CN2735244Y - 双通变径太阳真空集热管 - Google Patents

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Abstract

一种双通变径太阳真空集热管，为两端连通玻璃管，包括环柱形真空玻璃管壳、排气封嘴、换能膜板、吸气剂等构成，其特征是：一种双通变径太阳真空集热管由外表面采光部位为换能膜板的内管两端头玻璃焊封过渡密封管，过渡密封管的另一端与胀缩形变吸收面内边沿连接，胀缩形变吸收面的外边沿与透光玻璃管连接，形成封闭的两端连通玻璃管环柱形管腔，透光玻璃管的非光线入射面的半管为反射镜面，内玻璃管通过带消气剂的金属支撑弹卡包裹在内玻璃管外壁上，双通变径太阳真空集热管的管壁上玻璃焊接有排气管，通过排气尾管对夹层抽真空后，将排气尾管烧熔封闭，制成双通变径太阳真空集热管。

Description

双通变径太阳真空集热管
所属技术领域
本实用新型涉及一种双通变径太阳真空集热管，属于太阳能应用领域。
背景技术
目前的太阳能真空集热管，主要有六种，第一种为全玻璃真空集热管，第二种为内装金属热管的全玻璃真空集热管，第三种为内装液体传热介质的玻璃热管全玻璃真空集热管，第四种为金属集热板热管真空集热管，第五种为双真空全玻璃热管集热管，第六种为双通玻璃金属集热管。
全玻璃真空集热管存在结垢、冻裂及单支管破损，整个太阳能热水器瘫痪及热启动慢等缺陷。内装金属热管的全玻璃真空集热管存在制作费用高、放热端结垢、效率低的缺陷。内装液体传热介质的玻璃热管全玻璃真空集热管存在制作费用高、放热端结垢、热启动慢、效率低、安全性差的缺陷。金属集热板热管真空集热管存在制作费用高、放热端结垢、真空度难以保持、加工工艺难度大等缺陷。双真空全玻璃热管集热管存在安全性差、效率低、放热端结垢等缺陷，双通玻璃金属集热管真空难以保持，结垢严重。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种安全性高，造价低、加工容易、高效集热、热启动速度快、防结垢、抗冻、真空度高、可实现发电、可承压运行、配合专用装置可实现单支管破损而不会导致太阳能热水器瘫痪的双通变径太阳真空集热管。
本实用新型的目的是这样实现的：一种双通变径太阳真空集热管，为两端连通玻璃管，包括环柱形真空玻璃管壳、排气封嘴、换能膜板、弹性吸气剂支架等构成。双通变径太阳真空集热管由外表面采光部位为换能膜板的内管两端头玻璃焊封过渡密封管，过渡密封管的另一端与胀缩形变吸收面内边沿连接，胀缩形变吸收面的外边沿与透光玻璃管连接，形成封闭的两端连通玻璃管环柱形管腔，透光玻璃管的非光线入射面的半管为反射镜面，内玻璃管通过带消气剂的金属支撑弹卡包裹在内玻璃管外壁上，双通变径太阳真空集热管的管壁上玻璃焊接有排气管，通过排气尾管对夹层抽真空后，将排气尾管烧熔封闭，制成双通变径太阳真空集热管。
胀缩形变吸收面为同心面或同心波纹面，并有一定的曲度和面积，在受到外力作用时，产生曲度变化，化解胀缩应力。
外表面采光部位为换能膜板的管壁上设有胀缩形变波纹管段，并有一定的曲度和长度，在受到外力作用时，产生曲度变化，化解胀缩应力。
透光玻璃管的管壁上设有胀缩形变波纹管段。并有一定的曲度和长度，在受到外力作用时，产生曲度变化，化解胀缩应力。
外表面采光部位为换能膜板的管壁上和透光玻璃管的管壁上均设有胀缩形变波纹管段。双通管可实现水流的大循环，波纹管具有纵向调节特性，一方面可解决热胀冷缩引起的集热管崩裂问题，另一方面还可使被加热的水在集热管绕流上升，改善热效果。
换能膜板为紧密复合与内玻璃管外壁上的光热转换材料，或为光吸收干涉膜，或为光吸收渐变膜，或为镀有光吸收膜层的金属板，或为光吸收碳材料板，或为复合有金属板或碳材料板的光伏电池，换能膜板的非光照面可镀有镜面，可减少热辐射。
透光玻璃管的非光线入射面半管的反射镜面，或为内管壁真空蒸镀镜面，或为内管壁化学镀镜面，或为外管壁真空蒸镀镜面，或为外管壁化学镀镜面，或为外管壁真空溅射蒸镀镜面，或为外管壁粘贴镜面膜。半管的反射镜面可将光线反射聚交于换能膜板换热管上，提高集热效率。
