CN1454302A - 玻璃金属副过渡连接装置及其在太阳能真空集热管中的应用 - Google Patents
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Abstract
一种玻璃金属副过渡连接装置，由玻璃连接件和金属连接件构成，该玻璃连接件和金属连接件至少设有一个相应的通孔，并沿该通孔的周边封接在一起；该玻璃金属副过渡连接装置应用于太阳能真空集热管中，太阳能真空集热的玻璃管与玻璃连接件封接，金属吸热体与金属连接件封接。利用该过渡连接结构，可简化真空集热管的玻璃与金属的封接工艺及其生产设备，降低制造成本，并使真空集热管的规格以及结构的变化更为简单易行，同时又有降低废品损失率。
Description
玻璃金属副过渡连接装置及其在太阳能真空集热管中的应用 所属领域
本发明涉及一种玻璃金属封接技术， 具体地讲是一种针对太阳能真空集热 管的玻璃金属封接。
背景技术
太阳能是一种取之不尽的绿色能源。 在太阳能的利用中， 通常采用一种太 阳能真空集热管， 将太阳能的热量有效地收集起来。 这种太阳能真空集热管包 括有玻璃管， 该玻璃管内设有金属吸热体， 最佳的技术方案将玻璃管内呈真空 状态， 以最大限度地减少热能的损失。 金属吸热体至少有一端伸出于玻璃管的 外端， 并连接于热能所需的装置， 如水箱等。 为保持玻璃管内的真空状态， 必' 须解决玻璃管与金属吸热体的伸出端的密封连接问题。
传统的玻璃金属封接一般采用火焰封接的方法， 将被封接的玻璃和金属熔 接在一起。 该方法要求被封接的玻璃和金属之间的膨胀系数非常匹配， 相互间 的差值小于 6%。 为了满足这一条件， 在封接时需对玻璃进行高温加热， 然后再 对玻璃进行退火， 以消除熔接时造成的热应力。 但是， 利用这种常规的封接方 法， 应用于太阳能真空集热管两端进行封接时则造成极大的困难。 因为， 在进 行火焰热封时， 必须对较长的玻璃管进行整体加热， 由于玻璃管较长， 对玻璃 管的加热处理不仅工艺过于复杂， 而且能源消耗极大， 生产效率也受到限制。 由于该工艺技术成熟， 目前大多数的国家的生产厂家一般均采用此种封接的方 法。
上述火焰封接的方法是基于玻璃与金属的热膨胀系数相对接近的情况， 因 此对玻璃管材和金属材料的选择要求较高。 目前， 在国内现有的玻璃管生产厂 家所能提供的玻璃管材料未能找到能够满足与其匹配的金属材料， 所以还不能 采用上述熔封的工艺生产太阳能真空集热管。 为此， 北京市太阳能研究所经多 年的研究提出一种热压封技术， 即中国发明专利 93101627. 4。 该专利公开了一 种热压封技术， 利用该技术， 可以在较低的温度下， 对集热管的玻璃法兰端面
与金属端盖间通过一种铅基进行固态的封接， 即在焊接材料保持因态的状态下 通过适当的加压， 使其封接在一起。 这样， 不仅使工艺大大简化， 同时也解决 了玻璃管材料和与之封接的金属材料之间膨胀系数不匹配所造成的困难。
热压封技术是属于材料固态焊接技术中的一种特殊的焊接方法， 解决问题 的关键是对封接件进行加热和加压， 使其在连接处产生微量的塑性变形， 进而 发生原子间的相互扩散来实现封接的。 缘此， 热压封技术要解决的一个关键性 的问题， 是在对封接部位进行加热之后， 向玻璃管封接的端面施加一 40- 150kg/cm2的冲击压力, 一般情况下冲击时间为 0. 5 s。 由于玻璃管的长、 径比 较大， 要使细长状玻璃管不被压碎， 必须对该冲击压力进行精确控制， 另外， 对玻璃管的形状也有极其严格要求。 该专利所采用的解决方法是， 将玻璃管的 端面制成法兰形式， 在该法兰的下端面设定支撑， 使得该冲击压力完全由法兰 承接， 从而减少了对玻璃管本身的形状要求。 这个关键问题的解决使得热压封 技术成为当前太阳能真空集热管生产的最佳方案。 '但使用实践证明， 这种热压 封技术还存在有如下缺陷：
一、 生产设备复杂。 为实现大批量的生产， 采用如前所述两种的方法必须 由特殊的专用生产线完成。 太阳能真空集热管是一种细长的管子， 无论采用热 . 压封技术， 还是采用火焰熔接技术， 所生产集热管均是在事先加工好的玻璃管 ：:' 上进行封接， 因此， 生产过程中必须将玻璃管小心地传送至各个不同的工位， 由于玻璃管易碎的特性， 所以其所需的生产线是极其庞大的而且结构复杂， 这 样使得集热管的生产成本因此而被提升。
二、 真空集热管的长度受限制， 在采用热压封技术时， 必须垂直于玻璃管 端面的对玻璃管的施压， 目前所采用的方法是在生产线的施压工位是向地下延 伸， 因此， 必须在该工位处具有一个向地下延伸的至少与玻璃管等长的深度。
这样， 不仅增加了生产线的复杂性， 而最重要的是因此限制了真空集热管的长 度， 目前采用热压封技术生产太阳能集管的最大长度为 2 米。 随着太阳能的大 规模利用， 这种长度的集热管是远远不能满足使用需求的。
三、 产品的规格受到限制， 从另外一个角度讲， 由生产线制造的产品所具 有的共同缺陷是规格单一， 即当制造生产线确定后， 其产品的直径、 长度规格 以及结构即被确定， 或者被限制在一个较小的范围内， 而 _难再进行规格和结
构上的的改变或者增加。
四、 废品损失大， 由于在整个加工的过程都是在预先加工好的玻璃管上完 成的， 因此， 在热压封时出现废品则会使得整个玻璃管随之报废， 无形中增大 了废品的损失。
