軸向移動溫控式玻璃熱管的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種軸向移動溫控式玻璃熱管，包括罩玻璃管和內(nèi)管，所述內(nèi)管下端為集熱端，上端為冷凝端，在所述內(nèi)管的冷凝端內(nèi)設(shè)有溫控伸縮密封件，所述溫控伸縮密封件包括固定在內(nèi)管內(nèi)的一個支架，所述支架下方連接一個能夠沿著內(nèi)管軸向伸縮移動的熱致變形件，所述熱致變形件的下端再連接一個密封件；在所述內(nèi)管的冷凝端的內(nèi)壁上還設(shè)有呈頸縮形狀的環(huán)形密封臺階，所述熱致變形件的密封件與所述密封臺階上側(cè)間留有間隙。本發(fā)明通過在玻璃熱管的內(nèi)管中設(shè)置密封臺階與溫控伸縮密封件，自動實(shí)現(xiàn)設(shè)定溫度下對工質(zhì)的截留和放開，實(shí)現(xiàn)玻璃熱管可控溫的目的。
【專利說明】軸向移動溫控式玻璃熱管【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種太陽集熱管結(jié)構(gòu)，特別涉及一種全玻璃熱管式真空太陽集熱管?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]全玻璃熱管式真空太陽集熱管(簡稱為玻璃熱管)作為太陽能熱水系統(tǒng)的關(guān)鍵吸熱元件，是太陽能熱水系統(tǒng)的重要組成部分。全玻璃熱管式真空太陽集熱管主要由罩玻璃管與帶有選擇性吸收涂層的內(nèi)管組成。這種集熱管在有陽光的情況下，很容易吸收太陽能，并轉(zhuǎn)化為熱能傳遞到儲熱系統(tǒng)內(nèi)。
[0003]然而，當(dāng)上述太陽能熱水系統(tǒng)，因某些原因，連續(xù)數(shù)日不運(yùn)轉(zhuǎn)時，太陽集熱管不斷的吸收太陽能，并轉(zhuǎn)化為熱能。這樣很容易使系統(tǒng)過熱，甚至因過熱造成系統(tǒng)損壞。
[0004]鑒于上述問題，需要設(shè)計(jì)一種帶有可控溫功能的全玻璃熱管式真空太陽集熱管。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于:提供一種軸向移動溫控式玻璃熱管，避免玻璃熱管由于過熱而損壞。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0007]一種軸向移動溫控式玻璃熱管，包括罩玻璃管和內(nèi)管，所述內(nèi)管下端為集熱端，上端為冷凝端，其特征在于:在所述內(nèi)管的冷凝端內(nèi)設(shè)有溫控伸縮密封件，所述溫控伸縮密封件包括固定在內(nèi)管內(nèi)的一個支架，所述支架下方連接一個能夠沿著內(nèi)管軸向伸縮移動的熱致變形件，所述熱致變形件的下端再連接一個密封件；在所述內(nèi)管的冷凝端的內(nèi)壁上還設(shè)有呈頸縮形狀的環(huán)形密封臺階，所述熱致變形件的密封件與所述密封臺階上側(cè)間留有間隙。
[0008]在優(yōu)選的軸向移動溫控式玻璃熱管中:所述支架是金屬材質(zhì)，其上端直接支撐在所述內(nèi)管的冷凝端的端頭位置而固定，或者通過高溫膠粘著在所述冷凝端上而固定。
[0009]在優(yōu)選的軸向移動溫控式玻璃熱管中:所述支架的材質(zhì)是銅、鋁或不銹鋼。
[0010]在優(yōu)選的軸向移動溫控式玻璃熱管中:所述熱致變形件是金屬材質(zhì)，其與所述支架為一體結(jié)構(gòu)，或者焊接在所述支架上。
[0011]在優(yōu)選的軸向移動溫控式玻璃熱管中:所述熱致變形件的材質(zhì)是銅、鋁或不銹鋼。
[0012]在優(yōu)選的軸向移動溫控式玻璃熱管中:所述密封件的材質(zhì)是硅橡膠，其粘接在所述熱致變形件上，或者利用自身彈性嵌卡在所述熱致變形件上。
[0013]在優(yōu)選的軸向移動溫控式玻璃熱管中:所述熱致變形件的長度為5(T200mm，所述密封件與所述密封臺階的間隙為1-3mm。
