專利名稱：碟式太陽能盤管式真空集熱器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種碟式太陽能聚焦集熱器及其制作方法，屬太陽能集熱設施技術領 域。
背景技術：
目前，碟式太陽能應用處于起步階段，根據(jù)用途和聚焦點溫度的高低，集熱器結構 各不相同，其目的是將反射鏡聚焦的光能最大限度的轉換成熱能，因此，集熱器必須具備保 溫結構、光熱轉換涂層、熱量交換裝置等基本結構，每一種結構的優(yōu)劣，直接決定了集熱器 轉換率的高低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的碟式太陽能盤管式真空集熱器的核心技術是采用了與玻璃外殼材質(zhì)熱 脹率相近的金屬材料加工成法蘭，并在法蘭上加工數(shù)圈園孔，利用園孔將玻璃外殼和外殼 同質(zhì)的附件熱熔鉚合，以利于提高玻璃外殼與合金法蘭在高溫差環(huán)境里運行的可靠性。根據(jù)目前已有的金屬材料因瓦合金與含鈦石英玻璃的熱脹率近似，可利用因瓦 合金加工成法蘭，含鈦石英玻璃加工成上玻璃外殼和附件，再熱熔鉚合成一體；可伐合金與 高硼硅玻璃也有相近似的熱脹率，可利用可伐合金加工成法蘭、高硼硅玻璃加工成玻璃外 殼和附件，再熱熔鉚合成一體。在光熱轉換核心部件技術上，本發(fā)明采用了波紋盤結構，在不銹鋼沖壓的波紋盤 表面電鍍選擇吸收性薄膜，利用波紋盤吸收金屬熱膨脹的結構原理來克服熱交換器內(nèi)高溫 介質(zhì)受熱后的膨脹；波紋盤與合金法蘭用氬弧焊焊接密封后，將玻璃外殼與波紋盤之間抽 成真空，以杜絕吸收的熱量流失。另一方面，本發(fā)明在波紋盤后焊接不銹鋼加工的熱量交換器，在熱量交換器里注 入熔化后的高溫介質(zhì)(鋁或鉛等低熔點金屬)在高溫介質(zhì)里安裝有彈簧狀盤管做熱交換流 道，用于將高溫介質(zhì)的熱量轉換出來。


附圖1是本發(fā)明的碟式太陽能盤管式真空集熱器剖面圖附圖2是本發(fā)明的合金法蘭結構示意圖
具體實施例方式如附圖所示1、抽氣玻璃細管(抽制真空結束后，熱熔消臍)2、不銹鋼外殼3、礦棉保溫層4、合 金法蘭5、熱介質(zhì)入口 6、支架聯(lián)接點7、固定螺絲8、熱介質(zhì)出口 9、高溫介質(zhì)注入口 10、蓋子 11、不銹鋼熱交換器外殼12、不銹鋼盤管13、高溫介質(zhì)14、鍍膜不銹鋼波紋盤15、玻璃外殼實施方式一(附圖1)
1、合金法蘭(4)的加工將因瓦合金片材(厚度0. 5-1. 6mm)加工成如附圖2所示 圖樣，消除內(nèi)應力、退火、表面噴砂、清洗風干。2、鍍膜不銹鋼環(huán)形波紋盤(14)的加工不銹鋼板(材質(zhì)為SUS304、321、316L，厚 度0. 5-1. 0ΜΜ)沖壓成如附圖1所示(14)的圖樣消除內(nèi)應力、退火；(波高2. 0_20mm，波寬 2. 0-20mm)電鍍選擇吸收膜，如黑鈦、黑鉻、黑鈷、三氧化二鋁等。3、玻璃外殼(15)的加工玻璃外殼的成型將含鈦石英玻璃(厚度3-15mm)加熱軟化后，放入預先加工好 的鋼模內(nèi)壓制成如附圖1(1)所示型狀，用金剛砂輪切除多余邊緣；也可采用吸模方式將 軟化后的玻璃四周壓緊后，在凹模內(nèi)抽氣。玻璃外殼附件的成型將含鈦玻璃裁切成長條，加熱至軟熔狀態(tài)后放入預先加工 好的鋼模內(nèi)做成一圈狀。因瓦合金的熔接將加工好的因瓦合金法蘭(4)放入玻璃外殼(15)后，再放入玻 璃外殼附件，用焰火加熱熔接處，待玻璃外殼邊緣與附件都軟熔狀態(tài)后，整體移入玻璃外殼 成型的鋼模內(nèi)，用焰火繼續(xù)加熱附件，使附件熔接在合金法蘭與玻璃外殼上。