專利名稱：一種適用于太陽能熱水器的單體集熱內(nèi)膽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種太陽能熱水器，更特別地說，是指一種具有模塊化設(shè)計(jì)思想、 能夠應(yīng)用于太陽能集熱聯(lián)箱上的單體集熱內(nèi)膽。
背景技術(shù)：
在
公開日為2008年10月15日，公開號為CN 101285620A中公開了 “一種分體承 壓式太陽能熱水器”。在
公開日為2008年10月15日，公開號為CN101285621A中公開了“一 種分體式太陽能熱水器”。上述兩種太陽能熱水器均包括有一個(gè)集熱聯(lián)箱、多個(gè)平行排列的 集熱導(dǎo)熱單元、一個(gè)水箱、一個(gè)溫差控制單元。其中，集熱聯(lián)箱是將多支真空管收集到的太陽光熱量集中并傳導(dǎo)的主要部件，其 構(gòu)造、性能、制造過程直接導(dǎo)致了整個(gè)太陽能熱水器的性能、效率和性價(jià)比。現(xiàn)有集熱聯(lián)箱的結(jié)構(gòu)及制作過程大致存在的缺陷如下一 .結(jié)構(gòu)及制造過程集熱聯(lián)箱分成三部分，即內(nèi)膽、保溫層、外殼，其工藝過程如下1.內(nèi)膽制作在不銹鋼板材上下料、沖孔、翻邊(翻邊的目的是沖出的孔能套入防 水硅膠圈)、焊接(包括板料沖孔、翻邊后縱向的內(nèi)膽膽身焊接和內(nèi)膽端蓋處的焊接)，形成 內(nèi)膽。2.外殼制作在不銹鋼或碳鋼板上沖孔，其數(shù)量、中心距與內(nèi)膽相同，板料邊緣處 卷邊連接后制成外殼的桶身；也有在鋁合金型材上直接開孔制成外殼的。3.內(nèi)膽裝入外殼、外殼端蓋封裝用鉚接或焊接等方式將外殼的端蓋固定在外殼 桶身的兩端。4.整體發(fā)泡將內(nèi)膽置入外殼內(nèi)，定位，注入聚氨酯混合發(fā)泡料進(jìn)行發(fā)泡。二.以上制作過程存在如下缺陷1.集熱聯(lián)箱的結(jié)構(gòu)一體化，其內(nèi)膽必須在一片鋼板上預(yù)先裁剪(下料)，無法根據(jù)
需要自由組合；2.質(zhì)量難以控制如制作不銹鋼內(nèi)膽的焊接工藝，經(jīng)常出現(xiàn)焊縫漏水現(xiàn)象；3.整體發(fā)泡工藝，無法保證發(fā)泡的完整性或出現(xiàn)空腔現(xiàn)象；4.制作工藝復(fù)雜、成本高昂整個(gè)制造過程需要專業(yè)的沖床、模具、焊接機(jī)等專用 設(shè)備，共有十幾道工序。這樣設(shè)備成本、人工成本等都比較高昂；
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述針對太陽能熱水器中集熱聯(lián)箱的缺陷，本實(shí)用新型提出一種具有模 塊化設(shè)計(jì)的單體集熱內(nèi)膽，其為三通結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過將多個(gè)單體集熱內(nèi)膽進(jìn)行組合連接能 夠得到一個(gè)集熱聯(lián)箱。而這樣的集熱聯(lián)箱不需用專業(yè)的沖床、焊接機(jī)等設(shè)備即可生產(chǎn)，降低 了生產(chǎn)成本。本實(shí)用新型的單體集熱內(nèi)膽上設(shè)有A橫向連接端、B橫向連接端和縱向連接端，A橫向連接端和B橫向連接端分別用于與另兩個(gè)單體集熱內(nèi)膽進(jìn)行組合連接，縱向連接端用 于與全玻璃真空太陽集熱管中的導(dǎo)熱管連接；A橫向連接端上設(shè)有外螺紋，B橫向連接端上 設(shè)有內(nèi)螺紋，縱向連接端上設(shè)有外螺紋。本實(shí)用新型的模塊化單體集熱內(nèi)膽組合后的集熱聯(lián)箱內(nèi)膽具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)改整體制造為模塊化制造將原來集熱聯(lián)箱的整體制造的模式改變成分散的 模塊化制造過程，將原先必須一體制造的集熱聯(lián)箱內(nèi)膽分拆成若干個(gè)三通連接件，這樣，制 作的集熱聯(lián)箱可以不受剪板機(jī)、折彎機(jī)、沖床等設(shè)備的加工長度限制而自由組合。同樣的道 理，發(fā)泡保溫層和集熱聯(lián)箱外殼也可以根據(jù)需要作成模塊化。(2)大幅度簡化工藝三通連接件都是利用成熟工藝制作的，工藝簡單，同樣，發(fā) 泡保溫層和外殼也可以定制成標(biāo)準(zhǔn)件，這些部件可以根據(jù)實(shí)際需要組裝成集熱聯(lián)箱成品。(3)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化以這種方式生產(chǎn)集熱聯(lián)箱容易制定標(biāo)準(zhǔn)，容易實(shí)現(xiàn)每一種零 件的標(biāo)準(zhǔn)化，通用性強(qiáng)、可以根據(jù)需要組裝、互換。