專利名稱：玻璃真空太陽換能熱管的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種玻璃真空太陽換能熱管，屬于太陽能應用領域。
背景技術(shù)：
目前的太陽能真空集熱管，主要有五種，第一種為全玻璃真空集熱管，第二種為內(nèi)裝金屬熱管的全玻璃真空集熱管，第三種為內(nèi)裝液體傳熱介質(zhì)的玻璃熱管全玻璃真空集熱管，第四種為金屬集熱板熱管真空集熱管，第五種為雙真空全玻璃熱管集熱管。
全玻璃真空集熱管存在結(jié)垢、凍裂及單支管破損，整個太陽能熱水器癱瘓及熱啟動慢等缺陷。內(nèi)裝金屬熱管的全玻璃真空集熱管存在制作費用高、放熱端結(jié)垢、效率低的缺陷。內(nèi)裝液體傳熱介質(zhì)的玻璃熱管全玻璃真空集熱管存在制作費用高、放熱端結(jié)垢、熱啟動慢、效率低、安全性差的缺陷。金屬集熱板熱管真空集熱管存在制作費用高、放熱端結(jié)垢、真空度難以保持、加工工藝難度大等缺陷。雙真空全玻璃熱管集熱管存在安全性差、效率低、放熱端結(jié)垢等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種安全性高，造價低、加工容易、高效集熱、熱啟動速度快、防結(jié)垢、抗凍、真空度高、可實現(xiàn)發(fā)電、可承壓運行、單支管破損而不會導致太陽能熱水器癱瘓的玻璃真空太陽換能熱管。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種玻璃真空太陽換能熱管，包括玻璃管殼、金屬支撐彈卡、導熱工質(zhì)、換能膜板、玻璃防爆安全閥、節(jié)流汽液熱交換裝置、吸氣劑等構(gòu)成。它由外表面采光部位為換能膜板的兩端玻璃焊封的內(nèi)玻璃管通過帶消氣劑的金屬支撐彈卡支承在外玻璃明管內(nèi)，與外玻璃明管之間同心燒熔環(huán)形玻璃封接，通過排氣尾管對夾層抽真空后，將排氣尾管燒熔封閉，再通過兩端玻璃焊封的內(nèi)玻璃管上端的排氣注液尾管對內(nèi)玻璃管腔抽真空，使其空氣抽凈，完后注入適量工質(zhì)，注好后將注液嘴燒熔封閉，制成玻璃真空太陽換能熱管。玻璃真空太陽換能熱管外表面采光部位為換能膜板的玻璃管置于玻璃明管外的玻璃焊接封頭為圓弧承壓形狀，置于玻璃明管內(nèi)，通過彈性支架支承在玻璃明管端部封頭內(nèi)的玻璃管封頭為非承壓面，此玻璃封頭能在一定壓力下，先于外表面采光部位為換能膜板內(nèi)玻璃管的其它部位首先爆裂，制成玻璃防爆安全閥。導熱工質(zhì)玻璃管腔的玻璃防爆安全閥對應外層玻璃管封頭端，通過金屬支撐彈卡同心套裝于外玻璃管內(nèi)，玻璃密封環(huán)形焊接點分界線外的玻璃管為玻璃真空太陽換能熱管的放熱段，玻璃密封環(huán)形焊接點分界線內(nèi)的真空玻璃管為玻璃真空太陽換能熱管的集熱段，玻璃真空太陽換能熱管的放熱段與集熱段之間的絕熱連接段為緊固密封面。導熱工質(zhì)玻璃管腔內(nèi)對應放熱段與集熱段之間的絕熱連接段的緊固密封面，安置有節(jié)流汽液熱交換裝置。導熱工質(zhì)為液體相變有機物，導熱工質(zhì)具有真空下低沸點，高溫下低壓力，導熱性能良好，氣化熱焓大，理化特性穩(wěn)定的特點。充注液體相變有機物時須進行除氣、排水。
玻璃真空太陽換能熱管的玻璃防爆安全閥，通過金屬支撐彈卡支承在外玻璃明管內(nèi)的玻璃管封頭的非承壓面為玻璃平面，或為玻璃管封頭面上設有易使其受到一定壓力爆裂的應力溝槽。這樣在外表面采光部位為換能膜板的玻璃管腔體充注的導熱工質(zhì)因有不冷凝氣體、水及放熱段不能冷卻等情況下，壓力作用于玻璃防爆安全閥上，定向爆破，實現(xiàn)玻璃真空太陽換能熱管的安全卸壓。
導熱工質(zhì)玻璃管腔內(nèi)對應放熱段與集熱段之間的絕熱連接段的緊固密封面，安置的節(jié)流汽液熱交換裝置或為在冷凝段一端封頭，或為在冷凝段和集熱段兩端封頭的圓柱管腔體通過固定支撐定位在放熱段與集熱段之間的導熱工質(zhì)玻璃管腔內(nèi)，形成環(huán)腔熱交換流道。安置的汽液熱交換裝置或為連接冷凝段和集熱段之間的通氣通液蜂窩狀管簇圓棒，或為通氣通液的多孔圓棒，其中，蜂窩狀管簇圓棒和多孔圓棒的兩端形狀為匯液和布液均勻的幾何形狀，通過固定支撐定位在放熱段與集熱段之間的導熱工質(zhì)玻璃管腔內(nèi)，形成環(huán)腔熱交換流道。節(jié)流汽液熱交換裝置由耐高溫、理化性能穩(wěn)定、不產(chǎn)生氣體的材料制造。此裝置可將冷凝冷卻的液體工作介質(zhì)用熱的蒸汽加熱，使液體工作介質(zhì)的溫度與蒸汽的溫度趨于一致，避免導熱工質(zhì)玻璃管腔壁急冷爆裂。
