专利名称：带有遮光板的储热式真空管及储热式真空管集热器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种太阳能储热装置，尤其涉及一种具有遮光及遮热功能的带有遮光板的储热式真空管及储热式真空管集热器。
背景技术：
众所周知，太阳能热水器是我国太阳能利用中应用最广泛、产业化发展最为迅速的太阳能产品。中国的太阳能热水器发展经历了闷晒式、平板式和全玻璃真空太阳集热管
式三个发展阶段闷晒式太阳能热水集热器是广泛应用于20世纪70-80年代，这种热水器结构简单，容易普及，但其效率低、散热快、储水量小，且冬季无法使用，因此不具有大力发展的前景；平板式太阳能热水器广泛应用于20世纪80-90年代，其在冬季也无法运行，且夜间散热量较大，已逐渐退出市场，目前仅在珠江三角洲和云南等地有使用；全玻璃真空太阳集热管热水器是从上世纪90年代开始逐步使用、发展起来的，其核心组件为具有选择性吸收涂层的全玻璃真空太阳能集热管，包括玻璃外管和内部金属储热管，其主要特点是1)真空隔热和地热辐射的涂层使真空金属储热管几乎不受环境温度的影响，北方地区一年四季均可使用；2)圆柱形吸热面积起到太阳跟踪作用，提高了全天的热量；3)玻璃真空封接使结合强度高、结构牢靠、使用寿命长。真空太阳能集热管是太阳能热水器的核心，其结构如同一个拉长的暖瓶胆，内外层之间为真空。在内部金属储热管的表面上利用特种工艺涂有光谱选择性吸收涂层，用来最大限度的吸收太阳辐射能。经阳光照射，光子撞击涂层，太阳能转化成热能，水从涂层外吸热，水温升高。但现有的全玻璃真空太阳能集热管也存在有一些不足之处I、在夏日阳光充足时，金属储热管吸热涂层表面上太阳直射光的入射量较大，容易造成金属储热管过热，不利于金属储热管在不同季节均衡得热，影响金属储热管的使用效果和寿命。2、金属储热管表面由于热辐射导致部分热量散失，对金属储热管的保温性能产生一定的影响。3、由于金属储热管的出口侧与玻璃外管的开口侧通过金属封接盖及波纹管封接，形成内部的环形真空封接腔室，但金属储热管的出口部与金属封接盖直接接触，造成金属封接盖支撑受力，长期使用容易影响真空封接效果，从而影响金属储热管的使用效果和寿命O有鉴于上述现有的全玻璃真空太阳能集热管存在的局限性，本设计人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种保证金属储热管在不同季节均衡得热，防止日照充足时金属储热管过热，减少金属储热管表面热辐射损失，结构稳定牢固，使用寿命长的带有遮光板的储热式真空管。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种保证金属储热管在不同季节均衡得热，防止日照充足时金属储热管过热，减少金属储热管表面热辐射损失，结构稳定牢固，使用寿命长的带有遮光板的储热式真空管。本实用新型的目的是提供一种保证金属储热管在不同季节均衡得热，防止日照充足时金属储热管过热，减少金属储热管表面热辐射损失的储热式真空管集热器。为达到上述目的，本实用新型提出的一种带有遮光板的储热式真空管，包括玻璃外管和金属储热管，所述玻璃外管和所述金属储热管为同侧的单端开口结构，所述金属储热管包括尾端的胆部及前端的设有开口的开口管段；所述玻璃外管套设于所述金属储热管的外周，在所述玻璃外管的开口端与所述金属储热管的开口管段外壁之间通过金属封接盖及波纹管封接，所述玻璃外管与所述金属储热管间形成环形真空封接腔室，在所述环形真空封接腔室内设有遮光板，所述遮光板接近所述金属储热管的外壁且遮盖所述金属储热管的部分表面。如上所述的带有遮光板的储热式真空管，其中，所述遮光板为横截面呈圆弧形的瓦状。 如上所述的带有遮光板的储热式真空管，其中，所述瓦状遮光板的圆弧形横截面的圆心角的范围为大于O度且小于或等于180度。如上所述的带有遮光板的储热式真空管，其中，所述遮光板与所述金属储热管之间具有规定的间隙。如上所述的带有遮光板的储热式真空管，其中，所述遮光板与所述玻璃外管的内