通过分折不难看出， 上述缺陷实质上是由玻璃管与金属端盖间的直接连接 结构所造成的。 而这些缺陷使.得太阳能真空集热管的制造难度增大了， 也是目 前太阳能技术利用的和推广的一个重要的障碍。
发明概述
本发明的目的在于提供一种玻璃金属副过渡连 4ί装置， 利用该过渡连接结 构， 大大地简化真空集热管的玻璃与金属的封接工艺， 简化其生产设备， 并因 此降低真空集热管制造成本。
本发明的另一目的则在于提供一种玻璃金属副过渡连接装置， 通过该过渡 连接结构的规格以及结构的变化， 使得真空集热管的规格以及结构的变化更为 简单易行， 同时又能极大地降低真空集热管的废品损失率。
本发明的目的是这样实现的； 一种玻璃金属副过渡连接装置， 由玻璃连接 件和金属连接件构成， 该玻璃连接件和金属连接件至少设有一个相应的通孔， 并沿该通孔的周边封接在一起； 玻璃连接件设有可与玻璃管封接的连接端， 金 属连接件设有可于金属吸热体封接的连接端。
本发明的玻璃连接件和金属连接件的封接方式可实施为热压封和火焰熔接 两种。 玻璃连接件可为适合于与玻璃管封接的不同形状。 金属连接件可为适合 于与吸热体封接的不同形状。
如上述， 太阳能真空集热管基本构造包括有外层的玻璃管， 该玻璃管内设 有金属吸热体， 该金属吸热体将其所吸收的热量由该伸出端传通于玻璃管外。 为防止热量的流失， 玻璃管内必须呈真空状态， 因此， 解决的金属管与玻璃管 之间的封接构成制造真空集热管的关键问题。 而本发明利用一个结构极其筒单 的的玻璃金属副过渡装置， 使得真空管制造过程中的玻璃与金属之间的封接难 题转变成金属与金属、 玻璃与玻璃之间的同种材料的封接， 而且这种金属与金 属、 玻璃与玻璃之间的封接可采用常规的技术即可实现， 从而大大地简化了真
空集热管的生产工艺， 而不必再需要庞大而复杂的生产线， 使得太阳能利用技 术的推广成为可能。
首先， 本发明中的玻璃金属副过渡连接件结构极其简单， 其玻璃连接件相 对于玻璃管形状要简单得多， 体积也小得多， 因此可采用现有各种金属、 玻璃 封接技术， 而不需要复杂的生产工艺和庞大的生产线。 当采用火焰熔封技术时， 仅对该小体积的玻璃连接件的材料进行选择， 而不必对整个玻璃管进行材料选 择； 当采用热压封技术时， 基本上呈盘状的玻璃连接件结构本身即是最佳的承 压结构， 对加热和加压的要求均不高， 而且由于其体积小， 也极容易控制， 所 以本发明的玻璃金属副过渡连接装置的制造不必依赖于复杂的生产线。
由于本发明的玻璃金属副过渡连接装置结构筒单， 制造容易。 依据玻璃连 接件， 利用常规的玻璃熔接技术直接封接于玻璃管， 而不再需要在玻璃管上加 工出承受冲压力的法兰， 简化了玻璃管的结构， 而且在操作时不必将玻璃管竖 直放置， 所以， 玻璃管的长度可依需要延长， 制造成本被降低了， 这会更加有 利于扩大太阳能利用的规模。
另外， 由于本发明的玻璃金属副过渡连接装置结构简单， 制造容易， 对其 进行改型设计十分方便， 因此也极容易在不增加任何附加成本的条件下， 对真 空集热管进行改型设计， 可以满足不同的使用需求。
本发明中， 在真空集热管的制造中的金属与玻璃管间的封接难题， 转换成 金属连接件与玻璃连接件之间的封接， 因此由封接造成的废品损失被大大地降 低了。 附图简要说明
图 1 本发明实施例 1第一种实施方式示意图；
图 1 本发明实施例 1另一种实施方式示意图；
图 3 本发明实施例 1第三种实施方式示意图；
图 4 本发明实施例 2的示意图；
图 5 本发明实施例 3第一种实施方式示意图；
图 6 本发明实施例 3第二种实施方式示意图；
图 7 本发明实施例 3第三种实施方式示意图；
图 8 本发明实施例 3第四种实施方式示意图；
图 9 本发明实施例 4的示意图；
图 10 本发明实施例 5第一种实施方式示意图
图 11 本发明实施例 5第二种实施方式示意图
图 12 本发明实施例 5第三种实施方式示意图
图 13 本发明实施例 6第一种实施方式示意图
图 14 本发明实施例 6第二种实施方式示意图
图 15 本发明实施例 6第三种实施方式示意图
图 16 本发明实施例 6第四种实施方式示意图
图 17 本发明实施例 7第一种实施方式示意图
图 18 本发明实施例 7第二种实施方式示意图
图 19 本发明实施例 7第三种实施方式示意图
图 20 本发明实施例 8示意图；
图 21 本发明实施例 9的结构示意图；
图 22 本发明实施例 10的结构示意图；
图 23 本发明实施例 1 1的结构示意图；
图 24 本发明实施例 12的结构示意图；
图 25 本发明实施例 1 3的结构示意图；
图 26 本发明实施例 14的结构示意图；
图 27 本发明实施例 15的结构示意图；
图 28 本发明实施例 16的结构示意图；
实施本发明的方式
实施例 1
请参见图 1 至图 3所示， 本发明的玻璃金属副过渡连接装置， 由玻璃连接 件 1和金属连接件 1封接而成， 该玻璃连接件 1至少设有一个的通孔 11 , 该金 属连接件 2设有相应的通孔 21 , 该玻璃连接件 1与金属连接件 2封接在一起； 玻璃连接件 1设有可与玻璃管 4封接的连接端， 金属连接件 1设有可于金属吸 热体 5封接的连接端。
