太陽能真空集熱管的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種太陽能真空集熱管的制造方法，太陽能真空集熱管包括鍍膜金屬管、玻璃管、兩個(gè)波紋管、及兩個(gè)密封端蓋，所述密封端蓋包括第一玻璃環(huán)、第二玻璃環(huán)及銅片，該銅片的中部設(shè)有通孔，該第一玻璃環(huán)與該第二玻璃環(huán)夾封住該銅片的整個(gè)外邊緣部分形成所述密封端蓋；該玻璃管兩端分別連接有密封端蓋；將該玻璃管穿套在該鍍膜金屬管上；將所述兩個(gè)波紋管穿套在該鍍膜金屬管上，該波紋管的內(nèi)端部與該銅片的內(nèi)邊緣部分連接在一起，該波紋管的外端部與該鍍膜金屬管連接在一起。該玻璃管采用一體的結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度高，對工人技術(shù)水平要求低，生產(chǎn)效率高；該波紋管與該銅片連接，該銅片能夠很好地緩沖玻璃受熱膨脹后產(chǎn)生的軸向內(nèi)應(yīng)力，避免玻璃管破裂。
【專利說明】太陽能真空集熱管的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種太陽能真空集熱管的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]請參照圖1，太陽能真空集熱管通常包括玻璃外管1、金屬內(nèi)管2及兩個(gè)可伐合金3，玻璃外管I穿套在金屬內(nèi)管2上，兩個(gè)可伐合金3穿套在金屬內(nèi)管2上并分別密封住玻璃外管I的端部，使玻璃外管I和金屬內(nèi)管2之間形成密封空間。由于玻璃外管I的膨脹系數(shù)遠(yuǎn)小于可伐合金3的膨脹系數(shù)，因此，受熱后，玻璃外管I與可伐合金3連接的部位極易破裂。
[0003]請參照圖2，為了解決玻璃外管極易破裂的問題，有人對玻璃外管采用過渡熔封的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，即玻璃外管由若干段不同膨脹系數(shù)的玻璃套管4熔封在一起，玻璃外管的膨脹系數(shù)從兩端到中間逐漸減小，并且玻璃外管兩端的玻璃套管4的膨脹系數(shù)要求與可伐合金3的膨脹系數(shù)相同。由于這種太陽能真空集熱管的玻璃外管采用過渡熔封的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，使用中存在以下技術(shù)問題:國內(nèi)市場主要生產(chǎn)3.3硼硅玻璃，玻璃外管采用過渡熔封的玻璃管材料國內(nèi)難以滿足，需要從國外進(jìn)口，生產(chǎn)成本高；玻璃外管由若干段不同膨脹系數(shù)的玻璃套管4熔封在一起，各個(gè)玻璃套管4相連接的部位容易損壞；純手工作品，對技術(shù)工人的操作水平要求高，生產(chǎn)效率低，人工成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種太陽能真空集熱管的制造方法，其克服了【背景技術(shù)】所存在的不足。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種太陽能真空集熱管的制造方法，其特征在于:太陽能真空集熱管包括鍍膜金屬管、玻璃管、兩個(gè)波紋管、及兩個(gè)密封端蓋，所述密封端蓋包括第一玻璃環(huán)、第二玻璃環(huán)及銅片，該銅片的中部設(shè)有通孔，
[0006]所述制造方法包括步驟:
[0007]1、該第一玻璃環(huán)與該第二玻璃環(huán)夾于該銅片的整個(gè)外邊緣部分，將該玻璃管豎直放置使該玻璃管的一端垂直放置在該第二玻璃環(huán)上；
[0008]I1、加熱使該第一玻璃環(huán)與該第二玻璃環(huán)粘在一起，該第一玻璃環(huán)與該第二玻璃環(huán)將該銅片的外邊緣部分夾封，該玻璃管的一端與該第二玻璃環(huán)封接在一起；
[0009]II1、重復(fù)步驟I和II使該玻璃管的另一端與密封端蓋封接在一起；
