[go: up one dir, main page]

CN112066575A - 中红外玻璃金属熔封集热管的制造方法 - Google Patents

中红外玻璃金属熔封集热管的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112066575A
CN112066575A CN202010837443.1A CN202010837443A CN112066575A CN 112066575 A CN112066575 A CN 112066575A CN 202010837443 A CN202010837443 A CN 202010837443A CN 112066575 A CN112066575 A CN 112066575A
Authority
CN
China
Prior art keywords
coating
cover glass
tube
silicon
glass tube
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010837443.1A
Other languages
English (en)
Inventor
薛道荣
韩成明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hebei Daorong New Energy Technology Co Ltd
Original Assignee
Hebei Daorong New Energy Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hebei Daorong New Energy Technology Co Ltd filed Critical Hebei Daorong New Energy Technology Co Ltd
Priority to CN202010837443.1A priority Critical patent/CN112066575A/zh
Publication of CN112066575A publication Critical patent/CN112066575A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/40—Solar heat collectors using working fluids in absorbing elements surrounded by transparent enclosures, e.g. evacuated solar collectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S40/00—Safety or protection arrangements of solar heat collectors; Preventing malfunction of solar heat collectors
    • F24S40/40—Preventing corrosion; Protecting against dirt or contamination
    • F24S40/48—Deaerating or degassing the working fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S50/00—Arrangements for controlling solar heat collectors
    • F24S50/40—Arrangements for controlling solar heat collectors responsive to temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S70/00—Details of absorbing elements
    • F24S70/10—Details of absorbing elements characterised by the absorbing material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S70/00—Details of absorbing elements
    • F24S70/20—Details of absorbing elements characterised by absorbing coatings; characterised by surface treatment for increasing absorption
