专利名称：压制而成的曲面镜的制作方法
压制而成的曲面镜本发明涉及其形状通过热压制获得的曲面镜及其作为太阳能镜的用途。太阳能镜的功能是接收太阳光并将其反射到集热器上。存在用于收集太阳光的各种系统并尤其基于使用特别可具有抛物柱面(cylindro-parabolic)形状的大镜子阵列。抛物柱面镜具有两个直线平行边和另外两个以基本抛物线形状弯曲的平行边。本发明的镜子g在充当太阳能镜。其通常是形成被设置以构造抛物面镜的镜単元的阵列的一部分。这种阵列将太阳光会聚在集热器上。通常，这种集热器由传热流体(水、熔盐、合成油或蒸汽)流经的管构成。该流体被太阳能加热，其通过任何合适的方法，例如所谓的“朗肯循环”的方法将其以电形式进行释放。收集的热也可直接使用而不将其转化成电，尤其用于加热建筑物、用于水脱盐或用于将热转化成机械能和/或电能的任何过程。通过储存热(用热流体甚至空气储热体，或固体如陶瓷)或通过将太阳能集中器与传统热电站结合(锅炉和太阳热供给相同蒸汽涡轮机)，可以避免与太阳能固有的能量波动(日/夜更替、云层经过)相关的问题。不同镜单元具有大于2平方米，甚至大于2. 3平方米，甚至大于2. 5平方米，甚至大于3平方米的大面积。此处给出的面积是玻璃片材(和因此镜单元)的单个主面的面积。通常，不同镜单元具有 小于25平方米的面积(单个主面的面积)。特别在抛物柱面镜的情况下，与集热器的轴垂直的面中的抛物线可以由2或4个并列板构成。这些板的形状接近抛物线形状，不必完全与其一致，要点在于最大量的光辐射到达在焦点处的集热器。为了更好接近抛物线，不同并列板可具有不同形状并通常不对称。也可以选择相同的板，由此布置它们以使得它们的形状尽可能最好地接近抛物线。将这些镜子置于外部并通常冷froid)调节它们的形状(在可能的程度上)以尽可能准确地将光反射到集热器上。镜子形状的缺陷导致光线聚焦不良，这这时会错失应当收集能量的目标或它们会在集热器表面上形成热点。这些热点是在接收管上的收到比在相邻部位上更高的能量浓度的位置。这种现象可损害接收管，尤其是其玻璃売上存在的薄层(可含有银或另ー种金属)。如果玻璃在其弯曲时或为了其淬火期间已加热到高温吋，这种波纹则更明显。首先，尝试在框架类型载体上进行重力弯曲。由于玻璃片材的大尺寸，重力弯曲的载体包含许多平行金属条，它们防止玻璃片材在其弯曲时在其中心处过深地下垂。但是，注意到，这些金属条造成玻璃片材中的肉眼几乎无法察觉的轻微波纹化，这种波纹导致太阳光不完美地会聚到集热器上。这些最初的弯曲试验在640°C下进行。如果在更高温度下进行了该弯曲，波纹化更明显。因此特别认识到，如果通过纯重力弯曲法将玻璃弯曲，不能使玻璃淬火。这是因为淬火要求玻璃在冷却开始时处于至少660°C的温度。如果想将玻璃热淬火，这时必须首先加热至至少660°C，通常660至730°C的温度。在这种温度下，玻璃片材快速下垂并对弯曲工具造成的痕迹非常敏感。已知地，销售的太阳能镜通常未淬火，无疑以避免为了淬火操作而必须过强加热它们。尤其由于要弯曲的玻璃片材的不对称性和尺寸，难以通过使玻璃片材在固定几何结构的辊床之间连续(不停)经过来弯曲它们。玻璃片材也可以如下地在辊之间弯曲
-在辊形成浅凹度的同时辊入玻璃片材；然后 -固定玻璃片材；然后 -改变辊的凹度以使该片材弯曲；然后 -取出弯曲的片材。这种方法的缺点在于是不连续的，因此缓慢。现在已经发现，可以有利地通过压制使玻璃片材弯曲，以避免这种附生的波纹和改进太阳辐射的会聚和收集。而且，这种方法允许随后使弯曲片材淬火。已经描述了许多弯曲法，如根据EP 0 448 447、EP 0 705 798和WO2004/103922的重力弯曲；如在WO 2004/033381或WO 2005/047198中通过在传送辊之间的行进的弯曲；和通过贴着实型(forme pleine)压制弯曲,所述压制借助如在US 5 974836、WO 95/01938、WO 02/06170或WO 2004/087590中所述的框架进行或通过如在WO02/064519或WO 2006/072721中所述的抽吸进行。本发明涉及制造包含玻璃片材的曲面镜的方法，所述方法包括通过贴着实型的压制来使所述片材弯曲，然后在所述片材上施加银层。根据本发明，必须变成镜子的玻璃片材的弯曲通过其在弯曲用实型(formede bombage pleine) 上的成型进行，贴着所述模型压制玻璃的力可以是机械或气动性质的。如果该カ为机械性质的力，其可通过实心反模(counteforme)或框架形的反模(counteforme)施加。框架形的反模在框架内具有镂空部分。其特别可以是如WO 95/01938的
