專利名稱：伸縮節(jié)流道真空太陽能集熱管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型伸縮節(jié)流道真空太陽能集熱管涉及一種利用太陽能的集熱管。
背景技術(shù)：
目前，現(xiàn)行的雙端開口金屬流道集熱管，存在的問題是開裂及炸管，有的采用軟金屬熱壓封，有的采用膨脹系數(shù)適中的陶瓷焊料進(jìn)行封接。其實引起的開裂及炸管的原因不僅是金屬與玻璃的膨脹系數(shù)不同，而且還由于集熱管軸向尺寸大，受熱后金屬管比玻璃管膨脹的絕對數(shù)值大，導(dǎo)致了封接處開裂及炸管。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型伸縮節(jié)流道真空太陽能集熱管目的在于提出一種外管為透明玻璃，內(nèi)管為伸縮節(jié)流道的真空太陽能集熱管，目的在于解決玻璃管與金屬管軸向熱膨脹導(dǎo)致的封接處開裂及炸管問題。伸縮節(jié)流道真空太陽能集熱管是由抽氣嘴，左端蓋，玻璃管，波紋膜片，金屬管，O形密封圈，固定壓盤，內(nèi)封墊，外封墊，活動壓盤，螺母，(左、右)引出管和右端蓋組成的。其主要特征是波紋膜片與金屬管組成伸縮節(jié)流道，伸縮節(jié)流道管設(shè)置在透明玻璃管內(nèi)，其軸線與玻璃管的軸線重合，玻璃管兩端用端蓋封接，伸縮節(jié)流道的兩端接有引出管，引出管從端蓋引出。端蓋與引出管之間是真空密封連接，端蓋與玻璃管之間是真空密封連接，玻璃管與伸縮流道之間是真空的狀態(tài)。
在端蓋上設(shè)有O形溝槽，O形密封圈設(shè)置在O形溝槽內(nèi)，O形溝槽內(nèi)注有真空密封膠，端蓋直邊邊緣設(shè)倒角。端蓋封在玻璃管的兩端，玻璃管的端面與端蓋上的O形溝槽相吻合，玻璃管的端面與O形密封圈對齊，引出管從端蓋中心孔引出，固定壓盤固定在引出管上，在固定壓盤與端蓋之間墊有內(nèi)封墊，活動壓盤套在引出管上，在活動壓盤與端蓋之間墊有外封墊。在引出管上設(shè)有螺紋，螺母旋在螺紋上，用螺母緊固，活動壓盤和固定壓盤將內(nèi)封墊與外封墊緊壓在封蓋的內(nèi)外兩面上，內(nèi)封墊與外封墊密封了端蓋與引出管之間的間隙，實現(xiàn)了端蓋與引出管之間的真空密封連接，在螺母緊固時，引出管向外旋出，伸縮流道被拉伸，拉伸流道產(chǎn)生張力，張力作用于兩端蓋之間，在張力作用下，兩端蓋與玻璃管端面夾緊O形密封圈，并且端蓋與玻璃管接觸面用密封膠粘接，這樣，端蓋與玻璃管端頭之間便實現(xiàn)了真空密封連接。在左端蓋上設(shè)有抽氣嘴，通過抽氣嘴抽真空，當(dāng)真空度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)時，封閉抽氣嘴，保持玻璃管與伸縮流道之間的真空狀態(tài)。
玻璃管是用透明玻璃制成的；流道采用銅、鋁、不銹鋼或鋼鐵等材料制成的金屬圓管，或金屬翅片管，管的表面涂有太陽能吸收涂料，流道也可采用非金屬材料制作；O形密封圈、內(nèi)封墊和外封墊是用真空密封材料制成的，如軟金屬、真空硅膠等材料；伸縮節(jié)采用彈性波紋膜片，也可采用波紋管；端蓋采用金屬、玻璃或陶瓷材料等密封材料制作。
