一種雙開口真空集熱管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種集熱管，尤其是一種雙開口真空集熱管。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們環(huán)保意識的不斷加強，越來越多的消費者傾向于選擇太陽能熱水器。集熱管是太陽能熱水器的核心，其結(jié)構(gòu)如同一拉長的暖瓶膽，內(nèi)外層之間為真空。在內(nèi)玻璃管的外表面上利用特種工藝涂有光譜選擇性吸收涂層用來最大限度的吸收太陽輻射能。現(xiàn)有的集熱管都是一端開口一端封閉，形成U形管的形狀。然其缺點為當(dāng)使用于自然循環(huán)式時，會在集熱管的封閉端累積水垢，若長時間不加以清除，水垢會堵塞內(nèi)管的出口端。若用于強制循環(huán)式集熱系統(tǒng)，則會使系統(tǒng)的冷熱水混合，嚴重降低集熱效率。
[0003]在申請?zhí)枮?5211721.5和98206311.3的中國專利，目前公開的雙開口的真空集熱管內(nèi)外管均為玻璃材料，熱水始終位于上部，經(jīng)微循環(huán)把熱水輸送到保溫水箱中，當(dāng)打開任何供水系統(tǒng)時，熱水器內(nèi)的熱水便依靠自然落差流出，落差越大，水壓越高。由于太陽能熱水器的集熱管為玻璃材質(zhì)，無法應(yīng)用于需要系統(tǒng)承壓的太陽能熱水系統(tǒng)中。
[0004]在中國臺灣專利(申請案號84203765)說明書中公開的一種集熱管為單開口式玻璃集熱管1內(nèi)部插入一單開口金屬管2，其內(nèi)部有一隔板3，見圖1。該種真空玻璃管因需使玻璃與金屬密接，故制作較不易，且兩材料膨脹系數(shù)不同，密接處容易因熱而破裂，以致失去真空度。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型針對以上單開口或雙開口真空集熱管存在的技術(shù)問題，提供一種雙開口真空集熱管，已解決現(xiàn)有真空集熱管中水垢易堆積、難清理，不承壓，密封處易炸裂問題。
[0006]為了達到上述目的，本實用新型的技術(shù)方案如下:一種雙開口真空集熱管，具有內(nèi)外兩管，外管為玻璃管，內(nèi)管為金屬管，其中金屬內(nèi)管與玻璃外管形成的密封空間經(jīng)抽真空形成真空間隙夾層。金屬內(nèi)管和玻璃外管兩端使用密封件進行密封，密封兩端的密封件上，在一端密封件上設(shè)置有抽真空接口和開口，另一端密封件上只設(shè)置開口，形成雙開口真空集熱管。
[0007]為了最大限度的吸收太陽輻射能，所述金屬內(nèi)管外表面鍍有一層太陽光選擇性吸收涂層。
[0008]進一步改進，所述真空間隙夾層真空度高于10 2pa，更好的防止金屬內(nèi)管吸收的太陽能輻射熱經(jīng)外管散與周圍環(huán)境中。
[0009]進一步改進，所述金屬內(nèi)管為不銹鋼、銅、鈦合金等制成，不會因為水壓高等原因使得真空集熱管內(nèi)管炸裂，更好的應(yīng)用于需要系統(tǒng)承壓的太陽能熱水系統(tǒng)中。
[0010]為了解決玻璃與金屬密接制作不易，本實用新型的進一步改進在于，所述密封件為具有凸臺結(jié)構(gòu)的圓柱體，圓柱形凸臺側(cè)面和底部圓環(huán)面與玻璃管緊密結(jié)合，凸臺面與金屬管緊密結(jié)合。
