專利名稱：玻璃－金屬焊接太陽能真空集熱管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種太陽能真空集熱管，尤其涉及一種玻璃—金屬焊接太陽能真空集熱管。
背景技術(shù)：
太陽能真空集熱管由于其吸收效率高、發(fā)射率低、保溫效果好，因而為太陽能熱水器行業(yè)所廣泛采用。太陽能真空集熱管按其所用材料及制造工藝可分為A、內(nèi)管具有高陽光吸收率低紅外線發(fā)射率涂層的全玻璃真空管；B、全玻璃真空管內(nèi)套具有高陽光吸收率低紅外線發(fā)射率涂層的金屬翅片超導(dǎo)管或金屬管；C、內(nèi)管為具有高陽光吸收率低紅外線發(fā)射率涂層的金屬翅片超導(dǎo)管或金屬管，外管為玻璃的壓封真空管；D、內(nèi)管為具有高陽光吸收率低紅外線發(fā)射率涂層的金屬翅片超導(dǎo)管或金屬管，外管為玻璃的粘封真空管；E、內(nèi)管為具有高陽光吸收率低紅外線發(fā)射率涂層的金屬翅片超導(dǎo)管或金屬管，外管為玻璃的玻璃—金屬焊接真空管。
眾所周知，真空度越高真空管的保溫效果越好，從真空度、熱效率和保溫效果的角度來說，A、E類才是真正意義上的真空管。從經(jīng)濟(jì)效果的角度來說，A類真空管的制造工藝簡單，成本最低。從集熱系統(tǒng)可靠性的角度來說，使用B、C、D、E類真空管的集熱系統(tǒng)最可靠。
但是A類真空管易破碎，因此不宜用于大型集熱系統(tǒng)，因?yàn)橐坏┯幸恢Ч茏悠扑榫陀锌赡軐?dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)失靈。B類真空管存在雙層玻璃和空氣對流的問題，導(dǎo)致熱效率和保溫效果都不好。C類真空管存在壓封的工藝技術(shù)難度高、成品率較低，由于其工藝技術(shù)本身固有的缺點(diǎn)，封接面的抗循環(huán)熱沖擊的能力差，壽命短。D類真空管不能高溫排氣，放氣率及漏率均較大，維持不了高的真空度。E類真空管封接面的抗循環(huán)熱沖擊的能力強(qiáng)，壽命長，是目前唯一理想的中高溫太陽能真空集熱管。
在國外曾經(jīng)開發(fā)過這類真空管，由于玻璃—金屬焊接工藝技術(shù)難度很大，再加上當(dāng)時(shí)太陽能的利用尚未普及，配套材料沒有產(chǎn)業(yè)化，大型太陽能集熱系統(tǒng)更是沒有出現(xiàn)，因此這類真空管一直沒有發(fā)展起來。
玻璃—金屬焊接是一種高難度的工藝技術(shù)，一直以來是真空行業(yè)和太陽能行業(yè)的一個(gè)技術(shù)難關(guān)。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種玻璃—金屬焊接太陽能真空集熱管，它具有抗循環(huán)熱沖擊的能力強(qiáng)，使用壽命長，可以長期維持高的真空度等。
為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的金屬導(dǎo)熱管上鍍有透明光熱轉(zhuǎn)化膜，使透明玻璃外管透過太陽光，金屬導(dǎo)熱管在透明玻璃外管內(nèi)，其特征在于玻璃外管的端部與金屬導(dǎo)熱管通過往合金環(huán)上熔焊連接在一起，玻璃外管與金屬導(dǎo)熱管及合金環(huán)之間形成封閉的真空空間。
所述的玻璃外管的端部與合金環(huán)的一端熔焊接在一起，合金環(huán)的另一端與金屬端蓋的外沿熔焊接在一起，金屬端蓋的內(nèi)沿與全封閉的金屬導(dǎo)熱管熔焊接在一起，形成封閉的真空空間。