玻璃真空太陽換能熱管的金屬支撐彈卡為彈性金屬沖壓拉伸成格柵管柱所形成的支撐于內(nèi)外玻璃管壁的金屬支撐彈卡，此金屬支撐彈卡與外玻璃管為點接觸，金屬支撐彈卡與內(nèi)玻璃管為面接觸，金屬沖壓拉伸成管柱的外表面上涂鍍有換能膜，外表面采光部位為換能膜板的內(nèi)玻璃管底部定位安裝于外表面上涂鍍有換能膜的金屬支撐彈卡管柱內(nèi)，金屬支撐彈卡格柵管柱的底端彈性套裝定位安裝在外玻璃管的玻璃封頭處，金屬支撐彈卡格柵管柱的底部有開孔?；蚪饘僦螐椏ㄅc金屬材料管復合安裝，金屬支撐彈卡與金屬材料管外壁，與外玻璃管內(nèi)壁為點接觸，金屬材料管內(nèi)壁與金屬支撐彈卡為面接觸，金屬支撐彈卡與內(nèi)玻璃管為面接觸?；蚪饘僦螐椏ㄅc碳材料管復合安裝，金屬支撐彈卡與碳材料管外壁，與外玻璃管內(nèi)壁為點接觸，碳材料管內(nèi)壁與金屬支撐彈卡為面接觸，金屬支撐彈卡與內(nèi)玻璃管為面接觸，金屬支撐彈卡開孔處安裝有消氣劑，噴射鏡面向金屬支撐彈卡格柵管柱開孔的上部噴射，金屬支撐彈卡格柵管柱換能膜所轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的熱量傳導于外表面采光部位為換能膜板的內(nèi)玻璃管底部。這樣使的固定外表面采光部位為換能膜板的玻璃管腔體的金屬支撐彈卡彈力增強，同時，外表面上涂鍍有換能膜的金屬支撐彈卡管柱吸受的熱量，傳導到外表面采光部位為換能膜板的玻璃管腔體的底部，加速蒸發(fā)玻璃管腔體的底部的導熱工質(zhì)，使玻璃真空太陽換能熱管低溫快速啟動。
外表面采光部位為換能膜板的玻璃管腔的內(nèi)受熱面的內(nèi)管壁上可設有沿管延伸方向互相平行的毛吸溝槽?；蛲獗砻娌晒獠课粸閾Q能膜板的內(nèi)玻璃管腔的內(nèi)、外管壁上可設有沿管延伸方向互相平行的溝槽，且內(nèi)外溝槽凹凸對應，使管壁厚度趨于一致。
外表面采光部位為換能膜板的玻璃管腔的受熱面的內(nèi)管壁上，安置有耐高溫，導熱性能良好，理化特性穩(wěn)定的毛吸材料，此毛吸材料貼合安裝于外表面采光部位為換能膜板的玻璃管腔的內(nèi)壁上。其中，毛吸材料可為碳材料管，金屬彈簧，高目數(shù)篩網(wǎng)，將毛吸材料管制成分段竹節(jié)狀，毛吸材料管液體流向下端安裝有閉環(huán)截流凹槽，毛吸材料的安裝位置避開焊接封口處，其中，碳材料管或為石墨、或為煤炭、或為木質(zhì)卷薄板、或為糧食面粉、或為其它含碳材料通過模具成型，在定形耐火套管中高溫干餾制造。
玻璃真空太陽換能熱管的放熱段上，支撐安裝有管形導流護套，護套的上、下端設有環(huán)形進出水口，護套的外側(cè)的不同高度位置設有多個水靜壓單向開啟的活門或吊簾，管形導流護套、活門或吊簾為金屬、橡膠、玻璃、陶瓷、塑料等材料制作。管形導流護套可使管形導流護套內(nèi)的水流速加快，提高換熱效率，減少結(jié)垢，并使活門隨水位自動開啟，使放熱段加熱的水送到水箱表面實現(xiàn)冷熱水不混。
玻璃管外表面的溝槽可增加玻璃管表面的粗糙度，減少光的反射，提高換能膜板的效率。玻璃管內(nèi)表面的毛吸溝槽或毛吸材料可增加玻璃管的表面積，提高布液的均勻性，避免導熱工質(zhì)因分布不均造成炸管。
外表面采光部位為換能膜板的玻璃管腔的鍍膜外管壁，所鍍膜為干涉膜，或為漸變膜。換能膜板或為與玻璃管腔外殼緊密結(jié)合的碳材料翅片，或為鍍有干涉膜，或漸變膜的金屬材料翅片，或為通過至少一種導熱過渡材料與玻璃管腔外殼緊密結(jié)合的光伏電池。其中，光伏電池通過與導熱性能良好的金屬或碳材料板緊密結(jié)合，可將光伏電池轉(zhuǎn)化的熱量傳給熱管導出，實現(xiàn)光伏電池的制熱和發(fā)電。