图1的附图标记(4)中所示的框架或可以是US 5 974 836的图1和2中附图标记(9，10，11，12)的分段框架。优选使用包含平行条的框架(该条连接框架两条对边)，所述条也可将该片材内部压贴在实型上。框架形的反模的这些条通常是金属的并可在玻璃片材的外周区内部与玻璃片材接触。令人惊讶地，这些条不产生任何痕迹，而它们在重力弯曲法中会产生痕迹。据估计，这种表现差异源于该方法的动力学差异。在重力法的情况下，可知玻璃充分下垂以接触载体的所有元件。在本发明的方法的情况下，对模型施加力，其是更快速的。如果该カ是气动性质的力，其可通过如在WO 2006/072721的图2中所示借助在所述实型的接触表面中的孔ロ穿过该实型的吸气来施加。也可以借助于围绕实型的侧缘(jupe)(在WO 04/087590的图2中标记为16的侧缘的模型上)施加气动力。该侧缘提供吸力，其产生围绕该片材的扫过其边缘的空气流。但是，由侧缘施加的气动カ通常不足并优选辅以穿过该实型的机械或气动性质的力。在WO 02/06170的附图中显示了适当的实型。本发明的方法避免形成在使用现有技术的重力弯曲的载体时所观察到的波紋。这消除了在用于抛物柱面镜应用的接收管上的热点(“hot spots”)。至少在弯曲结束时，即在临冷却前，进行该贴着实型的弯曲。因此在这种贴着实型的弯曲后直接是(即没有特定的附加弯曲步骤)冷却步骤。这种冷却可以是自然冷却(这时通常将该镜子置于框架上)或稍微更快的冷却(不便其变硬)，或硬化或淬火操作。在贴着实型的成型之前可以是使用另一方法的弯曲，如重力弯曲。在框架或骨架类型载体上进行这种重力弯曲。优选进行这种任选的预先重力弯曲以使该玻璃处于610至660°C的温度。优选进行该贴着实型的压制弯曲以使玻璃处于620至730°C的温度。如果玻璃在这种通过贴着实型的压制弯曲后必须淬火，优选地在660至730°C之间进行这种贴着实型的压制弯曲。该玻璃片材通常具有I至6毫米，更通常2至5毫米的厚度。在弯曲后，通过冷却操作冷却该经弯曲玻璃片材，其可以是硬化冷却或淬火操作。随后沉积金属层，通常为银层，以将经弯曲的玻璃片材转化成镜子。该弯曲片材具有凹侧和凸侧。该玻璃片材可以在两个互相垂直的方向上具有曲率。但是，其也可以如在具有所谓圆柱形或抛物柱面形的镜子的情况中那样仅在ー个方向上具有曲率。本发明更特别意在用于在其表面上的任何点处在至少ー个方向上具有0.2 m至10 m，尤其是I m至8 m，更特别是3 m至8 m的曲率半径的镜子。银层通常施加到该片材的凸侧上，该镜子的功能通常是从其凹侧反射光。在本文中没有详细描述制造反射金属层的步骤，因为这些涉及本领域技术人员已知的技木。特别地，在施加银层后施加或不施加铜层。尤其可通过下列步骤的序列制造无铜镜子
-玻璃表面的抛光(例如通过氧化铈粉末在水中的悬浮液)；
-玻璃片材的第一面的敏化，例如通过氯化亚锡溶液进行；然后 -任选地，在该相同面上通过氯化钯PdCl2溶液活化；然后 -在该相同面上沉积反射金属层，如银层，尤其使用镀银溶液；然后 -通过氯化亚锡溶液钝化；和然后
-通过喷涂，施加粘合底漆 (通常为硅烷，尤其是氨基硅烷类型)的薄子层(一个至数个分子层)。也可以制造具有铜层的镜子，尤其根据下列方法
-玻璃表面的抛光；
-玻璃片材的第一面的敏化，例如通过氯化亚锡溶液进行；然后 -任选地，在该相同面上通过氯化钯(PdCl2)溶液活化；然后 -在该相同面上沉积反射金属层，如银层，尤其使用镀银溶液；然后 -使用硫酸铜水溶液沉积铜层。在考虑施加铜层的后ー情况下，不必施加粘合底漆(如硅烷)子层。可以在镜子背面添加一个或多个其它保护层，尤其是漆类型保护层。该镜子尤其可具有下列结构之一
-玻璃/银/铜/丙烯酸酯/环氧树脂/丙烯酸酯；
-玻璃/银/铜/丙烯酸酯/丙烯酸酯/PU ；
-玻璃/银/醇酸树脂/聚氨酯；
后一种结构更特别地描述在2009年9月22日的国际专利申请PCT/FR 2009/051778中。本发明的方法能够制造在所有方向中具有曲率的镜子(3D形状)，其曲率甚至可以相当明显。这允许将它们用于通过将太阳光聚焦到许多类型的系统，如集热器、光伏太阳能接收器(“聚光光伏”应用)或所谓“Sterling发动机”的系统上使太阳光反射。
