CN100573920C - 一种太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件 - Google Patents

Abstract

太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件，包括透光外玻璃管、光伏电池、导线、散热板、传热过渡绝缘填料、金属热管、玻璃封接金属电极、消气剂、金属定位弹卡、排气管封嘴等构成。其光伏电池的正极通过金属焊接与带有管状安装孔的散热板连接，散热板套装于金属热管上，通过传热过渡绝缘填料与金属热管紧密连接，相邻光伏电池板正极之间相互电绝缘，串联接于金属热管之上。光伏电池定位安装于透光外玻璃管的直径上，透光外玻璃管玻璃焊接将金属热管封闭其内。或光伏电池定位安装于透光外玻璃管内安置的反射聚光镜面的聚焦线上。透光外玻璃管上连接排气尾管，抽真空后封嘴。串联构成的光伏电池组的正负电极，通过导线连接的玻璃封接金属电极导出。

Description

一种太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件

技术领域

本发明涉及一种太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件，属于太阳能应用领域。

背景技术

目前的太阳能光伏电池，主要用于太阳能发电。由于使用了有机材料，使得光伏电池造价高，寿命短，效率低，光电转化后剩余的废热使光伏电池结点温度升高，影响了光伏电池效率。且光伏电池现有模式散热不畅，与建筑物结合难度大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种造价低、加工容易，真空度高、不使用有机材料，单支管破损而不会导致太阳能热利用系统瘫痪，能够实现发电、高效集热、热启动速度快，抗冻、防结垢、真空度高、寿命长、可承压运行等诸多优点的太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件，包括透光外玻璃管、光伏电池、导线、散热板、传热过渡绝缘填料、金属热管、玻璃封接金属电极、消气剂、金属定位弹卡、排气管封嘴等构成。其光伏电池的正极通过金属焊接与带有管状安装孔的散热板连接，散热板套装于金属热管上，通过传热过渡绝缘填料与金属热管紧密连接，相邻光伏电池板正极之间相互电绝缘，串联接于金属热管之上。光伏电池定位安装于透光外玻璃管的直径上，透光外玻璃管玻璃焊接将金属热管封闭其内。或光伏电池定位安装于透光外玻璃管内安置的反射聚光镜面的聚焦线上，光伏电池对应照射光线有至少一个的光照面，透光外玻璃管将金属热管玻璃焊接封闭其内。透光外玻璃管上连接排气尾管，通过抽真空后将排气尾管玻璃焊接封嘴，对固定在定位金属弹卡上的消气剂烤消。金属热管内充注的冷却介质为相变介质。串联构成的光伏电池组的正负电极，通过导线连接的玻璃封接金属电极导出。

太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件，其光伏电池电绝缘复合连接在金属热管上，整体封装在真空的全玻璃壳体容器内，金属热管由热管吸热段、热管放热段、热管放热段与热管吸热段连接喉部、相变介质组成。热管吸热段与透光外玻璃管对应结合，组成太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件吸热段，热管放热段的金属导热装置或碳材料导热装置与传热外玻璃管对应结合，组成太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件的放热段，热管吸热段与热管放热段的连接喉部与透光传热外玻璃管相对应，组成一种太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件的安装密封面。光伏电池和热管良好传热连接，光伏电池的正负电极通过玻璃封接从全玻璃封闭容器外壳上引出，热管上固定有消气剂。散热板为带有管状安装孔的与光伏电池板面吻合的金属件或碳材料件等，连接有导线的光伏电池，正负电极互相串联，散热板面与光伏电池板面正极通过金属焊接浆料焊接为一体，至少一个与光伏电池板焊接为一体的带有管状安装孔散热板电绝缘套装于金属热管上。或光伏电池的正极通过金属焊接与导热电绝缘材料连接，导热电绝缘材料通过金属焊接与带有管状安装孔的散热板连接，散热板套装于金属热管上，通过填料与金属热管紧密连接，相邻光伏电池板正极之间相互电绝缘，串联接于金属热管之上。散热板套装于金属热管上，通过传热过渡绝缘填料与金属热管紧密连接。电绝缘材料浆料，或通过正压灌注，或通过负压灌注，或通过正负压灌注，或通过烘干、烧结、干馏实现定位安装于金属热管上。或光伏电池板与光伏电池板通过绝缘隔环相互电绝缘，金属热管通过电绝缘材料与散热板通过撑涨金属热管管壁连接，或通过紧缩散热板管壁连接。光伏电池板与光伏电池板之间通过电绝缘扣槽互相安装定位。全玻璃封闭容器外壳截面为管状全封闭真空容器，全玻璃封闭容器外壳截面为等径圆管，截面或为非等径复合连接圆管，或为椭圆管，或为圆管与椭圆管复合连接管，或为矩形管，或为其它闭环几何形状，管的两端为有承压能力的几何形状，或为圆弧承压面。

