专利名称：碟式太阳能盘管式真空集热器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种碟式太阳能聚焦集热器及其制作方法，属太阳能集热设施技术领 域。
背景技术：
目前，碟式太阳能应用处于起步阶段，根据用途和聚焦点温度的高低，集热器结构 各不相同，其目的是将反射镜聚焦的光能最大限度的转换成热能，因此，集热器必须具备保 温结构、光热转换涂层、热量交换装置等基本结构，每一种结构的优劣，直接决定了集热器 转换率的高低。
发明内容
本发明的碟式太阳能盘管式真空集热器的核心技术是采用了与玻璃外壳材质热 胀率相近的金属材料加工成法兰，并在法兰上加工数圈园孔，利用园孔将玻璃外壳和外壳 同质的附件热熔铆合，以利于提高玻璃外壳与合金法兰在高温差环境里运行的可靠性。根据目前已有的金属材料因瓦合金与含钛石英玻璃的热胀率近似，可利用因瓦 合金加工成法兰，含钛石英玻璃加工成上玻璃外壳和附件，再热熔铆合成一体；可伐合金与 高硼硅玻璃也有相近似的热胀率，可利用可伐合金加工成法兰、高硼硅玻璃加工成玻璃外 壳和附件，再热熔铆合成一体。在光热转换核心部件技术上，本发明采用了波纹盘结构，在不锈钢冲压的波纹盘 表面电镀选择吸收性薄膜，利用波纹盘吸收金属热膨胀的结构原理来克服热交换器内高温 介质受热后的膨胀；波纹盘与合金法兰用氩弧焊焊接密封后，将玻璃外壳与波纹盘之间抽 成真空，以杜绝吸收的热量流失。另一方面，本发明在波纹盘后焊接不锈钢加工的热量交换器，在热量交换器里注 入熔化后的高温介质(铝或铅等低熔点金属)在高温介质里安装有弹簧状盘管做热交换流 道，用于将高温介质的热量转换出来。
附图1是本发明的碟式太阳能盘管式真空集热器剖面图附图2是本发明的合金法兰结构示意图
具体实施例方式如附图所示1、抽气玻璃细管(抽制真空结束后，热熔消脐)2、不锈钢外壳3、矿棉保温层4、合 金法兰5、热介质入口 6、支架联接点7、固定螺丝8、热介质出口 9、高温介质注入口 10、盖子 11、不锈钢热交换器外壳12、不锈钢盘管13、高温介质14、镀膜不锈钢波纹盘15、玻璃外壳实施方式一(附图1)
1、合金法兰(4)的加工将因瓦合金片材(厚度0. 5-1. 6mm)加工成如附图2所示 图样，消除内应力、退火、表面喷砂、清洗风干。2、镀膜不锈钢环形波纹盘(14)的加工不锈钢板(材质为SUS304、321、316L，厚 度0. 5-1. 0ΜΜ)冲压成如附图1所示(14)的图样消除内应力、退火；(波高2. 0_20mm，波宽 2. 0-20mm)电镀选择吸收膜，如黑钛、黑铬、黑钴、三氧化二铝等。3、玻璃外壳(15)的加工玻璃外壳的成型将含钛石英玻璃(厚度3-15mm)加热软化后，放入预先加工好 的钢模内压制成如附图1(1)所示型状，用金刚砂轮切除多余边缘；也可采用吸模方式将 软化后的玻璃四周压紧后，在凹模内抽气。玻璃外壳附件的成型将含钛玻璃裁切成长条，加热至软熔状态后放入预先加工 好的钢模内做成一圈状。因瓦合金的熔接将加工好的因瓦合金法兰(4)放入玻璃外壳(15)后，再放入玻 璃外壳附件，用焰火加热熔接处，待玻璃外壳边缘与附件都软熔状态后，整体移入玻璃外壳 成型的钢模内，用焰火继续加热附件，使附件熔接在合金法兰与玻璃外壳上。抽气玻璃细管(1)的熔接在熔接好合金法兰的玻璃外壳(15)中心用高温焰火加 热熔化一小孔后，趁热熔接一同质玻璃细管，用于抽真空时使用。4、不锈钢(弹簧状)盘管(12)的加工不锈钢管的材质一般采用SUS304、321、 316L，按碟式太阳能反射镜的面积大小设计盘管的管径大小，按盘管承压大小设计盘管的 管壁厚度，按集热器大小设计盘管大小及圈数；在卷管机上按要求加工成如附图1(12)所 示型状，并在两端焊接内丝接头。5、不锈钢保温外壳(2)的加工采用不锈钢材料制作外型，并用矿棉保温材料填 充内腔；矿棉保温层(3)的制作石棉与海泡石粉碎按比列混合后再加入珍珠岩粉、碳酸 钠、水、等混合均勻，自然发泡，再经高温风干；最后焊接成一体，再在上面焊接支架联接点 (6)。6、热交换器的加工将加工好的不锈钢盘管(12)按附图1所示焊接在不锈钢热交 换器外壳(11)上；并将固定螺丝(7)焊接在外壳上。7、焊接与组装将玻璃外壳(15)上的熔接的因瓦合金法兰(4)与镀膜不锈钢波纹 盘(14)、不锈钢热交换器外壳(11)封焊一体。8、高温热介质的注入与封口 将铝、铅、锑、铋、合金等低熔点金属，按集热器运行 环境要求，任选一种，加热熔化后，过滤后，经高温介质注入口(9)注入热交换器内，灌满后 盖上盖子(10)。9、抽真空与玻璃熔封将玻璃外壳抽成真空后，将玻璃外壳(15)上的抽气玻璃细 管(1)加热熔后消除。11、内胆整体回火，消除内应力将加工成型的集热内胆整体放入烤箱内加热到 1100摄氏度左右，回火消除内应力。10、总装将回火后的内胆放入不锈钢保温外壳(2)内，在固定螺丝(7)上戴上螺帽。实施方式二 方法同上，只需将外管及附件的材质换成高硼硅玻璃，将因瓦合金加工的法兰改为可伐合金加工成法兰，回火温度相应降低，其它材料的材质工艺不变.
