專利名稱：內玻璃管帶金屬基底吸收體的真空集熱元件的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及內玻璃管帶金屬基底吸收體的真空集熱元件。
背景技術：
現(xiàn)有的全玻璃真空集熱管采用內玻璃管與罩玻璃管融封，具有可靠性高、制作成 本低的優(yōu)點。但因限定在內玻璃管上真空濺射吸收膜，其性能受玻璃基板的影響不能有大 的發(fā)展或者突破。譬如難以獲得在中、高溫下高效、穩(wěn)定集熱的選擇性吸收膜。
發(fā)明內容本實用新型的目的是要提供內玻璃管帶金屬基底吸收體的真空集熱元件。本實用新型解決其技術問題所采取的技術方案在一個一端圓封的內玻璃管上低 熱阻連接包裹一層金屬材料或者在此內玻璃管外表面采用搪、噴涂、電鍍以及化學置換工 藝形成一層金屬層，所述金屬材料和金屬層簡稱金屬基底。所述金屬材料和金屬層不具有 翅板形狀。金屬基底要經得住后續(xù)真空烘烤的高溫。并要求在集熱溫度范圍，包裹的金屬 材料受熱膨脹時仍保持低熱阻連接。內玻璃管也可以是一支熱管的熱端。在內玻璃管表面 搪、噴涂、電鍍金屬的具體制作可參照現(xiàn)有技術中關于在玻璃或者絕緣體上搪、噴涂、電鍍 以及化學置換金屬的內容。金屬基底可以360°圓周角全部包裹覆蓋內玻璃管；也可以小 于360°的圓周角部分包裹覆蓋內玻璃管。在上述金屬材料和金屬層即金屬基底的表面包 括全部或者部分表面制作吸收膜，包括真空濺射選擇性吸收膜、電化學工藝制作的選擇性 吸收膜；以及利用化學氣相沉積、共濺射或等離子刻蝕等技術制備粗糙的微不平表面選擇 性吸收膜。將上述制有吸收膜的內玻璃管圓封朝里插入一個一端圓封的罩玻璃管并融封， 再將兩玻璃管之間的夾層抽真空及灌裝工質，制成一個內玻璃管帶金屬基底吸收體的真空 集熱元件或者熱管真空集熱元件。本實用新型的具體方案可細分為如下四種一、在內玻璃管上包裹一層金屬材料、特別是卷板件；在此金屬材料上制作吸收 膜。所述金屬材料不具有翅板形狀。將內玻璃管插入罩玻璃管并與罩玻璃管融封、抽真空及 灌裝工質，制成一個內玻璃管帶金屬基底吸收體的真空集熱元件或者熱管真空集熱元件。二、對一個一端圓封的內玻璃管外表面進行處理并搪上一層金屬，在此搪金屬層 上制作吸收膜。將內玻璃管插入罩玻璃管并與罩玻璃管融封、抽真空及灌裝工質，制成一個 內玻璃管帶搪金屬基底吸收體的真空集熱元件或者熱管真空集熱元件。三、對一個一端圓封的內玻璃管外表面進行處理并噴涂一層金屬。在此噴涂金屬 層上制作吸收膜。將內玻璃管插入罩玻璃管并與罩玻璃管融封、抽真空及灌裝工質，制成一 個內玻璃管帶噴涂金屬基底吸收體的真空集熱元件或者熱管真空集熱元件。四、對一個一端圓封的內玻璃管外表面進行處理包括設置一層導電層，并在此內 玻璃管外表面通過電鍍或者化學置換形成金屬鍍層。在此金屬鍍層上制作吸收膜或者直接 利用此金屬鍍層作吸收膜。將內玻璃管插入罩玻璃管并與罩玻璃管融封、抽真空及灌裝工質，制成一個內玻璃管帶鍍金屬基底吸收體的真空集熱元件或者熱管真空集熱元件。還可在內玻璃管上卷繞金屬絲狀物包括金屬絲、金屬帶或者金屬薄板來制造內玻 璃管帶金屬基底吸收體的真空集熱元件。相鄰兩金屬絲狀物之間可留存或不留存間隙。還可在包裹內玻璃管的金屬材料與內玻璃管之間設置其熔點在200 500°C范圍 的低熔點金屬金譬如用鍍鋁鋅鋼板包裹內玻璃管。鋼板所鍍鋁鋅合金就是低熔點金屬。包裹內玻璃管的金屬材料還可采用卷板件，并在卷板件設置與真空隔熱層連通的 槽道。還可在包裹內玻璃管的金屬材料上設置孔隙，包括均勻分布、向外翻邊的孔隙。本實用新型的有益效果包括在內玻璃管上設置金屬基底并在金屬基底上制作吸 收膜，既保留了高可靠性、低成本的內玻璃管與罩玻璃管融封工藝；又可以設計更多基于金 屬基底的選擇性吸收膜包括中高溫選擇性吸收膜。金屬譬如金、銀、銅、鋁、鎳或者鉬具有良 導電性和良導熱性、紅外高反射即發(fā)射比低。金屬基底增強了與吸收膜的結合能力，使其能 經受更高的溫度。所有這些使得制作于金屬基底上的選擇性吸收膜具有更高的吸收率、更 低的發(fā)射率；能在高溫條件下穩(wěn)定、高效地集熱；能大幅度降低聚光集熱模式下焦斑處的 吸收膜最高溫度、減少熱損、延長吸收膜壽命。金屬基底還為利用化學氣相沉積、共濺射或 等離子刻蝕等技術制備粗糙的微不平表面選擇性吸收膜創(chuàng)造了條件。