    • F24S70/225—Details of absorbing elements characterised by absorbing coatings; characterised by surface treatment for increasing absorption for spectrally selective absorption
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S80/00—Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
    • F24S80/70—Sealing means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44—Heat exchange systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)

Abstract

本发明提供一种中红外玻璃金属熔封集热管的制造方法，至少包括钢管镀膜、罩玻璃管前处理、小金属件处理以及总成装配，在所述罩玻璃管前处理步骤中，在罩玻璃管内表面设有中红外反射增透涂层，所述中红外反射增透涂层包括硅基氧化物薄膜与中红外反射涂层，所述硅基氧化物薄膜附着于罩玻璃管的内表面，而中红外反射涂层附着于硅基氧化物薄膜的内侧。本发明可以对透过罩玻璃管的太阳光进行增透功能，进一步提高罩玻璃管透射比3％左右。还可以将选择性吸收涂层发射的5‑15μm的光谱反射回集热管，对比发射比0.06，通过中红外反射涂层作用，可减少发射能量50％左右，综合发射比降低到3％左右，有效降低选择性吸收涂层的发射热损。

Description

中红外玻璃金属熔封集热管的制造方法
技术领域
本发明属于太阳能热利用领域，涉及一种带有中红外反射涂层的玻璃金属熔封结构太阳集热管。
背景技术
相关政策指出：
城市城区优先发展集中供暖，集中供暖暂时难以覆盖的，加快实施各类分散式清洁供暖。2019年，清洁取暖率达到60％以上；2021年，清洁取暖率达到 80％以上，20蒸吨以下燃煤锅炉全部拆除。新建建筑全部实现清洁取暖。
县城和城乡结合部构建以集中供暖为主、分散供暖为辅的基本格局。2019 年，清洁取暖率达到50％以上；2021年，清洁取暖率达到70％以上，10蒸吨以下燃煤锅炉全部拆除。
工业用热主要集中在80-250℃。太阳能光热利用技术可以提供60℃以上，最高可达到500℃的用热需求，完全能够满足民用、工业用热温度要求。在原有供热系统条件下，太阳能光热系统能够与包括电能(包括热泵等类电设备)、生物质能、燃气、醇基燃料等常规能源设备进行系统对接，实现能源优势互补。
因此，上述政策的实施，为中高温太阳能热利用发展提供的契机。
目前，中高温太阳能热利用主要为槽式太阳能集热管，其核心集热元件为玻璃金属熔封结构太阳能集热管。
影响玻璃金属熔封太阳能集热管热性能的主要因素为镀膜钢管表面的选择性吸收涂层的吸收比和发射比，真空夹层的真空度，以及罩玻璃管的透射比。
现有技术基础上，通过采用高吸收低发射选择性吸收涂层，高温排气获得最高真空度真空夹层、双面增透镀膜的罩玻璃管，使玻璃金属熔封太阳能集热管的性能达到一个新的台阶。
但在使用过程中发现，玻璃金属熔封太阳能集热管在使用温度达到100℃以上时，集热管的主要热损失为选择性吸收涂层的发射比。在300℃工作温度条件下，选择性吸收式涂层的发射比达到11％，对玻璃金属熔封集热管的热性能影响很大。
同时发现，玻璃金属熔封太阳能集热管长期暴露在大气条件下时，罩玻璃管外表面会附着一层有机物和灰尘，严重影响罩玻璃管的透射，进而影响了玻璃金属熔封集热管的集热性能。
因此，需要通过工艺结构，进一步提升玻璃金属熔封太阳能集热管的热性能，助力中高温太阳能热利用和太阳能热发电技术与市场的发展。
发明内容
本发明的目的是提供一种中红外玻璃金属熔封集热管的制造方法，解决了北方冬季清洁供热应用时集热管存在的积灰积尘、发射热损大的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种中红外玻璃金属熔封集热管的制造方法，至少包括钢管镀膜、罩玻璃管前处理、小金属件处理以及总成装配，其特征在于：
在所述罩玻璃管前处理步骤中，在罩玻璃管内表面设有中红外反射增透涂层，所述中红外反射增透涂层包括硅基氧化物薄膜与中红外反射涂层，所述硅基氧化物薄膜附着于罩玻璃管的内表面，而中红外反射涂层附着于硅基氧化物薄膜的内侧。
所述的中红外玻璃金属熔封集热管的制造方法，其中：所述中红外反射涂层为铟、锡、锌、铝的氧化物。
所述的中红外玻璃金属熔封集热管的制造方法，其中：所述硅基氧化物薄膜与中红外反射涂层的厚度分别为10-100nm，总厚度为30-150nm。
所述的中红外玻璃金属熔封集热管的制造方法，其中：所述罩玻璃管的外表面设有自清洁增透涂层，所述自清洁增透涂层具有钛/硅基氧化物薄膜。