[0010]IV、將該玻璃管穿套在該鍍膜金屬管上，該鍍膜金屬管穿過所述兩個(gè)密封端蓋的銅片的通孔；
[0011]V、將所述兩個(gè)波紋管穿套在該鍍膜金屬管上，所述兩個(gè)波紋管分別對應(yīng)所述兩個(gè)密封端蓋設(shè)置，該波紋管的內(nèi)端部與該銅片的內(nèi)邊緣部分連接在一起，該波紋管的外端部與該鍍膜金屬管連接在一起。
[0012]一較佳實(shí)施例之中:步驟II結(jié)束后對該玻璃管與該密封端蓋進(jìn)行退火并自然冷卻。
[0013]一較佳實(shí)施例之中:在步驟II當(dāng)中，所述第一玻璃環(huán)與第二玻璃環(huán)被加熱到8300C -1100°C并維持 90-140 秒。
[0014]一較佳實(shí)施例之中:該銅片包括外環(huán)狀部分及內(nèi)環(huán)狀部分，該內(nèi)環(huán)狀部分與該外環(huán)狀部分大體垂直，該第一玻璃環(huán)與該第二玻璃環(huán)將該銅片的外環(huán)狀部分封接，該銅片的內(nèi)環(huán)狀部分與該波紋管連接在一起。
[0015]一較佳實(shí)施例之中:該波紋管包括內(nèi)側(cè)法蘭、外側(cè)法蘭、波紋段及錐形的連接套，該波紋段連接該內(nèi)側(cè)法蘭與該外側(cè)法蘭，該連接套與該內(nèi)側(cè)法蘭連接，該銅片的內(nèi)環(huán)狀部分向外伸出該玻璃管并套住該連接套，該連接套的外表面上設(shè)有銅層，所述銅層與該內(nèi)環(huán)狀部分焊接。
[0016]一較佳實(shí)施例之中:該銅片的外環(huán)狀部分的外端呈刀口形狀。
[0017]一較佳實(shí)施例之中:太陽能真空集熱管還包括兩個(gè)保護(hù)罩，在步驟V完成以后，該保護(hù)罩罩住該銅片的內(nèi)環(huán)狀部分使該銅片的內(nèi)環(huán)狀部分與外界空氣隔離開，該保護(hù)罩一端通過密封膠與該玻璃管連接，該保護(hù)罩另一端與該波紋管連接。
[0018]一較佳實(shí)施例之中:所述鍍膜金屬管上設(shè)有彈簧支撐架，所述彈簧支撐架支撐在所述玻璃管與所述鍍膜金屬管之間并位于該玻璃管的兩端。
[0019]一較佳實(shí)施例之中:在步驟I之前，先對該銅片進(jìn)行燒氫處理，之后置于濃四硼酸鈉溶液內(nèi)淬火。
[0020]一較佳實(shí)施例之中:所述銅片是無氧銅，所述玻璃管、第一玻璃環(huán)、第二玻璃環(huán)采用硼硅玻璃，所述硼硅玻璃的膨脹系數(shù)是3.3。
[0021]本技術(shù)方案與【背景技術(shù)】相比，它具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0022]1.該密封端蓋采用第一玻璃環(huán)與該第二玻璃環(huán)夾封銅片的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，使得該玻璃管與密封端蓋能夠很好地封接在一起，玻璃管與所述玻璃環(huán)可采用膨脹系數(shù)相同的玻璃材料，制造成本低，同時(shí)該玻璃管受熱后不易破裂。
[0023]另外，該玻璃管與該銅片封接，該銅片能夠很好地緩沖玻璃受熱膨脹后產(chǎn)生的軸向內(nèi)應(yīng)力，避免該玻璃管破裂。
[0024]另外，該玻璃管可采用一體的結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度高，對工人技術(shù)水平要求低，生產(chǎn)效率高。并且，所述集熱管的運(yùn)行溫度可以達(dá)到500°C以上，從而大幅度提高槽式光熱利用效率，降低光熱利用成本。
[0025]2.該玻璃管與密封端蓋封接在一起以后,進(jìn)行退火處理,有效消除該密封端蓋內(nèi)部的內(nèi)應(yīng)力。
[0026]3.該銅片包括大體垂直設(shè)計(jì)的內(nèi)環(huán)狀部分和外環(huán)狀部分，該銅片經(jīng)過彎折后強(qiáng)度高，該銅片與波紋管連接的部位距離玻璃環(huán)較遠(yuǎn)，有效減小密封端蓋的內(nèi)應(yīng)力。