为使金属连接件 2 与玻璃连接件 1 的封接面上漏率达到真空集热管的使用 需求， 沿玻璃连接件 1 的通孔 11 的周边设有一平面 12 , 金属连接件 2相对应 地设有平面 22， 当玻璃连接件 1和金属连接件 2沿该通孔 11和 21的周边平面 处封接后， 在本发明的玻璃金属副过渡连接装置上构成一个可供金属吸热体 5 穿入的通孔。
本发明的玻璃金属副过渡连接装置中的玻璃连接件 1 的形状可根据玻璃管 的截面形状设计， 本实施例中， 金属连接件 2的金属连接端可以为沿通孔 21周 边的管状颈部 23 , 其与玻璃连接件 1封接的封接端可以为圆盘体 24 , 吸热体 5 的伸出端可沿周边悍封于该管状颈部 24。 具有一定长度的管状颈部 24 有利于 吸热体 5的定位并形成对吸热体 5稳定的支撑。 玻璃连接件 1的玻璃连接端为 沿周边向下的凸缘 13， 可由该玻璃连接件 1的凸缘 13与玻璃管 4端面封接。
如图 1所示， 在本实施例中， 金属连接件 2与玻璃连接件 1可采用常规的 热压封接的方法进行封接， 所述的玻璃连接件 1的平面 12与金属连接件 2的平 面 22通过焊料 3热压封在一起。 由于玻璃连接件 1基本呈体积较小的盘状体， 这种结构加热方便， 同时具有极好的承压能力， 因此对热压封的工艺要求相对 现有技术中的对玻璃管的热压封的工艺要求低得多。
本实施例还可实施为如图 2所示的方式， 所述的玻璃连接件 1的平面 12设 于玻璃连接件 1的下端面， 玻璃连接件 1的通孔 11的直径应大于金属连接件 2 管状颈部 23的外径， 该管状颈部 23穿设于通孔 11内， 玻璃连接件 1的平面 12 与金属连接件 2的平面 22通过焊料 3热压封在一起， 从而完成对玻璃连接件 1 与金属连接件 1的封接。
如图 3所示， 本实施例中， 金属连接件 2与玻璃连接件 1还可采用常规的 火焰熔接的方法进行封接。 本实施方式中， 玻璃连接件 1的通孔 11的直径较大， 可将金属连接件 2的圆盘体 24穿入该通孔 11内 , 并沿该圆盘体 24的周边火焰 熔接于所述的通孔 11内。
本发明的玻璃金属副过渡连接装置主要应用于太阳能真空集热管的制造， 当其连接于玻璃管 4开口端时， 由玻璃连接件 1的凸缘 13作为玻璃连接端与玻 璃管 4 进行封接。 本发明还可采用上述溶接方法进行实现， 但由于玻璃连接件 1 的体积远远小于玻璃管 4 的体积， 使得其熔接后对玻璃连接件 1 的退火也相
对地容易。 而玻璃管 4 内的吸热体 5的金属管则由本装置的金属连接件 2的通 孔 21伸出， 并与之封接。
这样， 通过本发明， 由现有技术中的玻璃与金属间的封接转化成玻璃与玻 璃、 金属与金属间的同种材料的封接， 而这种封接完全可以利用成熟的常规技 术实现， 从而使得真空集热管的制造工艺被大大地简化了， 而不再需要庞大复 杂的生产线。
现有太阳能真空集热管的设计长度， 以及结构改型均受到其制造设备以及 制造工艺的限制， 但由于本发明的玻璃金属副过渡连接装置的结构筒单、 制造 容易， 其改型设计极其容易， 使得真空集热管的设计长度以及直径均可依需求 延长或增大， 对真空管内部的结构的改进设计也简单易行。
实施例 2
请参见图 4 所示， 本实施例中的玻璃金属副过渡连接装置的结构原理与实 施例 1相同， 主要由玻璃连接件 1和金属连接件 2封接成一体， 玻璃连接件 1 和金属连接件 2对应地设有通孔 1 1和 21 , 并沿该通孔 1 1和 21 的周边进行封 接。 本实施例的使用状态以及所产生的有益效果与实施例 1 中的图 1相同， 在 此不再赘述。
本实施例的主要区别在于， 金属连接件 2 的金属连接端为沿周边向上的凸 ，,., 缘 25 ; 该金属连接件 1 沿该凸缘 25 的周边与一金属盖焊接在一起， 所述的金 属吸热体 5的伸出端密封于该金属盖内。
实施例 3
请参见图 5 至图 8所示， 本实施例中的玻璃金属副过渡连接装置的结构原 理与上述实施例相同， 主要由玻璃连接件 1 和金属连接件 2封接成一体， 玻璃 连接件 1和金属连接件 2对应地设有通孔 11和 21， 并沿该通孔 11和 21的周 边进行封接。 本实施例的使用状态以及所产生的有益效杲与实施例 1 相同， 在 此不再赘述。
本实施例的与实施例 1 的区别在于， 金属连接件 1 的金属连接端为沿周边 向上的凸缘 25 ; 该金属连接件 1 沿该凸缘 25 的周边与一金属盖焊接在一起， 所述的金属吸热体 5 的伸出端密封于该金属盖内。 玻璃连接件 1 的基本呈一平 板状。
如图 5所示， 玻璃连接件 1的玻璃连接端的下端面可设有凸出的凸环 14; 该凸环 14的外径可以小于玻璃管 4的内径，当玻璃连接件 1与玻璃管 4封接时， 玻璃管 4套于该凸环 14外定位并与玻璃连接件 1熔接在一起。
如图 6所示， 本实施例还可实施为如下形式， 该凸环 14的内径可以大于玻 璃管 4的外径， 当玻璃连接件 1与玻璃管 4封接时， 玻璃管 4卡于该凸环 14内 定位并与玻璃连接件 1熔接在一起。
如图 7 所示， 在本实施例中， 玻璃连接件 1 的盘状体周边可设有凹入的止 口 15 , 玻璃管 4的端口插入该止口 15内定位并与该玻璃连接件 1封接在一起。
