AT508485B1 - Getter und getteranordnung sowie vorrichtung umfassend dieselben und verfahren zur herstellung eines getters - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Getter (1), umfassend ein Gettergehäuse (2) und zumindest ein pulverförmiges Gettermaterial (3), das im Gettergehäuse (2) eingeschlossen ist, wobei das Gettergehäuse (2) zumindest teilweise gasdurchlässig ist, sodass außerhalb des Gettergehäuses (2) befindliches Gas mit dem Gettermaterial (3) in Kontakt treten kann, und wobei das Gettergehäuse (2) ein Rohr (4) umfasst, das bereichsweise zumindest ein aus einem metallischen Netz (7) gebildetes Gitter aufweist, durch welches das Gettermaterial (3) im Rohr (4) gehalten ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine durchschnittliche Korngröße des Gettermaterials (3) 25 µm oder mehr beträgt und eine maximale Maschenweite des Netzes (7) kleiner als 20 µm ist.

Description

österreichisches Patentamt AT508 485 B1 2013-01-15

Beschreibung

GETTER UND GETTERANORDNUNG SOWIE VORRICHTUNG UMFASSEND DIESELBEN UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES GETTERS

[0001] Die Erfindung betrifft einen Getter, umfassend ein Gettergehäuse und zumindest ein pulverförmiges Gettermaterial, das im Gettergehäuse eingeschlossen ist, wobei das Gettergehäuse zumindest teilweise gasdurchlässig ist, sodass außerhalb des Gettergehäuses befindliches Gas mit dem Gettermaterial in Kontakt treten kann, und wobei das Gettergehäuse ein Rohr umfasst, das bereichsweise zumindest ein aus einem metallischen Netz gebildetes Gitter aufweist, durch welches das Gettermaterial im Rohr gehalten ist.

[0002] Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Getteranordnung.

[0003] Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung, insbesondere einen Solar-Absorber, umfassend einen Getter oder eine Getteranordnung.

[0004] Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Getters, welcher ein Gettergehäuse und zumindest ein pulverförmiges Gettermaterial, das im Gettergehäuse eingeschlossen ist, umfasst, wobei das Gettergehäuse zumindest teilweise gasdurchlässig ist, sodass außerhalb des Gettergehäuses befindliches Gas mit dem Gettermaterial in Kontakt treten kann, wobei ein Rohr bereitgestellt wird, wonach das Gettermaterial in das Rohr eingefüllt wird, wonach das Rohr in zumindest einem Bereich mit einem Gitter verschlossen wird, welches das Gettermaterial im Rohr hält.

[0005] In der US 2007/0102650 A1 ist eine Getteranordnung offenbart, die in einer Getterpumpe angeordnet ist. Die Getteranordnung kann unter anderem ein zentrales Rohr aufweisen, um welches ein Netz positioniert ist, das ein pulverförmiges Gettermaterial hält, wobei das Gettermaterial eine Korngröße von etwa 3 mm aufweist.

[0006] Aus dem Stand der Technik ist es auch bekannt, in Solar-Absorbern mit Parabolspiegeln Getter einzusetzen, die aus Tabletten bestehen und in einem länglichen Halbrundprofil gelagert sind, das beidseitig offen ist und kopfseitig ein Gitter aufweist, das die Tabletten im Halbrundprofil hält, wenn sich der Solar-Absorber bzw. Parabolspiegel bewegt (US 2004/0134484 A1). Tabletten aus einem Gettermaterial können erstellt werden, indem ein Ausgangsmaterial vorerst vermahlen und anschließend zu Tabletten gepresst wird.

