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CN101368763A - S形贯通式太阳能集热管 - Google Patents

S形贯通式太阳能集热管 Download PDF

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CN101368763A CNA2008101214286A CN200810121428A CN101368763A CN 101368763 A CN101368763 A CN 101368763A CN A2008101214286 A CNA2008101214286 A CN A2008101214286A CN 200810121428 A CN200810121428 A CN 200810121428A CN 101368763 A CN101368763 A CN 101368763A
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Abstract

一种S形贯通式太阳能集热管，它主要包括有内金属管、外玻璃管，所述的内金属管为S形弯曲的金属管；外玻璃管的两端至少有玻璃端盖封口并在内外管之间形成真空；所述的玻璃端盖的中间压制或熔合有合金材料，所述的内金属管从该合金材料中伸出，且合金材料与内金属管焊接密封；所述的玻璃端盖通过熔接或粘合与外玻璃管固定连接；所述合金材料是S形金属内管和玻璃管组成一体时为密封焊接而设的；它具有热能利用率高，不会堆积杂物，不易结水垢，抗压能力强，可产生高热量的水或蒸气，不但适合家庭取用太阳能热能源，而且也适应大型团体和企业生产的需求等特点。

Description

S形贯通式太阳能集热管
技术领域
本发明涉及的是一种S形贯通式太阳能集热管，尤其是涉及一种金属与玻璃熔接或粘合的太阳能真空集热管，属于太阳能利用技术领域。
技术背景
现有的太阳能集热管普遍使用的是一端开口一端封闭的盲管，盲管因为不能串连，由它们组成的太阳能集热系统是利用多根集热管和蓄水箱中的水产生不同温差、不同比重而自然循环的，故而存在：1、水的循环加温速度很慢；热效率低；2、集热管内的剩水无法排出和取用，利用率低；3、集热管内容易堆积杂物和产生水垢，而且无法清洗，热水不能食用；4、纯为玻璃制品不能承受较高的水压。
为了解决这些问题，另一种太阳能集热管是直通式金属内管，两端采用金属和玻璃通过焊接或粘合。但由于玻璃和金属的澎涨系数差异较大，工艺难度很高，达不到长时间保持真空的目的，所以没有或很难形成产业化。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种通过改变集热管的结构，解决了玻璃和金属由于各自膨胀系数差异不同的伸缩问题，从而实现了工艺简单、制造容易、可靠性高，而且大大提高了热利用率，热水能全部排出，并能承受较高水压，可适用于中、高温需要的S形贯通式太阳能集热管。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，它主要包括有内金属管、外玻璃管，所述的内金属管为S形弯曲的金属管；外玻璃管的两端至少有玻璃端盖封口并在内外管之间形成真空。
所述的玻璃端盖的中间压制或熔合有合金材料，所述的内金属管从该合金材料中伸出，且合金材料与内金属管焊接密封；所述的玻璃端盖通过熔接或粘合与外玻璃管固定连接；所述合金材料是S形金属内管和玻璃管组成一体时为密封焊接而设的。
所述的外玻璃管两端的最外侧设置有金属罩，该金属罩内填充有保温材料，在外玻璃管和金属罩之间通过胶质或粘合材料固定连接。
所述的外玻璃管是玻璃圆管或玻璃方管或玻璃长方形管或玻璃扁园管或玻璃椭圆形管。
所述的外玻璃管的内侧或外侧附设有反射光材料。
所述的金属罩上安装有支脚。
为了增加内金属管的表面积，所述的内金属管的外侧焊接或包裹或贴接有金属片，并在其表面附着有包括一种以上金属元素的复合材料而形成的吸热膜层。
所述的内金属管或金属片上焊接有至少一个消气环。
所述的S形内金属管的两个外露端是为多根集热管连接提供的连接口，连接口分别被制作成直管式或螺纹式或熔接式或卡接式或带有安装孔的法兰式。
本发明所述的S形贯通式太阳能集热管安装在建筑物的外部，它们是可以多根串联连接后而产生100℃以上水温或蒸气的太阳能集热系统。
当太阳能集热管受太阳辐射温度升高后，热量被金属内管上的吸热膜吸收，内金属管中的水被连续的逐步升温，由于S形贯通式太阳能集热管的温度可达200℃以上，所以水在管中流动被逐步升温后能产生大于100℃以上的水温或蒸气，由于温度过高或蒸气会产生一定的压力，故而设置内管为金属材料。由于温度变化时玻璃和金属的膨胀不一，所以内金属管的长度方向设计成连续S形，在接合处采用能适应两者间膨胀的合金材料，从而消除它们之间的伸缩和澎涨率。