所述的金屬導(dǎo)熱管上焊接金屬集熱板，金屬集熱板上通過若干個(gè)金屬集熱板支架固定在玻璃外管的內(nèi)壁上。
所述的金屬端蓋的內(nèi)沿與金屬管接頭熔焊接在一起，金屬端蓋外沿與合金環(huán)的另一端熔焊接，金屬管接頭與金屬集熱內(nèi)管熔焊接在一起。
所述的透明玻璃外管材料與合金環(huán)材料的選擇上應(yīng)保證其膨賬系數(shù)基本一致，即膨賬系數(shù)相匹配。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和效果如下玻璃—金屬焊接太陽能真空集熱管與玻璃—金屬壓封太陽能真空集熱管相比，制造工藝相對簡單，制造成本稍低，可以高溫排氣，放氣率及漏率均很小，可以長期維持高的真空度，熱效率和保溫效果都很好，封接面的可靠性好，抗循環(huán)熱沖擊的能力強(qiáng)，使用壽命長；可靠性好，即使外管破裂也不會(huì)影響系統(tǒng)運(yùn)行；啟動(dòng)速度快，可以生產(chǎn)高溫?zé)崴驓怏w，是目前唯一理想的中高溫太陽能真空集熱管；最理想的用途是大型太陽能集熱工程和高寒地區(qū)。隨著大型太陽能集熱系統(tǒng)的普及，其它類型真空管的缺陷突顯，這類真空管由于沒有其它類型真空管的缺陷，市場需求呼聲很高，市場前景很好。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。


圖1、圖2、圖3是本實(shí)用新型集熱板類先充工質(zhì)金屬導(dǎo)熱管全封閉結(jié)構(gòu)實(shí)施例1的示意圖。
圖4、圖5、圖6是本實(shí)用新型集熱板類后充工質(zhì)金屬導(dǎo)熱管單端單開口結(jié)構(gòu)實(shí)施例2的示意圖。
圖7、圖8、圖9是本實(shí)用新型集熱板類后充工質(zhì)金屬導(dǎo)熱管單端單開口結(jié)構(gòu)實(shí)施例3的示意圖。
圖10、
圖11、
圖12是本實(shí)用新型集熱板類后充工質(zhì)金屬導(dǎo)熱管單端雙開口結(jié)構(gòu)實(shí)施例4的示意圖。
圖13、
圖14、
圖15是本實(shí)用新型集熱板類后充工質(zhì)金屬導(dǎo)熱管雙端雙開口結(jié)構(gòu)實(shí)施例5的示意圖。
圖16、
圖17、
圖18、
圖19是本實(shí)用新型集熱板類后充工質(zhì)金屬導(dǎo)熱管雙端雙開口結(jié)構(gòu)實(shí)施例6的示意圖。
圖20、圖21、圖22是本實(shí)用新型容器類后充工質(zhì)金屬集熱內(nèi)管雙端雙開口結(jié)構(gòu)實(shí)施例7的示意圖。
圖23、圖24、圖25、圖26是本實(shí)用新型容器類后充工質(zhì)金屬集熱內(nèi)管雙端雙開口結(jié)構(gòu)實(shí)施例8的示意圖。
圖27、圖28、圖29是本實(shí)用新型容器類后充工質(zhì)金屬集熱內(nèi)管單端單開口結(jié)構(gòu)實(shí)施例9的示意圖。
圖中1、真空空間；2、消氣劑環(huán)；3、消氣劑膜；4、玻璃外管；5、金屬集熱板支架；6、金屬集熱板；7、金屬導(dǎo)熱管；8、第一合金環(huán)；9、第一金屬端蓋；10、金屬排氣咀；11、導(dǎo)熱劑；12、第二合金環(huán)；13、第二金屬端蓋；5′、金屬集熱內(nèi)管；6′、第一金屬管接頭；7′、第二金屬管接頭。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1如
