专利名称：一种可发电的u型管式太阳能热电真空管的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可发电的U型管式太阳能热电真空管，属于太阳能热电技术领域。
背景技术：
太阳能热电行业中，既能发电，又能产生热水的集热器很少，大多数是以单纯发电而设计的，这种设计，用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能，通过换热装置提供蒸汽，结合传统汽轮发电机的工艺，从而达到发电的目的，都是建立在太阳能的中高温利用上，成本比较高，并且无热水产生，常见的太阳能热发电形式有槽式，塔式，碟式三种系统这三种系统，共同的特征是占地面积大，都需要较大面积的空间，并且能够具备良好的光照条件，另外，还有其它一些问题，比如说，槽式发电系统的高温太阳能真空管，一旦安装好后，是不能再拆卸的，后期的维护比较麻烦；这三种发电系统也很难小型化，所以不能设计为单用户单系统。
发明内容
本发明目的是针对现有技术提供一种可发电的U型管式太阳能热电真空管，是一种能小型化的热电发电装置，不同于传统的太阳能真空管，它在提供热水的同时，还能提供电能，另外，安装简单快捷，拆卸方便，密封效果好，真空度寿命更长。本发明为实现上述目的，采用如下技术方案一种可发电的U型管式太阳能热电真空管，包括玻璃管、U型管，所述的U型管套装在玻璃管内，且U型管的进口端和出口端设于玻璃管的开口端，两者密封连接；在位于玻璃管内的U型管的内侧各连一个DBC陶瓷基板，每个DBC陶瓷基板的上层的金属层上各设有若干隔断，且每个隔断的两侧分别焊接热电材料P和热电材料N，在每个相对应的热电材料P和热电材料N之间连接有支撑翅片，且所有的热电材料P和热电材料N依次串联，串联后末端的热电材料N和第一个热电材料P分别通过导线引到玻璃管口的正负电极。所述的两个DBC陶瓷基板对称设置，且两个DBC陶瓷基板的隔断也对称设置。所述的支撑翅片包括四个小翅和一个大翅，所述的四个小翅分布在大翅的两端，且大翅的两侧均设有卡槽，卡槽分别与热电材料P和热电材料N配合；在四个小翅和一个大翅的两面都镀有吸收太阳能的膜层，这样能够吸收更多的太阳能热量，大翅两侧的卡槽，便于热电材料的焊接。所述的U型管的每个管口设置有波纹管，在两个管腿之间设有过渡法兰，两个管腿穿过过渡法兰，过渡法兰的一周设有翻边，且过渡法兰与大法兰配合。所述的大法兰上设有过渡法兰孔、玻璃电极孔和翻边，过渡法兰孔用于焊接过渡法兰，玻璃电极孔用于焊接玻璃电极，且翻边与玻璃管的封接环进行焊接。所述的玻璃电极焊接在大法兰上，且玻璃电极包括玻璃座、两个可伐丝和一个可伐管，所述的两个可伐丝穿过玻璃座，玻璃座的外面套装可伐管，且两个可伐丝用作两个电极分别与热电材料P和热电材料N相连，玻璃座用来固定和绝缘两个电极，可伐管便于与大法兰进行焊接。所述的DBC陶瓷基板焊接在U型管的内侧，分为三层，从上到下依次为金属层、陶瓷层和金属层，分别起导电、绝缘和导热的作用。在玻璃管的外部套有CPC反射板。在U型管的外面连接有U型管支架，支架的两端与玻璃管的内壁相连，在尾部的支架上连接有蒸散型吸气剂。在玻璃管的尾部设有铝帽。DBC陶瓷基板、热电材料和支撑翅片共同组成了热电器件，DBC陶瓷基板焊接在U型管的内侧，分为三层，从上到下依次为金属层、陶瓷层和金属层，分别起导电、绝缘和导热的作用，DBC陶瓷基板中间位置，在上面的金属层上设有隔断，这个隔断是为了防止电路短路，热电材料P和热电材料N分别焊接在这个隔断的两侧，热电材料P和热电材料N上面焊接有支撑翅片，这是系统中比较核心的部件。