抽氣玻璃細管(1)的熔接在熔接好合金法蘭的玻璃外殼(15)中心用高溫焰火加 熱熔化一小孔后，趁熱熔接一同質(zhì)玻璃細管，用于抽真空時使用。4、不銹鋼(彈簧狀)盤管(12)的加工不銹鋼管的材質(zhì)一般采用SUS304、321、 316L，按碟式太陽能反射鏡的面積大小設計盤管的管徑大小，按盤管承壓大小設計盤管的 管壁厚度，按集熱器大小設計盤管大小及圈數(shù)；在卷管機上按要求加工成如附圖1(12)所 示型狀，并在兩端焊接內(nèi)絲接頭。5、不銹鋼保溫外殼(2)的加工采用不銹鋼材料制作外型，并用礦棉保溫材料填 充內(nèi)腔；礦棉保溫層(3)的制作石棉與海泡石粉碎按比列混合后再加入珍珠巖粉、碳酸 鈉、水、等混合均勻，自然發(fā)泡，再經(jīng)高溫風干；最后焊接成一體，再在上面焊接支架聯(lián)接點 (6)。6、熱交換器的加工將加工好的不銹鋼盤管(12)按附圖1所示焊接在不銹鋼熱交 換器外殼(11)上；并將固定螺絲(7)焊接在外殼上。7、焊接與組裝將玻璃外殼(15)上的熔接的因瓦合金法蘭(4)與鍍膜不銹鋼波紋 盤(14)、不銹鋼熱交換器外殼(11)封焊一體。8、高溫熱介質(zhì)的注入與封口 將鋁、鉛、銻、鉍、合金等低熔點金屬，按集熱器運行 環(huán)境要求，任選一種，加熱熔化后，過濾后，經(jīng)高溫介質(zhì)注入口(9)注入熱交換器內(nèi)，灌滿后 蓋上蓋子(10)。9、抽真空與玻璃熔封將玻璃外殼抽成真空后，將玻璃外殼(15)上的抽氣玻璃細 管(1)加熱熔后消除。11、內(nèi)膽整體回火，消除內(nèi)應力將加工成型的集熱內(nèi)膽整體放入烤箱內(nèi)加熱到 1100攝氏度左右，回火消除內(nèi)應力。10、總裝將回火后的內(nèi)膽放入不銹鋼保溫外殼(2)內(nèi)，在固定螺絲(7)上戴上螺帽。實施方式二 方法同上，只需將外管及附件的材質(zhì)換成高硼硅玻璃，將因瓦合金加工的法蘭改為可伐合金加工成法蘭，回火溫度相應降低，其它材料的材質(zhì)工藝不變.
權利要求
本發(fā)明的碟式太陽能盤管式真空集熱器的核心技術是采用了與玻璃外殼材質(zhì)熱脹率相近的金屬材料加工成法蘭，并在法蘭上加工數(shù)圈園孔，利用園孔將玻璃外殼和外殼同質(zhì)的附件熱熔鉚合，以利于提高玻璃外殼與合金法蘭在高溫差環(huán)境里運行的可靠性，根據(jù)目前已有的金屬材料因瓦合金與含鈦石英玻璃的熱脹率近似，可利用因瓦合金加工成法蘭，含鈦石英玻璃加工成上玻璃外殼和附件，再熱熔鉚合成一體；可伐合金與高硼硅玻璃也有相近似的熱脹率，可利用可伐合金加工成法蘭、高硼硅玻璃加工成玻璃外殼和附件，再熱熔鉚合成一體。
2.在光熱轉換核心部件技術上，本發(fā)明采用的波紋盤有以下結構特征在不銹鋼沖壓 的波紋盤表面電鍍選擇吸收性薄膜，利用波紋盤吸收金屬熱膨脹的結構原理來克服熱交換 器內(nèi)物質(zhì)受熱后的膨脹；波紋盤與合金法蘭用氬弧焊焊接密封后，將玻璃外殼與波紋盤之 間抽成真空，以避免集收的熱能流失。
3.根據(jù)權利要求1、2所述結構，本發(fā)明在波紋盤后焊接不銹鋼加工的熱量交換器加工 技術有以下特征在熱量交換器里裝入熔化后的高溫介質(zhì)(鋁或鉛等低熔點金屬)在高溫 介質(zhì)里安裝有彈簧狀盤管做熱交換流道，用于將高溫介質(zhì)的熱量轉換出來。
4.根據(jù)權利要求1所述的合金法蘭(4)的加工有如下特征將因瓦合金片材(厚度 0. 5-1. 6mm)加工成如附圖2所示圖樣，消除內(nèi)應力、退火、表面噴砂、清洗風干。
