WO2013091611A2 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von vakuumröhren für solarthermische anlagen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung von vakuumröhren für solarthermische anlagen Download PDF

Info

Publication number
WO2013091611A2
WO2013091611A2 PCT/DE2012/001222 DE2012001222W WO2013091611A2 WO 2013091611 A2 WO2013091611 A2 WO 2013091611A2 DE 2012001222 W DE2012001222 W DE 2012001222W WO 2013091611 A2 WO2013091611 A2 WO 2013091611A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
vacuum
vacuum unit
outer tube
inner tube
tube
Prior art date
Application number
PCT/DE2012/001222
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2013091611A3 (de
Inventor
Stefan Laure
Original Assignee
Dr. Laure Plasmatechnologie Gmbh
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 Dr. Laure Plasmatechnologie Gmbh filed Critical Dr. Laure Plasmatechnologie Gmbh
Priority to CN201280070467.2A priority Critical patent/CN104136385A/zh
Priority to US14/367,314 priority patent/US20150000338A1/en
Priority to DE112012005378.8T priority patent/DE112012005378A5/de
Priority to EP12829100.2A priority patent/EP2794499A2/de
Publication of WO2013091611A2 publication Critical patent/WO2013091611A2/de
Publication of WO2013091611A3 publication Critical patent/WO2013091611A3/de

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B23/00—Re-forming shaped glass
    • C03B23/20—Uniting glass pieces by fusing without substantial reshaping
    • C03B23/207—Uniting glass rods, glass tubes, or hollow glassware
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B23/00—Re-forming shaped glass
    • C03B23/04—Re-forming tubes or rods
    • C03B23/09—Reshaping the ends, e.g. as grooves, threads or mouths
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B23/00—Re-forming shaped glass
    • C03B23/04—Re-forming tubes or rods
    • C03B23/13—Reshaping combined with uniting or heat sealing, e.g. for making vacuum bottles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/001—General methods for coating; Devices therefor
    • C03C17/003—General methods for coating; Devices therefor for hollow ware, e.g. containers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
    • C23C14/568—Transferring the substrates through a series of coating stations
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/54—Apparatus specially adapted for continuous coating
    • 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
    • F24S10/45—Solar heat collectors using working fluids in absorbing elements surrounded by transparent enclosures, e.g. evacuated solar collectors the enclosure being cylindrical
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2225/00—Transporting hot glass sheets during their manufacture
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2218/00—Methods for coating glass
    • C03C2218/10—Deposition methods
    • C03C2218/15—Deposition methods from the vapour phase
    • C03C2218/152—Deposition methods from the vapour phase by cvd
    • C03C2218/153—Deposition methods from the vapour phase by cvd by plasma-enhanced cvd
    • 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