所述封接环设计有薄边，这样便于和玻璃管进行烧结，封接环和玻璃烧接在一起；这样组成了一个罩玻璃管，对真空管内部的结构进行保护，使其正常工作；U型管支架是用来支撑热水管及其上面的全部器件，安装在热水管与玻璃管之间；铝帽用来保护玻璃管；CPC反射板固定在真空管的外侧，反射太阳光线到支撑翅片上去，使其吸收更多的能量，提高整个热电真空管的效率。本发明的原理是当太阳光照射到支撑翅片上面时，支撑翅片的吸热体特有的蓝色吸收膜层，能够有效的吸收95 %的太阳光能量，这些能量被吸收后，通过膜层下面的铜片向中心方向传导，整个吸热体的中心区域并排分布着热电材料P和热电材料N，这两个热电的转换与热量的传导部件，在这里就分成了两个部分，先说热的部分，热量由这两个热电材料传导下来，到了 DBC陶瓷基板，再由DBC陶瓷基板传导到U型管，这样U型管就能把其管内的工作介质加热，通过循环与热交换把蓝色吸收膜层吸收的太阳光热量以热能的形式传递出去，可以为用户提供热水等；再说热电的部分，热电的产生是离不开热水的，当吸热体吸收了太阳光线的能量，其表面温度会升高，同时，由于热量也被慢慢的传走，所以就在热电材料P和热电材料N的上表面与下表面形成一定的温差,上表面为热端,下表面为冷端，这样，就在热电材料P、热电材料N、支撑翅片与DBC陶瓷基板之间形成了电流，从而产生了热电，这些电量通过玻璃管内的导线，被传递到外面的储存设备中。本发明的有益效果是本发明的可发电的U型管式太阳能热电真空管，是一种能小型化的热电发电装置，不同于传统的太阳能真空管，它在提供热水的同时，还能提供电能，另外，安装简单快捷，拆卸方便，密封效果好，真空度寿命更长。
图1本发明的侧面结构示意图；图2本发明的热电器件断面视图；图3本发明的玻璃电极主视图；图4本发明的U型管组件主视图5本发明的罩玻璃管主视图；图6本发明的支撑翅片断面视图；图7本发明的DBC陶瓷基板主视图；图8本发明的过渡法兰主视图；图9本发明的U型管支架主视图；图10本发明的大法兰主视图。图中，1、U型管；2、过渡法兰;3、大法兰;4、封接环；5、玻璃电极；6、玻璃管；7、波纹管；8、正极导线；9、负极导线；10、U型管支架；11、支撑翅片；12、DBC陶瓷基板；13、热电材料P ;14、热电材料N;15、铝帽；16、蒸散型吸气剂；17、CPC反射板；18、封接环薄边；19、玻璃尾管；20、上层金属；21、中间陶瓷；22、下层金属；23、隔断；24、U型管孔；25、过渡法兰的翻边；26、过渡法兰孔；27、玻璃电极孔；28、大法兰的翻边；29、小翅；30、大翅；31、卡槽；32、可伐丝；33、可伐管；34、玻璃座；35、底支腿；36、U型管座；37、侧支腿；38、真空层；39、热电器件；41、罩玻璃管。
具体实施例方式下面结合附图对本发明进行详细说明一种可发电的U型管式太阳能热电真空管，包括U型管1、过渡法兰2、大法兰3、封接环4、玻璃电极5、玻璃管6、波纹管7、正极导线8、负极导线9、U型管支架10、支撑翅片11、DBC陶瓷基板12、热电材料P13、热电材料N14、铝帽15、蒸散型吸气剂16、CPC反射板17 ;所述的U型管I套装在玻璃管6内，且U型管I的进口端和出口端设于玻璃管6的开口端，两者密封连接；在位于玻璃管6内的U型管I的内侧各连一个DBC陶瓷基板11，每个DBC陶瓷基板11的上层的金属层上各设有若干隔断23，且每个隔断23的两端分别焊接热电材料P13和热电材料N14，在每个相对应的热电材料P13和热电材料N14之间连接有支撑翅片11，且每个热电材料P13和热电材料NI4依次连接，最后的热电材料NI4和第一个热电材料P13通过导线从玻璃管6 口导出。