专利名称：一种全玻璃真空太阳集热管的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种全玻璃真空太阳集热管，属于太阳能热利用领域，广泛应用于水在玻璃管内的全玻璃真空管太阳热水器和集热器(以下简称热水器)。
背景技术：
现有的全玻璃真空太阳集热管(有时简称集热管)是由内玻璃管、太阳选择性吸收涂层、真空夹层、罩玻璃管、内玻璃管支承件、吸气剂、吸气膜组成，其结构如图1所示，1是内玻璃管开口端、2是内玻璃管、3是太阳选择性吸收涂层、4是真空夹层、5是罩玻璃管、6是内玻璃管支承件、7是吸气剂、8是吸气膜、9是内玻璃管圆头端，其中内玻璃管被支承件支承的部位就是内玻璃管的自由端。这种集热管在用于热水器时有以下缺点1是集热管内的水量大，如最常见的φ47/φ37-1500集热管水量为每支1.3公斤，造成升温慢，热交换启动时间长，不利于热量的快速交换；2是由于集热管内注满水，集热管内总水量占整个热水器总水量的15％-17％，太阳能把水加热后，用户只能使用水箱内的热水，而集热管内的热水只能留在集热管内，不能被用户使用，减少了热水器的日有用得热量，造成能量的浪费，图2是由这种集热管构成的热水器的结构示意图，10是贮热水箱，11是水，12是集热管，13是集热管尾座，14热水器支架，从图中可以看到有大量的水留在集热管内，白天加热的水，经过夜晚又变凉了，白白浪费能量。
实用新型内容本实用新型的目的是为了减少集热管内的水量，使得热水器升温快，热交换启动时间短，提高热水器的日有用得热量，减少能量浪费。
本实用新型包括内玻璃管、太阳选择性吸收涂层、真空夹层、罩玻璃管、内玻璃管支承件，内玻璃管有开口端与圆头端，其特征在于还包括一个中空管和支承卡子，内玻璃管内壁上开口端处有突起，所说的中空管的一端用支承卡子固定在内玻璃管的圆头端，另一端由内玻璃管内壁上的突起固定。
本实用新型的优点是管内水量少，可使热水器升温快，热交换启动时间短，提高热水器的日有用得热量8％-15％，减少能量浪费，中空管在能取出的情况下，还可以方便清洁集热管内的水垢。
图1是现有全玻璃真空太阳集热管结构示意图；图2是水在玻璃管内的真空管太阳热水器结构示意图；图3是第一种带中空管的全玻璃真空太阳集热管结构示意图；图4是第一种实施方式中空管刚插入的状态示意图；图5是第一种实施方式中空管插好的状态示意图；图6是第二种带中空管的全玻璃真空太阳集热管结构示意图；图7是第三种带中空管的全玻璃真空太阳集热管结构示意图。
图8是使用带中空管的全玻璃真空太阳集热管的太阳热水器。
具体实施方式
用图3、图4和图5来说明本实用新型的第一种具体实施方式
。图3、图4、图5中1是内玻璃管开口端、2是内玻璃管，3是太阳选择性吸收涂层、4是真空夹层、5是罩玻璃管、6是内玻璃管支承件、7是吸气剂、8是吸气膜、9是内玻璃管圆头端，15是中空管、16是内玻璃管内壁突起、17是中空管突起、18是中空管支撑卡子。在本方案中中空管采用的是玻璃材料。
这种集热管的制作方法是这样的先制作一支同背景技术中相同结构的全玻璃真空太阳集热管，再在内玻璃管开口端附近烧结一对圆点状突起，两突起在同一截面上、对称分布；再取一支玻璃管，它的外径小于内玻璃管内径，且小于内玻璃管开口端两突起之间的距离，将其两端烧结封闭，成为一支中空的玻璃管，在中空管的一端某截面上也原点对称地烧结两个突起；将中空管无突起的一端套一个支撑卡子，将它们一同插入内玻璃管中，中空管上的突起在插入过程中要与内玻璃管上的突起错开，从图4可以看出两对突起的径向相对位置，待完全插入后，将中空管旋转，使中空管上的突起恰好与内玻璃管上的突起在轴向上一致，中空管上的突起位于内玻璃管突起的向内的一方，见图5，这在内玻璃管与中空管的长度设计上要做到装好后，中空管上的突起与内玻璃管突起在轴向上不会有相对移动，即内玻璃管上的突起限制了中空管的轴向移动，不允许其从内玻璃管中出来、也没有超过5mm的间隙。
在本方案中，中空管占据了大量空间，使得全玻璃真空太阳集热管中的水量大减。另外，由于中空管与全玻璃真空太阳集热管之间并未完全卡死，在需要清洁集热管内的水垢时，可以将中空管旋转后取出再进行清洁，避免了中空管与内玻璃管之间由于空间较小而出现水垢堵塞问题。由于采用突起卡住的结构，在使用时非常可靠，不会有中空管脱出的情况。
图6给出了本实用新型的第二种具体实施方式
，本方案实际上是第一种方案的变形。图6中1是内玻璃管开口端、19是内玻璃管，3是太阳选择性吸收涂层、4是真空夹层、5是罩玻璃管、6是内玻璃管支承件、7是吸气剂、8是吸气膜、9是内玻璃管圆头端，15是中空管、16是内玻璃管内壁突起、17是中空管突起、18是中空管支撑卡子。在本方案中中空管采用的是玻璃材料。
