CN203240806U

CN203240806U - 一种多级启动的全玻璃热管

Info

Publication number: CN203240806U
Application number: CN 201320158620
Authority: CN
Inventors: 张占军; 杜亚强; 曲文倩; 赵明; 戚玉欣; 范娜
Original assignee: SHANGDONG ECOOSOLAR ENERGY CO Ltd
Current assignee: SHANGDONG ECOOSOLAR ENERGY CO Ltd
Priority date: 2013-04-01
Filing date: 2013-04-01
Publication date: 2013-10-16
Anticipated expiration: 2023-04-01

Abstract

本实用新型是关于一种多级启动的全玻璃热管，包括：罩玻璃管和内玻璃管；所述的罩玻璃管为一端封闭，另一端开口；所述内玻璃管为一根通管，两端封闭，一端为集热段，另一端为冷凝段，其内设有传热工质；所述内玻璃管的集热段通过弹簧卡子套设在所述罩玻璃管的封闭端内；所述内玻璃管冷凝段设在罩玻璃管外部；所述内玻璃管的冷凝段和所述罩玻璃管的敞开端为环形压封，所述内玻璃管的外壁和所述罩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；所述集热段内设有一截留结构。本实用新型通过设置一道或者多道的截留结构，能够达到多级启动的目的，从而提高全玻璃热管的启动效率以及太阳能热水器的整机日有用得热量。

Description

一种多级启动的全玻璃热管

技术领域

本实用新型涉及太阳能应用领域，特别是涉及一种多级启动的全玻璃热管。

背景技术

现有的全玻璃真空太阳能集热管整体上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罩玻璃管组成，内玻璃管与罩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，以此将太阳的光能转换为热能，用以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罩玻璃管一般同心设置，采用单端开口设计，其一端的内玻璃管和罩玻璃管采用环形熔封，另一端是密闭半球形，且设有带吸气剂的弹簧卡子，吸热体内玻璃管半球形端支承在罩玻璃管半球形端，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。

全玻璃热管靠传热工质气液相变转化传热，传热工质启动前存储在内玻璃管的底部。目前，市场上在售的真空太阳集热管，为了整根玻璃热管的美观，其内玻璃管尾端都设在吸气镜面下面。因此位于内玻璃管底部的传热工质，因受吸气镜面遮挡而不能直接接受阳光照射；又因为玻璃是热的不良导体，热量由上向下传导缓慢，所以全玻璃热管启动缓慢，不能很好的发挥全玻璃热管的集热优势。

由此可见，上述现有的全玻璃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，以期创设一种新型结构的多级启动的全玻璃热管，使其更具有实用性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多级启动的全玻璃热管，解决的技术问题是解决现有全玻璃热管内管尾端因受镜面遮挡，影响全玻璃热管启动速度的问题，从而提高全玻璃热管的启动效率。

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多级启动的全玻璃热管，包括：

罩玻璃管和内玻璃管，其中：所述的罩玻璃管为一端封闭，另一端开口；内玻璃管为一根通管，两端封闭，一端为集热段，另一端为冷凝段，其内设有传热工质；

所述内玻璃管的集热段通过弹簧卡子套设在所述罩玻璃管的封闭端内；

所述内玻璃管的冷凝段设在所述罩玻璃管外部；

所述内玻璃管的冷凝段和所述罩玻璃管的敞开端为环形压封；

所述内玻璃管的外壁和所述罩玻璃管的内壁间为真空夹层；

所述罩玻璃管的封闭端的内部构成吸气镜面；

还包括截留结构，设在所述内玻璃管的集热段内。

本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选的，前述的一种多级启动的全玻璃热管，所述截留结构为设在所述内玻璃管管壁上的内凹槽或外凸槽。

优选的，前述的一种多级启动的全玻璃热管，所述内凹槽为内凹环槽，所述外凸槽为外凸环槽。

优选的，前述的一种多级启动的全玻璃热管，所述截留结构为设置于所述内玻璃管内的截留件。

优选的，前述的一种多级启动的全玻璃热管，所述截留件为环状截留件，其与所述内玻璃管的内壁通过粘结或熔封的方式连接。

优选的，前述的一种多级启动的全玻璃热管，所述环状截留件的横截面为方形、圆形或梯形。

优选的，前述的一种多级启动的全玻璃热管，所述截留结构为一个或多个，构成一截留段。

优选的，前述的一种多级启动的全玻璃热管，所述冷凝段上也设有截留段。

优选的，前述的一种多级启动的全玻璃热管，所述截留段设于所述集热段的中下部。

借由上述技术方案，本实用新型一种多级启动的全玻璃热管至少具有下列优点：

1、相比现有设计，本实用新型的内玻璃管的集热段设有截留结构，通过设置一个或多个截留结构，当传热工质回流的时候，能够阻挡一部分传热工质并储存在截留结构中，便于快速启动，从而提高全玻璃热管的启动效率；