[0007] Bei derartigen Gettern gemäß dem Stand der Technik ist jedoch nachteilig, dass die Tabletten im Laufe einer Einsatzzeit spröde werden. Dies führt dazu, dass sich Partikel unterschiedlicher Größe von einzelnen Tabletten ablösen, wobei die Partikel durch ein Gitter eines Getters austreten können, sodass ein Innenbereich eines Solar-Absorbers verunreinigt und ein Wirkungsgrad des Solar-Absorbers verschlechtert wird. Zudem ist ein Herstellungsprozess aufwendig, da zuerst ein Ausgangsmaterial gemahlen und anschließend zu Tabletten gepresst werden muss, wobei Feinkornanteile nicht verwendet werden können. Tabletten weisen in Bezug auf eine Masse ferner eine nur geringe Oberfläche auf.

[0008] Bekannt ist es aus dem Stand der Technik auch, für Getter mit anderen Einsatzbereichen anstelle von Tabletten ein Pulver vorzusehen, das in einem Netz gehalten ist, wobei eine durchschnittliche Korngröße des Pulvers größer ist als eine Maschenweite des Netzes (JP 2004202309 A). Auch bei Gettern dieser Art kann das vorstehende Problem auftreten, zumal auch ein Pulver spröde werden kann. Darüber hinaus lässt sich ein ausschließlich netzförmiges Gettergehäuse kaum dicht verschließen, was zusätzlich die Gefahr bedingt, dass Gettermaterial während eines Einsatzes des Getters austritt. Hier setzt die Erfindung an. Aufgabe der Erfindung ist es, einen Getter der eingangs genannten Art anzugeben, bei welchem diese Nachteile beseitigt oder zumindest verringert sind.

[0009] Ferner ist es ein Ziel der Erfindung, eine Getteranordnung anzugeben, bei welcher die Nachteile des Standes der Technik beseitigt oder zumindest verringert sind. 1 /6 österreichisches Patentamt AT508 485B1 2013-01-15 [0010] Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung anzugeben, insbesondere einen Solar-Absorber, bei welchem die Nachteile des Standes der Technik beseitigt oder zumindest verringert sind.

[0011] Schließlich ist es ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit welchem ein Getter hergestellt werden kann, bei dem die Nachteile des Standes der Technik beseitigt oder zumindest verringert sind.

[0012] Die Aufgabe der Erfindung wird bei einem Getter der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass eine durchschnittliche Korngröße des Gettermaterials 25 pm oder mehr beträgt und eine maximale Maschenweite des Netzes kleiner als 20 μιη ist.

[0013] Ein mit der Erfindung erzielter Vorteil ist darin zu sehen, dass das Pulver überwiegend durch das vorgesehene Rohr im Gettergehäuse gehalten wird, ohne dass das Pulver grundsätzlich aus demselben austreten kann, sodass auch nicht beispielsweise ein Absorberrohr verunreinigt wird. Lediglich im Bereich des zumindest einen Gitters besteht allenfalls eine Austrittsmöglichkeit, die allerdings auf eine minimale Fläche im Ausmaß des zumindest einen Gitters beschränkt ist, das einen Gaszutritt von außen in das Innere des Rohres ermöglicht. Zwar ist das Gettermaterial aufgrund des vorgesehenen Rohres grundsätzlich weniger leicht für ein Gas zugänglich als bei einem Gettergehäuse in Art eines bloßen Netzes, allerdings ist dieser potenzielle Nachteil wenig praxisrelevant, da das Gettermaterial als Pulver vorliegt und daher insbesondere im Bereich des Gitters eine große aktive Oberfläche gegeben ist, welche diesen potenziellen Nachteil auch bei längeren Rohren in den Hintergrund drängt. Dabei ist vorgesehen, dass die durchschnittliche Korngröße des Gettermaterials 25 pm oder mehr beträgt und eine maximale Maschenweite des Netzes kleiner als 20 pm ist. Somit ist im Ergebnis ein Austritt von Gettermaterial aus dem Getter zumindest weitgehend vermieden, ohne dass eine Getterleistung wesentlich eingeschränkt ist. Darüber hinaus kann ein Gitter an einem Rohr auf einfache Weise angebracht werden, sodass auch der Nachteil eines mangelnden dichten Verschlusses ausschließlich netzförmiger Gettergehäuse beseitigt ist.

