CN1512120A - 单通及双通防垢太阳能真空集热管的结构及生产方法 - Google Patents

Abstract

一种单通及双通静电防结垢太阳能真空集热管的制作方法，包括按照常规步骤制造单通真空集热管，或特殊工艺制造双通波纹真空集热管。单通及双通静电防结垢太阳能真空集热管的制造工艺中包含了玻璃熔封导电电极的制作，玻璃管波纹伸缩管制作，玻璃焊接，退火，排气，烤硝等工艺。玻璃熔封电极的制作是将导电材料熔封于玻璃内，包括两种方法，一种是在通入保护气体时加热挤压熔封；另一种是在金属丝上烧结玻璃珠置于排气管内二次熔封。真空集热管外管上焊接排气尾管和导电电极，双通波纹真空集热管内管上制造有波纹伸缩管；导电材料的一端与吸热薄膜电连接，另一端引出，构成导电电极，通过安装电极保护装置构成电极的保护套和电极接插件。

Description

单通及双通防垢太阳能真空集热管的结构及生产方法

本发明涉及一种单通及双通防垢太阳能真空集热管的结构及生产方法，属于太阳能应用领域。

目前，真空集热管为镀有光吸收膜一端封口的内管和透明一端封口的外管通过底部安装有带消气剂的不锈钢托卡，同轴心布置，套装在一起，两管的开口端通过玻璃车床焊接在一起，形成一端固定，另一端为自由端的套管，通过设于尾部的抽气管排气后玻璃焊封，最终形成单通玻璃真空集热管；或真空集热管为镀有光吸收膜的内管和透明的外管同轴心布置，套装在一起通过玻璃车床两端封口焊接在一起，安装到抽气排气管台上，加温、抽真空，达到工艺要求真空度后，封接排气管，实现真空集热管下台，最终形成玻璃真空集热管。以上公知的单通真空集热管和双通真空集热管都存在与水接触的放热面上有严重的结垢现象，此现象严重地影响了全玻璃真空集热管的热效率。

本发明的目的是提供一种单通及双通防垢太阳能真空集热管的结构及生产方法，通过这种生产方法，可以生产出防结垢的单通及双通防垢太阳能真空集热管。

本发明的目的是这样实现的：一种单通及双通静电防结垢太阳能真空集热管的制作方法，包括对玻璃毛管内、外管齐头、内外管加热拉制封头、制作波纹伸缩环、褪火、外管焊接排气尾管和导电电极、清洗、烘干、内管镀膜、安装玻璃弹簧卡、内外管套装、玻璃车床封接管口、上排气台排气封接、烤硝等工艺。真空集热管的制造工艺中包含了玻璃熔封导电电极的制作，玻璃管波纹伸缩环制作，玻璃熔封导电电极焊接安装工艺或排气尾管内安装玻璃封接电极，排气，二次封接工艺及相应的褪火工艺，导电电极安装保护装置及电源接插件。其中，玻璃熔封电极的制作是将导电材料熔封于玻璃内，导电材料的一端与吸热薄膜电连接，另一端引出，构成电极，并通过安装的电极保护装置构成玻璃熔封导电电极的保护套和电源接插件，其制造方法主要包括如下工艺步骤：

A、通过玻璃熔封工艺制作玻璃封接导电电极。

B、全玻璃外管上，玻璃焊接导电电极和排气尾管，并对连接部位进行褪火处理。

C、接照常规步骤制造单通全玻璃真空集热管或通过玻璃管波纹伸缩环制作工艺，制造双通波纹伸缩环真空集热管。

D、将全玻璃真空集热管的排气管连接在有加热装置的活动真空排气台上，对集热管进行加热排气，达到所需真空度后，封接排气尾管下台。

E、对玻璃熔封电极装在玻璃排气管内的集热管，抽真空后封接排气尾管下台，再进行排气尾管的二次封接，并对封接部位进行褪火处理。

F、将全玻璃真空集热管吸气剂进行高频烤硝处理。

G、安装导电电极保护盖帽和导电电极接插件。

通过玻璃熔封工艺制作玻璃封接导电电极：

第一种方法是将作为封接用玻璃管与导体材料通过加热及通入保护性气体，用与玻璃外管壳材料相同的玻璃管充氩气加热将玻璃熔化，通过金属模具将熔化的玻璃管挤压，将金属导体压封接于玻璃管体之中。其中玻封于玻璃中的金属丝应具有一定的可罚特性或接近于玻璃膨胀特性的金属丝，如钼片、钼丝；在玻璃与金属丝挤压熔封之前，应将金属丝或金属可罚组件进行预处理。

