[发明专利]具有正棱柱型内管的全玻璃真空集热管及其制作方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳能利用装置领域，涉及具有正棱柱型内管的全玻璃真空集热管及其制作方法。 

背景技术

目前，太阳能热水器中使用的全玻璃真空太阳能集热管主要由外管和内管组成，而内管大都为光滑的圆柱管，即内管的径向截面呈圆形，在一定外管尺寸下，鉴于内管的表面积及容水量大小，以及受光面积和垂直受光面积影响，其集热效果不尽人意，不是很好；为进一步提高内管的集热效果，在一定外管尺寸下，使其吸热体表面积最大化，传热介质热交换面积最大化，内管容积最小化，曾出现如CN2781287Y、CN2442189Y及ZL200720103294·6提供的异型内管全玻璃真空太阳能集热管，即内管的径向截面呈非圆形，具有圆柱管不可比的优点，其不足之处在于，内管延轴向呈通体异形，即其径向非圆形截面延轴向呈通体式，因此产生了如下的问题，在加工制作中，异型内管的炸管下料难以完成，而其一端烧圆封闭更加困难，既便完成封圆，半圆形球面的壁厚不均，极易破损，而异型内管的另一端同样是难以与外管的一端熔接拼装实现环状封口，既便完成环状封口，封口线部位的壁厚不均，极易破损，因此一直设有有效的制作方法，至今也无产品面市。 

发明内容

解决的技术问题： 

提供具有正棱柱型内管的全玻璃真空集热管及其制作方法，能克服现有技术中存在的不足，真空集热管既具有径向非圆形截面延轴向呈通体式内管的优点，又适宜大批量有效制作，其制作方法中基于常规设备，并有配套的工序和工艺条件，成品率高，生产效率高。 

采用的技术方案： 

具有正棱柱型内管的全玻璃真空集热管，具有常规的全玻璃真空集热管的基本结构组成，包括内管、外管、内外管组成的真空腔、内管外壁上涂敷的选择性吸收镀膜、真空腔内装的钢卡及吸气剂镜面，其特征在于：所述内管由相互同轴连续为一体的左、中、右三段组成，中段为正棱柱型结构，其径向截面为正多边形截面；与中段向右同轴过渡连续为一体的右段为圆管型结构，其径向截面为圆形截面，该段的右端口内收渐变封圆，即烧圆封闭为半圆形球面；与中段向左同轴过渡连续为一体的左段为圆管型结构，其径向截面为圆形截面，该段的左端口外翻式与外管的左端口内翻式相互熔接拼装为环状封口。 

具有正棱柱型内管的全玻璃真空集热管的制作方法，包括，先制作内管、外管，内管的一端烧圆封闭为半圆形球面后，对内管外壁经磁控溅射涂敷A1-N/A1镀膜，之后内管、外管拼装组合，先放入钢卡及吸气剂，之后进行环状封口、排气及成品退火，最后，进行吸气剂镜面化，其特征在于：所涉内管制作加工依序如下，首先制备与正棱柱型内管的结构规格匹配的拉制毛坯内管用的出料模具，以常规设备及所述出料模具拉制轴向通体式正棱柱型毛坯内管，其长度应与预设定的内管的总长度相匹配，之后，对毛坯内管在退火炉内400～500℃温度下退火处理，消除应力，并以检测设备对其进行质检，接着以玻璃车床对毛坯内管的两端分别进行扩孔扩圆，孔深30～60mm，形成左段、右段，扩孔扩圆后的左段、右段的圆形径向截面的外径等于位于左段与右段之间的正棱柱型的中段的正多边形径向截面上具有的最大几何外径，之后以炸管机、齐管机，对扩孔扩圆后的内管进行定尺下料、齐边、燎口，然后将右段的右端口烧圆封闭为半圆形球面，再后，将内管在退火炉内550～580℃温度下进行第二次退火处理，消除应力，最后对内管外壁镀膜；内管镀膜后，内管、外管拼装组合、排气及成品退火，以及最后，进行吸气剂镜面化均按常规方法进行。

有益效果： 

由于内管具有正棱柱型结构的中段，并且相对于其相互同轴连续为一体的左、右段来说很长，因此，在一定外管尺寸下，内管外壁表面受光面积和垂直受光面积大，吸热体表面积能最大化，内管内壁表面积增大，提高了内管与传热介质的热交换能力，传热介质热交换面积能最大化；减少了内管容水量从而减少了无用功，所述真空集热管热能利用率提高，增大了外供热量，内管容积能最小化，合理的流道设计，能减小真空集热管内冷热水的混流，热水升流速率提高，输运顺畅；棱的存在，如同内管轴向有了加强筋，能提高真空集热管的准直度，增加抗弯曲、抗折和耐压能力，能使太阳能热水器得热量、平均日效率、热损耗系数等技术性能指标全面提高；所述具有正棱柱型内管的全玻璃真空集热管适宜大批量有效制作，其制作方法基于常规设备，投资少、成本低，易操作，成品率高，生产效率高，产品质量好，完全适宜大批量工业化生产，并能有力推动本行业的发展。 

附图说明

图1、总体结构示意图； 

图2、按图1中所示的A-A剖视放大图；