Definitions

  • the invention is based on a method and a device for producing vacuum tubes for solar thermal systems.
  • Such vacuum tubes are also referred to as tube collectors. They have a sunlight-permeable outer tube, also called cladding tube, and an inner tube arranged in the outer tube, which is typically equipped with an absorber.
  • the outer tube and the inner tube are usually cylindrical tubes with a circular cross-section. Preferably, the axes of outer tube and inner tube parallel to each other.
  • outer tube and inner tube can be arranged coaxially.
  • Outer tube and inner tube are typically made of glass.
  • applications are known in which an inner tube made of metal is used. The space between the outer tube and the inner tube is closed to the outside. There is a vacuum in the gap. The pressure in the gap is far below atmospheric pressure.
  • outer tubes and inner tubes used to make a vacuum tube are usually open at one end and closed at the other end. At the closed end, outer tube and inner tube each have a bottom. Outer tube and inner tube have the quality
  • the invention has for its object to provide a method and apparatus for the production of vacuum tubes for solar thermal systems available that allow the production of vacuum tubes under reproducible conditions in consistently high quality and as few manufacturing steps.
  • the method is characterized in that the coating of the inner tube and the coating of the outer tube and the assembly of inner tube and outer tube in a closed system in a vacuum, without the inner tube or the outer tube between the individual processing steps reaches atmosphere.
  • the coating of the outer tube takes place in a first vacuum unit.
  • the coating of the Inner tube takes place in a second vacuum unit.
  • the first and second vacuum units are evacuated to atmospheric pressure throughout the processing. They are connected to a third vacuum unit.
  • the third vacuum unit is connected to the first vacuum unit and the second vacuum unit such that the outer tubes and inner tubes under
  • the vacuum space of the first vacuum unit is separated from the vacuum space of the third vacuum unit only by a slider.
  • the inner tube is inserted into the outer tube. Further, in the third vacuum unit, the space between the inner tube and the outer tube is closed. For this purpose, the free ends of the coated outer tube and the coated inner tube are fused together. Further, in the third vacuum unit annealing of
  • Inner tube after closing also a vacuum.
  • a getter may additionally be introduced into the gap, which serves to bind the last traces of interfering or harmful substances by sorption or direct reaction.
  • the outer pipe can be transported into the third vacuum unit without coming into contact with the atmosphere.
  • the inner tube after the coating can pass directly from the second vacuum unit in the third vacuum unit, without having contact with the atmosphere, since the third vacuum unit is connected to it second vacuum unit. Only the finished vacuum tube is discharged from the device and optionally reaches the atmosphere.
  • the device according to the invention is equipped with a first vacuum unit, a second vacuum unit and a third vacuum unit, each having a plurality of vacuum pumps for generating a vacuum.
  • the first vacuum unit is connected to the third vacuum unit via a closable opening.
  • the second vacuum unit is connected via a closable opening with the third vacuum unit.
  • the openings can be closed with a slide.
  • a lock can be provided between the vacuum units.
  • First and second vacuum unit are each equipped with at least one coating station, in which a coating is applied to the outer tube or the inner tube.
  • the first vacuum unit is further equipped with a first transporting device which transports an outer tube in the first vacuum unit in the longitudinal direction of an outer tube.
  • the second vacuum unit is equipped with a second transport device which transports an inner tube in the second vacuum unit in the longitudinal direction of an inner tube.
  • the transport devices ensure that the outer tube or the inner tube are transported to the coating stations and to the third vacuum unit.
  • the third vacuum unit has a device for joining in each case an outer tube and an inner tube. This can be part of a transport device. In each case an inner tube and an outer tube are pushed into each other.
  • the third vacuum unit is equipped with a magazine in which a plurality of outer tubes and / or inner tubes are stored and tempered.
  • the tempering is a heat treatment of outer tube and inner tube to obtain certain properties.
  • the outer tube and the inner tube made of glass. The slow heating and / or cooling during annealing eliminates stresses in the glass.
  • the third vacuum unit is provided with a fusion device which defines the ends of an inner tube and an outer tube fused together to close the gap between the outer tube and inner tube.
  • the first vacuum unit may be equipped with a lock via which an outer tube is introduced into the first vacuum unit.
  • the second vacuum unit can be equipped with a lock via which an inner tube is introduced into the second vacuum unit.
  • the third vacuum unit may be equipped with a lock to discharge a finished vacuum tube from the third vacuum unit.
  • the method and apparatus of the present invention can be used to make vacuum tubes that are closed at one end and open at the other end, as well as to produce vacuum tubes that are open at both ends.
  • the inventive method and device according to the invention over known methods and devices have the advantage that the coating of the outer tube and inner tube, the joining of outer tube and inner tube and the closing of the gap between the outer tube and inner tube in a closed system in vacuum under defined and reproducible Conditions takes place. Since the outer tube and the inner tube are treated throughout in a vacuum during this entire process, there is no contamination and no moistening of outer tube and inner tube. A cleaning can therefore be omitted between the individual processing steps. Apart from the transport within the closed device eliminates transport from one processing location to another and storage. This considerably reduces the number of manufacturing and processing steps. The production time is shortened. The method according to the invention runs automatically, so that manual processing steps are eliminated.
  • an outer tube and an inner tube are introduced into the first and second vacuum unit immediately after their production. You get so immediately after the glass pull in the vacuum of the first and second vacuum unit.
  • a predetermined temperature limit is not undershot. This has the consequence that impurities are not present or at most in traces on the surfaces of the outer tube and inner tube.
  • an outer tube is cleaned after introduction into the first vacuum unit.
  • the first vacuum unit is equipped with a first cleaning device. If the first vacuum unit is equipped with a lock for introducing an outer tube, then the cleaning device can be arranged on the lock. Such cleaning of an outer tube is necessary if the outer tube is contaminated prior to introduction into the first vacuum unit due to storage or transport.
  • an inner tube is cleaned after introduction into the second vacuum unit.
  • the second vacuum unit is equipped with a second cleaning device. If the second vacuum unit is equipped with a lock for introducing an inner tube, then the cleaning device can be arranged on the lock. Such cleaning of an inner tube is necessary when the inner tube before the
  • Incorporation is contaminated in the second vacuum unit due to storage or transport.
  • the coating is preferably an antireflective coating which has a low degree of absorption and a low reflectance.
  • an outer coating is applied to the outside of the outer tube in the first vacuum unit.
  • This is preferably an antireflective coating with a low degree of absorption and a low degree of reflection.
  • a mirror layer is applied to the outside of the inner tube in the second vacuum unit.
  • an absorber layer is applied to the outside of the inner tube in the second vacuum unit.
  • a bottom is formed on the outer tube in the first vacuum unit.
  • one end of the outer tube is closed by a bottom.
  • the outer tube thus receives the appearance of a test tube.
  • the molding of a floor preferably takes place before the application of a coating.
  • Outer tubes with a bottom at one end serve to produce vacuum tubes closed at one end.
  • a bottom is formed on the inner tube in the second vacuum unit.
  • the inner tube is closed at one end with a bottom.
  • Such an inner tube is preferably used in a corresponding outer tube, which is also equipped at one end with a bottom.
  • Outer tubes and inner tubes with a bottom at one end serve for the manufacture of one end closed vacuum tubes.
  • the molding of a floor to an inner tube preferably takes place before the application of a coating.
  • the outer tube is transported in the first vacuum unit in the longitudinal direction relative to the longitudinal axis of the outer tube.
  • the inner tube is transported in the second vacuum unit in the longitudinal direction relative to the longitudinal axis of the inner tube.
  • the transport directions of the outer tube and the inner tube are parallel to each other.
  • the outer tube and / or the inner tube are transported in the longitudinal direction relative to its longitudinal axis in the third vacuum unit.
  • an inner tube is inserted in its introduction into the third vacuum unit in an outer tube.
  • a plurality of outer tubes are arranged in a revolver-like magazine in the third vacuum unit.
  • the magazine is rotated about an axis parallel to the transport direction of the outer tube in the first Vacuum unit and / or parallel to the transport direction of the inner tube in the second vacuum unit.
  • the coating is applied to the outer tube and / or the coating on the inner tube by means of a plasma process.
  • the outer tube in the first vacuum unit and / or the inner tube in the second vacuum unit are transported by means of rollers or by means of a linear unit.
  • a centering element for the inner tube is introduced into the outer tube.
  • the first vacuum unit and / or the second vacuum unit and / or the third vacuum unit each have at least one vacuum chamber.
  • the vacuum chambers are linked together in such a way that an outer tube or an inner tube can be transported from one vacuum chamber to the next, without thereby reaching the atmosphere. Since a different pressure can prevail in the individual vacuum chambers, sliders are advantageously provided between the vacuum chambers. If the pressure between two vacuum chambers is very different, a lock can also be provided.
  • the first vacuum unit is equipped with a first vacuum chamber, which in turn is equipped with a first coating station.
  • the first coating station applies a coating to an inside of an outer tube.
  • the first vacuum unit with a second vacuum chamber equipped with a second coating station, which applies a coating on the outside of an outer tube.
  • the second vacuum unit is equipped with a third vacuum chamber with a third coating station, which as a coating on a mirror layer on the outside of the inner tube. Furthermore, the second vacuum unit is equipped with a fourth vacuum chamber with a fourth coating station, which as coating an absorber layer on the
  • the first coating station and / or the second coating station and / or the third coating station and / or the fourth coating station have plasma coating devices.
  • the magazine of the third vacuum unit is rotatable about an axis.
  • Figure 1 Apparatus for the production of vacuum tubes for solar thermal
  • FIG. 2 shows a device according to FIG. 1 with outer tubes and inner tubes
  • FIG. 3 shows a schematic representation of the device according to FIG. 1.
  • FIGS. 1 to 3 show an exemplary embodiment of a device for
