轴向移动温控式玻璃热管的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种轴向移动温控式玻璃热管，包括罩玻璃管和内管，所述内管下端为集热端，上端为冷凝端，在所述内管的冷凝端内设有温控伸缩密封件，所述温控伸缩密封件包括固定在内管内的一个支架，所述支架下方连接一个能够沿着内管轴向伸缩移动的热致变形件，所述热致变形件的下端再连接一个密封件；在所述内管的冷凝端的内壁上还设有呈颈缩形状的环形密封台阶，所述热致变形件的密封件与所述密封台阶上侧间留有间隙。本发明通过在玻璃热管的内管中设置密封台阶与温控伸缩密封件，自动实现设定温度下对工质的截留和放开，实现玻璃热管可控温的目的。
【专利说明】轴向移动温控式玻璃热管【技术领域】
[0001]本发明涉及一种太阳集热管结构，特别涉及一种全玻璃热管式真空太阳集热管。【背景技术】
[0002]全玻璃热管式真空太阳集热管(简称为玻璃热管)作为太阳能热水系统的关键吸热元件，是太阳能热水系统的重要组成部分。全玻璃热管式真空太阳集热管主要由罩玻璃管与带有选择性吸收涂层的内管组成。这种集热管在有阳光的情况下，很容易吸收太阳能，并转化为热能传递到储热系统内。
[0003]然而，当上述太阳能热水系统，因某些原因，连续数日不运转时，太阳集热管不断的吸收太阳能，并转化为热能。这样很容易使系统过热，甚至因过热造成系统损坏。
[0004]鉴于上述问题，需要设计一种带有可控温功能的全玻璃热管式真空太阳集热管。
【发明内容】
[0005]针对现有技术的不足，本发明的目的在于:提供一种轴向移动温控式玻璃热管，避免玻璃热管由于过热而损坏。
[0006]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:
[0007]一种轴向移动温控式玻璃热管，包括罩玻璃管和内管，所述内管下端为集热端，上端为冷凝端，其特征在于:在所述内管的冷凝端内设有温控伸缩密封件，所述温控伸缩密封件包括固定在内管内的一个支架，所述支架下方连接一个能够沿着内管轴向伸缩移动的热致变形件，所述热致变形件的下端再连接一个密封件；在所述内管的冷凝端的内壁上还设有呈颈缩形状的环形密封台阶，所述热致变形件的密封件与所述密封台阶上侧间留有间隙。
[0008]在优选的轴向移动温控式玻璃热管中:所述支架是金属材质，其上端直接支撑在所述内管的冷凝端的端头位置而固定，或者通过高温胶粘着在所述冷凝端上而固定。
[0009]在优选的轴向移动温控式玻璃热管中:所述支架的材质是铜、铝或不锈钢。
[0010]在优选的轴向移动温控式玻璃热管中:所述热致变形件是金属材质，其与所述支架为一体结构，或者焊接在所述支架上。
[0011]在优选的轴向移动温控式玻璃热管中:所述热致变形件的材质是铜、铝或不锈钢。
[0012]在优选的轴向移动温控式玻璃热管中:所述密封件的材质是硅橡胶，其粘接在所述热致变形件上，或者利用自身弹性嵌卡在所述热致变形件上。
[0013]在优选的轴向移动温控式玻璃热管中:所述热致变形件的长度为5(T200mm，所述密封件与所述密封台阶的间隙为1-3mm。
[0014]在优选的轴向移动温控式玻璃热管中:所述罩玻璃管通过一个环封口与所述内管熔接，所述密封台阶设置在所述环封口上方或下方。
[0015]在优选的轴向移动温控式玻璃热管中:在所述内管的冷凝端中设置有至少两对温控伸缩密封件与密封台阶。[0016]在优选的轴向移动温控式玻璃热管中:在所述内管的冷凝端中设置有两对温控伸缩密封件与密封台阶，其中一个密封台阶位于所述环封口的上方，另一个密封台阶位于所述环封口的下方。
[0017]与现有技术相比较，采用上述技术方案的本发明具有的优点在于:本发明通过在玻璃热管的内管中设置密封台阶与温控伸缩密封件，自动实现设定温度下对工质的截留和放开，实现玻璃热管可控温的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本发明提供的轴向移动温控式玻璃热管在常温下的纵向剖视结构图；
