[实用新型]一种直通式太阳能真空集热管

说明书

本实用新型涉及一种太阳能热利用装置，具体指一种太阳能真空集热管。

在已有的太阳能集热器产品中，真空集热管以良好的真空密封特性被逐步推广使用。由外玻璃罩管和内金属吸热管组成的直通式真空集热管还具有比非直通式集热管更好的使用性能，如工质循环阻力小，热量传递快，内壁不结垢，不爆管等等。但直通式真空管的密封技术也较非直通式集热管复杂的多。这不仅表现在工艺方面，对密封材料的理化性能要求也很高，因而制做成本比非直通式集热管要高许多，由此在价格上影响着直通式真空管的推广使用。针对这种情况，已有新的改进设计方案提出，如中国专利95218381.1和99227534.2分别提出在内外管之间用耐热胶封口或用管塞通过胶接使内外管之间获得密封，其中后者还考虑到使用托片以加强管塞的强度。以上改进方案不足之处，在于仅仅依靠密封件自身的粘接力和受力变形来实现内外管隔层间的真空密封并保持产品所要求的真空度是困难的。一方面隔层内的密封件受力变形后不可能同时对内外管的两个反向壁面同时产生内缩外胀的密封效果，另一方面，外玻璃管和内金属管在受热后膨胀系数不同，对胶接面会产生相对移动，从而破坏胶接的密封状态，使密封效果受到影响。从密封结构方面讲，采用托片一类的密封辅助装置还会使密封结合面增大，使密封难度增加。因此现有技术有必要进一步改进和完善。

针对上述上足，本实用新型提供了一种新的直通式真空集热管，其目的是通过改进集热管的结构和密封工艺，使这种改进的直通式真空集热管不仅具有稳定的真空密封特性，还具有良好的经济性能，从而使直通式真空集热管更好的推广使用。

本实用新型的目的通过以下设计实现。

改变已有直通管两端密封段的结构形状，使之由直管改为圆锥管，改变形状后的内外管组装配套后，其密封段的内外管隔层为倒圆锥形环状空间，将一个体积和形状都与该空间相等的密封件填充空间内，再用一个套在内管上的定位弹簧对密封件施以轴向压力，使密封件受力变形与内外管圆锥壁面产生径向撑力而紧贴配合，最后用弹簧挡圈与内管上的卡槽配合，将弹簧压缩固定在设定的位置，通过保持弹簧对密封件的稳定压力，使内外管隔层的密封状态得以保持。当直通管的另一端采取同样的结构使密封件与圆锥管壁面紧贴配合时，两端的密封件在弹簧的作用下对两端的圆锥管壁面形成相向顶力，同时也受到两端圆锥管壁面的反向推力，由此实现对直通式集热管隔层的真空密封。

由于采用上述方案，内外管由被密封件变为密封结构的组成部件，因此简化了直通管的密封结构，同时所选用的密封方法能够使密封材料在内金属管热膨胀时进行自适应调节，避免因材料的压应力和膨胀系数的差异对密封效果的影响。因此，经过改进的直通式集热管比已有技术具有更稳定的真空特性和更好的经济性能。

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。其中：

图1是本实用新型第一优选实施例结构示意图；

图2是本实用新型另一实施例结构示意图。

图中：1内金属吸热管、2限位档圈、3外管保护罩、4压紧弹簧、5外玻璃罩管、6密封件、7内外管隔层、8平垫

图1示出了本实用新型的优选结构及形状，外管5和内管1上各有一段等长的并相对应的圆锥形管，在该段圆锥形管之间是一段圆锥形环状隔层，该隔层内装有密封件6，弹簧4从内管1套入置于密封件6上端面，在弹簧4和密封件6之间有平垫8，用于弹簧4限位的卡槽在内管1圆锥壁面的上部，其位置不超过外管5的端口，在档圈2与弹簧4之间也有一平垫8，弹簧4被卡槽与档圈2压缩限位在外管5的端口之内。保护罩3一端有中心孔与内管1配合并使内管1从该孔伸出，保护罩3的开口端及内孔与外管5配合并将外管5的管口及下部一截管罩住。

外管5上的圆锥段在制造玻璃时即同时成型，无需二次加工，内管1上的圆锥段可采用撑胀工艺加工，也可直接在金属内管1上外加锥套通过焊接获得，但锥套要有较高的圆柱度和表面光洁度，与内管1结合处没有明显的接缝，其焊接点应选择在锥套底端与内管1的结合部位，并且采取密封施焊。

本实用新型中的密封件6的形状要能够与构成密封段隔层的各壁面紧贴配合，在选用材料上，优选气密性、弹性、耐老化性都优良的密封材料，如柔性石墨，改性硅橡胶等。由于本实用新型对密封隔层有较高的失圆精度要求，采用密封填料较密封橡胶更能适应和弥补内外管失圆偏差造成的密封质量问题。

密封压紧弹簧4为圆柱形等径弹簧，套入内管1后其配合间隙不易过大，以免弹簧4受压后产生弯曲而影响密封件6的受力效果。