  • the device has a first vacuum unit 1, a second vacuum unit 2 and a third vacuum unit 3.
  • first vacuum unit outer tubes 4 are coated.
  • second vacuum unit inner tubes 5 are coated.
  • the outer tubes 4 are elongated cylindrical hollow body with a circular cross-section and a bottom 6. They are made of glass. The bottom 6 can be formed in a first portion of the first vacuum unit 1 to the outer tube 4.
  • the inner tubes 5 are elongated cylindrical hollow bodies with a circular
  • the outer diameter of the inner tubes 5 is smaller than the inner diameter of the outer tubes 4.
  • the inner tubes are also made of glass.
  • the bottom 7 can be formed in a first portion of the second vacuum unit 2 to the inner tube 5.
  • the outer tubes 4 are transported in the first vacuum unit 1 by means of a transport device, not shown.
  • the transport direction is shown by the arrow 8 in FIG.
  • the inner tubes 5 are in the second vacuum unit 2 by means of a transport device, not shown transported.
  • the transport direction is shown in FIG. 1 by an arrow 9.
  • the third vacuum unit 3 has a magazine 10, shown in FIG. 2, which is rotatable about an axis 11. The magazine can accommodate a plurality of outer tubes 4 and inner tubes 5.
  • the first vacuum unit 1 is equipped with a plurality of vacuum pumps 12, 13, 14, 15. They reduce in the closed space of the first vacuum unit, the gas density, thus lower the pressure and thus serve to generate and maintain the vacuum in the first vacuum unit 1.
  • the second vacuum unit 2 is also equipped with multiple vacuum pumps 16, 17,
  • the first vacuum unit 1 is equipped with a first coating station 20 and a first vacuum chamber 25. To the first vacuum chamber 25, the vacuum pump 12 is connected. The first vacuum chamber 25 is part of the first coating station 20.
  • the coating device not visible in the drawing is a plasma device for applying a
  • the first vacuum chamber 25 is connected via a vacuum transport path to a second vacuum chamber 26 and a second coating station 21. To the vacuum transport path, the vacuum pump 13 is connected. The vacuum pump 14 is at the second
  • Vacuum chamber 26 connected.
  • the second coating station 21 and the second vacuum chamber 26 are also part of the first vacuum unit 1.
  • the coating device of the second coating station 21, not visible in the drawing, is a plasma device for applying an outer coating to the outside of an outer tube.
  • the second vacuum chamber 26 is connected to the third via a further vacuum transport path Vacuum unit 3 connected. At this vacuum transport path, the vacuum pump 15 is connected.
  • the second vacuum unit 2 is equipped with a third coating station 22 and a third vacuum chamber 27.
  • the vacuum pump 17 is connected to the third vacuum chamber 27.
  • the third vacuum chamber 27 is part of the third coating station 22.
  • the coating device not visible in the drawing is a plasma device for applying a mirror layer to the outside of an inner tube.
  • the third vacuum chamber 27 is connected via a vacuum transport path to a fourth vacuum chamber 28 and a fourth coating station 23.
  • the vacuum pump 18 is connected.
  • the fourth coating station 23 and the fourth vacuum chamber 28 are also part of the second vacuum unit 2.
  • the coating device, not visible in the drawing, of the fourth coating station 23 is a plasma device for applying an outer coating to the outside of an inner tube, in particular an absorber layer.
  • the vacuum pump 19 is connected to the fourth vacuum chamber 28 .
  • the fourth vacuum chamber 28 is connected to the third vacuum unit 3 via a further vacuum transport path.
  • the third vacuum unit 3 has a fifth vacuum chamber 29, in which the magazine 10 is arranged.
  • the fifth vacuum chamber 29 is equipped with a tempering device, not shown in the drawing.
  • the third vacuum unit 3 has a sixth vacuum chamber 30, which is equipped with a fusion device 24.
  • this merging device 24 an outer tube is in each case fused with an inner tube such that the intermediate space between the outer tube and the inner tube is closed.
  • the individual sections of the first, second and third vacuum units 1, 2, 3 are equipped with slides. These sliders can be opened and closed to individual sections of the vacuum units when needed separate.
  • a first slider 31 is disposed in front of the third vacuum chamber 27.
  • a second slider 32 is disposed after the third vacuum chamber. The sliders 31, 32 are opened so that an inner tube can pass.
  • the sliders 31, 32 are closed when an inner tube is coated in the third vacuum chamber so as not to stress the vacuum in the conveying paths before and after the third vacuum chamber 27 by the coating process and the coating material. Accordingly, sliders 33 and 34 are disposed on the third vacuum chamber 28, sliders 36, 37 on the first vacuum chamber 25, and sliders 38, 39 on the second vacuum chamber 26. A slider 40 is disposed at the junction between the first vacuum unit 1 and the third vacuum unit 3. A slider 35 is disposed at the junction between the second vacuum unit 2 and the third vacuum unit 3. Between the fifth vacuum chamber 29 and the sixth vacuum chamber 30, a slider 41 is arranged. The sixth vacuum chamber 30 is further equipped with a slide 50 at its end remote from the fifth vacuum chamber. About this slide a finished vacuum tube is discharged from the device. The first vacuum unit 1 is at its front end relative to the
  • Transport direction 8 of the outer tubes equipped with a lock 46 is introduced into the device.
  • the lock can be equipped with a cleaning device, not shown in the drawing.
  • the lock 46 may be equipped with a device, not shown in the drawing for molding a bottom 6 to an outer tube.
  • the lock has a vacuum pump, which is also not shown in the drawing.
  • the second vacuum unit 2 is equipped at its front end with respect to the transport direction 9 of the inner tubes with a lock 47.
  • a lock 47 an inner tube is introduced into the device.
  • the lock can be fitted with a cleaning device not shown in the drawing. be equipped.
  • the lock 47 may be equipped with a device not shown in the drawing for molding a bottom 7 to an inner tube.
  • the lock has a vacuum pump, which is also not shown in the drawing.
  • a depot 48 shown in Figure 2 is arranged, in which outer tubes can be stored in the second coating station 21 after their coating in the first coating station 20 and before their coating.
  • the depot is part of the first vacuum unit 1.
  • the depot can serve as a buffer between the first and second coating stations.
  • the coating operations in the first and second coating stations 20, 21 may take different amounts of time.
  • a depot 49 shown in Figure 2 is arranged, in which inner tubes after their coating in the third coating station 22 and before their coating in the fourth coating station 23 are stored can.
  • the depot is part of the second vacuum unit 2.
  • the depot 49 there is a vacuum.
  • the depot can serve as a buffer between the third and fourth coating stations.
  • the coating processes in the third and fourth coating stations 22, 23 may take different lengths.
  • An outer tube 4 is introduced via the lock 46 into the first vacuum unit 1 of the device. Subsequently, a bottom 6 is integrally formed on the outer tube.
  • a transport device not shown in the drawing, the outer tube 4 to the first vacuum chamber 25 with the first Coating station 20 transported.
  • the slider 36 is opened so that the outer tube 4 can be moved into the first vacuum chamber 25. If the outer tube is in the first vacuum chamber 25, the slider 36 is closed.
  • the slide 37 is already closed. In the first vacuum chamber 25, the outer tube is coated on its inner side.
  • the slider 37 is opened.
  • the coated outer tube is moved out of the first vacuum chamber.
  • the slider 37 is closed again.
  • Vacuum chamber 26 the outer tube provided with a coating on the inside is temporarily stored in the depot 48. So that the outer tube can be transported in the second vacuum chamber, the slider 38 is opened. After the outer tube 4 is received in the second vacuum chamber 26, the slider 38 is closed. The slider 39 is already closed. In the second vacuum chamber 26 with the second coating station 21, the outer tube is coated on its outside. After completion of the coating operation, the slider 39 opens so that the coated outer tube 4 can leave the second vacuum chamber 26. Via a vacuum transport path, the coated outer tube 4 passes to the third vacuum unit 3. For this purpose, the slider 40 is opened so that the outer tube can happen. In the fifth vacuum chamber 29, the coated outer tube is deposited in the magazine 10. At the same time as the coating of an outer tube takes place in the second
  • Vacuum unit 2 the coating of an inner tube 5.
  • the processing of outer tube and inner tube is parallel.
  • An inner tube 5 is introduced via the lock 47 into the second vacuum unit 2 of the device.
  • a bottom 7 is integrally formed on the inner tube.
  • the inner tube 5 is transported to the third vacuum chamber 27 with the third coating station 22.
  • the slide 31 is opened so that the inner tube 5 in the third Vakuumkam- mer 27 can be moved. If the inner tube is located in the third vacuum chamber 27, the slide 31 is closed.
  • the slider 32 is already closed. In the third vacuum chamber 27, the inner tube is coated on its outside. It is applied a mirror layer. After completion of the coating operation, the slider 32 is opened.
  • the coated inner tube is moved out of the third vacuum chamber 27. Then the slider 32 is closed again.
  • the inner tube passes to the fourth coating station 23 with the fourth vacuum chamber 28 via a vacuum transport path with a transport device (not shown in the drawing).
  • the inner tube provided with a coating on the outer side is temporarily stored in the depot 49. So that the inner tube can be transported in the fourth vacuum chamber, the slider 33 is opened. After the inner tube 5 is received in the fourth vacuum chamber 28, the slider 33 is closed. The slider 34 is already closed.
  • the inner tube is coated again on its outside. An absorber layer is applied. After completion of the coating operation, the slider 34 opens so that the coated inner tube 5 can leave the fourth vacuum chamber 28. Via a vacuum transport path, the coated inner tube 5 passes to the third
  • Vacuum unit 3 For this purpose, the slider 35 is opened so that the inner tube can happen.
  • the coated inner tube In the fifth vacuum chamber 29, the coated inner tube is moved to the magazine 10 and inserted into an already stored there outer tube.
  • a getter In the third vacuum unit, a getter, not shown in the drawing, can be introduced into an outer tube.
  • an outer tube is transported with an inner tube disposed therein in the sixth vacuum chamber 30.
  • the outer tube and the inner tube are fused together at their open ends.
  • the space between the outer tube and the inner tube is closed. Since the process takes place in a vacuum, prevails in the closed space between the outer tube and the Inner tube also a vacuum.
  • the outer tube with the inner tube arranged therein is transported back into the fifth vacuum chamber, deposited in the magazine 10 and tempered. After completion of the annealing process, the manufacture of the vacuum tube is completed. The finished vacuum tube is removed by the open slide 50.
  • the coating of outer tubes in the first vacuum unit 1 is carried out continuously.
  • the outer tubes are introduced one after the other into the first vacuum unit 1. Once, for example, the coating of a
  • outside tube is completed in the first coating station 20, the corresponding coated outer tube is removed from the first vacuum chamber 25 and the next outer tube is received in the first coating station 20.