圖1所示玻璃外管4的一端是封閉的，玻璃外管4的另一端與第一合金環(huán)8的一端熔焊接在一起，第一合金環(huán)8的另一端與第一金屬端蓋9的外沿熔焊接在一起，第一金屬端蓋9的內(nèi)沿與全封閉的金屬導(dǎo)熱管7熔焊接在一起，形成封閉的真空空間1；在玻璃外管4內(nèi)，金屬導(dǎo)熱管7上焊有金屬集熱板6，金屬集熱板6的其外表面有一層選擇性吸收膜，金屬集熱板6上焊有若干個(gè)金屬集熱板支架5，若干個(gè)金屬集熱板支架5把金屬集熱板6支撐在玻璃外管4內(nèi)；在玻璃外管4的封閉端部內(nèi)表面上有消氣劑膜3，若使用非蒸散型消氣劑，可不設(shè)消氣劑膜3，在金屬集熱板6上焊有至少一個(gè)消氣劑環(huán)2，全封閉的金屬導(dǎo)熱管7內(nèi)裝有導(dǎo)熱劑11。
實(shí)施例2如圖2所示玻璃外管4的一端是封閉的，玻璃外管4的另一端與第一合金環(huán)8的一端熔焊接在一起，第一合金環(huán)8的另一端與第一金屬端蓋9的外沿熔焊接在一起，第一金屬端蓋9的內(nèi)沿與一端封閉的金屬導(dǎo)熱管7熔焊接在一起，其中封閉的一端在玻璃外管4內(nèi)，形成封閉的真空空間1；在玻璃外管4內(nèi)，金屬導(dǎo)熱管7上焊有金屬集熱板6，金屬集熱板6的外表面有一層選擇性吸收膜，金屬集熱板6上焊有若干個(gè)金屬集熱板支架5，若干個(gè)金屬集熱板支架5把金屬集熱板6支撐在玻璃外管4內(nèi)；在玻璃外管4的封閉端部內(nèi)表面上有消氣劑膜3，若使用非蒸散型消氣劑，可不設(shè)消氣劑膜3。在金屬集熱板6上焊有至少一個(gè)消氣劑環(huán)2。
實(shí)施例3如圖3所示玻璃外管4的一端是封閉的，玻璃外管4的另一端與第一合金環(huán)8的一端熔焊接在一起，第一合金環(huán)8的另一端與一端封閉的金屬導(dǎo)熱管7熔焊接在一起，金屬導(dǎo)熱管7封閉的一端在玻璃外管4內(nèi)，形成封閉的真空空間1；在玻璃外管4內(nèi)，金屬導(dǎo)熱管7上焊有金屬集熱板6，金屬集熱板6其外表面有一層選擇性吸收膜，金屬集熱板6上焊有若干個(gè)金屬集熱板支架5，若干個(gè)金屬集熱板支架5把金屬集熱板6支撐在玻璃外管4內(nèi)；在玻璃外管4的封閉端部內(nèi)表面上有消氣劑膜3，若使用非蒸散型消氣劑，可不設(shè)消氣劑膜3。在金屬集熱板6上焊有至少一個(gè)消氣劑環(huán)2。
實(shí)施例4如圖4所示玻璃外管4的一端是封閉的，玻璃外管4的另一端與第一合金環(huán)8的一端熔焊接在一起，第一合金環(huán)8的另一端與第一金屬端蓋9的外沿熔焊接在一起，第一金屬端蓋9的兩個(gè)孔的內(nèi)沿與U型的金屬導(dǎo)熱管7熔焊接在一起，金屬導(dǎo)熱管7封閉的一端在玻璃外管4內(nèi)，形成封閉的真空空間1；在玻璃外管4內(nèi)，金屬導(dǎo)熱管7上焊有金屬集熱板6，金屬集熱板6的外表面有一層選擇性吸收膜，金屬集熱板6上焊有若干個(gè)金屬集熱板支架5，若干個(gè)金屬集熱板支架5把金屬集熱板6支撐在玻璃外管4內(nèi)；在玻璃外管4的封閉端部內(nèi)表面上有消氣劑膜3，若使用非蒸散型消氣劑，可不設(shè)消氣劑膜3，在金屬集熱板6上焊有至少一個(gè)消氣劑環(huán)2。
實(shí)施例5
