CN2695865Y - 直通式太阳能玻璃真空集热管 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及真空式玻璃集热管技术。直通式太阳能玻璃真空集热管，金属直通内管的两端通过可伐膨胀合金环与玻璃外管的两端分别密封连接，在真空腔内的金属直通内管至少分两段设置，相邻段之间由金属波纹管密封连接，金属波纹管的伸缩方向与金属直通内管的轴向平行，位于真空腔内的金属直通内管上连接金属翅片，该金属翅片表面涂设太阳能选择性吸热膜。通过金属波纹管消除玻璃外管和金属内管之间的热膨胀应力；通过翅片可增加采光面积，便可尽量减小金属直通内管直径，不但利于提高有效热水产率，而且也使集热管中的传热介质输出温度进一步提高，从而实现提高储热箱中传热介质的温度的目的，利于扩大应用的领域。

Description

直通式太阳能玻璃真空集热管
技术领域
本实用新型涉及将太阳的光能转换为热能的真空式玻璃集热管技术。
背景技术
太阳能真空集热管是太阳能热利用的核心元器件。现有技术构思的金属直通式真空管，包括玻璃外管，在玻璃外管内同轴向套置金属直通内管，金属直通内管的两端部分别穿出玻璃外管的两端，并在玻璃外管和金属直通内管之间形成真空腔，在金属直通内管的外壁设有太阳能选择性吸热膜，由于金属直通内管内的存水量大，与整个太阳能热水系统的热水利用率成负相关关系，必然影响有效热水使用量，而且热量传导速度也因此而降低，这样的真空集热管输出温度较低，用途受到限制。
发明内容
本实用新型目的在于设计一种能提高真空集热管内介质输出温度、增加有效热水产率的直通式太阳能玻璃真空集热管。
本实用新型包括玻璃外管、两端部分别穿出玻璃外管两端的金属直通内管，在玻璃外管和金属直通内管之间形成的真空腔，金属直通内管的两端通过可伐膨胀合金环与玻璃外管的两端分别密封连接，在真空腔内的金属直通内管至少分两段设置，相邻段之间由金属波纹管密封连接，金属波纹管的伸缩方向与金属直通内管的轴向平行，位于真空腔内的金属直通内管上连接金属翅片，该金属翅片表面涂设太阳能选择性吸热膜。
由于玻璃和金属膨胀系数差异较大，无法直接密接，为实现玻璃外管和金属直通内管之间的密封连接，本实用新型通过可伐膨胀合金环解决玻璃和金属之间的连接；通过金属波纹管消除玻璃外管和金属内管之间的热膨胀应力；通过翅片吸收光能并转换为热能，而热能则传导至金属直通内管，由金属直通内管内的传热介质向水箱传递，由于翅片可增加采光面积，便可尽量减小金属直通内管直径，从而改变以往金属直通内管存水量大的缺陷，不但利于提高有效热水产率，而且也使集热管中的传热介质输出温度进一步提高，从而实现提高储热箱中传热介质的温度的目的，利于扩大应用的领域。
为防止翅片妨碍波纹管的自由伸长、收缩，当波纹管设置在金属直通内管的中间段时，在金属波纹管所在的金属翅片段设置横向断口和缺口；当波纹管设置在金属直通内管的端部时，在金属波纹管所在的金属翅片段设置横向缺口。
为加大接受太阳能的表面积，翅片可以为圆形，通过其内侧的连接筋与金属直通内管连接；也可以是沿金属直通内管长度方向布置的呈平面状的翅片；还可以是中部呈平面状，在平面的外端延续有沿玻璃外管的内周向展开的弧形段。
本实用新型还可在玻璃外管与金属直通内管之间设置凹形聚光反射体。凹形聚光反射体可以为玻璃外管内壁部分弧段上设置的金属反射膜，也可以为断面呈凹弧的反射板，布置在玻璃外管内，反射板朝向金属直通内管的凹弧面为聚光反射面。通过凹形聚光反射体将入射在玻璃外管内的阳光会聚反射至金属直通内管的外壁，进一步增加了有效采光面积。还可将真空腔内的金属直通内管偏心布置在玻璃外管内，通过偏心布置的金属直通内管，可加大玻璃外管直径。