  • the coating of the inner tubes in the second vacuum unit also takes place in this way.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Vakuumröhren für solarthermische Anlagen vorgeschlagen, wobei die Vakuumröhre ein Außenrohr und ein in dem Außenrohr angeordnetes Innenrohr aufweist, und der Zwischenraum zwischen dem Außenrohr und dem Innenrohr nach außen verschlossen und evakuiert ist. Dabei wird ein Außenrohr (4) in einer ersten Vakuumeinheit (1) beschichtet und ein Innenrohr (5) in einer zweiten Vakuumeinheit (2) beschichtet. Das beschichtete Außenrohr (4) und das beschichtete Innenrohr (5) werden in einer dritten Vakuumeinheit (3) zusammengesetzt und an den Enden miteinander verschmolzen. Die dritte Vakuumeinheit ist mit der ersten Vakuumeinheit (1) und der zweiten Vakuumeinheit (2) verbunden, so dass das Außenrohr (4) und das Innenrohr (5) während der gesamten Herstellung der Vakuumröhre nicht an Atmosphäre gelangen.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Vakuumröhren
für solarthermische Anlagen
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Herstellung von Vakuumröhren für solarthermische Anlagen.
Derartige Vakuumröhren werden auch als Röhrenkollektoren bezeichnet. Sie weisen ein für das Sonnenlicht durchlässiges Außenrohr, auch Hüllrohr genannt, und ein in dem Außenrohr angeordnetes Innenrohr auf, das typischerweise mit einem Absorber ausgestattet ist. Bei dem Außenrohr und dem Innenrohr handelt es sich üblicherweise um zylindrische Rohre mit kreisrundem Querschnitt. In bevorzugter Weise verlaufen die Achsen von Außenrohr und Innenrohr parallel zueinander. Darüber hinaus können Außenrohr und Innenrohr koaxial angeordnet sein. Außenrohr und Innenrohr bestehen typischerweise aus Glas. Darüber hinaus sind Anwendungen bekannt, in denen ein Innenrohr aus Metall zum Einsatz kommt. Der Zwischenraum zwischen dem Außenrohr und dem Innenrohr ist nach außen hin verschlossen. In dem Zwischenraum herrscht ein Vakuum. Der Druck in dem Zwischenraum liegt weit unter Atmosphärendruck. Die Teilchendichte im Zwischenraum muss so klein sein, dass abgesehen von Strahlungsprozessen kein relevanter Wärmetransport von Innenrohr zu Außenrohr und umgekehrt stattfindet. Die für die Herstellung einer Vakuumröhre verwendeten Außenrohre und Innenrohre sind üblicherweise an einem Ende offen und am anderen Ende geschlossen. Am geschlossenen Ende weisen Außenrohr und Innenrohr jeweils einen Boden auf. Außenrohr und Innenrohr haben damit qualitativ das
Aussehen eines Reagenzglases. Zur Evakuierung des Zwischenraums zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr wird der Zwischenraum an den offenen Enden der Rohre verschlossen. Die Evakuierung erfolgt üblicher Weise mit Hilfe eines kleinen Röhrchens, welches an dem Boden des Außenrohrs angeordnet ist. Dieses Röhrchen wird an eine Vakuumpumpe angeschlossen.
Mittels der Vakuumpumpe wird das Medium aus dem Zwischenraum
|Bestätigungskopie| abgepumpt. Anschließend wird das Röhrchen abgeschmolzen und der Zwischenraum nach allen Seiten verschlossen.
Es besteht darüber hinaus grundsätzlich die Möglichkeit, Vakuumröhren aus einem an beiden Seiten offenen Außenrohr und einem an beiden Seiten offenen Innenrohr herzustellen. In diesem Fall muss der Zwischenraum zur Evakuierung an beiden Enden von Innenrohr und Außenrohr verschlossen werden. Zur Herstellung einer Vakuumröhre werden ein Außenrohr und ein Innenrohr jeweils für sich hergestellt und mit geeigneten Beschickungen versehen. Anschließend werden die beiden Rohre zusammengefügt und der Zwischenraum evakuiert. Alternativ dazu können das Außenrohr und das Innenrohr im Vakuum zusammengesetzt werden. In beiden Fällen erfolgt die Herstellung in einer Vielzahl einzelner Fertigungsschritte.
Als nachteilig erweist sich bei Vakuumröhren mit einem Boden an Außenrohr und Innenrohr, dass das Evakuieren des Zwischenraums von Außenrohr und Innenrohr schwierig ist. Üblicherweise findet das Zusammenfügen von Außenrohr und Innenrohr unter Atmosphärendruck statt. Der Durchmesser des zum Evakuieren an das Außenrohr angesetzten Röhrchens darf einerseits nicht zu groß sein, da ein Verschließen des Zwischenraums ansonsten unmöglich ist. Insbesondere kann beim Abschmelzen des Röhrchens flüssiges Glas in das Vakuum angesaugt werden, was zu einer Vergrößerung des Ansatzes des Röhrchens und zu einer Zerstörung des Außenrohrs führen kann. Ist der
Durchmesser des Röhrchens zu klein, so sind die Pumpzeiten zur Evakuierung des Zwischenraums sehr lange. Ferner besteht die Gefahr, dass das Außenrohr nach dem Abschmelzen des Röhrchens in dem betreffenden Bereich nicht ausreichend dicht ist, so dass Luft in den Zwischenraum eindringen kann und die Qualität des Vakuums im Zwischenraum leidet. Nachteilig ist ferner, dass Außenrohr und Innenrohr während der Evakuierung des Zwischenraums ausgeheizt werden müssen, damit die sich an den Rohren unter Atmosphärendruck anlagernden Stoffe von den Oberflächen lösen und beim Evakuieren entfernt werden. Als nachteilig erweist sich darüber hinaus, dass das Außenrohr und das Innenrohr aufgrund der einzelnen Fertigungsschritte und der zwischen den Fertigungsschritten stattfindenden Lagerung oder des Transportes unterschiedlichen, nicht reproduzierbaren Bedingungen ausgesetzt sind. Dabei können sich Feuchtigkeit und Schmutz anlagern. Zwar können die Rohre vor dem Zusammenfügen gereinigt, insbesondere gewaschen werden, jedoch sorgt dies für eine erhöhte Feuchtigkeit an den Rohren. Dies ist beim Zusammenfügen unerwünscht. Da die Herstellungsbedingungen häufig nicht reproduzierbar sind, kann bei der Herstellung der Vakuumröhren keine gleich bleibende Qualität erzielt werden. Hohe Qualitätsunterschiede führen dazu, dass die grundsätzlich mögliche Ausbeute einer Vakuumröhre bei Einsatz in solarthermischen Anlagen in der Praxis nicht erreicht wird. Darüber hinaus ist die Herstellung aufgrund der zahlreichen Fertigungsschritte kosten- und personalintensiv.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Vakuumröhren für solarthermische Anlagen zur Verfügung zu stellen, die die Produktion von Vakuumröhren unter reproduzierbaren Bedingungen in gleich bleibend hoher Qualität und möglichst wenigen Fertigungsschritten ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 17 gelöst. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Beschichtung des Innenrohrs und die Beschichtung des Außenrohrs sowie das Zusammensetzen von Innenrohr und Außenrohr in einem geschlossenem System im Vakuum erfolgt, ohne dass das Innenrohr oder das Außenrohr zwischen den einzelnen Bearbeitungsschritten an Atmosphäre gelangt. Hierzu erfolgt die Beschichtung des Außenrohrs in einer ersten Vakuumeinheit. Die Beschichtung des Innenrohrs erfolgt in einer zweiten Vakuumeinheit. Die erste und zweite Vakuumeinheit sind während der gesamten Bearbeitung gegen Atmosphärendruck evakuiert. Sie sind mit einer dritten Vakuumeinheit verbunden. Die dritte Vakuumeinheit ist derart mit der ersten Vakuumeinheit und der zweiten Vakuumeinheit verbunden, dass die Außenrohre und Innenrohre unter
Vermeidung des Kontaktes zur Atmosphäre von der ersten und zweiten Vakuumeinheit in die dritte Vakuumeinheit transportiert werden. In bevorzugter Weise ist der Vakuumraum der ersten Vakuumeinheit von dem Vakuumraum der dritten Vakuumeinheit nur durch einen Schieber getrennt.
In der dritten Vakuumeinheit wird das Innenrohr in das Außenrohr eingeführt. Ferner wird in der dritten Vakuumeinheit der Zwischenraum zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr verschlossen. Hierzu werden die freien Enden des beschichteten Außenrohrs und des beschichteten Innenrohrs miteinander verschmolzen. Ferner erfolgt in der dritten Vakuumeinheit ein Tempern von
Außenrohr und Innenrohr, was eine gezielte Entspannung nach den vorhergehenden Arbeitsschritten bewirkt.
Da das Zusammenfügen von Innenrohr und Außenrohr im Vakuum der dritten Vakuumeinheit erfolgt, herrscht in dem Zwischenraum zwischen Außenrohr und
Innenrohr nach dem Verschließen ebenfalls ein Vakuum. Sofern notwendig kann zusätzlich in den Zwischenraum ein Getter eingebracht werden, der dazu dient, letzte Spuren von störenden oder schädlichen Stoffen durch Sorption oder direkte Reaktion zu binden.
Da die dritte Vakuumeinheit mit der ersten Vakuumeinheit direkt verbunden ist, kann das Außenrohr nach der Beschichtung in die dritte Vakuumeinheit transportiert werden, ohne Kontakt zur Atmosphäre zu erlangen. Ebenso kann das Innenrohr nach der Beschichtung direkt von der zweiten Vakuumeinheit in die dritte Vakuumeinheit gelangen, ohne dabei Kontakt zur Atmosphäre zu haben, da die dritte Vakuumeinheit mit er zweiten Vakuumeinheit verbunden ist. Erst die fertige Vakuumröhre wird aus der Vorrichtung ausgeschleust und gelangt gegebenenfalls an Atmosphäre.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist mit einer ersten Vakuumeinheit, einer zweiten Vakuumeinheit und einer dritten Vakuumeinheit ausgestattet, die jeweils mehrere Vakuumpumpen zur Erzeugung eines Vakuums aufweisen. Die erste Vakuumeinheit ist über eine verschließbare Öffnung mit der dritten Vakuumeinheit verbunden. Ebenso ist die zweite Vakuumeinheit über eine verschließbare Öffnung mit der dritten Vakuumeinheit verbunden. Gegebenenfalls sind die Öffnungen mit einem Schieber verschließbar. Darüber hinaus kann eine Schleuse zwischen den Vakuumeinheiten vorgesehen sein. Erste und zweite Vakuumeinheit sind jeweils mit mindestens einer Beschichtungsstation ausgestattet, in der eine Beschichtung auf das Außenrohr beziehungsweise das Innenrohr aufgebracht wird. Die erste Vakuumeinheit ist ferner mit einer ersten Transporteinrichtung ausgestattet, welche ein Außenrohr in der ersten Vakuumeinheit in Längsrichtung eines Außenrohrs transportiert. Die zweite Vakuumeinheit ist mit einer zweiten Transporteinrichtung ausgestattet, welche ein Innenrohr in der zweiten Vakuumeinheit in Längsrichtung eines Innenrohrs transportiert. Die Transporteinrichtungen sorgen dafür, dass das Außenrohr beziehungsweise das Innenrohr zu den Beschichtungsstationen und zur dritten Vakuumseinheit transportiert werden. Die dritte Vakuumeinheit weist eine Einrichtung zum Zusammenfügen von jeweils einem Außenrohr und einem Innenrohr auf. Diese kann Teil einer Transporteinrichtung sein. In ihr werden jeweils ein Innenrohr und ein Außenrohr ineinander geschoben. Die dritte Vakuumeinheit ist mit einem Magazin ausgestattet, in dem mehrere Außenrohre und/ oder Innenrohre gelagert und getempert werden. Bei dem Tempern handelt es sich um eine Wärmebehandlung von Außenrohr und Innenrohr um bestimmte Eigenschaften zu erhalten. In bevorzugter Weise bestehen das Außenrohr und das Innenrohr aus Glas. Durch das langsame Erwärmen und/ oder Abkühlen beim Tempern werden Spannungen im Glas beseitigt. Darüber hinaus ist die dritte Vakuumeinheit mit einer Verschmelzungseinrichtung ausgestattet, welche die Enden eines Innenrohres und eines Außenrohrs miteinander verschmilzt um den Zwischenraum zwischen Außenrohr und Innenrohr zu verschließen.
