太阳能热气管的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种将太阳能直接给空气加热的太阳能热气管。其特征在于：在内管（2）上设有使内管腔（8）与外管（1）的管体外导通的空心连接管（4）。本发明扩大了太阳能使用范围、提高了太阳能的使用效率，本太阳能热气管经测试，在3月下旬上午7点半左右太阳能管内空气高于100℃，输出能量的时间，能与人们工作、生活时间同步，可作热源向外供能，如用于供暖、烘干、给水加热到沸腾，以及向其他生产、生活等方面需要热能的场所供能量，实现一器多用。
【专利说明】太阳能热气管
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种太阳能加热器，尤其是一种将太阳能直接给空气加热的太阳能热气管。
【背景技术】
[0002]目前市场上销售使用的太阳能热水器品种繁多，而其关键部件是太阳能管；一种上端开口、下端封闭的太阳能管使用最为普及，这种太阳能管工作时管内盛满水，利用光照后管内的水吸热升温自动对流，使水箱中水的温度升高集热储备；
主要优缺点
优点:利用太阳能管对光能吸收效率高的特性，将光能转变成水的热能储存，使用户获得热水使用，方便了生产、生活，为节约能源、减少污染做出了贡献；
缺点:人类主要是以熟食类物品为主食，而现已普及、使用多年的太阳能热水器只能提供热水，不能煮沸，所供热水因没有煮沸过，故不能直接饮用，实属热水器产品缺陷；在冬季人们需要取暖却不能供暖，也是件憾事；再则从提供热水的时间上看，不能和白天人们工作的时间同步，不能和人们上午做饭时间同步，形成能量使用上的浪费。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种能扩大太阳能使用范围的、让阳光直接对太阳能管内空气加热的、使管内空气在较短时间内达100°c以上的、便于将管内热空气向待加热物体循环释放热量的一种太阳能热气管；
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为:该种太阳能热气管，包括上端开口、下端封密，内管配在外管的内腔中，在外管的内壁与内管的外壁之间设有保温真空腔，在内管的外壁底部与外管的内壁底部之间设有支撑架，其特征在于:在内管上设有使内管腔与外管的管体外导通的空心连接管；
所述的一种太阳能热气管，其特征在于:所述连接管呈弹簧状或弧线状，连接管材料的线膨胀系数与外管、内管材料的线膨胀系数相同或相近。
[0004]本发明与现有技术相比的有益效果:
本发明扩大了太阳能的使用范围、提高了太阳能的使用效率，经测试，在3月下旬上午7点半左右太阳能管内空气高于100°C，输出能量的时间，能与人们工作、生活时间同步，可作热源向外供能，如用于供暖、烘干、给水加热到沸腾，以及向其他生产、生活等方面需要热能的场所供能，实现一器多用。
[0005]【专利附图】
【附图说明】:
图1是根据本发明一个实例的剖视图；
图2是本发明另一个实例的局部剖视图；
图3是本发明第三个实例的局部剖视图；
图中:1.外管，2.内管，3.支撑架，4.连接管，5.管出口，6管进口，7.真空腔，8.内管腔。[0006] 【具体实施方式】:
为了进一步说明本发明的上述目的、技术方案和效果，以下通过实施例结合附图及有关公知的技术知识来说明本发明:
如图1所示，本发明在现有技术太阳能管构造的基础上，如:包括上端开口、下端封密，内管2配在外管I的内腔中，在外管I的内壁与内管2的外壁之间设有保温真空腔7，在内管2的外壁底部与外管I的内壁底部之间设有支撑架3 ;创新在于:在内管2的底部设有使内管腔8与外管I管体外相导通的空心连接管4 ；
所述连接管4呈弹簧状，具有弹性，连接管4材料的线膨胀系数与外管1、内管2材料的线膨胀系数相同或相近；如外管1、内管2均采用高硼硅玻璃材料制成，该空心连接管4也是采用高硼硅玻璃材料制成的；
