一种太阳能真空集热管及其生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种太阳能真空集热管，包括真空波纹管，其特征在于，所述真空波纹管的内侧和外侧的剖面为正多边形结构，内侧正多边形的边心距与外侧正多边形的边心距呈5‑15°夹角，真空波纹管的内侧外壁覆盖有紫铜薄膜，一种生产太阳能真空集热管的方法，包括以下步骤：内外管成型、玻璃套管成型、喷砂处理、清洗处理、镀膜、一次装配、一次封口、二次装配、二次封口、三次封口、真空处理，提高真空集热管的利用率，延长使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及真空集热管的生产领域，特别涉及一种太阳能真空集热管及其生产工艺。
技术介绍
目前在国内太阳能光热利用行业中，以全玻璃真空太阳能集热管为光热转换器件的集热系统应用最为广泛，而真空管吸热体的内管上附着的选择性吸收涂层用于吸收入射的太阳辐射能并将其转化成热能。目前国内太阳能行业中的真空集热管生产企业，在真空管的生产过程中，通常采用的生产工艺为将镀好选择性吸收涂层的内管与外管装配口部封接后，用排气设备通过接在外管尾部的尾管即排气管，对内管与外管之间的夹层空间进行抽真空排气处理，对尾管进行封离，使内外管之间形成真空夹层，从而起到保温作用。现有技术存在的不足在于：一是玻璃外管具有透光作用，有部分光线产生折射和散射，聚光效果差，太阳能利用率低，不能充分利用光能；二是机械强度低，热胀冷缩时易引起管子爆裂，缩短使用寿命；三是夹层真空度不高，蒸散型吸气剂的使用增加了使用成本，维持真空能力较差，导致保温效果降低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种太阳能真空集热管及其生产工艺，提高真空集热管的利用率，延长使用寿命，以解决现有技术中导致的上述多项缺陷。为实现上述目的，本专利技术提供以下的技术方案：一种太阳能真空集热管，包括真空波纹管，所述真空波纹管的内侧和外侧的剖面为正多边形结构，内侧正多边形的边心距与外侧正多边形的边心距呈5-15°夹角，真空波纹管的内侧外壁覆盖有紫铜薄膜。优选的，所述真空波纹管内设有玻璃套管，玻璃套管的剖面为正多边形，其每个侧面都为凸透镜，玻璃套管的每个侧面相对于真空波纹管外侧平行设置。优选的，所述真空波纹管内设有加强筋。一种生产太阳能真空集热管的方法，包括以下步骤：(1)内外管成型，内外管的剖面都为正多边形，厚度达2mm以上；(2)玻璃套管成型，其剖面为正多边形，将其边部打磨成凸透镜；(3)喷砂处理，对内管外表面进行喷砂处理，使其表面粗糙度Ra在12.5-18.5之间，采用250-320目的石英砂，以每分钟1立方米的速度对内管外表面进行喷砂处理；(4)清洗处理，对内外管的内壁和外壁进行清洗并烘干；(5)镀膜，在内管外表面进行紫铜镀膜；(6)一次装配，将镀好选择性吸收涂层的内管和外管依次同轴设置；(7)一次封口，对装配好的内管与外管一端开口端进行熔融封接，使其之间形成夹层；(8)二次装配，在夹层内装配玻璃套管和加强筋，同时在夹层内放置吸气剂；(9)二次封口，对装配好的内管与外管另一端开口端进行熔融封接；(10)三次封口，对内管底部进行封口，形成真空波纹管；(11)真空处理，利用高频炉的高频线圈对准真空波纹管底部的吸气剂进行高频加热，加热至吸附剂发红后3-4秒后，冷却吸气剂，反复操作3次；(12)检验包装入库。优选的，所述步骤(4)中，清洗过后进行烘干，烘箱烘干温度控制为120℃±10℃，以批次进入，每批次时间为1小时，以烘干为原则。优选的，所述紫铜镀膜工艺包括以下步骤：1)将清洗洁净的内管放入磁控溅射室内；2)磁控溅射室抽真空至5×10-2Pa以上Pa；3)打开氩气、氮气流量计，磁控溅射室内充入高纯氮气、氩气，启动铝靶电源，溅射1分钟，在玻璃内管外表面镀一层AlN-Al粘结层；4)关闭氮气流量计，启动紫铜靶电源，溅射10分钟，镀一层紫铜吸热层；5)停止紫铜靶电源，在紫铜吸热层的表面镀上一层黑钛纳米吸热膜。优选的，所述步骤5)中，停止紫铜靶电源之后，将等摩尔浓度的醋酸铅溶液和硫脲溶液体积混合，然后将混合溶液置于35℃的恒温槽中预热15min，把处理过的内管放入溶液中，滴加4mol/L的NaOH溶液，反应5-10min时间后，取出样品，用清水洗净，然后用蒸馏水冲洗几次，最后用烘箱烘干。采用以上技术方案的有益效果是：本专利技术结构的集热管为真空波纹管，本身具有一定的保温效果，真空波纹管的内侧和外侧的剖面为正多边形结构，提高了太阳光的漫射和折射，再配合内部凸透镜的玻璃套管，提高集热效果，采用紫铜镀膜提升吸热能力,设有加强筋，大大提高整个真空波纹管的刚度。采用本专利技术的生产工艺，使得真空管的夹层真空度更高，产品热性能更好，可有效提高光热利用率，提高真空管保温性能，延长真空管使用寿命。紫铜薄膜中的AlN-Al粘结层提高了涂层的附着度，不会造成涂层脱落，提高了涂层的寿命，在紫铜吸热层的表面镀上一层黑钛纳米吸热膜，熔点高达1668℃，镀膜层可抵御600℃的高温，抗老化程度提高了30％-40％，彻底克服了真空管稳定性差、老化快、使用寿命短等问题。