用于释放抛物面槽式接收器中氢存储系统的方法与流程

文档序号:11576683阅读:227来源:国知局
用于释放抛物面槽式接收器中氢存储系统的方法与流程

本发明涉及一种用于释放位于接收器管的环形空间中的氢存储系统的方法,其中,该环形空间形成在接收器管的位于外侧的罩管和位于内侧的吸热管之间,并且位于外侧的罩管通过壁以气密方式与吸热管相连接。该壁通常由金属制成并包括玻璃-金属过渡元件、膨胀补偿元件以及其他连接元件。此外,本发明还涉及一种用于释放位于接收器管的环形空间中的氢存储系统的装置。



背景技术:

太阳能集热器具有集热器反射镜(例如抛物线状的柱面镜(抛物线状槽))和接收器管,并用在太阳能发电厂中优选用于发电。接收器管布置在各个集热器反射镜的焦线中,并且通常包括:由钢制成的吸热管,其具有辐射线吸收层;和由玻璃制成的罩管,其包围吸热管并使其绝热。在已知的太阳能发电厂中使用热油作为传热介质,其通过吸热管传输,并且可以通过由集热器反射镜反射的并聚焦于吸热管上的太阳射线被加热至大约400℃的温度。存储在传热介质中的能量经由热交换器传递到蒸汽线路中,并通过涡轮机转换成电能。

在接收器管中,在吸热管与罩管之间形成环形空间。该环形空间用于将吸热管外表面上的热损失降至最小,从而提高太阳能集热器的效率。为此目的,该环形空间被抽真空,使得热量能够最大程度地仅以辐射的形式从吸热管发射出去。

在吸热管中用作传热介质的热油具有与温度有关的老化和与此相关的分解率。长时间运行的传热介质的分解会导致形成各种不同的分解产物,其中尤其也包括氢。在老化过程中所释放出的量则一方面取决于所使用的热油和太阳能发电厂的运行条件,而另一方面取决于传热介质的纯度。

通过传热介质的分解所释放出的氢气部分地通过渗透作用到达接收器的真空环形空间中。由于玻璃的氢渗透率要比钢低好几个数量级,因此氢气会积聚在环状空间中。结果,环形空间中的压力升高,并且环形空间的导热率也同样提高。这个过程会进行直至吸热管中的氢气的分压和环形空间中的氢气的分压之间达到一个平衡。在此特别不利的是,氢气具有比例如空气更高的导热率,这使得随着氢气渗透的进一步发展,环形空间中的导热率甚至要好于接收器管外部的空气的导热率。结果,降低了接收器管的效率,并因此使得整个太阳能集热器的效率降低。

为了抑制环形空间中的氢气的这种分压升高并由此使得接收器管保持较高的效率,根据现有技术已知有许多不同的技术方案。

例如,由专利文献de102009017741a1已知一种接收器管,其包括一阀机构,该阀机构延伸穿过罩管的壁进入到环形空间中。这种阀机构能够使得无论何时当已经累积大量的干扰物质(例如氢气)时冲洗环形空间或将环形空间抽真空。

此外,扩散到环形空间中的氢气可以通过吸气剂被束缚在一起。但是,这种材料的吸气能力是有限的,因此在达到特定于材料的最大吸气能力之后就不能再束缚更多的氢气,而环形空间中的压力也将再次上升。

例如由专利文献wo2004/063640a1已知一种具有布置在环形空间中的吸气材料的接收器管。在该文献所描述的装置中,在吸热管和罩管之间的吸气剂轨(getterschienen)中将吸气材料直接布置在环形空间中。吸气剂板在吸热管和吸气剂之间形成间隔,使得吸气剂上热负荷降低,并因此提高其吸气能力。但是除了使用吸气材料之外,并没有提供其他的技术方案用于降低环形空间中的氢气浓度,因此前述的吸气剂的缺点仍然存在。

为了减少吸气材料的问题,de19821137a1公开一种用于太阳能热应用的接收器管,其中,在环形空间中附加地存在惰性气体,其分压高达几百毫巴。这种技术方案的优点在于:很多惰性气体的导热率均要低于空气的导热率,从而能够减小通过环形空间的导热率和与此相关的效率恶化。但是这种方案的缺点在于,在环形空间中从一开始就填充了惰性气体,因此,即使在安装太阳能集热器之后,其效率就远低于将环形空间抽真空的情况。

