一種金屬熱管與集熱器聯集器的密封連接結構的製作方法

2023-04-22 15:40:56 2

專利名稱：一種金屬熱管與集熱器聯集器的密封連接結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種金屬熱管與集熱器聯集器的密封連接結構，應用於太陽能集熱器上，屬於太陽能熱利用技術領域。
背景技術：
在中國專利200420007023.7中公開了一種相變熱導管與熱水器之間的密封結構，熱管與熱水器貯熱水箱之間的密封連接結構如圖1所示圖中1是全玻璃真空太陽集熱管(以下簡稱集熱管)，2是保溫層，3是壓帽，4是金屬熱管(以下簡稱熱管)，5是接頭底座，6是貯熱水箱外殼，7是貯熱水箱內膽，8是密封膠圈，9是金屬墊圈。這種結構比較適合熱管與貯熱水箱之間的連接。真空管太陽熱水器或集熱器所使用的金屬熱管，其長度通常超過1200mm，為了保證良好的換熱效果，熱管的冷凝段通常要超過120mm左右。上述專利的這種密封連接結構中，由於貯熱水箱本身的內膽直徑通常都在300mm以上，所以熱管的冷凝段完全可以做到120-150mm左右以保證良好的換熱效果同時又適用於熱水器貯熱水箱的徑向尺寸，而沒有因為熱管對冷凝段長度有要求而對貯熱水箱的徑向尺寸有特別的要求。
如果將這種密封連接結構用在集熱器中，仍要保證熱管的冷凝段達到120-150mm，就要求集熱器聯集器縱向尺寸相對應超過140-170mm以上。圖2和圖3給出了採用上述專利密封連接結構時集熱器聯集器的結構。圖2中1是集熱管，2是保溫層，3是壓帽，4是熱管，5是接頭底座，8是密封膠圈，9是金屬墊圈，11是聯集器內膽(也稱聯集器主管道)，10是聯集器外殼，12是進出水口，17是擋風圈。圖3是圖2中A-A截面的剖視圖，圖3中1是集熱管，2是保溫層，3是壓帽，4是熱管，5是接頭底座，8是密封膠圈，9是金屬墊圈，10是聯集器外殼，11是聯集器內膽，12是進出水口，17是擋風圈，其中進出水口12、聯集器外殼10、保溫層2和聯集器內膽11構成集熱器的聯集器，在進出水口12和聯集器內膽11中有傳熱工質。圖2和圖3給出的就是採用上述專利中公開的連接密封結構的集熱器，那麼在聯集器截面寬度不變的情況下，聯集器的縱向截面尺寸就要超過金屬熱管4冷凝段的長度，即超過140mm，尺寸加大必然帶來聯集器中存水量的增加，存水量多意味著集熱器的熱負荷大，熱啟動的速度相對較慢，且聯集器的表面積也會相應增大，一是增加聯集器內膽、外殼以及保溫材料的使用量，另外表面積大會增加熱損，聯集器過大，集熱器的外觀也不美觀。圖2和圖3中集熱器的聯集器截面是長方形結構，因此不能夠承壓運行，如果要實現聯集器能夠承壓運行，聯集器內膽必須是圓形的，就類似熱水器的貯熱水箱了，這樣聯集器的體積會更大，以上所說的各種缺點會更加明顯。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是設計一種集熱器的聯集器與金屬熱管的密封連接結構，使得聯集器體積減小，聯集器內存水量減少，降低熱損，節省材料，同時該結構可以承壓運行。
本實用新型包括密封膠圈(8)、聯集器主管道(13)、金屬熱管(4)和進出水口(12)，其特徵在於聯集器主管道(13)為圓柱形，在聯集器主管道(13)軸向上等間距地密實焊接有與聯集器主管道(13)連通的支管接頭(14，19)，支管接頭(14，19)未焊接一端有螺紋，金屬熱管(4)在其冷凝段與蒸發段交界處密實焊接有一金屬墊片(18)，另外還有一個鎖緊絲堵(15，20)與支管接頭(14，19)的螺紋相配，聯集器主管道(13)、支管接頭(14，19)、密封膠圈(8)、金屬墊片(18)和鎖緊絲堵(15，20)依次相連，將金屬熱管(4)與聯集器主管道(13)連接在一起。
所說的支管接頭(14)未焊接一端的螺紋為外螺紋，鎖緊絲堵(15)有內螺紋與支管接頭(14)的外螺紋相配。
所說的支管接頭(19)未焊接一端的螺紋為內螺紋，鎖緊絲堵(20)有外螺紋與支管接頭(19)的內螺紋相配。
