内玻璃管包裹搪喷镀金属的真空集热元件的制作方法

专利名称：内玻璃管包裹搪喷镀金属的真空集热元件的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及内玻璃管包裹搪喷镀金属的真空集热元件。
背景技术：
现有的全玻璃真空集热管采用内玻璃管与罩玻璃管融封，具有可靠性高、制作 成本低的优点。但因限定在内玻璃管上真空溅射吸收膜，其性能受玻璃基板的影响不能 有大的发展或者突破。譬如难以获得在中、高温下高效、稳定集热的选择性吸收膜。
发明内容本实用新型的目的是要提供内玻璃管包裹搪喷镀金属的真空集热元件。本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案在一个一端圆封的内玻璃管上 低热阻连接包裹一层金属材料或者在此内玻璃管外表面采用搪、喷涂、电镀以及化学置 换工艺形成一层金属层，所述金属材料和金属层简称基底金属。所述金属材料和金属层 不具有翅板形状。基底金属要经得住后续真空烘烤的高温。内玻璃管也可以是一支热管 的热端。在内玻璃管表面搪、喷涂、电镀金属的具体制作可参照现有技术中关于在玻璃 或者绝缘体上搪、喷涂、电镀以及化学置换金属的内容。基底金属可以360°圆周角全部 包裹覆盖内玻璃管；也可以小于360°的圆周角部分包裹覆盖内玻璃管。在上述金属材 料和金属层即基底金属的表面包括全部或者部分表面制作吸收膜，包括真空溅射选择性 吸收膜和电化学工艺制作的选择性吸收膜。将上述制有吸收膜的内玻璃管圆封朝里插入 一个一端圆封的罩玻璃管并融封，再将两玻璃管之间的夹层抽真空及灌装工质，制成一 个内玻璃管包裹搪喷镀金属的真空集热元件或者热管集热元件。本实用新型的具体方案可细分为如下四种一、在内玻璃管上低热阻连接包裹一层金属材料譬如卷板件；在此金属材料上 制作吸收膜。所述金属材料不具有翅板形状。将内玻璃管插入罩玻璃管并与罩玻璃管 融封、抽真空及灌装工质，制成一个内玻璃管包裹金属的真空集热元件或者热管集热元 件。二、对一个一端圆封的内玻璃管外表面进行处理并搪上一层金属，在此搪金属 层上制作吸收膜。将内玻璃管插入罩玻璃管并与罩玻璃管融封、抽真空及灌装工质，制 成一个内玻璃管搪金属的真空集热元件或者热管集热元件。三、对一个一端圆封的内玻璃管外表面进行处理并喷涂一层金属。在此喷涂金 属层上制作吸收膜。将内玻璃管插入罩玻璃管并与罩玻璃管融封、抽真空及灌装工质， 制成一个内玻璃管喷涂金属的真空集热元件或者热管集热元件。四、对一个一端圆封的内玻璃管外表面进行处理包括设置一层导电层，并在此 内玻璃管外表面通过电镀或者化学置换形成金属镀层。在此金属镀层上制作吸收膜或者 直接利用此金属镀层作吸收膜。将内玻璃管插入罩玻璃管并与罩玻璃管融封、抽真空及 灌装工质，制成一个内玻璃管镀金属的真空集热元件或者热管集热元件。[0010]还可在内玻璃管上低热阻连接卷绕金属丝状物包括金属丝、金属带以及金属薄 板来制造内玻璃管包裹搪喷镀金属的真空集热元件。相邻两根金属丝或者金属带之间可 以具有2 10倍金属丝直径或者金属带宽度的间隙；也可以无间隙卷绕。还可在包裹内玻璃管的金属材料与内玻璃管之间设置其熔点在200 500°C范围 的低熔点金属譬如用镀铝锌板包裹内玻璃管。板材表面的铝锌合金就是低熔点金属。包裹内玻璃管的金属材料还可采用卷板件，并令卷板件具有与真空隔热层连通 的槽道。还可在包裹内玻璃管的金属材料上设置孔隙，包括均勻分布、向外翻边的孔 隙。本实用新型的有益效果包括在内玻璃管上设置基底金属并在基底金属上制作 吸收膜，既保留了高可靠性、低成本的内玻璃管与罩玻璃管融封工艺；又可以设计更多 基于基底金属的选择性吸收膜包括中高温选择性吸收膜。金属譬如金、银、铜、铝、镍 或者钼具有良导电性和良导热性、红外高反射即发射比低。基底金属增强了与吸收膜的 结合能力，使其能经受更高的温度。所有这些使得制作于基底金属上的选择性吸收膜具 有更高的吸收率、更低的发射率；能在高温条件下稳定、高效地集热；能大幅度降低聚 光集热模式下焦斑处的吸收膜最高温度、减少热损、延长吸收膜寿命。在包裹内玻璃管的金属材料与内玻璃管之间设置其熔点在200 500°C范围的低 熔点金属，并在烘烤时达到这一熔化温度令低熔点金属熔化再结晶，可获得对内玻璃管 的理想传热界面。利用内玻璃管和包裹于其上的金属材料对低熔点金属的毛细力等作用 能确保低熔点金属熔化时不流失。在内玻璃管上卷绕金属丝状物，可采用更薄的金属材料、能使金属材料对所卷 绕的内玻璃管具有均勻的压力，有利于减少热阻。在内玻璃管上卷绕一层金属丝状物作 为搪、喷金属的预制层以及作为电镀的辅助电极可以获得均勻的搪、喷及电镀金属层厚 度和优异的表面质量。所卷绕的丝状物具有的弧形表面还被认为有跟踪太阳的效果。