在替代的实施方式中(例如de102005057276b3所公开的那样),在环形空间中设有至少一个被气密地封闭并填充有至少一种惰性气体的容器,只要吸气材料被耗尽,惰性气体就从该容器被引入到环形空间中。但是这种替代的实施方式的缺点在于,太阳能收集板以及特别是接收器管必须与已填充的容器一起制成。因此不可能对其进行改造,故而客户必须在制造接收器管时就立即确定要承担额外的成本和涉及的更大工作量。此外,另一个困难在于打开容器,这只能通过更大努力来完成。

由de102011082772b9已知一种用于打开容器并在环形空间中填充惰性气体的方法,其中,容器借助于激光打孔的手段被打开。激光束从外部通过罩管引导到容器并照射容器,直至在容器中形成一个开口并释放保护气体。但是,该方案的缺点同样在于不能对带有保护气体容器的接收器管进行改造,尽管惰性气体是在开始运行很长时间之后才被应用,但是客户必须承担已经在制造期间增加的成本和制造费用。

因此,目前并没有已知的方法能够令人满意地恢复已经由于环形空间中的氢气压力的升高而导致效率损失的接收器管的效率。



技术实现要素:

因此,本发明的目的在于提供一种方法,其能够最有效地以及低成本地实现对接收器管的效率的提高。

本发明的目的通过一种根据权利要求1的方法来实现。从属权利要求2至19描述了该方法的优选的实施方式。

附图说明

用于对氢存储系统进行释放的方法的特征、优点和实施方式将在下面参照附图进行说明。其中:

图1示出了具有根据本发明方法的第一种实施方式的处理步骤的流程图;

图2示出了具有根据本发明方法的第二种实施方式的处理步骤的流程图;

图3示出了通过机械钻孔产生第一开口;

图4示出了用于产生/封闭第二开口的处理室的横截面;

图5示出了在图4中所示的处理室的纵截面;

图6示出了加热装置的第一种变型,其用于对位于环形空间中并布置在接收器管的壁中的吸气剂进行释放;和

图7示出了加热装置的第二种变型,用于对位于环形空间中的并布置在吸热管的吸气剂板上的吸气剂进行释放。

具体实施方式

上述用于释放氢存储系统的方法将参照图1进行说明,并且根据本发明提出:在第一处理步骤(步骤1)中,在保护气体环境下产生穿过罩管或壁的第一开口,其中,该保护气体通过该第一开口进入到环形空间中;在第二处理步骤(步骤2)中,将具有用于真空泵的连接件的处理室以气密方式布置在第一开口的上方;在第三处理步骤(步骤3)中,通过第一开口对接收器管抽真空;以及在第四处理步骤(步骤4)中,将该开口以气密方式封闭。

正如从现有技术中已知的,氢气不仅存在于环形空间本身中,而且被布置在环形空间中的吸气剂通过吸附所束缚住。因此,在这里和下面所述的氢存储系统不仅包括环形空间容积本身,还包括存在于环形空间中的吸气剂。氢存储系统的总能力包括环形空间的吸纳能力以及吸气剂的吸纳能力。在整个方法期间,布置在环形空间中的吸气剂不能与空气发生接触,因为它们会与空气中的氧气发生反应。由此会使得吸气剂对于氢气的吸纳能力降低。在保护气体的环境下产生第一开口可以防止空气进入到环形空间中并因此降低吸气剂的吸纳能力。保护气体环境可以例如通过气体容器产生,该气体容器以气密方式设置在接收器管的罩管或者壁上,并且该气体容器至少局部地包围用于产生第一开口的装置。保护气体可以通过气体容器中的气体入口引入到气体容器中,并且由此在产生第一开口时保护环形空间中的吸气剂不与空气接触。

将具有用于真空泵的连接件的处理室布置在第一开口的上方能够实现对环形空间的抽真空。在此情况下,可以将存在于环形空间中的自由的氢气和在产生第一开口期间进入到环形空间中的保护气体抽出。

