CN203240805U

CN203240805U - 一种金属-玻璃封接热管式真空太阳能集热管

Info

Publication number: CN203240805U
Application number: CN2013201156361U
Authority: CN
Inventors: 孟秀清; 吕会敏; 周旭; 朱培强; 许维华
Original assignee: 黄鸣
Priority date: 2013-01-06
Filing date: 2013-03-14
Publication date: 2013-10-16
Anticipated expiration: 2023-03-14

Abstract

本实用新型公开了一种金属-玻璃封接热管式真空太阳能集热管，包括：外玻璃管和内玻璃管，均为一端封闭，另一端敞开，所述内玻璃管的封闭端通过支撑卡片套设在所述外玻璃管的封闭端内；所述内玻璃管的敞开端和所述外玻璃管的敞开端为环形熔封，所述内玻璃管的外壁和所述外玻璃管的内壁间为真空夹层；所述内玻璃管外壁镀有选择性吸收涂层；金属对接管，所述金属对接管与所述内玻璃管密封对接，其密闭空间内设有传热工质，形成由金属-玻璃封接的热管；所述金属对接管为所述热管的冷凝段，所述内玻璃管的封闭端为所述热管的蒸发段。本实用新型提高热管式真空太阳能集热管的集热效率。

Description

一种金属-玻璃封接热管式真空太阳能集热管

技术领域

本发明涉及太阳能热利用技术领域，特别涉及一种金属-玻璃封接热管式真空太阳能集热管。

背景技术

现有的全玻璃真空太阳能集热管整体像一个拉长的暖水瓶胆，具体由两根套装在一起的内玻璃管与外玻璃管组成，内玻璃管与外玻璃管之间抽成真空，在内玻璃管的外表面沉积太阳选择性吸收表面、涂层或膜系，构成吸热体，以此将太阳光能转换为热能，加热内玻璃管内的传热流体。全玻璃真空集热管中的内玻璃管与外玻璃管同心设置，采用单端开口设计，其一端的内玻璃管和外玻璃管采用环形熔封，另一端是密闭半球形，且设有带吸气剂的支撑卡片，吸热体内玻璃管半球形支承在外玻璃管半球形端，形成热膨胀的自由端，缓冲工作时引起的全玻璃真空集热管开口端部的热应力。

这种全玻璃真空太阳能集热管的热水器在使用过程中存在诸多问题，其中最主要的问题就是真空管内存水过多，造成真空管内的水升温缓慢，进而使整个系统循环速度变慢。由于真空管中的热水无法完全取出，所以当真空管管径越粗、真空管管长越长时，无法取出的水就更多，致使系统的集热效率降低。

近几年，全玻璃热管式真空太阳能集热管越来越普及。全玻璃热管式真空太阳能集热管，是在全玻璃真空太阳能集热管的管口对接一个一端密闭的玻璃管，对接玻璃管与镀有选择性吸收涂层的内管组成密闭空间，具有低真空，并充入传热工质。对接玻璃管作为热管冷凝段，镀有选择性吸收涂层的内管作为热管蒸发段，即热交换段，当蒸发段吸收太阳辐射热能受热时，传热工质蒸发汽化，蒸汽在压差作用下以声速流向冷凝段，并释放出热能后凝结成液体，液体再沿内管管壁流回蒸发段，如此周而复始，实现利用太阳能加热。

这种全玻璃热管式真空太阳能集热管组成的热水器总储水量比全玻璃真空集热管热水器少很多，理论效率应该很高，但因为玻璃是热的不良导体，导热系数仅1.2W/mk，为铜导热系数的千分之几，严重影响冷凝段释放热量。

由此可见，上述现有的全玻璃热管式真空太阳能集热管在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。本设计人积极加以研究创新，以期创设一种新型的热管式真空太阳能集热管，使其更具有实用性。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种金属-玻璃封接热管式真空太阳能集热管，解决的技术问题是提高热管式真空太阳能集热管的集热效率。

本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本实用新型提出的一种金属-玻璃封接热管式真空太阳能集热管，包括：

外玻璃管和内玻璃管，均为一端封闭，另一端敞开，所述内玻璃管的封闭端通过支撑卡片套设在所述外玻璃管的封闭端内；所述内玻璃管的敞开端和所述外玻璃管的敞开端为环形熔封，所述内玻璃管的外壁和所述外玻璃管的内壁间为真空夹层；所述内玻璃管外壁镀有选择性吸收涂层；