本发明与现有集热管的技术相比，具有以下优点：1、热能利用率大大提高；2、解决了金属和玻璃因膨胀系数不同而无法焊接和保持真空的问题；3、不会堆积杂物，不易结水垢，安全卫生，热水可以食用；4、内管能承受5Mpa以上的压力；5、可产生高热量的水或蒸气，用于替代锅炉、工业干燥、空调制冷或发电等大型太阳能集热工程；对高效利用太阳能和保护生态环境具有深远意义。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的A向局部示意图。
图3为图1的B—B剖视图。
图4为本发明的各种安装结构件和连接的示意图。
图5为本发明的组合安装示意图。
图6为本发明的多组串、并联安装使用示意图。
具体实施方法
下面将结合附图对本发明作详细的介绍：图1、2、3所示，本发明是由内金属管1、外玻璃管2、玻璃端盖5、合金材料6和金属罩9组成。所述的内金属管1为S形弯曲的金属管；外玻璃管2的两端至少有玻璃端盖5封口并在内外管之间形成真空。
所述的玻璃端盖5的中间压制或熔合有合金材料6，该合金材料6为常规的材料；所述的内金属管1从该合金材料6中伸出，且合金材料6与内金属管1焊接密封；所述的玻璃端盖5通过熔接或粘合与外玻璃管2固定连接。
所述的外玻璃管2两端的最外侧设置有金属罩9，该金属罩9内填充有保温材料10，在外玻璃管2和金属罩9之间通过胶质或粘合材料11固定连接。
所述的外玻璃管2是玻璃圆管或玻璃方管或玻璃长方形管或玻璃扁园管或玻璃椭圆形管。
所述的外玻璃管2的内侧或外侧附设有反射光材料14。
所述的金属罩9上安装有支脚15。
所述的内金属管1的外侧焊接或包裹或贴接有金属片3，并在其表面附着有包括一种以上金属元素的复合材料而形成的吸热膜层。
所述的内金属管1或金属片3上焊接有至少一个消气环4。
所述的内金属管1的两个外露端为连接口12，连接口12被制作成直管式或螺纹式或熔接式或卡接式或带有安装孔的法兰式13。
本发明将内金属管1制作成连续S形弯曲的目的是为了消除的冷热膨胀率，此设计不会致使内金属管1热澎后伸长受力于玻璃端盖而引起玻璃爆裂。
在内金属管1的外壁为增加吸热面积，可以在它的外侧焊接、包裹或贴接有金属片3，并在其表面附着有包括一种以上金属元素的复合材料而形成吸热膜层。在内金属管1或金属片3上焊接有至少一个消气环4。
玻璃端盖5根据外玻璃管2的端面内孔形状而设，玻璃端盖5和合金材料6是压制或熔合成为一体的。
先在外玻璃管2的一端通过熔接或粘合上玻璃端盖5，将带有金属片3和吸热膜层的内金属管1套入外玻璃管2内，再在外玻璃管2的另一端熔接或粘合上玻璃端盖5，然后将内金属管1和合金材料6焊接密封。
真空是通过抽气孔7抽取其管内气体的，抽取真空后，将抽气孔7熔合封闭。
为了保温和防护，S形贯通式太阳能集热管两端设置金属罩9，在金属罩9内，设有保温材料10，在外玻璃管2和金属罩9之间，设有胶质或粘合材料11。
内金属管1的两个外露端是连接口，连接口12可以制作成直管式、螺纹式、熔接式、卡接式或带有安装孔的法兰式13。
为了使内金属管1或金属片3更好的吸收热能，在外玻璃管2的内或外壁可以附设有反射光材料14。
为了便于安装，可在金属罩9上加装支脚15。
图4所示为本发明的各种安装结构件和直通连接的示意图，本S形贯通式太阳能集热管是一根接一根的串联连接的；冷水从A端注入，B端流出热水。多根S形贯通式太阳能集热管的连接是通过设置直管式、螺纹式、熔接式接口11和卡接式16或带有安装孔的法兰式13。为了堵截漏水和保温，在各个连接处外面设有密封件17和保温材料18。
图5为本发明的组合安装示意图。它通过采用L形19及U形20的连接件，使S形贯通式太阳能集热管并排连接，在各连接口套有密封件17；为了减少热量损失，各连接件由保温材料18包覆，再在其外面设有外壳21。
图6为本发明的多组串、并联安装使用示意图。S形贯通式太阳能集热管串联的越长，吸收太阳能的热量越多，制热量越大。根据本附图所示，冷水经A注入连接水道22供给每组S形贯通式太阳能热水管后再经出水端连接出水道23从B流出。为了增加产热量还可以多根串联后再并联起来使用，串联的长度越长或串联后再并联数量越多，制热温度和产量也越高，即实现产生大量的热水或蒸气；用于替代工业锅炉和干燥，利用蒸气取热、制冷、发电等应用会相当广泛。达到该项发明不但适合家庭取用太阳能热能源，而且也适应大型团体和企业生产的需求，是解决能源供应可持续发展的有效途径。