如图 8 所示， 在本实施例中， 玻璃连接件 1 还可以为具有一定厚度的玻璃 环， 该玻璃环的一个端面 16与金属连接件 2的平面 22通过焊料 3热压封在一 起， 该玻璃环的另一端面 17可与玻璃管 4封接。
实施例 4
请参见图 9 所示， 本实施例中的玻璃金属副过渡连接装置的结构原理与实 施例 1相同， 主要有玻璃连接件 1和金属连接件 1封接成一体， 玻璃连接件 1 和金属连接件 2对应地设有通孔 11和 21， 并沿该通孔 11和 21 的周边进行封 接。 本实施例的使用状态以及所产生的有益效果与实施例 1 中的图 1相同， 在 此不再赘述。
本实施例与实施例 1 中的第一种实施方式的区别在于， 在本实施例中， 玻 璃连接件 1可以为具有一定厚度的玻璃环， 该玻璃环的一个端面 16与金属连接 件 2的平面 11通过焊料 3热压封在一起， 该玻璃环的另一端面 17可与玻璃管 4封接。 本实施例的金属连接件 1和金属连接端仍由颈状部 23构成。
实施例 5
本实施例的结构请参见图 1 0至图 12 所示， 本实施例中的玻璃金属副过渡 连接装置的结构原理基本上与上述实施例相同， 主要由玻璃连接件 1 和金属连 接件 2封接成一体， 玻璃连接件 1设有通孔 11 , 而金属连接件 2对应地设有通 孔 21 , 并沿该通孔 11和 21的周边进行封接。 本实施例的使用状态以及所产生 的有益效果与上述实施例相同， 在此不再赘述。。
本实施例与上述实施例的区别在于， 在本实施例中， 金属连接件 2 可以为 具有一定厚度的金属环； 金属吸热体 5的伸出端可穿过该金属环的通孔 21并沿
周边焊接于该通孔 21 内。 本实施例还可由没该金属环的周边或者上端面焊接有 金属盖。
如图 1 0所示， 本实施例中， 玻璃连接件 1的玻璃连接端的下端面可设有凸 出的凸环 14构成所述的玻璃连接端； 该凸环 14的外径可以小于玻璃管 4的内 径， 当玻璃连接件 1与玻璃管 4封接时， 玻璃管 4套于该凸环 14外定位并与玻 璃连接件 1封接在一起。
如图 11 所示， 本实施例还可实施为如下形式， 该凸环 14 的内径可以大于 玻璃管 4的外径， 当玻璃连接件 1与玻璃管 4封接时， 玻璃管 4卡于该凸环 14 内定位并与玻璃连接件 1熔接在一起。
如图 12所示， 在本实施例中， 玻璃连接件 1还可以为具有一定厚度的玻璃 环， 该玻璃环的一个端面 16与金属连接件 2的平面 22通过焊料 3热压封在一 起， 该玻璃环的另一端面 17构成玻璃连接端与玻璃管 4封接。
实施例 6
本实施例的结构请参见图 13至图 16所示， 本实施例中的玻璃金属副过渡 连接装置的结构原理基本上与上述实施例相同， 主要由玻璃连接件 1 和金属连 接件 2封接成一体， 玻璃连接件 1设有通孔 11 , 而金属连接件 2对应地设有通 孔 21 , 并沿该通孔 11和 21的周边封接。 本实施例的使用状态以及所产生的有 益效果与上述实施例相同， 在此不再赘述。
本实施例与上述实施例的区别在于， 在本实施例中， 玻璃连接件 1 的盘状 体周边可设有向上的凸缘 18构成玻璃连接端， 当玻璃连接件 1与玻璃管 4封接 时， 所述的玻璃管 4端口可于该凸缘 18处定位并封接在一起。
如图 13所示， 在本实施例中， 金属连接件 2可实施为金属连接端为沿周边 向上的凸缘 25的结构； 该金属连接件 2沿该凸缘 25的周边与一金属盖焊接在 一起构成金属连接端， 所述的金属吸热体 5的伸出端密封于该金属盖内。
如图 14至图 16所示， 在本实施例中， 金属连接件 1还可实施为如下结构， 金属连接件 2 的金属连接端可以为沿通孔 21 周边的管状颈部 23 , 其与玻璃连 接件 1封接的封接端可以为圆盘体 24 , 吸热体 5的伸出端可沿周边焊接于该管 状颈部 24。 金属连接件 2与玻璃连接件 1可采用在玻璃连接件 1的上端面或下 端面热压封； 也可采用如图 16所示， 金属连接件 1穿与玻璃连接件 1的通孔 11
内， 在通孔 11 内进行火焰熔接的方式； 其金属连接件 2与玻璃连接件 1的具体 封接方法可参照实施例 1所述， 在此不再赘述。
实施例 7
请参见图 17 至图 19 所示， 本实施例中的玻璃金属副过渡连接装置的结构 原理基本上与实施例 1相同， 主要有玻璃连接件 1和金属连接件 2封接成一体， 玻璃连接件 1和金属连接件 2对应地设有通孔 11和 21 , 并沿该通孔 11和 21 的周边进行封接。 本实施例的使用状态以及所产生的有益效果与实施例 1 中的 图 1相同， 在此不再赘述。
本实施例与上述实施例区别在于， 在本实施例中， 金属连接件 2 与玻璃连 接件 1 采用热压封的方式封接， 在玻璃连接件 1 的上端面与下端面均设有平面 19和平面 20 , 两个金属连接件 2可分别热压封于平面 19和平面 20 , 以使封接 结构更为可靠。
如图 17所示， 在本实施例中， 上下金属连接件 2分别热压封于平面 19和 平面 20。 上下金属连接件 1的金属连接端可以为沿通孔 21周边的管状颈部 23 , 其与玻璃连接件 1封接的封接端可以为圓盘体 24， 吸热体 5的伸出端可沿周边 焊接于上下管状颈部 24的内壁。
