CN101762083A - 罩玻璃用径向弹性金属体传热的太阳集热元件 - Google Patents

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施国梁
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Abstract

罩玻璃用径向弹性金属体传热的太阳集热元件，由罩玻璃和热管组成，太阳光经反射聚集，或者直接照射在热管翅板上变为热能通过罩玻璃传热面输出，其特征在于罩玻璃传热面与内置金属热管冷端之间含有一个其包络线与罩玻璃传热面吻合、带多个径向布置的弯曲传热板或传热棒的径向弹性金属传热件。在罩玻管传热面和传热件之间采用一个其外表面与传热面吻合的弹性金属传热衬管，并制作一个腰收缩段约束传热衬管。本发明集热效率高、抗冻抗空晒能力强；进行弹性金属传热件使集热元件对温度引起的热胀冷缩不敏感；采用传热衬管进一步减小了热阻；造价也较低；罩玻管的腰收缩段和传热衬管的止退卡簧保证了可靠集热和传热。结合附图给出两个实施例。

Description

罩玻璃用径向弹性金属体传热的太阳集热元件
所属技术领域
本发明涉及罩玻璃用径向弹性金属体传热的太阳集热元件。
背景技术
现有的一种利用罩玻管输出热能的太阳集热元件，为避免金属件热胀冷缩造成罩玻管破裂或者传热链脱节，在罩玻管和热管之间采用颗粒状碳素传热，由于这些颗粒状碳素热阻大，其实用性较差。
发明目的
本发明的目的是要提供罩玻璃用径向弹性金属体传热的太阳集热元件。
本发明的目的这样实现：用一个其包络线与罩玻璃传热面吻合、带有多个呈径向辐射布置并且弯曲的传热板或者传热棒的径向弹性金属传热件，低热阻连接罩玻璃的传热面和内置金属热管的冷端，组成一个罩玻璃用径向弹性金属体传热的太阳集热元件。带有管状或者球状外形及吸收体的集热元件可分别用于一维或者两维聚光集热。太阳光经外置或者内置于罩玻璃的一维或者两维反射聚光器件包括涂制在部分罩玻璃内壁上的光反射层反射聚集于热管上，或者直接照射在热管翅板上变为热能；热管将收集的热能从其冷端通过罩玻璃的传热面输出。
进一步，在罩玻璃传热面和弹性金属传热件之间采用一个其外表面与罩玻璃传热面吻合的弹性金属传热衬管。还在罩玻璃传热面边缘处制作一个腰收缩段，约束传热衬管使其不滑出界外。还可在传热衬管上设置一个径向弹性金属传热件止退卡簧，防止弹性金属传热件越出界外。
本发明的有益效果包括：采用金属热管和径向弹性金属传热件传热效率高、抗冻抗空晒能力强；径向弹性金属传热件使集热元件各部件对温度引起的热胀冷缩不敏感；采用弹性金属传热衬管进一步减小了罩玻璃传热面与热管冷端间的热阻；造价也较低；罩玻璃的腰收缩段和传热衬管的止退卡簧保证了可靠集热。
附图说明
下面结合附图进一步进行说明。
图1是本发明一个等径换热的罩玻璃用径向弹性金属体传热的太阳能管状集热元件实施例的正视与侧视结构示意图。
图1是本发明一个缩径换热的罩玻璃用径向弹性金属体传热的太阳能管状集热元件实施例的正视与侧视结构示意图。
图中1.翅板；2.热管；3.冷端；4.罩玻管；5.传热面；6.径向弹性金属传热件；7.传热衬管；8.传热板；9.传热面边缘；10.腰收缩段；11.止退卡簧；12.热管底端；13.尾托；14.聚光反射器。
具体实施方法
图1实施例中，带翅板1的热管2冷端3和一个经腰接、两端封口和抽真空的罩玻管4传热面5，通过一个筒状径向弹性金属传热件6、一个其外表面与罩玻管4传热面5吻合的弹性金属传热衬管7低热阻连接，组成一支罩玻管4与热管2冷端3之间用径向弹性金属体传热的太阳集热元件。
径向弹性金属传热件6带有多个呈径向辐射布置并且弯曲的传热板8，这些传热板的包络线呈柱形与罩玻管4内表面相吻合。冷端3、径向弹性金属传热件6和罩玻管4的热胀冷缩形变都被这些具有良好弹性的弯曲传热板8吸收：既不胀破罩玻管4，也不使传热链脱节，保证集热元件长期可靠工作。
罩玻管4在传热面5的边缘9处制作有一个腰收缩段10，使传热衬管7被封锁在罩玻管4从传热面5顶端到腰收缩段10之间的区域不能滑出界外。
传热衬管7上带有一条与其轴心线平行的直缝，并且还冲制有一条上翘30度的径向弹性金属传热件6止退卡簧11简称止退卡簧11。安装时先将传热件6卷小置于罩玻管4的腰收缩段10里面，止退卡簧11在自身弹力作用下紧贴传热面5；再插入进行弹性金属传热件6。当传热件6经过止退卡簧11时将止退卡簧压11下；传热件6完全通过时则止退卡簧11弹起恢复30度上翘状态，上翘的止退卡簧11关卡挡住传热件6使其不越出界外。
热管底端12处有一个热管尾托13。
太阳光透过罩玻管4照射在翅板1上变为热能汇集于热管2，热管2将收集的热能从其冷端3通过径向弹性金属传热件6、传热衬管7和罩玻管4的传热面5输出。图1实施例还可以采用一维聚光装置进行高温集热。
图2实施例中，内置金属热管2冷端3和一个经腰接、两端封口和抽真空的罩玻管4顶端的内凹夹套传热面5之间通过一个夹套式径向弹性金属传热件6、一个其外形与罩玻管4传热面5吻合的弹性金属传热衬管7低热阻连接，组成一支罩玻管4与热管2冷端3之间用径向弹性金属体传热的太阳集热元件。
在罩玻管4内设置有一个内置式一维聚光反射器14。在热管底端12处有一个与罩玻璃相抵的热管尾托13，通过与罩玻管4相抵，热管2以及与其相连的夹套式径向弹性金属传热件6和弹性金属传热衬管7能始终与内凹夹套传热面5低热阻连接而不滑出界外。
太阳光透过罩玻管4照射在聚光反射器14上反射并汇集于热管2的表面转化为热能，热管2将收集的热能从其冷端3通过径向弹性金属传热件6、传热衬管7和罩玻管4的传热面5输出。
除了图2实施例中所示的内凹夹套传热面5，罩玻管顶端或者罩玻璃还可采用简单内凹的传热面。采用内凹的传热面能将传热面收缩在集热元件顶端的小区域内，有助于减少热损。内凹的传热面还能配套嵌入内凹传热面内的嵌入式换热器进行集热，有助于减小分体式集热器的储水量、加快集热过程。
另外，也可以利用图2实施例中所示直径缩小的管状传热面传热。采用直径缩小的管状传热面传热能增加集热装置的排管密度和减小接口的孔径。