[0027]4.該波紋管上的連接套呈錐形，保證該連接套插入到該內(nèi)環(huán)狀部分時(shí)，該連接套的外表面能夠與該內(nèi)環(huán)狀部分的內(nèi)表面緊密接觸，消除二者之間的間隙，特別是當(dāng)該連接套的外表面上設(shè)有銅層，所述銅層與該內(nèi)環(huán)狀部分焊接，使二都牢固地密封連接在一起。該銅片的內(nèi)環(huán)狀部分向外伸出該玻璃管，該波紋管可置于該玻璃管的外部，組裝方便，可采用較大形的波紋管。
[0028]5.該銅片的外環(huán)狀部分的外端呈刀口形狀，進(jìn)一步減小密封端蓋的內(nèi)應(yīng)力。[0029]6.所述彈簧支撐架支撐在所述玻璃管與所述鍍膜金屬管之間，使該鍍膜金屬管與該玻璃管穩(wěn)固地連接在一起，防止該鍍膜金屬管將該銅片擠壓變形。
[0030]7.該保護(hù)罩罩住該銅片的內(nèi)環(huán)狀部分使該銅片的內(nèi)環(huán)狀部分與外界空氣隔離開，防止該銅片被大氣氧化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0032]圖1繪示了第一種現(xiàn)有的真空集熱管的示意圖。
[0033]圖2繪示了第二種現(xiàn)有的真空集熱管的示意圖。
[0034]圖3繪示了本發(fā)明一種太陽能真空集熱管的示意圖。
[0035]圖4繪示了本發(fā)明一種太陽能真空集熱管的密封端蓋的立體示意圖。
[0036]圖5繪示了圖4所示密封端蓋的立體分解示意圖。
[0037]圖6繪示了本發(fā)明太陽能真空集熱管的密封端蓋與玻璃管的連接示意圖。
[0038]圖7繪示了本發(fā)明太陽能真空集熱管的玻璃管兩端連接密封端蓋的示意圖。
[0039]圖8繪示了本發(fā)明太陽能真空集熱管的玻璃管穿套在鍍膜金屬管的示意圖。
[0040]圖9繪示了本發(fā)明一種太陽能真空集熱管的波紋管的示意圖。
[0041]圖10繪示了本發(fā)明太陽能真空集熱管的波紋管穿套在鍍膜金屬管的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042]請參照圖3，本發(fā)明的一種太陽能真空集熱管，包括一鍍膜金屬管10、一玻璃管30、兩個(gè)波紋管50、兩個(gè)密封端蓋70及兩個(gè)保護(hù)罩90。
[0043]該鍍膜金屬管10用于吸收太陽熱能。該鍍膜金屬管10優(yōu)選采用310S不銹鋼管。所述鍍膜金屬管10上設(shè)有兩個(gè)65Mn不銹鋼彈簧支撐架12。所述65Mn不銹鋼彈簧支撐架12用于支撐在所述玻璃管30與所述鍍膜金屬管10之間，使該玻璃管30與該鍍膜金屬管10 二者之間的位置相對固定。
[0044]該玻璃管30為一體式結(jié)構(gòu)。該玻璃管30優(yōu)選采用膨脹系數(shù)為3.3的硼硅玻璃。
[0045]所述保護(hù)罩90用于保護(hù)所述密封端蓋70，防止所述密封端蓋70被氧化。所述保護(hù)罩90優(yōu)選采用304不銹鋼。
[0046]請參照圖3和圖9，所述波紋管50用于緩沖所述鍍膜金屬管10與所述玻璃管30受熱產(chǎn)生的應(yīng)力。該波紋管包括一內(nèi)側(cè)法蘭52、一外側(cè)法蘭54、一波紋段56及一錐形的連接套58。該波紋段56連接該內(nèi)側(cè)法蘭52與該外側(cè)法蘭54。該連接套58與該內(nèi)側(cè)法蘭52連接。該連接套58的直徑從靠近該內(nèi)側(cè)法蘭52 —端到遠(yuǎn)離該內(nèi)側(cè)法蘭52的一端逐漸減小。該連接套58的外表面上設(shè)有銅層582。
[0047]請參照圖4和圖5，所述密封端蓋70包括一第一玻璃環(huán)72、一第二玻璃環(huán)74及一銅片76。該第一玻璃環(huán)72和第二玻璃環(huán)74的形狀、大小相同，優(yōu)選采用膨脹系數(shù)為3.3的硼硅玻璃。該銅片76優(yōu)選采用無氧銅。該銅片76包括外環(huán)狀部分762及內(nèi)環(huán)狀部分764，該內(nèi)環(huán)狀部分764與該外環(huán)狀部分762大體垂直。該外環(huán)狀部分762形成所述銅片76的外邊緣部分。該內(nèi)環(huán)狀部分764形成所述銅片76的內(nèi)邊緣部分，并且，該內(nèi)環(huán)狀部分764圍成通孔766。該銅片76的外環(huán)狀部分762的外端優(yōu)選呈刀口形狀。[0048]所述太陽能真空集熱管的制造方法包括以下步驟:
[0049]先將該銅片76置于800°C的環(huán)境下進(jìn)行燒氫處理，然后在空氣中加熱使之呈紅色(約400°C)，之后置于濃四硼酸鈉溶液內(nèi)淬火；
[0050]然后，請參照圖4至圖6，將該第一玻璃環(huán)72與該第二玻璃環(huán)74夾于該銅片76的外環(huán)狀部分762并置于石墨模具內(nèi)，將該玻璃管30豎直放置使該玻璃管30的一端垂直放置在該第二玻璃環(huán)74上；
[0051 ] 然后，采用高頻加熱機(jī)對石墨模具加熱，所述第一玻璃環(huán)72與第二玻璃環(huán)74被加熱到830°C -1100°C并維持90-140秒，該第一玻璃環(huán)72與該第二玻璃環(huán)74將該銅片76的外環(huán)狀部分762夾封形成所述密封端蓋70，該玻璃管30的一端與該第二玻璃環(huán)74封接在一起;
[0052]然后，對該玻璃管30與該密封端蓋70進(jìn)行退火并自然冷卻；
[0053]之后，利用同樣的步驟使該玻璃管30的另一端也封接一密封端蓋70，如圖7所示；
[0054]然后，請參照圖8，將該玻璃管30穿套在該鍍膜金屬管10上，該鍍膜金屬管10穿過所述兩個(gè)密封端蓋70的銅片76的通孔766，該銅片76的內(nèi)環(huán)狀部分764向外伸出該玻璃管30，所述兩個(gè)65Mn不銹鋼彈簧支撐架12位于該玻璃管30內(nèi)部并分別靠近該玻璃管30的兩端設(shè)置，該65Mn不銹鋼彈簧支撐架12彈性支撐在該玻璃管30與該鍍膜金屬管10之間并位于該玻璃管30的兩端；
[0055]然后，請參照圖1、圖9和圖10，將所述兩個(gè)波紋管50穿套在該鍍膜金屬管10上，所述兩個(gè)波紋管50分別對應(yīng)所述兩個(gè)密封端蓋70設(shè)置，該波紋管50位于該玻璃管30的外部，該波紋管50的連接套58插入到該銅片76的內(nèi)環(huán)狀部分764內(nèi)，該連接套58上設(shè)有銅層582的部位與該內(nèi)環(huán)狀部分764焊接在一起，該波紋管50的外側(cè)法蘭54與該鍍膜金屬管10焊接在一起，從而使該鍍膜金屬管10與該玻璃管30之間形成密封空間；
[0056]然后，該保護(hù)罩90罩住該銅片76的內(nèi)環(huán)狀部分764使該銅片76的內(nèi)環(huán)狀部分764與外界空氣隔離開，該保護(hù)罩90 —端通過密封膠與該玻璃管30連接，該保護(hù)罩90另一端與該波紋管50的內(nèi)側(cè)法蘭52焊接；
[0057]最后，對該玻璃管30抽真空使該玻璃管30與該鍍膜金屬管10之間形成真空區(qū)域。當(dāng)然，也可以對該保護(hù)罩90罩住該銅片76的這部分區(qū)域進(jìn)行抽真空，使該銅片76處于真空環(huán)境中。
[0058]以上所述，僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例而已，故不能依此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，即依本發(fā)明專利范圍及說明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明涵蓋的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽能真空集熱管的制造方法，其特征在于:太陽能真空集熱管包括鍍膜金屬管、玻璃管、兩個(gè)波紋管、及兩個(gè)密封端蓋，所述密封端蓋包括第一玻璃環(huán)、第二玻璃環(huán)及銅片，該銅片的中部設(shè)有通孔， 所述制造方法包括步驟: 1.