Claims (9)

1.一种S形贯通式太阳能集热管，它主要包括有内金属管、外玻璃管，其特征在于所述的内金属管(1)为S形弯曲的金属管；外玻璃管(2)的两端至少由玻璃端盖(5)封口并在内外管之间形成真空。
2.根据权利要求1所述的S形贯通式太阳能集热管，其特征在于所述的玻璃端盖(5)的中间压制或熔合有合金材料(6)，所述的内金属管(1)从该合金材料(6)中伸出，且合金材料(6)与内金属管(10)焊接密封；所述的玻璃端盖(5)通过熔接或粘合与外玻璃管(2)固定连接。
3.根据权利要求1或2所述的S形贯通式太阳能集热管，其特征在于所述的外玻璃管(2)两端的最外侧设置有金属罩(9)，该金属罩(9)内填充有保温材料(10)，在外玻璃管(2)和金属罩(9)之间通过胶质或粘合材料(11)固定连接。
4.根据权利要求3所述的S形贯通式太阳能集热管，其特征在于所述的外玻璃管(2)是玻璃圆管或玻璃方管或玻璃长方形管或玻璃扁园管或玻璃椭圆形管。
5.根据权利要求3所述的S形贯通式太阳能集热管，其特征在于所述的外玻璃管(2)的内侧或外侧附设有反射光材料(14)。
6.根据权利要求3所述的S形贯通式太阳能集热管，其特征在于所述的金属罩(9)上安装有支脚(15)。
7.根据权利要求1或2所述的S形贯通式太阳能集热管，其特征在于所述的内金属管(1)的外侧焊接或包裹或贴接有金属片(3)，并在其表面附着有包括一种以上金属元素的复合材料而形成的吸热膜层。
8.根据权利要求7所述的S形贯通式太阳能集热管，其特征在于所述的内金属管(1)或金属片(3)上焊接有至少一个消气环(4)。
9.根据权利要求8所述的S形贯通式太阳能集热管，其特征在于所述的内金属管(1)的两个外露端为连接口(12)，连接口(12)被制作成直管式或螺纹式或熔接式或卡接式或带有安装孔的法兰式(13)。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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