Die erste Vakuumeinheit kann mit einer Schleuse ausgestattet sein, über die ein Außenrohr in die erste Vakuumeinheit eingebracht wird. Ferner kann die zweite Vakuumeinheit mit einer Schleuse ausgestattet sein, über die ein Innenrohr in die zweite Vakuumeinheit eingebracht wird. Schließlich kann die dritte Vakuumeinheit mit einer Schleuse ausgestattet sein, um eine fertige Vakuumröhre aus der dritten Vakuumeinheit auszuschleusen.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung können sowohl zur Herstellung von an einem Ende geschlossenen und am anderen Ende offenen Vakuumröhren eingesetzt werden als auch zur Herstellung von an beiden Enden offenen Vakuumröhren.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung weisen gegenüber bekannten Verfahren und Vorrichtungen den Vorteil auf, dass die Beschichtung von Außenrohr und Innenrohr, das Zusammenfügen von Außenrohr und Innenrohr und das Verschließen des Zwischenraums zwischen Außenrohr und Innenrohr in einem geschlossenen System im Vakuum unter definierten und reproduzierbaren Bedingungen stattfindet. Da das Außenrohr und das Innenrohr während dieser gesamten Bearbeitung durchgängig im Vakuum behandelt werden, findet keine Verschmutzung und keine Befeuchtung von Außenrohr und Innenrohr statt. Eine Reinigung kann daher zwischen den einzelnen Bearbeitungsschritten entfallen. Abgesehen von dem Transport innerhalb der geschlossenen Vorrichtung entfällt ein Transport von einem Bearbeitungsort zum anderen sowie eine Lagerung. Hierdurch reduziert sich die Anzahl der Fertigungs- und Bearbeitungsschritte erheblich. Die Herstellungsdauer wird verkürzt. Das erfindungsgemäße Verfahren läuft automatisch ab, so dass manuelle Bearbeitungsschritte entfallen. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden ein Außenrohr und ein Innenrohr unmittelbar nach ihrer Herstellung in die erste und zweite Vakuumeinheit eingebracht. Sie gelangen damit unmittelbar nach dem Glaszug in das Vakuum der ersten und zweiten Vakuumeinheit. Vorteilhafterweise wird dabei ein vorgegebener Temperaturgrenzwert nicht unterschritten. Dies hat zur Folge, dass Verunreinigungen nicht oder allenfalls in Spuren an den Oberflächen von Außenrohr und Innenrohr vorhanden sind. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird ein Außenrohr nach dem Einbringen in die erste Vakuumeinheit gereinigt. Hierzu ist die erste Vakuumeinheit mit einer ersten Reinigungseinrichtung ausgestattet. Ist die erste Vakuumeinheit mit einer Schleuse zum Einbringen eines Außenrohrs ausgestattet, so kann die Reinigungseinrichtung an der Schleuse angeordnet sein. Eine derartige Reinigung eines Außenrohrs ist notwendig, wenn das Außenrohr vor dem Einbringen in die erste Vakuumeinheit aufgrund von Lagerung oder Transport verunreinigt ist.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Innenrohr nach dem Einbringen in die zweite Vakuumeinheit gereinigt. Hierzu ist die zweite Vakuumeinheit mit einer zweiten Reinigungseinrichtung ausgestattet. Ist die zweite Vakuumeinheit mit einer Schleuse zum Einbringen eines Innenrohrs ausgestattet, so kann die Reinigungseinrichtung an der Schleuse angeordnet sein. Eine derartige Reinigung eines Innenrohrs ist notwendig, wenn das Innenrohr vor dem
Einbringen in die zweite Vakuumeinheit aufgrund von Lagerung oder Transport verunreinigt ist.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in der ersten Vakuumeinheit eine Innenbeschichtung an der
Innenseite des Außenrohrs aufgebracht. Bei der Beschichtung handelt es sich bevorzugt um eine Antireflexbeschichtung, die einen niedrigen Absorptionsgrad und einen niedrigen Reflexionsgrad aufweist.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in der ersten Vakuumeinheit eine Außenbeschichtung an der Außenseite des Außenrohrs aufgebracht. Hierbei handelt es sich bevorzugt um eine Antireflexbeschichtung mit niedrigem Absorptionsgrad und niedrigem Reflexionsgrad.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird in der zweiten Vakuumeinheit eine Spiegelschicht an der Außenseite des Innenrohrs aufgebracht.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird in der zweiten Vakuumeinheit eine Absorberschicht an der Außenseite des Innenrohrs aufgebracht.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird an das Außenrohr in der ersten Vakuumeinheit ein Boden angeformt. Hierdurch wird das eine Ende des Außenrohrs durch einen Boden verschlossen. Das Außenrohr erhält dadurch das Aussehen eines Reagenzglases. Das Anformen eines Bodens erfolgt bevorzugt vor dem Aufbringen einer Beschichtung. Außenrohre mit einem Boden an einem Ende dienen der Herstellung von an einem Ende geschlossenen Vakuumröhren.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird an das Innenrohr in der zweiten Vakuumeinheit ein Boden angeformt. Dadurch wird das Innenrohr an einem Ende mit einem Boden verschlossen. Ein derartiges Innenrohr wird bevorzugt in ein entsprechendes Außenrohr eingesetzt, welches ebenfalls an einem Ende mit einem Boden ausgestattet ist. Außenrohre und Innenrohre mit einem Boden an einem Ende dienen der Herstellung von an einem Ende geschlossenen Vakuumröhren. Das Anformen eines Bodens an ein Innenrohr erfolgt bevorzugt vor dem Aufbringen einer BeSchichtung.
Wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren an das Außenrohr und an das Innenrohr jeweils ein Boden angeformt, so muss in der dritten Vakuumeinheit der Zwischenraum zwischen Außenrohr und Innenrohr nur noch an einem Ende der beiden Rohre geschlossen werden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Außenrohr in der ersten Vakuumeinheit in Längsrichtung bezogen auf die Längsachse des Außenrohrs transportiert.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Innenrohr in der zweiten Vakuumeinheit in Längsrichtung bezogen auf die Längsachse des Innenrohrs transportiert.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind die Transportrichtungen des Außenrohrs und des Innenrohrs parallel zueinander.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden das Außenrohr und/ oder das Innenrohr in Längsrichtung bezogen auf ihre Längsachse in die dritte Vakuumeinheit transportiert.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Innenrohr bei seinem Einbringen in die dritte Vakuumeinheit in ein Außenrohr eingeführt.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden mehrere Außenrohre in einem revolverartigen Magazin in der dritten Vakuumeinheit angeordnet. Das Magazin wird um eine Achse gedreht, die parallel zu der Transportrichtung des Außenrohrs in der ersten Vakuumeinheit und/ oder parallel zu der Transportrichtung des Innenrohrs in der zweiten Vakuumeinheit ist.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Beschichtung auf das Außenrohr und/ oder die Beschichtung auf das Innenrohr mittels eines Plasmaverfahrens aufgebracht.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden das Außenrohr in der ersten Vakuumeinheit und/ oder das Innenrohr in der zweiten Vakuumeinheit mittels Rollen oder mittels einer Lineareinheit transportiert.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in das Außenrohr ein Zentrierelement für das Innenrohr eingebracht.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weisen die erste Vakuumeinheit und/ oder die zweite Vakuumeinheit und/ oder die dritte Vakuumeinheit jeweils mindestens eine Vakuumkammer auf. Die Vakuumkammern sind derart miteinander verknüpft, dass ein Außenrohr oder ein Innenrohr von einer Vakuumkammer zur nächsten transportiert werden können, ohne dabei an Atmosphäre zu gelangen. Da in den einzelnen Vakuumkammern ein unterschiedlicher Druck herrschen kann, sind vorteilhafter Weise zwischen den Vakuumkammern Schieber vorgesehen. Ist der Druck zwischen zwei Vakuumkammern sehr unterschiedlich, kann auch eine Schleuse vorgesehen sein.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die erste Vakuumeinheit mit einer ersten Vakuumkammer ausgestattet, welche wiederum mit einer ersten Beschichtungsstation ausgestattet ist. Die erste Beschichtungsstation bringt eine Beschichtung auf eine Innenseite eines Außenrohrs auf. Ferner ist die erste Vakuumeinheit mit einer zweiten Vakuumkammer mit einer zweiten Beschichtungsstation ausgestattet, welche eine Beschichtung auf die Außenseite eines Außenrohrs aufbringt. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ist die zweite Vakuumeinheit mit einer dritten Vakuumkammer mit einer dritten Beschichtungsstation ausgestattet, welche als Beschichtung eine Spiegelschicht an der Außenseite des Innenrohrs auf. Ferner ist die zweite Vakuumeinheit mit einer vierten Vakuumkammer mit einer vierten Beschich- tungsstation ausgestattet, die als Beschichtung eine Absorberschicht auf die
Außenseite des Innenrohrs aufbringt.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weisen die erste Beschichtungsstation und/ oder die zweite Beschichtungsstation und/ oder die dritte Beschichtungsstation und/ oder die vierte Beschichtungsstation Plasmabeschichtungseinrichtungen auf.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Magazin der dritten Vakuumeinheit um eine Achse drehbar.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
Zeichnung
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Es zeigen:
Figur 1 Vorrichtung zur Herstellung von Vakuumröhren für solarthermische
Anlagen, Figur 2 Vorrichtung gemäß Figur 1 mit Außenrohren und Innenrohren, Figur 3 schematische Darstellung der Vorrichtung gemäß Figur 1.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels In den Figuren 1 bis 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur
Herstellung von Vakuumröhren für solarthermische Anlagen dargestellt. Gezeigt ist die Vorrichtung in einer Ansicht von der Seite, wobei die einzelnen Komponenten im Längsschnitt dargestellt sind. Die Vorrichtung weist eine erste Vakuumeinheit 1, eine zweite Vakuumeinheit 2 und eine dritte Vakuumeinheit 3 auf. In der ersten Vakuumeinheit werden Außenrohre 4 beschichtet. In der zweiten Vakuumeinheit werden Innenrohre 5 beschichtet. Die Außenrohre 4 sind längliche zylindrische Hohlkörper mit kreisrundem Querschnitt und einem Boden 6. Sie bestehen aus Glas. Der Boden 6 kann in einem ersten Abschnitt der ersten Vakuumeinheit 1 an das Außenrohr 4 angeformt werden. Die Innenrohre 5 sind längliche zylindrische Hohlkörper mit kreisrundem
Querschnitt und einem Boden 7. Der Durchmesser der Innenrohre 5 ist kleiner als der Durchmesser der Außenrohre 4. Insbesondere ist der Außendurchmesser der Innenrohre 5 kleiner als der Innendurchmesser der Außenrohre 4. Die Innenrohre bestehen ebenfalls aus Glas. Der Boden 7 kann in einem ersten Abschnitt der zweiten Vakuumeinheit 2 an das Innenrohr 5 angeformt werden.
Das Anformen der Böden 6, 7 an die Außenrohre 4 und die Innenrohre 5 ist in der Zeichnung nicht dargestellt.
Die Außenrohre 4 werden in der ersten Vakuumeinheit 1 mittels einer nicht dargestellten Transporteinrichtung transportiert. Die Transportrichtung ist durch den Pfeil 8 in Figur 1 dargestellt. Die Innenrohre 5 werden in der zweiten Vakuumeinheit 2 mittels einer nicht dargestellten Transporteinrichtung transportiert. Die Transportrichtung ist in Figur 1 durch einen Pfeil 9 dargestellt. Die dritte Vakuumeinheit 3 weist ein in Figur 2 dargestelltes Magazin 10 auf, das um eine Achse 11 drehbar ist. Das Magazin kann mehrere Außenrohre 4 und Innenrohre 5 aufnehmen.
Die erste Vakuumeinheit 1 ist mit mehreren Vakuumpumpen 12, 13, 14, 15 ausgestattet. Sie reduzieren in dem abgeschlossenen Raum der ersten Vakuumeinheit die Gasdichte, erniedrigen damit den Druck und dienen so der Erzeugung und Aufrechterhaltung des Vakuums in der ersten Vakuumeinheit 1. Die zweite Vakuumeinheit 2 ist ebenfalls mit mehreren Vakuumpumpen 16, 17,
18, 19 ausgestattet, die demselben Zweck dienen. Bei der dritten Vakuumeinheit 3 sind in den Figuren 1 und 2 lediglich die Pumpenstutzen 42, 43, 44, 45 dargestellt, an welche in der Zeichnung nicht dargestellte Vakuumpumpen zur Erzeugung und Aufrechterhaltung des Vakuums angeschlossen werden.
Die erste Vakuumeinheit 1 ist mit einer ersten Beschichtungsstation 20 und einer ersten Vakuumkammer 25 ausgestattet. An die erste Vakuumkammer 25 ist die Vakuumpumpe 12 angeschlossen. Die erste Vakuumkammer 25 ist Teil der ersten Beschichtungsstation 20. Die in der Zeichnung nicht erkennbare Beschichtungseinrichtung ist eine Plasmaeinrichtung zum Auftragen einer
Innenbeschichtung an der Innenseite eines Außenrohrs, insbesondere eine Anti-Reflex-Schicht. Die erste Vakuumkammer 25 ist über eine Vakuumtransportstrecke mit einer zweiten Vakuumkammer 26 und einer zweiten Beschichtungsstation 21 verbunden. An die Vakuumtransportstrecke ist die Vakuumpumpe 13 angeschlossen. Die Vakuumpumpe 14 ist an die zweite
Vakuumkammer 26 angeschlossen. Die zweite Beschichtungsstation 21 und die zweite Vakuumkammer 26 sind ebenfalls Teil der ersten Vakuumeinheit 1. Die in der Zeichnung nicht erkennbare Beschichtungseinrichtung der zweiten Beschichtungsstation 21 ist eine Plasmaeinrichtung zum Auftragen einer Außenbeschichtung an der Außenseite eines Außenrohrs. Die zweite Vakuumkammer 26 ist über eine weitere Vakuumtransportstrecke mit der dritten Vakuumeinheit 3 verbunden. An diese Vakuumtransportstrecke ist die Vakuumpumpe 15 angeschlossen.