所述的两个DBC陶瓷基板12对称设置，且两个DBC陶瓷基板12的隔断23也对称设置。所述的支撑翅片11包括四个小翅29和一个大翅30，所述的四个小翅29分布在大翅30的两端，且大翅30的两侧均设有卡槽31，卡槽31分别与热电材料P13和热电材料N14配合；在四个小翅29和一个大翅30的两面都镀有吸收太阳能的膜层，这样能够吸收更多的太阳能热量，大翅30两侧的卡槽31，便于热电材料的焊接。所述的U型管I的每个管口设置有波纹管7，在两个管腿之间设有过渡法兰2，两个管腿穿过过渡法兰2，过渡法兰2的一周设有过渡法兰的翻边25，且过渡法兰2与大法兰3配合。所述的大法兰3上设有过渡法兰孔26、玻璃电极孔27和大法兰的翻边28，过渡法兰孔26用于焊接过渡法兰2，玻璃电极孔27用于焊接玻璃电极5，且翻边与玻璃管6的封接环4进行焊接。玻璃电极5焊接在大法兰上，且玻璃电极5包括玻璃座34、两个可伐丝32和一个可伐管33，所述的两个可伐丝32穿过玻璃座34，玻璃座34的外面套装可伐管33，且两个可伐丝32用作两个电极分别与热电材料P13和热电材料N14相连，玻璃座34用来固定和绝缘两个电极，可伐管33便于与大法兰3进行焊接。所述的DBC陶瓷基板12焊接在U型管I的内侧，分为三层，从上到下依次为上层金属20层、中间陶瓷21层和下层金属22层，分别起导电、绝缘和导热的作用。在玻璃管6的外部套有CPC反射板17。在U型管I的外面连接有U型管支架10，U型管支架10的两端与玻璃管6的内壁相连，在尾部的U型管支架10上连接有蒸散型吸气剂16。在玻璃管6的尾部设有铝帽15。U型管支架10包括底支腿35，U型管座36和侧支腿37，如图9所示，U型管I放置在U型管座36内，底支腿35和侧支腿37和玻璃管6内壁连接。具体实施步骤如下1.热电器件39的制作先将两个DBC陶瓷基板12上层金属层20隔断23的两侧涂抹上一层锡膏，这是一层焊接材料，再把热电材料P13和热电材料N14分别两侧涂抹有锡膏的上面，然后再把支撑翅片11上的大翅30的卡槽31内涂抹上锡膏，放到热电材料P13和热电材料N14上面，放到加热平台进行焊接，焊接好以后，把DBC陶瓷基板12最两端的电材料P13和热电材料N14两侧，分别焊接好正极导线8和负极导线9，最后再把这样的器件的DBC陶瓷基板下层金属层22放入到U型管I上的内侧壁上，紧贴在其表面进行焊接，焊完一侧。再焊另一侧，两边焊接完毕后，热电器件39完成；见图2。2.玻璃电极5的制作先将可伐丝32固定的工装内，再用可伐管33将可伐丝32套在其内部，加以固定，倒入玻璃粉，放到加热平台进行加热，直到玻璃粉熔化，最后慢慢冷却，形成玻璃座34，玻璃电极5完成；见图3。3. U型管组件的制作先将U型管I穿进过渡法兰2上的二个U型孔24，进行焊接，U型管I与过渡法兰2焊接在一起，再把玻璃电极5穿进大法兰3的玻璃电极孔27，进行焊接，焊接完成后，再把过渡法兰上2的翻边25对齐大法兰3的过渡法兰孔26进行焊接，最后再把波纹管7焊接到U型管I上，这样U型管1、过渡法兰2、玻璃电极5、大法兰3和波纹管7就组成了 U型管组件，U型管组件的制作完成；见图4。4.罩玻璃管41的制作先将玻璃管6烧结上一个玻璃尾管19，再把封接环4的薄边18烧结上一层玻璃，最后把封接环4的薄边玻璃层与玻璃管6烧结在一起，这样玻璃管
