CN103339080B - 在真空太阳能热面板制造中用于熔块烧制循环方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种真空太阳能热面板的制造方法，所述真空太阳能热面板包括至少一个钢化玻璃板和一个连接在所述钢化玻璃板上的金属框架，所述方法包括一个形成玻璃-金属密封件的熔块烧制循环，所述熔块烧制循环包括将所述钢化玻璃板加热到最大温度(Tm)的第一加热阶段，该温度使得钢化玻璃板保持适当的预应力水平。根据本发明有利的是，所述方法进一步包括第二加热阶段(通过光辐射照射)，其为钢化玻璃板的熔化区的可选择的加热阶段，在高于最大温度(Tm)的第二温度(Th)下进行。
Description
申请领域
本发明涉及在真空太阳能热面板制造时进行的熔块烧制循环方法。
现有技术
众所周知，真空太阳能热面板包括至少一个扁平真空密闭封套，该封套包括对可见的太阳辐射透明并连接到金属周边框架上的玻璃板。在真空封套内配置吸热器和进入和离开封套并与吸热器连接的管。
太阳能辐射通过玻璃板进入封套，由吸热器吸收并转变成热量，该热量传递给管和在该管内流动的导热流体。
在包围吸热器和与该吸热器连接的部分管的封套内部保持真空，以便防止热量通过对流而散出至外部环境中。例如在WO2010/003653出版的同一申请人的PCT申请中描述了一种已知的真空太阳能热面板。
众所周知，真空太阳能热面板需要钢化玻璃板以抵抗大气压力和偶然的冲击，如冰雹冲击。
钢化玻璃板通过烧制所得的玻璃-金属密封件连接到金属框架上。为达此目的，钢化玻璃板在制造真空太阳能热面板时经受热循环。该热循环可达500℃的温度使得所述的玻璃熔块熔化。
然而，我们也知道长时间的暴露在高温下会降低钢化玻璃板的预应力。
例如，在最高达大约450℃持续30min进行熔块烧制循环，对于5mm厚的浮法玻璃，预应力降低大约30％。
厚的浮法玻璃在平均断裂应力负荷上的减少如图1所示的受多方面的热循环影响，这是申请人利用5mm厚的浮法玻璃实施实验的结果。
应该注意到，当外加应力由于机械变形接近预应力值时钢化玻璃断裂。对于钢化玻璃，一般地，由于机械变形引起的应力应少于回火工艺引起的预应力的一半。
从图2中获悉，大气压力在玻璃板中引起的应力是两个不同厚度的玻璃板的支撑结构点接触节距的函数。图2是申请人分别利用5mm和4mm厚的浮法玻璃实施实验的结果。
因此，预应力值的显著下降意味着，用以支撑玻璃板对抗大气压力的支撑结构在点接触部应有一个较高的表面密度或者应增加该玻璃板厚度。
根据已知的技术方案，用于真空太阳能热面板的钢化玻璃板选择足够厚的，为了由于大气压力导致的机械变形引起的应力仍保持在回火工艺引起的预应力的一半以下，即使是在发生熔块烧制循环后导致的任何下降。
可选择地，通过利用化学回火工艺代替热回火工艺，可以增加由于回火引起的应力，或者通过降低由于大气压力导致的机械变形引起的应力来增加支撑结构的点接触的密度。
更特别的是，对于真空太阳能热面板使用较薄的玻璃板(小于5mm)和重量轻的支撑结构，预应力水平的显著下降是不能被接受的。
例如，当真空太阳能热面板使用4mm厚的浮法玻璃板和具有相应空间点接触(用100mm的节距间隔开)的支撑结构时，从初始的热回火引起的热应力大约为120MPa下降了超过30％，与由于大气压力导致的变形引起的应力(超过了60MPa)不相适应。
因此，应当使用有较高密度支撑点的支撑结构，在面板上增加更多的质量并增加了面板成本。而且可选择的化学回火工艺(预应力可以达到更高值)，常常仅限于最大的玻璃板范畴，因为为了装化学药品他们需要使用大容器，并且无论如何比标准的热回火工艺贵的多。
