专利名称：利用填充物和热膨胀吸收装置的双层真空管型太阳能集热器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能集热器，尤指一种能有效地利用太阳能，为提高利用太阳能的经济性和便利性，利用填充物和热膨胀装置的改进的全玻璃真空管型太阳能集热器。
目前，公知的太阳能集热器大体分为平板型和真空管型。最常见的平板型太阳能集热器P，如图3所示，集热板32由铜或铝板制作，集热板表面为选择性吸收镀层，能高效吸收太阳光。集热管32’由若干平行铜管组装而成，平板型集热器上部装有透明的玻璃盖板31。34为贮热水箱，33为上集管。
平板集热器可以直接用水作传热介质，但在冬天酷寒地区需用不冻液代替水传热，再二次将水加热。
上述的平板集热器主要用于加热80摄氏度以下的低温热水。因为高温运行时热损较大。
真空管太阳能集热器将太阳能集热管或板置于真空玻璃管中，大大降低了热损失。
一般的真空管太阳能集热器大概分为以下几种普遍使用的双层全玻璃真空管集热器，如图4B、图5A所示，外层玻管45为透过层，内层玻管46为吸收太阳光层，太阳能直接加热管46内的水，尔后把贮水箱47内的水加热；图5B是将带传热片48的U形铜管42’插入全玻璃真空管内的太阳能集热器；如图5C所示，将带传热片48的热管42插入全玻璃真空管内的太阳能集热器。
直接走水的全玻璃真空管太阳能集热器冬季酷寒时有水结冰冻裂的问题，有时也因热应力而引起玻璃管炸裂。此外，因全玻璃真空管和水箱直接连接，如有一根管破裂，将导致水箱中的水泄漏。
而上述图5B所示的全玻璃管内插入U形金属管42’的装置只能应用于强制循环防冻液的太阳能集热系统，否则U形管内的水在酷寒期会导致金属管冻裂。一般的插入热管的全玻璃真空管太阳能集热器如图5C所示其成本较高。
本发明解决的技术方案是一种利用填充物和热膨胀吸收装置的双层真空管型太阳能集热器(All glassvacuum tube solar collector using ampuls andthermal expansion absorbing apparatus)，其中，在双层太阳能全玻璃管内填装填充元件如安瓿，并充满不冻液，玻璃管上端用金属盖密封，下部设置热膨胀吸收装置，热膨胀吸收装置上的孔对准金属盖上的通气孔，热膨胀吸收装置下部设有丝网，金属盖上部的突出部分插入蓄热槽和集管的套管内。
本发明的优点是本发明使太阳能直接将全玻璃真空管内的不冻液加热，使热阻降至最小；玻璃管内不走水，不会发生玻璃管炸裂现象，即使玻璃管破损，也不影响整个系统正常运行；玻璃管内填放了安瓿这样的填充物大大减少了不冻液的充装量，降低了成本、减少了热容，因而可制作出更大直径的全玻璃太阳能真空集热管。
图1为本发明的整体结构的立体示意图；图2为本发明的整体剖面结构图；图3为公知的板型太阳能集热器的结构图；图4A为公知玻璃金属真空管太阳能集热器的结构图；图4B为公知全玻璃真空管型太阳能集热器的结构图；图5A、B、C为另一种公知的全玻璃真空管太阳能集热器的结构图。
附图标号说明1、1’、填充元件 2、防冻液3、盖 3a、盖上的通气孔4、固定口 5、热膨胀吸收装置通气孔 6、热膨胀吸收装置7、网 45、外管46、内管向全玻璃真空管46内填装填充元件如安瓿1、1’，也可将全玻璃真空管装满填充元件，在填充元件间空隙内灌满不冻液2，在盖子3的固定口4上设有通气孔3a，将热膨胀吸收装置6的通气口5对准通气孔3a，下端用丝网7挡住填充物的上浮，将金属盖3上的突出部分插入蓄热槽或集管的套管内，构成集热系统，可充分发挥集热管的集热效果。。
如上所述，在日照时太阳光能通过外管45，照射到涂成黑色的内管46，使内管46升温，将热量传给不冻液2，不冻液2受热后体积膨胀，内管46内的压力增加，此压力传到安置于上部盖子3的固定口4的热膨胀吸收装置6上，热膨胀吸收装置6随即被压缩，以抑制内管46内的压力过度上升，从而使热膨胀吸收装置6内的压力总是保持大气压。因此，其内部空气在太阳能集热时被加热膨胀，或在集热器冷却时缩小，通过热膨胀吸收装置6的通气孔5和盖子3的通气孔3a，可以与大气相通，内管46内的压力增加时，热膨胀吸收装置6缩小，将热空气排出管外，日落后内管46内的压力减小时，空气进入热膨胀吸收装置6使其恢复到原来状态。
另一方面，集热管46的内侧上端加热的不冻液2，通过突出的盖子3的外部，向蓄热槽或集管内的传热工质(水或防冻液)传热。
另外，放置在内管46内部的填充元件1、1’，可以减少不冻液2的充装容量，使太阳能的集热效果提高；插入的填充元件1、1’可用玻璃制成，如安瓿，为防止其在内管46内上浮，通过设置于上部盖子3下端的网7将其挡住，使其不能上升到盖子3突出的部位，盖子3设在高于集热管46高度约10cm左右，以利于向蓄热槽或集管的套管内插入安装。
本发明不局限于对上述特征的具体实施例，本发明在权利要求书内，不脱离主要知识，在本发明所属的技术领域中，拥有通常知识的人都可以变形实施，相同的方法都在申请范围内的记载中。
权利要求
1.一种利用填充物和热膨胀吸收装置的双层真空管型太阳能集热器，其特征在于在双层太阳能全玻璃管内填放有填充元件如安瓿，并充满不冻液，玻璃管上端用金属盖密封，下部设置热膨胀吸收装置，热膨胀吸收装置上的孔对准金属盖上的通气孔，热膨胀吸收装置下部设有丝网，金属盖上部的突出部分插入蓄热槽和集管的套管内。
全文摘要
一种太阳能集热器，尤指一种能有效地利用太阳能，为提高利用太阳能的经济性和便利性，利用填充物和热膨胀装置，改进的全玻璃的利用填充物和热膨胀吸收装置的双层真空管型太阳能集热器。其在全玻璃真空管内放置多个填充元件，然后装满不冻液，集热管上端用金属盖密封，将热膨胀吸收装置的通气孔和盖子的通气孔对准，热膨胀装置的下端设置一丝网；金属盖的突出部分插入蓄热槽和集热管的套管内。本发明克服了公知技术的缺点，可使热阻降至最小；玻璃管内不走水，不会发生玻璃管炸裂现象，即使玻璃管破损，也不影响整个系统正常运行；降低了成本、减少了热容，可制作出更大直径的全玻璃太阳能真空集热管，能充分发挥真空管集热器的集热效果。
文档编号F24J2/48GK1410729SQ0211894
公开日2003年4月16日 申请日期2002年4月30日 优先权日2001年10月4日
发明者千院基, 韩贤珠, 江希年, 李在永 申请人:千院基, 韩贤珠, 江希年, 李在永