專利名稱：高效太陽能熱收集器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種高效太陽能熱收集器。
背景技術：
太陽能是一種高效能源，且不會造成環境污染，隨著科技的發展，太陽能的應用領域越來越廣。在諸多太陽能應用領域中，太陽能集熱器是較早被人們應用的，有聚焦式的太陽能集熱器，也有吸熱式太陽能集熱器，尤以吸熱式太陽能集熱器應用更為廣泛。在吸熱式太陽能集熱器中，有一種是采用高效吸熱管，是由兩不同直徑的玻璃盲管套裝，開頭端火焰燒融封接抽真空制成。這種加熱管，其采用的玻璃管在運輸、安裝和使用的過程中極易損壞，且安裝時由于管間存在間隙，使單位面積吸熱效率下降。還有一種是傳統的平板式集熱器，它主要是通過集熱板吸收太陽的熱量，直接傳遞一組水管，使水管中的液體獲得熱量。這種太陽能熱交換體，結構雖然簡單，但大量吸收的熱能通過透光面板重新散失，所以效率不高。無論是哪種集熱器，其太陽能熱交換體都是暴露在自然環境中，在空氣的對流中傳導中，往往會損失一部分部分熱量，影響太陽能的利用率。申請人:曾于2011年7月14日向中國專利局提交了名稱為“太陽能熱收集器”的發明和實用新型專利申請，它們的申請號分別為201110196782. 7和201120247878. 7，實踐中我們發現，由于內外金屬管之間采取了隔熱措施，而內管吸熱后必然會膨脹，在兩端密封定位的情況下，又限制了內管的膨脹空間，必然會影響到太陽能熱收集器的正常工作。
發明內容
本發明的目的在于針對目前太陽能熱交換體存在的加工成本，或熱效率不高，或體積過大，或使用中組合拼裝困難等一系列問題，尤其是申請人的上述申請存在的技術缺陷，提供一種新的高效太陽能熱收集器。本發明的目的是這樣實現的一種高效太陽能熱收集器，包括太陽能跟蹤器驅動的熱交換管和聚光反射鏡；熱交換管由內層金屬管和外層金屬管組成，內層金屬管包裹在外層金屬管中，外層金屬管兩端為密封法蘭，內層金屬管的兩端穿越密封法蘭伸出外層金屬管，內層金屬管內有流動的熱交換介質；聚光反射鏡的橫截面為曲面，熱交換管置于聚光反射鏡中曲面的聚焦軸線上，面向聚光反射鏡的外層金屬管上設有光線入射窗，光線入射窗配有固為一體的支撐框架，所述的支撐框架中密封鑲裝有透光玻璃；外層金屬管的金屬內壁上覆有反射膜；其特征在于
a)外層金屬管中還設有玻璃管，玻璃管兩端與密封法蘭通過端面密封圈密封連接，兩端與外層金屬管內壁之間還設有外壁密封圈，兩外壁密封圈之間的腔室為密封腔；一組內層金屬管套裝在玻璃管中，兩端穿越密封法蘭伸出外層金屬管；
b)一組內層金屬管上至少設有一段防膨脹波紋管。
在本發明中，所述的一組內層金屬管為一根內層金屬管，內層金屬管上設有吸熱片。在本發明中，所述的吸熱片為平行設置的翅片。在本發明中，所述的一組內層金屬管中至少包括兩根換管中至少包括兩根內層金屬管，各內層金屬管的兩端均伸出外層金屬管，每根內層金屬管均設有設有所述的防膨脹波紋管；所述的一組內層金屬管或為含有至少兩根內層金屬管的組件，組件中各內層金屬管兩端匯合后再由一根金屬總管通過陶瓷法蘭固定支撐于金屬密封法蘭，所述的防膨脹波紋管設在匯合后金屬管上。在本發明中，外層金屬管兩端設有散熱裝置，散熱裝置與外層金屬管兩端及密封法蘭連接。所述的散熱裝置可以是盤繞在外層金屬管兩端及密封法蘭上的散熱水管，也可以是安裝在外層金屬管兩端及密封法蘭上的散熱片，或由它們的組合。在本發明中，所述的密封法蘭為陶瓷法蘭。在本發明中，所述的玻璃管上也可以至少設置一段防膨脹波紋管。在本發明中，所述的密封腔是真空度為1. 33X10^1. 33X10^8的真空腔。在本發明中，所述的真空腔中可以放置有吸氣劑。