6、玻璃尾管19和封接环4就组成了罩玻璃管41,罩玻璃管41完成；见图5。5.组装分别用正极导线8和负极导线9连接到玻璃电极5的两个可伐丝32上，再把U型管支架10上的两个U型管座36套到U型管I上去，间隔一定的距离安装一个，把蒸散型吸气剂16焊接到U型管I尾部的一个支架10上去，然后把它们一起装进罩玻璃管41，把大法兰的翻边28与封接环4焊接好，用抽真空设备连接好玻璃尾管19，抽成真空，这样罩玻璃管41内形成了一个真空层38，烧结玻璃尾管19后，粘好铝帽15，最后把CPC反射板17固定在真空管底部，组装完成。
权利要求
1.一种可发电的U型管式太阳能热电真空管，其特征在于:包括玻璃管、U型管，所述的U型管套装在玻璃管内，且U型管的进口端和出口端设于玻璃管的开口端，两者密封连接；在位于玻璃管内的U型管的内侧各连一个DBC陶瓷基板，每个DBC陶瓷基板的上层的金属层上各设有若干隔断，且每个隔断的两侧分别焊接热电材料P和热电材料N，在每个相对应的热电材料P和热电材料N之间连接有支撑翅片，且所有的热电材料P和热电材料N依次串联，串联后末端的热电材料N和第一个热电材料P分别通过导线引到玻璃管口的正负电极。
2.如权利要求1所述的一种可发电的U型管式太阳能热电真空管，其特征在于:所述的两个DBC陶瓷基板对称设置，且两个DBC陶瓷基板的隔断也对称设置。
3.如权利要求1所述的一种可发电的U型管式太阳能热电真空管，其特征在于:所述的支撑翅片包括四个小翅和一个大翅，所述的四个小翅分布在大翅的两端，且大翅的两侧均设有卡槽，卡槽分别与热电材料P和热电材料N配合；在四个小翅和一个大翅的两面都镀有吸收太阳能的膜层。
4.如权利要求1所述的一种可发电的U型管式太阳能热电真空管，其特征在于:所述的U型管的每个管口设置有波纹管，在两个管腿之间设有过渡法兰，两个管腿穿过过渡法兰，过渡法兰的一周设有翻边，且过渡法兰与大法兰配合。
5.如权利要求4所述的一种可发电的U型管式太阳能热电真空管，其特征在于:所述的大法兰上设有过渡法兰孔、玻璃电极孔和翻边，过渡法兰孔用于焊接过渡法兰，玻璃电极孔用于焊接玻璃电极，且翻边与玻璃管的封接环焊接。
6.如权利要求5所述的一种可发电的U型管式太阳能热电真空管，其特征在于:所述的玻璃电极焊接在大法兰上，且玻璃电极包括玻璃座、两个可伐丝和一个可伐管，所述的两个可伐丝穿过玻璃座，玻璃座的外面套装可伐管，且两个可伐丝用作两个电极分别与热电材料P和热电材料N相连。
7.如权利要求1所 述的一种可发电的U型管式太阳能热电真空管，其特征在于:所述的DBC陶瓷基板焊接在U型管的内侧，分为三层，从上到下依次为:金属层、陶瓷层和金属层。
8.如权利要求1所述的一种可发电的U型管式太阳能热电真空管，其特征在于:在玻璃管的外部套有CPC反射板。
9.如权利要求1所述的一种可发电的U型管式太阳能热电真空管，其特征在于:在U型管的外面连接有U型管支架，支架的两端与玻璃管的内壁相连，在尾部的支架上连接有蒸散型吸气剂。
10.如权利要求1所述的一种可发电的U型管式太阳能热电真空管，其特征在于:在所述的玻璃管的尾部设有铝帽。
全文摘要
本发明具体公开了一种可发电的U型管式太阳能热电真空管，包括玻璃管和U型管，所述的U型管套装在玻璃管内，且U型管的进口端和出口端设于玻璃管的开口端，两者密封连接；在位于玻璃管内的U型管的内侧各连一个DBC陶瓷基板，每个DBC陶瓷基板的上层的金属层上各设有若干隔断，且每个隔断的两侧分别焊接热电材料P和热电材料N，在每个相对应的热电材料P和热电材料N之间连接有支撑翅片，且每个热电材料P和热电材料N依次连接，最后的热电材料N和第一个热电材料P通过导线从玻璃管口导出。
文档编号F24J2/48GK103075813SQ20131003267
公开日2013年5月1日 申请日期2013年1月29日 优先权日2013年1月29日
发明者董吉斌, 罗震 申请人:山东聚力科技有限公司