專利名稱：防爆裂太陽能集熱管的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種應用與太陽能熱水器的集熱管，尤其是一種防爆裂太陽能集
熱管，屬于熱水器技術領域。
背景技術：
目前安裝在建筑物上常見的太陽能熱水器儲水箱為非承壓型，因此對于集熱管沒 有承壓要求。隨著承壓型太陽能熱水器的出現(xiàn)，對集熱管相應提出了承壓要求?，F(xiàn)有太陽 能集熱管的主體是真空管，而真空管本身無法承壓，因此現(xiàn)有真空管型太陽能熱水器解決 承壓問題分別采用了如下幾種措施 1)在真空管內增加相變換熱介質的熱管，熱管一段位于真空管內，熱管與真空管 之間可設有鋁翅片，通過三次換熱實現(xiàn)系統(tǒng)儲水箱承壓而集熱器真空管承壓。其弊端是熱 管容易衰變效率下降，且成本高。 2)在真空管內安置U型銅管，銅管與真空管之間可設有鋁翅片，在承壓水箱內還 設有盤管或小膽構成的換熱器，通過三次換熱實現(xiàn)系統(tǒng)儲水箱承壓而集熱器真空管不承 壓。其弊端是銅管管阻大，循環(huán)效果不好， 一般要配置循環(huán)泵，成本很高，且金屬管容易腐蝕 泄漏。 檢索發(fā)現(xiàn)，申請?zhí)枮?00420005284. 5、名稱為《一種太陽能集熱管》的中國專利 申請公開了一種太陽能集熱管，它是一個下端封閉并設有傳熱翅片的金屬管，在金屬管中 插入一隔片條將其分為陰面、陽面兩個流道，其結構較為簡單，但熱交換實質與U型銅管類 同，因此也存在類似的弊端。

實用新型內容本實用新型的目的在于針對上述現(xiàn)有技術存在的弊端，提出以一種可以在內部
承壓狀態(tài)下長期穩(wěn)定工作，并且結構簡單、成本經(jīng)濟的防爆裂太陽能集熱管。
為了達到上述目的，申請人對現(xiàn)有同類技術進行了研究，得出以下結論 1)、由于真空管無法承壓，因此只能將其套在內管之外，不與熱水器的承壓儲水箱
連通； 2)、內管與熱水器承壓儲水箱連通，應當可以承壓； 3)、由于要實現(xiàn)與熱水器的儲水箱換熱，因此內管中的換熱介質(水)應能夠循環(huán) 流動。 在不配置泵的情況下，借助熱虹吸是形成水循環(huán)流動的巧妙方法。上述現(xiàn)有技術
的u形管以及在金屬管中插入一隔片條將其分為兩個流道，都是利用陽面流道中的水溫較
高、密度較小，而陰面流道中的水溫較低、密度較大的規(guī)律，使陽面流道中的水自然上升到 熱水器的儲水箱中，而陰面流道中的水自下向上流道陽面流道，熱水器儲水箱中的水又補 充到陰面流道，形成基于熱虹吸原理的自然對流循環(huán)，從而實現(xiàn)內管與熱水器儲水箱的換熱。
3[0012] 在長期工作實踐中，申請人經(jīng)過不斷摸索發(fā)現(xiàn)在一根內管中，水溫具有明顯的分 層現(xiàn)象，即熱水在上、冷水在下。因此，只要適當引導，即使一根內管也可以產生基于熱虹吸 的對流循環(huán)。在此發(fā)現(xiàn)基礎上，申請人提出了本實用新型的防爆裂太陽能集熱管包括一端 開口的玻璃夾層真空管和由開口處插裝在真空管中的換熱玻璃內管；所述玻璃內管的封閉 端鄰近真空管的管底，相互之間通過彈性隔離圈定位；所述玻璃內管的開口端鄰近真空管 的開口處，相互之間通過彈性隔離環(huán)隔離定位；所述玻璃內管內通過其開口端與熱水器換 熱介質儲箱連通。 本實用新型的進一步完善是，所述彈性隔離環(huán)制有常壓下封閉的排氣孔。 本實用新型更進一步的完善是，所述玻璃內管外裝有金屬翅片。 由于本實用新型的防爆裂太陽能集熱管使用時，吸收太能光的熱能后，玻璃內管