在方案二中，所制作的全玻璃热管真空太阳集热管的内玻璃管要比罩玻璃管延长一些，其它制作方法和装配过程与方案一完全相同，在此就不再赘述。它的优点也同方案一相同，既减少了全玻璃真空太阳集热管内的水量，同时还方便将中空管取出，清洁集热管内的水垢。
在前两个方案中，为保险起见，以免个别突起会损坏，可以将内玻璃管突起和中空管突起都做三个或两对，在圆周上均匀分布，再多也没有必要。还可将内玻璃管的突起加工成条状，这样拦截的角度就比较大，中空管即使略有转动，也不会脱出。
图7给出了本实用新型的第三种具体实施方式
，这种方案是第二种具体实施方式
的一个变形。图7中1是内玻璃管开口端、19是内玻璃管，3是太阳选择性吸收涂层、4是真空夹层、5是罩玻璃管、6是内玻璃管支承件、7是吸气剂、8是吸气膜、9是内玻璃管圆头端，15是中空管、20是内玻璃管内壁突起、18是中空管支撑卡子。在本方案中中空管采用的是玻璃材料。
在方案三中，同样是内玻璃管比罩玻璃管延长一些，但装配过程与以上两种方案略有差别。它是将内玻璃管比罩玻璃管延长一些的全玻璃真空太阳集热管制成之后，直接将中空管与中空管卡子插入内玻璃管中，将中空管与顶到内玻璃管圆头处，待中空管位置放好后，将内玻璃管的延长部分的端口处烧结变形，夹出两个对称缩口，两缩口之间的距离小于中空管的直径，使得中空被卡在内玻璃管中。如果不是烧出两个缩口，也可以象方案一和方案二一样，在内玻璃管延长部分烧结两个突起。这种结构在制作时相对简单，但是由于中空管是被卡死在内玻璃管中，就不方便将中空管取出来清洁整支集热管内的水垢。
在以上三个方案中，中空管的材料采用的是玻璃，这种玻璃可以与集热管的玻璃成分不同，中空管的材料还可以采用其它耐300℃的材料，包括耐热塑料、树脂等无毒易加工材料。
图8给出了使用本实用新型构成的太阳热水器结构示意图，图中10是贮热水箱，11是水，21是带中空管的集热管，13是集热管尾座，14是热水器支架。贮热水箱采用85公斤容量，带中空管的集热管长度1.5米，共12支，中空管内径为34mm、长度1.48米，中空管的外径28mm、长度1.48米。在使用不带中空管的集热管时，管内总水量为12×1.3＝15.6公斤，使用这种带中空管的集热管后，每支管内水量只有0.47公斤，12支管总水量只有5.6公斤，比不带中空管的少了10公斤。同样的吸热面积，使用不带中空管的集热管时，要加热100.6公斤的水，而使用带内衬管的集热管时，只要加热90.6公斤的水，用户就可以多使用相当于10公斤热水的热量，提高了日有用得热量约11％。
权利要求1.一种全玻璃真空太阳集热管，它包括内玻璃管、太阳选择性吸收涂层、真空夹层、罩玻璃管、内玻璃管支承件，内玻璃管有开口端与圆头端，其特征在于还包括一个中空管和支承卡子，内玻璃管内壁上开口端处有突起，所说的中空管的一端用支承卡子固定在内玻璃管的圆头端，另一端由内玻璃管内壁上的突起固定。
2.根据权利要求1所说的全玻璃真空太阳集热管，其特征在于所说的中空管的一端有突起，被内玻璃管突起卡住。
3.根据权利要求1或2所说的全玻璃真空太阳集热管，其特征在于内玻璃管突起是一个或一个以上在圆周上均布，中空管突起相应地是一个或一个以上在圆周上均布。
4.根据权利要求1或2所说的全玻璃真空太阳集热管，其特征在于中空管采用玻璃材料。
5.根据权利要求1或2所说的全玻璃真空太阳集热管，其特征在于中空管采用耐热塑料或树脂等无毒易加工材料。
6.根据权利要求1或2所说的全玻璃真空太阳集热管，其特征在于内玻璃管上的突起呈条状。
7.根据权利要求1或2所说的全玻璃真空太阳集热管，其特征在于内玻璃管上的突起呈圆点状。
专利摘要本实用新型涉及一种全玻璃真空太阳集热管，属于太阳能热利用领域，广泛应用于水在玻璃管内的全玻璃真空管太阳热水器和集热器。本实用新型包括内玻璃管、太阳选择性吸收涂层、真空夹层、罩玻璃管、内玻璃管支承件，内玻璃管有开口端与圆头端，其特征在于还包括一个中空管和支承卡子，内玻璃管内壁上开口端处有突起，所说的中空管的一端用支承卡子固定在内玻璃管的圆头端，另一端由内玻璃管内壁上的突起固定。它的优点是减少集热管内的水量，使得热水器升温快，热交换启动时间短，提高热水器的日有用得热量，减少能量浪费，同时又方便清洁。
文档编号F24J2/05GK2835896SQ20052010909
公开日2006年11月8日 申请日期2005年6月13日 优先权日2005年6月13日
发明者李德坚, 周小雯, 安瑞红, 殷志强 申请人:北京清华阳光能源开发有限责任公司, 北京清华阳光太阳能设备有限责任公司