CN107202436A - 全玻璃透明真空管金属热管集热器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种全玻璃透明真空管金属热管集热器，包括玻璃真空管、热管，其特征是：玻璃真空管为单管口全玻璃透明真空管，热管的管体由仅一端开口的单管口金属套管组成，金属外管的管口与金属内管的外壁或管口间密封连接，使得金属内管和金属外管之间形成空腔，在空腔中充有液体传热工质；在热管的金属外管的外壁上固定有环口套，热管插在玻璃真空管中，环口套的内层侧壁伸入玻璃真空管端口中、外层侧壁包裹在玻璃真空管端口的外侧壁上。其优点是：能够实现沸腾传热，热管既是吸热元件又是传热元件，传热效率高，能够水平使用，热管的冷凝端在使用中不会结垢，热管和真空玻璃管为插接式连接，真空玻璃管容易更换。
Description
技术领域
本发明涉及一种全玻璃透明真空管金属热管集热器，属于太阳能集热器领域。
背景技术
全玻璃透明真空管金属热管集热器属于真空管集热器的一种，也叫热管式真空管，它由热管、吸热体、真空玻璃管和金属端盖等主要部件组成。主要应用于太阳能热水器。在热管式真空管中，真空玻璃管由玻璃内管、玻璃外管、位于玻璃内外管之间的真空夹层构成，在玻璃内管的外壁上有镀膜吸热层（吸热体），是一个吸热和保温的元件；一般热管由管壳、吸液芯和端盖组成。热管内部是被抽成负压状态，充入适当的液体，这种液体沸点低，容易挥发。管壁有吸液芯，其由毛细多孔材料构成。热管一端为蒸发端，另外一端为冷凝端，蒸发端也叫蒸发段，冷凝端也叫冷凝段或冷却段，在蒸发段和冷凝段之间的管段为绝热段。当热管一端受热时，毛细管中的液体迅速汽化，蒸气在热扩散的动力下流向另外一端，并在冷端冷凝释放出热量，液体再沿多孔材料靠毛细作用流回蒸发端，如此循环不止，直到热管两端温度相等（此时蒸汽热扩散停止）。这种循环是快速进行的，热量可以被源源不断地传导开来。当蒸发端在下、冷凝端在上，热管呈竖直或倾斜放置时，工作液体的回流靠重力足可满足，无须毛细结构的管芯，这种不具有多孔体管芯的热管被称为热虹吸管。热虹吸管结构简单，在太阳能热水器领域广泛使用。热管在热管式真空管中是一个传热元件。热管式真空管的热管伸入到真空玻璃管中端口用金属端盖封闭，热管的蒸发端被封闭在真空玻璃管中，冷凝端位于真空玻璃管外。真空玻璃管吸收的太阳能以热量的形式聚集在真空玻璃管内，被固定热管的蒸发端吸收并传递到冷凝端与太阳能热水器中的水完成热交换。
采用热管式真空管的太阳能热水器与其他类型的太阳能热水器相比，其优点是：.耐冰冻：采用抗冻型热管，即使在－50℃的严寒条件下也不会冻裂；.启动快：热管的热容量大，在阳光下几分钟后即可输出热量；而且在多云间晴的天气，比其他热水器能产生更多的热水；.不结垢：由于水不直接流经真空管内，避免了因结水垢而引起的水道堵塞问题；.保温好：热管具有单向传热的特点，使热水在夜间不会沿热管向下散热到周围环境；.承压高：由于玻璃管内不盛水，连接成集热器后可随自来水和循环泵的压力，因而在大中型热水***应用中独具优势；.耐热冲击性好：即使用户偶然误操作，阳光下空晒后的热水器内立即注入冷水，真空管也不会炸裂；.安装简便，运行可靠：集热器内的真空管与集热器间是“干性连接”，无热水泄漏问题，安装方便；即使有一根热管出现问题，在维修过程中也不会影响整个***的正常使用。正是由于热管式真空管具有以上诸多优点，才越来越受到各国太阳能界的重视。
然而，热管式真空管在太阳能热利用中也存在一些缺点：（1）只能竖直或倾斜放置使用，不能水平使用；（2）热管的冷凝端散热面积较小，影响传热效率；（3）与热管的冷凝端接触的水处于相对静止状态，同样会降低热管的传热效率；（4）虽然热管式真空管的真空玻璃管和热管内都没有水流入，内部不会结垢，但热管的冷凝端会在使用中结垢，降低热管的传热效率；（5）热管和真空玻璃管的端口通过金属端盖紧密结合在一起（在旋压机上旋压而成），如果真空玻璃管破裂必须返厂维修，很难实现人工更换真空玻璃管。
发明内容
本发明的目的是提供一种热管冷凝端散热面积大、能够实现沸腾传热，热管既是吸热元件又是传热元件，传热效率高，能够水平使用，热管的冷凝端在使用中不会结垢，热管和真空玻璃管为插接式连接，真空玻璃管容易更换的全玻璃透明真空管金属热管集热器。
本发明的目的是通过以下方式实现的：
本发明包括玻璃真空管、热管，其特征是：玻璃真空管为单管口全玻璃透明真空管，热管的管体由仅一端开口的单管口金属套管组成，金属外管的管口与金属内管的外壁或管口间密封连接，使得金属内管和金属外管之间形成空腔，在空腔中充有液体传热工质，在金属外管的外壁上设有吸热层；在热管的金属外管的外壁上固定有环口套，环口套是一个有双层侧壁的环形套体，环口套其外层侧壁和内层侧壁的上端部连接为一体，使得外层侧壁和内层侧壁间形成夹缝，环口套上端与热管的管口口沿平齐或位于热管的管口的口沿下部，热管插在玻璃真空管中，环口套的内层侧壁伸入玻璃真空管端口中、外层侧壁包裹在玻璃真空管端口的外侧壁上，即：玻璃真空管端口伸入环口套的内、外层侧壁的夹缝中。