[0011]由于玻璃與金屬兩材料膨脹系數(shù)不同，密接處容易因熱而破裂，以致失去真空度，主要原因經(jīng)大量實驗分析，在抽真空過程中玻璃管受到封密件對其的壓力F，會在豎直方向上玻璃管與密封部件之間產(chǎn)生主要應(yīng)力點，使得密接處容易因熱而破裂，圖2中4所示的位置。
[0012]為此，進一步的改進在于，所述密封件凸臺高度為所述玻璃管壁厚的3?50倍，密封件的凸臺面均勾分布若干半圓形或橢圓形凸起單元，其中凸起單元底部之間圓形或橢圓兩兩共切。假設(shè)密封件的凸起單元底部之間圓形直徑為Φ1，凸臺直徑為Φ2，則有η =Φ2/Φ1，η = 50 ?1000。
[0013]進一步改進在于，所述密封件為橡膠材料制成。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，真空集熱管外壁采用玻璃材料、內(nèi)壁采用不銹鋼、銅、鈦合金等金屬材料，與玻璃材料相比，具有很好的承壓特性，解決了現(xiàn)有雙開口玻璃真空管承壓能力低、無法應(yīng)用于需要系統(tǒng)承壓的太陽能熱水系統(tǒng)的問題。利用管口特殊的密封部件，解決了現(xiàn)有玻璃真空集熱管與金屬管連接處的熔封、膨脹、及應(yīng)力導(dǎo)致玻璃管破碎的技術(shù)難題，并使得系統(tǒng)內(nèi)部的熱交換更充分。
【附圖說明】
[0015]圖1現(xiàn)有技術(shù)真空集熱管剖面圖
[0016]圖2抽真空時玻璃管應(yīng)力分布圖
[0017]圖3本實用新型雙開口真空集熱管剖面圖
[0018]圖4密封件主視圖
[0019]圖5密封件立體示意圖
[0020]圖中1為玻璃管，2為金屬管，3為隔板，4為應(yīng)力點，5為金屬管，6為玻璃管，7為密封部件，8為開口，9為抽真空接口，10為太陽光選擇性吸收涂層，11為真空間隙夾層。
【具體實施方式】
[0021]以下結(jié)合實例對本實用新型作進一步詳細說明，但不是對本實用新型的限制。
[0022]本實用新型公開了一種雙開口真空集熱管，如圖3所示，具有內(nèi)外兩管，外管為玻璃管6，內(nèi)管為金屬管5，其中金屬內(nèi)管與玻璃外管形成的密封空間經(jīng)抽真空形成真空間隙夾層11。真空間隙夾層真空度高于10 2pa，可以更好的防止金屬內(nèi)管吸收的太陽能福射熱經(jīng)外管散與周圍環(huán)境中。金屬內(nèi)管和玻璃外管兩端使用密封件7進行密封，密封兩端的密封件上，在一端密封件上設(shè)置有抽真空接口 9和開口 8，另一端密封件上只設(shè)置開口 8，形成雙開口真空集熱管。為了最大限度的吸收太陽輻射能，其中在金屬內(nèi)管外表面鍍有一層太陽光選擇性吸收涂層10。金屬內(nèi)管為不銹鋼、銅、鈦合金等制成，不會因為水壓高等原因使得真空集熱管內(nèi)管炸裂，更好的應(yīng)用于需要系統(tǒng)承壓的太陽能熱水系統(tǒng)中。
[0023]實際工作時，從抽真空接口 9抽真空，密封件7對玻璃管壓力F，見圖2，會在4所示位置產(chǎn)生主要應(yīng)力，一種實施方式中，如圖4，所示，密封件7其結(jié)構(gòu)為具有凸臺結(jié)構(gòu)的圓柱體，圓柱形凸臺側(cè)面和底部圓環(huán)面與玻璃管緊密結(jié)合，凸臺面與金屬管緊密結(jié)合實現(xiàn)了玻璃與金屬密封；所述密封件凸臺高度為所述玻璃管壁厚的3?50倍，而凸臺面均勻分布若干半圓形或橢圓形凸起單元，其中凸起單元底部之間圓形或橢圓兩兩共切，見圖5。假設(shè)密封件的凸起單元底部之間圓形直徑為Φ 1，凸臺直徑為Φ2，則有η = Φ2/Φ1，η = 50?