WO2010/003653描述了一种构造真空太阳能热面板的方法，所述方法使用在最高达大约450℃下持续30min进行熔块烧制循环。
然而，可以证实，对于此熔块烧制循环，传统的加热工艺将显著降低玻璃板的预应力水平，并且因此在大气压力下对于玻璃板的完整性造成特定的威胁，除非采取上述特定的措施，如通过化学回火增加预应力水平或通过增加玻璃厚度和/或通过增加支撑结构接触点的表面密度。
US5,668,494公开了一种制造真空绝热玻璃的方法，其中通过选择加热(通过微波辐射)两块玻璃的外周边缘实现了玻璃-玻璃密封件。然而，该文献没有关于该发明的技术领域，并且没有给出如何完成玻璃-金属密封件的教导。本领域技术人员不会将微波用于玻璃-金属密封件上，因为金属上产生的涡流可能会导致框架过热。
本发明所要解决的技术问题是提供一种真空太阳能热面板的制造方法，其中形成玻璃-金属密封件的熔块烧制循环不降低玻璃板的应力水平，由此克服了现有技术中影响该方法实现的限制。
发明概述
本发明的技术方案为：在制造真空太阳能热面板时实行熔块烧制循环，其中，通过选择加热钢化玻璃的部分区域，使该部分钢化玻璃板的温度在熔化区，将其保持一个比剩余部分钢化玻璃板更高的温度。
基于上述技术方案，所述技术问题通过一种真空太阳能热面板的制造方法得到解决，所述真空太阳能热面板包括至少一个钢化玻璃板和连接在所述钢化玻璃板上的金属框架，所述方法包括用以在钢化玻璃板和金属框架之间形成玻璃-金属密封件的熔块烧制循环，所述熔块烧制循环包括：将钢化玻璃板加热到最大温度(Tm)的加热阶段，该温度使得钢化玻璃板保持适当的预应力水平，和进一步加热阶段，为钢化玻璃板的熔化区的可选择的加热阶段，在高于最大温度的第二温度下进行。所述可选择的加热阶段包括用光源(包括红外光)对所述钢化玻璃板照射阶段。
优选地，在照射阶段使用的光源为红外线照射(下文中称作“IR光”)。有利地，所述第二温度为350-650℃，优选450℃。
而且，所述可选择的加热阶段与所述第一加热阶段同时进行。
更具体地说，所述可选择的加热阶段与钢化玻璃板的边缘周长有关。
有利地，借助于适当的障板，光仅照射在玻璃板的熔化区。
第一加热阶段在烘箱中加热至所述的最大温度。
本发明方法的特征和优势将在下面通过根据附图的非限制性实例给出的描述中显现出来，
附图简要说明
在图中：
图1和图2是申请人实施实验的结果示意图，
图3是本发明的一个实施例中经受熔块烧制循环的热面板的示意图，
图4是本发明方法所得真空太阳能热面板的部件分解图，和
图5是真空太阳能热面板中玻璃-金属密封件的横截面详情，与利用本发明方法获得的图4中的那个不同。
详细描述
本申请涉及一种真空太阳能热面板的制造方法。
图4是本发明所得的典型的真空太阳能热面板的部件分解图。
该真空太阳能热面板包括确定了密封容积的真空封套，能够在抽真空时承受大气压力，包括钢化玻璃板1，所述玻璃板对于可见太阳辐射是透明的。真空封套由金属的周边框架18和底部玻璃板5构成。
连接多个吸热器12的传输热流体的管13被密封在真空封套里。所述的管13通过出口孔20进入和离开真空封套。
图5详细说明了一个真空密封的玻璃-金属密封件6的例子，并将金属框架18的周边金属带4连接到钢化玻璃板1上。该图中显示的真空太阳能板与图4中显示的不同，其特征是与金属框架18一体的金属背板5’。