玻璃真空太陽換能熱管的非迎光外玻璃明管的外壁或內(nèi)壁鍍有反射鏡面，反射鏡面為不銹鋼、鋁等金屬，置于空氣中的金屬反射鏡面外層可鍍有氧化鋁陶瓷或通過對金屬反射鏡面沒有腐蝕的膠粘劑將金屬、玻璃、塑料、玻璃鋼或其它材料復合其上，或?qū)⒔饘俦“濉㈠冇薪饘俜瓷溏R面的玻璃、塑料、玻璃鋼或其它材料，通過透明膠粘劑與玻璃管壁粘接復合，形成反射鏡面和保護層。反射鏡面可使玻璃真空太陽換能熱管有更大的集熱面積，省略了反光板，減少了光污染，提高了集熱效率。
外表面采光部位為換能膜板玻璃管腔的放熱段安裝有隔熱、限位、緊固功能的連接密封面為至少一個，玻璃真空太陽換能熱管的放熱段玻璃管或有緊固功能的連接密封頭，其連接頭可為栓接頭或為吸盤。隔熱密封面可通過大管徑外玻璃管縮口焊接成形，或不同管徑的玻璃管焊接成形與太陽玻璃真空換能管的放熱段環(huán)形玻璃焊接。此連接密封面通過外玻璃明管的變徑，在連接密封面處增加了限位玻璃密封面，改善了玻璃真空太陽換能熱管的安裝密封特性，增大了外玻璃明管的直徑，在同樣的集熱面積下外表面采光部位為換能膜板的玻璃管腔的管徑更小，承壓能力更強，造價更低。
玻璃真空太陽換能熱管的放熱段玻璃管的內(nèi)部，安置有緊貼管壁的導電、導熱毛吸材料，與導電電極電連接，通過頂部的玻璃封接電極導出，與高壓直流電源的負極連接，通過電絕緣的玻璃在水側(cè)靜電感應出正電荷，使水側(cè)貼近玻璃表層的水顯酸性，實現(xiàn)靜電防結(jié)垢。
玻璃真空太陽換能熱管的放熱段玻璃管可安裝有增強放熱段強度的保護帽，保護帽上可設有吸盤，或鎖固螺栓。利用玻璃圓管承壓能力強，吸盤，或鎖固螺栓使作用于玻璃真空太陽換能熱管的放熱段玻璃管兩端密封面的壓力互相抵消，實現(xiàn)玻璃真空太陽換能熱管的放熱段玻璃管的承壓使用。保護帽可由金屬材料、高分子材料、陶瓷、玻璃等材料制造，吸盤為金屬材料、高分子材料等復合制造。玻璃真空太陽換能熱管的放熱段與集熱段之間的玻璃管安裝密封面可連接有其它材料的法蘭，此法蘭與玻璃殼體有對應連接面，通過加熱壓鑄、澆鑄、或膠合劑粘接實現(xiàn)彼此的密封連接，法蘭上可設有方便其固定的密封螺帽，螺帽上有便于旋轉(zhuǎn)的齒孔，法蘭上安裝有密封面，法蘭可由金屬材料、高分子材料、陶瓷、玻璃等可滿足機械強度的材料制作。
玻璃真空太陽換能熱管的集熱段通過至少一種導熱過渡材料與導熱工質(zhì)玻璃管腔外殼緊密結(jié)合的光伏電池的電極，通過玻璃封接從玻璃外殼真空腔中導出，與具有保護和防水功能的封接引出的電接插件連接，玻璃封接所用的金屬材料為與玻璃膨脹系數(shù)接近，耐高溫并具有可伐特性的金屬通過熔封或壓接熔封的方式，將金屬導體封裝于玻璃內(nèi)并進行褪火處理。
玻璃真空太陽換能熱管的有益效果是由于其外殼為全玻璃，可實現(xiàn)其內(nèi)部的高真空，可將其制造成防結(jié)垢型，可將其制造成光轉(zhuǎn)化電熱復合型，可充分利用光伏電池轉(zhuǎn)化為電能后剩余的熱量。造價較同功能常規(guī)太陽熱管低，而且性能佳，代表了太陽能應用未來的發(fā)展方向。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明圖1為玻璃真空太陽換能熱管的導熱工質(zhì)玻璃管腔外壁為換能膜板，導熱工質(zhì)玻璃管腔充注的導熱工質(zhì)為相變介質(zhì)實施例的縱向剖面視圖；圖2為其放熱段橫向A-A剖面視圖；圖3為其集熱段橫向B-B剖面視1、圖2、圖3、為同一實施例。
圖4為玻璃真空太陽換能熱管的導熱工質(zhì)玻璃管腔外壁換能膜板的非迎光面為反射鏡面，導熱工質(zhì)玻璃管腔內(nèi)安置有毛吸材料，充注的導熱工質(zhì)為相變液體實施例的縱向剖面視圖；圖5為其放熱段橫向A-A剖面視圖；圖6為其集熱段橫向B-B剖面視圖；圖4、圖5、圖6為同一實施例。
圖7為玻璃真空太陽換能熱管導熱工質(zhì)玻璃管腔充注的導熱工質(zhì)為液體相變介質(zhì)，反射鏡面蒸鍍于大管徑外層玻璃管非陽光入射玻璃層的外壁，放熱段頂部設有安裝密封帽的基本實施例的縱向剖面視圖；圖8為其放熱段橫向A-A剖面視圖；
圖9為其集熱段橫向B-B剖面視圖。
圖7、圖8、圖9為同一實施例。
圖10為玻璃真空太陽換能熱管的導熱工質(zhì)玻璃管腔外壁換能膜板的非迎光面為反射鏡面，導熱工質(zhì)玻璃管腔充注的導熱工質(zhì)為液體相變介質(zhì)，放熱段端部設有管形導流護套、限位安裝連接密封面實施例的縱向剖面視圖；圖11為其放熱段橫向A-A剖面視圖；圖12為其集熱段橫向B-B剖面視圖；圖10、圖11、圖12為同一實施例。