所述的中红外玻璃金属熔封集热管的制造方法，其中：所述钛/硅基氧化物薄膜直接附着于所述罩玻璃管的外表面，或者在所述钛/硅基氧化物薄膜与所述罩玻璃管外表面之间还具有硅基氧化物层。
所述的中红外玻璃金属熔封集热管的制造方法，其中：所述钛/硅基氧化物薄膜是由金红石相TiO2与硅基氧化物共混形成。
所述的中红外玻璃金属熔封集热管的制造方法，其中：所述硅基氧化物层、钛/硅基氧化物薄膜的厚度分别为10-100nm，总厚度为30-150nm。
所述的中红外玻璃金属熔封集热管的制造方法，其中：所述钢管镀膜步骤中具有镀膜的工序；
所述镀膜是指选择性吸收涂层镀膜，包括等离子清洗和真空镀膜；
所述等离子清洗，是指将排气后温度为100℃±30℃的钢管装入真空镀膜机内，通过抽真空至设定真空度后，开启辉光或弧光等离子清洗工艺，去除钢管表面的灰尘或杂质，保持表面清洁，同时开启真空加热器，保持钢管温度为150 ℃-450℃之间；
所述真空镀膜，是指在真空镀膜机内，将等离子清洗的镀膜钢管采用磁控溅射方法，在钢管外表面镀选择性吸收涂层。
所述的中红外玻璃金属熔封集热管的制造方法，其中，所述罩玻璃前处理步骤包括：玻璃金属熔封、接尾管、双面活化、双面硅基涂层镀膜、自清洁增透涂层镀膜以及中红外反射增透涂层镀膜；
所述玻璃金属熔封，是指将可伐合金套通过直接或过渡熔封的方式和罩玻璃管熔封焊接在一起，然后对封接位置及周围进行退火；
所述的接尾管，是在罩玻璃管设定位置打孔，通过直封或过渡熔封方式熔封排气尾管，并退火处理；
所述双面活化，是指通过机械剖光或化学溶剂等处理方法，实现罩玻璃管内外表面活化；
所述双面硅基涂层镀膜，是指采用溶胶-凝胶法实现罩玻璃管内外表面同时涂覆硅基氧化物涂层；
然后，在大气条件下，对罩玻璃管内外表面的硅基氧化物涂层进行加热固化；
所述自清洁增透涂层镀膜，是指是指采用溶胶-凝胶法实现罩玻璃管外表面涂覆自清洁增透涂层；
然后，在大气条件下，对罩玻璃管外表面的自清洁增透涂层进行加热固化；
所述中红外反射增透涂层镀膜，是指是指采用溶胶-凝胶法实现罩玻璃管内表面涂覆中红外反射增透涂层；
然后，在大气条件下，对罩玻璃管内表面的中红外反射增透涂层进行加热固化。
所述的中红外玻璃金属熔封集热管的制造方法，其中，所述总成装配步骤是指将镀膜金属管、罩玻璃管和波纹管组件组合、装配、焊接在一起，其中：
所述组合，是指现将镀膜金属管插入到罩玻璃管内，并保证导线插入到排气尾管内；
所述装配，是指将波纹管组件从集热管两端插入，固定在罩玻璃管的可伐合金套和金属管之间，并进行圆周和轴向定位；
所述焊接，是指依次将罩玻璃管、可伐合金套、波纹管组件与镀膜金属管之间预先点焊焊接固定，再通过连续焊接，实现罩玻璃管、可伐合金套、波纹管组件与镀膜金属管之间的封闭式焊接。
与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是：
罩玻璃管内表面的中红外反射增透涂层，可以对透过罩玻璃管的太阳光进行增透功能，进一步提高罩玻璃管透射比3％左右。所述中红外反射涂层可以将选择性吸收涂层发射的5-15μm的光谱反射回集热管，对比发射比0.06，通过中红外反射涂层作用，可减少发射能量50％左右，综合发射比降低到3％左右，有效降低选择性吸收涂层的发射热损。在-15℃寒冷温度下，有效提升集热管在 60-90℃工作范围时的综合集热性能和有效得热量。
另外，罩玻璃管表面制备有自清洁增透涂层，通过最外表面的金红石相的 TiO2/SiOx涂层，在紫外光催化作用下，可以分解集热管的管表面的有机物。而金红石相的TiO2/SiOx涂层具有自清洁作用，减轻灰尘和分解的有机物在集热管表面的附着力，在外力，如风力、雨水的冲刷下极容易脱落，大幅度减少集热管外表面灰尘和有机物对太阳光透射的影响。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是罩玻璃管及其涂层的环向截面示意图。
图3是本发明的方法流程图。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供的一种中红外玻璃金属熔封集热管，包括：
钢管1，其管内流通有待加热流体，外壁上设有选择性吸收涂层结构2，所述选择性吸收涂层结构2能够将接收到的太阳能转化为热量传递给待加热流体；
罩玻璃管4，同轴布置在所述钢管1的外侧，罩玻璃管4的两端各熔封连接一个可伐合金套51，所述可伐合金套51各与一个波纹管52的外端的端盖43密封连接，所述波纹管52的内端密封连接一个支撑环54，所述支撑环54密封固定(例如焊接)在钢管1外壁上；当钢管1与罩玻璃管4由于温度不同或者热膨胀系数不同产生轴向相对位移时，通过所述波纹管52能够吸收所述相对位移；
如此，在所述罩玻璃管4与所述钢管1之间形成密闭空间，通过抽真空动作可使所述密闭空间成为真空夹层3；