管壁相接合。如上所述的带有遮光板的储热式真空管，其中，在所述金属储热管的外壁与所述玻璃外管的内壁之间设有至少两组支撑架，其中一组支撑架的设置位置临近所述金属储热管的开口管段，另一组支撑架的设置位置临近所述金属储热管的尾部，所述遮光板通过所述支撑架定位于所述玻璃外管与所述金属储热管之间。如上所述的带有遮光板的储热式真空管，其中，所述金属储热管由碳钢材料或不锈钢制成，其内壁设有搪瓷层，所述金属储热管管内设有镁阳极棒，所述金属储热管的外表面镀有太阳能光谱选择性吸热涂层。如上所述的带有遮光板的储热式真空管，其中，所述遮光板为铝板或铜板。如上所述的带有遮光板的储热式真空管，其中，在所述环形真空封接腔室内设有蒸散吸气剂和长效吸气剂。本实用新型还提供一种储热式真空管集热器，该集热器包括进出水管路、保温盒以及如上所述的多个带有遮光板的储热式真空管，保温盒设于各储热式真空管开口端，进出水管路设于该保温盒内，每一储热式真空管开口端设有一金属储热管接头，该金属储热管接头设有分别与进出水管路相接的进水口和出水口，且每一进水口处设有一进水导管伸入所述金属储热管内靠近底部位置。与现有技术相比，本实用新型具有以下特点和优点I、本实用新型在玻璃外管和金属储热管间的环形真空封接腔室内设置遮光板，使得遮光板能够遮盖金属储热管的部分表面，从而避免因阳光剧烈照射而导致金属储热管过热，同时，遮光板还可以阻挡金属储热管表面向真空管外的辐射散热，起到减少热损失的作用，有利于提升金属储热管的保温性能。[0022]2、本实用新型的遮光板的圆弧形横截面的圆心角a的取值范围为大于O度且小于或等于180度，使得遮光板的遮光面积不超过金属储热管采光面的一半，从而保证金属储热管涂层足够的吸热量。3、本实用新型在金属储热管的胆部直管段的外壁与玻璃外管对应处的内壁间设有多组支撑架，其中第一组支撑架的设置位置临近金属储热管的开口管段第二组支撑架的设置位置临近金属储热管的尾部，从而使得金属储热管和管内工质的重量通过真空管内两套或多套支架落在玻璃外管的管壁上，避免金属储热管开口管段与金属封接盖直接接触，即波纹管与金属储热管的开口管段外壁间得以因此 始终保持预定的间隙，金属封接盖不会直接受力，从而保证封接的可靠性，具有结构稳定牢固，使用寿命长的优点。
以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中，图I为本实用新型带有遮光板的储热式真空管的主视剖面结构示意图；图2为本实用新型带有遮光板的储热式真空管的侧视剖面结构示意图。附图标记说明I-玻璃外管；2_金属储热管；21_开口管段；22_胆部；3_金属封接盖；4_波纹管；5-环形真空封接腔室；6_遮光板；7_支撑架；8_蒸散吸气剂和长效吸气剂；9_排气咀。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式
。请参考图I、图2，分别为本实用新型带有遮光板的储热式真空管的主视剖面结构示意图和侧视剖面结构示意图。如图所示，本实用新型提出一种带有遮光板的储热式真空管，包括玻璃外管I和金属储热管2，所述玻璃外管I和所述金属储热管2为同侧的单端开口结构，即玻璃外管I与金属储热管2的开口方向相同，金属储热管2包括前端的设有开口的开口管段21和尾端的胆部22，其中，开口管段21是由胆部22前端缩径形成，并穿设突伸至玻璃外管I的开口外，以作为外部接口。所述玻璃外管I套设于所述金属储热管2的外周，在所述玻璃外管I的开口端与所述金属储热管2的开口管段外壁之间通过金属封接盖3及波纹管4封接，使得所述玻璃外管I与所述金属储热管2间形成环形真空封接腔室5，这样既使得玻璃外管I与金属储热管2之间环形空间形成真空状态，又可以通过开口端所设的波纹管4卸载金属储热管在运输安装及运行过程中的振动或热胀冷缩对金属封接盖产生的压力和剪切力，避免金属-玻璃封接的强度和气密性受到破坏。