圖13玻璃真空太陽換能熱管為承壓型。為玻璃真空太陽換能熱管的導熱工質(zhì)玻璃管腔外壁換能膜板為聚焦面，大管徑玻璃管的非迎光面為反射鏡面，導熱工質(zhì)玻璃管腔內(nèi)管壁為毛吸溝槽，外管壁為溝槽集熱面，充注的導熱工質(zhì)為相變液體介質(zhì)，放熱段端部設有緊固螺帽、管形導流護套、限位安裝連接密封面實施例的縱向剖面視圖；圖14為其放熱段橫向A-A剖面視圖；圖15為其集熱段橫向B-B剖面視圖；圖13、圖14、圖15為同一實施例。
圖16玻璃真空太陽換能熱管為承壓型。為玻璃真空太陽換能熱管的導熱工質(zhì)玻璃管腔外壁換能膜板為聚焦面，大管徑玻璃管的非迎光面為反射鏡面，導熱工質(zhì)玻璃管腔內(nèi)管壁為來復線毛吸溝槽，充注的導熱工質(zhì)為相變液體介質(zhì)，放熱段頂部設有安裝密封帽、管形導流護套、限位安裝連接密封面實施例的縱向剖面視圖；圖17為其放熱段橫向A-A剖面視圖；圖18為其集熱段橫向B-B剖面視圖；圖16、圖17、圖18為同一實施例。
圖19玻璃真空太陽換能熱管為承壓型。為玻璃真空太陽換能熱管的導熱工質(zhì)玻璃管腔外壁換能膜板為聚焦面，大管徑玻璃管的非迎光面為反射鏡面，導熱工質(zhì)玻璃管腔內(nèi)管壁為毛吸材料，充注的導熱工質(zhì)為相變液體介質(zhì)，放熱段頂部設有安裝密封帽、管形導流護套、限位安裝連接密封面實施例的縱向剖面視圖；圖20為其放熱段橫向A-A剖面視圖；圖21為其集熱段橫向B-B剖面視圖；圖19、圖20、圖21為同一實施例。
圖22玻璃真空太陽換能熱管為承壓靜電防結(jié)垢，光轉(zhuǎn)化電熱一體型。導熱工質(zhì)玻璃管腔外壁換能膜板為光伏電池聚焦面，大管徑玻璃管的非迎光面為反射鏡面，導熱工質(zhì)玻璃管腔內(nèi)安置有毛吸材料，充注的導熱工質(zhì)為液體相變介質(zhì)，放熱段端部安裝有靜電防垢接插電極，放熱段頂部設有安裝密封帽、管形導流護套、限位安裝連接密封面實施例的縱向剖面視圖；圖23為其放熱段橫向A-A剖面視圖；
圖24為其集熱段橫向B-B剖面視圖；圖22、圖23、圖24為同一實施例。
圖25玻璃真空太陽換能熱管為承壓型。導熱工質(zhì)玻璃管腔外壁換能膜板為金屬材料平面板，大管徑玻璃管為橢圓管的非迎光面為反射鏡面，導熱工質(zhì)玻璃管腔內(nèi)管壁為光管壁，導熱工質(zhì)玻璃管腔內(nèi)充注的導熱工質(zhì)為液體相變介質(zhì)，放熱段頂部設有安裝密封帽、管形導流護套、限位安裝連接密封面實施例的縱向剖面視圖；圖26為其放熱段橫向A-A剖面視圖；圖27為其集熱段橫向B-B剖面視圖；圖25、圖26、圖27為同一實施例。
圖28玻璃真空太陽換能熱管為承壓、光轉(zhuǎn)化電熱一體型。導熱工質(zhì)玻璃管腔外壁換能膜板為碳材料平面板復合光伏電池板，大管徑玻璃管為橢圓管的非迎光面為反射鏡面，導熱工質(zhì)玻璃管腔內(nèi)管壁為毛吸溝槽，導熱工質(zhì)玻璃管腔內(nèi)充注的液體為相變介質(zhì)，放熱段頂部設有安裝密封緊固吸盤、管形導流護套、限位安裝連接密封面實施例的縱向剖面視圖；圖29為其放熱段橫向A-A剖面視圖；圖30為其集熱段橫向B-B剖面視圖；圖28、圖29、圖30為同一實施例。
圖31玻璃真空太陽換能熱管為承壓靜電防結(jié)垢，光轉(zhuǎn)化電熱一體型。導熱工質(zhì)玻璃管腔外壁換能膜板為碳材料平面板復合光伏電池板，大管徑玻璃管為橢圓管的非迎光面為反射鏡面，導熱工質(zhì)玻璃管腔內(nèi)管壁為毛吸溝槽，導熱工質(zhì)玻璃管腔內(nèi)充注的液體為相變介質(zhì)，放熱段外層為石英玻璃管，內(nèi)、外層玻璃管之間為導熱導電材料，充注的導熱工質(zhì)為液體相變介質(zhì)，放熱段端部安裝有靜電防垢接插電極，放熱段頂部設有安裝密封帽、管形導流護套、限位安裝連接密封面實施例的縱向剖面視圖；圖32為其放熱段橫向A-A剖面視圖；圖33為其集熱段橫向B-B剖面視圖；圖31、圖32、圖33為同一實施例。