连接管4上的管出口 5、管进口 6，分别与内管2、外管I相连接有多种连接实施方式；如图1所示的为本发明的一个实施例，连接管4配在内管2底部的支撑架3中心孔内，连接管4的管出口 5穿过内管2底部后与内管腔8相连通，管出口 5与内管2在连接处密封；连接管4的管进口 6穿过外管I底部与外管I管体外相导通，管进口 6与外管I在连接处密封；
如图2、图3所示的为本发明的第二、第三个实施例，连接管4的一头配在内管2底部内腔的两管壁上，并使连接处密封为一体，在内管2内腔中的连接管4上设有管出口 5 ;连接管4的管进口 6穿过外管I与外管I管体外相导通，并在连接处密封为一体；
综上所述，连接管4与太阳能管的外管1、内管2管壁相连接的方法及形式有多种，只要是将连接管4的两端分别与太阳能管的外管1、内管2管壁分别密封相连，让外管I管体外空气经连接管4流入内管2的内管腔8接法均可，均在本专利申请公开的范围之内；
相关要求、结构功能描述:
1)连接管4的材料
制造连接管4材料的线膨胀系数应与制造太阳能管材料的线膨胀系数相同或相近，确保太阳能管在温度变化过程中内、外管与连接管4在连接处不出现破裂、炸裂现象；
2)连接管4具有弹性
实验证明，对连接管4分别施加工作状态的拉力和压力时，连接管4就会被拉长和被压短，当外力撤销时，连接管4恢复原长，连接管4不会损坏；
3)连接管4长度变化量应大于太阳能内管2长度变化量
即呈弹簧状的连接管4在其弹簧的两端，受到拉力和压力时的长度增加量和长度减小量，都应大于内管2在温度变化过程中所产生的长度缩短最大值和长度增加最大值，确保太阳能管在使用过程中不会出现外管1、内管2、连接管4的断裂、破裂现象；
例如:外管I管外温度是- 50°C，受光照后内管2内温度增至300°C，管内、外温差是At = 350°C，在这一过程中内管2因升温而致的长度增量为:Λ I ! =1700 X 3.3 X 10-6X350 = 1.96 mm，这时所选用连接管4的弹性范围应大于1.96 mm，即应留有足够的余量，以确保使用中质量安全；
上述Al工的计算依据是线膨胀长度增量公式It 一 Itl = IciXAtXa,式中的1700是58X1800太阳能管内管2的长度，3.3 X 10 _6是制造太阳能管材料高硼硅玻璃的线热膨胀系数；
如采用外径是7-9 mm、壁厚1-2 mm的高硼硅玻璃管绕制六圈弹簧状连接管4，连接管4的弹簧外径为45 mm左右，弹簧相邻两圈对应点在中径上的轴向距离节距为9 mm左右可满足上述要求；
4)太阳能管外管1、内管2的管壁均能承受连接管4的反作用力经实验:在太阳能管的外管1、内管2侧面管壁上分别加上245N相向与相反方向作用力各三十天，太阳能管完好如初未损坏；
工作原理:
太阳能管受到光照后管内空气温度升高自动上移，同时管外温度较低的空气经连接管4流入太阳能管内管2底部，新流进的空气在徐徐上升的过程中得到加热逐渐升温，达到设定温度后被输出给指定物体加热；
有关热空气温度的设定、如何循环输出热空气使用，本专利不作叙述。
【权利要求】
1.一种太阳能热气管，包括上端开口、下端封密，内管(2)配在外管(I)的内腔中，在外管(I)的内壁与内管(2)的外壁之间设有保温真空腔(7)，在内管(2)的外壁底部与外管(I)的内壁底部之间设有支撑架(3)，其特征在于:在内管(2)上设有使内管腔(8)与外管(I)的管体外导通的空心连接管(4)。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能热气管，其特征在于:所述连接管(4)呈弹簧状或弧线状，连接管(4)材料的线膨胀系数与外管(I )、内管(2)材料的线膨胀系数相同或相近。
【文档编号】F24J2/24GK103884114SQ201410130141
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年4月1日 优先权日:2014年4月1日
【发明者】王其庆, 王思慧 申请人:王其庆