本發明的優點在于由于熱交換管由內層金屬管、玻璃管和外層金屬管，內層金屬管包裹在玻璃管中，玻璃管與外層金屬管之間為密封腔，尤其是密封腔為真空腔，真空腔內放置有吸氣劑，可以維持腔內的真空度，這些措施可以阻止熱量向外層金屬管傳遞，提高了太陽能熱收集器的工作效率；由于一組內層金屬管上至少設有一段防膨脹波紋管，可以消除內層金屬管工作中因熱脹冷縮而形成的應力，確保熱交換管正常工作；由于外層金屬管兩端設有散熱裝置，可以有效地降低密封法蘭的溫度，改善密封圈的工作條件，確保端部具有較好的密封效果；由于聚光反射鏡的橫截面為曲面，熱交換管置于聚光反射鏡中曲面的聚焦軸線上，面向聚光反射鏡的外層金屬管上設有光線入射窗，可以保證熱交換管置能夠獲得更多的太陽能；光線入射窗上配有固為一體的支撐框架，為密封鑲裝有透光玻璃提供可能。
圖1是本發明涉及的熱交換管的一種實施例結構示意圖； 圖2是本發明涉及的熱交換管的另一種實施例結構示意圖； 圖3是本發明涉及的熱交換管的又一種實施例結構示意圖。圖中1 內層金屬管；2 金屬密封法蘭；3 端面密封圈；4 陶瓷密封法蘭；5 外壁密封圈；6 防膨脹波紋管；7 玻璃管；8 外層金屬管；9 光線入射窗；10 真空腔；11 吸熱片；12 密封腔；13 過渡圈；14 散熱裝置。
具體實施例方式本發明包括太陽能跟蹤器驅動的熱交換管和聚光反射鏡，聚光反射鏡的橫截面為曲面，熱交換管置于聚光反射鏡中曲面的聚焦軸線上，面向聚光反射鏡的外層金屬管上設有光線入射窗，光線入射窗配有固為一體的支撐框架，所述的支撐框架中密封鑲裝有透光玻璃，其中，太陽能跟蹤器驅動為本領域的已有公知技術，聚光反射鏡及其與熱交換管的位
4置關系申請人已經在申請號為201110196782. 7和201120M7878. 7中國專利申請中公開， 附圖中均不再涉及。附圖非限制性地公開了熱交換管實施例的具體結構，下面結合附圖對本發明作進一步的描述。由圖1可見，熱交換管包括外層金屬管8、玻璃管7和內層金屬管1其中，外層金屬管8兩端設有金屬密封法蘭2，玻璃管7兩端通過端面密封圈3與金屬密封法蘭2連接，玻璃管2兩端外壁通過外壁密封圈5與外層金屬管8內壁之間密封連接，兩外壁密封圈5之間形成密封腔12 ；—組內層金屬管1套裝在玻璃管7中，內層金屬管套1的兩端通過陶瓷法蘭4固定支撐于金屬密封法蘭2，端部穿越金屬密封法蘭2伸出外層金屬管8 ；玻璃管7 的內腔為真空腔10 ；熱交換管內的一組內層金屬管1或玻璃管7上至少設有一段防膨脹波紋管6 ；面向聚光反射鏡的外層金屬管8上設有光線入射窗9，光線入射窗9配有固為一體的支撐框架，所述的支撐框架中密封鑲裝有透光玻璃。在本實施例中，所述的一組內層金屬管1只有一根內層金屬管，所述的防膨脹波紋管6設在一根內層金屬管上。由圖2可見，本實施例與圖1的主要區別在于，在一組內層金屬管1和玻璃管7上均設有兩段防膨脹波紋管6，其中玻璃管7上的兩段防膨脹波紋管6設在玻璃管7的兩個端面，防膨脹波紋管6的一端與外層金屬管8通過過渡圈13密封焊接，另一端與玻璃管7的端面密封連接。由圖3可見，本實施例與圖2的主要區別在于，一組內層金屬管1設有吸熱片11， 所述的吸熱片11為平行設置的翅片。玻璃管7兩端的防膨脹波紋管6金屬密封法蘭焊接， 另一端與玻璃管7的端面密封連接。在外層金屬管1兩端還設有散熱裝置14，所述的散熱裝置14與外層金屬管8兩端及金屬密封法蘭2連接。除上述實施例外，具體實施時，所述的一組內層金屬管中的內層金屬管1也可以采用多根獨立的內層金屬管，各獨立的內層金屬管兩端均通過陶瓷法蘭4分別固定支撐于金屬密封法蘭2上；或采用含有多根內層金屬管的組件，組件中各內層金屬管兩端匯合后再由一根金屬管通過陶瓷法蘭4固定支撐于金屬密封法蘭2上。具體實施時，所述的散熱裝置14可以是盤繞在外層金屬管8兩端及金屬密封法蘭 2上的散熱水管，或安裝在外層金屬管8兩端及金屬密封法蘭2上的散熱片，或同時采用它們的組合。具體實施時，所述的密封腔12也為真空腔，所述的密封腔12和真空腔10的真空度均為1. 33X10^1. 33X 10 .在密封腔12和真空腔10中均放置有吸氣劑，以確保真空腔10內保持一定的真空度。