为了保持真空度，在所述支撑环54上通过吸气剂支架55固定蒸散型吸气剂56以及非蒸散型吸气剂57；
其中：所述钢管1单边长度超出支撑环54的外侧20-100mm，以40mm为宜。
所述钢管1的直径为38-90mm，壁厚为2-5mm，长度为2000-4200mm，材质为201、202、304、316L不锈钢，特殊条件下可采用外表面镀铬或镀镍碳钢管。
所述罩玻璃管4的直径与钢管1适配，直径一般比罩玻璃管4的直径大 30mm，可防止因过热弯曲时造成钢管1与罩玻璃管4干涉，导致罩玻璃管4的破碎。
罩玻璃管4的壁厚≥2mm，材质为高硼硅玻璃或中硼硅玻璃，环切等级不低于HQ7，使罩玻璃管4具有良好的抗机械冲击性能。罩玻璃管4的其他性能要求符合GB/T 29159-2012全玻璃真空太阳集热管用玻璃管相关技术要求。
所述真空夹层3真空度优于5×10-2Pa，以优于5×10-3Pa为宜。
所述选择性吸收涂层结构2由内至外包括红外反射层、吸收层以及减反射层，所述红外反射层以铜、铝或铝合金为宜，所述吸收层以铝的氮氧化物掺杂不锈钢、钛、钒、镍、铬等组成，所述减反射层以硅基、铝基、钛基材料的单层或多层氮化物、氧化物或氮氧化物主，能够提高选择性吸收涂层结构2的耐高温性能。所述选择性吸收涂层结构2的吸收比α≥0.93，发射比τ≤0.05，能够显著提升集热性能。
如图2所示，本发明在罩玻璃管4外表面增设自清洁增透涂层41，内表面增设中红外反射涂层42，其中：
所述自清洁增透涂层41包括附着在罩玻璃管4外表面的硅基氧化物层411 以及形成在硅基氧化物层411外侧的钛/硅基氧化物薄膜412(构成双涂层结构)。其中，是在罩玻璃管4外表面形成硅基氧化物层411之后，再将经过高温排气热处理后的金红石相TiO2附着在硅基氧化物层411上形成共混，得到钛/硅基氧化物薄膜412。所述硅基氧化物层411、钛/硅基氧化物薄膜412的涂层厚度分别为10-100nm，总厚度为30-150nm。其中，钛/硅基氧化物薄膜412的厚度为 30-50nm，硅基氧化物层411的厚度为40-60nm为宜。
当然，所述自清洁增透涂层41也可仅包含由金红石相TiO2与硅基氧化物共混形成的钛/硅基氧化物薄膜412，而构成单一涂层结构。
无论所述自清洁增透涂层41为单一涂层结构或双涂层结构，均可实现 300-2500nm范围的增加太阳光透射能力，提升集热管的集热性能。同时通过金红石相TiO2的自清洁特性，解决罩玻璃管4外表面积灰、积尘影响透射的问题。
所述中红外反射增透涂层42主要有两层涂层组成，即硅基氧化物薄膜421、中红外反射涂层422。所述硅基氧化物薄膜421附着于罩玻璃管4的内表面，而中红外反射涂层422附着于硅基氧化物薄膜421的内侧，各涂层厚度分别为 10-100nm，总厚度为30-150nm。其中以中红外反射涂层422的厚度为30-50nm，硅基氧化物薄膜421的厚度为40-60nm为宜。
所述中红外反射涂层422为铟、锡、锌、铝等金属氧化物，一般为氧化铟锡涂层或氧化锌铝涂层。特别是采用掺杂铝的氧化锌涂层，对紫外、可见光和近红外有良好的透射性能，对5μm以外的中远红外具有显著的反射性能，特别是对5-15μm的中远红外线有显著的反射特性。
通过硅基氧化物薄膜421、中红外反射涂层422形成中红外反射增透涂层 42，可在300-2500nm波长范围内提高罩玻璃管透射率3％，同时对5-15μm的中远红外光有大于90％的反射率。从而可以有效的提高罩玻璃管4的透射比。同时将选择性吸收涂层结构2发射的5-15μm红外光反射回集热管予以吸收，可显著降低集热管的辐射热损。
所述玻璃金属熔封太阳集热管主要解决的问题和有益的效果如下：
1.罩玻璃管4外表面的自清洁增透涂层41。
集热管长期暴露在大气环境下，集热管外表面极容易附着灰尘，影响罩玻璃管4的透射。
罩玻璃管4表面制备有自清洁增透涂层41，通过最外表面的金红石相的 TiO2/SiOx涂层，在在紫外光催化作用下，可以分解集热管的管表面的有机物。而金红石相的TiO2/SiOx涂层具有自清洁作用，减轻灰尘和分解的有机物在集热管表面的附着力。在外力，如风力、雨水的冲刷下极容易脱落，大幅度减少集热管外表面灰尘和有机物对太阳光透射的影响。
普通硼硅玻璃3.3的壁厚为2.0mm左右时，透射比为90％左右。通过在罩玻璃管4外表面TiO2/SiOx-SiOx双层增透涂层，具有优异的耐磨性能，及在 300-2500nm波段具有优异的增透性能，可以提升罩玻璃管透射比3％左右。有效提高集热管集热性能。
2.罩玻璃管4。
罩玻璃管的强度影响集热管抗外界机械冲击的能力。严格要求罩玻璃管4 选用壁厚不小于2.0mm(负公差为0)的硼硅玻璃3.3，环切等级严格要求HQ7 以上，其他性能要求符合GB/T 29159-2012全玻璃真空太阳集热管用玻璃管相关技术要求。确保集热管具有优良的抗机械冲击性能，满足集热管能够在全季节、全天候条件下安全、可靠、稳定运行。