[0014] Grundsätzlich kann das Gitter an beliebigen Stellen des Rohres vorgesehen sein. Bevorzugt ist es jedoch, einer einfachen Ausführung wegen, wenn das Rohr an zumindest einem Ende ein Gitter aufweist. Es braucht dann lediglich ein beliebiges Rohr, z. B. aus einem Stahl, bereitgestellt zu werden, das während der Herstellung des Getters an einem Ende mit dem Gitter verschlossen wird. In Bezug auf eine gute Zugänglichkeit des Gettermaterials im Einsatz ist es bevorzugt, dass auch das zweite Ende ein Gitter aufweist, wobei das Rohr im Übrigen ohne ein weiteres Gitter ausgebildet ist. Ein endseitig dichtes Verschließen eines Rohres mit einem Gitter kann auf besonders einfache Weise erfolgen.

[0015] Das Gitter ist erfindungsgemäß aus einem metallischen Netz gebildet. Das metallische Netz ist mit dem Rohr vorzugsweise verschweißt, kann aber auch auf andere Arten mit dem Rohr verbunden sein. Möglich ist es unter anderem, andere Arten einer stoffschlüssigen Verbindung, z. B. ein Löten, vorzusehen. Möglich ist es auch, dass das Rohr an dessen Enden jeweils mit einem Schraubverschluss versehen ist, der in einem Bereich das Gitter bzw. Netz aufweist.

[0016] Um einen Austritt des Pulvers bestmöglich auszuschließen, ist bevorzugt vorgesehen, dass das Netz eine maximale Maschenweite aufweist, die zumindest 5 pm, bevorzugt zumindest 10 pm, kleiner als eine durchschnittliche Korngröße des Gettermaterials ist.

[0017] Das erfindungsgemäße Konzept lässt sich insbesondere bei bekannten Zirconium-Vanadium-Eisen-Legierungen anwenden, wiewohl andere Legierungen bzw. Gettermaterialien eingesetzt werden können. Diesbezüglich ist es auch möglich, dass zwei oder mehrere verschiedene Legierungen, die jeweils pulverförmig vorliegen, als Gettermaterial eingesetzt sind, wobei die Legierungen bzw. Pulver nicht unbedingt vermischt vorliegen müssen. Unter bestimmten Bedingungen kann zusätzlich auch Gettermaterial in Form von Tabletten im Rohr eingesetzt werden.

[0018] Das Rohr kann an sich mit beliebigem Querschnitt ausgebildet sein, wenngleich bevor- 2/6 österreichisches Patentamt AT508 485B1 2013-01-15 zugt ein im Querschnitt kreisförmiges Rohr zum Einsatz kommt. Sofern der Getter in einem Solar-Absorber eingesetzt werden soll, ist eine gekrümmte Ausbildung des Rohres zweckmäßig.

[0019] Das weitere Ziel der Erfindung wird durch eine Getteranordnung erreicht, wobei zumindest zwei erfindungsgemäße Getter miteinander verbunden sind. Neben den bereits erwähnten Vorteilen eines Getters kommt hinzu, dass sich eine erfindungsgemäße Getteranordnung besonders einfach in Vorrichtungen wie Solar-Absorbern anordnen lässt, wobei dann mehrere Einlässe für einen Kontakt allfällig eintretenden Gases mit Gettermaterial vorliegen. Dabei können die einzelnen Getter beispielsweise mit einer Feder verbunden sein, was der gesamten Getteranordnung eine gewisse Flexibilität gibt, die in Bezug auf eine Befestigung in einem Solar-Absorber wichtig sein kann. Möglich ist es aber auch, dass ein anderes Verbindungsmittel als eine Feder zum Einsatz kommt, beispielsweise ein Federblech, ein Edelstahlnetz oder auch ein gasdurchlässiges Rohr, das gegenüberliegende Enden der Getter verbindet.