圖中1導熱工質(zhì)充注排氣尾管封接頭、2節(jié)流汽液熱交換裝置、3導熱工質(zhì)玻璃管、4大管徑玻璃明管、5金屬支撐彈卡、6換能膜板、7吸氣劑金屬支撐彈卡、8玻璃管護帽、9玻璃防爆安全閥、10排氣尾管封接頭、11反射鏡面、12毛吸材料、13毛吸溝槽、14安裝密封帽、15限位安裝連接密封面、16管形導流護套、17緊固螺帽(緊固吸盤)、18靜電防垢接插電極、19熱管保溫帽、20靜電防垢導電毛吸管、21玻璃金屬封接點、22玻璃封接導出電極、23光伏電池、24石英玻璃管、25隔熱彈性支撐、26導熱導電材料具體實施方式
圖1、圖2、圖3組成第一實施例。圖1、2、3中玻璃真空太陽換能熱管，包括導熱工質(zhì)充注排氣尾管封接頭1、節(jié)流汽液熱交換裝置2、導熱工質(zhì)玻璃管3、大管徑玻璃明管4、金屬支撐彈卡5、換能膜板6、吸氣劑金屬支撐彈卡7、玻璃管護帽8、玻璃防爆安全閥9、排氣尾管封接頭10構(gòu)成。兩端玻璃焊接封頭的導熱工質(zhì)玻璃管3的集熱段玻璃封頭為玻璃防爆安全閥9，節(jié)流汽液熱交換裝置2通過金屬支撐彈卡5同心定位于導熱工質(zhì)玻璃管3的集熱段與放熱段之間。導熱工質(zhì)通過導熱工質(zhì)充注排氣尾管封接頭1，充注于導熱工質(zhì)玻璃管3內(nèi)。導熱工質(zhì)玻璃管3的一端對應大管徑玻璃明管4的封頭端，通過吸氣劑金屬支撐彈卡7同心套裝于外玻璃管內(nèi)，大管徑外層玻璃管4開口與導熱工質(zhì)玻璃管3的外壁環(huán)形密封玻璃焊接，形成套裝在一起的玻璃管環(huán)形腔體，依次為大管徑玻璃明管4、真空腔環(huán)腔，導熱工質(zhì)玻璃管3、導熱工質(zhì)玻璃管腔、節(jié)流汽液熱交換裝置2的結(jié)構(gòu)，玻璃密封環(huán)形焊接點分界線外的導熱工質(zhì)玻璃管為玻璃真空太陽換能熱管的放熱段，玻璃密封環(huán)形焊接點分界線內(nèi)的導熱工質(zhì)玻璃管為玻璃真空太陽換能熱管的集熱段，集熱段導熱工質(zhì)玻璃管的外管壁迎光面為換能膜板6，吸氣劑安裝在真空腔金屬支撐彈卡7上，安裝在玻璃真空太陽換能熱管的大管徑外層玻璃管4封接端頭上，排氣尾管玻璃封接頭10玻璃焊接在大管徑外層玻璃管4的封接端頭上。
圖4、圖5、圖6組成第二實施例。圖4、5、6中其玻璃真空太陽換能熱管的導熱工質(zhì)玻璃管3外壁換能膜板6的非迎光面為反射鏡面11，導熱工質(zhì)玻璃管3內(nèi)安置有毛吸材料12，充注的導熱工質(zhì)為相變液體介質(zhì)。其它等同于第一實施例。
圖7、圖8、圖9組成第三實施例。圖7、8、9中其玻璃真空太陽換能熱管導熱工質(zhì)玻璃管3充注的導熱工質(zhì)為液體相變介質(zhì)，反射鏡面11蒸鍍于大管徑玻璃明管4非陽光入射玻璃層的外壁，放熱段頂部設有安裝密封帽14。其它等同于第一實施例。
圖10、圖11、圖12組成第四實施例。圖10、11、12中其玻璃真空太陽換能熱管的導熱工質(zhì)玻璃管3外壁換能膜板6的非迎光面為反射鏡面11，導熱工質(zhì)玻璃管3充注的導熱工質(zhì)為液體相變介質(zhì)，放熱段端部設有緊固螺帽17、管形導流護套16、限位安裝連接密封面15。其它等同于第一實施例。
圖13、圖14、圖15組成第五實施例。圖13、14、15中其玻璃真空太陽換能熱管為承壓型。玻璃真空太陽換能熱管的導熱工質(zhì)玻璃管3外壁換能膜板6為聚焦面，大管徑玻璃明管4的非迎光面為反射鏡面11，導熱工質(zhì)玻璃管3內(nèi)管壁為毛吸溝槽13，外管壁為溝槽集熱面換能膜板6，充注的導熱工質(zhì)為相變液體介質(zhì)，放熱段端部設有緊固螺帽17、管形導流護套16、限位安裝連接密封面15。其它等同于第一實施例。
圖16、圖17、圖18組成第六實施例。圖16、17、18中其玻璃真空太陽換能熱管為承壓型。為玻璃真空太陽換能熱管的導熱工質(zhì)玻璃管3外壁換能膜板6為聚焦面，大管徑玻璃明管4的非迎光面為反射鏡面11，導熱工質(zhì)玻璃管3內(nèi)管壁為來復線毛吸溝槽13，充注的導熱工質(zhì)為相變液體介質(zhì)，放熱段頂部設有安裝密封帽14、管形導流護套16、限位安裝連接密封面15。其它等同于第一實施例。
圖19、圖20、圖21組成第七實施例。圖19、20、21中其玻璃真空太陽換能熱管為承壓型。為玻璃真空太陽換能熱管的導熱工質(zhì)玻璃管3外壁換能膜板6為聚焦面，大管徑玻璃明管4的非迎光面為反射鏡面11，導熱工質(zhì)玻璃管3內(nèi)管壁為毛吸材料12，充注的導熱工質(zhì)為相變液體介質(zhì)，放熱段頂部設有安裝密封帽14、管形導流護套16、限位安裝連接密封面15。其它等同于第一實施例。