[0014]在優(yōu)選的軸向移動溫控式玻璃熱管中:所述罩玻璃管通過一個環(huán)封口與所述內(nèi)管熔接，所述密封臺階設(shè)置在所述環(huán)封口上方或下方。
[0015]在優(yōu)選的軸向移動溫控式玻璃熱管中:在所述內(nèi)管的冷凝端中設(shè)置有至少兩對溫控伸縮密封件與密封臺階。[0016]在優(yōu)選的軸向移動溫控式玻璃熱管中:在所述內(nèi)管的冷凝端中設(shè)置有兩對溫控伸縮密封件與密封臺階，其中一個密封臺階位于所述環(huán)封口的上方，另一個密封臺階位于所述環(huán)封口的下方。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，采用上述技術(shù)方案的本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)在于:本發(fā)明通過在玻璃熱管的內(nèi)管中設(shè)置密封臺階與溫控伸縮密封件，自動實(shí)現(xiàn)設(shè)定溫度下對工質(zhì)的截留和放開，實(shí)現(xiàn)玻璃熱管可控溫的目的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明提供的軸向移動溫控式玻璃熱管在常溫下的縱向剖視結(jié)構(gòu)圖；
[0019]圖2是本發(fā)明提供的軸向移動溫控式玻璃熱管在過熱狀態(tài)下的縱向剖視結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖3是本發(fā)明提供的另一種軸向移動溫控式玻璃熱管在常態(tài)下的縱向剖視結(jié)構(gòu)圖；
[0021]圖4是本發(fā)明提供的又一種軸向移動溫控式玻璃熱管在常態(tài)下的縱向剖視結(jié)構(gòu)圖；
[0022]圖5是本發(fā)明提供的再一種軸向移動溫控式玻璃熱管在常態(tài)下的縱向剖視結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]如圖1所示的本發(fā)明提供的一種軸向移動溫控式玻璃熱管，所述玻璃熱管包括罩玻璃管I和內(nèi)管2，所述內(nèi)管2下端為集熱端，上端為冷凝端3，所述內(nèi)管2的集熱端中置入有吸熱用的工質(zhì)4，所述罩玻璃管I通過一個環(huán)封口 5與所述內(nèi)管2熔接，且所述罩玻璃管
I與所述內(nèi)管2的集熱端之間形成真空夾層6，所述真空夾層6內(nèi)用卡子7固定有吸氣劑8，當(dāng)陽光穿過所述罩玻璃管I照射在所述內(nèi)管2的集熱端中，將使所述工質(zhì)4受熱氣化而蒸發(fā)至冷凝端3，氣化后的工質(zhì)4在所述內(nèi)管2的冷凝端3釋放熱量后再次凝結(jié)為液態(tài)，并沿著所述內(nèi)管2的內(nèi)壁回流至集熱端，如此不斷循環(huán)，向與所述冷凝端3導(dǎo)熱連接的儲熱系統(tǒng)傳送熱量。上述結(jié)構(gòu)均為現(xiàn)有技術(shù)。
[0024]而為了防止所述內(nèi)管2過度吸熱導(dǎo)致儲熱系統(tǒng)損壞或者導(dǎo)致玻璃熱管損壞，本發(fā)明在所述內(nèi)管2的冷凝端3內(nèi)設(shè)有一個溫控伸縮密封件，所述溫控伸縮密封件包括固定在內(nèi)管2內(nèi)的一個支架9，所述支架9下方連接一個能夠沿著內(nèi)管2軸向伸縮移動的熱致變形件10，所述熱致變形件10的下端再連接一個密封件11，在所述內(nèi)管2的冷凝端3的內(nèi)壁上還設(shè)有一個呈頸縮形狀的環(huán)形密封臺階12，在常溫狀態(tài)下，如圖1所示，所述熱致變形件10的密封件11與所述密封臺階12上側(cè)間留有間隙。一旦所述熱致變形件10所處環(huán)境溫度達(dá)到或者超過設(shè)計(jì)溫度(例如圖2所示的內(nèi)管2過熱情況，可設(shè)定為8(T10(TC )，所述熱致變形件10將會沿所述內(nèi)管2的軸向向下伸長變形，直至所述密封件11與所述密封臺階12相互密接(如圖2所示)；而等到所述環(huán)境溫度低于所述設(shè)計(jì)溫度后，所述熱致變形件10則會沿所述內(nèi)管2的軸向向上回縮，使所述密封件11與所述密封臺階12脫離接觸，回到圖1所示的狀態(tài)。