根据本发明的方法的另一个优点在于:已经用于运行中的接收器管的环形空间在达到吸气剂的负荷极限之后会紧接着并且是在不耗费较大的时间和成本的情况下能够再次恢复到全功能状态,并且几乎没有效率损失。接收器管可以从一开始就在没有保护气体或者保护气体容器的情况下使用,因此即使在刚开始使用时也能实现最大的效率。例如,即使在由于不规范的操作模式而导致例如运行温度升高或者传热介质污染的情况下,也能够有效地降低更高的氢渗透所带来的负面影响。

接收器管的潜在的功率损失的临界值可以例如由环状空间中实际存在的氢气浓度推导出来,该氢气浓度可以通过合适的传感器来测量。在玻璃罩管上测得的温度也是一个适当的指标,因为随着氢气浓度的增加,环形空间的导热率以及因此玻璃罩管的温度在运行期间升高。而温度升高在运行过程中能够检测并且已导致热损失增大之前,这可以通过判定吸气剂的负载状态来判定在预防性维护意义上是否有必要进行释放。为此目的,吸气剂可以通过从外部引入到接收器管上的加热器而加热至不同的温度水平,并且能够测量罩管的相应温度。根据由此确定的热传导,可以判定吸气材料的负载状态。这样能够避免功率损失。

具有在图1中所示处理步骤的根据本发明的方法通过下述的特征获得有利的扩展。

在根据本发明方法的一种优选的实施方式中,第一开口被机械地产生。

通过接收器管的壁中或罩管中的开口对环形空间进行抽真空的速度取决于开口的尺寸。与较小开口进行比较,在相同的压力比下,大的开口能够更快地排空环形空间。机械地产生第一开口的优点主要在于:相比于例如通过激光钻孔方法来产生开口,可以通过很少的技术支出使开口实现更大的尺寸。

在根据本发明方法的一种优选的实施方式中,在抽真空之后,在封闭第一开口之前,通过第一开口向环形空间填充保护气体。参见图2,步骤3a。

这使得为了封闭第一开口并将额外的封闭材料引入到第一开口上而允许移开处理室,并且环形空间没有被空气污染的风险。

有利地,周期性地重复进行通过第一开口对环形空间抽真空以及在封闭第一开口之前对环形空间的填。

在周期性的对环形空间进行抽真空和填充中,保护气体被用作冲刷气体,并且由于持续的气体运动使得存在的最后残余氢气也被冲刷出环形空间。

在根据本发明方法的另一种优选的实施方式中,在产生第一开口时和/或在环形空间通过第一开口抽真空之后填充时,保护气体环境具有压力psg,其中该压力值在如下范围中,pu≤psg≤pu+0.1bar,其中,pu为接收器管外侧的环境压力。

优选地,至少在产生第一开口期间和/或在通过第一开口填充环形空间期间,将保护气体引入到环形空间,直至在环形空间和保护气体环境之间达到压力平衡。

在根据本发明方法的一种优选的扩展方案中,保护气体是氮、氩或者氮和氩的混合物。

正如所描述的那样,必须使设置在环形空间中的吸气剂不与空气相接触,否则其对氢气的吸纳能力将会降低。在图2的每个步骤2和4之前,如上所述在环形空间中产生很小的过压,可以防止周围的空气进入到环形空间中。

如上所述,氢存储系统包含吸收和存储氢气的吸气材料,以增加对氢的吸纳能力。吸气剂的吸纳能力随着温度升高而降低。在根据本发明的方法一种优选的实施方式中旨在利用这种效果,由此,对氢存储系统进行热释放。

通过促使氢存储系统的温度升高,氢气被从吸气剂中释放,并且环形空间中的氢气分压上升。这个过程被称为热释放。同时,环形空间的导热能力也由于自由的氢气而增大,这也加速加热以及因此加速整个过程。释放出的氢气在抽真空期间通过第一开口而从环形空间中移除。因此,相比于没有热释放的情况,借助于对氢存储系统的热释放,可以使氢气在更短的时间内从环形空间中排出。