本制造方法包括熔块烧制循环，其中，通过选择加热钢化玻璃的部分区域，使该部分钢化玻璃板的温度在熔化区，将其保持一个比剩余部分钢化玻璃板更高的温度。特别是，在本发明的一个优选实施例中，熔化区是钢化玻璃板的周界边缘，在此熔块发生熔化。熔块熔化使得在钢化玻璃板1和连接其上的金属框架18之间形成玻璃-密封件6。更特别的是，该方法包括将钢化板1加热至最大温度(Tm)的初始加热阶段。该温度使得钢化玻璃保持一个适当的预应力水平。
根据本发明的一个方面，所述方法另外包括进一步加热阶段，尤其是钢化玻璃板熔化区的选择性加热阶段，该选择性加热阶段在高于最大温度(Tm)的第二温度(Th)进行。
第一温度(Th)为350-650℃，优选为450℃。
如此，已知方法中的第一加热阶段的最大温度(Tm)可以降低，为了钢化玻璃的预应力不显著减少。减少的第一加热阶段的最大温度(Tm)为200-300℃。
根据本发明的优选方面，熔化区是钢化玻璃板的周界边缘，在此，熔块发生熔化并形成玻璃-金属密封件6。
而且，根据本发明的另一方面，可选择的加热阶段与第一加热阶段同时进行。
特别是。钢化玻璃板1的选择性加热通过全部在熔化区的照射阶段完成，所述照射阶段在烘箱中利用障板用光源进行。
为完成所述的照射阶段可以使用本领域已知的加热灯。
在本发明的一个优选实施例中，使用红外灯进行照射，使用的光源即是红外光。
特别是，作为示意图如图3所示，热面板包括钢化玻璃板1和金属框架，其中金属框架被障板2部分遮盖，留出未遮盖的部分3与钢化玻璃板的周界边缘相对应，因而未在图中显示。从而红外光仅照射在钢化玻璃板1的未被障板2覆盖的未遮盖部分3，特别是周界边缘，增加了其温度。
如此，获得了用于真空太阳能热面板的熔块烧制的钢化玻璃板，所述钢化玻璃板由于熔块烧制循环，其预应力水平显示出轻微下降。因此，本发明的方法允许使用有限厚玻璃板，特别是4mm厚玻璃板，而不用担心由于熔块烧制循环引起的预应力水平下降。根据本发明，不再要求增加玻璃板的厚度。而且，不再要求增加支撑结构的接触点的表面密度。
显然，本领域技术人员针对满足附加的和特别的需要，会对上述方法做少许修改，均落在本发明的权利要求的保护范围内。
Claims (6)
1.真空太阳能热面板的制造方法，其中真空太阳能热面板包括至少一个钢化玻璃板(1)和连接在所述钢化玻璃板(1)上的金属框架(18)，所述方法包括熔块烧制循环，用以在钢化玻璃板(1)和金属框架(18)之间形成玻璃-金属密封件(6)，上述的熔块烧制循环包括：将钢化玻璃板(1)加热到最大温度(Tm)的第一加热阶段，该温度使得钢化玻璃板(1)保持适当的预应力水平，所述方法的特征在于，熔块烧制循环包括进一步加热阶段，为对钢化玻璃板(1)的熔化区的选择性加热的阶段，在高于最大温度(Tm)的第二温度(Th)下进行，在熔化区熔块发生熔化，所述选择性加热的阶段包括用光对所述钢化玻璃板(1)的照射阶段，其中所述照射阶段使用的光为红外光和其中所述照射阶段通过红外灯进行。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述第二温度为350-650℃。
3.根据权利要求2的方法，其特征在于，所述第二温度为450℃。
4.根据权利要求1-3任一项的方法，其特征在于，所述选择性加热的阶段与所述第一加热阶段同时进行。
5.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，所述光通过借助于适当的障板仅照射在所述钢化玻璃板(1)的熔化区。
6.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，所述第一加热阶段在烘箱中加热至所述的最大温度。
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