如图 18所示， 在本实施例中， 上下金属连接件 2可均为金属环的形状， 分 别热压封于平面 19和平面 20。 吸热体 5可穿过上下金属连接件 2的通孔 21及 玻璃连接件 1 的通孔 11 , 分别沿上下金属连接件 1的通孔 21 的周边焊接于通 孔内。
如图 19所示， 在本实施例中， 上下金属连接件 2也可为如下形状， 上金属 连接件 2 的金属连接端为沿周边向上的凸缘 25 ; 该金属连接件 1 沿该凸缘 25 的周边与一金属盖焊接在一起， 金属吸热体 5 的伸出端密封于该金属盖内。 下 金属连接件 2为金属环形状。 金属吸热体 5的伸出端沿该金属环的中间通孔 21 的周边焊接于金属环。
在本实施例中， 玻璃连接件 1 的形状可变化为上述实施例中的其他形状， 并可组合有不同结构的金属连接件， 在此不再详述。
实施例 8
本实施的结构请参见图 20所示， 本实施例中的玻璃金属副过渡连接装置的
结构原理基本上与实施例 1相同， 主要有玻璃连接件 1和金属连接件 2封接成 一体， 玻璃连接件 1和金属连接件 2对应地设有通孔 11和 21 , 并沿该通孔 11 和 n 的周边进行封接。 本实施例的使用状态以及所产生的有益效果与实施例 1 中的图 1相同， 在此不再赘述。
本实施例中， 玻璃连接件 1是一个玻璃环， 该玻璃环由一段玻璃管 19构成， 金属连接件 2则由一金属盖 26构成， 该玻璃管 19的上端面与金属盖 26的周边 封接。 在本实施例中， 金属盖 26上设有两个通孔 21均可与玻璃管 19的内孔导 通， 集热管内的吸热体的两个伸出端 5 由该两个通孔伸出， 并与之焊接。 玻璃 管 19与金属盖 26间可采用如图 1所示的热压封结构， 通过焊料 3封接在一起。 玻璃管 19的另一端则构成玻璃连接端与集热管的玻璃管 4封接在一起。 本实施 例的玻璃管 19 与金属盖 26 间也可采用火焰封结构。 本实施例的特点是结构更 为简单。
上述各实施例中的玻璃连接件 1 和金属连接件 2还可设有两个或者两个以 上的通孔 11、 21。
上述实施例仅用于说明本发明的玻璃金属副过渡连接装置， 而非用于限定 本发明的玻璃金属副过渡连接装置。 本发明的玻璃金属副过渡连接装置依据与 上迷实施例相同的结构原理还可根据使用需求设计成其它的形状， 在此将不再 详述。
实施例 9
请参见图 21所示， 本发明的玻璃金属副过渡连接装置主要应用于太阳能真 空集热管中。 本实施例所示出的本发明的玻璃金属副过渡连接装置的第一种应 用实施例。
如图 21 所示， 本发明的太阳能真空集热管， 包括有一玻璃管 4 , 玻璃管 4 内设有由金属吸热体 5。 在本实施例中， 金属吸热体 5 由热管 51 和吸热板 52 构成， 该吸热板 52焊接于沿玻璃管 4的中心设置的热管 51上， 吸热板 52上附 设有吸热层， 热管 51 内充有介质， 把吸热板 52 吸收的来太阳能的热量从玻璃 管 4中导出。
本实施例中， 玻璃管 4有一端呈封闭端， 另一端呈开口端 41 , 于该开口端 41 连接有玻璃金属副过渡连接装置。 该玻璃金属副过渡连接装置的结构如上述
实施例 1所示， 由玻璃连接件 1和金属连接件 2封接而成， 该玻璃连接件 1的 玻璃连接端为沿周边向下的凸缘 13 , 可由该玻璃连接件 1的凸缘 13与玻璃管 4 端面封接。 该玻璃连接件 1设有一通孔 11。 金属连接件 2则封接于玻璃连接件 1的通孔 11的周边的平面 12上。 该金属连接件 2设有通孔 21与玻璃连接件 1 的通孔 11对应。 金属连接件 2设有平面 22与玻璃连接件 1的通孔 11的周边的 平面 12封接。 两者间的封接即可采用火焰熔接， 也可采用热压封接。
本发明中玻璃管 4由其开口端 41封接于玻璃连接件 1的凸缘 1 3的周边， 而金属吸热体 5中的热管 51则封接于金属连接件 2 , 将玻璃管 4 内抽真空。 玻 璃连接件 1与玻璃管 4的封接， 以及金属连接件 2与金属热管 4的封接均是同 种材料间的封接， 完全可利用成熟的常规技术实现， 在此不再多加以说明。
本发明的太阳能真空集热管的金属与玻璃间的封接结构是利用玻璃金属副 过渡连接装置实现的， 因此真空管本身的制造工艺被大大地简化了， 而不再需 要复杂庞大的生产线， 而且对玻璃管 4 的制造难度被大大地降低了。 本实施例 中的玻璃金属副过渡连接装置还可采用本发明所限定的其它结构。
实施例 10
请参见图 22所示， 本实施例与实施例 9的区别在于， 玻璃管 4内的金属吸 热体 5由金属管 53和吸热板 52构成， 该金属管 53是由内管 531和外管 532組 合而成， 所述的吸热板 52则连接于外管 532上。 本实施例的其它结构与实施例 9相同， 在此不再赘述。
本实施例的工作原理是， 传热介质由所述的金属管 53的内管 531流入， 再 由外管 532流出， 在此过程中将由吸热板 52吸收的太阳能热量通过传热介质导 出玻璃管 4。
本实施例主要是将玻璃金属副过渡连接装置的通孔的的孔径进行适当的扩 大， 这种筒单的改型设计， 即可实现本实施例的真空集热管的结构改进。
由于本实施例的结构与实施例 9 基本相同， 因此本实施例也同样具有实施 例 1所迷的有益效果。
本实施例中的玻璃金属副过渡连接装置还可采用本发明所限定的其它结 构。
实施例 11