該第一玻璃環(huán)與該第二玻璃環(huán)夾于該銅片的整個(gè)外邊緣部分，將該玻璃管豎直放置使該玻璃管的一端垂直放置在該第二玻璃環(huán)上； I1、加熱使該第一玻璃環(huán)與該第二玻璃環(huán)粘在一起，該第一玻璃環(huán)與該第二玻璃環(huán)將該銅片的外邊緣部分夾封，該玻璃管的一端與該第二玻璃環(huán)封接在一起； II1、重復(fù)步驟I和II使該玻璃管的另一端與密封端蓋封接在一起； IV、將該玻璃管穿套在該鍍膜金屬管上，該鍍膜金屬管穿過所述兩個(gè)密封端蓋的銅片的通孔； V、將所述兩個(gè)波紋管穿套在該鍍膜金屬管上，所述兩個(gè)波紋管分別對應(yīng)所述兩個(gè)密封端蓋設(shè)置，該波紋管的內(nèi)端部與該銅片的內(nèi)邊緣部分連接在一起，該波紋管的外端部與該鍍膜金屬管連接在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能真空集熱管的制造方法，其特征在于:步驟II結(jié)束后對該玻璃管與該密封端蓋進(jìn)行退火并自然冷卻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能真空集熱管的制造方法，其特征在于:在步驟II當(dāng)中，所述第一玻璃環(huán)與第二玻璃環(huán)被加熱到830°c -1100°c并維持90-140秒。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能真空集熱管的制造方法，其特征在于:該銅片包括外環(huán)狀部分及內(nèi)環(huán)狀部分，該內(nèi)環(huán)狀部分與該外環(huán)狀部分大體垂直，該第一玻璃環(huán)與該第二玻璃環(huán)將該銅片的外環(huán)狀部分封接，該銅片的內(nèi)環(huán)狀部分與該波紋管連接在一起。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種太陽能真空集熱管的制造方法，其特征在于:該波紋管包括內(nèi)側(cè)法蘭、外側(cè)法蘭、波紋段及錐形的連接套，該波紋段連接該內(nèi)側(cè)法蘭與該外側(cè)法蘭，該連接套與該內(nèi)側(cè)法蘭連接，該銅片的內(nèi)環(huán)狀部分向外伸出該玻璃管并套住該連接套，該連接套的外表面上設(shè)有銅層，所述銅層與該內(nèi)環(huán)狀部分焊接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種太陽能真空集熱管的制造方法，其特征在于:該銅片的外環(huán)狀部分的外端呈刀口形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的一種太陽能真空集熱管的制造方法，其特征在于:太陽能真空集熱管還包括兩個(gè)保護(hù)罩，在步驟V完成以后，該保護(hù)罩罩住該銅片的內(nèi)環(huán)狀部分使該銅片的內(nèi)環(huán)狀部分與外界空氣隔離開，該保護(hù)罩一端通過密封膠與該玻璃管連接，該保護(hù)罩另一端與該波紋管連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能真空集熱管的制造方法，其特征在于:所述鍍膜金屬管上設(shè)有彈簧支撐架，所述彈簧支撐架支撐在所述玻璃管與所述鍍膜金屬管之間并位于該玻璃管的兩端。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能真空集熱管的制造方法，其特征在于:在步驟I之前，先對該銅片進(jìn)行燒氫處理，之后置于濃四硼酸鈉溶液內(nèi)淬火。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能真空集熱管的制造方法，其特征在于:所述銅片采用無氧銅，所述玻璃管、第一玻璃環(huán)、第二玻璃環(huán)采用硼硅玻璃，所述硼硅玻璃的膨脹系數(shù)是3.3。
【文檔編號】F24J2/46GK103673350SQ201310651913
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月5日
【發(fā)明者】敖火庚 申請人:敖火庚