5.根據(jù)權利要求2所述結構，本發(fā)明在鍍膜不銹鋼環(huán)形波紋盤(14)的加工技術有以下 特征不銹鋼板(材質(zhì)為SUS304、321、316L，厚度0.5-1. 0MM)沖壓成如附圖1所示(14)的 圖樣消除內(nèi)應力、退火；(波高2. 0-20mm,波寬2. 0-20mm)電鍍選擇吸收膜，如黑鈦、黑 鉻、黑鈷、三氧化二鋁等。
6.根據(jù)權利要求1、2所述的結構，在玻璃外殼(15)的加工技術上本發(fā)明有以下特征 將含鈦石英玻璃(厚度3-15mm)加熱軟化后，放入預先加工好的鋼模內(nèi)壓制成如附圖1 (1) 所示型狀，用金剛砂輪切除多余邊緣；也可采用吸模方式將軟化后的玻璃四周壓緊后，在 凹模內(nèi)抽氣；將含鈦玻璃裁切成長條，加熱至軟熔狀態(tài)后放入預先加工好的鋼模內(nèi)做成一 圈狀。
7.根據(jù)權利要求1、6所述的結構，在合金法蘭與玻璃外殼的熔接加工技術有以下特 征將加工好的因瓦合金法蘭(4)放入玻璃外殼(15)后，再放入玻璃外殼附件，用焰火加熱 熔接處，待玻璃外殼邊緣與附件都軟熔狀態(tài)后，整體移入玻璃外殼成型的鋼模內(nèi)，用焊火繼 續(xù)加熱附件，使附件熔接在合金法蘭與玻璃外殼上；抽氣玻璃細管(1)的熔接在熔接好合 金法蘭的玻璃外殼(15)中心用高溫焰火加熱熔化一小孔后，趁熱熔接一同質(zhì)玻璃細管，用 于抽真空時使用，在玻璃外殼抽成真空后，將玻璃外殼(15)上的抽氣玻璃細管(1)熔封消 臍。
8.根據(jù)權利要求3所述的結構，在不銹鋼(彈簧狀)盤管(12)的加工技術上本發(fā)明有 以下特征不銹鋼管的材質(zhì)一般采用SUS304、321、316L，按碟式太陽能反射鏡的面積大小 設計盤管的管徑大小，按盤管承壓大小設計盤管的管壁厚度，按集熱器大小設計盤管大小 及圈數(shù)；在卷管機上按要求加工成如附圖1(12)所示型狀，并在兩端焊接內(nèi)絲接頭。
9.根據(jù)權利要求1、2、3所述的結構，在不銹鋼保溫外殼(2)的加工技術上有以下特 征采用不銹鋼材料制作外型，并用礦棉保溫材料填充內(nèi)腔；礦棉保溫層(3)的制作石棉 與海泡石粉碎按比列混合后再加入珍珠巖粉、碳酸鈉、水、等混合均勻，自然發(fā)泡，再經(jīng)高溫風干，最后焊接成一體，再在上面焊接支架聯(lián)接點(6)。
10.根據(jù)權利要求1、2、3所述的結構，在熱交換器加工技術上，本發(fā)明有以下特征將 鋁、鉛、銻、鉍、合金等低熔點金屬，按集熱器運行環(huán)境要求，任選一種，加熱熔化后，過濾后， 經(jīng)高溫介質(zhì)注入口(9)注入熱交換器內(nèi)，灌滿后蓋上蓋子(10)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種碟式太陽能聚焦集熱器及其制作方法，屬太陽能集熱設施技術領域；本發(fā)明的碟式太陽能盤管式真空集熱器的核心技術采用了與玻璃外殼材質(zhì)熱脹率相近的金屬材料加工成法蘭，并在法蘭上加工數(shù)圈園孔，利用園孔將玻璃外殼和外殼同質(zhì)的附件熱熔鉚合；本發(fā)明采用不銹鋼沖壓的波紋盤表面電鍍選擇吸收性薄膜；波紋盤與合金法蘭用氬弧焊焊接密封后，將玻璃外殼與波紋盤之間抽成真空，以杜絕集收的熱能流失；本發(fā)明在波紋盤后焊接不銹鋼加工的熱量交換器，在熱量交換器里裝入熔化后的高溫介質(zhì)(鋁或鉛等低熔點金屬)在高溫介質(zhì)里安裝有彈簧狀盤管做熱交換流道，用于將高溫介質(zhì)的熱量轉換出來。
文檔編號F24J2/46GK101832664SQ20101016235
公開日2010年9月15日 申請日期2010年5月5日 優(yōu)先權日2010年5月5日
發(fā)明者劉盛里 申請人:劉盛里