結合附圖對本實用新型內容作近一步說明。圖4給出本實用新型的一種基本結構示意圖，圖中4是金屬熱管、12是進出水口、13是聯集器主管道，14是支管接頭，15是鎖緊絲堵。圖5是圖4中I部分的局部放大示意圖，可以看出支管接頭14與鎖緊絲堵15相配合的詳細結構，圖5中4是金屬熱管，8是密封膠圈，14是支管接頭，15是鎖緊絲堵，18是金屬墊片。聯集器主管道13採用圓柱形結構，從圖4和圖5中可以看到進出水口12連接在聯集器主管道13的兩端，在聯集器主管道13軸向上等間距地密實焊接有支管接頭14並相通，支管接頭14未焊接一端帶有外螺紋，在金屬熱管4冷凝段與蒸發段交界處密實焊接有一金屬墊片18，另外還有一個鎖緊絲堵15有內螺紋與支管接頭14的外螺紋相配，聯集器主管道13、支管接頭14、密封膠圈8、金屬墊片18和鎖緊絲堵15依次相連，將金屬熱管4與聯集器主管道13連接在一起。通過這種密封連接結構，在集熱器中，進出水口12、聯集器主管道13和支管接頭14中有傳熱工質，並且不會滲漏。
圖6給出本實用新型的另一種基本結構示意圖，圖中4是金屬熱管、12是進出水口、13是聯集器主管道，19是支管接頭，20是鎖緊絲堵。圖7是圖6中II部分的局部放大示意圖，可以看出支管接頭19與鎖緊絲堵20相配合的詳細結構，圖7中4是金屬熱管，8是密封膠圈，19是支管接頭，20是鎖緊絲堵，18是金屬墊片。聯集器主管道13採用圓柱形結構，從圖6和圖7中可以看到進出水口12連接在聯集器主管道13的兩端，在聯集器主管道13軸向上等間距地密實焊接有支管接頭19並相通，支管接頭19未焊接一端帶有內螺紋，在金屬熱管4冷凝段與蒸發段交界處密實焊接有一金屬墊片18，另外還有一個鎖緊絲堵20有外螺紋與支管接頭19的內螺紋相配，聯集器主管道13、支管接頭19、密封膠圈8、金屬墊片18和鎖緊絲堵20依次相連，將金屬熱管4與聯集器主管道13連接在一起。通過這種密封連接結構，在集熱器中，進出水口12、聯集器主管道13和支管接頭19中有傳熱工質，並且不會滲漏。
本實用新型的優點是1、聯集器主管道截面為圓形，可以進行承壓運行；2、減小金屬熱管在聯集器中的長度，將熱管大部分冷凝段放置在支管接頭內，減小聯集器體積，因而減少管道內的存水量，加快集熱器的熱啟動速度，同時減少聯集器的用料成本；3由於減小了集熱器聯集器的縱向尺寸，使得集熱器在外形上協調美觀。


圖1是原有技術熱管與熱水器貯熱水箱的密封連接結構示意圖。
圖2是用原有技術用於熱管與集熱器聯集器的密封連接結構示意圖。
圖3是圖2中A-A線的剖視圖。
圖4是本實用新型一種基本結構示意圖。
圖5是圖4中I部分的局部放大圖。
圖6是本實用新型另一種基本結構示意圖。
圖7是圖6中II部分的局部放大圖。
圖8是本實用新型具體實施例中集熱器結構示意圖。
圖9是圖6中B-B線的剖視圖。
圖10是圖7中結構一種變形。
圖11是圖7中結構的另一種變形。
具體實施方式
圖8和圖9給出了本實用新型的一個具體實施方式
。圖8給出這種密封連接結構用於集熱器中的形式，圖中1是全玻璃真空太陽集熱管，2是保溫層，4是金屬熱管，8是密封膠圈，12是進出水口，13是聯集器主管道，14是支管接頭，15是鎖緊絲堵，16是聯集器外殼，17是擋風圈，18是金屬墊片。其中，進出水口12、聯集器外殼16、保溫層12、聯集器主管道13和支管接頭14構成集熱器的聯集器。圖9是圖6中B-B線剖視圖，圖中1是全玻璃真空太陽集熱管，2是保溫層，4是金屬熱管，8是密封膠圈，13是聯集器主管道，14是支管接頭，15是鎖緊絲堵，16是聯集器外殼，17是擋風圈，18是金屬墊片。