带消气剂的金属支撑弹卡为紧密包裹在内玻璃管外壁导电换能膜板上的弹性管箍，通过弹性金属与弹性管箍电连接，弹性金属玻璃封接导出。使用时，将导体接入直流电源，可使复合层与真空夹层内壁表面接触处带上负电荷，通过感应，使集热管水腔内壁上带上正电荷而呈酸性，阻止金属离子在集热管内壁上结垢。
紧密包裹在内玻璃管外壁上的或为金属材料板，或为碳材料板，或为金属材料板复合光伏电池，或为碳材料板复合光伏电池，光伏电池通过与其电连接的金属导线通过玻璃封接导出。实现热电双效产出，并对光伏电池冷却。
内玻璃管内壁上支撑安装有带支撑架的耐水、耐热、抗老化的棒状物，棒状物或为刚性材料，如玻璃管，或为弹性材料，如发泡材料，或为密封充气管制造，如橡胶管。可实现导流提高流速，弹缩型的可实现防冻裂。
双通变径太阳真空集热管的有益效果是：由于其外壳为全玻璃，可实现其内部的高真空，可将其制造成防结垢型，可将其制造成光转化电热复合型，可充分利用光伏电池转化为电能后剩余的热量。造价较同功能常规太阳集热管低，而且性能佳，代表了太阳能应用未来的发展方向。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：
图1为双通变径太阳真空集热管实施例的纵向剖面视图；
图2为其安装密封段横向A-A剖面视图；
图3为其集热段横向B-B剖面视图
图1、图2、图3、为同一实施例。
图4为双通变径太阳真空集热管玻璃管腔内置导流器实施例的纵向剖面视图；
图5为其安装密封段横向A-A剖面视图；
图6为其集热段横向B-B剖面视图
图4、图5、图6为同一实施例。
图7为双通变径太阳真空集热管安置有静电防结垢装置实施例的纵向剖面视图；
图8为其安装密封段横向A-A剖面视图；
图9为其集热段横向B-B剖面视图
图7、图8、图9为同一实施例。
图10为双通变径太阳真空集热管安置有静电防结垢装置，玻璃管腔内置导流器实施例的纵向剖面视图；
图11为其安装密封段横向A-A剖面视图；
图12为其集热段横向B-B剖面视图
图10、图11、图12为同一实施例。
图13为双通变径太阳真空集热管安置有静电防结垢装置，集热玻璃管腔壁设有胀缩吸收波纹段实施例的纵向剖面视图；
图14为其安装密封段横向A-A剖面视图；
图15为其集热段横向B-B剖面视图
图13、图14、图15为同一实施例。
图16为双通变径太阳真空集热管安置有静电防结垢装置，集热玻璃管腔壁设有胀缩吸收波纹段，玻璃管腔内置导流器实施例的纵向剖面视图；
图17为其安装密封段横向A-A剖面视图；
图18为其集热段横向B-B剖面视图
图16、图17、图18为同一实施例。
图19为双通变径太阳真空集热管设有同心胀缩吸收面，安置有静电防结垢装置，集热玻璃管腔壁设有胀缩吸收波纹段实施例的纵向剖面视图；
图20为其安装密封段横向A-A剖面视图；
图21为其集热段横向B-B剖面视图
图19、图20、图21为同一实施例。
图22为双通变径太阳真空集热管设有同心胀缩吸收面，安置有静电防结垢装置，集热玻璃管腔壁设有胀缩吸收波纹段，玻璃管腔内置导流器实施例的纵向剖面视图；
图23为其安装密封段横向A-A剖面视图；
图24为其集热段横向B-B剖面视图
图22、图23、图24为同一实施例。
图25为双通变径太阳真空集热管设有同心胀缩吸收面，安置有静电防结垢装置，透光玻璃管腔壁和集热玻璃管腔壁均设有胀缩吸收波纹段实施例的纵向剖面视图；
图26为其安装密封段横向A-A剖面视图；
图27为其集热段横向B-B剖面视图
图25、图26、图27为同一实施例。
图28为双通变径太阳真空集热管设有同心胀缩吸收面，安置有静电防结垢装置，透光玻璃管腔壁和集热玻璃管腔壁均设有胀缩吸收波纹段，玻璃管腔内置导流器实施例的纵向剖面视图；
图29为其安装密封段横向A-A剖面视图；
图30为其集热段横向B-B剖面视图
图28、图29、图30为同一实施例。
图31为双通变径太阳真空集热管换能膜板为金属镀膜板，安置有静电防结垢装置实施例的纵向剖面视图；
图32为其安装密封段横向A-A剖面视图；
图33为其集热段横向B-B剖面视图
图31、图32、图33为同一实施例。