本实用新型的可伐膨胀合金环可外套且密封连接在金属直通内管上，也可串接在金属直通内管上，实现金属直通内管与玻璃外管间直接通过可伐膨胀合金环实现不同材质的相互连接，这两种方案的玻璃外管有一段呈弧形的过渡段，有利于降低两端部的热损失。
还可在金属直通内管外密封连接金属端盖，金属端盖的外圆周通过可伐膨胀合金环密封连接在玻璃外管的端部。本方案，只需将玻璃外管制成直筒形，无须在两端部加工出向内的弧形段或连接一段弧形段，便于工业生产。
本实用新型中，真空腔内的金属直通内管的外表面设置太阳能选择性吸热膜，当其外的金属翅片不能完全遮挡阳光时，充分利用金属直通内管的外表面的吸热面，以进一步提高集热管的输出温度。
为充分吸收光能，本实用新型金属波纹管外表面还设置了太阳能选择性吸热膜。
附图说明
图1为本实用新型的一种结构示意图；
图2为图1的一种断面图；
图3为图1的第二种断面图；
图4为图1的第三种断面图；
图5为图1的第四种断面图；
图6为本实用新型的第二种结构示意图；
图7为本实用新型的第三种结构示意图。
图中，1玻璃外管、2金属直通内管、3真空腔、4波纹管、5翅片、6缺口、7断口、8可伐膨胀合金环、9金属端盖、10凹形聚光反射体、11连接筋。
图1中，金属直通内管2分三段设置，相邻段之间串接一段波纹管4，波纹管4的两端分别与相应金属直通内管2的端部密封连接，金属直通内管2两端还分别与一段可伐膨胀合金环8焊接，通过可伐膨胀合金环8与玻璃外管1的端部分别密封焊接，并抽真空形成真空腔3。在真空腔3内的金属直通管2上连接翅片5，翅片5朝向波纹管4的内侧开设缺口6。
在玻璃外管1的局部弧段上设有凹形聚光反射体10，该凹形聚光反射体10可通过直接在玻璃外管1的内表面镀金属反射膜形成。金属直通内管2的外表面、波纹管4的外表面和翅片5的表面分别设置太阳选择性吸热膜。
图2中，金属直通内管2同心布置在玻璃外管1内，翅片5的断面为圆形，内侧通过导热材料制成的连接筋11与金属直通内管2连接。本例中，金属直通内管2的外表面和波纹管4的外表面无需设置太阳选择性吸热膜。
图3中，金属直通内管2偏心布置在玻璃外管1内，在金属直通内管2四个径向分别布置翅片5，金属翅片5呈平面状，平行布置在金属直通内管2长度方向上。金属直通内管2的外表面和波纹管4的外表面设置太阳选择性吸热膜。
图4中，金属直通内管2同心布置在玻璃外管1内，两个翅片5对称连接在金属直通内管2外，每个翅片5的内端呈平面状，外端连续有沿玻璃外管1的内周向展开的弧形段。金属直通内管2的外表面和波纹管4的外表面设置太阳选择性吸热膜。
图5中，金属直通内管2偏心布置在玻璃外管1内。翅片5的断面为圆形，内侧通过导热材料制成的连接筋11与金属直通内管2连接。凹形聚光反射体10为断面呈凹弧的反射板，布置在玻璃外管内，反射板朝向金属直通内管2的凹弧面为聚光反射面，可通过抛光处理，也可通过镀膜的形式。本例中，金属直通内管2的外表面和波纹管4的外表面无需设置太阳选择性吸热膜。
图6中，在真空腔3内的金属直通内管2上以波纹管4为界，在金属直通内管2的径向连接两组翅片5，每组翅片5由沿金属直通内管2长度方向的两段翅片组成，两段翅片5相对朝向波纹管4的内侧设缺口6，相对的两翅片5形成断口7，其端部可相互搭接。本例中，可伐膨胀合金环8外套在金属直通内管2外，并与金属直通内管2以焊接密封，玻璃外管1通过玻璃焊料与可伐膨胀合金环8密封焊接。
图7中，在金属直通内管2的两个外端各焊接一个设有内孔的圆弧形金属端盖9，在每个金属端盖9的外圆周通过可伐膨胀合金环8与玻璃外管1密封焊接。