圖22、圖23、圖24組成第八實施例。圖22、23、24中其玻璃真空太陽換能熱管為承壓靜電防結(jié)垢，光轉(zhuǎn)化電熱一體型。導熱工質(zhì)玻璃管3外壁換能膜板為光伏電池23聚焦面，光伏電池23的玻璃封接電極24通過玻璃金屬封接點21導出，大管徑玻璃明管4的非迎光面為反射鏡面11，導熱工質(zhì)玻璃管腔內(nèi)安置有毛吸材料12，充注的導熱工質(zhì)為液體相變介質(zhì)，放熱段端部安裝有靜電防垢接插電極18，放熱段頂部設有安裝密封帽19、管形導流護套16、限位安裝連接密封面15。其它等同于第一實施例。
圖25、圖26、圖27組成第九實施例。圖25、26、27中其玻璃真空太陽換能熱管為承壓型。導熱工質(zhì)玻璃管3外壁換能膜板6為金屬材料平面板，大管徑玻璃明管4為橢圓管的非迎光面為反射鏡面11，導熱工質(zhì)玻璃管腔內(nèi)管壁為毛吸溝槽13，導熱工質(zhì)玻璃管3內(nèi)充注的導熱工質(zhì)為液體相變介質(zhì)，放熱段頂部設有安裝螺帽17、限位安裝連接密封面15。其它等同于第一實施例。
圖28、圖29、圖30組成第十實施例。圖28、29、30中其玻璃真空太陽換能熱管為承壓、光轉(zhuǎn)化電熱一體型。導熱工質(zhì)玻璃管3外壁換能膜板6為碳材料平面板復合光伏電池板23，光伏電池23的玻璃封接電極24通過玻璃金屬封接點21導出，大管徑玻璃明管4為橢圓管的非迎光面為反射鏡面11，導熱工質(zhì)玻璃管3內(nèi)管壁為毛吸溝槽13，導熱工質(zhì)玻璃管3內(nèi)充注的液體為相變介質(zhì)，放熱段頂部設有安裝密封緊固吸盤19、管形導流護套16、限位安裝連接密封面15。其它等同于第一實施例。
圖31、圖32、圖33組成第十一實施例。圖31、32、33中其玻璃真空太陽換能熱管為承壓靜電防結(jié)垢，光轉(zhuǎn)化電熱一體型。導熱工質(zhì)玻璃管3外壁換能膜板6為碳材料平面板復合光伏電池板20，大管徑玻璃明管4為橢圓管的非迎光面為反射鏡面11，導熱工質(zhì)玻璃管3內(nèi)管壁為毛吸溝槽13，導熱工質(zhì)玻璃管3內(nèi)充注的液體為相變介質(zhì)，放熱段外層為石英玻璃管24，內(nèi)、外層玻璃管之間為導熱導電材料26，充注的導熱工質(zhì)為液體相變介質(zhì)，放熱段端部安裝有靜電防垢接插電極18，光伏電池23的玻璃封接電極24通過玻璃金屬封接點21導出，放熱段頂部設有安裝密封帽22、管形導流護套16、限位安裝連接密封面15。其它等同于第一實施例。
權(quán)利要求
1.一種玻璃真空太陽換能熱管，包括玻璃管殼、金屬支撐彈卡、導熱工質(zhì)、換能膜板、玻璃防爆安全閥、節(jié)流汽液熱交換裝置、吸氣劑等構(gòu)成；它由外表面采光部位為換能膜板的兩端玻璃焊封的內(nèi)玻璃管通過帶消氣劑的金屬支撐彈卡支承在外玻璃明管內(nèi)，與外玻璃明管之間同心燒熔環(huán)形玻璃封接，通過排氣尾管對夾層抽真空后，將排氣尾管燒熔封閉，再通過兩端玻璃焊封的內(nèi)玻璃管上端的排氣注液尾管對內(nèi)玻璃管腔抽真空，使其空氣抽凈，完后注入適量工質(zhì)，注好后將注液嘴燒熔封閉，制成玻璃真空太陽換能熱管；其特征是玻璃真空太陽換能熱管外表面采光部位為換能膜板的玻璃管置于玻璃明管外的玻璃焊接封頭為圓弧承壓形狀，置于玻璃明管內(nèi)，通過彈性支架支承在玻璃明管端部封頭內(nèi)的玻璃管封頭為非承壓面，此玻璃封頭能在一定壓力下，先于外表面采光部位為換能膜板內(nèi)玻璃管的其它部位首先爆裂，制成玻璃防爆安全閥；導熱工質(zhì)玻璃管腔的玻璃防爆安全閥對應外層玻璃管封頭端，通過金屬支撐彈卡同心套裝于外玻璃管內(nèi)，玻璃密封環(huán)形焊接點分界線外的玻璃管為玻璃真空太陽換能熱管的放熱段，玻璃密封環(huán)形焊接點分界線內(nèi)的真空玻璃管為玻璃真空太陽換能熱管的集熱段，玻璃真空太陽換能熱管的放熱段與集熱段之間的絕熱連接段為緊固密封面；導熱工質(zhì)玻璃管腔內(nèi)對應放熱段與集熱段之間的絕熱連接段的緊固密封面，