优选地,在通过第一开口抽真空之前和/或在通过第一开口抽真空期间对接收器管进行加热。

该加热处理可以在开口之前、开口期间或者开口之后开始。该加热处理升高氢存储系统的温度并且降低其容量。其结果是,氢存储系统释放出氢气。在此,氢存储系统可以例如间接地经由接收器管的壁和/或罩管通过引入环形或者线形布置的加热元件加热和/或可以被感应式加热。对于安装在接收器管的金属壁上的吸气剂,优选在金属壁的与环形空间相对置的外侧处引入接触式加热单元。对于通过板在环形空间中安装于接收器管上的氢存储系统,优选将辐射加热单元或感应加热单元定位在板的上方。

在另一种优选的实施方式中,通过第一开口进入到处理室中的氢气通过机械的和/或化学的泵吸系统被排出。在此,特别优选的是机械泵吸系统和以气密方式耦合到处理室的容器中的外部吸气剂的组合。

此优点在于,在对环形空间进行释放处理的同时,在环形空间外面进行对外部吸气材料的装载处理。外部吸气材料是用于将氢气从环形空间中抽出的泵吸装置的一部分,并且可以替代机械泵地使用,特别是优选与机械泵互补地使用。

优选地,外部吸气材料在通过第一开口抽真空结束之后被再次进行释放。

通过对外部吸气剂进行释放,外部吸气剂可以恢复到其原始状态,并且其对于氢气的吸纳能力也再次提高。这样,可以将相同的外部吸气材料重复用于多个接收器管,以对氢存储系统进行释放。由此可以降低成本和材料费用。

在通过第一开口对环形空间抽真空/填充保护气体结束之后,处理室将被移除,见图2中的步骤3b,并且使第一开口以气密方式永久封闭(步骤4)。这可以例如通过熔接、焊接或粘接处理来进行。优选使用合适的成型件进行封闭,以覆盖第一开口并与壁或罩管以气密方式接合。

在根据本发明方法的一种优选的实施方式中,在封闭第一开口之后,生成穿过罩管或壁的第二开口(图2中的步骤7);保护气体通过该第二开口被从环形空间中抽出(步骤8);以及将该第二开口再次封闭(步骤9)。为此,在封闭第一开口之后,优选首先重新将处理室引入到壁或罩管上(步骤5),对处理室进行抽真空(步骤6),并且然后生成第二开口(步骤7)。

优选地,第二开口小于第一开口。此外,第二开口可以在接收器管上与第一开口相同的位置上生成,或者也可以在与第一开口不同的位置上生成。

在根据本发明方法的一种优选的实施方式中,第二开口通过激光钻孔方法形成。

激光钻孔方法特别适于产生较小的开口。为了实现激光钻孔,仅仅激光束的功率和/或几何形状需要适应于接收器管、罩管和/或壁各自的几何形状和特性以及第二开口的必要尺寸。这种激光钻孔方法使得无论是在主要由玻璃制成的罩管上,还是在主要由金属或金属合金制成的壁上,均能够一致地并且以相同的装置来产生开口。与机械钻孔处理相反,激光钻孔方法能够没有任何切屑的情况下生成开口,由此能够避免对环形空间的污染。

在另一种优选的实施方式中,第二开口通过激光焊接方法封闭。

这种利用激光焊接方法进行封闭的优点在于:可以在没有另外施加封闭材料的情况下封闭开口。此外,通过改变激光束的功率和/或几何形状,激光束可以适用于不同的开口几何尺寸和不同的要求,例如罩管或壁的壁厚或者它们的组成材料。

在另一种优选的实施方式中,第二开口是借助于激光束直径为dl1的激光钻孔方法生成,并通过激光束直径为dl2的激光焊接方法封闭,其中,dl2大于dl1。

这种实施方式提供了如下的可能性:仅利用一个激光装置来生成开口并再次将其封闭。在封闭开口的情况下,仅需通过例如光学系统来扩展激光束的直径。然后,使用激光束(其半径大于开口半径)照射开口。这导致位于开口周围的材料通过吸热而被加热并最终熔融。该融化区域然后流入开口中并将其封闭。

