CN209558693U - 一种金属玻璃熔封直通式全玻璃真空集热管 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种金属玻璃熔封直通式全玻璃真空集热管，包括玻璃内管和玻璃外管，玻璃外管包括两个过渡玻璃段，两个过渡玻璃段之间封接有金属波纹补偿器，金属波纹补偿器包括两个可伐金属环以及波纹管。本实用新型提供的真空集热管可以实现两端直流双通，彻底剔除了传统集热管的所有不利因素，具有太阳能热利用效率最大化、利于排空防冻、无冒气炸管、无污垢沉积等优点。该真空集热管的内外管均为有极强抗腐蚀能力的玻璃管，为降低成本和制造工艺难度，特采用单端金属波纹补偿器来实现内外管冷热伸缩。采用外管穿过波纹管补偿器并形成自由间隙来实现内外管的热胀冷缩位移补偿。同时实现伸缩位移导向和强度支撑，可避免波纹管冷桥的致命缺点。

Description

一种金属玻璃熔封直通式全玻璃真空集热管

技术领域

本实用新型涉及太阳能技术领域，特别涉及一种金属玻璃熔封直通式全玻璃真空集热管。

背景技术

现有技术中，在太阳能低温热利用行业中，只有单端应用的玻璃真空管集热管，该结构只适合热虹吸自然循环系统。此种集热管包括外玻璃罩管和内玻璃管，并内管外表面镀有选择性吸收层，内外管的一端均为盲管，两管盲端间装有弹簧支架对内管支撑定位，支架中心部位安装消气剂。内外玻璃管的另一端进行同心熔接封口，形成真空腔体。内外管在弹簧支架弹性形变中自由伸缩。以避免内外管随温度变化的热胀冷缩引起的破裂。由于其结构酷似暖瓶内胆，单口进出使得工作介质冷热混流，不能实现热量的100％置换，造成热效率低下，长期运行还造成集热管内大量污垢沉积。并且，冒气、炸管是多年的顽症，且单端结构不能实现排空防冻等。这就是30年来太阳能行业鲜有太阳能采暖的成功案例的技术“瓶颈”。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种金属玻璃熔封直通式全玻璃真空集热管，旨在提供一种高效的太阳能集热部件。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种金属玻璃熔封直通式全玻璃真空集热管，包括相套接的玻璃内管和玻璃外管，所述玻璃外管包括相对设置的两个过渡玻璃段，所述两个过渡玻璃段之间熔封有金属波纹补偿器，所述玻璃内管和所述玻璃外管的对应端同心相封接，以在所述玻璃内管和所述玻璃外管之间形成真空夹层；

其中，所述金属波纹补偿器包括对应与所述两个过渡玻璃段连接的两个可伐金属环、以及连接设于所述两个可伐金属环之间的波纹管。

可选地，所述可伐金属环包括套接于所述过渡玻璃段内的套接部、以及自所述套接部靠近所述波纹管的一端伸出所述过渡玻璃段且朝外翻折形成的环状的翻边部，其中，所述翻边部与所述波纹管对应的端面相贴合。

可选地，所述套接部与所述过渡玻璃段内环面为贴合熔封连接。

可选地，所述翻边部与所述波纹管为焊接连接。

可选地，所述两个过渡玻璃段其中之一的内侧壁形成有朝向另一个的环形台阶面，所述环形台阶面凸设有支撑管段，所述支撑管段穿过所述波纹管和所述两个可伐金属环，而伸入对应的所述过渡玻璃段内，其中，所述支撑管段和该对应的所述过渡玻璃段上的可伐金属环在周向上预留有间隙。

可选地，所述玻璃外管还包括外管主体段，所述两个过渡玻璃段其中之一与所述玻璃内管的一端同心熔封，另一个通过所述外管主体段与所述玻璃内管的另一端同心熔封。

可选地，所述外管主体段上设有真空排气口；和/或,

所述外管主体段和所述玻璃内管之间设有蒸散型消气剂。

可选地，所述金属波纹补偿器的外表面经过浸塑工艺处理；和/或，

所述玻璃内管的外表面镀有选择性吸收涂层。

本实用新型提供的技术方案中，所述金属玻璃熔封直通式全玻璃真空集热管可以实现两端直流双通，彻底剔除了传统集热管的所有不利因素，具有热能利用率高、利于排空防冻、无冒气炸管、无污垢沉积等优点，是最理想的高效的太阳能集热部件。该真空集热管的内外管均为有极强抗腐蚀能力的玻璃管，为有效降低成本和加工工艺难度，特此实用新型单端金属波纹补偿器来实现内外管冷热伸缩。由于金属波纹补偿器为柔性元件，为使外管受力不因金属波纹补偿器为柔性变形而导致玻璃管口开裂，特实用新型支撑管段穿过金属波纹补偿器，可以避免“冷桥”的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的金属玻璃熔封直通式全玻璃真空集热管的一实施例的结构示意图；