[0020] Entsprechend den bereits dargestellten Vorteilen wird das weitere Ziel der Erfindung durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 10 erreicht.

[0021] Das letzte Ziel der Erfindung wird dadurch erreicht, dass bei einem Verfahren der eingangs genannten Art ein Gettermaterial mit einer durchschnittlichen Korngröße von 25 pm oder mehr eingefüllt wird und ein Netz mit einer maximalen Maschenweite von kleiner als 20 pm eingesetzt wird.

[0022] Mit einem erfindungsgemäßen Verfahren ist es auf besonders einfache Weise möglich, einen Getter herzustellen, der im Einsatz leistungsfähig ist, ohne dass eine größere Gefahr besteht, dass Gettermaterial aus dem Getter austritt und beispielsweise einen Solar-Absorber verschmutzt, was zu einer Leistungsreduktion desselben führen würde.

[0023] Zweckmäßig ist es, dass das Rohr an zumindest einem Ende, bevorzugt beiden Enden, mit einem Gitter verschlossen wird, wobei das Gitter beispielsweise ein metallisches Netz sein kann, das durch Schweißen, Löten oder auf andere Art am Rohr dauerhaft angebracht wird.

[0024] Um zu vermeiden, dass im Einsatz Pulver aus dem Getter austritt, kann des Weiteren vorgesehen sein, dass das Netz mit einer maximalen Maschenweite eingesetzt wird, die zumindest 5 pm, vorzugsweise zumindest 10 pm, kleiner als eine durchschnittliche Partikelgröße des Gettermaterials ist, welche 25 pm oder mehr, insbesondere 25 bis 150 pm, beträgt.

[0025] Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispiel derselben. In der anliegenden Zeichnung zeigt Fig. 1 eine Getteranordnung.

[0026] In Fig. 1 ist eine Getteranordnung 8 dargestellt, die zwei Getter 1 umfasst. Jeder Getter 1 weist ein abgeschlossenes Gettergehäuse 2 auf, das ein gekrümmtes Rohr 4 umfasst. Das Rohr 4 besteht vorzugsweise aus einem Metall oder einer Legierung, insbesondere aus einem Stahl, wenngleich im Einzelfall das Rohr 4 auch aus einer Aluminiumlegierung bestehen kann. Die zwei Rohre 4 der Getteranordnung 8 sind halbkreisförmig gekrümmt und ergänzen sich so, dass die Getteranordnung 8 insgesamt etwa kreisförmig ausgebildet ist. Dabei sind die zwei Getter 1 im Bereich von Enden 5 miteinander durch eine Feder 9 verbunden, wohingegen die Getter 1 im Bereich der weiteren Enden 6 voneinander durch einen Spalt getrennt sind. Grundsätzlich können auch andere elastisch verformbare Verbindungselemente als die Feder 9 eingesetzt werden. Der Getteranordnung 8 wird durch die Feder 9 eine gewisse Flexibilität verliehen, die ausreichend ist, um die Getteranordnung 8 auf einfache Weise auf bzw. an einem Profil anzuordnen, das einen äußeren Durchmesser entsprechend einem freien inneren Durchmessers der Getteranordnung 8 aufweist. Dies ist insbesondere von Interesse für eine dauerhafte Befestigung der Getteranordnung 8 an einem rohrförmigen Profil wie in einem Solar-Absorber. Grundsätzlich können für diesen Zweck auch andere elastisch verformbare Verbindungselemente als die Feder 9 eingesetzt werden.