如圖5所示玻璃外管4的兩端分別與兩個(gè)第一合金環(huán)8的一端熔焊接在一起，兩個(gè)第一合金環(huán)8的另一端與兩個(gè)第一金屬端蓋9的外沿熔焊接在一起，兩個(gè)第一金屬端蓋9的內(nèi)沿與金屬導(dǎo)熱管7熔焊接在一起，其中一個(gè)第一金屬端蓋9上焊有金屬排氣咀10，形成封閉的真空空間1；在玻璃外管4內(nèi)，金屬導(dǎo)熱管7上焊有金屬集熱板6，金屬集熱板6的外表面有一層選擇性吸收膜，金屬集熱板6上焊有若干個(gè)金屬集熱板支架5，若干個(gè)金屬集熱板支架5把金屬集熱板6支撐在玻璃外管4內(nèi)；在玻璃外管4的內(nèi)表面上有消氣劑膜3，若使用非蒸散型消氣劑，可不設(shè)消氣劑膜3，在金屬集熱板6上焊有至少一個(gè)消氣劑環(huán)2。
實(shí)施例6如圖6所示玻璃外管4的一端與第一合金環(huán)8的一端熔焊接在一起，玻璃外管4的另一端與第二合金環(huán)12的一端熔焊接在一起，第一合金環(huán)8的另一端與第一金屬端蓋9的外沿熔焊接在一起，第一金屬端蓋9的內(nèi)沿與金屬導(dǎo)熱管7熔焊接在一起，第一金屬端蓋9上焊有金屬排氣咀10，第二合金環(huán)12的另一端與金屬導(dǎo)熱管7熔焊接在一起，形成封閉的真空空間1；在玻璃外管4內(nèi)，金屬導(dǎo)熱管7上焊有金屬集熱板6，金屬集熱板6的外表面有一層選擇性吸收膜，金屬集熱板6上焊有若干個(gè)金屬集熱板支架5，若干個(gè)金屬集熱板支架5把金屬集熱板6支撐在玻璃外管4內(nèi)；在玻璃外管4的內(nèi)表面上有消氣劑膜3，若使用非蒸散型消氣劑，可不設(shè)消氣劑膜3。在金屬集熱板6上焊有至少一個(gè)消氣劑環(huán)2。
實(shí)施例7如圖7所示玻璃外管4的一端與第一合金環(huán)8的一端熔焊接在一起，第一合金環(huán)8的另一端與第一金屬端蓋9的外沿熔焊接在一起，第一金屬端蓋9的內(nèi)沿與第二金屬管接頭7′熔焊接在一起，第二金屬管接頭7′與金屬集熱內(nèi)管5′熔焊接在一起，金屬集熱內(nèi)管5′的外表面有一層選擇性吸收膜，第一金屬端蓋9上焊有金屬排氣咀10，玻璃外管4的另一端與另一相同的第一合金環(huán)8的一端熔焊接在一起，另一相同的第一合金環(huán)8的另一端與第二金屬端蓋13的外沿熔焊接在一起，第二金屬端蓋13的內(nèi)沿與第一金屬管接頭6′熔焊接在一起，第一金屬管接頭6′與金屬集熱內(nèi)管5′熔焊接在一起，形成封閉的真空空間1；在玻璃外管4的內(nèi)表面上有消氣劑膜3，若使用非蒸散型消氣劑，可不設(shè)消氣劑膜3。在第一金屬管接頭6′或第二金屬管接頭7′上焊有至少一個(gè)消氣劑環(huán)2。
實(shí)施例8如圖所示8玻璃外管4的一端與第一合金環(huán)8的一端熔焊接在一起，玻璃外管4的另一端與第二合金環(huán)12的一端熔焊接在一起，第一合金環(huán)8的另一端與第一金屬端蓋9的外沿熔焊接在一起，第一金屬端蓋9的內(nèi)沿與第二金屬管接頭7′熔焊接在一起，第一金屬端蓋9上焊有金屬排氣咀10，第二金屬管接頭7′與金屬集熱內(nèi)管5′熔焊接在一起，金屬集熱內(nèi)管5′的外表面有一層選擇性吸收膜，第二合金環(huán)12的另一端與第一金屬管接頭6′熔焊接在一起，第一金屬管接頭6′與金屬集熱內(nèi)管5′熔焊接在一起，形成封閉的真空空間1；在玻璃外管4的內(nèi)表面上有消氣劑膜3，若使用非蒸散型消氣劑，可不設(shè)消氣劑膜3。在第一金屬管接頭6′或第二金屬管接頭7′上焊有至少一個(gè)消氣劑環(huán)2。
實(shí)施例9如圖9所示玻璃外管4的一端是封閉的，玻璃外管4的另一端與第一合金環(huán)8的一端熔焊接在一起，第一合金環(huán)8的另一端與第二金屬管接頭7′熔焊接在一起，第二金屬管接頭7′與一端封閉的金屬集熱內(nèi)管5′熔焊接在一起形成封閉的真空空間1，金屬集熱內(nèi)管5′的外表面有一層選擇性吸收膜；在玻璃外管4的封閉端部內(nèi)表面上有消氣劑膜3，若使用非蒸散型消氣劑，可不設(shè)消氣劑膜3。在金屬內(nèi)管5′上焊有至少一個(gè)消氣劑環(huán)2。
