CN1121577A - 全玻璃热管式真空集热管 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全玻璃热管式真空集热管，适合于利用太阳能作为能源，对提供热水、开水、采暖、干燥、太阳房、空调、制冷、制冰、抽水、发电和海水淡化等领域可用作全天候收集太阳能集热元器件。它由外表面涂覆光谱选择性吸收涂层的内玻璃管与外玻璃管之间烧熔封闭，并使其夹层抽真空，再将内玻璃管抽真空，并注入适量工质，然后将内玻璃管烧熔封闭，从而形成全玻璃热管式真空集热管，其优点是真空绝热保温、吸热效率高、传热快、合格率大、成本低。

Description

全玻璃热管式真空集热管

本发明涉及一种热管式真空集热管，特别是一种全玻璃热管式真空集热管，适合于利用太阳能来作为能源，在供应热水、开水、空调、制冷、制冰、采暖、干燥、太阳房、抽水、发电和海水淡化等领域，用作全天候收集太阳能的集热元器件。

现有的热管式真空集热管是由玻璃明管与外表面涂复光谱选择性吸收涂层的金属热管之间烧熔封接并抽真空而形成，由于玻璃明管和金属热管之间的膨胀系数不同，因而两者之间烧熔封接，其加工难度大，容易炸裂，合格率小，生产率低，造价高，从而影响了该产品在太阳能利用的各个领域中广泛推广使用。

本发明经检索和市场调查，至今未发现国内外有全玻璃热管式真空集热管技术及其产品，可供参考的资料有：

(1)桑普牌热管式真空集热管产品简介，它是由联合国开发署和德国科技部资助，由北京太阳能研究所与德国合作研制成功的一种金属热管式真空集热管，[见附件(一)]。

(2)太阳能热利用技术--全玻璃真空管热水器--清华大学工程系太阳能组编印的培训班讲义，第四章第4--3页，介绍了日本、英国、荷兰的金属热管式真空集热管，[见附件(二)]。

本发明的任务是要提供一种全玻璃热管式真空集热管，其目的在于使外玻璃明管与制作热管用的内玻璃管膨胀系数相同，因而两者之间烧熔封接，加工容易、不易炸裂、合格率大、生产率高、造价低、传热快、热效率高，从而能在太阳能热利用的各个领域中大面积广泛地推广使用。

本发明是这样实现的：将外表面涂复光谱选择性吸收涂层的内玻璃管与外玻璃明管之间烧熔封闭，并使其夹层抽真空，再将内玻璃管抽真空，并注入适量工质，然后将内玻璃管的注液管烧熔封闭，而成全玻璃热管式真空集热管。

下面结合附图对本发明作进一步的详细描述：

图1是内、外玻璃管下端各个封底的全玻璃热管式真空集热管纵向剖视图。

图2是外玻璃明管上、下端口部与内玻璃管外壁烧熔封接的全玻璃热管式真空集热管纵向剖视图。

图3为吸液芯的纵向剖视图。

图4为吸液芯沿图3中MM线横向剖视图。

这种全玻璃热管式真空集热管是将外表面采光部位涂复光谱选择性吸收涂层及高反射性衬底[4]的内玻璃管[3]通过带消气剂[11]的弹性支架[10]及簧片[7]支承在外玻璃明管[2]内，且内、外玻璃管[3]与[2]之间烧熔封接，使其夹层[5]封闭，并通过排气咀[1]对夹层[5]抽真空，使其真空度＜7×10^-3Pa，然后将排气咀[1]烧熔封闭，再通过内玻璃管[3]其上端的注液咀[6]对内玻璃管[3]的内腔抽真空，使其空气抽净，完后注入适量工质[9]，注好后将注液咀[6]烧熔封闭，从而形成全玻璃热管式真空集热管。

这种全玻璃热管式真空集热管，其内、外玻璃管[3]与[2]之间烧熔封闭的结构形式可以为外玻璃明管[2A]及内玻璃管[3A]的下端各个烧熔封底，并吹成剖面为半园形球底，而外玻璃明管[2A]的上端口部与内玻璃管[3A]的外壁之间烧熔封接，使其内、外玻璃管[3A]与[2A]之间的夹层[5A]封闭，或者是将外玻璃管[2B]的上、下端口部与已烧熔封底的内玻璃管[3B]的外壁之间各个烧熔封接，使外玻璃明管[2B]与内玻璃管[3B]之间的夹层[5B]封闭。