所述金属内管和金属外管为同心套管；
所述金属内管的长度根据需要确定；
所述金属内管的横截面是圆形、椭圆形、正多边形、四个角采用圆弧倒角的长方形中的一种；
所述金属内管和金属外管之间的空腔为负压空腔；
在所述双层侧壁的环口套的外层侧壁上设有环绕外层侧壁下沿的定位边。
本发明的优点是：本发明采用以热管管体的金属外管作为蒸发端、以金属内管作为冷凝端的冷凝端内置式热管， 冷凝端内置式热管没有绝热段，蒸发端的吸热面积大、冷凝端的散热面积大，热管管体有单管口管腔，热水器中的水能够进入热管管体的管腔中自然循环换热，实现了沸腾传热，较传统热管的热转换效率高；玻璃真空管为全玻璃透明真空管，仅为保温元件，而在热管管体的金属外管的外壁上设有吸热层，使得热管既是吸热元件又是传热元件，同样提高了热管的热转换效率；本发明在太阳能热水器中能够水平使用，热管的冷凝端在使用中不会结垢；热管和真空玻璃管为插接式连接，真空玻璃管如果损坏很容易更换，而且热管能够单独作为集热器使用。
附图说明
图1是实施例1中全玻璃透明真空管金属热管集热器的结构示意图；
图2是实施例1中金属热管的结构示意图；
图3是实施例1中固定有环口套的金属热管的结构示意图；
图4是实施例2中全玻璃透明真空管金属热管集热器的结构示意图；
图5是实施例3中全玻璃透明真空管金属热管集热器的结构示意图；
图6是实施例3中金属热管的结构示意图；
图7是实施例4中全玻璃透明真空管金属热管集热器的结构示意图。
具体实施方式
实施例1：
参照附图1、2、3，本发明包括玻璃真空管1、热管2，玻璃真空管为单管口全玻璃透明真空管，热管的管体由仅一端开口的单管口同心铜或铝套管组成，金属外管5的管口与金属内管6的管口间密封连接，使得金属内管和金属外管之间形成空腔7，在密封连接的同时将空腔抽成负压状态，在空腔中充有液体传热工质，在金属外管的外壁上通过镀膜或喷涂的方式固定一层吸热层8；在热管的金属外管的外壁上固定有环口套3，环口套是一个有双层侧壁的环形套体，环口套其外层侧壁和内层侧壁的上端部连接为一体，使得外层侧壁和内层侧壁间形成夹缝，环口套上端与热管的管口4口沿平齐。热管插在玻璃真空管中，环口套的内层侧壁伸入玻璃真空管端口中、外层侧壁包裹在玻璃真空管端口的外侧壁上，即：玻璃真空管端口伸入环口套的内、外层侧壁的夹缝中；所述环口套为橡胶件。
实施例2：
参照附图4，全玻璃透明真空管金属热管集热器的结构与实施例1基本相同，差别是：在双层侧壁的环口套的外层侧壁上设有环绕外层侧壁下沿的定位边9。定位边的作用是：当集热器与太阳能热水器的水箱或联箱的连接孔连接时，对***连接孔的长度进行定位。
实施例3：
参照附图5、6，全玻璃透明真空管金属热管集热器的结构与实施例1基本相同，差别是：热管的金属外管的管口与金属内管的外壁密封连接；环口套上端位于热管的管口的口沿下部。
实施例4：
参照附图7，全玻璃透明真空管金属热管集热器的结构与实施例3基本相同，差别是：热管的金属内管的长度远小于金属外管的长度。
Claims (5)
1.一种全玻璃透明真空管金属热管集热器，包括玻璃真空管、热管，其特征是：玻璃真空管为单管口全玻璃透明真空管，热管的管体由仅一端开口的单管口金属套管组成，金属外管的管口与金属内管的外壁或管口间密封连接，使得金属内管和金属外管之间形成空腔，在空腔中充有液体传热工质，在金属外管的外壁上设有吸热层；在热管的金属外管的外壁上固定有环口套，环口套是一个有双层侧壁的环形套体，环口套其外层侧壁和内层侧壁的上端部连接为一体，使得外层侧壁和内层侧壁间形成夹缝，环口套上端与热管的管口口沿平齐或位于热管的管口的口沿下部，热管插在玻璃真空管中，环口套的内层侧壁伸入玻璃真空管端口中、外层侧壁包裹在玻璃真空管端口的外侧壁上。
2.根据权利要求1所述的全玻璃透明真空管金属热管集热器，其特征是：所述金属内管和金属外管为同心套管。
3.根据权利要求1所述的全玻璃透明真空管金属热管集热器，其特征是：所述金属内管的横截面是圆形、椭圆形、正多边形、四个角采用圆弧倒角的长方形中的一种。
4.根据权利要求1所述的全玻璃透明真空管金属热管集热器，其特征是：所述金属内管和金属外管之间的空腔为负压空腔。
5.根据权利要求1所述的全玻璃透明真空管金属热管集热器，其特征是：在所述双层侧壁的环口套的外层侧壁上设有环绕外层侧壁下沿的定位边。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN111964279A (zh) * | 2020-08-28 | 2020-11-20 | 江苏浴普太阳能有限公司 | 一种太阳能集热器真空管结构 |
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2017
- 2017-07-11 CN CN201710562348.3A patent/CN107202436A/zh active Pending
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