以下结合附图和实施例进一步加以说明。


图1是一个内玻璃管包裹金属卷板件的热管真空集热元件的结构示意图。图2是另一个内玻璃管包裹金属卷板件的真空集热元件的结构示意图。图中1.冷端；2.内玻璃管；3.罩玻璃管；4.卷板件；5.折板；6.真空隔热层； 7.槽道。
具体实施方式
图1中，兼作热管冷端1的内玻璃管2和罩玻璃管3融封后抽真空制成一个内玻 璃管包裹金属卷板件4的热管真空集热元件。金属卷板件4采用镀锌钢板，其上制有吸 收膜，其两条直边各含有一段折板5。两段折板5可采用电阻焊叠焊连接，使卷板件4以 360°圆周角全部包裹内玻璃管2。要求焊接后卷板件4的边缘不与罩玻璃管3接触。通 过焊接可以形成卷板4对内玻璃管2较大的压力，有助于降低两者之间的热阻。图2中，内玻璃管2和罩玻璃管3融封抽真空制成一个内玻璃管包裹金属卷板件4的真空集热元件。卷板件4上制有吸收膜并含有与真空隔热层6连通的槽道7。在包裹内玻璃管的金属卷板件4上设置均勻分布的孔隙，并设置与真空隔热层6 连通的槽道7，有助于抽真空。这样的卷板件4可以采用专门的卷板机加工制作。图2实施例采用嵌入式金属卷板件4以小于360°的圆周角部分包裹内玻璃管 2。既能够保证卷板件4紧贴内玻璃管2，又可以节省材料，还方便制造，并可以减少真 空隔热层内金属零件的放气量。需要时，还可以在嵌入式金属卷板件4的外面加箍一道弹簧件，以确保卷板件4 与内玻璃管2之间的可靠连接。经真空烘烤，锌熔化形成良好的传热界面。初次试验，采用三靶真空溅射镀膜机，410°C烘烤，镀锌板吸收膜的吸收率为 93.1%。
权利要求1.内玻璃管包裹搪喷镀金属的真空集热元件，包括热管集热元件，由一个一端圆封 的内玻璃管圆封朝里插入一个一端圆封的罩玻璃管并融封、抽真空及灌装工质制成；内 玻璃管也可以是一支热管的热端，其特征在于内玻璃管上低热阻连接包裹有一层金属材 料或者内玻璃管外表面采用搪、喷涂、电镀以及化学置换工艺形成有一层金属层，所述 金属材料和金属层的表面含有吸收膜。
2.根据权利要求1所述的集热元件，其特征在于低热阻连接包裹内玻璃管的金属材料 为卷板件。
3.根据权利要求1所述的集热元件，其特征在于内玻璃管外表面含有一层搪金属层。
4.根据权利要求1所述的集热元件，其特征在于内玻璃管外表面含有一层金属喷涂层。
5.根据权利要求1所述的集热元件，其特征在于内玻璃管外表面含有一层金属镀层。
6.根据权利要求1所述的集热元件，其特征在于内玻璃管上卷绕有金属丝状物。
7.根据权利要求1所述的集热元件，其特征在于包裹内玻璃管的金属材料与内玻璃管 之间含有其熔点在200 500°C范围的低熔点金属。
8.根据权利要求1所述的集热元件，其特征在于包裹内玻璃管的金属材料为卷板件， 所述卷板件含有与真空隔热层连通的槽道。
9.根据权利要求1所述的集热元件，其特征在于包裹内玻璃管的金属材料为卷板件， 所述卷板件两条直边各含有一段折板，两段折板叠焊连接。
10.根据权利要求1所述的集热元件，其特征在于包裹内玻璃管的金属材料含有孔隙。
专利摘要内玻璃管包裹搪喷镀金属的真空集热元件，包括热管集热元件，由内玻璃管和罩玻璃管融封抽真空制成，其特征在于内玻璃管上低热阻连接包裹有一层金属材料或者在内玻璃管外表面采用搪、喷涂、电镀形成有一层金属层，所述金属材料和金属层的表面含有吸收膜；所述金属材料和金属层不具有翅板形状。本实用新型有益效果包括在内玻璃管上设置基底金属并在基底金属上制作吸收膜，既保留了高可靠性、低成本的玻管融封工艺；又可设计基于基底金属的选择性吸收膜。这些吸收膜可具有更高的吸收率、更低的发射率；能在高温条件下稳定、高效地集热；能大幅度降低聚光集热模式下焦斑处的吸收膜最高温度、减少热损、延长吸收膜寿命。结合附图给出两个实施例。
文档编号F24J2/48GK201803505SQ201020129480
公开日2011年4月20日 申请日期2010年3月12日 优先权日2010年3月12日
发明者施国樑 申请人:海宁伊满阁太阳能科技有限公司