太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件，其热管的吸热段上有散热板，光伏电池复合连接于散热板上，弹性金属支撑卡或支柱将复合连接有光伏电池的散热板固定于全玻璃封闭容器外壳上，并将复合连接有光伏电池的散热板和玻璃外壳隔开，构成太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件的吸热段，热管放热段上的金属导热装置或碳材料导热装置与玻璃壳体紧密接触构成太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件的放热段，热管的放热段与吸热段之间的连接喉部与玻璃外壳间隔一定距离，热管连接喉部径向对应的玻璃外壳为安装密封面。外玻璃管的非光线入射面半管或安装有反射聚光镜面，反射聚光镜面或为内置反射聚光镜面，或为玻璃管壁反射聚光镜面。内置反射聚光镜面或为金属反射聚光镜面，或为玻璃反射聚光镜面。反射聚光镜面的横截面为曲线，反射聚光镜面的聚交线为表面是光伏电池板的金属热管，其管径满足0/180度角入射光线的聚交照射。外玻璃管的截面或为圆，或为椭圆，或为曲线与圆弧线的连接闭合线，外玻璃管有足够的强度，非圆管内或安装有增加其承压能力的支撑。外表面采光部位为光伏电池板的金属热管或为直管，或为非直管。内置反射聚光镜面为金属反射聚光镜面的，或将金属反射聚光镜面与支撑金属定位弹卡集成为一体制造，支撑金属定位弹卡至少集成制作于一端。

太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件，其热管吸热段由散热板和金属热管结合组成，金属管容器为单管或有多根肋管联通于主管之上，金属热管内表面或镀有化学惰性金属。散热板或为金属导体材料，或碳材料制造，其形状为平板，通过焊接、胀接、压接、粘接等方式紧密与光伏电池板结构在一起的光吸收层为具有一定耐热特性的光伏电池，其电极通过焊接或粘接与热管散热板低热阻连接，散热板可单面或双面安装连接光伏电池。带消气剂的金属弹卡为紧密包裹在金属热管外壁上的弹性管箍，弹性管箍或与弹性金属件电连接，弹性金属件通过玻璃封接电极导出。弹性金属件与光伏电池电绝缘。玻璃封接导出的电极连接高压直流电源的负极，实现静电防结垢。

太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件，其热管放热段上的金属或碳制品导热装置与玻璃壳体紧密接触，导热装置为与金属热管紧密结合为一体的金属翅片或碳颗粒，与弹性金属复合连接的导热面，其形状可为一只以上沿一定方向呈螺旋放射状的翅片，可为一个或一个以上花瓣状的金属闭环翅片，可为具有弹性的大于真空管直径的，呈放射状的弹性金属或碳材料丝或片，或为螺旋互字状通过压缩可使直径变小的翅片，翅片可靠自身弹力或弹簧弹力，使其紧密结合于玻璃传导面上，其传热面上可镀有熔点较低的金属，焊接限位金属翅片，所选的金属可为锡、铝、铅、铜等熔点低于430度的金属合金，金属热管与带金属翅片导热装置紧密结合为一体组成金属热管放热段。或金属热管与碳颗粒或金属颗粒紧密接触，碳颗粒或金属颗粒与放热段玻璃管壁紧密接触通过挡片自身弹力和通过弹簧弹力推压的滑动挡片实现，使之与玻璃管壁紧密接触结合为一体，组成热管放热段。