(4)改善質(zhì)量、提高合格率由于采用了新結(jié)構(gòu)、新工藝，不會(huì)出現(xiàn)內(nèi)膽漏水、發(fā)泡 不均勻等質(zhì)量問題。(5)降低成本集熱聯(lián)箱內(nèi)膽原先必須做成比較大的腔體，這樣既浪費(fèi)了很多原 材料，又造成不必要的熱損失。改進(jìn)后的制造方法，由于工藝的變化，可以做成小腔體，同時(shí) 節(jié)約了很多機(jī)器設(shè)備的投資、把復(fù)雜的整體成型改為組裝成型。(6)提供效率改進(jìn)后的制造方法，可以把集熱聯(lián)箱內(nèi)膽的大腔體做成小腔體，這 樣可以大幅度降低在熱流道中載熱流體的體積，其結(jié)果是大幅度降低熱流道中的熱損失， 提高太陽能光熱系統(tǒng)的整體熱效率。

圖1是本實(shí)用新型將多個(gè)單體集熱內(nèi)膽組合后形成的集熱聯(lián)箱內(nèi)膽結(jié)構(gòu)圖。圖IA是圖1的另一視角圖。圖2是本實(shí)用新型單體集熱內(nèi)膽的結(jié)構(gòu)圖。圖3是本實(shí)用新型單體集熱內(nèi)膽的第二種結(jié)構(gòu)圖。圖4是本實(shí)用新型單體集熱內(nèi)膽的第三種結(jié)構(gòu)圖。圖5是本實(shí)用新型單體集熱內(nèi)膽的剖面圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。為了將太陽能熱水器上使用的集熱聯(lián)箱整體分拆成若干單體，需要這些單體是金 屬或塑料熔化后經(jīng)模具整體成型，然后再經(jīng)過機(jī)械切削加工的工藝制作成的。這樣設(shè)計(jì)的 集熱聯(lián)箱改變了現(xiàn)有集熱聯(lián)箱內(nèi)膽套入外殼定位后整體發(fā)泡形成保溫層的做法，而是改進(jìn) 成將預(yù)先在模具內(nèi)發(fā)泡好的保溫層包裹在由若干單體連接成的集熱聯(lián)箱內(nèi)膽外形成內(nèi)膽 和發(fā)泡層整體，然后將這一整體插入集熱聯(lián)箱外殼內(nèi)，制成集熱聯(lián)箱成品。參見圖1、圖IA所示，將多個(gè)單體集熱內(nèi)膽組合后形成的集熱聯(lián)箱內(nèi)膽結(jié)構(gòu)圖中， 集熱聯(lián)箱的一端為A端連接管3A，集熱聯(lián)箱的另一端為B端連接管3B，A端連接管3A至B 端連接管3B之間連接(如螺紋連接、鉚(焊)接等)有多個(gè)單體集熱內(nèi)膽。在圖1、圖IA 所示中，從A端連接管3A的螺紋連接端上順次接有A單體集熱內(nèi)膽31、B單體集熱內(nèi)膽32、C單體集熱內(nèi)膽33、D單體集熱內(nèi)膽34、E單體集熱內(nèi)膽35和B端連接管!3B。導(dǎo)熱介質(zhì)從 A端連接管3A上的A通孔3C進(jìn)入后由B端連接管:3B上的B通孔3D流出。參見圖2所示，在一個(gè)單體集熱內(nèi)膽的結(jié)構(gòu)圖中，A單體集熱內(nèi)膽31上設(shè)有A橫 向連接端311、B橫向連接端312和縱向連接端313，A橫向連接端311和B橫向連接端312 分別用于與另兩個(gè)單體集熱內(nèi)膽進(jìn)行組合連接，縱向連接端313用于與全玻璃真空太陽集 熱管中的導(dǎo)熱管連接；A橫向連接端311上設(shè)有外螺紋314。B橫向連接端312上設(shè)有內(nèi)螺紋315?？v向連接端313上設(shè)有外螺紋316。參見圖3所示，具有兩個(gè)縱向連接端的單體集熱內(nèi)膽，該單體集熱內(nèi)膽能夠同時(shí) 連接兩根導(dǎo)熱管，即單體集熱內(nèi)膽為四通結(jié)構(gòu)。參見圖4所示，具有三個(gè)縱向連接端的單體集熱內(nèi)膽，該單體集熱內(nèi)膽能夠同時(shí) 連接三根導(dǎo)熱管，即單體集熱內(nèi)膽為五通結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的單體集熱內(nèi)膽可以采用鑄鐵、鑄鋼、鑄銅、鋁合金、不銹鋼、塑料 等材料熔化后注入或澆入模具內(nèi)整體成形，待冷卻、脫模后再對連接處進(jìn)行切削加工。采用本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的單體集熱內(nèi)膽進(jìn)行組合連接后形成集熱聯(lián)箱內(nèi)膽，然后對 集熱聯(lián)箱內(nèi)膽進(jìn)行外殼與保溫層的制作成型得到用作太陽能熱水器的集熱聯(lián)箱。