太阳能热气管的制作方法

文档序号:13220779阅读:264来源:国知局
技术领域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:
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。

技术实现要素:
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℃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。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100C,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。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。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1的内腔中,在外管1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1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1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1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1底部与外管1管体外相导通,管进口6与外管1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1与外管1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1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1管外温度是-50℃,受光照后内管2内温度增至300℃,管内、外温差是At=350℃,在这一过程中内管2因升温而致的长度增量为:Al1=1700X3_3X10-6X350=L96醒,这时所选用连接管4的弹性范围应大于L96醒,即应留有足够的余量,以确保使用中质量安全;上述△l:的计算依据是线膨胀长度增量公式lt—l〇=l〇X△tXa,式中的1700是58X1800太阳能管内管2的长度,3.3X10—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7-9mm、壁厚1-2mm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45mm左右,弹簧相邻两圈对应点在中径上的轴向距离节距为9mm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。
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