權利要求
1.一種高效太陽能熱收集器，包括太陽能跟蹤器驅動的熱交換管和聚光反射鏡；熱交換管由內層金屬管和外層金屬管組成，內層金屬管包裹在外層金屬管中，外層金屬管兩端為密封法蘭，內層金屬管的兩端穿越密封法蘭伸出外層金屬管，內層金屬管內有流動的熱交換介質；聚光反射鏡的橫截面為曲面，熱交換管置于聚光反射鏡中曲面的聚焦軸線上， 面向聚光反射鏡的外層金屬管上設有光線入射窗，光線入射窗配有固為一體的支撐框架， 所述的支撐框架中密封鑲裝有透光玻璃；外層金屬管的金屬內壁上覆有反射膜；其特征在于a)外層金屬管中還設有玻璃管，外層金屬管兩端設有金屬密封法蘭，玻璃管兩端與金屬密封法蘭密封連接，玻璃管兩端外壁與外層金屬管內壁之間密封連接，玻璃管外壁與外層金屬管內壁之間的腔室為密封腔；一組內層金屬管置于玻璃管中，內層金屬管的兩端通過陶瓷法蘭固定支撐于金屬密封法蘭，端部穿越金屬密封法蘭伸出外層金屬管端面；b)熱交換管內的一組內層金屬管或玻璃管上至少設有一段防膨脹波紋管；c)玻璃管的內腔為真空腔。
2.根據權利要求1所述的高效太陽能熱收集器，其特征在于，所述的玻璃管兩端與金屬密封法蘭密封連接，玻璃管兩端外壁與外層金屬管內壁之間密封連接，所述的玻璃管外壁與外層金屬管內壁之間的腔室為密封腔是指玻璃管兩端外壁通過外壁密封圈與外層金屬管內壁之間密封連接，兩外壁密封圈之間的腔室為密封腔。
3.根據權利要求2所述的高效太陽能熱收集器，其特征在于，所述的密封腔為真空腔； 所述的一組內層金屬管為一根內層金屬管，吸熱片設在內層金屬管上。
4.根據權利要求3所述的高效太陽能熱收集器，其特征在于，所述的吸熱片為平行設置的翅片。
5.根據權利要求1所述的高效太陽能熱收集器，其特征在于，所述的一組內層金屬管中的內層金屬管為至少兩根獨立的內層金屬管，各獨立的內層金屬管兩端均通過陶瓷法蘭分別固定支撐于金屬密封法蘭；所述的一組內層金屬管或為含有至少兩根內層金屬管的組件，組件中各內層金屬管兩端匯合后再由一根金屬總管通過陶瓷法蘭固定支撐于金屬密封法蘭。
6.根據權利要求5所述的高效太陽能熱收集器，其特征在于，所述的波紋管分別設在各獨立的內層金屬管上，或設在組件的一根金屬總管上。
7.根據權利要求廣6之一所述的高效太陽能熱收集器，其特征在于，外層金屬管兩端設有散熱裝置，散熱裝置與外層金屬管兩端及金屬密封法蘭連接。
8.根據權利要求7所述的高效太陽能熱收集器，其特征在于，所述的散熱裝置為盤繞在外層金屬管兩端及金屬密封法蘭上的散熱水管，或安裝在外層金屬管兩端及金屬密封法蘭上的散熱片，或同時采用它們的組合。
9.根據權利要求7所述的高效太陽能熱收集器，其特征在于，所述真空腔的真空度為 1. 33 XlO-1 1. 33 X IO^5Pa0
10.根據權利要求9所述的高效太陽能熱收集器，其特征在于，所述的真空腔中放置有吸氣劑。
全文摘要
本發明涉及一種高效太陽能熱收集器，包括太陽能跟蹤器驅動的熱交換管和聚光反射鏡；熱交換管由內層金屬管和外層金屬管組成；聚光反射鏡的橫截面為曲面，熱交換管置于聚光反射鏡中曲面的聚焦軸線上，面向聚光反射鏡的外層金屬管上設有光線入射窗；其中外層金屬管中還設有玻璃管，外層金屬管兩端設有金屬密封法蘭，玻璃管兩端與金屬密封法蘭密封連接，玻璃管兩端外壁與外層金屬管內壁之間密封連接；一組內層金屬管置于玻璃管中，內層金屬管的兩端通過陶瓷法蘭固定支撐于金屬密封法蘭，端部穿越金屬密封法蘭伸出外層金屬管端面；熱交換管內的一組內層金屬管或玻璃管上至少設有一段防膨脹波紋管；玻璃管的內腔為真空腔。
文檔編號F24J2/10GK102367999SQ20111037041
公開日2012年3月7日 申請日期2011年11月21日 優先權日2011年11月21日
發明者朱雷 申請人:朱雷