[0027] Innerhalb der Getter 1 ist zumindest ein pulverförmiges Gettermaterial 3 angeordnet. Das Gettermaterial besteht bevorzugt aus einer Zirconium-Vanadium-Eisen-Legierung, die 3/6

Claims (14)

1. österreichisches Patentamt AT508 485 B1 2013-01-15 insbesondere 60 bis 80 % Zirconium, 20 bis 30 % Vanadium, jeweils in Gewichtsprozent, Rest Eisen enthält. Unabhängig von einer konkreten Zusammensetzung wird eine Legierung geschmolzen und zu Pulver mit einer bevorzugten durchschnittlichen Korngröße von 25 bis 150 gm gemahlen. Dieses Pulver wird in die Rohre 4 gefüllt, sodass diese im Wesentlichen vollständig mit Gettermaterial 3 beladen sind. Anschließend werden die Rohre 4 im Bereich der Enden 5, 6 jeweils mit einem Netz 7 verschlossen, was in Fig. 1 lediglich exemplarisch für eines der Enden 6 dargestellt ist. Jedes Netz 7 weist eine maximale Maschenweite auf, die kleiner ist als eine durchschnittliche Korngröße des Gettermaterials 3. Sofern eine durchschnittliche Korngröße des Gettermaterials 3 im Bereich von 25 bis 150 gm liegt, ist eine maximale Maschenweite des Netzes 7 kleiner als 20 pm, bevorzugt kleiner als 10 pm. Eine möglichst große Differenz zwischen einer durchschnittlichen Korngröße des Gettermaterials 3 und einer maximalen Maschenweite des Netzes 7 ist günstig in Bezug auf eine Vermeidung eines Austritts von Gettermaterial 3. Mit zunehmender Korngröße nimmt allerdings auf der einen Seite eine Gesamtoberfläche des Gettermaterials 3 ab. Auf der anderen Seite nimmt eine Zugänglichkeit des Gettermaterials 3 ab, je feiner und daher auch insgesamt weniger durchlässig das Netz 7 ist. [0028] Jedes der Netze 7 besteht vorzugsweise aus einem Metall oder einer Legierung wie einem Stahl und kann beispielsweise durch Verschweißen am Rohr 4 endseitig befestigt sein. Je nach einer Maximaltemperatur, welcher die Getteranordnung 8 im Einsatz ausgesetzt sein kann, z. B. beim Ausheizen eines Solar-Absorbers im Temperaturbereich von 300 °C bis 900 °C, können auch andere Arten der Befestigung des Netzes 7 infrage kommen. Beispielsweise kann das Netz 7 am Rohr auch angelötet oder angeklebt sein, sofern eine Temperaturbelastung im Einsatz nicht allzu groß ist. [0029] Die endseitige Befestigung eines Netzes 7 ergibt sich vor allem aus praktischen Aspekten bei der Herstellung des Getters 1, da das Rohr 4 auf einfache Weise befüllt und anschließend verschlossen werden kann. Gleichwohl ist es auch möglich, dass ein endseitig vollständig verschlossenes Rohr 4 eingesetzt wird, das in einem anderen Bereich mit einer Öffnung versehen wird oder ist, durch welche das Gettermaterial 3 eingefüllt werden kann, ehe das Rohr 4 durch ein Netz 7 in der bereits dargestellten Weise verschlossen wird. In diesem Fall ist eine Größe der gewählten Öffnung nicht kritisch, sodass im Vergleich mit endseitig befestigten Netzen 7 größere Netzabmessungen und damit Zutrittsflächen gewählt werden können, was für bestimmte Anwendungen günstig sein kann. Allerdings gestaltet sich ein vollständiges Befüllen des Rohres 4 bzw. der Rohre 4 in diesem Fall gegebenenfalls erheblich schwieriger. [0030] Im Getter 1, der in Fig. 1 unten liegt, kann gegebenenfalls auch getteraktives Material in Form von Tabletten vorliegen. Die Tabletten können zwar spröde werden, allerdings können lose Partikel nicht entgegen der Schwerkraft aus dem Getter 1 austreten. [0031] Ein Vorteil einer Getteranordnung 8 wie zuvor beschrieben liegt darin, dass das Gettermaterial 3 im Einsatz dauerhaft in den Gettern 1 gehalten ist, da zum einen ein Rohr 4 vorgesehen ist und zum anderen eine Maschenweite der Netze 7 deutlich kleiner ist als eine Korngröße des Gettermaterials 3. Dadurch ist verhindert, dass Gettermaterial 3 aus den Gettern 1 austritt und beispielsweise