在根据本发明的一种优选的实施方式中,无论是第一开口还是第二开口的封闭均可以通过使用额外的封闭材料来实现。

对于薄壁的罩管或壁,可能没有足够的材料可用于通过熔融来封闭开口,由此将不能确保罩管或壁在封闭的开口区域中的稳定性。在这种情况下,根据本发明,在开口上或之中引入额外的材料,由此不仅可以封闭开口,而且还能使罩管或壁的周围材料不受影响或影响较小。

另外,优选使用对氢具有高渗透性的封闭材料。

特别优选使用钯、钯合金、纯铁或铌作为封闭材料。

当由此封闭开口时,可以生成选择性的氢气窗口,并且重复的释放处理因此可以简化并且在不需要重新对接收器管开口的情况下进行,因为氢可以通过选择性的氢气窗口从环形空间中逸出,并且此氢窗口对于其他气体不可透过。这样的氢气窗口例如由专利文献de102005022183b3已知。纯铁是钯的一种物美价廉的替代物,但是其必须在保护气体下被加热。

下面对图3至图7进行说明,其中示出了用于实现根据本发明方法的可行装置和装置系统。

图3示出了接收器管4,其位于抛物面槽70的焦点上。接收器管4具有吸热管1和罩管2,其中,在吸热管1和罩管2之间形成一环形空间3。位于外侧的罩管2通过壁5接合到吸热管1。壁5包括在图5中示出的玻璃-金属过渡元件6和膨胀补偿元件7。在环形空间3中,在板10上布置吸气剂9,该吸气剂板被紧固到吸热管1上。在这样的实施方式中,吸气剂9通常布置在与焦点相交的抛物线轴线p1上和吸热管1的与抛物面槽70相对置的侧面上。

另外,图3示出了钻孔机80,其包含有用于生成第一开口o1的钻头83。钻头83垂直于罩管2或者壁5的表面对准,并突入到气体容器90的通孔91中。

气体容器90借助于法兰连接件93以气密方式接合到附接到钻孔机80上的膨胀波纹管92。膨胀波纹管92经由连接元件94连接在钻孔机侧。连接元件94配备有减压阀95。气体容器90具有气体入口95,该气体入口95借助于气体管道97连接到图中未示出的保护气体存储器,例如氮气瓶。气体容器90通过紧固系统20以气密方式紧固在壁5的玻璃-金属过渡元件6区域中的周向部分上,或者紧固到罩管2。

紧固系统20由夹持件21和封闭件22组成,并因此布置在气体容器90上。在张紧夹持件21时,产生均匀的接触压力。为了能够快速地、可拆卸地将气体容器90引入到具有直径不同的罩管2或者壁5的不同接收器管4上,夹持件21的周向尺寸可以借助于封闭件22而可变化地进行调节。替代夹持件21,还可以使用橡胶带、夹紧带或绑带将气体容器90固定在接收器管4上的适当位置。

为了在气体容器90和接收器管4之间建立气密连接,在气体容器的相应接触面上引入密封件。在本实施例中,该密封件被设计为密封环102的形式。在张紧夹持件21时,密封环102和气体容器90以此方式被压在接收器管4上,使得形成气密连接。

在图4和图5中示出了处理室101。处理室101借助于紧固系统20相应地紧固到壁5或罩管2上,这在前面针对图3的描述中已经进行了说明,其中,处理室101被布置成使得其位于第一开口o1的上方。

为了在处理室101和接收器管4之间建立气密连接,在处理室101的相应接触面上附接有密封件,该密封件在本实施例中形成为密封环102′的形式。在张紧夹持件21时,密封环102′和处理室101以此方式被压靠在接收器管4上,使得形成气密连接。

