專利名稱：可作建筑構(gòu)件的直通式玻璃－金屬真空太陽集熱管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于真空管太陽集熱器和真空管太陽熱水器的直通式玻璃-金屬真空太陽集熱管、尤其是可作建筑構(gòu)件的直通式玻璃-金屬真空太陽集熱管。
背景技術(shù)：
2004年2月18日，第07期《專利公報》公告了題為“一種可承壓的太陽能集熱管”的實用新型專利(專利號03202641.2，公告號CN 2603920Y，專利設(shè)計人為本實用新型申請人之一)。該專利實際上是提出了一種直通式玻璃-金屬真空太陽集熱管，其組成包括一根透明的玻璃管，其中封裝有一根兩端開口在外的金屬導(dǎo)管，導(dǎo)管上帶附有選擇性吸收材料的若干片金屬薄片；玻璃管與金屬導(dǎo)管之間所形成的空間為真空狀態(tài)。
由于該管所封裝的金屬導(dǎo)管是直接與玻璃管封接在一起，未采取任何彈性軟過渡措施，所以當金屬導(dǎo)管因溫度變化而產(chǎn)生比玻璃管大的熱脹冷縮伸縮量時，勢必出現(xiàn)“炸管”現(xiàn)象——應(yīng)該說這是一個不成熟的技術(shù)方案。
可喜的是，目前已有某公司生產(chǎn)的直通式玻璃-金屬真空太陽集熱管開始投放市場(據(jù)稱屬專利產(chǎn)品，國內(nèi)獨創(chuàng)，唯一生產(chǎn))。從實物觀察，該管的組成亦包括一根透明的玻璃管，其兩端各熱壓封接一個金屬封蓋；管內(nèi)封裝有具有金屬流道的吸熱體，吸熱體金屬流道兩端所帶金屬導(dǎo)管分別穿過金屬封蓋并與之焊接在一起；被封裝在集熱管內(nèi)的金屬導(dǎo)管上帶有一段減緩熱應(yīng)力的波紋管。其中一種產(chǎn)品是以金屬導(dǎo)管作金屬流道，導(dǎo)管兩側(cè)帶長條形的金屬吸熱片；另一種產(chǎn)品是以金屬圓筒(兩端連接有金屬導(dǎo)管)作金屬流道，并以圓筒本身作為吸熱體。
不過，由于這種集熱管剛問世不久，難免存在一些不足之處一是從外部受力情況來看，該管兩端金屬導(dǎo)管是直接與金屬封蓋相連接，這實際上是一種硬連接；當這種集熱管安裝在具有上、下聯(lián)集管(亦稱“聯(lián)箱”)的集熱器上時，如果上、下聯(lián)集管之間的距離嚴格限定或者聯(lián)集管的彈性較小，一旦環(huán)境溫度變化出現(xiàn)熱脹冷縮時，集熱管勢必受到由金屬導(dǎo)管直接傳遞給金屬封蓋的壓縮或拉伸作用力，這同樣會增加集熱管損壞的可能性；如果再加上安裝時很難避免的、或大或小的安裝應(yīng)力(這種力難于覺察，對于承受力較差的玻璃管來說不可小視)，集熱管損壞的可能性就更大。
二是該管兩端金屬封蓋裸露，熱量損失較大。
三是該管兩端金屬導(dǎo)管僅只帶有外螺紋，盡管其提供的管道連接方式可靈活掌握，但作為一種商品，對某些用戶來說，使用起來并不方便。
四是該管所提供的吸熱體的結(jié)構(gòu)形式較少，可供選擇的余地不大。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的就在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種可作建筑構(gòu)件的直通式玻璃-金屬真空太陽集熱管，更好地實現(xiàn)太陽熱水器與建筑相結(jié)合。
為了達到上述目的，本實用新型采取如下技術(shù)措施一是在被封裝在集熱管外的金屬導(dǎo)管上連接一段具有一定彈性的波紋管或螺紋管；而被封裝在集熱管內(nèi)的金屬導(dǎo)管上的波紋管則可用螺紋管代替。
二是在金屬封蓋外面加裝一個隔熱護罩。
三是在集熱管兩端金屬導(dǎo)管的端部配裝便于拆裝的接管件。