2、本实用新型能有效提高太阳能利用效率，从而提高太阳能热水器的整机日有用得热量。

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

图1是本实用新型实施例一的结构示意图；

图1A是本实用新型实施例一A端的局部放大图；

图2是本实用新型实施例二的结构示意图；

图2A是本实用新型实施例二B端的局部放大图；

图3是本实用新型实施例三的结构示意图；

图3A是本实用新型实施例三C端的局部放大图；

图4是本实用新型实施例三截留件的三种横截面示意图；

图5是本实用新型实施例四的结构示意图；

图6是本实用新型实施例四的另一实施例的结构示意图。

1.吸气剂、2.弹簧卡子、3.传热工质、4.内玻璃管、411.内凹环槽、412.外凸环槽、413.截留件、42.集热段、43.冷凝段、5.选择性吸收涂层、6.真空夹层、7.罩玻璃管、8.吸气镜面、9.截留结构、10.截留段。

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一种多级启动的全玻璃热管其具体实施方式、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，本实用新型的一种多级启动的全玻璃热管，其包括：

罩玻璃管7和内玻璃管4，所述的罩玻璃管为一端封闭，另一端开口；内玻璃管4为一根通管，两端封闭，一端为集热段42，另一端为冷凝段43，其内设有传热工质3；且其封闭端的形状优选为半球形密闭端。内玻璃管4的集热段42通过弹簧卡子2套设在罩玻璃管7的封闭端内，可见罩玻璃管7和内玻璃管4为套接；其中弹簧卡子2起到将内玻璃管4固定在罩玻璃管7内的作用，使得内玻璃管4吸收太阳辐射而温度升高时，封闭端形成热膨胀的自由端，从而缓冲了热水器工作时引起真空集热管开口端部的热应力。

内玻璃管4的冷凝段43和罩玻璃管7的敞开端为环形压封从而在内玻璃管4的外壁和罩玻璃管7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6。作为优选的，本实用新型的内玻璃管4的冷凝段43设于罩玻璃管7的外侧，即罩玻璃管7的敞开端与内玻璃管4的冷凝段43处进行环形熔封，从而其之间形成一个密封空间，对该密封空间进行抽真空处理，其间则形成一个真空夹层6。

内玻璃管4的外壁镀有选择性吸收涂层5，在弹簧卡子2上设有吸气剂1，设置了吸气剂1后，罩玻璃管7的封闭端的内部即构成了一个吸气镜面8。

集热段42内设有一截留结构9，其用途是在传热工质3回流的时候，能够阻挡一部分传热工质3并储存在截留结构9中，便于快速启动，从而提高全玻璃热管的启动效率，提高太阳能热水器的整机日有用得热量。

实施例一，如图1和图1A所示，本实用新型的在内玻璃管4上直接加工成型的内凹槽；作为优选的方式，内凹槽为内凹环槽411；其中所示的内凹环槽411为在内玻璃管上镀膜前直接加工成型的向内凹进的环形槽结构，是靠环形槽圆角过渡部分截留传热工质3。该内凹环槽411的加工过程为：一端圆头——环形槽定位——烧熔——内管低压充气——外部用模具固定——成型冷却，该步骤完成后，进入退火、镀膜等其他工序；该内凹环槽411过渡部分为圆角，防止应力集中脆裂，加工完成后如局部放大图1A所示。

本实用新型的内凹环槽411以φ58/φ47为例，根据理论分析及实验验证，其结构尺寸特点为：为保证气体状态传热工质3传输顺畅，不因内管截面积减小而增大传热阻力，其最小内径应不小于内玻璃管内径的0.9倍；为最大可能的截留回流的液体传热工质3，其结构半径为内玻璃管内腔半径的0.1倍，过渡圆角半径不大于1mm。

较佳的，如图2和图2A所示，本实用新型的另一实施例提出一种多级启动的全玻璃热管，与上述实施例相比，本实用新型的在内玻璃管上直接加工成型的外凸槽；作为优选的方式，外凹槽为外凸环槽412；其中所示的外凸环槽412为在内玻璃管上镀膜前直接加工成型的向外凸出的环形槽结构，该结构是靠环形槽的内腔截留部分传热工质3并储存。外凸环槽412的加工过程为：一端圆头——环形槽定位——烧熔——内管低压充气——外部用模具固定——成型冷却，该步骤完成后，进入退火、镀膜等其他工序；外凸环槽412过渡部分为圆角，防止应力集中脆裂，加工完成后如局部放大图2A所示。