Die zweite Vakuumeinheit 2 ist mit einer dritten Beschichtungsstation 22 und einer dritten Vakuumkammer 27 ausgestattet. An die dritte Vakuumkammer 27 ist die Vakuumpumpe 17 angeschlossen. Die dritte Vakuumkammer 27 ist Teil der dritten Beschichtungsstation 22. Die in der Zeichnung nicht erkennbare Beschichtungseinrichtung ist eine Plasmaeinrichtung zum Auftragen einer Spiegelschicht an der Außenseite eines Innenrohrs. Die dritte Vakuumkammer 27 ist über eine Vakuumtransportstrecke mit einer vierten Vakuumkammer 28 und einer vierten Beschichtungsstation 23 verbunden. An die Vakuumtransportstrecke ist die Vakuumpumpe 18 angeschlossen. Die vierte Beschichtungsstation 23 und die vierte Vakuumkammer 28 sind ebenfalls Teil der zweiten Vakuumeinheit 2. Die in der Zeichnung nicht erkennbare Beschichtungseinrich- tung der vierten Beschichtungsstation 23 ist eine Plasmaeinrichtung zum Auftragen einer Außenbeschichtung auf die Außenseite eines Innenrohrs, insbesondere eine Absorberschicht. An die vierte Vakuumkammer 28 ist die Vakuumpumpe 19 angeschlossen. Die vierte Vakuumkammer 28 ist über eine weitere Vakuumtransportstrecke mit der dritten Vakuumeinheit 3 verbunden.
Die dritte Vakuumeinheit 3 weist eine fünfte Vakuumkammer 29 auf, in der das Magazin 10 angeordnet ist. Die fünfte Vakuumkammer 29 ist mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Temper-Einrichtung ausgestattet. Darüber hinaus weist die dritte Vakuumeinheit 3 eine sechste Vakuumkammer 30 auf, die mit einer Verschmelzungseinrichtung 24 ausgestattet ist. In dieser Verschmelzungseinrichtung 24 wird jeweils ein Außenrohr mit einem Innenrohr derart verschmolzen, dass der Zwischenraum zwischen dem Außenrohr und dem Innenrohr verschlossen ist. Die einzelnen Abschnitte der ersten, zweiten und dritten Vakuumeinheit 1 , 2, 3 sind mit Schiebern ausgestattet. Diese Schieber können geöffnet und geschlossen werden, um einzelne Abschnitte der Vakuumeinheiten bei Bedarf abzutrennen. Ein erster Schieber 31 ist vor der dritten Vakuumkammer 27 angeordnet. Ein zweiter Schieber 32 ist nach der dritten Vakuumkammer angeordnet. Die Schieber 31 , 32 werden geöffnet, damit ein Innenrohr passieren kann. Die Schieber 31 , 32 werden geschlossen, wenn in der dritten Vakuumkammer ein Innenrohr beschichtet wird, um das Vakuum in den Transportstrecken vor und nach der dritten Vakuumkammer 27 nicht durch den Beschichtungsvorgang und den Beschichtungswerkstoff zu belasten. Entsprechend sind Schieber 33 und 34 an der dritten Vakuumkammer 28, Schieber 36, 37 an der ersten Vakuumkammer 25 und Schieber 38, 39 an der zweiten Vakuumkammer 26 angeordnet. Ein Schieber 40 ist am Übergang zwischen der ersten Vakuumeinheit 1 und der dritten Vakuumeinheit 3 angeordnet. Ein Schieber 35 ist am Übergang zwischen der zweiten Vakuumeinheit 2 und der dritten Vakuumeinheit 3 angeordnet. Zwischen der fünften Vakuumkammer 29 und der sechsten Vakuumkammer 30 ist ein Schieber 41 angeordnet. Die sechste Vakuumkammer 30 ist ferner an ihrem der fünften Vakuumkammer abgewandten Ende mit einem Schieber 50 ausgestattet. Über diesen Schieber wird eine fertige Vakuumröhre aus der Vorrichtung ausgeschleust. Die erste Vakuumeinheit 1 ist an ihrem vorderen Ende bezogen auf die
Transportrichtung 8 der Außenröhren mit einer Schleuse 46 ausgestattet. Über diese Schleuse 46 wird ein Außenrohr in die Vorrichtung eingebracht. Die Schleuse kann mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Reinigungseinrichtung ausgestattet sein. Ferner kann die Schleuse 46 mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Einrichtung zum Anformen eines Bodens 6 an ein Außenrohr ausgestattet sein. Die Schleuse weist eine Vakuumpumpe auf, die in der Zeichnung ebenfalls nicht dargestellt ist.
Die zweite Vakuumeinheit 2 ist an ihrem vorderen Ende bezogen auf die Transportrichtung 9 der Innenröhren mit einer Schleuse 47 ausgestattet. Über diese Schleuse 47 wird ein Innenrohr in die Vorrichtung eingebracht. Die Schleuse kann mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Reinigungseinrich- tung ausgestattet sein. Ferner kann die Schleuse 47 mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Einrichtung zum Anformen eines Bodens 7 an ein Innenrohr ausgestattet sein. Die Schleuse weist eine Vakuumpumpe auf, die in der Zeichnung ebenfalls nicht dargestellt ist.
An der Transportstrecke zwischen der ersten und zweiten Vakuumkammer 25, 26 der ersten Vakuumeinheit 1 ist ein in Figur 2 dargestelltes Depot 48 angeordnet, in welchem Außenrohre nach ihrer Beschichtung in der ersten Beschichtungsstation 20 und vor ihrer Beschichtung in der zweiten Beschichtungsstation 21 zwischengelagert werden können. Das Depot ist Teil der ersten Vakuumeinheit 1. In dem Depot 48 herrscht ein Vakuum. Das Depot kann als Puffer zwischen der ersten und zweiten Beschichtungsstation dienen. Die Beschichtungsvorgänge in der ersten und zweiten Beschichtungsstation 20, 21 können unterschiedlich lange dauern.
An der Transportstrecke zwischen der dritten und vierten Vakuumkammer 27, 28 der zweiten Vakuumeinheit 2 ist ein in Figur 2 dargestelltes Depot 49 angeordnet, in welchem Innenrohre nach ihrer Beschichtung in der dritten Beschichtungsstation 22 und vor ihrer Beschichtung in der vierten Beschich- tungsstation 23 zwischengelagert werden können. Das Depot ist Teil der zweiten Vakuumeinheit 2. In dem Depot 49 herrscht ein Vakuum. Das Depot kann als Puffer zwischen der dritten und vierten Beschichtungsstation dienen. Die Beschichtungsvorgänge in der dritten und vierten Beschichtungsstation 22, 23 können unterschiedlich lange dauern.
Das mit der Vorrichtung gemäß Figur 1 bis 3 durchgeführte Verfahren zur Herstellung von Vakuumröhren läuft folgendermaßen ab:
Ein Außenrohr 4 wird über die Schleuse 46 in die erste Vakuumeinheit 1 der Vorrichtung eingebracht. Anschließend wird ein Boden 6 an das Außenrohr angeformt. Über eine in der Zeichnung nicht dargestellte Transporteinrichtung wird das Außenrohr 4 zu der ersten Vakuumkammer 25 mit der ersten Beschichtungsstation 20 transportiert. Der Schieber 36 wird geöffnet, damit das Außenrohr 4 in die erste Vakuumkammer 25 bewegt werden kann. Befindet sich das Außenrohr in der ersten Vakuumkammer 25, wird der Schieber 36 geschlossen. Der Schieber 37 ist bereits geschlossen. In der ersten Vakuumkammer 25 wird das Außenrohr an seiner Innenseite beschichtet. Nach
Beendigung des Beschichtungsvorgangs wird der Schieber 37 geöffnet. Das beschichtete Außenrohr wird aus der ersten Vakuumkammer bewegt. Dann wird der Schieber 37 wieder geschlossen. Über eine Vakuumtransportstrecke mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Transporteinrichtung gelangt das Außenrohr zu der zweiten Beschichtungsstation 21 mit der zweiten
Vakuumkammer 26. Gegebenenfalls wird das mit einer Beschichtung an der Innenseite versehene Außenrohr in dem Depot 48 zwischengelagert. Damit das Außenrohr in die zweite Vakuumkammer transportiert werden kann, wird der Schieber 38 geöffnet. Nachdem das Außenrohr 4 in der zweiten Vakuumkam- mer 26 aufgenommen ist, wird der Schieber 38 geschlossen. Der Schieber 39 ist bereits geschlossen. In der zweiten Vakuumkammer 26 mit der zweiten Beschichtungsstation 21 wird das Außenrohr an seiner Außenseite beschichtet. Nach Beendigung des Beschichtungsvorgangs öffnet der Schieber 39, damit das beschichtete Außenrohr 4 die zweite Vakuumkammer 26 verlassen kann. Über eine Vakuumtransportstrecke gelangt das beschichtete Außenrohr 4 zu der dritten Vakuumeinheit 3. Hierzu wird der Schieber 40 geöffnet, damit das Außenrohr passieren kann. In der fünften Vakuumkammer 29 wird das beschichtete Außenrohr in dem Magazin 10 abgelegt. Gleichzeitig zu der Beschichtung einer Außenrohrs erfolgt in der zweiten
Vakuumeinheit 2 die Beschichtung eines Innenrohrs 5. Die Bearbeitung von Außenrohr und Innenrohr erfolgt parallel. Ein Innenrohr 5 wird über die Schleuse 47 in die zweite Vakuumeinheit 2 der Vorrichtung eingebracht. Anschließend wird ein Boden 7 an das Innenrohr angeformt. Über eine in der Zeichnung nicht dargestellte Transporteinrichtung wird das Innenrohr 5 zu der dritten Vakuumkammer 27 mit der dritten Beschichtungsstation 22 transportiert. Der Schieber 31 wird geöffnet, damit das Innenrohr 5 in die dritte Vakuumkam- mer 27 bewegt werden kann. Befindet sich das Innenrohr in der dritten Vakuumkammer 27, wird der Schieber 31 geschlossen. Der Schieber 32 ist bereits geschlossen. In der dritten Vakuumkammer 27 wird das Innenrohr an seiner Außenseite beschichtet. Es wird eine Spiegelschicht aufgebracht. Nach Beendigung des Beschichtungsvorgangs wird der Schieber 32 geöffnet. Das beschichtete Innenrohr wird aus der dritten Vakuumkammer 27 bewegt. Dann wird der Schieber 32 wieder geschlossen. Über eine Vakuumtransportstrecke mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Transporteinrichtung gelangt das Innenrohr zu der vierten Beschichtungsstation 23 mit der vierten Vakuumkam- mer 28. Gegebenenfalls wird das mit einer Beschichtung an der Außenseite versehene Innenrohr in dem Depot 49 zwischengelagert. Damit das Innenrohr in die vierte Vakuumkammer transportiert werden kann, wird der Schieber 33 geöffnet. Nachdem das Innenrohr 5 in der vierten Vakuumkammer 28 aufgenommen ist, wird der Schieber 33 geschlossen. Der Schieber 34 ist bereits geschlossen. In der vierten Vakuumkammer 28 mit der vierten
Beschichtungsstation 23 wird das Innenrohr erneut an seiner Außenseite beschichtet. Es wird eine Absorberschicht aufgebracht. Nach Beendigung des Beschichtungsvorgangs öffnet der Schieber 34, damit das beschichtete Innenrohr 5 die vierte Vakuumkammer 28 verlassen kann. Über eine Vakuumtransportstrecke gelangt das beschichtete Innenrohr 5 zu der dritten
Vakuumeinheit 3. Hierzu wird der Schieber 35 geöffnet, damit das Innenrohr passieren kann. In der fünften Vakuumkammer 29 wird das beschichtete Innenrohr zu dem Magazin 10 bewegt und in ein dort bereits abgelegtes Außenrohr eingeschoben. In der dritten Vakuumeinheit kann ein in der Zeichnung nicht dargestellter Getter in ein Außenrohr eingebracht werden.
Von der fünften Vakuumkammer 29 wird ein Außenrohr mit einem darin angeordneten Innenrohr in die sechste Vakuumkammer 30 transportiert. Dort werden das Außenrohr und das Innenrohr an ihren offenen Enden miteinander verschmolzen. Dabei wird der Zwischenraum zwischen dem Außenrohr und dem Innenrohr geschlossen. Da der Vorgang im Vakuum stattfindet, herrscht in dem verschlossenen Zwischenraum zwischen dem Außenrohr und dem Innenrohr ebenfalls ein Vakuum. Nach dem Verschmelzen wird das Außenrohr mit dem darin angeordneten Innenrohr zurück in die fünfte Vakuumkammer transportiert, in dem Magazin 10 abgelegt und getempert. Nach der Beendigung des Vorgangs des Temperns ist die Herstellung der Vakuumröhre abgeschlos- sen. Die fertige Vakuumröhre wird durch den geöffneten Schieber 50 abtransportiert.
Die Beschichtung von Außenrohren in der ersten Vakuumeinheit 1 erfolgt kontinuierlich. Die Außenrohre werden eines nach dem anderen in die erste Vakuumeinheit 1 eingebracht. Sobald beispielsweise die Beschichtung eines
Außenrohrs in der ersten Beschichtungsstation 20 abgeschlossen ist, wird das entsprechend beschichtete Außenrohr aus der ersten Vakuumkammer 25 abtransportiert und das nächste Außenrohr wird in die erste Beschichtungsstation 20 aufgenommen. Entsprechendes gilt für die zweiten Beschichtungsstati- on 21. Auch die Beschichtung der Innenrohre in der zweiten Vakuumeinheit erfolgt auf diese Weise.
Sämtliche Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
Bezugszahlen
1 erste Vakuumeinheit
2 zweite Vakuumeinheit
3 dritte Vakuumeinheit
4 Außen roh r
5 Innenrohr
6 Boden des Außen roh rs
7 Boden des Innenrohrs
8 Transportrichtung eines Außenrohrs
9 Transportrichtung eines Innenrohrs
10 Magazin
11 Achse des Magazins
12 Vakuumpumpe
13 Vakuumpumpe
14 Vakuumpumpe
15 Vakuumpumpe
16 Vakuumpumpe
17 Vakuumpumpe
18 Vakuumpumpe
19 Vakuumpumpe
20 erste Beschichtungsstation
21 zweite Beschichtungsstation
22 dritte Beschichtungsstation
23 vierte Beschichtungsstation
24 Verschmelzungseinrichtung
25 erste Vakuumkammer
26 zweite Vakuumkammer
27 dritte Vakuumkammer
28 vierte Vakuumkammer
29 fünfte Vakuumkammer
30 sechste Vakuumkammer
31 Schieber Schieber Schieber Schieber Schieber Schieber Schieber Schieber Schieber Schieber Schieber Pumpenstutzen Pumpenstutzen Pumpenstutzen Pumpenstutzen Schleuse Schleuse Depot
Depot
Schieber