本实施例的真空集热管的结构如图 23所示。 本实施例中， 玻璃管 4的直径 被扩大， 一端呈封闭状， 另一开口端 41 则与本发明的玻璃金属副过渡连接装 置封接。 在玻璃管 4内的金属吸热体 5是由一吸热贮水筒 54构成， 该吸热贮水 筒 54的上端设有金属管 541， 由该金属管 541与玻璃过渡装置中的金属连接件 2封接， 吸热贮水筒 54的另一端可由支撑件 6支撑于玻璃管 4的内壁。
本实施例中对玻璃金属副过渡连接装置的凸缘 13的面积适当地扩大， 即可 选择直径较大的玻璃管 4 , 从而形成一种闷晒式真空集热管的太阳能热水器。
本实施例的其它结构及有益效果与实施例 9相同， 在此不再赘述。
本实施例中的玻璃金属副过渡连接装置还可采用本发明所限定的其它结 构。
实施例 12
本实施例的真空集热管的基本结构与实施例 11相同， 其不同之处在于， 如 图 24所示， 本实施例中， 玻璃管 4具有两个开口端 41 , 该两个开口端 41上均 可封接有本发明的玻璃金属副过渡连接装置， 该两个玻璃金属副过渡连接装置 上的通孔基本设于同一轴线上。
本实施例的设于真空玻璃管 4内的金属吸热体 5同样由一吸热贮水筒 54构 成， 而该吸热贮水筒 54的两端均设有金属管 541 , 由该金属管 541与玻璃过渡 装置中的金属连接件 2封接，， 一端的金属管 541为导热介质的入口， 另一端金 属管 541 可为导热介质的出口。 导热介质从入口端进入尔后再由另一端流出， 从而将吸热板 52吸收的太阳能的热量导出。
本实施例中的玻璃金属副过渡连接装置还可采用本发明所限定的其它结 构。
由于本发明不存在玻璃管 4 与金属件间的封接， 而是利用玻璃金属副过渡 连接装置 5 将真空集热管的的封接工艺大大地简化， 因此， 本实施例可利用极 简单的封接技术即可实现玻璃管 4 的双端封接， 这种结构的真空集热管中的玻 璃管 4的结构可被进一步简化。
实施例 13
本实施例的真空集热管的结构请参见图 25所示。 在本实施例中， 玻璃管 4 具有两个开口端 41 , 该两个开口端 41 上均可封接有本发明的玻璃金属副过渡
连接装置， 该两个玻璃金属副过渡连接装置上的通孔基本设于同一轴线上。
本实施例的设于真空玻璃管内的金属吸热体 5同样由金属管 53和吸热板 52 构成， 而金属管 53则设有两个出口， 一端为导热介质的入口， 另一端可为导热 介质的出口。 金属管 53中的导热介质从入口端进入尔后再由另一端流出， 从而 将吸热板 52吸收的太阳能的热量导出。
本实施例中的玻璃金属副过渡连接装置还可采用本发明所限定的其它结 构。
由于本发明不存在玻璃管 4 与金属件间的封接， 而是利用玻璃金属副过渡 连接装置 5 将真空集热管的的封接工艺大大地简化， 因此， 本实施例可利用极 简单的封接技术即可实现玻璃管的双端封接， 这种结构的真空集热管中的玻璃 管 4的结构可被进一步简化。
实施例 14
请参见图 26 所示， 本实施例中的真空集热管包括有玻璃管 4 , 该玻璃管 4 ' 的一端呈封闭状态， 另一端为玻璃管 4 的开口端 41 , 于该开口端 41 处封接有 本发明的玻璃金属副过渡连接装置。
本实施例中的玻璃管 4内的金属吸热体 5是由一 U型金属管 55和吸热板 52 组成。 该 U型的金属管 55设有两个出口端， 该两个出口端均由玻璃金属副过渡 ：：' 连接装置伸出。 该 U型的金属管 55的一端为导热介质的入口， 另一端可为导热 ·'. 介质的出口。 金属管 55中的导热介质从入口端进入尔后再由另一端流出， 从而 将吸热板 52吸收的太阳能的热量导出。 本实施例中所采用的玻璃连接件 1设有 两个通孔 11 , 该两个通孔的结构可由两个金属连接件 2封接于玻璃连接件 1的 两个通孔 11的周边。
本实施例主要是将玻璃金属副过渡连接装置增加通孔的数量， 这种简单的 改型设计， 即可实现本实施例的真空集热管的结构上的重大改进， 而且这种针 地真空集热管结构的改进不需要依赖于对真空集热管制造生产线。
实施例 15
本实施例的结构如图 27所示， 本实施例中， 所述的玻璃管 4有一端呈封闭 端， 另一端呈开口端 41 , 于该开口端 41 连接有玻璃金属副过渡连接装置。 所 述的金属吸热体 5 由热管 51和吸热板 52构成， 该吸热板 52焊接于的热管 51
上， 吸热板 52上附设有吸热层， 热管 51内充有介质， 把吸热板 52吸收的来太 阳能的热量从玻璃管 4中导出。 该金属吸热体 5的轴线偏离玻璃管 4的中心线， 因此在本实施例中， 封接于玻璃管 4 一开口端的玻璃金属副过渡连接装置通孔 也偏离于其中心线。
在玻璃管 4 内的金属吸热体 5靠近一侧的玻璃管 4的内壁上覆设有反射聚 光层 7， 形成一种内壁反射聚光式热管真空管太阳能集热器。
实施例 16
本实施例的结构如图 28所示，在本实施例中，玻璃管 4具有两个开口端 41 , 该两个开口端 41上均可封接有本发明的玻璃金属副过渡连接装置， 玻璃管 4内 的金属吸热体 5是由金属管 53和吸热板 52构成。 该金属吸热体 5的轴线偏离 玻璃管 4 的中心线， 因此在本实施例中， 封接于玻璃管 4一开口端的玻璃金属 副过渡连接装置 4上的通孔也偏离于其中心线。该金属管 53同样设有两个出口， 一端为导热介质的入口， 另一端可为导热介质的出口。 金属管 53中的导热介质 从入口端进入尔后再由另一端流出， 从而将吸热板 52 吸收的太阳能的热量导 出。