为了能够对处理室101和环形空间3进行抽真空或者能够将其填充有保护气体,其具有至少一个连接件103。通过在图5中被示意性地设计为连接管105的连接系统,处理室101与用于对处理室101和环形空间3进行抽真空的真空泵和/或吸气泵50、保护气体存储器(未示出)以及传感器件110流体连通。真空泵30在图5中通过真空软管31连接到连接管105。吸气泵50包括吸气剂容器51,该吸气剂容器51包括有用于前述的释放处理的外部吸气剂。阀121使得在真空泵30和/或吸气泵50与连接管105脱藕时能够在处理室中保持真空或者将其填充有保护气体。为了实现机械脱耦的目的,在连接管105和处理室101之间插入有柔性的、真空密封的软管元件106。为此,连接管105具有连接件,该连接件在图5中由凸缘120表示。将连接系统描述为连接管105并不意味着是限制性的。也可以考虑其他的变型,这些变型能够将处理室101或者将环形空间3抽真空直至几个毫巴。例如,也可以采用管元件和柔性连接件的组合,用于使处理室101与泵30、50和/或传感器件110机械地脱耦。与保护气体源(例如氮气瓶)的连接在图4和图5这两幅视图中没有被示出。以连接法兰的形式,该连接可以直接通入到处理室101中或者间接地通入连接管105中。

处理室101具有通孔104。该通孔104借助于螺纹连接46配置有对于激光透明的气密性激光窗口47。在该激光窗口47的上方布置有激光系统。该激光系统40具有例如激光二极管或者固态激光器形式的激光源41。该激光源41通过光导42连接到激光头43、光学系统44以及聚焦单元45。另外,在处理室101中还附装有保护玻璃48,该保护玻璃48优选是可转动的,并且在生成和封闭第二开口o2期间保护激光窗口免于气相沉积。

连接管105紧固到支撑系统210上,该支撑系统210吸收机械作用力,由此,与软管元件106一起减轻处理室101在壁5或罩管2上的密封的负担。该支撑系统210具有支撑基座211,连接管105紧固到该支撑基座211上,其中,支撑臂212可移动地布置在支撑基座211处。该支撑臂刚性地接合到激光头43。这样,可以将激光器带入到其生成和封闭第二开口o2所必需的位置上,并在那里固定在适当位置。

在图6和图7中,根据位于环形空间3中的吸气剂9的位置,示意性示出了加热装置60的不同的实施方式。

如果吸气剂9如图6所示地例如环形地布置在接收器管4的壁5上,则提供了一种在金属壁5的外侧上的接触式加热器。为此目的,在壁5上安装有加热元件61和壳体62,它们同样可以具有环形设计。壳体62和加热元件61以及壁5的环绕吸气剂9的部分被绝缘体63包围,该绝缘体63降低了热损失。

另一方面,如果吸气剂9如图3、4和图7中所示布置在紧固于吸热管1上的吸气剂板10上,则特别适宜的是辐射加热器和/或感应加热器。在这种情况下,在接收器管4的外侧设置加热装置60′,并将其对准使得例如借助于适当的反射器将能量辐射导向到吸气剂9。在进行根据本发明的方法时,抛物面槽70位于维护位置–例如,关于所示出的吸气剂9的位置位于“9点钟位置”–在该位置上可以方便地接近接收器管4。由于吸气剂9如前所述地和如图3-4所示地位于抛物面槽70的抛物面轴线p1上,因此在抛物面槽70的维护位置上,加热器60和处理室101可在横截面上角度错开地布置。

下面根据图3以及图4和图5对在图2中示出的、根据本发明的用于对接收器管4的氢存储系统进行释放的方法的各种处理步骤进行说明。

在根据本发明方法的第一步骤中,为了生成第一开口o1,借助于紧固系统20将气体容器90(其通过膨胀波纹管92连接到钻孔机80)布置在接收器管4上。在此,优选地,密封环102′分别在气体容器90与壁5或罩管2之间形成唯一接触。然后,使紧固系统20张紧,使得分别将气体容器压靠在壁5或者罩管2上。如果紧固系统20由例如夹持件21形成,则这种张紧通过调整封闭件22来实现。通过气体管道和入口将保护气体引入到由气体容器90、膨胀波纹管92和壁5或罩管2形成的系统中,该保护气体相对于接收器管4外侧的环境压力具有轻微的过压。借助于减压阀95,可以调整系统中所需的压力,并且可能太高的过压会向外逃逸到周围环境中。借助于钻孔机93生成第一开口o1,在此,保护气体进入到环形空间3中。通过在环境压力到环境压力之上优选0.1bar的压力范围内的压力下持续地供应保护气体,保护气体将在足够的等待时间之后被引入,直至在保护气体环境和环形空间之间形成压力平衡。气体容器90和钻孔机80在生成第一开口o1后与接收器管分离。

