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专利名称:用于太阳能收集器吸收板的保持器及太阳能收集器的制作方法
技术领域:
本实用新型涉及ー种太阳能收集器,用于将太阳能辐射转换为热量并且以最高可能的效率将热量传递至流体传热装置(例如水或空气),由此,热量可以被用于家用或エ业应用,例如用于加热家用热水或中央供暖系统。本实用新型还涉及一种用于太阳能收集器吸收板的保持器。
背景技术:
典型地,太阳能收集器包括多个细长管,细长管包含用于吸收太阳能辐射的辐射吸收板,辐射吸收板与将被加热流体可以经过的或者在其里面包含用于将热量传递至将被加热流体的工作流体的管接触。辐射吸收板以及管的至少一部分被封装在抽空的辐射透明罩内以防止热损失。
辐射吸收板被使用支撑/保持结构保持于抽空的辐射透明罩内的中央位置。已知现有技术的收集器使用由板材料制成的支撑结构,所述板材料典型地由不锈钢冲压并形成。已知技术的支撑板通常是形成上夹和下板的两件式支撑板,上夹和下板在吸收板上接合以将吸收板保持在中央位置。类似地,从现有技术中还已知一件式支撑板只被附接于吸收板的ー侧,用于将吸收板保持于抽空的辐射透明罩内的中央位置。
需要一种用于吸收板的改进的支撑结构。
实用新型内容
根据本实用新型,提供了一种太阳能收集器,包括抽空的辐射透明太阳能吸收管,包括辐射吸收装置的吸收部分,与所述辐射吸收装置接触的用于工作流体的细长管,以及用于将所述吸收装置保持在太阳能吸收管中的位置上的保持装置,其中,所述保持装置包括单件式线材卡子,所述线材卡子具有部分围绕工作流体管的外表面延伸并且夹紧到エ作流体管的外表面上的夹紧部,以及位于所述夹紧部侧面的一对弹性侧支撑部,所述侧支撑部以使其部分抵靠着所述太阳能吸收管的内表面接合的方式延伸。
所述单件式线材卡子位于垂直于所述太阳能吸收管的纵向轴线的单一平面内。所述单件式线材卡子围绕着穿过所述工作流体管的中心的轴线对称。
在一个实施例中,所述侧支撑部分别终止于自由端部。所述自由端部被向内弯曲。
在一个实施例中,所述内部夹紧部是部分围绕着所述工作流体管延伸的大致弓形的形式,弧的半径近似等于(或稍稍小干)所述工作流体管的外径。
在一个实例中,所述内部夹紧部包括与所述工作流体管的外表面接合的开ロ嘴部。优选地,所述嘴部的宽度小于所述工作流体管的外径。
所述侧支撑部可以是大致弓形形式的。
所述线材可以具有大致圆形的截面。
在一个实施例中,所述吸收装置包括具有侧开ロ的吸收板,卡子的侧支撑部延伸穿过所述侧开ロ而不接触吸收板。[0013]在一个实例中,所述卡子包括夹紧部和所述侧支撑部之间的连接部。
所述吸收板可以包括开ロ,所述连接部延伸穿过所述开ロ以支撑所述吸收板。优选地,所述连接部与所述吸收板接合。
本实用新型还提供了一种用于太阳能收集器的吸收板的保持器,所述保持器包括单件式线材卡子,所述单件式线材卡子具有部分围绕工作流体管的外表面延伸并且夹紧到工作流体管的外表面上的夹紧部,以及位于所述夹紧部侧面的一对弹性侧支撑部。优选地,所述卡子是大致平面的。优选地,所述卡子是对称的。
在一个实施例中,所述侧支撑部分别终止于自由端部。优选地,所述自由端部被向内弯曲。
在一个实施例中,所述内部夹紧部是大致弓形形式的。优选地,所述夹紧部包括与管的外表面接合的开ロ嘴部。
优选地,所述侧支撑部是大致弓形形式的。
在一个实施例中,所述线材具有大致圆形的截面。
在一个实施例中,所述吸收装置包括具有侧开ロ的吸收板,卡子的侧支撑部延伸穿过所述侧开ロ而不接触吸收
板。
优选地,所述卡子包括所述夹紧部和所述侧支撑部之间的过渡连接部。
优选地,所述吸收板包括开ロ,所述连接部延伸穿过所述开ロ以支撑所述吸收板。
使用单件式线材保持器/支撑卡子具有多个益处,包括降低了制造成本,并且,由于线材的圆形特征,所以在吸收板插入辐射透明罩内的过程中,卡子更不可能在辐射透明罩的内表面上制造刮擦记号。另外,线材卡子不覆盖吸收板的面积,由此留下了吸收板的更大面积敞开用于太阳能吸收并且因此提高了收集器的操作效率。