本发明还涉及捕获太阳能的方法，包括通过本发明的方法制造镜子，然后在户外在用于将太阳光反射向集热器的位置中放置该镜子。图1显示圆柱形或抛物柱面形的镜子，其包含两个直线平行边I和2和两个柱形或抛物形平行边3和4。在该图中的镜子的可见侧是凹主面。图2显示包含四个如图1中所示的镜子10、11、12、13的阵列，它们一起形成大的抛物面并将太阳辐射14反射到置于该抛物面的焦距处的集热器15上。集热器15是传热流体流经的管，该管的轴垂直于该图的平面。图3显示根据现有技术的重力弯曲的载体。该弯曲载体包含框架31和阻止玻璃片材在其弯曲时过深下垂的许多平行金属条32。这些平行条连接该框架的两个相对边。图4显示用于实施本发明的弯曲工具。框架40，其包含连接它们的两条纵向直边的平行条41和42，将玻璃片材(未显示)压贴在实型43上。条41和42在玻璃片材外周区内部压制该玻璃片材。此处的框架包含三个镂空部分。实施例1 (对比)
通过在如图3中所示的载体上在640°C下的重力弯曲、随后对其施加100纳米厚的银层、接着施加保护层(其包含醇酸漆层，接着聚氨酯漆层)，制造面积为4平方米的镜子(即单主面的面积)。为了获得这种层的组合，特别可以如2009年9月22日提交的国际专利申请PCT/FR 2009/051778中那样进行。赋予该镜子基本抛物柱面形状。可以目测到，该镜子反射的图像具有与弯曲载体条相同方向的波紋。实施例2
如与实施例1相同地实施 ，只是通过在680°C下贴着实型的压制来进行弯曲。可以目測到，该镜子反射的图像没有任何波紋。
权利要求
1.制造包含玻璃片材的曲面镜的方法，所述方法包括通过贴着实型压制所述片材来使其弯曲，然后在所述片材上施加银层。
2.如前一权利要求所述的方法，其特征在于所述片材的主面的面积大于2平方米。
3.如前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于所述片材的主面的面积大于2.3平方米，甚至大于2. 5平方米，甚至大于3平方米。
4.如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于所述镜子包括两个直线平行边和两个抛物柱面平行边。
5.如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于在所述镜子的凹面上的任何点处沿至少一个方向的曲率半径为O. 2 m至10 m,尤其是I m至8 m,更特别是3 m至8 m。
6.如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于将银层施加到所述片材的凸主面上。
7.如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于通过贴着实型压制所述片材来使其弯曲在660至730°C进行。
8.如前一权利要求所述的方法，其特征在于在通过贴着实型压制所述片材来使其弯曲之后，在施加银层之前，进行热淬火操作。
9.如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于在通过贴着实型压制所述片材来使其弯曲之前，进行重力弯曲操作。
10.如前一权利要求所述的方法，其特征在于重力弯曲操作在610至660°C的温度下进行。
11.如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于通过框架形的反模实施所述片材贴着实型的压制。
12.如前一权利要求所述的方法，其特征在于所述框架形的反模包含连接框架的平行边并在所述玻璃片材外周区内部与所述玻璃片材接触的条。
13.捕获太阳能的方法，包括通过前述权利要求之一的方法制造镜子，然后在户外将所述镜子放置在用于将太阳光反射到集热器上的位置中。
全文摘要
本发明涉及制造包含玻璃片材的曲面镜的方法，所述方法包括通过贴着实型压制片材来使所述片材弯曲，然后在所述片材上施加银层。该镜子特别适合作为太阳能镜。由此制成的镜子特别适合通过将其置于户外以使其将太阳光反射到集热器上来捕获太阳能。
文档编号C03B23/025GK103052602SQ201180040333
公开日2013年4月17日 申请日期2011年8月3日 优先权日2010年8月20日
发明者A.德罗斯, A.博德里乌, O.卡迪耶, L.克罗盖内克, G.布耶 申请人:法国圣戈班玻璃厂