在根据本发明方法的第二步骤中,连接到真空系统30、吸气泵50和氮引入管道的处理室101通过紧固系统20布置在壁5或罩管2上的第一开口o1的上方,并如上所述地通过紧固系统20来固定在适当位置。在从根据本发明方法的步骤1到步骤2的过渡中,位于环形空间中的保护气体保护吸气剂9免于与空气接触。

在第三处理步骤中,通过第一开口并借助于真空泵30和/或吸气泵50对接收器管进行抽真空。在此,位于环形空间中的自由的氢气和在生成第一开口期间进入的保护气体被抽出。可以在对环形空间3抽真空之前就已经通过加热氢存储系统开始对氢存储系统进行热释放。

对环形空间3进行抽真空之后,在步骤3a中借助于处理室101向该环形空间填充保护气体,由此,保护气体环境优选相对于接收器管4外侧的环境压力具有轻微的过压。

在步骤3b中,处理室101与接收器管4分离,在此,位于接收器管4的环形空间3中的保护气体保护吸气剂9免于与空气接触。

在第4步骤中,优选使用额外的封闭材料,通过熔接、焊接或者粘接永久地以气密方式封闭第一开口o1。例如,由钯或者钯合金构成的成型件可以用作封闭件。但是也可以考虑使用其他的材料,例如纯铁或者铌。

在根据本发明方法的第5步骤中,在生成第二开口之前,将处理室101与真空系统30、激光系统40通过紧固系统20布置在接收器管4上,并且特别是布置在接收器管的壁5或罩管2上,并根据处理步骤2将处理室紧固。在此,处理室101并非必须布置在之前第一开口o1所在的位置上。

在将处理室101以气密方式放置在罩管2或者壁5上之后,接下来在第6处理步骤中,利用真空系统30的真空泵31经由连接件103对处理室的内部抽真空。此抽真空将持续至处理室101中的压力达到约10-3-10-2毫巴为止。

在第7步骤中,在处理室101已经抽真空之后,利用激光系统40生成穿过壁5或者罩管2的第二开口o2。为此,在激光源41中产生的激光束经由激光头43并通过激光窗口47沿着轴线l1被引导到处理腔室101中以及罩管2或者壁5的表面上。

在利用激光束已经对壁5或者罩管2钻孔之后,在第8步骤中,借助于真空泵吸系统30将位于环形空间3中的保护气体通过第二开口o2抽出,直至在环形空间3中达到所定义的压力。

在最后的第9步骤中,将第二开口o2再次封闭。为此,利用光学系统44和聚焦单元45来扩展激光束,直至其在焦点处的直径大于第二开口o2的直径,并且不再有使罩管2或者壁5的材料蒸发的能量密度,而是仅仅具有使其熔融的能量密度。为了封闭第二开口o2,被扩展的激光束沿着轴线l1照射在第二开口o2上。这使得第二开口o2的边缘软化并最终熔融。熔融的材料流入第二开口o2中并封闭该第二开口,从而使环形空间3和处理室101再次在空间上彼此隔开。最后,可以松开紧固系统20,从而使处理室101能够完全从接收器管4上移除。

附图标记列表

1吸热管

2罩管

3环形空间

4接收器管

5壁

6玻璃-金属过渡元件

7膨胀补偿元件

8连接元件

9吸气剂

10吸气剂板

20紧固系统

21夹持件

22封闭件

30真空泵

31真空软管

40激光系统

41激光源

42光导

43激光头

44光学系统

45聚焦单元

46法兰连接件

47激光窗口

48保护气体

50外部吸气泵

51吸气剂容器

60加热装置

61加热元件

62壳体

63绝缘体

70抛物面槽

80钻孔机

83钻头

90气体容器

91通孔

92膨胀波纹管

93法兰连接件

94连接元件

95减压阀

96气体入口

97气体管道

101处理室

102/102′密封环

103连接件

104通孔

105连接管

106柔性的软管元件

110传感器

120凸缘

121阀

210支撑系统

211支撑基座

212支撑臂

p1抛物面轴线

l1轴线

o1第一开口

o2第二开口

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