本实用新型消除了将线材支撑卡子铆接在吸收板上的需要,解决了将卡子优先放到吸收板后面的美学问题,并且提供了一种其插入可以很容易自动实现的简单的线材卡子。
从下面參考附图仅通过示例给出的描述中将更清楚地理解本实用新型,其中
图I是现有技术的直流型管状太阳能收集器的***图;
图2是现有技术的热管型管状太阳能收集器的***图;
图3是直流型太阳能收集器管的图I的线A-A'的断面图;
图4是热管型太阳能收集器管的图2的线B-B'的断面图;
图5是在附接到吸收板组件上之前的现有技术的两侧支撑板的分解平面图;
图6是在支撑板附接到吸收板组件上之后现有技术的两侧支撑板的平面图;
图7是插入到透明辐射罩内的装配的现有技术的支撑板和辐射吸收部分的平面图;
图8是根据本实用新型的单件式线材保持器/支撑卡子的平面图;
图9是线材卡子的优选实施例的横截面轮廓图;
图10是示出了在板中制造的切ロ的收集器吸收板的平面图,所述切ロ用于容纳线材卡子的安装,用于提供结构支撑并且在吸收板的末端提供热缝隙;[0036]图11是具有附接的单件式线材卡子的辐射吸收板的底侧的***图;
图12是具有附接的单件式线材卡子的辐射吸收板的上侧的***图;
图13是附接之前的吸收板组件和线材卡子的端部***图;
图14是附接至吸收板组件之后的吸收板组件和线材卡子的平面端视图;
图15是插入辐射透明管状罩内的包括线材卡子的吸收板组件的平面端视图;
图16至18是添加了尺寸表示的与图13至15相同的视图;
图19是具有多个附接的单件式线材卡子的收集器板组件的优选实施例的***图;
图20是图19的组件的一端的等轴测视图;
图21是图19的组件的另一端的等轴测视图;
图22是图19的组件的中间部分的等轴测视图;
图23是安装在管内的图19的组件的一部分的等轴测视图;
图24是本实用新型的另ー线材卡子的断面图。
具体实施方式
如图I至图4所示,太阳能收集器组件包括太阳能吸收管1,太阳能吸收管I包括封装吸收部分9的抽空的辐射透明罩8、用于吸收太阳辐射的辐射吸收板10,以及与所述辐射吸收板10热接触的包含工作流体(传热介质)的细长管11、15。在已知为直流型的一种收集器类型中,并且如图I和图3所示,细长管11包含同心设置的内管12,从而形成用于将被加热的流体流动的两个同心的内部流动通道13、14。细长管11伸出太阳能吸收管I的一端并且伸入端接头5内,其中,细长管11的环形外部通道13在歧管2的歧管腔3内与冷流体入口流连通,并且细长管11的内部通道14在歧管腔3内与热流体出口流连通,流体通过设置于细长管11的远端的流动路径从环形外部通道13流到内部通道14。
端接头5被插入歧管凸缘7内,以便于环形外部通道13和内部通道14在歧管2的歧管腔3内分别与冷流体入口流和热流体出口流连通。弹性卡子6被用于将管固定到其安装位置,并且在操作环境中将管保持于其安装位置。
在已知为热管型并且如图2和4所示的替代类型的收集器中,每个吸收部分
9的辐射吸收表面10与包括细长管15的热管的蒸发器部分热接触,细长管15在流体腔16中包含传热介质。所述细长管的第二部分限定出热管的冷凝器部分17,并且与在所述细长构件内,优选地在所述端接头内,限定的流体腔16热接触,并且与所述流体连接装置连通,以能够在所述将被加热流体和所述传热介质之间进行热传递。
在现有技术的太阳能收集器的两个实施例中,如图I和图3中所示的直流型以及图2和图4所示的热管型中所示,辐射吸收部分9被中央置于辐射透明罩8内。图5至图7示出了将吸收部分9中央定位于辐射透明罩8内的现有技术方法。辐射吸收表面10和细长管11、15通过上支撑板20和下支撑板21中央地保持在位,上支撑板20和下支撑板21利用上支撑板20中的固定凸垂部22形状接合,固定凸垂部22穿过吸收板10中的切ロ(occlusion)并且与下支撑板21中的切ロ形状接合。
图6示出了装配到吸收部分9上的上支撑板20和下支撑板21的图示。图7示出了上支撑板20和下支撑板21在被定位于辐射透明罩8内时在吸收部分9上的装配位置。[0053]在其它已知的现有技术中,两个线材结构被用来代替铆接在吸收部分9的上和下表面上的板形结构。将线材结构铆接到吸收部分9上的要求对装配过程添加了额外的成本和复杂性。另外,现有技术的线材支撑卡子的设计已经很复杂了,从而使其在现代的自动制造机器上采用很复杂。