3.选择性增透反射涂层
钢管1的外表面为选择性吸收涂层结构2，在工作温度为80℃左右时，其红外辐射光谱为8-12μm，所辐射光谱为罩玻璃管4所吸收，传递散失到外部空间造成热损失。
罩玻璃管4的内表面为中红外反射增透涂层42，可以对透过罩玻璃管4的太阳光进行增透功能，进一步提高罩玻璃管4的透射比3％左右。所述中红外反射增透涂层42可以将选择性吸收涂层发射的5-15μm的光谱反射回集热管，对比发射比0.06，通过中红外反射增透涂层42作用，可减少发射能量50％左右，综合发射比降低到3％左右，有效降低选择性吸收涂层的发射热损。在-15℃寒冷温度下，有效提升集热管在100-500℃工作范围时的综合集热性能和有效得热量。
4.真空夹层3
真空夹层3可显著降低钢管1通过真空夹层3向罩玻璃管4传递热量。通过真空夹层3传递热量主要为传导和对流两种方式，通过将真空夹层3真空度提高到5×10-3，可解决真空夹层3通过传导和对流造成的热量损失。
5.选择性吸收涂层结构2
选择性吸收涂层结构2具有高吸收、低发射特性。设计要求选择性吸收涂层吸收比α≥0.93，发射比τ≤0.05。该指标远远优于相应国标对选择性吸收涂层性能额要求，能够确保集热管在中高温工作范围具有优良的集热性能。
6.钢管1
钢管1的强度影响集热管抗过热能力。空晒条件下，集热管内的温度可以达到500℃，压强可以达到0.6MPa以上，因此，要求钢管1具有较高的耐压性能，防止集热管炸管，能够确保集热管具有优良的抗过热性能，满足集热管能够在全季节、全天候条件下安全、可靠、稳定运行。
如图3所示，本发明还提供一种中红外玻璃金属熔封集热管的制造方法，主要包括钢管镀膜A、罩玻璃管前处理B、小金属件处理C、总成装配D、真空排气、检测以及包装，其中：
所述钢管镀膜A，主要包括抛光、清洗、排气、镀膜等步骤组成；
所述抛光，是指通过机械或化学的方式去除钢管表面的锈蚀，使表面光洁度低于1.0微米；
所述清洗，是指钢管抛光后，先通过物理或化学的方法去除钢管表面的污渍、油及锈蚀，其次通过物理或化学的方法在钢管表面形成一层钝化膜，然后对钢管表面杂质进行清洗，最后通过风刀方式去除钢管表面残料的水膜，防止钢管进一步氧化；
所述排气，是指钢管清洗后，将钢管放入到真空加热炉内，首先抽真空度至10Pa以下，开启加热器升温至400-450℃，并保温同时持续抽真空状态约20-60 分钟，真空自然冷却至350-150℃后，充入纯氧气或氮气，实现表面快速氧化或氮化，在表面进一步形成致密的金属氧化物或金属氮化物膜；最后在100℃±30 ℃条件下取出；
所述镀膜，主要是指选择性吸收涂层镀膜，包括等离子清洗和真空镀膜；
所述等离子清洗，是指将排气后温度为100℃±30℃的钢管装入真空镀膜机内，通过抽真空至设定真空度后，开启辉光或弧光等离子清洗工艺，去除钢管表面的灰尘或杂质，保持表面清洁，同时开启真空加热器，保持钢管温度为150 ℃-450℃之间；
所述真空镀膜，是指在真空镀膜机内，将等离子清洗的镀膜钢管采用磁控溅射方法，在钢管外表面镀选择性吸收涂层。
所述罩玻璃前处理步骤B，包括：玻璃金属熔封、接尾管、双面活化、双面硅基涂层镀膜、自清洁增透涂层镀膜、中红外反射增透涂层镀膜；
所述玻璃金属熔封，是指将可伐合金套通过直接或过渡熔封的方式和罩玻璃管熔封焊接在一起，然后对封接位置及周围进行退火，以保持良好的真空密封性能、机械性能和抗冷热冲击性能；
所述的接尾管，是在罩玻璃管设定位置打孔，通过直封或过渡熔封方式熔封排气尾管，并退火处理；
所述双面活化，是指通过机械剖光或化学溶剂等处理方法，实现罩玻璃管内外表面活化；
所述双面硅基涂层镀膜，是指采用溶胶-凝胶法(sol-gel方法)实现罩玻璃管内外表面同时涂覆硅基氧化物涂层；
然后，在大气条件下，对罩玻璃管内外表面的硅基氧化物涂层进行加热固化；
所述自清洁增透涂层镀膜，是指是指采用溶胶-凝胶法(sol-gel方法)实现罩玻璃管外表面涂覆自清洁增透涂层；
然后，在大气条件下，对罩玻璃管外表面的自清洁增透涂层进行加热固化；
所述中红外反射增透涂层镀膜，是指是指采用溶胶-凝胶法(sol-gel方法) 实现罩玻璃管内表面涂覆中红外反射增透涂层；
然后，在大气条件下，对罩玻璃管内表面的中红外反射增透涂层进行加热固化。
所述小金属件处理步骤C，包括吸气剂组件组合与波纹管组件组合，其中：
所述吸气剂组件组合，是指将蒸散型吸气剂和/或非蒸散型吸气剂通过点焊方式固定在吸气剂支架上，形成吸气剂组件；
所述波纹管组件组合，是指将支撑环、波纹管、端盖焊接连接起来形成波纹管组件，然后将吸气剂组件焊接在波纹管组件的真空腔体侧。
所述总成装配步骤D，是指将镀膜金属管、罩玻璃管和波纹管组件组合、装配、焊接在一起，其中：
所述组合，是指现将镀膜金属管插入到罩玻璃管内，并保证导线插入到排气尾管内；
所述装配，是指将波纹管组件从集热管两端插入，固定在罩玻璃管的可伐合金套和金属管之间，并进行圆周和轴向定位；