这种全玻璃热管式真空集热管，其内玻璃管[3]外表面采光部位所涂复的光谱选择性吸收涂层及高反射性衬底[4]可以是真空蒸发沉积型、磁控溅射型、化学与电化学型、化学蒸发沉积型、涂料型或熔烧型的光谱选择性吸收涂层及高反射性衬底。

这种全玻璃热管式真空集热管，其外玻璃明管[2]及制作真空集热管内管用的并兼做热管用的内玻璃管[3]其材料可以同是派力克司(Pyrex)玻璃、北京特硬(BJ-TY)玻璃、硼硅玻璃、石灰玻璃或石英玻璃。

这种全玻璃热管式真空集热管，其热管[8]内腔注入的工质[9]可以是液体、(例如：水、蒸馏水、乙醚、乙醇或丙酮等)或混合液体、(例如酒精加蒸馏水等)、或溶液(例如盐水等)。

所谓注入适量的工质，是指它与工质成分的物理化学性能有关，与热管[8]的内腔直径、长度和玻管壁厚有关，可以通过实验及优选法分别确定其最佳用量。

这种全玻璃热管式真空集热管，其热管[8]内腔可以不装或装有耐腐蚀、耐高温的海棉状多孔非金属材料(例如石棉纤维、海棉状泡沫塑料等)或金属丝网制成吸液芯[12]，且中间开有或不开园柱形孔[13]，周围开有或不开半园柱形孔[14]。

本发明两种实施方案的比较：

图1比图2所示全玻璃热管式真空集热管，其制造较容易，熔接部位热应力小，不易炸裂、合格率高、造价低，这是因为图1中内、外玻璃管仅一端熔接，呈悬臂梁的结构形式，不会产生扭应力。

本发明---全玻璃热管式真空集热管比国内外现有的全玻璃真空集热管传热快，热效率高、而制造成本略高，具有市场竞争能力。

Claims (6)

1.一种热管式真空集热管，其特征是一种全玻璃热管式真空集热管，它由外表面采光部位涂复光谱选择性吸收涂层及高反射性衬底[4]的内玻璃管[3]通过带消气剂[11]的强性支架[10]及簧片[7]支承在外玻璃明管[2]内，且内、外玻璃管[3]与[2]之间烧熔封接，使其夹层[5]封闭，并通过排气咀[1]对夹层[5]抽真空，使其真空度＜7×10^-3Pa，然后将排气咀[1]烧熔封闭，再通过内玻璃管[3]其上端的注液咀[6]对内玻璃管[3]的内腔抽真空，使其空气抽净，完后注入适量工质[9]，注好后将注液咀[6]烧熔封闭，从而形成全玻璃热管式真空集热管。

2.根据权利要求1所规定的真空集热管，其特征为内、外玻璃管[3]与[2]之间烧熔封闭的结构形式可以为外玻璃明管[2A]及内玻璃管[3A]的下端各个烧熔封底，并吹成剖面为半园形球底，而外玻璃明管[2A]的上端口部与内玻璃管[3A]的外壁之间烧熔封接，使其内、外玻璃管[3A]与[2A]之间的夹层[5A]封闭，或者是将外玻璃明管[2B]的上、下端口部与已烧熔封底的内玻璃管[3B]的外壁之间各个烧熔封接，使外玻璃明管[2B]与内玻璃管[3B]之间的夹层[5B]封闭。

3.根据权利要求1所规定的真空集热管，其特征是内玻璃管[3]外表面采光部位所涂复的光谱选择性吸收涂层及高反射性衬底[4]可以是真空蒸发沉积型、磁控溅射型、化学与电化学型、化学蒸发沉积型、涂料型或熔烧型的光谱选择性吸收涂层及高反射性衬底。

4.根据权利要求1所规定的真空集热管，其特征是外玻璃明管[2]及制作真空集热管内管用的并兼做热管用的内玻璃管[3]的材料可以同是派力克司(Pyrex)玻璃、北京特硬(BJ-TY)玻璃、硼硅玻璃、石灰玻璃或石英玻璃。

5.根据权利要求1所规定的真空集热管，其特征是热管[8]内腔注入的工质[9]可以是液体、混合液体或溶液。

6.根据权利要求1所规定的真空集热管，其特征是热管[8]内腔可以不装或装有海棉状多孔非金属材料或金属丝网做成的吸液芯[12]，且中间开有或不开园柱形孔[13]，周围开有或不开半园柱形孔[14]。