此处描述的本实用新型通过只需要単一线材部件而不需要任何铆接过程而使部件成本最低,并且通过采用単一线材卡子设计而有助于自动装配,以及避免了典型地与现有技术的支撑结构相关联的内部玻璃表面的刮伤。
本实用新型的第一实施例的支撑/保持线材卡子在图8中示出了。支撑线材卡子25通过将弹性丝的直线件成形为需要的形状而形成。线材卡子25被提供有夹紧部26,夹紧部26与细长管11、15的外表面形状接合,从而将支撑线材卡子25附贴至细长管11、15。线材卡子25被提供有侧部27,当吸收部分9插入辐射透明罩8内时,侧部27抵靠着辐射透明罩8的内壁接合。在夹紧部26和侧部27之间具有弓形过渡/连接部29。线材卡子25另外被提供有向内弯折的自由边缘28,以便在插入过程中线材卡子刮伤辐射透明罩8的内表面的机会最小。另外,为了便于插入辐射透明罩8中,优选实施例中的线材卡子被由具有圆形横截面轮廓的丝构造而成。可替代的适当轮廓对于本领域内的技术人员来说是很显然的,它们的示例是,但不被限制干,圆形、卵形和椭圆形轮廓,其优选实施例通过图9中的示例示出了。
如图10中所示,吸收板10被提供有一个或多个开ロ或切ロ。吸收板10具有ー个或多个支撑切ロ30,在本实例中为两个,装配时,支撑切ロ30与线材卡子25的过渡/连接部29干渉接合,以在线材卡子
25被安装到位时在纵向轴线上为其提供支撑,如图11至图14中所示。另外,如图10中所示,吸收板10在吸收板10的末端被提供有热切ロ31,以允许侧部27通过。切ロ31的尺寸被设置成保证线材卡子25不在吸收板10和透明辐射罩8之间形成热桥。
如图11至图15中所示,线材卡子25通过将线材卡子25的夹紧部26接合到细长管11、15上而与细长管11、15形状接合。另外的结构支撑被过渡/连接部(支撑突起)29提供于纵向轴线上,过渡/连接部29穿过设置于吸收板10中的一个或多个吸收板切ロ30突伸,以允许线材卡子25的过渡/连接部29突伸穿过吸收板10的表面,如图12、图14和图15中所示。
热切ロ31的尺寸被设置成使它们允许线材卡子25的侧支撑部27压缩而不接触吸收板10,并且因此在吸收板10、侧支撑部27以及辐射透明罩8的内表面之间在此位置形成热桥。
參考图16至18,线材卡子25的夹紧部26具有定义的间距y,并且侧支撑部27具有定义的间距X。
当卡子与细长管11、15接合吋,线材卡子25的夹紧部26扩张到定义的间距y+a,并且侧支撑部27扩张到定义的间距x+b。
当吸收部分9插入透明外壳8内时,这用于压缩侧支撑部27以使侧支撑部27中的间距恢复到间距X。夹紧部26的间距保持在间距
y+a。夹紧部26的此保持的扩张和侧支撑部27的压缩保证了刚性支撑卡子结构被提供用于将吸收部分9中央地支撑在透明外壳8内。[0062]虽然夹紧部的间距保持在间距y+a,但侧支撑部27的压缩导致夹紧部26在线材卡子25的夹紧部26附接于其上的细长管11、15上施加了増大的力。此最大的力/干渉,与突伸穿过吸收板切ロ30的支撑突起29相结合,保证了在装配和操作过程中线材卡子保持于相对于吸收部分9的垂直位置。
内部弓形夹紧部26限定出与工作流体管11、15的外表面接合的开ロ嘴部。嘴部的宽度小于工作流体管的外径。限定出支撑突起29的卡子的部分向上突伸并且被成形为限定通向由夹紧部26限定的开ロ嘴部的导入部。突出29延伸到吸收板切ロ30内并且在其中接合,这保证了卡子保持中央定位于太阳能吸收起管I内。单件式线材卡子25是平面的。其位于垂直于太阳能吸收管的纵向轴线的单一平面内。单件式线材卡子围绕着穿过卡子被夹紧于其上的工作流体管的中心的轴线对称。图19至23示出了具有多个纵向间隔的附接线材卡子25的吸收板10的优选实施例。太阳能吸收管I的吸收板10通常需要ー个或多个线材卡子25以保证吸收部分9在产品的整个寿命期间被牢固保持于辐射透明罩8内的中央位置。
线材卡子25是完全対称的,从而使得本实用新型的线材卡子