四是為吸熱體提供更多的結(jié)構(gòu)形式。
在采取上述技術(shù)措施之后，由于管內(nèi)管外的金屬流道上均帶有具有一定彈性的軟過渡結(jié)構(gòu)，所以無論是在集熱管內(nèi)部或是在與外界管道連接時，均可實現(xiàn)具有彈性的軟連接。這樣不僅解決了集熱管的“炸管”問題，而且也大大減小了集熱管在拆裝和長期使用過程中所受的外力；不僅安裝、維修更為方便，而且安全性和可靠性也大為增強；從而最終有可能使其成為可供選擇的建筑構(gòu)件和美化建筑的裝飾品(如直接作陽臺、平屋頂欄桿的支撐桿和鑲嵌在外墻或屋頂上的飾物等)，更好地與建筑結(jié)合在一起，進而使由該管組成的分體式太陽熱水器能夠突破技術(shù)障礙，順利進入大中城市和遍布城鄉(xiāng)的千家萬戶，讓更多的人能夠享用取之不盡、用之不竭的太陽能。


本實用新型說明書附圖共計16幅，均為示意圖。圖1、3、5、7、9、11、13、14、15為集熱管的主視圖；圖2、4、8、10、12分別為圖1、3、7、9、11中的A-A、E-E、F-F、H-H、M-M剖視圖；圖6為圖5的俯視圖；圖16為集熱管兩端金屬導(dǎo)管端部所帶接管件的結(jié)構(gòu)圖。
在以上附圖中，相同的附圖標記均表示同一零部件或局部。
具體實施方式
下面將結(jié)合說明書附圖及其實施例對本實用新型進行較為詳細的說明。
如圖所示，本實用新型的組成包括一根透明的玻璃管1，其兩端各熱壓封接或熱熔封接有一個金屬封蓋3和4，管內(nèi)封裝有具有金屬流道D的金屬吸熱體2，其表面附有選擇性太陽吸收涂層；吸熱體金屬流道D兩端所帶金屬導(dǎo)管分別穿過玻璃管1端部的金屬封蓋——從而通至管外，并且金屬封蓋3和4與金屬導(dǎo)管管壁交接處直接或間接焊接在一起；金屬封蓋3或4上帶有抽真空用的排氣管；經(jīng)過真空排氣，由玻璃管1、吸熱體2與兩端金屬封蓋所圍成的封閉空腔最終被抽成真空狀態(tài)；為提高其真空度，上述空腔中可安裝帶消氣劑的支承件。
其結(jié)構(gòu)特征在于吸熱體2兩端所帶金屬導(dǎo)管，其中至少有一端金屬導(dǎo)管——其外露于金屬封蓋3或4的部分，即被封裝在集熱管外的金屬導(dǎo)管上帶有一段具有一定彈性的波紋管或螺紋管W；為增強其剛性，波紋管或螺紋管兩邊所連接的金屬導(dǎo)管，可同時采用承插式結(jié)構(gòu)和動配合的配合類別插接在一起(見圖3)。而被封裝在集熱管內(nèi)的金屬導(dǎo)管上的波紋管G則可用具有一定彈性的螺紋管代替。
至于吸熱體2的結(jié)構(gòu)，則可為如下優(yōu)選方式之一(a)如圖1和圖2所示，金屬流道D為一根金屬導(dǎo)管；金屬導(dǎo)管上與其緊密接觸或構(gòu)成一體的金屬吸熱片P為兩片，大體為平面長條形；它們分別位于金屬導(dǎo)管的兩側(cè)，其一側(cè)長邊與金屬導(dǎo)管的管壁沿導(dǎo)管軸向接合在一起；兩金屬吸熱片以金屬導(dǎo)管為對稱軸，成軸對稱形。
(b)如圖3和圖4所示，金屬流道D為一根金屬導(dǎo)管；金屬導(dǎo)管上與其緊密接觸或構(gòu)成一體的金屬吸熱片P為兩片，大體為圓柱曲面長條形，凹面向上；它們分別位于金屬導(dǎo)管的兩側(cè)，其一側(cè)長邊與金屬導(dǎo)管的管壁沿導(dǎo)管軸向接合在一起；兩金屬吸熱片以金屬導(dǎo)管為對稱軸，成軸對稱形。
(c)如圖5和圖6所示，金屬流道D為一根金屬導(dǎo)管；金屬導(dǎo)管上與其緊密接觸或構(gòu)成一體的金屬吸熱片P有兩片以上，大體為橢圓形；它們中間分別被金屬導(dǎo)管穿過，即金屬吸熱片P的中部與金屬導(dǎo)管的管壁沿導(dǎo)管周向接合在一起；金屬吸熱片P相互平行，與金屬導(dǎo)管的軸線構(gòu)成一定夾角并保持一定間距。