[0025]在一個更為具體的實(shí)施例中，所述支架9是金屬材質(zhì)(如銅、鋁或不銹鋼)，其上端直接支撐在所述內(nèi)管2的冷凝端3的端頭位置而固定，或者通過高溫膠粘著在所述冷凝端3上而固定；所述熱致變形件10可選金屬材質(zhì)(如銅、鋁或不銹鋼)，其可以與所述支架9為一體結(jié)構(gòu)，也可以焊接在所述支架9上；所述密封件11則采用耐高溫的硅橡膠，其粘接在所述熱致變形件10上，或者利用自身彈性嵌卡在所述熱致變形件10上；上述熱致變形件10的長度優(yōu)選為5(T200mm，所述密封件11與所述密封臺階12的間隙優(yōu)選為f3mm。
[0026]在圖2所示的情況下，由于所述熱致變形件10的密封件11與所述內(nèi)管2的密封臺階12密接，阻斷了液態(tài)工質(zhì)4回流至內(nèi)管2底部集熱端的路徑，凝結(jié)為液態(tài)的所述工質(zhì)4將不能沿著所述內(nèi)管2的內(nèi)壁回流至集熱端，而是被截留在所述密封臺階12處，導(dǎo)致回流至所述內(nèi)管2的集熱端的工質(zhì)4越來越少，所述玻璃熱管吸收的熱量也越來越少,從而能夠避免系統(tǒng)過熱所造成的損害。一旦熱致變形件10所處環(huán)境的溫度回歸常態(tài)，則所述熱致變形件10軸向回縮，使工質(zhì)4得以回流，以繼續(xù)循環(huán)換熱過程。
[0027]如此，本發(fā)明通過在玻璃熱管的內(nèi)管2中設(shè)置密封臺階12與溫控伸縮密封件11，自動實(shí)現(xiàn)設(shè)定溫度下對工質(zhì)4的截留和放開，實(shí)現(xiàn)玻璃熱管可控溫的目的。
[0028]在上述圖1與圖2所示的實(shí)施例中，所述密封臺階12設(shè)置在所述環(huán)封口 5上方。而且所述內(nèi)管2的冷凝端3與內(nèi)管2的集熱端的直徑相同。而實(shí)際上，即使所述內(nèi)管2的密封臺階12是位于所述環(huán)封口 5下方，或者將所述內(nèi)管2的冷凝端3設(shè)置為與所述罩玻璃管I的直徑相同，均能夠通過在所述內(nèi)管2的冷凝端3中設(shè)置所述熱致變形件10與密封臺階12而達(dá)到可控溫的目的。
[0029]如圖3所示，在所述內(nèi)管2的冷凝端3與內(nèi)管2的集熱端的直徑相同的情況下，所述內(nèi)管2的密封臺階12可以位于所述環(huán)封口 5下方，這樣的結(jié)構(gòu)同樣可達(dá)到可控溫的目的。
[0030]如圖4所示，在將所述內(nèi)管2的冷凝端3設(shè)置為與所述罩玻璃管I的直徑相同的情況下，同樣可通過在所述內(nèi)管2的冷凝端3中設(shè)置所述熱致變形件10與密封臺階12而達(dá)到可控溫的目的。
[0031]如圖5所示，則是本發(fā)明的再一個實(shí)施例，其為達(dá)到更好的控溫效果，在所述內(nèi)管2的冷凝端3中設(shè)置有兩對溫控伸縮密封件11與密封臺階12 (其中一個密封臺階12位于所述環(huán)封口 5的上方，另一個密封臺階12位于所述環(huán)封口 5的下方)。而實(shí)際上，在所述內(nèi)管2的冷凝端3中還可以設(shè)置有更多對的溫控伸縮密封件11與密封臺階12，以達(dá)到更好的S封效果。
[0032]在上述所有實(shí)施例中，還可以進(jìn)行如下的常規(guī)替換:
[0033]熱管工質(zhì)4總體積為玻璃熱管腔體容積的0.1%0~10%之間，一般最佳性能為
0.5% ~8.0%。之間。
[0034]固液工質(zhì)4包中的液態(tài)工質(zhì)4可以是水、酸、堿、鹽、醇、醚、酮類化學(xué)物質(zhì)或其混合物；
[0035]根據(jù)需要，冷凝端3長度為集熱管總長度的1%~40% ；
[0036]根據(jù)需要，冷凝端3直徑為罩玻璃管I直徑的59TlOO%。