在玻璃管 4 内的金属吸热体 4靠近一侧的玻璃管 4的内壁上覆设有反射聚 光层 7， 形成一种内壁反射聚光直通式真空管太阳能集热器。
综上所述的各种真空集热管结构中的玻璃金属副过渡连接装置可采用如前 所述的各种不同的结构。
由于本发明在太阳能真空集热管中采用了一种结构极其筒单、 制造极其容 易玻璃金属副过渡连接装置， 因此可方便地对真空集热管进行不同结构， 不同 规格的设计制造， 能满足不同的使用需求， 更有利于太阳能技术的推广利用。
Claims (31)
- 权利要求 书1、 一种玻璃金属副过渡连接装置， 由玻璃连接件和金属连接件构成， 其特 征在于， 该玻璃连接件和金属连接件至少设有一个相应的通孔， 并沿该通孔的 周边封接在一起； 玻璃连接件设有可与玻璃管封接的连接端， 金属连接件设有 可于金属吸热体封接的连接端。
- 2、 根据权利要求 1所述的玻璃金属副过渡连接装置， 其特征在于所述的金 属连接件封接于玻璃连接件的上端面。
- 3、 根据权利要求 1所述的玻璃金属副过渡连接装置， 其特征在于所述的金 属连接件封接于玻璃连接件的下端面。
- 4、 据权利要求 2或 3所述的 *璃金属副过渡连接装置， 其特征在于至少 沿玻璃连接件的通孔的周边设有一平面， 所述的金属连接件至少设有一平面与 '该通孔的周边的平面处封接。
- 5、 根据权利要求 4所述的玻璃金属副过渡连接装置， 其特征在于沿玻璃连 接件通孔的周边设有一平面可以是凸出的平面或者是凹入的平面。
- 6、 据权利要求 2或 3所述的玻璃金属副过渡连接装置， 其特征在于所述 的金属连接件热压封接于玻璃连接件。
- 7、 根据权利要求 1所述的玻璃金属副过渡连接装置， 其特征在于所述的金 属连接件的金属连接端可以为沿通孔周边的管状颈部。8 根据权利要求 7 所述的玻璃金属副过渡连接装置， 其特征在于所述的金 属连接件的封接端可以为圆盘体。
- 9、 根据权利要求 8所述的玻璃金属副过渡连接装置， 其特征在于所述的金 属连接件由圓盘体的周缘处火封连接于玻璃连接件的通孔内。
- 10、 据权利要求 1 所述的玻璃金属副过渡连接装置， 其特征在于所述的 玻璃连接件的玻璃连接端为沿周边向上或向下的凸缘。
- 11、 据权利要求 1 所述的玻璃金属副过渡连接装置， 其特征在于所述的 玻璃连接件的玻璃连接端的下端面可设有凹入的环状止口。
- 12、 根据权利要求 1 所述的玻璃金属副过渡连接装置， 其特征在于所迷的 玻璃连接件的玻璃连接端的下端面可设有凸出的凸环。 13、 根据权利要求 1 所述的玻璃金属副过渡连接装置， 其特征在于所述的 玻璃连接件可以为具有一定厚度的玻璃环， 该玻璃环的一个端面连接于所述的 金属连接件， 并与该金属连接件封接在一起。
- 14、 根据权利要求 1 所述的玻璃金属副过渡连接装置， 其特征在于所述的 金属连接件的金属连接端为沿周边向上或向下的凸缘。
- 15、 根椐权利要求 1 所述的玻璃金属副过渡连接装置， 其特征在于所述的 金属连接件可以为具有一定厚度的金属环。
- 16、 根据权利要求 15所述的玻璃金属副过渡连接装置， 其特征在于所述的 金属连接件可以同时封接于玻璃连接件的上下端面。
- 17、 根据权利要求 1 所述的玻璃金属副过渡连接装置， 其特征在于所述金 属连接件的金属连接端由金属连接件的通孔构成。
- 18、 一种采用如权利要求 1 的玻璃金属副过渡连接装装置的太阳能真空集 热管， 包括有一玻璃管， 玻璃管内设有由金属吸热体， 该金属吸热体设有一管 状伸出端， 其特征在于所述的玻璃管至少有一端连接有一玻璃金属副过渡连接 装置， 该玻璃金属副过渡连接装置由玻璃连接件和金属连接件封接而成， 该玻 璃连接件和金属连接件至少设有一个相应的通孔， 并沿该通孔的周边封接在一 起； 玻璃连接件设有可与玻璃管封接的连接端， 金属连接件设有可于金属吸热 体封接的连接端； 所述的玻璃管封接于该玻璃连接件， 所述的金属吸热体则封 接于该金属连接件。
- 19、 根据权利要求 18所述的太阳能真空集热管， 其特征在于至少沿玻璃连 接件的通孔的周边设有一平面， 所述的金属连接件至少设有一平面与该通孔的 周边的平面处封接。
- 20、 根据权利要求 18所述的太阳能真空集热管， 其特征在于所述的金属连 接件热压封接于玻璃连接件的上端面或下端面。
- 21、 根据权利要求 18所述的太阳能真空集热管， 其特征在于所述的金属连 接件的金属连接端可以为沿通孔周边的管状颈部， 所述的金属吸热体的伸出端 沿周边焊接于该管状颈部。
- 22、 根据权利要求 18所述的太阳能真空集热管， 其特征在于所述的金属连 接件的封接端可以为圓盘体， 金属连接件由该圆盘体的周缘处火封连接于玻璃 连接件的通孔内。
- 23、 根据权利要求 18所述的太阳能真空集热管， 其特征在于所述的玻璃连 接件的玻璃连接端为沿周边向上或向下的凸缘； 所述的玻璃管熔接于该凸缘处。
- 24、 根据权利要求 18所述的太阳能真空集热管， 其特征在于所述的玻璃连 接件连接端的下端面可设有凹入的环状止口； 所述的玻璃管端口插入该止口内 定位并与之封接。