(d)如圖7和圖8所示，金屬流道D為一根金屬導(dǎo)管；金屬導(dǎo)管上與其緊密接觸或構(gòu)成一體的金屬吸熱片P——其橫截面的形狀大體為O形。
(e)如圖9和圖10所示，金屬流道D為一根金屬導(dǎo)管；金屬導(dǎo)管上與其緊密接觸或構(gòu)成一體的金屬吸熱片P——其橫截面的形狀大體為W形。
(f)如圖11和圖12所示，金屬流道D為一根金屬導(dǎo)管；金屬導(dǎo)管上與其緊密接觸或構(gòu)成一體的金屬吸熱片P——其橫截面的形狀大體為S形。
(g)如圖13所示，吸熱體2僅只是作為金屬流道D的一根金屬導(dǎo)管，即將其中間段制成螺旋狀，并以其表面作為附著選擇性太陽吸收涂層的載體。
(h)如圖14和圖15所示，吸熱體2是金屬流道D本身，即將其中間段制成瓶膽形(見圖14)或直筒形(見圖15)，并以其表面作為附著選擇性太陽吸收涂層的載體。
上述金屬吸熱片P上可壓制一定數(shù)量的凸凹式加強筋；可配裝具有隔熱功能的若干隔熱件5。
為了拆裝方便，吸熱體2所帶金屬導(dǎo)管端部可帶對接密封面大體為環(huán)形平面的接管件(類似游刃)的任意一側(cè)構(gòu)件。如圖16所示，該接管件由以下零件組成帶外螺紋的對接嘴6(單獨構(gòu)成一側(cè)構(gòu)件)、不帶外螺紋的對接嘴8和外套螺母9(兩者合起來構(gòu)成另一側(cè)構(gòu)件)以及密封墊(或密封圈)7。金屬導(dǎo)管與上述接管件的任意一側(cè)構(gòu)件，可采用螺紋連接，亦可直接焊接在一起。需要強調(diào)的是，在配裝上述構(gòu)件時，一定要注意保證集熱管(包括接管件的任意一側(cè)構(gòu)件)總長的公差——只有這樣才能提高其互換性。此外，為了拆裝方便，對接嘴6和對接嘴8上可帶用于固定扳手的實體(如正六方等)。
再者，為了減少熱損，集熱管兩端金屬封蓋外面可帶能將其包容的隔熱護罩10；該隔熱護罩可為單一體，亦可為組合件，可由兩瓣組合裝配而成；其中可充填保溫材料。隔熱護罩10最好用塑料制造；因為塑料件不僅隔熱性能良好，而且也便于加工和粘結(jié)組合。
最后需要說明的是，本實用新型并不局限于附圖以及對附圖的說明——毫無疑問，在本實用新型范圍內(nèi)所進行的各種組合和改型，均未超出本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種可作建筑構(gòu)件的直通式玻璃-金屬真空太陽集熱管，其組成包括一根透明的玻璃管(1)，其兩端各熱壓封接或熱熔封接有一個金屬封蓋(3和4)，管內(nèi)封裝有具有金屬流道D的金屬吸熱體(2)，其表面附有選擇性太陽吸收涂層；吸熱體金屬流道D兩端所帶金屬導(dǎo)管分別穿過玻璃管(1)端部的金屬封蓋——從而通至管外，并且金屬封蓋與金屬導(dǎo)管管壁交接處直接或間接焊接在一起；被封裝在集熱管內(nèi)的金屬導(dǎo)管上帶有波紋管G；金屬封蓋上帶有抽真空用的排氣管；經(jīng)過排氣，由玻璃管(1)、吸熱體(2)與兩端金屬封蓋所圍成的封閉空腔最終被抽成真空狀態(tài)；上述空腔中可安裝帶消氣劑的金屬支承件；其特征在于吸熱體(2)兩端所帶金屬導(dǎo)管，其中至少有一端金屬導(dǎo)管——其外露于金屬封蓋的部分，上面帶有一段具有一定彈性的波紋管或螺紋管W；波紋管或螺紋管W兩邊所連接的金屬導(dǎo)管，可同時采用承插式結(jié)構(gòu)和動配合的配合類別插接在一起；被封裝在集熱管內(nèi)的金屬導(dǎo)管上的波紋管G可用具有一定彈性的螺紋管代替。