自身的陽面和陰面會產生溫差，因此只要其出口端高于封閉端，其中的換熱介質就會因為
熱虹吸效應而與熱水器換熱介質儲箱形成自然對流循環(huán)，從而實現(xiàn)所需的熱交換。真空管
不僅不承壓，而且與內管之間隔有彈性圈，不會承受內管的熱變形應力，因此可以有效避免
"炸管"現(xiàn)象。顯然，其結構簡單，成本經(jīng)濟。
以下結合附圖對本實用新型作進一步的說明。


圖1為本實用新型實施例一的結構示意圖。
圖2為
圖1實施例的實際應用結構示意圖。 圖3為本實用新型實施例二的結構示意圖。
具體實施方式實施例一 本實施例的防爆裂太陽能集熱管如圖l所示，包括一端開口的玻璃夾層真空管6 和由開口處插裝在真空管6中的換熱玻璃內管4。玻璃內管4的封閉端呈半球頭狀，該半球 頭封閉端鄰近真空管6的底部，相互之間通過硅橡膠制成的彈性隔離圈8定位。該彈性隔 離圈8鄰近真空管底部的一端形狀與管底內腔形狀相配，鄰近玻璃內管4的一端具有與封 閉端形狀相配的半球凹。玻璃內管4的開口端鄰近真空管6的開口處，相互之間通過硅橡 膠制成的彈性隔離環(huán)9隔離定位。該彈性隔離環(huán)9具有與玻璃內管4緊配的內孔，必要時 還可以具有卡在真空管開口處邊緣的環(huán)形凹槽，從而穩(wěn)妥地卡扣在兩者之間。此外，該彈性 隔離環(huán)9還制有常壓下封閉的排氣孔10。該孔在常壓情況下封閉，當真空管6與玻璃內管 4之間的空氣層冷熱縮脹時，起到通氣作用，基本保持真空管6與玻璃內管4之間的空氣處 于常壓狀態(tài)，從而確保真空管6不承壓、無應力。 本實施例的應用實例之一如圖2所示， 一組由真空管6與玻璃內管4構成的防爆 裂太陽能集熱管兩端分別平行支撐在聯(lián)箱5和尾托7上，各防爆裂太陽能集熱管略微傾斜， 出口端高于封閉端。各防爆裂太陽能集熱管的玻璃內管4內通過其開口端與熱水器換熱介 質儲箱——聯(lián)箱4連通。工作時，玻璃真空管6吸收太陽能光后通過空氣層把熱量傳給換 熱玻璃內管4，從而加熱其中的水。由于玻璃內管4的陽面和陰面受熱不同，會產生溫差，因 此管內的水會因為熱虹吸效應而與聯(lián)箱5形成自然對流循環(huán)，再通過聯(lián)箱5上的兩根循環(huán)管3與熱水器內的熱水腔2形成自然對流循環(huán)，完成熱交換，從而加熱熱水器儲水箱1內的 水。在此系統(tǒng)中，真空管6不僅不承壓，而且與內管4之間隔有彈性圈，不會承受內管4的 熱變形應力，因此可以有效避免"炸管"現(xiàn)象。 常規(guī)太陽能玻璃真空管空曬時，最高溫度會超過28(TC，此時如有冷水注入，由于 玻璃真空管的特殊結構，內應力難以消除，很容易導致"炸管"現(xiàn)象發(fā)生，而本實施例中的玻 璃真空管6內不走水，而是在換熱玻璃內管4內走水，而該玻璃內管4僅是一根簡單結構的 空心管，制造時完全沒有內應力，從而可以從根本上杜絕熱沖擊導致的炸管。 實施例二 本實施例的防爆裂太陽能集熱管如圖3所示，其基本結構及作用機理與實施例一 相同。不同之處在于，玻璃內管4外裝有鋁翅片11。鋁翅片11的外徑與真空管6的內徑相 配，這樣不僅可以更有效將真空管吸收的太陽熱量傳遞到內管，而且可以使玻璃內管和真 空管互為支撐，整體更為牢固。鋁翅片11即可以呈螺旋狀纏繞在玻璃內管4夕卜，也可呈間 隔固定在玻璃內管4外的環(huán)狀。 總之，以上實施例借助玻璃內管自身陽面和陰面產生的溫差，巧妙實現(xiàn)了簡單結
