太陽能熱氣管的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種將太陽能直接給空氣加熱的太陽能熱氣管。其特征在于：在內(nèi)管（2）上設(shè)有使內(nèi)管腔（8）與外管（1）的管體外導(dǎo)通的空心連接管（4）。本發(fā)明擴(kuò)大了太陽能使用范圍、提高了太陽能的使用效率，本太陽能熱氣管經(jīng)測(cè)試，在3月下旬上午7點(diǎn)半左右太陽能管內(nèi)空氣高于100℃，輸出能量的時(shí)間，能與人們工作、生活時(shí)間同步，可作熱源向外供能，如用于供暖、烘干、給水加熱到沸騰，以及向其他生產(chǎn)、生活等方面需要熱能的場(chǎng)所供能量，實(shí)現(xiàn)一器多用。
【專利說明】太陽能熱氣管
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種太陽能加熱器，尤其是一種將太陽能直接給空氣加熱的太陽能熱氣管。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市場(chǎng)上銷售使用的太陽能熱水器品種繁多，而其關(guān)鍵部件是太陽能管；一種上端開口、下端封閉的太陽能管使用最為普及，這種太陽能管工作時(shí)管內(nèi)盛滿水，利用光照后管內(nèi)的水吸熱升溫自動(dòng)對(duì)流，使水箱中水的溫度升高集熱儲(chǔ)備；
主要優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):利用太陽能管對(duì)光能吸收效率高的特性，將光能轉(zhuǎn)變成水的熱能儲(chǔ)存，使用戶獲得熱水使用，方便了生產(chǎn)、生活，為節(jié)約能源、減少污染做出了貢獻(xiàn)；
缺點(diǎn):人類主要是以熟食類物品為主食，而現(xiàn)已普及、使用多年的太陽能熱水器只能提供熱水，不能煮沸，所供熱水因沒有煮沸過，故不能直接飲用，實(shí)屬熱水器產(chǎn)品缺陷；在冬季人們需要取暖卻不能供暖，也是件憾事；再則從提供熱水的時(shí)間上看，不能和白天人們工作的時(shí)間同步，不能和人們上午做飯時(shí)間同步，形成能量使用上的浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種能擴(kuò)大太陽能使用范圍的、讓陽光直接對(duì)太陽能管內(nèi)空氣加熱的、使管內(nèi)空氣在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)100°c以上的、便于將管內(nèi)熱空氣向待加熱物體循環(huán)釋放熱量的一種太陽能熱氣管；
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:該種太陽能熱氣管，包括上端開口、下端封密，內(nèi)管配在外管的內(nèi)腔中，在外管的內(nèi)壁與內(nèi)管的外壁之間設(shè)有保溫真空腔，在內(nèi)管的外壁底部與外管的內(nèi)壁底部之間設(shè)有支撐架，其特征在于:在內(nèi)管上設(shè)有使內(nèi)管腔與外管的管體外導(dǎo)通的空心連接管；
所述的一種太陽能熱氣管，其特征在于:所述連接管呈彈簧狀或弧線狀，連接管材料的線膨脹系數(shù)與外管、內(nèi)管材料的線膨脹系數(shù)相同或相近。
[0004]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果:
本發(fā)明擴(kuò)大了太陽能的使用范圍、提高了太陽能的使用效率，經(jīng)測(cè)試，在3月下旬上午7點(diǎn)半左右太陽能管內(nèi)空氣高于100°C，輸出能量的時(shí)間，能與人們工作、生活時(shí)間同步，可作熱源向外供能，如用于供暖、烘干、給水加熱到沸騰，以及向其他生產(chǎn)、生活等方面需要熱能的場(chǎng)所供能，實(shí)現(xiàn)一器多用。
[0005]【專利附圖】

【附圖說明】:
圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)例的剖視圖；
圖2是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)例的局部剖視圖；
圖3是本發(fā)明第三個(gè)實(shí)例的局部剖視圖；
圖中:1.外管，2.內(nèi)管，3.支撐架，4.連接管，5.管出口，6管進(jìn)口，7.真空腔，8.內(nèi)管腔。[0006] 【具體實(shí)施方式】:
為了進(jìn)一步說明本發(fā)明的上述目的、技術(shù)方案和效果，以下通過實(shí)施例結(jié)合附圖及有關(guān)公知的技術(shù)知識(shí)來說明本發(fā)明:
如圖1所示，本發(fā)明在現(xiàn)有技術(shù)太陽能管構(gòu)造的基礎(chǔ)上，如:包括上端開口、下端封密，內(nèi)管2配在外管I的內(nèi)腔中，在外管I的內(nèi)壁與內(nèi)管2的外壁之間設(shè)有保溫真空腔7，在內(nèi)管2的外壁底部與外管I的內(nèi)壁底部之間設(shè)有支撐架3 ;創(chuàng)新在于:在內(nèi)管2的底部設(shè)有使內(nèi)管腔8與外管I管體外相導(dǎo)通的空心連接管4 ；
所述連接管4呈彈簧狀，具有彈性，連接管4材料的線膨脹系數(shù)與外管1、內(nèi)管2材料的線膨脹系數(shù)相同或相近；如外管1、內(nèi)管2均采用高硼硅玻璃材料制成，該空心連接管4也是采用高硼硅玻璃材料制成的；
