热管真空管及其组成的太阳集热器的制作方法

本实用新型涉及一种热管真空管及其组成的太阳集热器，属太阳能热利用领域。

背景技术：

如图1和图2所示，现有的热管真空管200是由带集热片212的金属热管211和透明单层玻璃管213组成，金属热管的冷凝端2112穿出玻璃管端2131封接的金属端盖214，该端盖用热压封或熔封和玻璃管真空密封，金属端盖214和玻璃管213钎焊封接于216；在金属端盖214上通常设置了一小孔，孔上焊接一小排气管215。金属吸热体212吸收的太阳能由热管蒸发段2111传递到真空管外的冷凝端2112。所述的合金端盖214为牌号4j42的可伐金属，含镍42％，其膨胀系数5.5×10-6/度，硼硅玻璃膨胀系数3.3×10-6/度，比较匹配，是公知的热压封材料。虽然这种热管真空管200的热效率较高，但由于用的是铜热管、可伐、高含银钎焊丝等材料，成本高，且生产工艺复杂，至今并未得到广泛应用。因此有必要发明新技术，在保持热管真空管热效率高的同时，大幅度降低其成本。

技术实现要素：

本实用新型提供一种热管真空管及其组成的太阳集热器，以解决现有技术存在的工艺复杂和成本高的问题。

本实用新型的技术方案是：一种热管真空管，包括金属吸热体和透明玻璃管，该透明玻璃管的一端封闭，该金属吸热体由金属热管及焊接在该热管蒸发段上的金属吸热片组成，该热管蒸发段安装在该透明玻璃管内，该热管蒸发段的一端伸出该透明玻璃管不封闭的一端，并连接有热管冷凝端，其特征在于，在所述的热管冷凝端的外面设有金属管帽，该金属管帽底端设有外翻平边；该透明玻璃管不封闭的一端设有玻璃法兰，该外翻平边与该玻璃法兰之间通过纯铅丝相互热压封接；该金属管帽的内径略大于所述热管冷凝端的外径，该金属管帽压紧包裹住热管冷凝端，两者紧密接触导热；在该金属管帽内周面与热管冷凝端的外周面之间设有轴向的排气沟槽，并在该热管冷凝端顶端与金属管帽的顶端之间留有间隙，在该金属管帽的顶端设有排气管。

一种由上述的热管真空管组成的太阳集热器，该太阳集热器包括热管真空管、集管、传热短管和反光条，在集管的上侧设有多个半圆形凹槽，在每一半圆形凹槽内连设有传热短管；在每一传热短管内各装入一个热管真空管的金属管帽，多个该热管真空管间隔平行排列，在相邻的热管真空管之间设置一人字形的反光条。

本实用新型的优点是：通过改进金属热管的冷凝端的封装结构，能够采用铝和硼硅玻璃用铅过渡热压封的真空封接技术；将冷凝端封装在真空管内，冷凝端通过紧密包裹的铝套管帽导热向外传热，为热管真空管全面实现以铝代铜和可伐合金提供了可行方案；通过抽真空排气结构、管内吸热体及管间反射聚光的设计，以及改进集管干接触传热结构，提高太阳能的热效率，简化了生产工艺，降低了成本。