所述焊接，是指依次将罩玻璃管、可伐合金套、波纹管组件与镀膜金属管之间预先点焊焊接固定，再通过连续焊接，实现罩玻璃管、可伐合金套、波纹管组件与镀膜金属管之间的封闭式焊接。
所述真空排气步骤，是指将总成装配后的集热管放入排气台内，将排气尾管与真空机组连接，将集热管内部抽真空至10pa以下后，开启设定程序加热模式，逐步加热到350-450℃，持续抽真空并保温30-120分钟，然后依照设定程序逐步降温至400-200℃时，开启电封离设备，将排气尾管从罩玻璃管上密封分离，并确保导线和排气尾管熔封密封，最后按照设定冷却温度曲线，集热管自然冷却或强制冷却至常温。
所述检测步骤与包装步骤，为常规技术手段，在此不予赘述。
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种中红外玻璃金属熔封集热管的制造方法，至少包括钢管镀膜、罩玻璃管前处理、小金属件处理以及总成装配，其特征在于：
在所述罩玻璃管前处理步骤中，在罩玻璃管内表面设有中红外反射增透涂层，所述中红外反射增透涂层包括硅基氧化物薄膜与中红外反射涂层，所述硅基氧化物薄膜附着于罩玻璃管的内表面，而中红外反射涂层附着于硅基氧化物薄膜的内侧。
2.根据权利要求1所述的中红外玻璃金属熔封集热管的制造方法，其特征在于：所述中红外反射涂层为铟、锡、锌、铝的氧化物。
3.根据权利要求1所述的中红外玻璃金属熔封集热管的制造方法，其特征在于：所述硅基氧化物薄膜与中红外反射涂层的厚度分别为10-100nm，总厚度为30-150nm。
4.根据权利要求1所述的中红外玻璃金属熔封集热管的制造方法，其特征在于：所述罩玻璃管的外表面设有自清洁增透涂层，所述自清洁增透涂层具有钛/硅基氧化物薄膜。
5.根据权利要求4所述的中红外玻璃金属熔封集热管的制造方法，其特征在于：所述钛/硅基氧化物薄膜直接附着于所述罩玻璃管的外表面，或者在所述钛/硅基氧化物薄膜与所述罩玻璃管外表面之间还具有硅基氧化物层。
6.根据权利要求4所述的中红外玻璃金属熔封集热管的制造方法，其特征在于：所述钛/硅基氧化物薄膜是由金红石相TiO2与硅基氧化物共混形成。
7.根据权利要求4所述的中红外玻璃金属熔封集热管的制造方法，其特征在于：所述硅基氧化物层、钛/硅基氧化物薄膜的厚度分别为10-100nm，总厚度为30-150nm。
8.根据权利要求1所述的中红外玻璃金属熔封集热管的制造方法，其特征在于：所述钢管镀膜步骤中具有镀膜的工序；
所述镀膜是指选择性吸收涂层镀膜，包括等离子清洗和真空镀膜；
所述等离子清洗，是指将排气后温度为100℃±30℃的钢管装入真空镀膜机内，通过抽真空至设定真空度后，开启辉光或弧光等离子清洗工艺，去除钢管表面的灰尘或杂质，保持表面清洁，同时开启真空加热器，保持钢管温度为150℃-450℃之间；
所述真空镀膜，是指在真空镀膜机内，将等离子清洗的镀膜钢管采用磁控溅射方法，在钢管外表面镀选择性吸收涂层。
9.根据权利要求1所述的中红外玻璃金属熔封集热管的制造方法，其特征在于，所述罩玻璃前处理步骤包括：玻璃金属熔封、接尾管、双面活化、双面硅基涂层镀膜、自清洁增透涂层镀膜以及中红外反射增透涂层镀膜；
所述玻璃金属熔封，是指将可伐合金套通过直接或过渡熔封的方式和罩玻璃管熔封焊接在一起，然后对封接位置及周围进行退火；
所述的接尾管，是在罩玻璃管设定位置打孔，通过直封或过渡熔封方式熔封排气尾管，并退火处理；
所述双面活化，是指通过机械剖光或化学溶剂等处理方法，实现罩玻璃管内外表面活化；
所述双面硅基涂层镀膜，是指采用溶胶-凝胶法实现罩玻璃管内外表面同时涂覆硅基氧化物涂层；
然后，在大气条件下，对罩玻璃管内外表面的硅基氧化物涂层进行加热固化；
所述自清洁增透涂层镀膜，是指是指采用溶胶-凝胶法实现罩玻璃管外表面涂覆自清洁增透涂层；
然后，在大气条件下，对罩玻璃管外表面的自清洁增透涂层进行加热固化；
所述中红外反射增透涂层镀膜，是指是指采用溶胶-凝胶法实现罩玻璃管内表面涂覆中红外反射增透涂层；
然后，在大气条件下，对罩玻璃管内表面的中红外反射增透涂层进行加热固化。
10.根据权利要求1所述的中红外玻璃金属熔封集热管的制造方法，其特征在于，所述总成装配步骤是指将镀膜金属管、罩玻璃管和波纹管组件组合、装配、焊接在一起，其中：
所述组合，是指现将镀膜金属管插入到罩玻璃管内，并保证导线插入到排气尾管内；
所述装配，是指将波纹管组件从集热管两端插入，固定在罩玻璃管的可伐合金套和金属管之间，并进行圆周和轴向定位；
所述焊接，是指依次将罩玻璃管、可伐合金套、波纹管组件与镀膜金属管之间预先点焊焊接固定，再通过连续焊接，实现罩玻璃管、可伐合金套、波纹管组件与镀膜金属管之间的封闭式焊接。