Claims (15)

1、直通式太阳能玻璃真空集热管，包括玻璃外管、两端部分别穿出玻璃外管两端的金属直通内管，在玻璃外管和金属直通内管之间形成的真空腔，其特征在于：金属直通内管的两端通过可伐膨胀合金环与玻璃外管的两端分别密封连接，在真空腔内的金属直通内管至少分两段设置，相邻段之间由金属波纹管密封连接，金属波纹管的伸缩方向与金属直通内管的轴向平行，位于真空腔内的金属直通内管上连接金属翅片，该金属翅片表面涂设太阳能选择性吸热膜。
2、根据权利要求1所述的直通式太阳能玻璃真空集热管，其特征在于在金属波纹管所在的金属翅片段设置横向断口。
3、根据权利要求1所述的直通式太阳能玻璃真空集热管，其特征在于在金属波纹管所在的金属翅片段设置缺口。
4、根据权利要求1所述的直通式太阳能玻璃真空集热管，其特征在于所述金属翅片呈平面状，平行布置在金属直通内管长度方向上。
5、根据权利要求1所述的直通式太阳能玻璃真空集热管，其特征在于所述金属翅片的中部呈平面状，在平面的外端延续有沿玻璃外管的内周向展开的弧形段。
6、根据权利要求1所述的直通式太阳能玻璃真空集热管，其特征在于所述金属翅片呈圆筒形，通过其内侧的连接筋与金属直通内管连接。
7、根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的直通式太阳能玻璃真空集热管，其特征在于在玻璃外管与金属直通内管之间设置凹形聚光反射体。
8、根据权利要求7所述的直通式太阳能玻璃真空集热管，其特征在于凹形聚光反射体为断面呈凹弧的反射板，布置在玻璃外管内，反射板朝向金属直通内管的凹弧面为聚光反射面。
9、根据权利要求7所述的直通式太阳能玻璃真空集热管，其特征在于凹形聚光反射体为玻璃外管内壁部分弧段上设置的金属反射膜。
10、根据权利要求7所述的直通式太阳能玻璃真空集热管，其特征在于可伐膨胀合金环外套且密封连接在金属直通内管上。
11、根据权利要求7所述的直通式太阳能玻璃真空集热管，其特征在于可伐膨胀合金环串接在金属直通内管上。
12、根据权利要求7所述的直通式太阳能玻璃真空集热管，其特征在于金属直通内管密封连接金属端盖，金属端盖的外圆周通过可伐膨胀合金环密封连接在玻璃外管的端部。
13、根据权利要求7所述的直通式太阳能玻璃真空集热管，其特征在于在真空腔内的金属直通内管偏心布置在玻璃外管内。
14、根据权利要求1所述的直通式太阳能玻璃真空集热管，其特征在于真空腔内的金属直通内管的外表面设置太阳能选择性吸热膜。
15、根据权利要求1所述的直通式太阳能玻璃真空集热管，其特征在于金属波纹管外表面设置太阳能选择性吸热膜。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101660848B (zh) * 2009-08-31 2011-02-16 王来雨 一种直通式太阳能真空集热管
CN104197559A (zh) * 2014-09-17 2014-12-10 许长河 一种外玻璃内金属直通式真空集热管
CN110608536A (zh) * 2019-10-26 2019-12-24 褚淇泓 一种太阳能集热器

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