玻璃-金属焊接太阳能真空集热管及其制造工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种玻璃－金属焊接太阳能真空集热管，它包括金属导热管上镀有透明光热转化膜，使透明玻璃外管透过太阳光，金属导热管在透明玻璃外管内，其特征在于：玻璃外管的端部与金属导热管通过往合金环上熔焊连接在一起，玻璃外管与金属导热管及合金环之间形成封闭的真空空间。所述的透明玻璃外管材料与合金环材料的选择上应保证其膨胀系数基本一致，即膨胀系数相匹配。本发明专利技术的优点是：可以长期维持高的真空度，热效率和保温效果都很好，封接面的可靠性好，抗循环热冲击的能力强，使用寿命长；可靠性好，即使外管破裂也不会影响系统运行；启动速度快，可以生产高温热水或气体；最理想的用途是大型太阳能集热工程和高寒地区。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种太阳能真空集热管，尤其涉及一种玻璃—金属焊接太阳能真空集热管。
技术介绍
太阳能真空集热管由于其吸收效率高、发射率低、保温效果好，因而为太阳能热水器行业所广泛采用。太阳能真空集热管按其所用材料及制造工艺可分为1、内管具有高阳光吸收率低红外线发射率涂层的全玻璃真空管；2、全玻璃真空管内套具有高阳光吸收率低红外线发射率涂层的金属翅片超导管或金属管；3、内管为具有高阳光吸收率低红外线发射率涂层的金属翅片超导管或金属管，外管为玻璃的压封真空管；4、内管为具有高阳光吸收率低红外线发射率涂层的金属翅片超导管或金属管，外管为玻璃的粘封真空管；5、内管为具有高阳光吸收率低红外线发射率涂层的金属翅片超导管或金属管，外管为玻璃的玻璃—金属焊接真空管。众所周知，真空度越高真空管的保温效果越好，从真空度、热效率和保温效果的角度来说，1、2类才是真正意义上的真空管。从经济效果的角度来说，1类真空管的制造工艺简单，成本最低。从集热系统可靠性的角度来说，使用2、3、4、5类真空管的集热系统最可靠。但是1类真空管易破碎，因此不宜用于大型集热系统，因为一旦有一支管子破碎就有可能导致整个系统失灵。2类真空管存在双层玻璃和空气对流的问题，导致热效率和保温效果都不好。3类真空管存在压封的工艺技术难度高、成品率较低，由于其工艺技术本身固有的缺点，封接面的抗循环热冲击的能力差，寿命短。4类真空管不能高温排气，放气率及漏率均较大，维持不了高的真空度。5类真空管封接面的抗循环热冲击的能力强，寿命长，是目前唯一理想的中高温太阳能真空集热管。在国外曾经开发过这类真空管，由于玻璃—金属焊接工艺技术难度很大，再加上当时太阳能的利用尚未普及，配套材料没有产业化，大型太阳能集热系统更是没有出现，因此这类真空管一直没有发展起来。玻璃—金属焊接是一种高难度的工艺技术，一直以来是真空行业和太阳能行业的一个技术难关。
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玻璃—金属焊接太阳能真空集热管，它具有抗循环热冲击的能力强，使用寿命长，可以长期维持高的真空度等。为了解决上述技术问题，本专利技术是这样实现的金属导热管上镀有透明光热转化膜，使透明玻璃外管透过太阳光，金属导热管在透明玻璃外管内，其特征在于玻璃外管的端部与金属导热管通过往合金环上熔焊连接在一起，玻璃外管与金属导热管及合金环之间形成封闭的真空空间，玻璃外管的端部与合金环的一端熔焊接在一起，合金环的另一端与金属端盖的外沿熔焊接在一起，金属端盖的内沿与全封闭的金属导热管熔焊接在一起，形成封闭的真空空间。所述的金属导热管上焊接金属集热板，金属集热板上通过若干个金属集热板支架固定在玻璃外管的内壁上。所述的金属端盖的内沿与金属管接头熔焊接在一起，金属端盖外沿与合金环的另一端熔焊接，金属管接头与金属集热内管熔焊接在一起。本专利技术玻璃—金属焊接太阳能真空集热管的制造工艺步骤如下A、对玻璃外管的一端切割，并用火焰对切割处熔融和退火。B、对玻璃外管的另一端要求的尺寸处用火焰熔融并吹出封闭的球面或锥面。C、对合金反复冲压引伸、退火、切削形成合金环。D、用火焰把玻璃外管开口的一端与合金环的一端熔焊接在一起。E、把熔焊接在一起的玻璃—金属管进行检漏。F、把熔焊接在一起的玻璃—金属管装入退火机中进行退火。G、对退火后的玻璃—金属管的合金环进行酸洗。H、对退火后的玻璃—金属管的合金环进行彻底清洗，去脂和纯水漂洗。I、把彻底清洗后的玻璃—金属管装入烘干箱中进行烘干。J、切割压制成型金属集热板。K、切割成型、彻底清洗和烘干金属导热管。