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。其中，1--真空波纹管、2--紫铜薄膜、3--玻璃套管、4--凸透镜、5--加强筋。具体实施方式下面结合附图详细说明本专利技术的优选实施方式。图1出示本专利技术的具体实施方式：一种太阳能真空集热管，包括真空波纹管，所述真空波纹管的内侧和外侧的剖面为正多边形结构，内侧正多边形的边心距与外侧正多边形的边心距呈5-15°夹角，真空波纹管的内侧外壁覆盖有紫铜薄膜。真空波纹管内设有玻璃套管，玻璃套管的剖面为正多边形，其每个侧面都为凸透镜，玻璃套管的每个侧面相对于真空波纹管外侧平行设置，真空波纹管内设有加强筋。实施例1：一种生产太阳能真空集热管的方法，包括以下步骤：(1)内外管成型，内外管的剖面都为正多边形，厚度达2mm以上；(2)玻璃套管成型，其剖面为正多边形，将其边部打磨成凸透镜；(3)喷砂处理，对内管外表面进行喷砂处理，使其表面粗糙度Ra在12.5之间，采用250目的石英砂，以每分钟1立方米的速度对内管外表面进行喷砂处理；(4)清洗处理，对内外管的内壁和外壁进行清洗并烘干；(5)镀膜，在内管外表面进行紫铜镀膜；(6)一次装配，将镀好选择性吸收涂层的内管和外管依次同轴设置；(7)一次封口，对装配好的内管与外管一端开口端进行熔融封接，使其之间形成夹层；(8)二次装配，在夹层内装配玻璃套管和加强筋，同时在夹层内放置吸气剂；(9)二次封口，对装配好的内管与外管另一端开口端进行熔融封接；(10)三次封口，对内管底部进行封口，形成真空波纹管；(11)真空处理，利用高频炉的高频线圈对准真空波纹管底部的吸气剂进行高频加热，加热至吸附剂发红后3秒后，冷却吸气剂，反复操作3次；(12)检验包装入库。步骤(4)中，清洗过后进行烘干，烘箱烘干温度控制为120℃，以批次进入，每批次时间为1小时，以烘干为原则。紫铜镀膜工艺包括以下步骤：1)将清洗洁净的内管放入磁控溅射室内；2)磁控溅射室抽真空至5×10-2Pa以上Pa；3)打开氩气、氮气流量计，磁控溅射室内充入高纯氮气、氩气，启动铝靶电源，溅射1分钟，在玻璃内管外表面镀一层AlN-Al粘结层；4)关闭氮气流量计，启动紫铜靶电源，溅射10分钟，镀一层紫铜吸热层；5)停止紫铜靶电源，在紫铜吸热层的表面镀上一层黑钛纳米吸热膜。步骤5)中，停止紫铜靶电源之后，将等摩尔浓度的醋酸铅溶液和硫脲溶液体积混合，然后将混合溶液置于35℃的恒温槽中预热15min，把处理过的内管放入溶液中，滴加4mol/L的NaOH溶液，反应5min时间后，取出样品，用清水洗净，然后用蒸馏水冲洗几次，最后用烘箱烘干。实施例2：一种生产太阳能真空集热管的方法，包括以下步骤：(1)内外管成型，内外管的剖面都为正多边形，厚度达2mm以上；(2)玻璃套管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能真空集热管，包括真空波纹管，其特征在于，所述真空波纹管的内侧和外侧的剖面为正多边形结构，内侧正多边形的边心距与外侧正多边形的边心距呈5‑15°夹角，真空波纹管的内侧外壁覆盖有紫铜薄膜。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能真空集热管，包括真空波纹管，其特征在于，所述真空波纹管的内侧和外侧的剖面为正多边形结构，内侧正多边形的边心距与外侧正多边形的边心距呈5-15°夹角，真空波纹管的内侧外壁覆盖有紫铜薄膜。2.根据权利要求1所述的太阳能真空集热管，其特征在于，所述真空波纹管内设有玻璃套管，玻璃套管的剖面为正多边形，其每个侧面都为凸透镜，玻璃套管的每个侧面相对于真空波纹管外侧平行设置。3.根据权利要求1或2所述的太阳能真空集热管，其特征在于，所述真空波纹管内设有加强筋。4.一种生产根据权利要求1至3任意一项所述太阳能真空集热管的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)内外管成型，内外管的剖面都为正多边形，厚度达2mm以上；(2)玻璃套管成型，其剖面为正多边形，将其边部打磨成凸透镜；(3)喷砂处理，对内管外表面进行喷砂处理，使其表面粗糙度Ra在12.5-18.5之间，采用250-320目的石英砂，以每分钟1立方米的速度对内管外表面进行喷砂处理；(4)清洗处理，对内外管的内壁和外壁进行清洗并烘干；(5)镀膜，在内管外表面进行紫铜镀膜；(6)一次装配，将镀好选择性吸收涂层的内管和外管依次同轴设置；(7)一次封口，对装配好的内管与外管一端开口端进行熔融封接，使其之间形成夹层；(8)二次装配，在夹层内装配玻璃套管和加强筋，同时在夹层内放置吸气剂；(9)二次封口，对装配好的内管与外管另一...

【专利技术属性】
技术研发人员：滕忠文，
申请(专利权)人：芜湖市万里达新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34