- 25、 根据权利要求 18所述的太阳能真空集热管， 其特征在于所述的玻璃连 接件的玻璃连接端的下端面可设有凸出的凸环； 所述玻璃管端口熔接于该凸环 的下端面。
- 26、 根据权利要求 18所述的太阳能真空集热管， 其特征在于所述的玻璃连 接件的玻璃连接端的下端面可设有凸出的凸环； 所述玻璃管套于该 &环外或凸 环内定位并与玻璃连接件熔接在一起。
- 27、 根据权利要求 18所述的太阳能真空集热管， 其特征在于所述的玻璃连 接件可以为具有一定厚度的玻璃环， 该玻璃环的一个端面连接于所述的金属连 接件， 并与该金属连接件封接在一起， 所述的玻璃管封接于该玻璃环的另一端 面。
- 28、 根据权利要求 18所述的太阳能真空集热管， 其特征在于所述的金属连 接件的金属连接端为沿周边向上的凸缘； 该金属连接件沿该凸缘的周边与一金 属罩焊接在一起， 所述的金属吸热体的伸出端密封于该金属罩内。
- 29、 根据权利要求 18所述的太阳能真空集热管， 其特征在于所述的金属连 接件可以为具有一定厚度的金属环； 所述的金属吸热体的伸出端可穿过该金属 环的通孔并沿周边焊接于该通孔内。
- 30、 根据权利要求 29所述的太阳能真空集热管， 其特征在于所述的金属连 接件可以同时封接于玻璃连接件的上下端面； 所述的金属吸热体的伸出端穿过 上下金属连接件的通孔， 并分别沿通孔周边与上下金属连接件焊接在一起。
- 31、 根据权利要求 18所述的太阳能真空集热管， 其特征在于所述的玻璃金 属副过渡连接装置可设有两个通孔， 金属吸热体中的金属管呈 U 型， 其两端口 与该两个通孔去†接。
- 32、 根据权利要求 18所述的太阳能真空集热管， 其特征在于所述的金属吸 热体设有吸热板， 该吸热板连接于金属管上。
- 33、 根据权利要求 18所述的太阳能真空集热管， 其特征在于所述的金属吸 热体为吸热中空筒， 该吸热中空筒至少有一端连接于金属管上。
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Owner name: BEIJING OUKENENG SOLAR ENERGY TECHNOLOGY CO., LTD Free format text: FORMER OWNER: GE HONGCHUAN Effective date: 20070608 |
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Effective date of registration: 20070608 Address after: 100083 conference room 30, conference center, University of science and technology, Haidian District, Beijing, Xueyuan Road 1202 Patentee after: Oukeneng Solar Energy Technology Co., Ltd., Beijing Address before: 100007, Beijing, Beixinqiao, China, Dongcheng District three, No. 1, 100007 Patentee before: Ge Hongchuan |
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| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: DACHANG VIESSMANN HEATING TECHNOLOGY CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: OUKENENG SOLAR ENERGY TECHNOLOGY CO., LTD., BEIJING Effective date: 20150202 |
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Effective date of registration: 20150202 Address after: 065302 No. 1 Industrial South Road, Qi Zhuang County, Dachang Hui Autonomous County, Hebei Province Patentee after: Dachang Viessmann Heating Technology Co. Ltd. Address before: 100083 conference room 30, conference center, University of science and technology, Haidian District, Beijing, Xueyuan Road 1202 Patentee before: Oukeneng Solar Energy Technology Co., Ltd., Beijing |
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