L、封闭金属导热管的一端并进行检漏。M、切割压制成型金属端盖。N、彻底清洗金属集热板、金属端盖。O、把彻底清洗后的金属集热板、金属导热管、金属端盖装入烘干箱中进行烘干。P、把烘干后的金属集热板与金属导热管焊接在一起。Q、把若干个金属集热板支架焊接在金属集热板上。R、金属导热管的另一端封闭并进行检漏。S、把焊接后的金属管芯重新清洗和烘干。T、把清洗和烘干后的金属管芯装入镀膜机中进行镀选择性太阳光吸收膜。U、把消气剂焊接在金属集热板上。V、把金属管芯焊接在金属端盖上。W、把焊接在金属端盖上金属管芯装入玻璃—金属管内并把金属端盖与合金环的另一端熔焊接在一起成为玻璃—金属焊接太阳能集热管。X、把玻璃—金属焊接太阳能集热管进行检漏后装到高温真空排气台上进行高温排气并进行封闭，成为玻璃—金属焊接太阳能真空集热管。Y、把玻璃—金属焊接太阳能真空集热管进行检漏，对成品上的消气剂进行激活或蒸散，对裸露的金属进行酸洗和纯水漂洗，然后包装。所述的透明玻璃外管材料与合金环材料的选择上应保证其膨账系数基本一致，即膨账系数相匹配。本专利技术的优点和效果如下玻璃—金属焊接太阳能真空集热管与玻璃—金属压封太阳能真空集热管相比，制造工艺相对简单，制造成本稍低，可以高温排气，放气率及漏率均很小，可以长期维持高的真空度，热效率和保温效果都很好，封接面的可靠性好，抗循环热冲击的能力强，使用寿命长；可靠性好，即使外管破裂也不会影响系统运行；启动速度快，可以生产高温热水或气体，是目前唯一理想的中高温太阳能真空集热管；最理想的用途是大型太阳能集热工程和高寒地区。随着大型太阳能集热系统的普及，其它类型真空管的缺陷突显，这类真空管由于没有其它类型真空管的缺陷，市场需求呼声很高，市场前景很好。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细说明。图1、图2、图3是本专利技术集热板类先充工质金属导热管全封闭结构图4、图5、图6是本专利技术集热板类后充工质金属导热管单端单开口结构图7、图8、图9是本专利技术集热板类后充工质金属导热管单端单开口结构图10、图11、图12是本专利技术集热板类后充工质金属导热管单端双开口结构实施例4的示意图。图13、图14、图15是本专利技术集热板类后充工质金属导热管双端双开口结构实施例5的示意图。图16、图17、图18、图19是本专利技术集热板类后充工质金属导热管双端双开口结构实施例6的示意图。图20、图21、图22是本专利技术容器类后充工质金属集热内管双端双开口结构实施例7的示意图。图23、图24、图25、图26是本专利技术容器类后充工质金属集热内管双端双开口结构实施例8的示意图。图27、图28、图29是本专利技术容器类后充工质金属集热内管单端单开口结构实施例9的示意图。图中1、真空空间；2、消气剂环；3、消气剂膜；4、玻璃外管；5、金属集热板支架；6、金属集热板；7、金属导热管；8、第一合金环；9、第一金属端盖；10、金属排气咀；11、导热剂；12、第二合金环；13、第二金属端盖；5′、金属集热内管；6′、第一金属管接头；7′、第二金属管接头。具体实施例方式实施例1如图1所示玻璃外管4的一端是封闭的，玻璃外管4的另一端与第一合金环8的一端熔焊接在一起，第一合金环8的另一端与第一金属端盖9的外沿熔焊接在一起，第一金属端盖9的内沿与全封闭的金属导热管7熔焊接在一起，形成封闭的真空空间1；在玻璃外管4内，金属导热管7上焊有金属集热板6，金属集热板6的其外表面有一层选择性吸收膜，金属集热板6上焊有若干个金属集热板支架5，若干个金属集热板支架5把金属集热板6支撑在玻璃外管4内；在玻璃外管4的封闭端部内表面上有消气剂膜3，若使用非蒸散型消气剂，可不设消气本文档来自技高网...

【技术保护点】
玻璃－金属焊接太阳能真空集热管，它包括金属导热管上镀有透明光热转化膜，使透明玻璃外管透过太阳光，金属导热管在透明玻璃外管内，其特征在于：玻璃外管的端部与金属导热管通过往合金环上熔焊连接在一起，玻璃外管与金属导热管及合金环之间形成封闭的真空空间，玻璃外管的端部与合金环的一端熔焊接在一起，合金环的另一端与金属端盖的外沿熔焊接在一起，金属端盖的内沿与全封闭的金属导热管熔焊接在一起，形成封闭的真空空间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张西庚，吴向方，
申请(专利权)人：沈阳聚智电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]