太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件，其透光外玻璃管的非光线入射面或镀有彩色膜层，或安装有透光保温遮风板，透光保温遮风板或为彩色。透光保温遮风板或为单层，或为双层中空，或为封闭真空。透光保温遮风板与透光保温遮风板或相互连接。

太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件，其玻璃焊接封闭的金属热管至少为一只。金属热管腔体内充注的导热工质具有汽化热焓大，导热性能良好，理化特性稳定的特点。导热工质或为水，或为水溶液，或为液体介质。金属热管腔体内的导热工质充注量：为最高额定工作温度、压力下金属热管腔体饱和导热工质蒸汽体积对应的导热工质蒸汽质量。高出最高额定工作温度、压力下的导热工质蒸汽为过热蒸汽，其对应温度、压力的关系遵循气体实验查理定律，即：一定质量的气体，在体积不变的情况下，它的压强跟热力学温度成正比，P₁/P₂＝T₁/T₂，此定律为太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件安全工作范围的设计依据。金属热管腔体的蒸发段与冷凝段之间为有隔热功能的安装连接密封面。外表面采光部位为光伏电池板的金属热管或为直管，或为非直管。

太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件，其太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件上或连接压力平衡承压密封组件，压力平衡承压密封组件或为太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件端头连接的管堵、或为吸帽，或为螺帽，与太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件连接为一体的压力平衡承压密封组件通过连接介质联箱的箱壁，实现承压运行。隔热密封面可通过外玻璃管缩口焊接成型，或不同管径的玻璃管焊接成型。外玻璃管的截面或为圆，或为椭圆，或为曲线与圆弧线的连接闭合线，或为矩形扁管，外玻璃管有足够的强度。

太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件，其热管吸热段与热管放热段连接喉部由放热冷凝段与散热板蒸发段之间的金属热管为两者之间的连接喉部，光伏电池的电极引线，通过玻璃封接电极从全玻璃外壳空腔中引出，金属热管上固定有消气剂。

太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件，其金属热管吸热段的散热板之间的孔隙中，安装固定有支撑柱，支撑柱与玻璃管壁支撑接触，支撑体可为玻璃管或柱或陶瓷管或柱等材料制造，玻璃管柱的两端可设有接触垫圈，其中椭圆管或其它几何形状的管中设有垂直于散热板的支撑，其支撑可以是点，或是线，散热板的边缘设有弹性支撑，弹性支撑于玻璃管上，使散热板与玻璃管壳有一定间隙，并使散热板置于玻璃管的直径处，弹性支撑可为焊接或铆接在散热板上的金属弹垫，也可为通过冲压使散热板自身形成的弹性支撑件。

本发明的有益效果是：太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件，在利用太阳能发电的同时，将太阳能转化成的热能充分利用，既降低了光伏电池结点温度，提高了光伏电池的效率，又利用了太阳能转化的热量，兼具防结垢功能，实现加热卫生热水，溴化锂制冷，海水淡化，或带动风轮机发电等功能。而其真空管结构，可使其作为建筑材料能起到很好的保温、透光、隔音、防电磁辐射等作用，并可使太阳能电池很好地与建筑物结合，最大范围地减少了太阳能电池的造价，使太阳能应用与建筑一体化完美结合。并可利用其底部蒸镀不同颜色的附膜，使建筑物保温、隔热、绚丽多彩，实现了太阳能建筑降低造价，实用、美观、环保、节能，减少了建筑物耗能等功能，且由于其内部没有有机物，寿命大大延长，代表了太阳能未来的发展方向。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为热管放热段与玻璃外壳之间的导热介质为碳材料颗粒，热管吸热段与散热板之间安置玻璃绝缘环的太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件的主剖视图；