图2为图1中金属波纹补偿器处的结构示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示) 下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A 和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

现有技术中，在太阳能低温热利用行业中，目前仅有单端应用的玻璃真空管集热管，该结构只适合热虹吸自然循环系统。此种集热管包括外玻璃罩管和内玻璃管，并内管外表面镀有选择性吸收层，内外管的一端均为盲管，两管盲端间装有弹簧支架对内管支撑定位，支架中心部位安装消气剂。内外玻璃管的另一端进行同心熔接封口，形成真空腔体。内外管在弹簧支架弹性形变中自由伸缩。以避免内外管随温度变化的热胀冷缩引起的破裂。由于其结构酷似暖瓶内胆，单口进出使得工作介质冷热混流，不能实现热量的100％置换，造成热效率低下，长期运行还造成集热管内大量污垢沉积。并且，冒气、炸管是多年的顽症，且单端结构不能实现排空防冻等。这就是30年来太阳能行业鲜有太阳能采暖的成功案例的技术“瓶颈”。

鉴于此，本实用新型提供一种金属玻璃熔封直通式全玻璃真空集热管，图1和图2为本实用新型提供的金属玻璃熔封直通式全玻璃真空集热管的一实施例。

请参阅图1和图2，在本实施例中，所述金属玻璃熔封直通式全玻璃真空集热管100包括相套接的玻璃内管1和玻璃外管2，所述玻璃外管2包括相对设置的两个过渡玻璃段22，所述两个过渡玻璃段22之间熔封有金属波纹补偿器 21，所述玻璃内管1和所述玻璃外管2的对应端同心相封接，以在所述玻璃内管1和所述玻璃外管2之间形成真空夹层；其中，所述金属波纹补偿器21包括对应与所述两个过渡玻璃段22连接的两个可伐金属环24、以及连接设于所述两个可伐金属环24之间的波纹管23。

本实用新型提供的技术方案中，所述金属玻璃熔封直通式全玻璃真空集热管100可以实现两端直流双通，彻底剔除了传统集热管的所有不利因素，具有热能利用率高、利于排空防冻、无冒气炸管、无污垢沉积等优点，是最理想的高效的太阳能集热部件。该真空集热管的内外管均为有极强抗腐蚀能力的玻璃管(在本实施例中，所述玻璃内管1和所述玻璃外管2的材质为高硼硅)，而且采用单端金属波纹补偿器21来实现内外管冷热伸缩。由于金属波纹补偿器21为柔性元件，以使外管受力不因金属波纹补偿器21为柔性变形而导致玻璃管口开裂，特实用新型支撑管段25穿过金属波纹补偿器21，可以有效避免“冷桥”的问题。

所述玻璃内管1(在本实施例中，所述玻璃内管1的外表面镀有选择性吸收涂层)和所述玻璃外管2两者的对应端同心相封接，以在所述玻璃内管1和所述玻璃外管2之间形成真空夹层，具体地，在本实施例中，所述玻璃内管1 的两端分别与所述玻璃外管2的两端同心封口(所述玻璃内管1和所述玻璃外管2之间设有蒸散型消气剂3，具体地，请参阅图1，在本实施例中，所述玻璃外管2的外管主体段26和所述玻璃内管1之间设有蒸散型消气剂3，并且，所述外管主体段26上设有真空排气口27)，然后于所述玻璃外管2的真空排气口27 处真空封排，最后激活所述蒸散型消气剂3，进而实现直通式全玻璃真空集热管。

所述玻璃外管2和所述玻璃内管1同心封接，所述玻璃外管2包括所述金属波纹补偿器21，具体地，请参阅图1，在本实施例中，所述玻璃外管2还包括外管主体段26，所述两个过渡玻璃段22其中之一与所述玻璃内管1的一端同心熔封，另一个通过所述外管主体段26与所述玻璃内管1的另一端熔封，这样所述玻璃外管2整体安装相对会较为方便。

因为所述金属波纹补偿器21通过膨胀系数和所述过渡玻璃段22相近的所述可伐金属环24(在本实施例中，所述可伐金属环24为4j29，这样所述可伐金属环24氧化膜致密，能够较好的被玻璃浸润)与所述过渡玻璃段22连接。因为所述可伐金属环24易氧化锈蚀，故在本实施例中，所述金属波纹补偿器21 的外表面是经过浸塑工艺处理的。