如圖5所 示的剖面圖，集熱聯(lián)箱內(nèi)膽3的外部與外殼1之間填充有發(fā)泡材料4，而發(fā)泡材料4能夠起 到對主流通道30內(nèi)的熱量進(jìn)行保護(hù)，則稱為保溫層2，每一個(gè)單體集熱內(nèi)膽的縱向連接端 與集熱導(dǎo)熱單元5中的導(dǎo)熱管連接。外殼1采用普通碳鋼、鋁合金型材、或塑料型材等材料加工而成。保溫層2為發(fā)泡聚氨酯、發(fā)泡聚苯乙烯、石棉、玻璃纖維等保溫材料。在本實(shí)用新型中，主流通道30內(nèi)流動(dòng)的導(dǎo)熱介質(zhì)可以是水、酒精、導(dǎo)熱油、防凍 液、汽油等。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的單體集熱內(nèi)膽的加工成型方法為第一步將溶化的金屬或塑料，倒入或者注入已經(jīng)做好的三通模具中，冷卻后脫 模，得到三通胚料；第二步在三通胚料上切削加工出螺紋，得到單體集熱內(nèi)膽；第三步將多個(gè)單體集熱內(nèi)膽沿長度方向進(jìn)行組合連接，得到集熱聯(lián)箱內(nèi)膽；第四步將發(fā)泡料注入事先做好的能與聯(lián)箱內(nèi)膽熱流道匹配的模具內(nèi)，做成預(yù)制 保溫層，其特點(diǎn)是可以根據(jù)聯(lián)箱內(nèi)膽單體的多少自由組合；第五步根據(jù)與聯(lián)箱內(nèi)膽熱流道單體數(shù)量匹配的原則，在裁剪好的碳鋼板上開孔 后折彎卷邊連接成成集熱聯(lián)箱外殼，或者在鋁型材上對應(yīng)的位置直接開口做成集熱聯(lián)箱外殼內(nèi)。第六步組裝，即先將預(yù)制保溫層套在連接好的集熱聯(lián)箱內(nèi)膽外部，再將其整體 插入聯(lián)箱外殼內(nèi)。第七步封裝將集熱聯(lián)箱兩側(cè)的外端蓋在聯(lián)箱兩端固定在聯(lián)箱外殼上。
權(quán)利要求1.一種適用于太陽能熱水器的單體集熱內(nèi)膽，其特征在于單體集熱內(nèi)膽上設(shè)有A橫 向連接端、B橫向連接端和縱向連接端，A橫向連接端和B橫向連接端分別用于與另兩個(gè) 單體集熱內(nèi)膽進(jìn)行組合連接，縱向連接端用于與全玻璃真空太陽集熱管中的導(dǎo)熱管連接；A 橫向連接端上設(shè)有外螺紋，B橫向連接端上設(shè)有內(nèi)螺紋，縱向連接端上設(shè)有外螺紋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于太陽能熱水器的單體集熱內(nèi)膽，其特征在于單體集 熱內(nèi)膽為三通結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于太陽能熱水器的單體集熱內(nèi)膽，其特征在于單體集 熱內(nèi)膽為四通結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于太陽能熱水器的單體集熱內(nèi)膽，其特征在于單體集 熱內(nèi)膽為五通結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于太陽能熱水器的單體集熱內(nèi)膽，其特征在于單體集 熱內(nèi)膽與另一個(gè)單體集熱內(nèi)膽的連接采用鉚接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于太陽能熱水器的單體集熱內(nèi)膽，其特征在于單體集 熱內(nèi)膽為鑄鐵、鑄銅、鑄鋼、鋁合金、不銹鋼或塑料材料。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種適用于太陽能熱水器的單體集熱內(nèi)膽，該單體集熱內(nèi)膽上設(shè)有A橫向連接端、B橫向連接端和縱向連接端，A橫向連接端和B橫向連接端分別用于與另兩個(gè)單體集熱內(nèi)膽進(jìn)行組合連接，縱向連接端用于與全玻璃真空太陽集熱管中的導(dǎo)熱管連接；A橫向連接端上設(shè)有外螺紋，B橫向連接端上設(shè)有內(nèi)螺紋，縱向連接端上設(shè)有外螺紋。將多個(gè)單體集熱內(nèi)膽組合后形成了集熱聯(lián)箱內(nèi)膽。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的單體集熱內(nèi)膽是基于三通管思想，解決了現(xiàn)有太陽能熱水器中集熱聯(lián)箱采用整體設(shè)計(jì)帶來的缺陷。
文檔編號F24J2/46GK201852320SQ201020298919
公開日2011年6月1日 申請日期2010年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月20日
發(fā)明者朱元喆, 朱彤 申請人:朱彤