構玻璃內管內的熱虹吸，從而以合理的結構保證了所需的換熱效果，并徹底解決了太陽能
熱水器玻璃真空管冷熱沖擊導致炸管的行業(yè)難題，其成本低廉，便于推廣應用。 除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變
換形成的技術方案，均落在本實用新型要求的保護范圍。
權利要求一種防爆裂太陽能集熱管，包括一端開口的玻璃夾層真空管；其特征在于所述玻璃夾層真空管的開口處插裝換熱玻璃內管；所述玻璃內管的封閉端鄰近真空管的管底，相互之間通過彈性隔離圈定位；所述玻璃內管的開口端鄰近真空管的開口處，相互之間通過彈性隔離環(huán)隔離定位；所述玻璃內管內通過其開口端與熱水器換熱介質儲箱連通。
2. 根據(jù)權利要求1所述的防爆裂太陽能集熱管，其特征在于所述彈性隔離環(huán)制有常 壓下封閉的排氣孔。
3. 根據(jù)權利要求2所述的防爆裂太陽能集熱管，其特征在于所述玻璃內管外裝有金 屬翅片。
4. 根據(jù)權利要求3所述的防爆裂太陽能集熱管，其特征在于所述金屬翅片的外徑與 所述真空管的內徑相配。
5. 根據(jù)權利要求4所述的防爆裂太陽能集熱管，其特征在于所述金屬翅片呈螺旋狀 纏繞在玻璃內管外。
6. 根據(jù)權利要求4所述的防爆裂太陽能集熱管，其特征在于所述金屬翅片呈間隔固定在玻璃內管外的環(huán)狀。
7. 根據(jù)權利要求5或6所述的防爆裂太陽能集熱管，其特征在于所述玻璃內管的封 閉端呈半球頭狀。
8. 根據(jù)權利要求7所述的防爆裂太陽能集熱管，其特征在于所述彈性隔離圈鄰近真 空管底部的一端形狀與管底內腔形狀相配，鄰近玻璃內管的一端具有與封閉端形狀相配的 半球凹。
9. 根據(jù)權利要求8所述的防爆裂太陽能集熱管，其特征在于所述彈性隔離環(huán)具有與 玻璃內管緊配的內孔以及卡在真空管開口處邊緣的環(huán)形凹槽。
專利摘要本實用新型涉及一種防爆裂太陽能集熱管，屬于熱水器技術領域。該集熱管包括一端開口的玻璃夾層真空管和由開口處插裝在真空管中的一端開口的換熱玻璃內管；玻璃內管的封閉端鄰近真空管的封閉端，相互之間通過彈性隔離圈定位；玻璃內管的開口端鄰近真空管的開口處，相互之間通過彈性隔離環(huán)隔離定位；玻璃內管內通過其開口端與熱水器換熱介質聯(lián)箱連通。本實用新型使用時，吸收太陽光的熱能后，玻璃內管自身的陽面和陰面會產生溫差，因此其中的換熱介質就會因為熱虹吸效應而與熱水器換熱介質聯(lián)箱形成自然對流循環(huán)，從而實現(xiàn)所需的熱交換。真空管不僅不承壓，而且不會承受內管的熱變形應力，因此可以有效避免“炸管”現(xiàn)象，其結構簡單，成本經(jīng)濟。
文檔編號F24J2/46GK201497234SQ20092023478
公開日2010年6月2日 申請日期2009年7月31日 優(yōu)先權日2009年7月31日
發(fā)明者敖凱平 申請人:艾歐史密斯(中國)熱水器有限公司