當(dāng)陽光照射到伸縮節(jié)流道真空太陽能集熱管上時，光線透過玻璃管及玻璃管內(nèi)的真空區(qū)，照射到伸縮節(jié)流道上，伸縮節(jié)流道被加熱溫度升高，由于伸縮節(jié)流道與玻璃管之間是真空狀態(tài)，在真空狀態(tài)下不存在熱的對流和熱的傳導(dǎo)，伸縮節(jié)流道的熱量只是靠輻射傳給玻璃管，因此玻璃管溫升不高。在軸向上，金屬管的軸向尺寸大，受熱后，金屬管與玻璃管不僅熱膨脹系數(shù)相差懸殊，而且溫度也相差很大，因此金屬管比玻璃管在軸線上的線膨脹的絕對數(shù)值大。由于在金屬管上接有波紋膜片，波紋膜片發(fā)生形變產(chǎn)生位移，波紋膜片補償了金屬管軸向長度的變化，這樣，金屬管軸向長度增加不會產(chǎn)生巨大的應(yīng)力，防止了軸向熱膨脹引起的密封處開裂與玻璃管炸裂現(xiàn)象。在徑向上，端蓋與引出管之間存在間隙，端蓋比與引出管的溫度低，端蓋的徑向膨脹與玻璃管徑向膨脹的絕對數(shù)值相差不大，并且在玻璃管端面管頭與端蓋之間墊有軟質(zhì)的O形密封圈，徑向膨脹不會導(dǎo)致玻璃管與端蓋封接處開裂，若端蓋采用陶瓷或玻璃制作，則封接處更不會開裂。
假若在金屬管上不設(shè)波紋膜片，受熱后金屬管增長，而玻璃管長度幾乎不變，則增長的金屬管會將玻璃管與端蓋封接處頂裂，甚至使玻璃管破碎。
伸縮節(jié)金屬流道真空太陽能集熱管采用外管為玻璃管，內(nèi)管為伸縮流道的結(jié)構(gòu)，兩管之間為真空狀態(tài)，具有保溫效果好，熱效率高，防凍等功能，這種集熱管承壓高，安裝方便，可組裝各種用途的太陽能集熱器。


圖1為波紋膜片伸縮節(jié)金屬流道(粗圓管)真空太陽能集熱管結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為波紋管伸縮節(jié)金屬流道(粗圓管)真空太陽能集熱管結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為波紋膜片端蓋伸縮節(jié)金屬流道(翅片管)真空太陽能集熱管結(jié)構(gòu)示意圖。
在圖1中，1為抽氣嘴，2為左端蓋，3為玻璃管，4為波紋膜片，5為金屬管，6為O形密封圈，7為固定壓盤，8為內(nèi)封墊，9為外封墊，10為活動壓盤，11為螺母，12為右引出管，13為右端蓋，14為左引出管，15為膠封槽。
在圖2中，1為抽氣嘴，2為左端蓋，3為玻璃管，5為金屬管，6為O形密封圈，7為固定壓盤，8為內(nèi)封墊，9為外封墊，10為活動壓盤，11為螺母，12為右引出管，13為右端蓋，14為左引出管，15為膠封槽，16為波紋管。
在圖3中，1為抽氣嘴，2為左端蓋，3為玻璃管，5為金屬管，6為O形密封圈，7為固定壓盤，8為內(nèi)封墊，9為外封墊，10為活動壓盤，11為螺母，12為右引出管，14為左引出管，15為膠封槽，17為波紋膜片端蓋，18為翅片。
具體實施方式