图2为热管放热段与玻璃外壳之间的导热介质为碳材料颗粒，热管吸热段与散热板之间安置玻璃绝缘环的太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件的A-A剖视图；

图3为热管放热段与玻璃外壳之间的导热介质为碳材料颗粒，热管吸热段与散热板之间安置玻璃绝缘环的太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件的B-B剖视图；

图4为热管放热段与玻璃外壳之间的导热介质为碳材料颗粒，热管吸热段与散热板之间安置玻璃绝缘环的太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件的侧剖视图；

图1、图2、图3、图4组成太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件的第一实施例。

图5为热管放热段与玻璃外壳之间的导热介质为碳材料颗粒，热管吸热段与散热板之间安置玻璃绝缘环、金属热管底部带静电防结垢装置的太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件的主剖视图；

图6为热管放热段与玻璃外壳之间的导热介质为碳材料颗粒，热管吸热段与散热板之间安置玻璃绝缘环、金属热管底部带静电防结垢装置的太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件的侧剖视图。

图5、图6组成太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件的第二实施例。

图7为热管放热段与玻璃外壳之间的导热介质为金属翅片，热管吸热段与散热板之间紧密接触，散热板与光伏电池之间安置玻璃绝缘板的太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件的主剖视图；

图8为热管放热段与玻璃外壳之间的导热介质为金属翅片，热管吸热段与散热板之间紧密接触，散热板与光伏电池之间安置玻璃绝缘板的太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件的A-A剖视图；

图9为热管放热段与玻璃外壳之间的导热介质为金属翅片，热管吸热段与散热板之间紧密接触，散热板与光伏电池之间安置玻璃绝缘板的太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件的B-B剖视图；

图10为热管放热段与玻璃外壳之间的导热介质为金属翅片，热管吸热段与散热板之间紧密接触，散热板与光伏电池之间安置玻璃绝缘板的太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件的侧剖视图；

图7、图8、图9、图10组成太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件的第三实施例。

图11为热管放热段与玻璃外壳之间的导热介质为金属翅片，热管吸热段与散热板之间紧密接触，散热板与光伏电池之间安置玻璃绝缘板，玻璃热管带静电防结垢装置的太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件的主剖视图；

图12为热管放热段与玻璃外壳之间的导热介质为金属翅片，热管吸热段与散热板之间紧密接触，散热板与光伏电池之间安置玻璃绝缘板，玻璃热管带静电防结垢装置的太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件的侧剖视图；

图11、图12组成太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件的第四实施例。

图13为热管放热段与玻璃外壳之间的导热介质为碳材料颗粒，热管吸热段与散热板之间安置玻璃绝缘环的太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件的玻璃热管内置聚光镜面的主剖视图；

图14为热管放热段与玻璃外壳之间的导热介质为碳材料颗粒，热管吸热段与散热板之间安置玻璃绝缘环的太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件的玻璃热管内置聚光镜面的A-A剖视图。

图13、图14组成太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件的第五实施例。

图15为热管放热段与玻璃外壳之间的导热介质为碳材料颗粒，热管吸热段与散热板之间安置玻璃绝缘环的太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件的玻璃热管内置聚光镜面的、玻璃热管带静电防结垢装置的主剖视图。

图15为太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件的第六实施例。

图16为热管放热段与玻璃外壳之间的导热介质为金属翅片，热管吸热段与散热板之间紧密接触，散热板与光伏电池之间安置玻璃绝缘板的太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件的玻璃热管内置聚光镜面的主剖视图；