從圖8和圖9可以看到，聯集器主管道13截面採用圓形，整體呈圓柱狀，在聯集器主管道13軸向上等間距地密實焊接有多個支管接頭14並相通，支管接頭14未焊接一端帶有外螺紋，在金屬熱管4的冷凝段與蒸發段交界處密實焊接有一金屬墊片18。裝配時是這樣先將密封膠圈8穿過金屬熱管4的冷凝段放在焊好的金屬墊片18上，然後將裝有密封膠圈8的金屬熱管4插入聯集器主管道13上的支管接頭14中，支管接頭14未焊接一端剛好對在密封膠圈8上，這時再將鎖緊絲堵15從金屬熱管4的底部套入，與支管接頭14未焊接一端的外螺紋擰好鎖緊。這樣，就將金屬熱管4與聯集器主管道13密封連接在一起。在進出水口12、聯集器主管道13和支管接頭14中有傳熱工質。
圖8和圖9分別對比圖2和圖3，就是本實用新型結構與已公開專利技術相比較顯示出明顯的不同。下面通過計算近一步說明二者結構帶來的變化。如果保證熱管冷凝段長度為150mm，結構改進前，即採用背景技術中專利技術的聯集管的截面為尺寸為170mm×50mm，經計算，聯集器的內水量約為8-5kg；而採用本實用新型的結構，按照聯集器主管道13的直徑為30mm計算，聯集器主管道13內的水量約為0.7kg，加上支管接頭14中的水量約0.4kg，水量總計約為1.1kg。通過集熱器聯集器中的水量計算結果，明顯看出本實用實型的聯集器內的傳熱工質量大大減少。傳熱工質量相對少，集熱器的熱啟動負荷相對就小，集熱器就會啟動較快。同時，減小了聯集器主管道13的尺寸，就減少聯集器的整體尺寸，因而減少了聯集器外殼16、保溫層2的材料成本，即減少了整個聯集器的材料成本，並且聯集器表面積減小，熱損也相應減小。因為聯集器主管道13和支管接頭14均為圓柱形，因此可以承壓較大的壓力(通常可以達到3bar以上)，使集熱器承壓運行成為可能。另外，聯集器的縱向尺寸減小，集熱器整體尺寸比例協調，達到外形美觀的目的。
圖10和圖11給出了支管接頭19一端為內螺紋、鎖緊絲堵20有外螺紋相配的兩種結構變形，其原理同上述具體實施方式
，在此不再詳述。
本實用新型還可以有一些結構變形，在此不再贅述。
權利要求1.一種金屬熱管與集熱器聯集器的密封連接結構，包括密封膠圈(8)、聯集器主管道(13)、金屬熱管(4)和進出水口(12)，其特徵在於聯集器主管道(13)為圓柱形，在聯集器主管道(13)軸向上等間距地密實焊接有與聯集器主管道(13)連通的支管接頭(14，19)，支管接頭(14，19)未焊接一端有螺紋，金屬熱管(4)在其冷凝段與蒸發段交界處密實焊接有一金屬墊片(18)，另外還有一個鎖緊絲堵(15，20)與支管接頭(14，19)的螺紋相配，聯集器主管道(13)、支管接頭(14，19)、密封膠圈(8)、金屬墊片(18)和鎖緊絲堵(15，20)依次相連，將金屬熱管(4)與聯集器主管道(13)連接在一起。
2.根據權利要求1所說的金屬熱管與集熱器聯集器的密封連接結構，其特徵在於所說的支管接頭(14)未焊接一端的螺紋為外螺紋，鎖緊絲堵(15)有內螺紋與支管接頭(14)的外螺紋相配。
3.根據權利要求1所說的金屬熱管與集熱器聯集器的密封連接結構，其特徵在於所說的支管接頭(19)未焊接一端的螺紋為內螺紋，鎖緊絲堵(20)有外螺紋與支管接頭(19)的內螺紋相配。
專利摘要本實用新型涉及一種金屬熱管與集熱器聯集器的密封連接結構，應用於太陽能集熱器上，屬於太陽能熱利用技術領域。本實用新型包括密封膠圈(8)、聯集器主管道(13)、金屬熱管(4)和進出水口(12)，其特徵在於聯集器主管道(13)為圓柱形，在聯集器主管道(13)軸向上等間距地密實焊接有與聯集器主管道(13)連通的支管接頭(14，19)，支管接頭(14，19)未焊接一端有螺紋，金屬熱管(4)在其冷凝段與蒸發段交界處密實焊接有一金屬墊片(18)，另外還有一個鎖緊絲堵(15，20)與支管接頭(14，19)的螺紋相配，聯集器主管道(13)、支管接頭(14，19)、密封膠圈(8)、金屬墊片(18)和鎖緊絲堵(15，20)依次相連，將金屬熱管(4)與聯集器主管道(13)連接在一起。優點是熱啟動快，能承壓運行且外形美觀。
文檔編號F24J2/32GK2903801SQ200620113598
公開日2007年5月23日 申請日期2006年5月11日 優先權日2006年5月11日
發明者石紅恩, 張國斌 申請人:石紅恩, 張國斌