金属对接管，所述金属对接管与所述内玻璃管密封对接，其密闭空间内设有传热工质，形成由金属-玻璃封接的热管；所述金属对接管为所述热管的冷凝段，所述内玻璃管的封闭端为所述热管的蒸发段。

本实用新型的目的还可以采用以下技术方案来实现的。

进一步的，前述的金属-玻璃封接热管式真空太阳能集热管，其中所述内玻璃管的封闭端和所述外玻璃管的封闭端均为半球形密闭端。

进一步的，前述的金属-玻璃封接热管式真空太阳能集热管，其中所述支撑卡片上设有吸气剂，所述吸气剂为蒸散型吸气剂或非蒸散型吸气剂。

进一步的，前述的金属-玻璃封接热管式真空太阳能集热管，其中所述外玻璃管的封闭端的内部构成吸气镜面。

进一步的，前述的金属-玻璃封接热管式真空太阳能集热管，其中所述选择性吸收涂层为体吸收型涂层、干涉型吸收涂层、金属陶瓷复合涂层或表面结构型吸收涂层。

进一步的，前述的金属-玻璃封接热管式真空太阳能集热管，其中所述金属对接管对接在所述内玻璃管的内壁的上，或对接在所述内玻璃管的敞开端的管口上。

进一步的，前述的金属-玻璃封接热管式真空太阳能集热管，其中所述金属对接管通过所述金属连接部件和所述内玻璃管的内壁之间环形熔封。

进一步的，前述的金属-玻璃封接热管式真空太阳能集热管，其中所述金属对接管和金属连接部件的对接处为直通型对接或缩口型对接。

进一步的，前述的金属-玻璃封接热管式真空太阳能集热管，其中所述金属对接管为铜管、铜合金管、铝管、铝合金管或不锈钢管。

与现有技术相比，本实施例的有益效果至少可以表现为：

与现有的全玻璃热管式真空太阳能集热管相比，本实用新型的内玻璃管对接了金属对接管，其装水容量大大减少，金属对接管把热量传给内管里的水，管里的水再循环到水箱里。大大减少了热水器总储水量，减少了能量浪费。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例一的结构示意图；

图2是本实用新型实施例二的结构示意图；

图3是本实用新型实施例三的结构示意图；

图4是本实用新型实施例四的结构示意图。

图中各符号表示含义如下：

1-外玻璃管，2-内玻璃管，3-选择性吸收涂层，4-真空夹层，5-金属对接管，6-金属连接部件，7-蒸发段，8-支撑卡片，9-传热工质，10-吸气剂，11-吸气镜面。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的热管式太阳能饭煲其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

如图1所示，为本实用新型金属-玻璃封接热管式真空太阳能集热管的实施例1，其包括：

外玻璃管1和内玻璃管2，两者均为一端封闭，且其封闭端的形状优选为半球形密闭端，另一端敞开。内玻璃管1的封闭端通过支撑卡片8套设在外玻璃管1的封闭端内，可见外玻璃管1和内玻璃管2为套接，且两者的封闭端和敞开端方向一致；其中支撑卡片8起到将内玻璃管2固定在外玻璃管1内的作用。内玻璃管2的敞开端和外玻璃管1的敞开端两都的端口之间为环形熔封，从而在内玻璃管2的外壁和外玻璃管1的内壁间形成一个密封空间，对该密封空间进行抽真空处理，使其成为一个真空夹层。内玻璃管2的外壁镀有选择性吸收涂层3，选择性吸收涂层3优选为体吸收型涂层、干涉型吸收涂层、金属陶瓷复合涂层或表面结构型吸收涂层。

在支撑卡片8上设有吸气剂10，吸气剂10可以为蒸散型吸气剂或非蒸散型吸气剂。蒸散型吸气剂优选为钡铝镍吸气剂或掺氮吸气剂；非蒸散型吸气剂优选为单质体积型吸气剂、合金体积型吸气剂或大比表面积型吸气剂。设置了吸气剂后，外玻璃管1的封闭端的内部即构成了一个吸气镜面。