例如，在具有一定的可罚特性的钼片上焊接钼杆和绕有弹簧的金属丝或金属片，通过加热用于封接的玻璃管，用模具将金属丝或金属片、钼片、钼杆压封于玻璃板中。

如选用钨丝、钨片，钼丝、钼片，镍丝、镍片等，应先将其表面进行清洁处理，如洗涤、打磨等工艺。封接使用金属的丝或片其截面边沿应有刃口。

第二种方法是将作为封接用玻璃管与导体材料通过加热熔化，将玻璃与金属熔接在一起。其中玻封熔接于玻璃中的金属丝应具有一定的可罚特性或接近于玻璃膨胀特性的金属丝，在玻璃与金属丝熔封之前，应对金属丝或金属可罚组件进行预处理。

例如将钨丝处理好后，将需与玻璃熔封的金属段先经火焰烧灼，使其在表面上形成一层氧化膜，然后将已截成一定尺寸并有一定厚度的玻璃管段套入金属钨丝上，置于烧灼氧化的钨丝处，在火焰上使玻璃管段完全熔化，与钨丝熔为一体，在熔封的过程中应不断的旋转钨丝，使玻璃珠均匀良好的形成。熔封有金属钨丝的玻璃珠，其内的金属钨丝的颜色，以有均匀的金黄色、紫铜色或砖红色为佳，玻璃珠中应无气泡或有微量气泡，玻璃珠成型后，须通过工装进行压扁处理，以形成一定厚度的片增加其横向直径和面积，压扁后的玻璃珠应进行褪火处理，以使其自身应力消除。为了使其与玻璃管导电吸热薄膜有更大的接触面积，可在钨丝的一端绕制成螺旋弹簧状或使钨丝前端有较大的S形弯曲段，以实现和玻璃内管导电薄膜的弹性良好连接。钨丝可和弹性金属托架良好电连接。

导电电极内的金属可罚组件是金属钼片上焊接钼杆和绕有弹簧的金属丝或金属片，如选用钨丝、钨片，钼丝、钼片，镍丝、镍片等。封接使用通保护气，模具压封工艺的金属丝或片其截面边沿应有刃口。通过烧接玻璃珠实现熔封工艺的金属丝或金属片的截面则无需对截面有特殊要求。

如所使用的是玻璃珠封接电极，需将封接有金属钨丝的玻璃珠置于拉有葫芦状连接段的玻璃排气尾管内，并将其玻璃焊接于集热管外壁上。此管同时可作为排气尾管。需对此排气尾管与集热玻璃管连接处进行良好的褪火处理。

玻璃封接金属丝或金属片可以是同一种金属，如钨，或是不同金属结合，如钨、钼等金属结合，制作的封接金属为一组件，有连接段、玻璃封接段、锁簧段、弹簧连接段等组成，其中锁簧段是为了便于将金属封接片或玻璃珠封接的金属导体，安装在需要加工封接的玻璃管中以便于固定，如果所使用的玻璃封接电极为压封结构，可以将封有金属电极的玻璃管直接焊接于真空集热管上，并使其弹性连接导线，与导电薄膜良好接触，另在集热管上焊接排气尾管，并将集热管连接有玻璃封接电极和排气尾管的接口，进行良好地褪火处理。

将带有排气尾管的真空集热管焊接于排气台玻璃排气管上抽真空，当达到工艺要求的真空度后，先将下节流口封口，实现抽气系统与真空集热管抽气管的密封剥离，将管子卸下，然后对排气管上节流口进行封接，引出导电连线，其中，二次封接时应先将需封接部位进行预加热，封接点在玻璃熔封电极玻璃珠的后面，在大气压的作用下使熔化的玻璃紧密粘结于被限位的玻璃珠或玻璃片之上，与其熔结为一体，然后再用高温火焰熔封，再进行褪火处理。熔封后，原套于金属丝上的玻璃尾管取下，金属电极引出部分和玻璃分离，实现了玻璃封接和金属引出电极的方便分离，将玻璃金属封接电极褪火，安装电极保护环、保护帽，通过连接安装工艺，绝缘安装于玻璃管之上，引出金属导体制作有相应的连接电极及电连接接插件，使其绝缘、牢固、美观。