图34为双通变径太阳真空集热管换能膜板为碳材料板，安置有静电防结垢装置，玻璃管腔内置导流器实施例的纵向剖面视图；
图35为其安装密封段横向A-A剖面视图；
图36为其集热段横向B-B剖面视图
图34、图35、图36为同一实施例。
图37为双通变径太阳真空集热管换能膜板为金属材料板复合光伏电池光转化电热一体型实施例的纵向剖面视图；
图38为其安装密封段横向A-A剖面视图；
图39为其集热段横向B-B剖面视图
图37、图38、图39为同一实施例。
图40为双通变径太阳真空集热管的换能膜板为碳材料板，复合光伏电池光转化电热一体，透光大管径玻璃管为椭圆管，玻璃管腔内置导流器实施例的纵向剖面视图；
图41为其安装密封段横向A-A剖面视图；
图42为其集热段横向B-B剖面视图
图40、图41、图42为同一实施例。
图43为双通变径太阳真空集热管的换能膜板为换热管复合光伏电池光转化电热一体，透光大管径玻璃管为圆管，玻璃管腔内置导流器实施例的纵向剖面视图；
图44为其安装密封段横向A-A剖面视图；
图45为其集热段横向B-B剖面视图
图43、图44、图45为同一实施例。
图中：1出水管口、2安装密封玻璃管、3胀缩形变吸收面、4换热管、5换能膜板、6大管径玻璃明管、7反射镜面、8换热管腔、9金属支撑弹箍、10消气剂、11排气尾管封接头、12进水管口、13电连接弹簧、14金属玻璃封接头、15导流器、16弹性支撑、17光伏电池、18玻璃封接电极、19金属玻璃封接点
具体实施方式
图1、图2、图3组成第一实施例。图1、2、3中：双通变径太阳真空集热管，包括出水管口1、安装密封玻璃管2、胀缩形变吸收面3、换热管4、换能膜板5、大管径玻璃明管6、反射镜面7、换热管腔8、金属支撑弹箍9、消气剂10、排气尾管封接头11、进水管口12构成。
镀有换能膜板5的换热管4与镀有反射镜面7的大管径玻璃明管6和胀缩形变吸收面3、安装密封玻璃管2的玻璃管腔通过玻璃焊接，组成具有出水管口1和进水管口12的具有环形腔体的吸热管。排气尾管封接头11抽真空后封接，形成环形真空腔体，金属支撑弹箍9套装于换热管4之上与导电的换能膜板5紧密连接，通过对消气剂10的蒸镀产生消气镜面，使管子的环腔高真空，大管径玻璃明管6上的反射镜面7将光线反射到换热管4的换能膜板5上，加热换热管腔8中的水，实现集热功能。换热管4产生膨胀通过胀缩形变吸收面3消除膨胀所产生的应力，安装密封玻璃管2配合相应的装置，可实现密封连接，并使单支管子破裂系统不漏水，冬季大管径玻璃明管6收缩也通过胀缩形变吸收面3实现收缩应力的消除。
图4、图5、图6组成第二实施例。图中：导流器15通过弹性支撑16支撑于换能膜板5的换热管腔8内，形成环形流腔，减少换热管腔8的流通面积和换能膜板5的容积，使水流循环加快，换热效率增强，而且导流器15为弹性体，可随水压使导流器15的体积产生形变，消除自身的垢层，同时在冬季结冰时，可消除水因膨胀而产生的应力。其它等同于第一实施例。
图7、图8、图9组成第三实施例。图中：电连接弹簧13与金属支撑弹箍9实现电连接，通过金属玻璃封接头14玻璃封接导出，电连接弹簧13连接高压直流电源的负极，可使换热管4实现静电防结垢。其它等同于第一实施例。
图10、图11、图12组成第四实施例。图中：其导流器15为充气弹性管，通过弹性支撑16固定于换热管4中，实现导流、防冻功能。其它等同于第三实施例。
图13、图14、图15组成第五实施例。图中：在换热管4上增加了胀缩形变吸收面3，使管子的消除胀缩应力方面更加良好。其它等同于第三实施例。
图16、图17、图18组成第六实施例。图中：增加了导流器15、弹性支撑16，使管的性能更加良好。其它等同于第五实施例。
图19、图20、图21组成第七实施例。图中：胀缩形变吸收面3为同心圆面与换热管4上的胀缩形变吸收面3结合，形成胀缩应力消除面。其它等同于第五实施例。
图22、图23、图24组成第八实施例。图中：增加了导流器15、弹性支撑16，使管的循环、防冻性能更佳。其它等同于第七实施例。
图25、图26、图27组成第九实施例。图中：在换能膜板5上增加了胀缩形变吸收面3，使其胀缩应力消除更加可靠。其它等同于第七实施例。