連接管4上的管出口 5、管進(jìn)口 6，分別與內(nèi)管2、外管I相連接有多種連接實(shí)施方式；如圖1所示的為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，連接管4配在內(nèi)管2底部的支撐架3中心孔內(nèi)，連接管4的管出口 5穿過內(nèi)管2底部后與內(nèi)管腔8相連通，管出口 5與內(nèi)管2在連接處密封；連接管4的管進(jìn)口 6穿過外管I底部與外管I管體外相導(dǎo)通，管進(jìn)口 6與外管I在連接處密封；
如圖2、圖3所示的為本發(fā)明的第二、第三個(gè)實(shí)施例，連接管4的一頭配在內(nèi)管2底部?jī)?nèi)腔的兩管壁上，并使連接處密封為一體，在內(nèi)管2內(nèi)腔中的連接管4上設(shè)有管出口 5 ;連接管4的管進(jìn)口 6穿過外管I與外管I管體外相導(dǎo)通，并在連接處密封為一體；
綜上所述，連接管4與太陽能管的外管1、內(nèi)管2管壁相連接的方法及形式有多種，只要是將連接管4的兩端分別與太陽能管的外管1、內(nèi)管2管壁分別密封相連，讓外管I管體外空氣經(jīng)連接管4流入內(nèi)管2的內(nèi)管腔8接法均可，均在本專利申請(qǐng)公開的范圍之內(nèi)；
相關(guān)要求、結(jié)構(gòu)功能描述:
1)連接管4的材料
制造連接管4材料的線膨脹系數(shù)應(yīng)與制造太陽能管材料的線膨脹系數(shù)相同或相近，確保太陽能管在溫度變化過程中內(nèi)、外管與連接管4在連接處不出現(xiàn)破裂、炸裂現(xiàn)象；
2)連接管4具有彈性
實(shí)驗(yàn)證明，對(duì)連接管4分別施加工作狀態(tài)的拉力和壓力時(shí)，連接管4就會(huì)被拉長(zhǎng)和被壓短，當(dāng)外力撤銷時(shí)，連接管4恢復(fù)原長(zhǎng)，連接管4不會(huì)損壞；
3)連接管4長(zhǎng)度變化量應(yīng)大于太陽能內(nèi)管2長(zhǎng)度變化量
即呈彈簧狀的連接管4在其彈簧的兩端，受到拉力和壓力時(shí)的長(zhǎng)度增加量和長(zhǎng)度減小量，都應(yīng)大于內(nèi)管2在溫度變化過程中所產(chǎn)生的長(zhǎng)度縮短最大值和長(zhǎng)度增加最大值，確保太陽能管在使用過程中不會(huì)出現(xiàn)外管1、內(nèi)管2、連接管4的斷裂、破裂現(xiàn)象；
例如:外管I管外溫度是- 50°C，受光照后內(nèi)管2內(nèi)溫度增至300°C，管內(nèi)、外溫差是At = 350°C，在這一過程中內(nèi)管2因升溫而致的長(zhǎng)度增量為:Λ I ! =1700 X 3.3 X 10-6X350 = 1.96 mm，這時(shí)所選用連接管4的彈性范圍應(yīng)大于1.96 mm，即應(yīng)留有足夠的余量，以確保使用中質(zhì)量安全；
上述Al工的計(jì)算依據(jù)是線膨脹長(zhǎng)度增量公式It 一 Itl = IciXAtXa,式中的1700是58X1800太陽能管內(nèi)管2的長(zhǎng)度，3.3 X 10 _6是制造太陽能管材料高硼硅玻璃的線熱膨脹系數(shù)；
如采用外徑是7-9 mm、壁厚1-2 mm的高硼硅玻璃管繞制六圈彈簧狀連接管4，連接管4的彈簧外徑為45 mm左右，彈簧相鄰兩圈對(duì)應(yīng)點(diǎn)在中徑上的軸向距離節(jié)距為9 mm左右可滿足上述要求；
4)太陽能管外管1、內(nèi)管2的管壁均能承受連接管4的反作用力經(jīng)實(shí)驗(yàn):在太陽能管的外管1、內(nèi)管2側(cè)面管壁上分別加上245N相向與相反方向作用力各三十天，太陽能管完好如初未損壞；
工作原理:
太陽能管受到光照后管內(nèi)空氣溫度升高自動(dòng)上移，同時(shí)管外溫度較低的空氣經(jīng)連接管4流入太陽能管內(nèi)管2底部，新流進(jìn)的空氣在徐徐上升的過程中得到加熱逐漸升溫，達(dá)到設(shè)定溫度后被輸出給指定物體加熱；
有關(guān)熱空氣溫度的設(shè)定、如何循環(huán)輸出熱空氣使用，本專利不作敘述。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽能熱氣管，包括上端開口、下端封密，內(nèi)管(2)配在外管(I)的內(nèi)腔中，在外管(I)的內(nèi)壁與內(nèi)管(2)的外壁之間設(shè)有保溫真空腔(7)，在內(nèi)管(2)的外壁底部與外管(I)的內(nèi)壁底部之間設(shè)有支撐架(3)，其特征在于:在內(nèi)管(2)上設(shè)有使內(nèi)管腔(8)與外管(I)的管體外導(dǎo)通的空心連接管(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能熱氣管，其特征在于:所述連接管(4)呈彈簧狀或弧線狀，連接管(4)材料的線膨脹系數(shù)與外管(I )、內(nèi)管(2)材料的線膨脹系數(shù)相同或相近。
【文檔編號(hào)】F24J2/24GK103884114SQ201410130141
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年4月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月1日
【發(fā)明者】王其慶, 王思慧 申請(qǐng)人:王其慶