[0019]图2是本发明提供的轴向移动温控式玻璃热管在过热状态下的纵向剖视结构图；
[0020]图3是本发明提供的另一种轴向移动温控式玻璃热管在常态下的纵向剖视结构图；
[0021]图4是本发明提供的又一种轴向移动温控式玻璃热管在常态下的纵向剖视结构图；
[0022]图5是本发明提供的再一种轴向移动温控式玻璃热管在常态下的纵向剖视结构图。
【具体实施方式】
[0023]如图1所示的本发明提供的一种轴向移动温控式玻璃热管，所述玻璃热管包括罩玻璃管I和内管2，所述内管2下端为集热端，上端为冷凝端3，所述内管2的集热端中置入有吸热用的工质4，所述罩玻璃管I通过一个环封口 5与所述内管2熔接，且所述罩玻璃管
I与所述内管2的集热端之间形成真空夹层6，所述真空夹层6内用卡子7固定有吸气剂8，当阳光穿过所述罩玻璃管I照射在所述内管2的集热端中，将使所述工质4受热气化而蒸发至冷凝端3，气化后的工质4在所述内管2的冷凝端3释放热量后再次凝结为液态，并沿着所述内管2的内壁回流至集热端，如此不断循环，向与所述冷凝端3导热连接的储热系统传送热量。上述结构均为现有技术。
[0024]而为了防止所述内管2过度吸热导致储热系统损坏或者导致玻璃热管损坏，本发明在所述内管2的冷凝端3内设有一个温控伸缩密封件，所述温控伸缩密封件包括固定在内管2内的一个支架9，所述支架9下方连接一个能够沿着内管2轴向伸缩移动的热致变形件10，所述热致变形件10的下端再连接一个密封件11，在所述内管2的冷凝端3的内壁上还设有一个呈颈缩形状的环形密封台阶12，在常温状态下，如图1所示，所述热致变形件10的密封件11与所述密封台阶12上侧间留有间隙。一旦所述热致变形件10所处环境温度达到或者超过设计温度(例如图2所示的内管2过热情况，可设定为8(T10(TC )，所述热致变形件10将会沿所述内管2的轴向向下伸长变形，直至所述密封件11与所述密封台阶12相互密接(如图2所示)；而等到所述环境温度低于所述设计温度后，所述热致变形件10则会沿所述内管2的轴向向上回缩，使所述密封件11与所述密封台阶12脱离接触，回到图1所示的状态。
[0025]在一个更为具体的实施例中，所述支架9是金属材质(如铜、铝或不锈钢)，其上端直接支撑在所述内管2的冷凝端3的端头位置而固定，或者通过高温胶粘着在所述冷凝端3上而固定；所述热致变形件10可选金属材质(如铜、铝或不锈钢)，其可以与所述支架9为一体结构，也可以焊接在所述支架9上；所述密封件11则采用耐高温的硅橡胶，其粘接在所述热致变形件10上，或者利用自身弹性嵌卡在所述热致变形件10上；上述热致变形件10的长度优选为5(T200mm，所述密封件11与所述密封台阶12的间隙优选为f3mm。
[0026]在图2所示的情况下，由于所述热致变形件10的密封件11与所述内管2的密封台阶12密接，阻断了液态工质4回流至内管2底部集热端的路径，凝结为液态的所述工质4将不能沿着所述内管2的内壁回流至集热端，而是被截留在所述密封台阶12处，导致回流至所述内管2的集热端的工质4越来越少，所述玻璃热管吸收的热量也越来越少,从而能够避免系统过热所造成的损害。一旦热致变形件10所处环境的温度回归常态，则所述热致变形件10轴向回缩，使工质4得以回流，以继续循环换热过程。
[0027]如此，本发明通过在玻璃热管的内管2中设置密封台阶12与温控伸缩密封件11，自动实现设定温度下对工质4的截留和放开，实现玻璃热管可控温的目的。
[0028]在上述图1与图2所示的实施例中，所述密封台阶12设置在所述环封口 5上方。而且所述内管2的冷凝端3与内管2的集热端的直径相同。而实际上，即使所述内管2的密封台阶12是位于所述环封口 5下方，或者将所述内管2的冷凝端3设置为与所述罩玻璃管I的直径相同，均能够通过在所述内管2的冷凝端3中设置所述热致变形件10与密封台阶12而达到可控温的目的。