在內玻璃管上卷繞金屬絲狀物，可采用更薄的金屬材料、能使金屬材料對所卷繞 的內玻璃管具有均勻的壓力，有利于減少熱阻。在內玻璃管上卷繞一層金屬絲狀物作為搪、 噴金屬的基底以及作為電鍍電極可以獲得均勻的搪、噴及電鍍金屬層厚度和優(yōu)良的表面質 量。所卷繞的絲狀物具有的弧形表面還被認為有跟蹤太陽的效果。在包裹內玻璃管的金屬材料與內玻璃管之間設置其熔點在200 500°C范圍的低 熔點金屬，并在烘烤時達到這一熔化溫度令低熔點金屬熔化再結晶，可獲得對內玻璃管的 理想傳熱界面。利用內玻璃管和包裹于其上的金屬材料對低熔點金屬的毛細力等作用能確 保低熔點金屬熔化時不流失。
以下結合附圖和實施例進一步加以說明。


圖1是內玻璃管帶金屬基底吸收體的熱管真空集熱元件結構示意圖。
0019]圖2是另一個內玻璃管帶金屬基底吸收體的真空集熱元件結構示意圖。圖中1.冷端；2.內玻璃管；3.罩玻璃管；4.卷板件；5.折板；6.真空隔熱層； 7.槽道。
具體實施方式
圖1中，兼作熱管冷端1的內玻璃管2和罩玻璃管3融封抽真空制成一個內玻璃 管包裹金屬卷板件4的熱管真空集熱元件。金屬卷板件4采用鍍鋅板，其上制有吸收膜，其 兩條直邊各含有一段折板5。兩段折板5采用電阻焊疊焊連接，使卷板件4以360°圓周角 低熱阻連接全部包裹內玻璃管2。要求焊接后卷板件4的邊緣不與罩玻璃管3接觸。通過 焊接可以形成卷板4對內玻璃管2較大的壓力。圖2中，內玻璃管2和罩玻璃管3融封抽真空制成一個內玻璃管包裹金屬卷板件4的真空集熱元件。卷板件4上制有吸收膜并含有與真空隔熱層6連通的槽道7。在包裹內玻璃管的金屬卷板件4上設置均勻分布的孔隙，并設置與真空隔熱層6 連通的槽道7，有助于抽真空。這樣的卷板件4可以采用專門的卷板機加工制作。圖2實施例采用嵌入式金屬卷板件4以小于360°的圓周角部分包裹內玻璃管2。 既能夠保證卷板件4緊貼內玻璃管2，又可以節(jié)省材料，還方便制造，并可以減少真空隔熱 層內金屬零件的放氣量。經真空烘烤，鋅熔化形成良好的傳熱界面。初次試驗，采用三靶鍍膜機，410°C烘烤，鍍鋅板吸收膜的吸收率為93. 1%。
權利要求內玻璃管帶金屬基底吸收體的真空集熱元件，包括熱管真空集熱元件，由一個一端圓封的內玻璃管圓封朝里插入一個一端圓封的罩玻璃管并融封、抽真空及灌裝工質制成，其特征在于內玻璃管上低熱阻連接包裹有一層金屬材料或者內玻璃管外表面采用搪、噴涂、電鍍以及化學置換工藝形成有一層金屬層，所述金屬材料和金屬層的表面含有吸收膜。
2.根據(jù)權利要求1所述的集熱元件，其特征在于包裹內玻璃管的金屬材料為卷板件。
3.根據(jù)權利要求1所述的集熱元件，其特征在于內玻璃管上卷繞有金屬絲狀物。
4.根據(jù)權利要求1所述的集熱元件，其特征在于包裹內玻璃管的金屬材料與內玻璃管 之間含有其熔點在200 500°C范圍的低熔點金屬。
5.根據(jù)權利要求1所述的集熱元件，其特征在于包裹內玻璃管的金屬材料為卷板件， 所述卷板件含有與真空隔熱層連通的槽道。
6.根據(jù)權利要求1所述的集熱元件，其特征在于包裹內玻璃管的金屬材料為卷板件， 所述卷板件兩條直邊各含有一段折板，兩段折板焊接連接。
7.根據(jù)權利要求1所述的集熱元件，其特征在于包裹內玻璃管的金屬材料含有孔隙。
專利摘要內玻璃管帶金屬基底吸收體的真空集熱元件，包括熱管真空集熱元件，由內玻璃管和罩玻璃管融封、抽真空及灌裝工質制成；其特征在于內玻璃管上低熱阻連接包裹有一層金屬材料或在內玻璃管外表面采用搪、噴涂、電鍍以及化學置換形成有一層金屬層，所述金屬材料和金屬層的表面含有吸收膜。所述金屬材料和金屬層不具有翅板形狀。本實用新型有益效果包括保留了高可靠性、低成本的融封工藝；又可以獲得更多基于金屬基底的吸收膜，包括微不平表面選擇性吸收膜。這些選擇性吸收膜吸收率高、發(fā)射率低；能在高溫條件下穩(wěn)定、高效地集熱；能大幅度降低聚光集熱模式下焦斑處的吸收膜最高溫度、減少熱損、延長吸收膜壽命。結合附圖給出兩個實施例。
文檔編號F24J2/48GK201715765SQ20102012950
公開日2011年1月19日 申請日期2010年3月12日 優(yōu)先權日2010年3月12日
發(fā)明者施國樑 申請人:海寧伊滿閣太陽能科技有限公司