Claims

A N S P R Ü C H E
Verfahren zur Herstellung von Vakuumröhren für solarthermische
Anlagen, wobei die Vakuumröhre ein Außenrohr und ein in dem Außenrohr angeordnetes Innenrohr aufweist, und der Zwischenraum zwischen dem Außenrohr und dem Innenrohr nach außen verschlossen und evakuiert ist, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
Einbringen eines Außenrohrs (4) in eine ersten Vakuumeinheit (1), in welcher ein Vakuum herrscht,
Aufbringen mindestens einer Beschichtung an der Außenseite und/ oder der Innenseite des Außenrohrs (4) in der ersten Vakuumeinheit (1), Einbringen eines Innenrohrs (5) in eine zweite Vakuumeinheit (5), in welcher ein Vakuum herrscht,
Aufbringen mindestens einer Beschichtung an der Außenseite und/ oder der Innenseite des Innenrohrs (5) in der zweiten Vakuumeinheit (2), Einbringen des beschichteten Außenrohrs (4) in eine an die erste und die zweite Vakuumeinheit (1, 2) gekoppelte dritte Vakuumeinheit (3), wobei das beschichtete Außenrohr (4) direkt von der ersten Vakuumeinheit (1) in die dritte Vakuumeinheit (3) transportiert wird,
Einbringen des beschichteten Innenrohrs (5) in die dritte Vakuumeinheit (3), wobei das beschichtete Innenrohr (5) direkt von der zweiten Vakuumeinheit (2) in die dritte Vakuumeinheit (3) transportiert wird,
Einbringen des Innenrohrs (5) in das Außenrohr (4) in der dritten Vakuumeinheit (3),
Verschmelzen der offenen Enden des beschichteten Außenrohrs (4) und des beschichteten Innenrohrs (5), wobei in dem Zwischenraum zwischen dem Außenrohr (4) und dem Innenrohr (5) ein Vakuum herrscht,
Tempern des Außenrohrs (4) und des Innenrohrs nach und/ oder vor dem Verschmelzen in der dritten Vakuumeinheit.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass an das Außenrohr (4) in der ersten Vakuumeinheit (1) ein Boden (6) angeformt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an das Innenrohr (5) in der zweiten Vakuumeinheit (2) ein Boden (7) angeformt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Außenrohr (4) in der ersten Vakuumeinheit (1) in Längsrichtung bezogen auf die Längsachse des Außenrohrs (4) transportiert wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Innenrohr (5) in der zweiten Vakuumeinheit (2) in Längsrichtung bezogen auf die Längsachse des Innenrohrs (5) transportiert wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Transportrichtung (8) des Außenrohrs (4) und die Transportrichtung (9) des Innenrohrs (5) parallel zueinander sind.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Außenrohr (4) und/ oder das Innenrohr (5) in Längsrichtung bezogen auf ihre Längsachse in die dritte Vakuumeinheit (3) transportiert werden.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch
gekennzeichnet, dass mehrere Außenrohre (4) in einem Magazin (10) in der dritten Vakuumeinheit (3) angeordnet werden. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung auf das Außenrohr (4) und/ oder die Beschichtung auf das Innenrohr (5) mittels eines Plasmaverfahrens aufgebracht werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenrohr (4) in der ersten Vakuumeinheit (1) und/ oder das Innenrohr (5) in der zweiten Vakuumeinheit (2) mittels Rollen oder mittels einer Lineareinheit transportiert werden.
Vorrichtung zur Herstellung von Vakuumröhren für solarthermische Anlagen, wobei die Vakuumröhre ein Außenrohr und ein in dem Außenrohr angeordnetes Innenrohr aufweist, und der Zwischenraum zwischen dem Außenrohr und dem Innenrohr nach außen verschlossen und evakuiert ist, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
mit einer einen abschließbaren Raum begrenzenden ersten Vakuumeinheit (1),
mit einer oder mehreren Vakuumpumpen (12, 13, 14, 15) der ersten Vakuumeinheit (1), welche die erste Vakuumeinheit (1) evakuieren, mit einer ersten Transporteinrichtung, welche ein Außenrohr (4) in der ersten Vakuumeinheit (1) in Längsrichtung transportiert,
mit mindestens einer eine Beschichtung auf das Außenrohr (4) aufbringenden Beschichtungsstation (20, 21) an der ersten Vakuumeinheit (1), mit einer einen abschließbaren Raum begrenzenden zweiten Vakuumeinheit (2),
mit mindestens einer Vakuumpumpe (16, 17, 18, 19), welche die zweite Vakuumeinheit (2) evakuiert,
mit einer zweiten Transporteinrichtung, welche ein Innenrohr (5) in der zweiten Vakuumeinheit (2) in Längsrichtung transportiert,
mit mindestens einer eine Beschichtung auf das Innenrohr (5) aufbringenden Beschichtungsstation (22, 23) der zweiten Vakuumeinheit (2), mit einer einen abschließbaren Raum begrenzenden dritten Vakuumeinheit (3), die an die erste und an die zweite Vakuumeinheit (1 , 2) gekoppelt ist,
mit einem beweglichen Magazin (10) der dritten Vakuumeinheit (3), in dem mehrere Außenrohre (4) und/ oder Innenrohre (5) gelagert und getempert werden,
mit einer Verschmelzungseinrichtung (24) der dritten Vakuumeinheit (3), welche die Enden eines Innenrohrs (5) und eines Außenrohrs (4) miteinander verschmilzt.
Vorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Vakuumeinheit (1) und/ oder die zweite Vakuumeinheit (2) und/ oder die dritte Vakuumeinheit (3) jeweils mindestens eine Vakuumkammer (25, 26, 27, 28, 29, 30) aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Vakuumeinheit (1) mit einer ersten Vakuumkammer (25) mit einer ersten Beschichtungsstation (20) ausgestattet ist, welche eine Beschichtung auf die Innenseite eines Außenrohrs (4) aufbringt, und dass die erste Vakuumeinheit (1) mit einer zweiten Vakuumkammer (26) mit einer zweiten Beschichtungsstation (21) ausgestattet ist, welche eine Beschichtung auf die Außenseite eines Außenrohrs (4) aufbringt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Vakuumeinheit (2) mit einer dritten Vakuumkammer (27) mit einer dritten Beschichtungsstation (22) ausgestattet ist, welche als Beschichtung eine Spiegelschicht an der Außenseite des Innenrohrs (5) aufbringt, und dass die zweite Vakuumeinheit (2) mit einer vierten Vakuumkammer (28) mit einer vierten Beschichtungsstation (23) ausgestattet ist, die als Beschichtung eine Absorberschicht auf die Außenseite des Innenrohrs (5) aufbringt. Vorrichtung nach einem der Anspräche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Beschichtungsstation (20) und/ oder die zweite Beschichtungsstation (21) und/ oder die dritte Beschichtungsstation (22) und/ oder die vierte Beschichtungsstation (23) Plasmabeschichtungseinrichtun- gen aufweisen.
PCT/DE2012/001222 2011-12-23 2012-12-22 Verfahren und vorrichtung zur herstellung von vakuumröhren für solarthermische anlagen WO2013091611A2 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201280070467.2A CN104136385A (zh) 2011-12-23 2012-12-22 制造用于太阳热能设备的真空管的方法和装置
US14/367,314 US20150000338A1 (en) 2011-12-23 2012-12-22 Method and device for producing vacuum tubes for solar thermal installations
DE112012005378.8T DE112012005378A5 (de) 2011-12-23 2012-12-22 Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Vakuumröhren für solarthermische Anlagen
EP12829100.2A EP2794499A2 (de) 2011-12-23 2012-12-22 Verfahren und vorrichtung zur herstellung von vakuumröhren für solarthermische anlagen