同时实施例一还必须包括一个金属对接管5，金属对接管5与内玻璃管2密封对接；且金属对接管5设置在内玻璃管2内，与内玻璃管2的内壁密封对接，两者的密闭空间内设有传热工质9，这样此密闭空间即形成了由金属-玻璃封接的热管；金属对接管5作为热管的冷凝段，内玻璃管2的封闭端作为热管的蒸发段，当然，蒸发段也可以包括内玻璃管2内壁中靠近其封闭端的部分。作为优选，可以根据对热管大小的不同要求，选择金属对接管5与内玻璃管2在其内壁上密封对接的位置。

金属对接管5和内玻璃管2的内壁之间通过金属连接部件6进行环形熔封，在实施例一中，金属对接管5和金属连接部件6之间的对接处为直通型对接，即两者的内径大小基本相同，无明显缩口。

金属对接管5和金属连接部件6的材料应该选择具有良好导热性能的金属材料，优选为铜管、铜合金管、铝管、铝合金管或不锈钢管等导热性能好的金属材料。

实施例一金属-玻璃封接热管式真空太阳能集热管的制备过程为：在内玻璃管2的半球形封闭端设置蒸发段排气尾管，用于对由金属-玻璃封接的热管进行抽真空处理，抽真空到5×10-2Pa，然后冲入可以抗冻并无毒无害的传热工质9，再可以进行封离。然后，把内玻璃管2放进镀膜设备，对其外壁镀制选择性吸收涂层3。然后，将内玻璃管2的半球形的封闭端与外玻璃管1的半球形的封闭端套接，套接是通过设置在外玻璃管1的半球形的封闭端内部的支撑卡片8实现的。支撑卡片8上固定吸气剂10。待内玻璃管2、外玻璃管1及金属对接管7加工完毕后，对内玻璃管2、外玻璃管1之间夹层进行抽真空，形成真空夹层4，然后对吸气剂10进行高温烤频，在外玻璃管1半圆头内部形成吸气镜面11。

如图2所示，为本实用新型的实施例二。实施例二与实施例一基本结构相同，其不同之处在于：

金属对接管5和金属连接部件6之间的对接处为缩口型对接，即两者的内径在接口处均缩小，形成缩口。此结构的优点在于便于金属与玻璃的环形熔封。

如图3所示，为本实用新型的实施例三。实施例三与实施例一基本结构相同，其不同之处在于：

金属对接管5设置在内玻璃管2的敞开端的外部，与内玻璃管2的敞开端的端口实现密封对接；金属对接管5和金属连接部件6之间的对接处仍为直通型对接。与普通玻璃热管相比，金属对接管5导热远远大于玻璃导热；与金属热管相比，采用内玻璃管2做蒸发段，节省了成本。

如图4所示，为本实用新型的实施例四。实施例四与实施例三基本结构相同，其不同之处在于：

需要说明的是，本申请中提及的第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另一个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何各种实际的关系或者顺序。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims

1.一种金属-玻璃封接热管式真空太阳能集热管，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的金属-玻璃封接热管式真空太阳能集热管，其特征在于，所述内玻璃管的封闭端和所述外玻璃管的封闭端均为半球形密闭端。

3.根据权利要求1所述的金属-玻璃封接热管式真空太阳能集热管，其特征在于，所述支撑卡片上设有吸气剂，所述吸气剂为蒸散型吸气剂或非蒸散型吸气剂。

4.根据权利要求3所述的金属-玻璃封接热管式真空太阳能集热管，其特征在于，所述外玻璃管的封闭端的内部构成吸气镜面。

5.根据权利要求1所述的金属-玻璃封接热管式真空太阳能集热管，其特征在于，所述选择性吸收涂层为体吸收型涂层、干涉型吸收涂层、金属陶瓷复合涂层或表面结构型吸收涂层。

6.根据权利要求1所述的金属-玻璃封接热管式真空太阳能集热管，其特征在于，所述金属对接管对接在所述内玻璃管的内壁的上，或对接在所述内玻璃管的敞开端的管口上。

7.根据权利要求6所述的金属-玻璃封接热管式真空太阳能集热管，其特征在于，所述金属对接管和所述内玻璃管的内壁通过所述金属连接部件进行环形熔封。

8.根据权利要求7所述的金属-玻璃封接热管式真空太阳能集热管，其特征在于，所述金属对接管和金属连接部件的对接处为直通型对接或缩口型对接。

9.根据权利要求1所述的金属-玻璃封接热管式真空太阳能集热管，其特征在于，所述金属对接管为铜管、铜合金管、铝管、铝合金管或不锈钢管。