图17为热管放热段与玻璃外壳之间的导热介质为金属翅片，热管吸热段与散热板之间紧密接触，散热板与光伏电池之间安置玻璃绝缘板的太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件的玻璃热管内置聚光镜面的A-A剖视图；

图16、图17为太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件的第七实施例。

图18为热管放热段与玻璃外壳之间的导热介质为金属翅片，热管吸热段与散热板之间紧密接触，散热板与光伏电池之间安置玻璃绝缘板的太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件的玻璃热管内置聚光镜面、玻璃热管带静电防结垢装置的主剖视图。

图18为太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件的第八实施例。

图19为带有压力平衡承压密封组件、热管放热段与玻璃外壳之间的导热介质为碳材料颗粒，热管吸热段与散热板之间安置玻璃绝缘环的太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件的主剖视图。

图19为太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件的第九实施例。

图20为带有压力平衡承压密封组件、热管放热段与玻璃外壳之间的导热介质为金属翅片，热管吸热段与散热板之间紧密接触，散热板与光伏电池之间安置玻璃绝缘板的太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件的玻璃热管内置聚光镜面、玻璃热管带静电防结垢装置的主剖视图。

图20为太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件的第十实施例。

图21为太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件结构方式横置安装有单层透光保温挡风板的组装结构示意图。

图22为太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件结构方式纵置安装有双层透光保温挡风板的组装结构示意图。

图23为太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件横置安装有双层透光保温挡风板的组装结构示意图。

图24为太阳能转化电热能集成玻璃换热元件热管结构方式横置安装有带密封保温层的双层透光保温挡风板的组装结构示意图。

具体实施方式

图中：1排气管封嘴、2金属定位弹卡、3玻璃集热管真空环腔、4热管腔、5散热板、6透光外玻璃管、7玻璃集热管放热段玻璃壳、8导热颗粒、9导热颗粒热管金属容器、10消气剂、11玻璃集热管排气尾管封口、12限位环、13弹簧、14热管放热段、15热管喉部管壁、16光伏电池、17金属热管、18传热过渡绝缘填料、19导线、20玻璃封接金属电极、21玻璃金属封接点、22定位凹槽、23消气剂、24玻璃扣槽、25热管支撑弹卡、26玻璃封接电极接插件、27玻璃集热管吸热端保护帽、28金属热管电连接导线、29玻璃集热管帽电极绝缘密封胶、30玻璃集热管金属玻璃封接电极、31传热翅片、32热管放热段、33反射聚光镜面、34压力平衡承压密封组件、35透光保温遮风板、36透光保温遮风板连接插头、37密封保温层

图1、图2、图3、图4组成太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件的第一实施例中：由透光外玻璃管6、光伏电池16、导线19、散热板5、传热过渡绝缘填料18、金属热管17、玻璃封接金属电极20、消气剂10、23、金属定位弹卡2、排气管封嘴1等构成的太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件，热管放热段与玻璃集热管放热段玻璃壳7之间的导热介质为导热颗粒8，光伏电池16的正极通过金属焊接与带有管状安装孔的散热板5连接，散热板5套装于金属热管17上，通过传热过渡绝缘填料18与金属热管17紧密连接，相邻光伏电池板正极之间相互电绝缘，串联接于金属热管之上；光伏电池16定位安装于透光外玻璃管的直径上，透光外玻璃管玻璃焊接将金属热管封闭其内；透光外玻璃管6上连接排气尾管，通过抽真空后将排气尾管玻璃焊接封嘴1，对固定在定位金属弹卡2上的消气剂23烤消；金属热管内充注有冷却介质，串联构成的光伏电池组的正负电极，通过导线连接的玻璃封接金属电极20导出，通过玻璃金属封接点21封接。

图5、图6组成太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件的第二实施例中：玻璃热管底部安装由玻璃封接电极接插件26、玻璃集热管吸热端保护帽27、金属热管电连接导线28、玻璃集热管帽电极绝缘密封胶29、玻璃集热管金属玻璃封接电极30组成的静电防结垢装置。其它等同于第一实施例。