在本实用新型中，在所述环形真空封接腔室5内设有遮光板6，所述遮光板6接近所述金属储热管2的外壁且遮盖所述金属储热管2的部分表面。这样，利用遮光板6遮盖金属储热管2的一部分表面，使得金属储热管2上被遮盖部分的吸热涂层不能受到太阳光的照射，从而避免因阳光剧烈照射而导致金属储热管2过热，起到遮光遮热的作用；并且当夜间及光照不足时，遮光板6还可以阻挡金属储热管表面向真空管外的辐射散热，起到减少热损失的作用，有利于提升金属储热管的保温性能。综上所述，本实用新型可保证在不同季节、不同光照条件下均衡得热，提高了金属储热管的稳定性。如图2所示，所述遮光板6为横截面呈圆弧形的瓦状，使得遮光板6能够有效的遮挡太阳光照射在金属储热管2的一部分表面上，并且可有效阻挡金属储热管表面向真空管外的辐射散热。本实用新型对遮光板的形状不作限制，可以根据实际工况的需要遮光板可采用平板状或波纹状或其它适宜的几何形状，只要能够达到对金属储热管的部分表面遮光和阻挡辐射散热的功效即可。在本实施例中，遮光板6为铝板或铜板，也可以采用其他热阻性较佳的金属板。进一步的，由于真空管需要通过接收太阳光照射在金属储热管2而吸热，以加热金属储热管2内的工质，因此遮光板6仅可遮蔽金属储热管2的部分表面，以保证金属储热管2的涂层吸收足够的太阳光。在本实施例中，所述瓦状遮光板6的圆弧形横截面的圆心角a的取值范围为大于O度且小于或等于180度，使得遮光板6的遮光面积不超过金属储热管2采光面的一半，从而保证金属储热管2涂层足够的吸热量。在本实用新型中，为了固定遮光板和避免金属封接盖产生变形，在所述金属储热 管2的外壁与所述玻璃外管I的内壁之间设有至少两组支撑架7，其中一组支撑架7的设置位置临近所述金属储热管2的开口管段21，另一组支撑架7的设置位置临近所述金属储热管2的尾部，所述遮光板6通过所述支撑架7定位于所述玻璃外管I与所述金属储热管2之间。根据实际需要，本实用新型还可设置多组支撑架7，但至少在临近所述金属储热管2的开口管段21及金属储热管2的尾部设置各设置一组支撑架7。本实施例中，该支撑架7为至少具有三支撑点的支撑架，从而使得金属储热管2和管内工质的重量通过真空管内两套或多套支架落在玻璃外管I的管壁上，避免金属储热管开口管段与金属封接盖直接接触，即波纹管4与金属储热管2的开口管段21外壁间得以因此始终保持预定的间隙，金属封接盖31不会直接受力，从而保证封接的可靠性。在本实用新型中，所述遮光板6与所述金属储热管2之间具有规定的间隙，二者互不接触，从而保证遮光板的遮光及阻挡热辐射的作用。其中，规定的间隙大小可根据金属储热管及玻璃外管的实际尺寸进行设置，本实用新型对此不作限制。进一步的，所述遮光板6与所述玻璃外管I的内管壁相接合，以提高遮光板的遮光和阻挡辐射的效果。本实施例的储热式真空管的环形真空封接腔室内设置蒸散吸气剂和长效吸气剂8，在金属封接盖3上设置排气咀9。且该金属储热管2由碳钢材料或不锈钢制成，其内较佳位置设置有镁阳极棒对金属储热管加以保护，阻止水垢的粘附，自动对搪瓷层缺陷进行修补，防止金属储热管产生腐蚀。金属储热管2的外表面镀有太阳能光谱选择性吸热涂层。由于其他结构可采用现有技术来实现，故此不再一一赘述。本实用新型还提供了一种储热式真空管集热器，该集热器包括进出水管路、保温盒以及如上所述的多个带有遮光板的储热式真空管，保温盒设于各储热式真空管开口端，进出水管路设于该保温盒内，每一储热式真空管开口端设有一金属储热管接头，该金属储热管接头设有分别与进出水管路相接的进水口和出水口，且每一进水口处设有一进水导管伸入所述金属储热管内靠近底部位置。综上所述，本实用新型在玻璃外管和金属储热管间的环形真空封接腔室内设置遮光板，使得遮光板能够遮盖金属储热管的部分表面，从而避免因阳光剧烈照射而导致金属储热管过热，同时，遮光板还可以阻挡金属储热管表面向真空管外的辐射散热，起到减少热损失的作用，有利于提升金属储热管的保温性能。本实用新型的遮光板的圆弧形横截面的圆心角a的取值范围为大于O度且小于或等于180度，使得遮光板的遮光面积不超过金属储热管采光面的一半，从而保证金属储热管涂层足够的吸热量。以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式