實施例1 波紋膜片伸縮節(jié)金屬流道(粗圓管)真空太陽能集熱管，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，波紋膜片4與金屬管5組成了伸縮節(jié)流道，在金屬管的右端接右引出管12，在金屬管的左端設(shè)有波紋膜片4，波紋膜片與左引出管14相接。波紋膜片伸縮節(jié)流道設(shè)置在玻璃管3之內(nèi)，在(左、右)引出管上設(shè)有固定壓盤7，引出管從(左、右)端蓋引出，端蓋封接在玻璃管的兩端，在端蓋上設(shè)有O形溝槽，在O形溝槽中墊有O形密封圈6，玻璃管端面與O形密封圈對齊，端蓋與固定壓板之間分別墊有內(nèi)封墊8，在引出管上設(shè)有螺紋，螺母11旋在引出管上，在螺母與端蓋之間墊有外封墊9和活動壓盤10，在左端蓋上設(shè)有抽氣嘴1，端蓋的環(huán)形直邊邊緣有一倒角，倒角與玻璃管表面構(gòu)成膠封槽15。
當(dāng)螺母旋緊時，左引出管及右引出管被旋出端蓋，活動壓盤與固定壓盤夾緊內(nèi)封墊和外封墊，引出管與端蓋之間被密封。隨著左引出管及右引出管的旋出，左端蓋與右端蓋將玻璃管夾緊，端蓋與玻璃管端頭的壓力加大，在壓力作用下，端蓋與玻璃管端頭夾緊O形密封圈，在O形溝槽中注有真空密封膠，在端蓋與玻璃管接觸面上及膠封槽里涂有真空密封膠，這樣實現(xiàn)了在端蓋與玻璃管之間的真空密封。
在左端蓋上設(shè)有抽氣嘴，通過抽氣嘴抽氣，當(dāng)玻璃管與金屬管之間的空間抽成真空后，將抽氣嘴密封。
當(dāng)陽光照射到伸縮流道真空太陽能集熱管上時，金屬管被迅速加熱溫度升高，金屬管溫升高，而玻璃管溫升低，并且金屬管與玻璃管不僅熱膨脹系數(shù)相差懸殊，因此金屬管比玻璃管膨脹的絕對數(shù)值大。金屬管的軸向尺寸大，受熱后，在軸向膨脹的數(shù)值更大。由于在金屬管一端接有波紋膜片，波紋膜片產(chǎn)生變形，波紋膜片中心產(chǎn)生位移，補償了金屬管軸向長度的變化，防止了金屬管軸向膨脹導(dǎo)致密封處的開裂或玻璃管炸裂。
端蓋可采用金屬、玻璃或陶瓷材料制作，端蓋的徑向膨脹與玻璃管徑向膨脹的絕對數(shù)值相差不大，并且在管頭與端蓋之間墊有軟質(zhì)的O形密封圈，不會導(dǎo)致玻璃管與端蓋封接處開裂，若端蓋采用陶瓷或玻璃制作，則封接處更不會開裂。
本實施例中，金屬管的外徑在50mm--100mm之間，玻璃管的內(nèi)徑比金屬管的外徑大5-10mm，金屬管的壁厚為2-3mm，當(dāng)壁厚為2mm時，外徑為50mm的金屬管每米可儲水1.8升，外徑為100mm的金屬管每米儲水7.5升。可見，金屬管內(nèi)可儲存相當(dāng)數(shù)量的水，采用這種大直徑的金屬管的太陽能熱水器可不設(shè)置水箱。
實施例2波紋管伸縮節(jié)金屬流道(粗圓管)真空太陽能集熱管，其結(jié)構(gòu)如圖2所示，結(jié)構(gòu)與實施例1不同之處在于用波紋管16取代了波紋膜片，波紋管與金屬管相串連組成了伸縮節(jié)流道。其他結(jié)構(gòu)與實施例1完全相同。當(dāng)金屬管在軸向膨脹時，波紋管在軸向被壓縮，補償了金屬管軸向長度的變化，防止了真空太陽能集熱管的開裂與炸管現(xiàn)象的發(fā)生。
實施例3波紋膜片端蓋伸縮節(jié)金屬流道(翅片管)真空太陽能集熱管，其結(jié)構(gòu)如圖所示，結(jié)構(gòu)與實施例1不同之處在于用翅片管取代了大直徑的金屬圓管，翅片管是由翅片18和細(xì)金屬管5焊接而成的，用波紋膜片端蓋17取代了右端蓋13和波紋膜片4，波紋膜片端蓋與金屬管組成了伸縮節(jié)流道。其他結(jié)構(gòu)與實施例1完全相同。波紋膜片端蓋17具有雙重功能，一方面密封玻璃管的端部，一方面消除金屬管受熱膨脹產(chǎn)生的應(yīng)力，當(dāng)時金屬管受熱膨脹時，軸向膨脹使波紋膜片端蓋17發(fā)生形變，因此不會產(chǎn)生大的應(yīng)力，這樣就防止了由于熱膨脹造成開裂與炸管的現(xiàn)象發(fā)生。其他結(jié)構(gòu)與實施例1完全相同。