弹性封装环座可以通过压铸一次成形，固定于玻璃管之上，也可先将带有空腔的弹性封装环座套装于玻封引出金属导线之上，通过注胶二次粘结凝固，粘合于玻璃管之上。要求弹性绝缘封装材料，具有强度高、绝缘、耐老化、有一定弹性、不变形、美观等特点。

玻璃封接导电电极玻璃焊接在真空集热管玻璃外管壁上，内玻璃管先经过加热并通过滚轮模具或吹压模具制作可伸缩波纹，并在内管上放置定位卡，将玻璃内管套装于外管之中，对内外两玻璃管头先后玻璃焊接封口，上排气台抽真空，封接排气管，对全玻璃真空集热管烤硝处理。

下面结合附图及实施例作详细说明：

图1为一种防结垢外壳全玻璃真空集热管的整体剖面视图；

图2为一种防结垢外壳全玻璃真空集热管与排气尾管、玻璃封接电极焊接部分的剖面视图；

图3为通保护性气体加热挤压玻璃封接钼片玻璃电极的剖面视图；

图4为钼杆钼片金属弹簧丝电连接电极组件的结构示意图。

图1、图2、图3、图4为同一实施例。

图1中：1真空集热管外玻璃管管壁、2真空集热管吸热膜、3真空集热管内玻璃管管壁、4玻璃管保护圈帽、5密封胶合剂、6导电薄膜电连接弹簧、7金属钼片、8玻璃封装引出导线、9电极接插件接点、10电极接插件、11电极接插件绝缘插座、12绝缘隔片、13金属簧卡支架、14真空集热管管口、15集热管真空腔、16真空集热管腔

图2中：1导电薄膜电连接弹簧、2玻璃壳体真空腔、3玻璃壳体、4排气尾管与全玻璃壳体玻璃焊接部位、5排气尾管、6玻璃封接电极与玻璃壳体焊接部位、7封接组件锁簧连接点、8金属锁簧、9玻璃封接电极封接面、10钼片与导电金属丝焊接点、11金属钼片、12钼杆

图3、4中的元件编号等同于图2。

图5为一种防结垢外壳全玻璃真空集热管的整体剖面视图；

图6为一种防结垢外壳全玻璃真空集热管与排气尾管内置带锁簧金属钨丝烧玻珠玻璃封接电极需二次封接的玻璃焊连接剖面视图；

图7为排气尾管内置带锁簧金属钨丝烧玻珠玻璃封接电极的剖面视图；

图8为带锁簧的金属钨丝弹簧丝电连接电极组件的结构示意图。

图5、图6、图7、图8为同一实施例。

图5中：1真空集热管外玻璃管管壁、2真空集热管吸热膜、3真空集热管内玻璃管管壁、4玻璃管保护圈帽、5密封胶合剂、6导电薄膜电连接弹簧、7烧玻珠玻璃封接钨丝、8引出钨杆导线、9电极接插件接点、10电极接插件、11电极接插件绝缘插座、12绝缘隔片、13金属簧卡支架、14集热管真空腔、15真空集热管腔、16真空集热管管口

图6中：1导电薄膜电连接弹簧、2玻璃壳体真空腔、3玻璃壳体、4玻璃封接电极与全玻璃壳体玻璃焊接部位、5封接组件锁簧连接点、6金属锁簧、7钨丝烧玻璃珠玻璃封接面、8二次玻璃封接节流管、9钨杆、10一次玻璃封接节流管、11排气尾管、12排气尾管腔

图7、8中的元件编号等同于图6。

图9为一种防结垢外壳全玻璃双通波纹真空集热管的整体剖面视图：

图10为一种防结垢外壳全玻璃双通波纹真空集热管与玻璃封接电极玻璃焊接部分的剖面视图；

图11为钨丝烧玻珠玻璃封接电极剖面视图；

图12为金属钨丝弹簧丝电连接电极组件的结构示意图。

图9、图10、图11、图12为同一实施例。

图9中：1真空集热管外玻璃管管壁、2真空集热管吸热膜、3真空集热管内玻璃管管壁、4密封护圈、5玻璃封接电极玻璃封接面、6玻璃封装引出导线、7烧玻珠玻璃封接钨丝、8导电薄膜电连接弹簧、9真空集热管口、10缓冲玻璃波纹、11导线与电极接插件接点、12电极接插件、13电极接插件绝缘插座、14集热管真空腔、15真空集热管腔

图10中：1真空集热管外玻璃管管壁、2、集热管真空腔、3真空集热管吸热膜、4真空集热管内玻管管壁、5真空集热管腔、6导电薄膜电连接弹簧、7玻璃封接电极与全玻璃壳体玻璃焊接部位、8玻璃封接电极玻璃封接面、9烧玻珠玻璃封接钨丝、10钨杆