附图说明

图1是现有热管真空管的整体结构示意图；

图2是图1的a-a剖视图；

图3是本实用新型的热管真空管的整体结构示意图；

图4是图3的b-b剖视图；

图5是图3的c-c剖视图；

图6是图3右部的放大图；

图7是图6的e-e剖视图；

图8是图6的f-f剖面图；

图9实用新型的热管真空管太阳集热器(局部)的组装结构示意图；

图10是图9的h-h剖视图；

图11是图9的i-i剖视图；

图12是图9的g-g剖视图。

附图标记说明。

具体实施方式

参见图3-图8，本实用新型一种热管真空管，包括金属吸热体和透明玻璃管101，该透明玻璃管101的一端封闭，该金属吸热体由金属热管104及焊接在该热管蒸发段1042上的金属吸热片106组成，该热管蒸发段1042安装在该透明玻璃管101内，该热管蒸发段1042的一端伸出该透明玻璃管101不封闭的一端，并连接有热管冷凝端1041，其特征在于，在所述的热管冷凝端1041的外面设有金属管帽102，该金属管帽102底端设有外翻平边1021；该透明玻璃管101不封闭的一端设有玻璃法兰1011，该外翻平边1021与该玻璃法兰1011之间通过纯铅丝103相互热压封接；该金属管帽102的内径略大于所述热管冷凝端1041的外径，该金属管帽102压紧包裹住热管冷凝端1041，两者紧密接触导热；在该金属管帽102内周面与热管冷凝端1041的外周面之间设有轴向的排气沟槽10411，并在该热管冷凝端1041顶端与金属管帽102的顶端之间留有间隙k，在该金属管帽102的顶端设有排气管105。

本实用新型的试验证明，金属管帽102可以是高膨胀系数的铝材制成，膨胀系数23×10-6/度，用纯铅丝103做中间的热压封过渡封接料成功实现了真空密封,这是本实用新型的主要改进之一。金属管帽102的底端加工成外翻平边1021，省去了原可伐大盖和热管间复杂的焊接工艺。进一步，本实用新型将热管冷凝端1041插入金属管帽102内，即金属管帽102和透明玻璃管101压封组成的真空管内，不需要穿出透明玻璃管101敞开端的金属大盖，简化了制作工艺。为了减少热管冷凝端1041往外传热途经金属管帽102的热阻，本实用新型的时候热管冷凝端1041插入金属管帽102后，将铝管制成的金属管帽102压紧包裹住已插入的热管冷凝端1041，达到两者紧密接触导热。

本实用新型将排气管105设置在金属管帽102的顶端，将金属管帽102顶端缩口焊接该排气管105，在热管冷凝端1041的外周面上设置1-3条轴向的排气沟槽10411，排气沟槽10411的截面可以为半圆弧形，半径2-3mm。热管冷凝端1041插入金属管帽102内，在热管冷凝端1041的端部与金属管帽102端部留有不小于5mm的间隙k，真空排气时，透明玻璃管101内的气体经热管冷凝管1041外壁上设置的排气沟槽10411和间隙k形成的流道，最后由金属管帽102顶端的排气管105排出。

所述的金属吸热片106为带选择性吸收镀层的铝带或铜带，可以用超声或激光焊接在热管蒸发段1042上。金属吸热片106的横截面是人字形，底宽w为透明玻璃管101的内径,高度h为透明玻璃管101的半径(参见图7)。与现有的平面吸热片比较，吸热面积增加了1.4倍，也为下述的管间设置人字反光条的反射光创造了吸光条件。

参见图9-图12，本实用新型一种由上述的热管真空管组成的太阳集热器，该太阳集热器300包括热管真空管a、集管301、传热短管302和反光条303，在集管301的上侧设有多个半圆形凹槽3011，在每一半圆形凹槽3011内连设有传热短管302；在每一传热短管302内各装入一个热管真空管a的金属管帽102，多个该热管真空管a间隔平行排列，间距为该透明玻璃管101外径的1.5-2倍；在相邻的热管真空管a之间设置一人字形的反光条303，该反光条303的底宽和高度分别为该透明玻璃管101外径的0.5-1.0倍和半径；该反光条303与该透明玻璃管101内的金属吸热片106的底脚在一条直线上，将入射到该透明玻璃管101之间的太阳光反射到管内金属吸热片106上。反光条303可以采用镜面铝或普通铝薄板贴反光胶带。

所述的太阳集热器(热管真空管a的轴向)可以南北向放置，人字形的金属吸热片106面向太阳光。各热管真空管a的金属管帽102可以干插入集管301上的传热短管302内。集管301可以为铜或铝圆管，在该集管301相对于各热管真空管a的金属管帽102的位置压出半圆形凹槽3011，在该半圆形凹槽3011内嵌入焊接一个传热短管302，该传热短管302内径略大于金属管帽102的外径，长度同金属管帽102。各热管真空管a的金属管帽102插入对应的传热短管302，形成干接触传热。热管真空管a收集的太阳能即由集管301中的工质输出利用。