本实用新型的外凸环槽412设计尺寸要求表现在：国家标准要求全玻璃热管弯曲度应不大于0.2%，应满足内玻璃管与罩玻璃管装配要求。根据理论计算，以φ58/φ47为例，其最大外径应不大于φ52mm。考虑到该结构能够最大可能性的储存传热工质，其槽状结构半径为1.25mm，过渡圆角半径为0.5mm，不排除其他从业人员根据此算例设计出的其它尺寸结构。

以上所述两种成型方式，在加工过程中，应保证过渡部分的壁厚；冷却成型后，对该部分进行退火处理，消除内部应力，以保证该截留结构9的安全性。

较佳的，如图3和图3A所示，本实用新型的另一实施例提出一种多级启动的全玻璃热管，与上述实施例相比，本实用新型中的截留结构9为设置于内玻璃管4内的截留件413。

进一步的，截留件413为环状截留件，其与内玻璃管4的内壁通过粘结或熔封的方式连接。

其中，截留件413为在内管内壁上未封口前，在内玻璃管4上粘接或者熔封高硼硅玻璃的截留件413；截留件413的材料选择及粘接材料的选择应能保证该部件与传热工质3的相容性，以保证其不与传热工质3发生反应产生毒性气体，并且能够保证该部件在寿命周期内不脱落、能够起到相应的截留作用；截留件413与内玻璃管4的尺寸配合及粘接工艺应能保证在冷热冲击的情况下，不因伸缩而脱离或者相互挤压破裂。本实用新型中截留件413的材质可优选为高硼硅玻璃材质，其热稳定性好、耐热冲击力好且其具有较好的耐化学腐蚀性能。

进一步的，如图4所示，本实用新型中环状截留件的横截面为方形、圆形或梯形。上述三种形状的环状截留件均可实现截留传热工质的目的，当考虑到截留件413能够最大可能性的储存传热工质时，则环状截留件的横截面为梯形时，其截留的效果更好，易于更好地实现提高太阳能热水器的启动效率；但是考虑到工艺的复杂程度，当环状截留件的横截面为方形或圆形时，其制作工艺更为简单；故可根据不同的工作需要进行适当的选择环状截留件的形状。

本实用新型中的截留结构9可根据需要进行重复设置，一个或多个的截留结构9即构成截留段10。

较佳的，如图5至图6所示，本实用新型的另一实施例提出一种多级启动的全玻璃热管，与上述实施例相比，本实用新型的内玻璃管4的冷凝段43也设有截留段10，此处所提及的截留段为内凹环槽411、外凸环槽412；本实施例中将其设置在玻璃热管的冷凝段43，以增加其换热面积，提高全热玻璃管的传热功率。

本实用新型在使用的过程中，当太阳刚刚升起时，全玻璃热管底部的传热工质3因受吸气镜面8遮挡还没有启动的情况下，只要太阳照射到截留结构9上截留的传热工质3，即可实现全玻璃热管的多级启动，从而提高太阳能的日有用得热量，充分利用太阳资源，也能够体现出全玻璃热管产品的优越性。

在本实用新型中，截留段10设置于集热段42的中下部，即设于内玻璃管1/3以下吸气镜面8以上部位，以免影响传热工质3冷凝液体的回流、降低辐照条件较好情况下的传热效率。

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

1.一种多级启动的全玻璃热管，包括：

所述内玻璃管的冷凝段设在所述罩玻璃管外部；

所述内玻璃管的外壁和所述罩玻璃管的内壁间为真空夹层；

所述罩玻璃管的封闭端的内部构成吸气镜面；

其特征在于，

还包括截留结构，设在所述内玻璃管的集热段内。

2.根据权利要求1所述的一种多级启动的全玻璃热管，其特征在于：

所述截留结构为设在所述内玻璃管管壁上的内凹槽或外凸槽。

3.根据权利要求2所述的一种多级启动的全玻璃热管，其特征在于：

所述内凹槽为内凹环槽，所述外凸槽为外凸环槽。

4.根据权利要求1所述的一种多级启动的全玻璃热管，其特征在于：

所述截留结构为设置于所述内玻璃管内的截留件。

5.根据权利要求4所述的一种多级启动的全玻璃热管，其特征在于：

所述截留件为环状截留件，其与所述内玻璃管的内壁通过粘结或熔封的方式连接。

6.根据权利要求5所述的一种多级启动的全玻璃热管，其特征在于：

所述环状截留件的横截面为方形、圆形或梯形。

7.根据权利要求1所述的一种多级启动的全玻璃热管，其特征在于：

所述截留结构为一个或多个，构成截留段。

8.根据权利要求7所述的一种多级启动的全玻璃热管，其特征在于：

所述冷凝段上也设有截留段。

9.根据权利要求7所述的一种多级启动的全玻璃热管，其特征在于：

所述截留段设于所述集热段的中下部。