Claims (8)

1.罩玻璃用径向弹性金属体传热的太阳集热元件，由罩玻璃和内置金属热管组成，具有管状或者球状外形及吸收体可分别用于一维或者两维聚光集热；太阳光经一维或者两维光反射层反射聚集于热管上，或者直接照射在热管翅板上变为热能；热管将收集的热能从其冷端通过罩玻璃的传热面输出，其特征在于罩玻璃传热面与内置金属热管冷端之间含有一个其包络线与罩玻璃传热面吻合、带有多个呈径向辐射布置并且弯曲的传热板或者传热棒的径向弹性金属传热件。
2.根据权利要求1所述的集热元件，其特征在于罩玻璃传热面和弹性金属传热件之间含有一个其外表面与罩玻璃传热面吻合的弹性金属传热衬管。
3.根据权利要求1或2所述的集热元件，其特征在于罩玻管在传热面边缘处含有一个腰收缩段。
4.根据权利要求1或2所述的集热元件，其特征在于弹性金属传热衬管含有一个关卡径向弹性金属传热件的止退卡簧。
5.根据权利要求1或2所述的集热元件，其特征在于含有一个外置或者内置于罩玻璃的一维或者两维反射聚光器件；或者部分罩玻璃内壁含有光反射膜。
6.根据权利要求1或2所述的集热元件，其特征在于罩玻管含有一段直径缩小的管状传热面。
7.根据权利要求1或2所述的集热元件，其特征在于罩玻管顶端含有一个内凹的传热面或者含有一个内凹的夹套传热面。
8.根据权利要求1或2所述的集热元件，其特征在于含有一个与罩玻璃相抵的热管尾托。
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PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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