，并非用以限定本实用新型的范 围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。
权利要求1.一种带有遮光板的储热式真空管，包括玻璃外管和金属储热管，所述玻璃外管和所述金属储热管为同侧的单端开口结构，所述金属储热管包括尾端的胆部及前端的设有开口的开口管段；所述玻璃外管套设于所述金属储热管的外周，在所述玻璃外管的开口端与所述金属储热管的开口管段外壁之间通过金属封接盖及波纹管封接，所述玻璃外管与所述金属储热管间形成环形真空封接腔室，其特征在于，在所述环形真空封接腔室内设有遮光板，所述遮光板接近所述金属储热管的外壁且遮盖所述金属储热管的部分表面。
2.如权利要求I所述的带有遮光板的储热式真空管，其特征在于，所述遮光板为具有圆弧形横截面的瓦状。
3.如权利要求2所述的带有遮光板的储热式真空管，其特征在于，所述瓦状遮光板的圆弧形横截面的圆心角的范围为大于O度且小于或等于180度。
4.如权利要求I或2或3所述的带有遮光板的储热式真空管，其特征在于，所述遮光板与所述金属储热管之间具有规定的间隙。
5.如权利要求4所述的带有遮光板的储热式真空管，其特征在于，所述遮光板与所述玻璃外管的内管壁相接合。
6.如权利要求I所述的带有遮光板的储热式真空管，其特征在于，在所述金属储热管的外壁与所述玻璃外管的内壁之间设有至少两组支撑架，其中一组支撑架的设置位置临近所述金属储热管的开口管段，另一组支撑架的设置位置临近所述金属储热管的尾部，所述遮光板通过所述支撑架定位于所述玻璃外管与所述金属储热管之间。
7.如权利要求I所述的带有遮光板的储热式真空管，其特征在于，所述金属储热管由碳钢材料或不锈钢制成，其内壁设有搪瓷层，所述金属储热管管内设有镁阳极棒，所述金属储热管的外表面镀有太阳能光谱选择性吸热涂层。
8.如权利要求I所述的带有遮光板的储热式真空管，其特征在于，所述遮光板为铝板或铜板。
9.如权利要求I所述的带有遮光板的储热式真空管，其特征在于，在所述环形真空封接腔室内设有蒸散吸气剂和长效吸气剂。
10.一种储热式真空管集热器，其特征在于，该集热器包括进出水管路、保温盒以及如权利要求I至9中任一项所述的多个带有遮光板的储热式真空管，保温盒设于各储热式真空管开口端，进出水管路设于该保温盒内，每一储热式真空管开口端设有一金属储热管接头，该金属储热管接头设有分别与进出水管路相接的进水口和出水口，且每一进水口处设有一进水导管伸入所述金属储热管内靠近底部位置。
专利摘要本实用新型公开了一种带有遮光板的储热式真空管，包括玻璃外管和金属储热管，玻璃外管和金属储热管为同侧的单端开口结构，储热管包括尾端的胆部及前端的设有开口的开口管段；玻璃外管套设于储热管的外周，在玻璃外管的开口端与储热管的开口管段外壁之间通过金属封接盖及波纹管封接，玻璃外管与储热管间形成环形真空封接腔室，在环形真空封接腔室内设有遮光板，遮光板接近储热管的外壁且遮盖储热管的部分表面。本实用新型利用遮光板遮盖金属储热管的一部分表面，从而避免因阳光剧烈照射而导致金属储热管过热，起到遮光遮热的作用；并且当夜间及光照不足时，还可以阻挡金属储热管表面向真空管外的辐射散热有利于提升金属储热管的保温性能。
文档编号F24J2/34GK202494236SQ20122000713
公开日2012年10月17日 申请日期2012年1月9日 优先权日2012年1月9日
发明者周小波, 王宁, 葛洪川, 郭晋锋 申请人:太原市东煜阳光太阳能工程有限公司