图28、图29、图30组成第十实施例。图中：其内部增加了玻璃管导流器15，使其应用于特殊不结垢工质，循环性能更佳。其它等同于第九实施例。
图31、图32、图33组成第十一实施例。图中：其换能膜板5为金属镀膜换能板，使集热性能更佳。其它等同于第三实施例。
图34、图35、图36组成第十二实施例。图中：换能膜板5为碳材料换能板，并增加了导流器15和弹性支撑16，使其耐热性能更佳，循环性能更高。其它等同于第十一实施例。
图37、图38、图39组成第十三实施例。图中：换能膜板为光伏电池17与金属换能膜板5复合型，光伏电池17的玻璃封接电极18通过金属玻璃封接点19封接引出。可实现太阳电池的发电冷却、集热功能，效能更佳。其它等同于第十一实施例。
图40、图41、图42组成第十四实施例。图中：双通变径太阳真空集热管的换能膜板为碳材料板，复合光伏电池光转化电热一体，透光大管径玻璃管为椭圆管，玻璃管腔内置导流器换能膜板为碳材料换能膜板5与光伏电池17复合型，并增加了导流器15，使其在能够实现发电、集热的同时，更好的提高热循环效率。其它等同于第十一实施例。
图43、图44、图45组成第十五实施例。图中：双通变径太阳真空集热管的换能膜板为换热管4复合光伏电池17光转化电热一体，透光大管径玻璃管6为圆管，玻璃管腔8内置导流器15，使其在能够实现发电、集热的同时，更好的提高热循环效率。其它等同于第十一实施例。

Claims (10)

1、一种双通变径太阳真空集热管，为两端连通玻璃管，包括环柱形真空玻璃管壳、排气封嘴、换能膜板、弹性吸气剂支架等构成，其特征是：一种双通变径太阳真空集热管由外表面采光部位为换能膜板的内管两端头玻璃焊封过渡密封管，过渡密封管的另一端与胀缩形变吸收面内边沿连接，胀缩形变吸收面的外边沿与透光玻璃管连接，形成封闭的两端连通玻璃管环柱形管腔，透光玻璃管的非光线入射面的半管为反射镜面，内玻璃管通过带消气剂的金属支撑弹卡包裹在内玻璃管外壁上，双通变径太阳真空集热管的管壁上玻璃焊接有排气管，通过排气尾管对夹层抽真空后，将排气尾管烧熔封闭，制成双通变径太阳真空集热管。
2、根据权利要求1所述的双通变径太阳真空集热管，其特征是：胀缩形变吸收面为同心面或同心波纹面。
3、根据权利要求1所述的双通变径太阳真空集热管，其特征是：外表面采光部位为换能膜板的管壁上设有胀缩形变波纹管段。
4、根据权利要求1所述的双通变径太阳真空集热管，其特征是：透光玻璃管的管壁上设有胀缩形变波纹管段。
5、根据权利要求1所述的双通变径太阳真空集热管，其特征是：外表面采光部位为换能膜板的管壁上和透光玻璃管的管壁上均设有胀缩形变波纹管段。
6、根据权利要求1所述的双通变径太阳真空集热管，其特征是：换能膜板为紧密复合与内玻璃管外壁上的光热转换材料，或为光吸收干涉膜，或为光吸收渐变膜，或为镀有光吸收膜层的金属板，或为光吸收碳材料板，或为复合有金属板或碳材料板的光伏电池，换能膜板的非光照面可镀有镜面。
7、根据权利要求1所述的双通变径太阳真空集热管，其特征是：透光玻璃管的非光线入射面半管的反射镜面，或为内管壁真空蒸镀镜面，或为内管壁化学镀镜面，或为外管壁真空蒸镀镜面，或为外管壁化学镀镜面，或为外管壁真空溅射蒸镀镜面，或为外管壁粘贴镜面膜。
8、根据权利要求1所述的双通变径太阳真空集热管，其特征是：带消气剂的金属支撑弹卡为紧密包裹在内玻璃管外壁导电换能膜板上的弹性管箍，通过弹性金属与弹性管箍电连接，弹性金属玻璃封接导出。
9、根据权利要求1所述的双通变径太阳真空集热管，其特征是：紧密包裹在内玻璃管外壁上的或为金属材料板，或为碳材料板，或为金属材料板复合光伏电池，或为碳材料板复合光伏电池，光伏电池通过与其电连接的金属导线通过玻璃封接导出。
10、根据权利要求1所述的双通变径太阳真空集热管，其特征是：内玻璃管内壁上支撑安装有带支撑架的耐水、耐热、抗老化的棒状物，棒状物或为刚性，或为弹性材料，或为密封充气管制造。
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