einen Innenraum eines Solar-Absorbers verunreinigt. Gleichzeitig ist sichergestellt, dass aufgrund der pulverförmigen Ausbildung des Gettermaterials 3 eine große Oberfläche des Gettermaterials 3 zur Verfügung steht, um allfällige Gase zu binden. Patentansprüche 1. Getter (1), umfassend ein Gettergehäuse (2) und zumindest ein pulverförmiges Gettermaterial (3), das im Gettergehäuse (2) eingeschlossen ist, wobei das Gettergehäuse (2) zumindest teilweise gasdurchlässig ist, sodass außerhalb des Gettergehäuses (2) befindliches Gas mit dem Gettermaterial (3) in Kontakt treten kann, und wobei das Gettergehäuse (2) ein Rohr (4) umfasst, das bereichsweise zumindest ein aus einem metallischen Netz (7) gebildetes Gitter aufweist, durch welches das Gettermaterial (3) im Rohr (4) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine durchschnittliche Korngröße des Gettermaterials (3) 4/6 österreichisches Patentamt AT508 485B1 2013-01-15 25 um oder mehr beträgt und eine maximale Maschenweite des Netzes (7) kleiner als 20 gm ist.
2. 2. Getter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (4) an zumindest einem Ende (5, 6) ein Gitter aufweist.
3. 3. Getter (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (4) an beiden Enden (5, 6) ein Gitter aufweist.
4. 4. Getter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Netz (7) eine maximale Maschenweite aufweist, die zumindest 10 gm kleiner als eine durchschnittliche Korngröße des Gettermaterials (3) ist.
5. 5. Getter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die durchschnittliche Korngröße des Gettermaterials (3) 25 bis 150 gm beträgt und eine maximale Maschenweite des Netzes (7) kleiner als 10 gm ist.
6. 6. Getter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gettermaterial (3) aus einer Zirconium-Vanadium-Eisen-Legierung gebildet ist.
7. 7. Getter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (4) gekrümmt ist.
8. 8. Getteranordnung (8), umfassend zumindest zwei Getter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Getter (1) miteinander verbunden sind.
9. 9. Getteranordnung (8) nach Anspruch 8, wobei die Getter (1) mit einer Feder (9) verbunden sind.
10. 10. Vorrichtung, insbesondere Solar-Absorber, umfassend einen Getter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder eine Getteranordnung (8) nach Anspruch 8 oder 9.
11. 11. Verfahren zur Herstellung eines Getters (1), welcher ein Gettergehäuse (2) und zumindest ein pulverförmiges Gettermaterial (3), das im Gettergehäuse (2) eingeschlossen ist, umfasst, wobei das Gettergehäuse (2) zumindest teilweise gasdurchlässig ist, sodass außerhalb des Gettergehäuses (2) befindliches Gas mit dem Gettermaterial (3) in Kontakt treten kann, wobei ein Rohr (4) bereitgestellt wird, wonach das Gettermaterial (3) in das Rohr (4) eingefüllt wird, wonach das Rohr (4) in zumindest einem Bereich mit einem Gitter verschlossen wird, welches das Gettermaterial (3) im Rohr (4) hält, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gettermaterial (3) mit einer durchschnittlichen Korngröße von 25 gm oder mehr eingefüllt wird und ein Netz (7) mit einer maximalen Maschenweite von kleiner als 20 gm eingesetzt wird.
12. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (4) an zumindest einem Ende (5, 6), bevorzugt beiden Enden (5, 6), mit einem Gitter verschlossen wird.
13. 13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass als Gitter ein metallisches Netz (7) eingesetzt wird.
14. 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Netz (7) mit einer maximalen Maschenweite eingesetzt wird, die zumindest 5 gm, vorzugsweise zumindest 10 gm, kleiner als eine durchschnittliche Korngröße des Gettermaterials (3) ist. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 5/6