安置有節(jié)流汽液熱交換裝置；導熱工質(zhì)為液體相變有機物，導熱工質(zhì)具有真空下低沸點，高溫下低壓力，導熱性能良好，氣化熱焓大，理化特性穩(wěn)定的特點；充注液體相變有機物時須進行除氣、排水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃真空太陽換能熱管，其特征是玻璃防爆安全閥，通過金屬支撐彈卡支承在外玻璃明管內(nèi)的玻璃管封頭的非承壓面為玻璃平面，或為玻璃管封頭面上設有易使其受到一定壓力爆裂的應力溝槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃真空太陽換能熱管，其特征是導熱工質(zhì)玻璃管腔內(nèi)對應放熱段與集熱段之間的絕熱連接段的緊固密封面，安置的節(jié)流汽液熱交換裝置或為在冷凝段一端封頭，或為在冷凝段和集熱段兩端封頭的圓柱管腔體通過固定支撐定位在放熱段與集熱段之間的導熱工質(zhì)玻璃管腔內(nèi)，形成環(huán)腔熱交換流道；安置的汽液熱交換裝置或為連接冷凝段和集熱段之間的通氣通液蜂窩狀管簇圓棒，或為通氣通液的多孔圓棒，其中，蜂窩狀管簇圓棒和多孔圓棒的兩端形狀為匯液和布液均勻的幾何形狀，通過固定支撐定位在放熱段與集熱段之間的導熱工質(zhì)玻璃管腔內(nèi)，形成環(huán)腔熱交換流道；節(jié)流汽液熱交換裝置由耐高溫、理化性能穩(wěn)定、不產(chǎn)生氣體的材料制造。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃真空太陽換能熱管，其特征是金屬支撐彈卡為彈性金屬沖壓拉伸成格柵管柱所形成的支撐于內(nèi)外玻璃管壁的金屬支撐彈卡，此金屬支撐彈卡與外玻璃管為點接觸，金屬支撐彈卡與內(nèi)玻璃管為面接觸，金屬沖壓拉伸成管柱的外表面上涂鍍有換能膜，外表面采光部位為換能膜板的內(nèi)玻璃管底部定位安裝于外表面上涂鍍有換能膜的金屬支撐彈卡管柱內(nèi)，金屬支撐彈卡格柵管柱的底端彈性套裝定位安裝在外玻璃管的玻璃封頭處，金屬支撐彈卡格柵管柱的底部有開孔；或金屬支撐彈卡與金屬材料管復合安裝，金屬支撐彈卡與金屬材料管外壁，與外玻璃管內(nèi)壁為點接觸，金屬材料管內(nèi)壁與金屬支撐彈卡為面接觸，金屬支撐彈卡與內(nèi)玻璃管為面接觸；或金屬支撐彈卡與碳材料管復合安裝，金屬支撐彈卡與碳材料管外壁，與外玻璃管內(nèi)壁為點接觸，碳材料管內(nèi)壁與金屬支撐彈卡為面接觸，金屬支撐彈卡與內(nèi)玻璃管為面接觸，金屬支撐彈卡開孔處安裝有消氣劑，噴射鏡面向金屬支撐彈卡格柵管柱開孔的上部噴射，金屬支撐彈卡格柵管柱換能膜所轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的熱量傳導于外表面采光部位為換能膜板的內(nèi)玻璃管底部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃真空太陽換能熱管，其特征是外表面采光部位為換能膜板的玻璃管腔的內(nèi)受熱面的內(nèi)管壁上可設有沿管延伸方向互相平行的毛吸溝槽；或外表面采光部位為換能膜板的內(nèi)玻璃管腔的內(nèi)、外管壁上可設有沿管延伸方向互相平行的溝槽，且內(nèi)外溝槽凹凸對應，使管壁厚度趨于一致；或外表面采光部位為換能膜板的玻璃管腔的受熱面的內(nèi)管壁上，安置有耐高溫，導熱性能良好，理化特性穩(wěn)定的毛吸材料，此毛吸材料貼合安裝于外表面采光部位為換能膜板的玻璃管腔的內(nèi)壁上；其中，毛吸材料可為碳材料管，金屬彈簧，高目數(shù)篩網(wǎng)，將毛吸材料管制成分段竹節(jié)狀，毛吸材料管液體流向下端安裝有閉環(huán)截流凹槽，毛吸材料的安裝位置避開焊接封口處，其中，碳材料管或為石墨、或為煤炭、或為木質(zhì)卷薄板、或為糧食面粉、或為其它含碳材料通過模具成型，在定形耐火套管中高溫干餾制造。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃真空太陽換能熱管，其特征是放熱段上支撐安裝有管形導流護套，護套的上、下端設有環(huán)形進出水口，護套的外側(cè)的不同高度位置設有多個水靜壓單向開啟的活門或吊簾，管形導流護套、活門或吊簾為金屬、橡膠、玻璃、陶瓷、塑料等材料制作。