通过所述可伐金属环24连接所述过渡玻璃段22和所述波纹管23，对于所述可伐金属环24的具体样式可以不做特殊限定，具体地，请参阅图1和图2，在本实施例中，所述可伐金属环24包括套接于所述过渡玻璃段22内的内环面套接部241、以及自所述套接部241靠近所述波纹管23的一端伸出所述过渡玻璃段22且朝外翻折形成的环状的翻边部242，其中，所述翻边部242与所述波纹管23对应的端面相贴合，这样所述可伐金属环24与所述过渡玻璃段22和所述波纹管23之间的接触面积较大，封接质量有了可靠地保证。

所述可伐金属环24的套接部241和所述过渡玻璃段22内环面熔封封接，具体地，在本实施例中，所述套接部241与所述过渡玻璃段22内环面为贴合熔封连接。为了提高所述可伐金属环24和所述过渡玻璃段22之间的封接质量，可以在将所述可伐金属环24与所述过渡玻璃段22熔封之前，对所述可伐金属环 24进行表面清洗、烧氢等处理工艺。

所述可伐金属环24的翻边部242和所述波纹管23连接，具体地，在本实施例中，所述翻边部242与所述波纹管23为焊接连接。但焊接时可能导致所述可伐金属环24过热，而破坏所述可伐金属环24和所述过渡玻璃段22之间的熔封质量，故在本实施例中，是使用氩弧焊设备焊接所述可伐金属环24的翻边部 242与所述波纹管23，其中，氩弧焊接过程中保护气体的氩气喷嘴为双喷嘴，一个为弧焊喷嘴，另一个对所述翻边部242的外侧吹气散热，以确保所述可伐金属环24和所述过渡玻璃段22之间的熔封质量不受影响。

所述金属玻璃熔封直通式全玻璃真空集热管100通过所述金属波纹补偿器21来实现内外管冷热伸缩，具体地，请参阅图1和图2，在本实施例中，所述两个过渡玻璃段22其中之一的内侧壁形成有朝向另一个的环形台阶面，所述环形台阶面凸设有支撑管段25，所述支撑管段25穿过所述波纹管23和所述两个可伐金属环24，而伸入对应的所述过渡玻璃段22内，其中，所述支撑管段25和该对应的所述过渡玻璃段22上的可伐金属环24在周向上预留有间隙，这样所述支撑管段25可以起到强度支撑和伸缩导向的作用，以防所述玻璃外管2因所述金属波纹补偿器21受力变形而导致管口炸裂。并有效避免金属波纹补偿器的“冷桥”。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种金属玻璃熔封直通式全玻璃真空集热管，其特征在于，包括相套接的玻璃内管和玻璃外管，所述玻璃外管包括相对设置的两个过渡玻璃段，所述两个过渡玻璃段之间熔封有金属波纹补偿器，所述玻璃内管和所述玻璃外管的对应端同心相封接，以在所述玻璃内管和所述玻璃外管之间形成真空夹层；

其中，所述金属波纹补偿器包括对应与所述两个过渡玻璃段连接的两个可伐金属环、以及连接设于所述两个可伐金属环之间的波纹管。

2.如权利要求1所述的金属玻璃熔封直通式全玻璃真空集热管，其特征在于，所述可伐金属环包括套接于所述过渡玻璃段内的套接部、以及自所述套接部靠近所述波纹管的一端伸出所述过渡玻璃段且朝外翻折形成的环状的翻边部，其中，所述翻边部与所述波纹管对应的端面相贴合。

3.如权利要求2所述的金属玻璃熔封直通式全玻璃真空集热管，其特征在于，所述套接部与所述过渡玻璃段内环面为贴合熔封连接。

4.如权利要求2所述的金属玻璃熔封直通式全玻璃真空集热管，其特征在于，所述翻边部与所述波纹管为焊接连接。

5.如权利要求1所述的金属玻璃熔封直通式全玻璃真空集热管，其特征在于，所述两个过渡玻璃段其中之一的内侧壁形成有朝向另一个的环形台阶面，所述环形台阶面凸设有支撑管段，所述支撑管段穿过所述波纹管和所述两个可伐金属环，而伸入对应的所述过渡玻璃段内，其中，所述支撑管段和该对应的所述过渡玻璃段上的可伐金属环在周向上预留有间隙。

6.如权利要求1所述的金属玻璃熔封直通式全玻璃真空集热管，其特征在于，所述玻璃外管还包括外管主体段，所述两个过渡玻璃段其中之一与所述玻璃内管的一端同心熔封，另一个通过所述外管主体段与所述玻璃内管的另一端同心熔封。

7.如权利要求6所述的金属玻璃熔封直通式全玻璃真空集热管，其特征在于，所述外管主体段上设有真空排气口；和/或,

所述外管主体段和所述玻璃内管之间设有蒸散型消气剂。

8.如权利要求1所述的金属玻璃熔封直通式全玻璃真空集热管，其特征在于，所述金属波纹补偿器的外表面经过浸塑工艺处理；和/或，

所述玻璃内管的外表面镀有选择性吸收涂层。