[发明专利]热管式真空集热管

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能集热管，特别涉及一种热管式真空集热管。

背景技术

真空集热管是一种太阳能热利用领域的核心器件，其主要功能是将太阳能转化为热能。热管是一种高效传热元件，具有效率高、安全性能好等特点。将热管技术与真空集热管有机结合，制成可应用于中、高温热利用场所的热管式金属-玻璃真空集热管，可以提高真空集热管传热和安全性能。目前市场上使用的热管式真空集热管，热管壳体为金属，在玻璃管与金属热管之间采用可伐合金连接。这种集热管结构解决了膨胀系数的差异问题，在实践中已有一定的应用。

检索发现，申请号为01141781.1的中国专利申请公开了一种热管式太阳能真空集热管，其端盖可以套装在全玻璃真空管上面，也可以插接在真空管内，再用胶粘剂封固，端盖上部有一尾管可以排气和注液，真空管内充填以相变工质。专利号为ZL 00101464.1的中国专利公开了一种真空集热管，其特点是通过连接套管下部台阶的内孔与全玻璃真空集热管的口部密封连接，其上部台阶的内孔与金属长管的下端口部密封连接。此外，申请号为02289924.3的中国实用新型专利公开了一种设置有可伐密封环的热管真空集热管，它是在可伐端盖与玻璃管法兰之间设置有一个带弯边的可伐密封环，可伐密封环弯边压入并封接于玻璃管法兰内，可伐端盖与可伐密封环直接进行焊接密封。以上关于热管真空集热管的封接结构的改进，在不同程度上改善了气密性，避免了产生慢性漏气，延长了热管集热管的使用寿命，基本可以满足日常太阳能热水器之类的中低温使用场合。

但实践证明，上述金属与玻璃之间的封接较为困难，即使采用可伐合金过渡封接，时间长或受热后仍易漏气甚至破裂。另外，金属热管内易产生不凝性气体，导致性能下降，寿命缩短。

发明内容

为了解决现有技术存在的金属与玻璃的封接困难，管内易产生不凝性气体的缺点，本发明提出了一种热管式真空集热管，采用复合材料为壳体的热管，更易与玻璃封接，不易产生不凝性气体的。

本发明的技术方案为一种热管式真空集热管，包括表面设有太阳能吸收层的热管，所述热管外设有玻璃管，所述玻璃管一端开口，所述玻璃管与热管之间为真空层，所述真空层间可以设有吸气剂以更好地保证真空层的真空度，所述热管的上部设有冷却套管，所述冷却套管上设有进液口和出液口，所述热管的中部通过封接件与玻璃管口密封连接，在所述封接处的外部设有防护罩，所述防护罩的一端与玻璃管配合，另一端与热管紧密配合，所述热管下部为三层复合结构，底层为复合材料层，复合材料层外设有金属层，在金属层外为太阳能吸收层。复合材料层可以选择碳纤维复合材料或者玻璃纤维复合材料制造。所述的金属层可以采用直接在复合材料制造的热管表面镀铜或者镀铝的方式，然后再在所镀的铜、碳钢、不锈钢或者铝表面涂敷太阳能吸收层。这样处理过的复合材料管的致密性大大提高，金属粒子可以很好的填充复合材料中的空隙，可以更好的保证管子的真空度。而且复合材料制成的的热管，复合材料和管内的工质的相容性提高，在热管内不易产生不凝性气体。所述的热管式真空集热管，还可以在所述的热管下部装有自定心支撑，借助自定心支撑的辅助支撑作用，可以消除热变形差异产生的应力，对封接处起到所需的应力缓解保护作用，延长集热管的寿命。所述的热管式真空集热管，在所述的热管上还可以设有翅片，翅片上设有太阳能吸收层，翅片可以是一字型、十字型或者螺旋型的，在热管下部带有表面涂覆太阳能吸收涂层的翅片，可以在不增大整体体积的情况下，显著增大吸热面积，提高吸热效率。

本发明的有益效果为：1.由于热管由复合材料构成，热管与玻璃管之间的封接是采用复合材料与玻璃之间的封接方式相比原来的金属和玻璃的封接要容易的多，密封效果也要好的多，更能保证集热管的真空度。

2.成本低，易加工成型。本发明采用复合材料作为热管的壳体材料，相比金属而言成本较低；复合材料为壳体的热管和管内的工质的相容性提高，不易产生不凝性气体而影响热管的寿命，且更易加工成所需要的形状。

3.在复合材料外设有金属层大大的提高了复合材料管表面的致密性，能够更好的保证真空度。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本实用新型实施例1的结构示意图。

图中1是热管、2是冷却套管、3冷却介质、4是法兰、5是封接件、6是玻璃管、7是真空层、8是太阳能吸收层、9是自定心支撑、10是保护罩、11是翅片。

图2是本发明实施例2的结构示意图。

图3是图1的A向局部视图。