图7、图8、图9、图10组成太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件的第三实施例中：为热管放热段32与玻璃集热管放热段玻璃壳7之间的导热介质为传热翅片31。其它等同于第一实施例。

图11、图12组成太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件的第四实施例中：玻璃热管底部安装由玻璃封接电极接插件26、玻璃集热管吸热端保护帽27、金属热管电连接导线28、玻璃集热管帽电极绝缘密封胶29、玻璃集热管金属玻璃封接电极30组成的静电防结垢装置。其它等同于第一实施例。

图13、图14组成太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件的第五实施例中：热管放热段与玻璃集热管放热段玻璃壳7之间的导热介质为导热颗粒8，光伏电池16定位安装于透光外玻璃管6内安置的反射聚光镜面33的聚焦线上。其它等同于第一实施例。

图15组成的第六实施例中：热管放热段与玻璃集热管放热段玻璃壳7之间的导热介质为导热颗粒8，光伏电池16定位安装于透光外玻璃管6内安置的反射聚光镜面33的聚焦线上，玻璃热管底部安装由玻璃封接电极接插件26、玻璃集热管吸热端保护帽27、金属热管电连接导线28、玻璃集热管帽电极绝缘密封胶29、玻璃集热管金属玻璃封接电极30组成的静电防结垢装置。其它等同于第一实施例。

图16、图17为太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件的第七实施例中：热管放热段32与玻璃集热管放热段玻璃壳7之间的导热介质为传热翅片31，光伏电池16定位安装于透光外玻璃管6内安置的反射聚光镜面33的聚焦线上。其它等同于第一实施例。

图18组成的第8实施例中：热管放热段32与玻璃集热管放热段玻璃壳7之间的导热介质为传热翅片31，光伏电池16定位安装于透光外玻璃管6内安置的反射聚光镜面33的聚焦线上，玻璃热管底部安装由玻璃封接电极接插件26、玻璃集热管吸热端保护帽27、金属热管电连接导线28、玻璃集热管帽电极绝缘密封胶29、玻璃集热管金属玻璃封接电极30组成的静电防结垢装置。其它等同于第一实施例。

图19组成的第9实施例中：玻璃热管的顶部设有压力平衡承压密封组件34，其它等同于第一实施例。

图20组成的第10实施例中：玻璃热管的顶部设有压力平衡承压密封组件34，其它等同于第八实施例。

图21为太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件结构方式横置安装有单层透光保温挡风板的组装结构示意图。

图22为太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件结构方式纵置安装有双层透光保温挡风板的组装结构示意图。

图23为太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件横置安装有双层透光保温挡风板的组装结构示意图。

图24为太阳能转化电热能集成玻璃换热元件热管结构方式横置安装有带密封保温层的双层透光保温挡风板的组装结构示意图。

Claims (10)

1.一种太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件，包括透光外玻璃管、光伏电池、导线、散热板、传热过渡绝缘填料、金属热管、玻璃封接金属电极、消气剂、金属定位弹卡、排气管封嘴，其特征是：光伏电池的正极通过金属焊接与带有管状安装孔的散热板连接，散热板套装于金属热管上，通过传热过渡绝缘填料与金属热管紧密连接，相邻光伏电池板正极之间相互电绝缘，串联接于金属热管之上；光伏电池定位安装于透光外玻璃管的直径上，透光外玻璃管玻璃焊接将金属热管封闭其内；或光伏电池定位安装于透光外玻璃管内安置的反射聚光镜面的聚焦线上，光伏电池对应照射光线有至少一个的光照面，透光外玻璃管将金属热管玻璃焊接封闭其内；透光外玻璃管上连接排气尾管，通过抽真空后将排气尾管玻璃焊接封嘴，对固定在定位金属弹卡上的消气剂烤消；金属热管内充注的冷却介质为相变介质；串联构成的光伏电池组的正负电极，通过导线连接的玻璃封接金属电极导出