[0029]如图3所示，在所述内管2的冷凝端3与内管2的集热端的直径相同的情况下，所述内管2的密封台阶12可以位于所述环封口 5下方，这样的结构同样可达到可控温的目的。
[0030]如图4所示，在将所述内管2的冷凝端3设置为与所述罩玻璃管I的直径相同的情况下，同样可通过在所述内管2的冷凝端3中设置所述热致变形件10与密封台阶12而达到可控温的目的。
[0031]如图5所示，则是本发明的再一个实施例，其为达到更好的控温效果，在所述内管2的冷凝端3中设置有两对温控伸缩密封件11与密封台阶12 (其中一个密封台阶12位于所述环封口 5的上方，另一个密封台阶12位于所述环封口 5的下方)。而实际上，在所述内管2的冷凝端3中还可以设置有更多对的温控伸缩密封件11与密封台阶12，以达到更好的S封效果。
[0032]在上述所有实施例中，还可以进行如下的常规替换:
[0033]热管工质4总体积为玻璃热管腔体容积的0.1%0~10%之间，一般最佳性能为
0.5% ~8.0%。之间。
[0034]固液工质4包中的液态工质4可以是水、酸、碱、盐、醇、醚、酮类化学物质或其混合物；
[0035]根据需要，冷凝端3长度为集热管总长度的1%~40% ；
[0036]根据需要，冷凝端3直径为罩玻璃管I直径的59TlOO%。
[0037]以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种轴向移动温控式玻璃热管,包括罩玻璃管和内管,所述内管下端为集热端,上端为冷凝端，其特征在于:在所述内管的冷凝端内设有温控伸缩密封件，所述温控伸缩密封件包括固定在内管内的一个支架，所述支架下方连接一个能够沿着内管轴向伸缩移动的热致变形件，所述热致变形件的下端再连接一个密封件；在所述内管的冷凝端的内壁上还设有呈颈缩形状的环形密封台阶，所述热致变形件的密封件与所述密封台阶上侧间留有间隙。
2.根据权利要求1所述的轴向移动温控式玻璃热管，其特征在于:所述支架是金属材质，其上端直接支撑在所述内管的冷凝端的端头位置而固定，或者通过高温胶粘着在所述冷凝端上而固定。
3.根据权利要求2所述的轴向移动温控式玻璃热管，其特征在于:所述支架的材质是铜、铝或不锈钢。
4.根据权利要求2所述的轴向移动温控式玻璃热管，其特征在于:所述热致变形件是金属材质，其与所述支架为一体结构，或者焊接在所述支架上。
5.根据权利要求4所述的轴向移动温控式玻璃热管，其特征在于:所述热致变形件的材质是铜、铝或不锈钢。
6.根据权利要求1或4所述的轴向移动温控式玻璃热管，其特征在于:所述密封件的材质是硅橡胶，其粘接在所述热致变形件上，或者利用自身弹性嵌卡在所述热致变形件上。
7.根据权利要求1或4所述的轴向移动温控式玻璃热管，其特征在于:所述热致变形件的长度为5(T200mm，所述密封件与所述密封台阶的间隙为f3mm。
8.根据权利要求1所述的轴向移动温控式玻璃热管，其特征在于:所述罩玻璃管通过一个环封口与所述内管熔接，所述密封台阶设置在所述环封口上方或下方。
9.根据权利要求1所述的轴向移动温控式玻璃热管，其特征在于:在所述内管的冷凝端中设置有至少两对温控伸缩密封件与密封台阶。
10.根据权利要求1所述的轴向移动温控式玻璃热管，其特征在于:在所述内管的冷凝端中设置有两对温控伸缩密封件与密封台阶，其中一个密封台阶位于所述环封口的上方，另一个密封台阶位于所述环封口的下方。
【文档编号】F24J2/46GK103542557SQ201210244782
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2012年7月13日 优先权日:2012年7月13日
【发明者】吴振一, 李旭光, 韩成明 申请人:北京清华阳光能源开发有限责任公司, 北京华业阳光新能源有限公司, 河南华顺阳光新能源有限公司