与第一级台阶的台阶面成形一道凹槽，其外侧边缘向上折弯成锐 角，形成一过渡斜面，以便压条20的定位钩能够顺利越过；第四级台阶的末端向下折弯90 度，其台阶面为透明盖板支撑面10-4。边框主体10的底部设有开口朝向外侧的固定槽10-5以及背对固定槽的背板槽 10-6，固定槽10-5和背板槽10-6大体上处于同一水平位置上(现有技术中是上下错位 的)，采用这样的结构，可缩短背板槽10-6的深度，便于安装背板，同时还可以降低固定槽 10-5的高度，为压块的设计和固定提供了便利条件。固定槽10-5的底面在截面上呈锯齿形，相应地，压块30的工作面在截面上也呈锯 齿形，当压块30固定在墙上或房顶上后，其前端伸入固定槽10-5，与固定槽10-5的底面通 过锯齿部位相互咬合在一起，可防止型材左右移动。背板槽10-6的底面上设有两个在截面上呈半圆形的凹槽10-6-1，其顶面上设有正对凹槽的凸棱10-6-2，凸棱10-6-2在截面上呈三角形，此结构用于安装平板型集热器的 背板，其具体连接方式将会在下文中进行详细描述。边框主体10的开口中设有上下两道相对应的棱板10-7，与边框主体的侧板10-3 之间形成一道宽度较窄的槽口，棱板10-7所在的位置大体上与第一级台阶的立面相平齐， 槽口的顶面和底面上分别设有一道小凸棱10-8。边框主体的侧板10-3在其外表面上设有多道弧形凸起10-9，这些弧形凸起10_9 在截面上呈波浪形，与完全光滑的侧板外表面相比，这一设计可提高人手接触时的摩擦力， 具有防滑作用，便于搬运型材以及组装后的成品，还能起到一定的美观作用。压条20在截面上呈直角形，其竖边末端设有定位钩20-1，与边框主体的第一定位 板10-1相配合，两者结合后定位钩20-1钩在第一定位板10-1的外缘上，压条20的横边 中间设有向下竖直延伸的定位挡板20-2，与边框主体的第二定位板10-2相配合，两者结构 后，压条的定位挡板20-2支撑在第二定位板10-2的内侧。压条20的横边外缘呈向下同时向内弯曲的弧形，密封凸棱20-3与定位挡板20_2 相平行并靠近压条20的外缘，其末端在截面上呈圆形，以便于安装、固定密封条40。请参考图4、图5、图6、图7，图4是本实用新型所提供平板型集热器的正面示意 图；图5是图4所示平板型集热器的A-A视图；图6是图4所示平板型集热器的B-B视图； 图7是图6中I部位的局部放大示意图。如图所示，除了上述平板型集热器边框型材，本实用新型还提供一种管板式太阳 能集热器50，主要由边框50-1、透明盖板50-2、吸热板芯50-3、保温材料50_4以及背板 50-5等零部件组成，其中边框50-1呈长方形，由四根上述平板型集热器边框型材构成。透明盖板50-2由压条20压紧在边框主体10的支撑面10_4上，密封条40位于压 条20与透明盖板50-2的上表面之间；密封条40上设有一道密封槽，并通过密封槽固定在 压条20的密封凸棱20-3上，其内侧边缘在横截面上呈向下倾斜的尖角形，顶部呈弧形并带 有倒钩，与压条20呈弧形的横边外缘相吻合，压条20的外缘末端抵靠在密封条40的倒钩 上。当压条20与边框主体10扣合后，其弧形部位可向上产生一定的变形，进而以足够 的弹力将密封条40压紧在透明盖板的上表面，密封条40的底面在截面上呈锯齿形，可起到 多道密封的作用，其密封性能很高，无需在支撑面10-4与透明盖板50-2的下表面之间设置 第二道密封条，从而达到精简结构、降低成本的目的。这里需要说明的是，本实用新型所提供的平板型集热器并不仅仅局限于管板式太 阳能集热器，根据吸热板芯结构的不同，还可以是蛇管式、扁盒式、翼管式等太阳能集热器。请参考图8、图9、图10，图8是本实用新型所提供平板型集热器边框型材与背板相 配合的结构示意图；图9是图8的C-C视图；图10是图9中II部位的局部放大示意图。如图所示，背板50-5的四角处分别开设有一个排气孔50-6，其四周的边缘部分嵌 入边框主体10的背板槽10-6中，其背板槽10-6的顶面在液压机的作用下以根部为支点弯 曲变形，并最终贴合在背板槽10-6的底面上，与此同时，其上的凸棱10-6-2挤压背板50-5 的边缘部分产生形变并将其压入背板槽10-6底面的凹槽10-6-1中，从而完成背板50-5的 安装。这种结合方式不仅结构简单，易于实现，有利于背板的快速连接，而且相对于采用固 定片进行加固的方式而言，其连接强度更加牢固。[0067]请参考图11、图12，图11是图8中III部位的局部放大示意图；图12是图11中 所示连接角的结构示意图。