1000ο
[0024]—種優(yōu)選的方式中，選取密封件材料為橡膠件，當(dāng)η = 100，或者密封件凸臺高度為所述玻璃管壁厚的10倍時，此時的橡膠密封件上均勻布滿數(shù)量適合的凸起單元，既能起到密封作用，又具備良好的緩沖作用，使得在豎直方向上玻璃管與密封部件之間不會產(chǎn)生太大的應(yīng)力。有效防止在抽真空時玻璃與金屬密接處玻璃管的炸裂。
[0025]另一種優(yōu)選方式中，η = 600，或者密封件凸臺高度為所述玻璃管壁厚的14倍時，選用橡膠密封件，也起到了良好的密封、隔熱、緩沖作用。當(dāng)η小于50或大于1000時，橡膠密封件上的凸起單元數(shù)量太少或太多，凸起緩沖效果減弱。
[0026]本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型的構(gòu)思作舉例說明。本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種雙開口真空集熱管，包括玻璃管、金屬管和密封件，具有內(nèi)外兩管，外管為玻璃管，內(nèi)管為金屬管，其特征在于，所述金屬內(nèi)管與玻璃外管形成的密封空間經(jīng)抽真空形成真空間隙夾層，所述密封件對金屬內(nèi)管和玻璃外管兩端進行密封，密封兩端的密封件上，在一端密封件上設(shè)置有抽真空接口和開口，另一端密封件上設(shè)置開口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙開口真空集熱管，其特征在于，所述金屬內(nèi)管外表面鍍有一層太陽光選擇性吸收涂層。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙開口真空集熱管，其特征在于，所述真空間隙夾層真空度高于10-2pa。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙開口真空集熱管，其特征在于，所述金屬內(nèi)管為不銹鋼、銅、鈦合金等制成。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙開口真空集熱管，其特征在于，所述密封件為具有凸臺結(jié)構(gòu)的圓柱體，圓柱形凸臺側(cè)面和底部圓環(huán)面與所述玻璃管緊密結(jié)合，凸臺面與所述金屬管緊密結(jié)合。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種雙開口真空集熱管，其特征在于，所述密封件凸臺高度為所述玻璃管壁厚的3?50倍。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種雙開口真空集熱管，其特征在于，所述密封件的凸臺面均勻分布若干半圓形或橢圓形凸起單元，所述凸起單元底部之間圓形或橢圓兩兩共切。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種雙開口真空集熱管，其特征在于，所述密封件的凸起單元底部之間圓形直徑為Φ 1，凸臺直徑為Φ2，則有η = Φ2/Φ1，η = 50?1000。9.根據(jù)權(quán)利要求5至8任意一項所述的一種雙開口真空集熱管，其特征在于，所述密封件為橡膠材料制成。
【專利摘要】本實用新型提供一種雙開口真空集熱管，具有內(nèi)外兩管，外管為玻璃管，內(nèi)管為金屬管，所述金屬內(nèi)管與玻璃外管形成的密封空間經(jīng)抽真空形成真空間隙夾層，使用密封件對金屬內(nèi)管和玻璃外管兩端進行密封，密封兩端的密封件上，在一端密封件上設(shè)置有抽真空接口和開口，另一端密封件上設(shè)置開口。真空集熱管外壁采用玻璃材料、內(nèi)壁采用不銹鋼、銅、鈦合金等金屬材料，與玻璃材料相比，具有很好的承壓特性，解決了現(xiàn)有雙開口玻璃真空管承壓能力低、無法應(yīng)用于需要系統(tǒng)承壓的太陽能熱水系統(tǒng)的問題。利用管口特殊的密封部件，解決了現(xiàn)有玻璃真空集熱管與金屬管連接處的熔封、膨脹、及應(yīng)力導(dǎo)致玻璃管破碎的技術(shù)難題，并使得系統(tǒng)內(nèi)部的熱交換更充分。
【IPC分類】F24J2/46
【公開號】CN205026977
【申請?zhí)枴緾N201520660953
【發(fā)明人】朱亞劍
【申請人】朱亞劍
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年8月30日