2.根据权利要求1所述的太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件，其特征是：光伏电池电绝缘复合连接在金属热管上，整体封装在真空的全玻璃壳体容器内，金属热管由热管吸热段、热管放热段、热管放热段与热管吸热段连接喉部、相变介质组成；热管吸热段与透光外玻璃管对应结合，组成太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件吸热段，热管放热段的金属导热装置或碳材料导热装置与传热外玻璃管对应结合，组成太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件的放热段，热管吸热段与热管放热段的连接喉部与透光传热外玻璃管相对应，组成一种太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件的安装密封面；光伏电池和热管良好传热连接，热管上固定有消气剂；散热板为带有管状安装孔的与光伏电池板面吻合的金属件或碳材料件，连接有导线的光伏电池，正负电极互相串联，散热板面与光伏电池板面正极通过金属焊接浆料焊接为一体，至少一个与光伏电池板焊接为一体的带有管状安装孔散热板电绝缘套装于金属热管上；光伏电池的正极通过金属焊接与导热电绝缘材料连接，导热电绝缘材料通过金属焊接与带有管状安装孔的散热板连接；电绝缘材料浆料通过正压灌注，或通过负压灌注，或通过正负压灌注，然后通过先烘干，再烧结，最后干馏实现定位安装于金属热管上；光伏电池板与光伏电池板通过绝缘隔环相互电绝缘，金属热管通过电绝缘材料与散热板套装，通过撑涨金属热管管壁实现电绝缘材料与散热板紧密连接，或通过紧缩散热板管壁实现电绝缘材料与散热板紧密连接；光伏电池板与光伏电池板之间通过电绝缘扣槽互相安装定位；全玻璃封闭容器外壳截面为等径圆管，或为非等径复合连接圆管，或为椭圆管，或为圆管与椭圆管复合连接管，或为矩形管，或为其它闭环几何形状，管的两端为有承压能力的几何形状。

3.根据权利要求1所述的太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件，其特征是：热管的吸热段上有散热板，光伏电池复合连接于散热板上，弹性金属支撑卡或支柱将复合连接有光伏电池的散热板固定于全玻璃封闭容器外壳上，并将复合连接有光伏电池的散热板和玻璃外壳隔开，构成太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件的吸热段，热管放热段上的金属导热装置或碳材料导热装置与玻璃壳体紧密接触构成太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件的放热段，热管的放热段与吸热段之间的连接喉部与玻璃外壳间隔一定距离，热管连接喉部径向对应的玻璃外壳为安装密封面；外玻璃管的非光线入射面半管安装有反射聚光镜面，反射聚光镜面为内置反射聚光镜面，或为玻璃管壁反射聚光镜面；内置反射聚光镜面为金属反射聚光镜面，或为玻璃反射聚光镜面；反射聚光镜面的横截面为曲线，反射聚光镜面的聚焦线为表面是光伏电池板的金属热管，其管径满足0~180度角入射光线的聚焦照射；外玻璃管的截面为圆，或为椭圆，或为曲线与圆弧线的连接闭合线，外玻璃管有足够的强度，非圆管内安装有增加其承压能力的支撑；内置反射聚光镜面为金属反射聚光镜面，将金属反射聚光镜面与支撑金属定位弹卡集成为一体制造，支撑金属定位弹卡至少集成制作于一端。

4.根据权利要求1所述的太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件，其特征是：热管吸热段由散热板和金属热管结合组成，金属管容器为单管或有多根肋管联通于主管之上，金属热管内表面镀有化学惰性金属；散热板为金属导体材料，或碳材料制造，其形状为平板，散热板通过焊接、胀接、压接、粘接的方式紧密与光伏电池板结合在一起，光伏电池具有一定耐热特性，其电极通过焊接或粘接与热管散热板低热阻连接，散热板单面或双面安装连接光伏电池；带消气剂的金属弹卡为紧密包裹在金属热管外壁上的弹性管箍，弹性管箍与弹性金属件电连接，弹性金属件通过玻璃封接电极导出，弹性金属件与光伏电池电绝缘。