由于上述管板式太阳能集热器的边框呈长方形，因此构成其各边的型材在组装时 需要在两端预先切割成45度斜角，以便在对接后形成边框的直角，这里需借助连接角完成 型材端部之间的连接，每个直角使用一个连接角。边框主体10的开口中设有上下对应的棱板10-7，棱板10-7与边框主体的侧板 10-3之间形成槽口，相邻的边框型材通过从切割后的端部插入槽口的连接角60连接，连接 角60呈直角形，其内侧设有半圆形凹槽60-1，棱板10-7受压变形后嵌入连接角60的凹槽 60-1内，从而将相邻的边框型材牢固地对接在一起。当然，平板型集热器的边框形状不仅仅局限于长方形，还可以是三角形或其它适 宜的形状，也就是说，相邻的边框型材所形成的夹角会进一步增大或减小，在这种情况下， 连接角的夹角也会随之发生改变，而其余结构仍保持不变。以上对本实用新型所提供的平板型集热器及其边框型材进行了详细介绍。本文中 应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于 帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱 离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰 也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
权利要求一种平板型集热器边框型材，所述边框型材包括边框主体以及扣合在所述边框主体上的压条，其特征在于，所述边框主体的顶部向内连续折弯成四级台阶形状，并在第二级台阶处设有向外横向延伸的第一定位板和向上竖直延伸的第二定位板，第四级台阶形成支撑面；所述压条在截面上呈直角形，其竖边末端设有钩在所述第一定位板上的定位钩，其横边中间设有向下竖直延伸并支撑在所述第二定位板内侧的定位挡板。
2.根据权利要求1所述的平板型集热器边框型材，其特征在于，所述第一定位板的外 侧边缘向上折弯形成能够供所述定位钩越过的过渡斜面。
3.根据权利要求1所述的平板型集热器边框型材，其特征在于，所述压条的横边外缘 呈弧形。
4.根据权利要求1至3任一项所述的平板型集热器边框型材，其特征在于，所述边框主 体的底部设有开口朝向外侧的固定槽以及背对所述固定槽的背板槽。
5.根据权利要求4所述的平板型集热器边框型材，其特征在于，所述固定槽的底面在 截面上呈锯齿形。
6.根据权利要求4所述的平板型集热器边框型材，其特征在于，所述背板槽的底面上 设有在截面上呈半圆形的凹槽，其顶面上设有正对所述凹槽的凸棱，所述凸棱在截面上呈 三角形。
7.一种平板型集热器，其特征在于，包括边框、透明盖板、吸热板芯、保温材料以及背 板，所述边框由上述权利要求1至6任一项所述的平板型集热器边框型材构成，所述透明盖 板由所述压条压紧在所述边框主体的支撑面上，所述压条与透明盖板的上表面之间设置有 密封条；所述背板的边缘部分由所述背板槽顶面的凸棱压合在所述背板槽底面的凹槽中。
8.根据权利要求7所述的平板型集热器，其特征在于，所述密封条的内侧边缘在横截 面上呈向下倾斜的尖角形，其顶部呈弧形并带有倒钩，与所述压条的横边外缘相吻合，所述 压条的外缘末端抵靠在所述倒钩上；所述密封条的底面在截面上呈锯齿形。
9.根据权利要求8所述的平板型集热器，其特征在于，所述边框主体的开口中设有上 下对应的棱板，所述棱板与边框主体的侧板之间形成槽口，相邻的边框型材通过从切割后 的端部插入所述槽口的连接角连接，所述连接角的内侧设有凹槽，所述棱板受压变形后嵌 入所述连接角的凹槽内。
10.根据权利要求7至9任一项所述的平板型集热器，其特征在于，所述平板型集热器 具体为管板式太阳能集热器。
专利摘要本实用新型公开了一种平板型集热器边框型材，所述边框型材包括边框主体以及扣合在所述边框主体上的压条，所述边框主体的顶部向内连续折弯成四级台阶形状，并在第二级台阶处设有向外横向延伸的第一定位板和向上竖直延伸的第二定位板，第四级台阶形成支撑面；所述压条在截面上呈直角形，其竖边末端设有钩在所述第一定位板上的定位钩，其横边中间设有向下竖直延伸并支撑在所述第二定位板内侧的定位挡板。该边框型材在结构上更加简洁，易于加工制造且节省材料，在保证密封性能和连接强度的前提下，能进一步降低制造成本、提高组装效率。本实用新型还公开了一种边框由上述型材构成的平板型集热器。
文档编号F24J2/05GK201748668SQ20102029596
公开日2011年2月16日 申请日期2010年8月17日 优先权日2010年8月17日
发明者尚海涛, 尹永华, 尹永生, 曹春峰, 杨瑞霄 申请人:北京昌日新能源科技有限公司