所述的透明玻璃外管材料與合金環(huán)材料的選擇上可以選擇的透明玻璃外管材料與合金環(huán)材料很多，但必須選擇膨賬系數(shù)基本一致(即膨賬系數(shù)相匹配)的透明玻璃外管材料與合金環(huán)材料進(jìn)行熔焊連接。
權(quán)利要求1.玻璃—金屬焊接太陽能真空集熱管，它包括金屬導(dǎo)熱管上鍍有透明光熱轉(zhuǎn)化膜，使透明玻璃外管透過太陽光，金屬導(dǎo)熱管在透明玻璃外管內(nèi)，其特征在于玻璃外管的端部與金屬導(dǎo)熱管通過往合金環(huán)上熔焊連接在一起，玻璃外管與金屬導(dǎo)熱管及合金環(huán)之間形成封閉的真空空間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃—金屬焊接太陽能真空集熱管，其特征在于所述的玻璃外管的端部與合金環(huán)的一端熔焊接在一起，合金環(huán)的另一端與金屬端蓋的外沿熔焊接在一起，金屬端蓋的內(nèi)沿與全封閉的金屬導(dǎo)熱管熔焊接在一起，形成封閉的真空空間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃—金屬焊接太陽能真空集熱管，其特征在于所述的金屬導(dǎo)熱管上焊接金屬集熱板，金屬集熱板上通過若干個(gè)金屬集熱板支架固定在玻璃外管的內(nèi)壁上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃—金屬焊接太陽能真空集熱管，其特征在于所述的金屬端蓋的內(nèi)沿與金屬管接頭熔焊接在一起，金屬端蓋外沿與合金環(huán)的另一端熔焊接，金屬管接頭與金屬集熱內(nèi)管熔焊接在一起。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃—金屬焊接太陽能真空集熱管，其特征在于所述的透明玻璃外管材料與合金環(huán)材料的膨賬系數(shù)相匹配。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種玻璃－金屬焊接太陽能真空集熱管，它包括金屬導(dǎo)熱管上鍍有透明光熱轉(zhuǎn)化膜，使透明玻璃外管透過太陽光，金屬導(dǎo)熱管在透明玻璃外管內(nèi)，其特征在于玻璃外管的端部與金屬導(dǎo)熱管通過往合金環(huán)上熔焊連接在一起，玻璃外管與金屬導(dǎo)熱管及合金環(huán)之間形成封閉的真空空間。所述的透明玻璃外管材料與合金環(huán)材料的選擇上應(yīng)保證其膨賬系數(shù)基本一致，即膨賬系數(shù)相匹配。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是可以長期維持高的真空度，熱效率和保溫效果都很好，封接面的可靠性好，抗循環(huán)熱沖擊的能力強(qiáng)，使用壽命長；可靠性好，即使外管破裂也不會(huì)影響系統(tǒng)運(yùn)行；啟動(dòng)速度快，可以生產(chǎn)高溫?zé)崴驓怏w；最理想的用途是大型太陽能集熱工程和高寒地區(qū)。
文檔編號(hào)F24J2/48GK2625800SQ03212819
公開日2004年7月14日 申請日期2003年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月25日
發(fā)明者張西庚, 吳向方 申請人:沈陽聚智電子科技有限公司