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃真空太陽換能熱管，其特征是外表面采光部位為換能膜板的玻璃管腔的鍍膜外管壁，所鍍膜為干涉膜，或為漸變膜；換能膜板或為與玻璃管腔外殼緊密結(jié)合的碳材料翅片，或為鍍有干涉膜，或漸變膜的金屬材料翅片，或為通過至少一種導熱過渡材料與玻璃管腔外殼緊密結(jié)合的光伏電池。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃真空太陽換能熱管，其特征是玻璃真空太陽換能熱管的非迎光外玻璃明管的外壁或內(nèi)壁鍍有反射鏡面，反射鏡面為不銹鋼、鋁等金屬，置于空氣中的金屬反射鏡面外層可鍍有氧化鋁陶瓷或通過對金屬反射鏡面沒有腐蝕的膠粘劑將金屬、玻璃、塑料、玻璃鋼或其它材料復合其上，或?qū)⒔饘俦“?、鍍有金屬反射鏡面的玻璃、塑料、玻璃鋼或其它材料，通過透明膠粘劑與玻璃管壁粘接復合，形成反射鏡面和保護層。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃真空太陽換能熱管，其特征是外表面采光部位為換能膜板玻璃管腔的放熱段安裝有隔熱、限位、緊固功能的連接密封面為至少一個，玻璃真空太陽換能熱管的放熱段玻璃管或有緊固功能的連接密封頭，其連接頭可為栓接頭或為吸盤；隔熱密封面可通過大管徑外玻璃管縮口焊接成形，或不同管徑的玻璃管焊接成形與太陽玻璃真空換能管的放熱段環(huán)形玻璃焊接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃真空太陽換能熱管，其特征是玻璃真空太陽換能熱管的放熱段玻璃管的內(nèi)部，安置有緊貼管壁的導電、導熱毛吸材料，與導電電極電連接，通過頂部的玻璃封接電極導出，實現(xiàn)靜電防結(jié)垢；玻璃真空太陽換能熱管的放熱段玻璃管可安裝有增強放熱段強度的保護帽，保護帽上可設有吸盤，或鎖固螺栓，保護帽可由金屬材料、高分子材料、陶瓷、玻璃等材料制造，吸盤為金屬材料、高分子材料等復合制造；玻璃真空太陽換能熱管的放熱段與集熱段之間的玻璃管安裝密封面可連接有其它材料的法蘭，此法蘭與玻璃殼體有對應連接面，通過加熱壓鑄、澆鑄、或膠合劑粘接實現(xiàn)彼此的密封連接，法蘭上可設有方便其固定的密封螺帽，螺帽上有便于旋轉(zhuǎn)的齒孔，法蘭上安裝有密封面，法蘭可由金屬材料、高分子材料、陶瓷、玻璃等可滿足機械強度的材料制作。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃真空太陽換能熱管，其特征是玻璃真空太陽換能熱管的集熱段通過至少一種導熱過渡材料與導熱工質(zhì)玻璃管腔外殼緊密結(jié)合的光伏電池的電極，通過玻璃封接從玻璃外殼真空腔中導出，與具有保護和防水功能的封接引出的電接插件連接，玻璃封接所用的金屬材料為與玻璃膨脹系數(shù)接近，耐高溫并具有可伐特性的金屬通過熔封或壓接熔封的方式，將金屬導體封裝于玻璃內(nèi)并進行褪火處理。
全文摘要
玻璃真空太陽換能熱管，包括玻璃管殼、金屬支撐彈卡、導熱工質(zhì)、換能膜板、玻璃防爆安全閥、節(jié)流汽液熱交換裝置、吸氣劑等構(gòu)成。它由外表面采光部位為換能膜板的兩端玻璃焊封的內(nèi)玻璃管通過帶消氣劑的金屬支撐彈卡支承在外玻璃明管內(nèi)，與外玻璃明管之間同心燒熔玻璃封接，抽真空，將排氣尾管燒熔封閉，通過兩端玻璃焊封的內(nèi)玻璃管的排氣注液尾管抽真空，使其空氣抽凈，完后注入適量工質(zhì)，注好后將注液嘴燒熔封閉，制成玻璃真空太陽換能熱管。內(nèi)玻璃管封頭為玻璃防爆安全閥，安置有節(jié)流汽液熱交換裝置。集熱段導熱工質(zhì)環(huán)腔管的外管壁迎光面為換能膜板，陽光非透射面鍍有反射鏡面。金屬支撐彈卡鍍有光吸收膜，將熱量傳導于導熱工質(zhì)環(huán)腔管的底部。
文檔編號F24J2/46GK1661296SQ20041003445
公開日2005年8月31日 申請日期2004年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月27日
發(fā)明者徐寶安 申請人:徐寶安