图11、12中的元件编号等同于图10。

图13为一种防结垢外壳全玻璃双通波纹真空集热管的整体剖面视图；

图14为一种防结垢外壳全玻璃双通波纹真空集热管与玻璃封接电极玻璃焊接部分的剖面视图；

图15为钨丝烧玻珠玻璃封接电极剖面视图；

图16为金属钨丝簧片电连接电极组件的结构示意图。

图13、图14、图14、图16为同一实施例。

图13中：1真空集热管外玻璃管管壁、2真空集热管吸热膜、3真空集热管内玻璃管管壁、4密封护圈、5玻璃封接电极玻璃封接面、6玻璃封装引出导线、7烧玻珠玻璃封接钨丝、8导电薄膜电连接簧片、9真空集热管口、10缓冲玻璃波纹、11导线与电极接插件接点、12电极接插件、13电极接插件绝缘插座、14集热管真空腔、15真空集热管腔

图14中：1真空集热管外玻璃管管壁、2、集热管真空腔、3真空集热管吸热膜、4真空集热管内玻管管壁、5真空集热管腔、6导电薄膜电连接簧片、7玻璃封接电极与全玻璃壳体玻璃焊接部位、8玻璃封接电极玻璃封接面、9烧玻珠玻璃封接钨丝、10钨杆

图15、16中的元件编号等同于图14。

Claims (10)

1、一种单通及双通静电防结垢太阳能真空集热管的制作方法，包括对玻璃毛管内外管齐头、内外管加热拉制封头、制作波纹伸缩环、褪火、外管焊接排气尾管和导电电极、清洗、烘干、内管镀膜、安装玻璃弹簧卡、内外管套装、玻璃车床封接管口、上排气台排气封接、烤硝等工艺，其特征在于：真空集热管的制造工艺中包含了玻璃熔封导电电极的制作，玻璃管波纹伸缩环制作，玻璃熔封导电电极焊接安装工艺或排气尾管内安装玻璃封接电极，排气，二次封接工艺及相应的褪火工艺，导电电极安装保护装置及电源接插件；其中，玻璃熔封电极的制作是将导电材料熔封于玻璃内，导电材料的一端与吸热薄膜电连接，另一端引出，构成电极，并通过安装的电极保护装置构成玻璃熔封导电电极的保护套和电源接插件，其制造方法主要包括如下工艺步骤：

A、通过玻璃熔封工艺制作玻璃封接导电电极；

B、全玻璃外管上，玻璃焊接导电电极和排气尾管，并对连接部位进行褪火处理；

C、按照常规步骤制造单通全玻璃真空集热管或通过玻璃管波纹伸缩环制作工艺，制造双通波纹伸缩环真空集热管；

D、将全玻璃真空集热管的排气管连接在有加热装置的活动真空排气台上，对集热管进行加热排气，达到所需真空度后，封接排气尾管下台；

E、对玻璃熔封电极装在玻璃排气管内的集热管，抽真空后封接排气尾管下台，再进行排气尾管的二次封接，并对封接部位进行褪火处理；

F、将全玻璃真空集热管吸气剂进行高频烤硝处理；

G、安装导电电极保护盖帽和导电电极接插件。

2、根据权利要求1A中所述的导电电极，其特征是：通过玻璃熔封工艺制作玻璃封接导电电极，此装置是将作为封接用玻璃管与导体材料通过加热及通入保护性气体，用与玻璃外管壳材料相同的玻璃管充氩气加热将玻璃熔化，通过金属模具将熔化的玻璃管挤压，金属导体被挤压熔封于玻璃体之中；其中封接于玻璃中的金属丝应具有一定的可罚特性或是接近于玻璃膨胀系数、耐高温的金属丝，如钼片、钼丝；在玻璃与金属丝挤压熔封之前，应将金属丝或金属可罚组件进行预先处理。

3、根据权利要求1A中所述的导电电极，其特征是：通过在金属材料上烧玻璃珠，熔封用金属材料可以是钨片、钨丝等与玻璃膨胀系数接近，耐高温并具有可罚特性的金属，封接用玻璃管与金属材料通过加热熔化，将玻璃与金属通过烧玻璃珠熔接在一起；并进行褪火处理，在玻璃与金属丝熔封之前，应对金属丝或金属可罚组件进行预处理。