5.根据权利要求1所述的太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件，其特征是：热管放热段上的金属或碳制品导热装置与玻璃壳体紧密接触，导热装置为与金属热管紧密结合为一体的金属翅片或碳制品，与玻璃壳体紧密接触的弹性金属复合连接导热面，其形状为一只以上沿一定方向呈螺旋放射状的翅片，为一个或一个以上花瓣状的金属闭环翅片，为具有弹性的大于真空管直径的，呈放射状的弹性金属或碳材料丝或片，或为螺旋互字状通过压缩可使直径变小的翅片，翅片可靠自身弹力或弹簧弹力，使其紧密结合于玻璃传导面上，其传热面上镀有锡、铝、铅或铜的金属合金，焊接限位金属翅片，金属热管与带金属翅片导热装置紧密结合为一体组成金属热管放热段；或金属热管与碳颗粒或金属颗粒紧密接触，碳颗粒或金属颗粒与放热段玻璃管壁紧密接触通过挡片自身弹力和通过弹簧弹力推压的滑动挡片实现，使之与玻璃管壁紧密接触结合为一体，组成热管放热段。

6.根据权利要求1所述的太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件，其特征是：透光外玻璃管的非光线入射面镀有彩色膜层，或安装有透光保温遮风板，透光保温遮风板为彩色，透光保温遮风板为单层，或为双层中空，或为封闭真空；透光保温遮风板与透光保温遮风板相互连接。

7.根据权利要求1所述的太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件，其特征是：玻璃焊接封闭的金属热管至少为一只；金属热管腔体内充注的冷却介质具有汽化热焓大，导热性能良好，理化特性稳定的特点；冷却介质为液体介质；金属热管腔体内的冷却介质充注量：为最高额定工作温度、压力下金属热管腔体饱和冷却介质蒸汽体积对应的冷却介质蒸汽质量；金属热管腔体的蒸发段和冷凝段之间为有隔热功能的安装连接密封面。

8.根据权利要求1所述的太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件，其特征是：太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件上连接压力平衡承压密封组件，压力平衡承压密封组件为全玻璃外壳换能元件端头连接的管堵、吸帽、或螺帽，压力平衡承压密封组件与全玻璃外壳换能元件连接为一体，通过连接介质联箱的箱壁，实现承压运行；隔热密封面通过外玻璃管缩口焊接成型，或不同管径的玻璃管焊接成型；外玻璃管的截面为圆，或为椭圆，或为曲线与圆弧线的连接闭合线，或为矩形扁管，外玻璃管有足够的强度。

9.根据权利要求1所述的太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件，其特征是：热管吸热段与热管放热段连接喉部由放热冷凝段与散热板蒸发段之间的金属热管为两者之间的连接喉部，光伏电池的电极引线，通过玻璃封接电极从全玻璃外壳空腔中引出，金属热管上固定有消气剂。

10.根据权利要求1所述的太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件，其特征是：金属热管吸热段的散热板之间的孔隙中，安装固定有支撑柱，支撑柱与玻璃管壁支撑接触，支撑柱为玻璃柱或陶瓷柱，玻璃柱的两端设有接触垫圈，其中椭圆管或其它几何形状的管中设有垂直于散热板的支撑，其支撑是点，或是线，散热板的边缘设有弹性支撑，弹性支撑于玻璃管上，使散热板与玻璃管壳有一定间隙，并使散热板置于玻璃管的直径处，弹性支撑为焊接或铆接在散热板上的金属弹垫，或为通过冲压使散热板自身形成的弹性支撑件。

Images