權(quán)利要求1一種伸縮流道真空太陽能集熱管是由抽氣嘴(1)、左端蓋(2)、玻璃管(3)、波紋膜片(4)、金屬管(5)、0形密封圈(6)、固定壓盤(7)、內(nèi)封墊(8)、外封墊(9)、活動壓盤(10)、螺母(11)、右引出管(12)、右端蓋(13)、引出管(14)和膠封槽(15)組成的，其特征在于波紋膜片與金屬管組成伸縮節(jié)流道，伸縮節(jié)流道設(shè)置在玻璃管之內(nèi)，其軸線與玻璃管的軸線重合，端蓋與引出管之間是真空密封連接，端蓋與玻璃管之間是真空密封連接，玻璃管與伸縮流道之間是真空的狀態(tài)，在引出管上設(shè)有固定壓盤，伸縮流道的兩端分別與右引出管和左引出管相接，端蓋封接在玻璃管的兩端，引出管從端蓋引出，在端蓋上設(shè)有O形溝槽，在O形溝槽中墊有O形密封圈，玻璃管端面與O形密封圈對齊，端蓋與固定壓板之間分別墊有內(nèi)封墊，在引出管上設(shè)有螺紋，螺母旋在引出管上，在螺母與端蓋之間墊有外封墊和活動壓盤，在左端蓋上設(shè)有抽氣嘴，端蓋的環(huán)形直邊邊緣有一倒角，倒角與玻璃管表面構(gòu)成膠封槽。
2根據(jù)權(quán)利要求1所述的伸縮流道真空太陽能集熱管其特征在于所說的伸縮節(jié)流道，波紋膜片設(shè)置在金屬管的一端，左引出管與波紋膜片相連，金屬管的一端與右引出管相連，波紋膜片可用波紋管代替，用波紋管代替時，波紋管與金屬管相串連組成伸縮節(jié)流道。
3根據(jù)權(quán)利要求1所述的伸縮流道真空太陽能集熱管其特征在于所述的右端蓋可用波紋膜片端蓋代替，波紋膜片端蓋金屬管組成伸縮節(jié)流道。
4根據(jù)權(quán)利要求1所述的伸縮流道真空太陽能集熱管其特征在于所說的金屬管可用翅片管代替。
5根據(jù)權(quán)利要求1所述的伸縮流道真空太陽能集熱管其特征在于所述的端蓋可用金屬、玻璃或陶瓷材料制作。
專利摘要一種伸縮節(jié)流道真空太陽能集熱管是由抽氣嘴(1)，左端蓋(2)，玻璃管(3)，波紋膜片(4)，金屬管(5)，O形密封圈(6)，固定壓盤(7)，內(nèi)封墊(8)，外封墊(9)，活動壓盤(10)，螺母(11)，右引出管(12)，右端蓋(13)，左引出管(14)，膠封槽(15)組成的，特征在于波紋膜片與金屬管組成伸縮節(jié)流道，伸縮節(jié)流道管設(shè)置在透明玻璃管內(nèi)，其軸線與玻璃管的軸線重合，玻璃管兩端用端蓋封接，引出管從端蓋引出。波紋膜片補償了金屬管軸向長度的變化，防止了軸向熱膨脹引起的密封處開裂與玻璃管炸裂現(xiàn)象。玻璃管與伸縮流道之間為真空狀態(tài)，具有保溫效果好，熱效率高，防凍等功能，這種集熱管承壓高，安裝方便，可組裝各種用途的太陽能集熱器。
文檔編號F24J2/05GK2924411SQ20062009210
公開日2007年7月18日 申請日期2006年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月15日
發(fā)明者張寅嘯, 張辛衡 申請人:張寅嘯