2.如權(quán)利要求1所述的玻璃-金屬真空太陽集熱管，其特征在于吸熱體(2)的結(jié)構(gòu)為如下優(yōu)選方式之一(a)金屬流道D為一根金屬導(dǎo)管；金屬導(dǎo)管上與其緊密接觸或構(gòu)成一體的金屬吸熱片P為兩片，大體為平面長條形；它們分別位于金屬導(dǎo)管的兩側(cè)，其一側(cè)長邊與金屬導(dǎo)管的管壁沿導(dǎo)管軸向接合在一起；兩金屬吸熱片以金屬導(dǎo)管為對稱軸，成軸對稱形；(b)金屬流道D為一根金屬導(dǎo)管；金屬導(dǎo)管上與其緊密接觸或構(gòu)成一體的金屬吸熱片P為兩片，大體為圓柱曲面長條形，凹面向上；它們分別位于金屬導(dǎo)管的兩側(cè)，其一側(cè)長邊與金屬導(dǎo)管的管壁沿導(dǎo)管軸向接合在一起；兩金屬吸熱片以金屬導(dǎo)管為對稱軸，成軸對稱形；(c)金屬流道D為一根金屬導(dǎo)管；金屬導(dǎo)管上與其緊密接觸或構(gòu)成一體的金屬吸熱片P有兩片以上，大體為橢圓形；它們中間分別被金屬導(dǎo)管穿過，即金屬吸熱片P的中部與金屬導(dǎo)管的管壁沿導(dǎo)管周向接合在一起；金屬吸熱片P相互平行，與金屬導(dǎo)管的軸線構(gòu)成一定夾角并保持一定間距；(d)金屬流道D為一根金屬導(dǎo)管；金屬導(dǎo)管上與其緊密接觸或構(gòu)成一體的金屬吸熱片P——其橫截面的形狀大體為O形；(e)金屬流道D為一根金屬導(dǎo)管；金屬導(dǎo)管上與其緊密接觸或構(gòu)成一體的金屬吸熱片P——其橫截面的形狀大體為W形；(f)金屬流道D為一根金屬導(dǎo)管；金屬導(dǎo)管上與其緊密接觸或構(gòu)成一體的金屬吸熱片P——其橫截面的形狀大體為S形；(g)金屬流道D為一根金屬導(dǎo)管，其中間段為螺旋狀；(h)吸熱體(2)是金屬流道D本身，其中間段為瓶膽形或直筒形；上述金屬吸熱片P上可壓制一定數(shù)量的凸凹式加強筋；可配裝具有隔熱功能的若干隔熱件(5)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的玻璃-金屬直空太陽集熱管，其特征在于吸熱體(2)所帶金屬導(dǎo)管的端部帶有對接密封面大體為環(huán)形平面的接管件的任意一側(cè)構(gòu)件；金屬導(dǎo)管與上述構(gòu)件可采用螺紋連接，亦可直接焊接在一起。
4.如權(quán)利要求1或2所述的玻璃-金屬真空太陽集熱管，其特征在于其兩端金屬封蓋外面帶有能將其包容的隔熱護罩(10)；該隔熱護罩可為單一件，亦可為組合件，可由兩瓣組合裝配而成。
5.如權(quán)利要求3所述的玻璃-金屬真空太陽集熱管，其特征在于其兩端金屬封蓋外面帶有能將其包容的隔熱護罩(10)；該隔熱護罩可為單一件，亦可為組合件，可由兩瓣組合裝配而成。
專利摘要一種可作建筑構(gòu)件的直通式玻璃－金屬真空太陽集熱管，其組成包括一根透明的玻璃管，其兩端各封接一個金屬封蓋，管內(nèi)封裝具金屬流道的吸熱體——其兩端所帶金屬導(dǎo)管出口在外。由于管內(nèi)的金屬導(dǎo)管上帶具有彈性的軟過渡結(jié)構(gòu)，管外的金屬導(dǎo)管帶具有彈性的波紋管或螺紋管，所以不僅有效減緩了管內(nèi)可能產(chǎn)生的熱應(yīng)力，而且也大大減小了該管在拆裝和長期使用過程中所受的外力；不僅安裝維修更為方便，而且安全性和可靠性也大為提高；從而最終有可能使其成為可供選擇的建筑構(gòu)件(欄桿的支撐桿)和建筑飾品，使由該管組成的分體式太陽熱水器能夠突破技術(shù)障礙，順利進入大中城市和遍布城鄉(xiāng)的千家萬戶。
文檔編號F24J2/46GK2709874SQ20042004887
公開日2005年7月13日 申請日期2004年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月13日
發(fā)明者趙寶善, 趙龍, 趙鵬 申請人:趙寶善, 趙龍, 趙鵬