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011122324 2011-12-23
DE102011122324.3 2011-12-23

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2013091611A2 true WO2013091611A2 (de) 2013-06-27
WO2013091611A3 WO2013091611A3 (de) 2013-08-08

Family

ID=47757251

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2012/001222 WO2013091611A2 (de) 2011-12-23 2012-12-22 Verfahren und vorrichtung zur herstellung von vakuumröhren für solarthermische anlagen

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20150000338A1 (de)
EP (1) EP2794499A2 (de)
CN (1) CN104136385A (de)
DE (1) DE112012005378A5 (de)
WO (1) WO2013091611A2 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013010358A1 (de) * 2013-06-21 2014-12-24 Dr. Laure Plasmatechnologie Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Vakuumröhren
EP2977690A1 (de) * 2014-07-24 2016-01-27 Airbus Defence and Space GmbH Verfahren zum vakuumdichten Verschließen eines doppelwandigen Glasrohrs

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112374733A (zh) * 2020-11-10 2021-02-19 桂林电子科技大学 一种可视化高温石英热管封装装置和方法
CN114292013B (zh) * 2021-11-15 2024-01-19 山东绿成环保材料有限公司 一种用于玻璃管末端的高效自动化收口装置及使用方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4309261A (en) * 1980-07-03 1982-01-05 University Of Sydney Method of and apparatus for reactively sputtering a graded surface coating onto a substrate
DE10138277A1 (de) * 2001-08-10 2003-03-20 Ritter En Und Umwelttechnik Gm Verfahren zum Herstellen eines Elements mit einem hermetisch abgeschlossenen luftleeren Raum
CN1558163A (zh) * 2004-01-28 2004-12-29 赵宝善 全玻璃真空太阳集热管及其制造工艺
EP1884576B1 (de) * 2006-07-26 2012-09-12 Dr. Laure Plasmatechnologie Gmbh Vorrichtung zur Plasmabeschichtung von länglichen, zylindrischen Bauteilen
CN1951844B (zh) * 2006-11-10 2010-12-08 冯方军 全自动太阳能集热管封口机
DE112008001620B4 (de) * 2007-07-03 2021-08-26 VON ARDENNE Asset GmbH & Co. KG Verfahren und Vorrichtung zum Schleusen überlanger Substrate in einer Vakuumbeschichtungsanlage, Vakuumbeschichtungsanlage und Verfahren zu deren Betrieb
DE102009016708B4 (de) * 2008-04-10 2012-08-09 Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh Solarabsorber-Schichtsystem und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102009042432A1 (de) * 2008-09-29 2010-04-22 Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh Transportvorrichtung für eine Vakuumprozessanlage, Antriebseinrichtung für eine Anlagenkomponente einer Vakuumprozessanlage, und Vakuumprozessanlage

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013010358A1 (de) * 2013-06-21 2014-12-24 Dr. Laure Plasmatechnologie Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Vakuumröhren
EP2977690A1 (de) * 2014-07-24 2016-01-27 Airbus Defence and Space GmbH Verfahren zum vakuumdichten Verschließen eines doppelwandigen Glasrohrs
WO2016012070A1 (de) * 2014-07-24 2016-01-28 Airbus Defence and Space GmbH Verfahren zum vakuumdichten verschliessen eines doppelwandigen glasrohrs

Also Published As

Publication number Publication date
US20150000338A1 (en) 2015-01-01
EP2794499A2 (de) 2014-10-29
WO2013091611A3 (de) 2013-08-08
DE112012005378A5 (de) 2014-09-04
CN104136385A (zh) 2014-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10242895B4 (de) Verfahren zur Evakuierung eines thermisch isolierenden Paneels mit Plasmaanregung
DE3016069A1 (de) Verfahren zur vakuumbeschichtung und fuer dieses verfahren geeignete vorrichtung
WO2013091611A2 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung von vakuumröhren für solarthermische anlagen
DE102014218333B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Einleiten von Schutzgas in ein Receiverrohr
DE1446199A1 (de) Verfahren zum UEberziehen von Scheiben in einer evakuierten Vakuumkammer
WO2014202058A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur herstellung von vakuumröhren
DE19710204A1 (de) Bogenentladungsröhre, die mit einem Paar von Molybdänfolien versehen ist, und zugehöriges Herstellungsverfahren
DE10353540A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten von röhrenförmigen Bauteilen
DE102008026001A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung und Bearbeitung von Schichten auf Substraten unter definierter Prozessatmosphäre
DE20321795U1 (de) Vorrichtung zum Reinigen wenigsten einer Prozesskammer zum Beschichten wenigstens eines Substrats
DE102005024180A1 (de) Vakuumbeschichtungsanlage und Transferkammer dafür
DE102010022277A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Reaktivgastrennung in in-line-Beschichtungsanlagen
EP1419116B1 (de) Verfahren zum herstellen eines elements mit einem hermetisch abgeschlossenen luftleeren raum
EP2171741B1 (de) Herstellungsverfahren für entladungslampen
WO2014026818A1 (de) Beobachtungseinrichtung für eine vakuumvorrichtung
DE112019007323B4 (de) Ionenanalysator
WO2002000377A1 (de) Verfahren zum sintern von aluminium-basierten sinterteilen sowie vorrichtung zum sintern von aluminium-basierten sinterteilen
WO2011076166A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung von isolierglas
DE102010011192B4 (de) Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Substraten
DE3903466A1 (de) Heizofen fuer die innenbeschichtung von vorformen fuer lichtwellenleiter
DE1282411B (de) Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung und Bearbeitung von Bauelementen der Elektronik unter Vakuum, insbesondere zum Aufdampfen von Schichten
DE102019123700A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Zusammenbauen von Isolierglasscheiben sowie dadurch hergestellte Isolierglasscheibe
DE10150452C1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Glaskörpers und Verwendung des Glaskörpers
WO2015110216A1 (de) Verfahren zur verstärkung des vakuums an einem vakuumisolierten speicherbehälter eines fahrzeugs sowie evakuierstation
DE102013105824B4 (de) Prozessanordnung und Verfahren zum Betreiben einer Prozessanordnung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12829100

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14367314

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1120120053788

Country of ref document: DE

Ref document number: 112012005378

Country of ref document: DE

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2012829100

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012829100

Country of ref document: EP