CN202010837443.1A 2020-08-19 2020-08-19 中红外玻璃金属熔封集热管的制造方法 Pending CN112066575A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010837443.1A CN112066575A (zh) 2020-08-19 2020-08-19 中红外玻璃金属熔封集热管的制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010837443.1A CN112066575A (zh) 2020-08-19 2020-08-19 中红外玻璃金属熔封集热管的制造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112066575A true CN112066575A (zh) 2020-12-11

Family

ID=73662269

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010837443.1A Pending CN112066575A (zh) 2020-08-19 2020-08-19 中红外玻璃金属熔封集热管的制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112066575A (zh)

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1779383A (zh) * 2004-11-24 2006-05-31 北京航空航天大学 低热损太阳能集热管
CN201306859Y (zh) * 2008-10-27 2009-09-09 北京清华阳光能源开发有限责任公司 全玻璃真空太阳能集热管
CN201429243Y (zh) * 2009-06-26 2010-03-24 山东力诺新材料有限公司 中温太阳能真空集热管
US20100313875A1 (en) * 2007-10-18 2010-12-16 Kennedy Cheryl E High temperature solar selective coatings
CN101948250A (zh) * 2010-10-09 2011-01-19 福建圣元电子科技有限公司 全玻璃真空太阳能集热管外管内外壁镀增透膜的方法
CN102285764A (zh) * 2010-06-17 2011-12-21 北京清华阳光能源开发有限责任公司 一种集热管罩玻璃管镀膜设备和工艺
CN102838288A (zh) * 2012-08-16 2012-12-26 浙江格拉威宝玻璃技术有限公司 一种具有自清洁效果的减反射镀膜玻璃及其制备方法
CN202792647U (zh) * 2012-08-28 2013-03-13 北京天瑞星光热技术有限公司 一种中高温太阳能真空集热管
CN103813994A (zh) * 2011-09-30 2014-05-21 西门子聚集太阳能有限公司 具有红外光反射涂层的玻璃管，制造该玻璃管的方法，具有该玻璃管的热收集器管，具有该热收集器管的抛物面槽收集器，和该抛物面槽收集器的用途
CN103884122A (zh) * 2012-12-21 2014-06-25 中国建筑材料科学研究总院 一种太阳能光热转换集热器透明热镜及其制备方法
CN104140693A (zh) * 2014-07-25 2014-11-12 天津市职业大学 一种太阳电池玻璃自清洁减反射光转换涂料的生产方法
CN204263656U (zh) * 2014-11-19 2015-04-15 天津耀皮工程玻璃有限公司 一种纳米太阳能自清洁耐磨玻璃
CN105758030A (zh) * 2014-12-15 2016-07-13 广西吉顺能源科技有限公司 一种保温管
CN107140843A (zh) * 2017-05-09 2017-09-08 同济大学 一种自清洁水性增透膜的制备方法
CN109631353A (zh) * 2019-01-17 2019-04-16 河北道荣新能源科技有限公司 薄膜光伏发电耦合选择性吸收涂层制法及其集热管制法

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1779383A (zh) * 2004-11-24 2006-05-31 北京航空航天大学 低热损太阳能集热管
US20100313875A1 (en) * 2007-10-18 2010-12-16 Kennedy Cheryl E High temperature solar selective coatings
CN201306859Y (zh) * 2008-10-27 2009-09-09 北京清华阳光能源开发有限责任公司 全玻璃真空太阳能集热管
CN201429243Y (zh) * 2009-06-26 2010-03-24 山东力诺新材料有限公司 中温太阳能真空集热管