4、根据权利要求1A所述的导电电极，其特征是：导电电极内的金属可罚组件是金属钼片上焊接钼杆和绕有弹簧的金属丝或金属片，如选用钨丝、钨片，钼丝、钼片，镍丝、镍片等；封接使用通保护气，模具压封工艺的金属丝或片其截面边沿应有刃口；通过烧接玻璃珠实现熔封工艺的金属丝或金属片的截面则无需对截面有特殊要求。

5、根据权利要求1A所述的导电电极，其特征是：导电电极内的金属：例如钨丝，处理好后，将需与玻璃熔封的金属段先经火焰烧灼，使其在表面上形成一层氧化膜，然后将已截成一定尺寸并有一定厚度的玻璃管段套入金属钨丝上，置于烧灼氧化的钨丝处，在火焰上使玻璃管段完全熔化，与钨丝熔为一体，在熔封的过程中应不断的旋转钨丝，使玻璃珠均匀良好的形成；熔封有金属钨丝的玻璃珠，其内的金属钨丝的颜色为均匀的金黄色、紫铜色或砖红色，玻璃珠中应无气泡或有微量气泡，玻璃珠成型后须通过工装进行压扁处理，以形成一定厚度的片，增加其横向直径和面积，压扁后的玻璃珠应进行褪火处理，在钨丝的一端可绕制成螺旋弹簧状或使钨丝前端有较大的S形弯曲段，钨丝可与弹性金属托架良好电连接。

6、根据权利要求1A所述的导电电极，其特征是：玻璃封接金属丝或金属片可以是同一种金属，如钨，或是不同金属结合，如钨、钼等金属结合，制作的封接金属为一组件，有连接段、玻璃封接段、锁簧段、弹簧连接段等组成，其中锁簧段是为了便于将金属封接片或玻璃珠封接的金属导体，安装在需要加工封接的玻璃管中以便于固定，如果所使用的玻璃封接电极为压封结构，可以将封有金属电极的玻璃管直接焊接于真空集热管上，并使其弹性连接导线，与导电薄膜良好接触，另在集热管上焊接排气尾管，并将集热管连接有玻璃封接电极和排气尾管的接口，进行良好地褪火处理。

7、根据权利要求1A所述的导电电极，其特征是：使用的是玻璃珠封接电极，需将封接有金属钨丝的玻璃珠，安置于拉有葫芦状连接段的玻璃排气尾管内，并将其玻璃焊接于集热管外壁上，此管同时作为排气尾管，需对此排气尾管与集热玻璃管连接处进行良好的褪火处理。

8、根据权利要求1所述的单通及双通静电防结垢太阳能真空集热管，其特征是：将带有排气尾管的真空集热管焊接于排气台玻璃排气管上抽真空，当达到工艺要求的真空度后，先将下节流口封口，实现抽气系统与真空集热管抽气管的密封剥离，将管子卸下，然后对排气管上节流口进行封接，引出导电连线，其中，二次封接时应先将需封接部位进行预加热，封接点在玻璃熔封电极玻璃珠的后面，在大气压的作用下使熔化的玻璃紧密粘结于被限位的玻璃珠或玻璃片之上，与其熔结为一体，然后再用高温火焰熔封，再进行褪火处理，熔封后，原套于金属丝上的玻璃尾管取下，金属电极引出部分和玻璃分离，实现了玻璃封接和金属引出电极的方便分离，将玻璃金属封接电极褪火，安装电极保护环、保护帽，通过连接安装工艺，绝缘安装于玻璃管之上，引出金属导体制作有相应的连接电极及电连接接插件，使其绝缘、牢固、美观。

9、根据权利要求1所述的单通及双通静电防结垢太阳能真空集热管，其特征是：弹性封装环座可以通过热压铸一次成形，固定于玻璃管之上，也可先将带有空腔的弹性封装环座套装于玻璃封接引出金属导线之上，通过注胶粘结凝固，粘合于玻璃管之上，要求绝缘封装材料，具有强度高、绝缘、耐老化、不变形、美观等特点。

10、根据权利要求1所述的单通及双通静电防结垢太阳能真空集热管，其特征是：玻璃封接导电电极玻璃焊接在真空集热管玻璃外管壁上，内玻璃管先经过加热并通过滚轮模具或吹压模具制作可伸缩波纹，并在内管上放置定位卡，将玻璃内管套装于外管之中，对内外两玻璃管头先后玻璃焊接封口，上排气台抽真空，封接排气管，对全玻璃真空集热管烤硝处理。

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