[0037]以上說明對本發(fā)明而言只是說明性的，而非限制性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解，在不脫離權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可作出許多修改、變化或等效，但都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種軸向移動溫控式玻璃熱管,包括罩玻璃管和內(nèi)管,所述內(nèi)管下端為集熱端,上端為冷凝端，其特征在于:在所述內(nèi)管的冷凝端內(nèi)設(shè)有溫控伸縮密封件，所述溫控伸縮密封件包括固定在內(nèi)管內(nèi)的一個支架，所述支架下方連接一個能夠沿著內(nèi)管軸向伸縮移動的熱致變形件，所述熱致變形件的下端再連接一個密封件；在所述內(nèi)管的冷凝端的內(nèi)壁上還設(shè)有呈頸縮形狀的環(huán)形密封臺階，所述熱致變形件的密封件與所述密封臺階上側(cè)間留有間隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸向移動溫控式玻璃熱管，其特征在于:所述支架是金屬材質(zhì)，其上端直接支撐在所述內(nèi)管的冷凝端的端頭位置而固定，或者通過高溫膠粘著在所述冷凝端上而固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的軸向移動溫控式玻璃熱管，其特征在于:所述支架的材質(zhì)是銅、鋁或不銹鋼。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的軸向移動溫控式玻璃熱管，其特征在于:所述熱致變形件是金屬材質(zhì)，其與所述支架為一體結(jié)構(gòu)，或者焊接在所述支架上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的軸向移動溫控式玻璃熱管，其特征在于:所述熱致變形件的材質(zhì)是銅、鋁或不銹鋼。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的軸向移動溫控式玻璃熱管，其特征在于:所述密封件的材質(zhì)是硅橡膠，其粘接在所述熱致變形件上，或者利用自身彈性嵌卡在所述熱致變形件上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的軸向移動溫控式玻璃熱管，其特征在于:所述熱致變形件的長度為5(T200mm，所述密封件與所述密封臺階的間隙為f3mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸向移動溫控式玻璃熱管，其特征在于:所述罩玻璃管通過一個環(huán)封口與所述內(nèi)管熔接，所述密封臺階設(shè)置在所述環(huán)封口上方或下方。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸向移動溫控式玻璃熱管，其特征在于:在所述內(nèi)管的冷凝端中設(shè)置有至少兩對溫控伸縮密封件與密封臺階。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸向移動溫控式玻璃熱管，其特征在于:在所述內(nèi)管的冷凝端中設(shè)置有兩對溫控伸縮密封件與密封臺階，其中一個密封臺階位于所述環(huán)封口的上方，另一個密封臺階位于所述環(huán)封口的下方。
【文檔編號】F24J2/46GK103542557SQ201210244782
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年7月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月13日
【發(fā)明者】吳振一, 李旭光, 韓成明 申請人:北京清華陽光能源開發(fā)有限責(zé)任公司, 北京華業(yè)陽光新能源有限公司, 河南華順陽光新能源有限公司