CN102285764A (zh) * 2010-06-17 2011-12-21 北京清华阳光能源开发有限责任公司 一种集热管罩玻璃管镀膜设备和工艺
CN101948250A (zh) * 2010-10-09 2011-01-19 福建圣元电子科技有限公司 全玻璃真空太阳能集热管外管内外壁镀增透膜的方法
CN103813994A (zh) * 2011-09-30 2014-05-21 西门子聚集太阳能有限公司 具有红外光反射涂层的玻璃管，制造该玻璃管的方法，具有该玻璃管的热收集器管，具有该热收集器管的抛物面槽收集器，和该抛物面槽收集器的用途
CN102838288A (zh) * 2012-08-16 2012-12-26 浙江格拉威宝玻璃技术有限公司 一种具有自清洁效果的减反射镀膜玻璃及其制备方法
CN202792647U (zh) * 2012-08-28 2013-03-13 北京天瑞星光热技术有限公司 一种中高温太阳能真空集热管
CN103884122A (zh) * 2012-12-21 2014-06-25 中国建筑材料科学研究总院 一种太阳能光热转换集热器透明热镜及其制备方法
CN104140693A (zh) * 2014-07-25 2014-11-12 天津市职业大学 一种太阳电池玻璃自清洁减反射光转换涂料的生产方法
CN204263656U (zh) * 2014-11-19 2015-04-15 天津耀皮工程玻璃有限公司 一种纳米太阳能自清洁耐磨玻璃
CN105758030A (zh) * 2014-12-15 2016-07-13 广西吉顺能源科技有限公司 一种保温管
CN107140843A (zh) * 2017-05-09 2017-09-08 同济大学 一种自清洁水性增透膜的制备方法
CN109631353A (zh) * 2019-01-17 2019-04-16 河北道荣新能源科技有限公司 薄膜光伏发电耦合选择性吸收涂层制法及其集热管制法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2739581B1 (en) Heat receiver tube with a glass tube with infrared light reflective coating, method for manufacturing the glass tube, parabolic trough collector with the heat receiver tube and use of the parabolic trough collector
CN100513926C (zh) 高温太阳能集热管及其制造工艺
CN101004297A (zh) 涂复选择性吸收复合膜的太阳能吸热板芯及其制做方法
CN201715767U (zh) 多层复合太阳能选择性吸收镀层
CN212673530U (zh) 中红外玻璃金属熔封集热管
CN101832671A (zh) 太阳能真空集热管
CN116230792A (zh) 一种光伏真空玻璃
CN201121999Y (zh) 太阳能整体式阳台热水器
CN112066575A (zh) 中红外玻璃金属熔封集热管的制造方法
CN212673531U (zh) 全玻璃热管中温真空太阳集热管
CN103196242B (zh) 一种无需玻璃罩的管式太阳能集热器
CN112066576A (zh) 中红外玻璃金属熔封集热管
CN101893325A (zh) 聚光型高效平板复合集热器
CN107709893A (zh) 太阳能集热管以及太阳能发电装置
CN201203278Y (zh) 伸缩节式双层玻璃真空太阳能集热管
CN112066573A (zh) 全玻璃热管中温真空太阳集热管的制造方法
CN101256034A (zh) 热管式真空集热管
CN205208980U (zh) 一种能够有效的防止管壁冻裂的太阳能集热管
FR2951813A1 (fr) Collecteur solaire
CN214620129U (zh) 一种槽式太阳能中温集热器用金属直通管
CN111219889A (zh) 石墨烯平板热管太阳能集热器及其制备方法
CN201706749U (zh) 复合金属-SiO2金属陶瓷选择性吸收涂层太阳能集热管
CN201885405U (zh) 聚光型高效平板复合集热器
CN201352016Y (zh) 一种防爆型真空集热管
CN208431964U (zh) 一种用于高温的槽式太阳能集热管

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20201211

RJ01 Rejection of invention patent application after publication