权利要求
本发明的碟式太阳能盘管式真空集热器的核心技术是采用了与玻璃外壳材质热胀率相近的金属材料加工成法兰，并在法兰上加工数圈园孔，利用园孔将玻璃外壳和外壳同质的附件热熔铆合，以利于提高玻璃外壳与合金法兰在高温差环境里运行的可靠性，根据目前已有的金属材料因瓦合金与含钛石英玻璃的热胀率近似，可利用因瓦合金加工成法兰，含钛石英玻璃加工成上玻璃外壳和附件，再热熔铆合成一体；可伐合金与高硼硅玻璃也有相近似的热胀率，可利用可伐合金加工成法兰、高硼硅玻璃加工成玻璃外壳和附件，再热熔铆合成一体。
2.在光热转换核心部件技术上，本发明采用的波纹盘有以下结构特征在不锈钢冲压 的波纹盘表面电镀选择吸收性薄膜，利用波纹盘吸收金属热膨胀的结构原理来克服热交换 器内物质受热后的膨胀；波纹盘与合金法兰用氩弧焊焊接密封后，将玻璃外壳与波纹盘之 间抽成真空，以避免集收的热能流失。
3.根据权利要求1、2所述结构，本发明在波纹盘后焊接不锈钢加工的热量交换器加工 技术有以下特征在热量交换器里装入熔化后的高温介质(铝或铅等低熔点金属)在高温 介质里安装有弹簧状盘管做热交换流道，用于将高温介质的热量转换出来。
4.根据权利要求1所述的合金法兰(4)的加工有如下特征将因瓦合金片材(厚度 0. 5-1. 6mm)加工成如附图2所示图样，消除内应力、退火、表面喷砂、清洗风干。
5.根据权利要求2所述结构，本发明在镀膜不锈钢环形波纹盘(14)的加工技术有以下 特征不锈钢板(材质为SUS304、321、316L，厚度0.5-1. 0MM)冲压成如附图1所示(14)的 图样消除内应力、退火；(波高2. 0-20mm,波宽2. 0-20mm)电镀选择吸收膜，如黑钛、黑 铬、黑钴、三氧化二铝等。
6.根据权利要求1、2所述的结构，在玻璃外壳(15)的加工技术上本发明有以下特征 将含钛石英玻璃(厚度3-15mm)加热软化后，放入预先加工好的钢模内压制成如附图1 (1) 所示型状，用金刚砂轮切除多余边缘；也可采用吸模方式将软化后的玻璃四周压紧后，在 凹模内抽气；将含钛玻璃裁切成长条，加热至软熔状态后放入预先加工好的钢模内做成一 圈状。
7.根据权利要求1、6所述的结构，在合金法兰与玻璃外壳的熔接加工技术有以下特 征将加工好的因瓦合金法兰(4)放入玻璃外壳(15)后，再放入玻璃外壳附件，用焰火加热 熔接处，待玻璃外壳边缘与附件都软熔状态后，整体移入玻璃外壳成型的钢模内，用焊火继 续加热附件，使附件熔接在合金法兰与玻璃外壳上；抽气玻璃细管(1)的熔接在熔接好合 金法兰的玻璃外壳(15)中心用高温焰火加热熔化一小孔后，趁热熔接一同质玻璃细管，用 于抽真空时使用，在玻璃外壳抽成真空后，将玻璃外壳(15)上的抽气玻璃细管(1)熔封消 脐。
8.根据权利要求3所述的结构，在不锈钢(弹簧状)盘管(12)的加工技术上本发明有 以下特征不锈钢管的材质一般采用SUS304、321、316L，按碟式太阳能反射镜的面积大小 设计盘管的管径大小，按盘管承压大小设计盘管的管壁厚度，按集热器大小设计盘管大小 及圈数；在卷管机上按要求加工成如附图1(12)所示型状，并在两端焊接内丝接头。
9.根据权利要求1、2、3所述的结构，在不锈钢保温外壳(2)的加工技术上有以下特 征采用不锈钢材料制作外型，并用矿棉保温材料填充内腔；矿棉保温层(3)的制作石棉 与海泡石粉碎按比列混合后再加入珍珠岩粉、碳酸钠、水、等混合均勻，自然发泡，再经高温风干，最后焊接成一体，再在上面焊接支架联接点(6)。
10.根据权利要求1、2、3所述的结构，在热交换器加工技术上，本发明有以下特征将 铝、铅、锑、铋、合金等低熔点金属，按集热器运行环境要求，任选一种，加热熔化后，过滤后， 经高温介质注入口(9)注入热交换器内，灌满后盖上盖子(10)。
全文摘要
本发明涉及一种碟式太阳能聚焦集热器及其制作方法，属太阳能集热设施技术领域；本发明的碟式太阳能盘管式真空集热器的核心技术采用了与玻璃外壳材质热胀率相近的金属材料加工成法兰，并在法兰上加工数圈园孔，利用园孔将玻璃外壳和外壳同质的附件热熔铆合；本发明采用不锈钢冲压的波纹盘表面电镀选择吸收性薄膜；波纹盘与合金法兰用氩弧焊焊接密封后，将玻璃外壳与波纹盘之间抽成真空，以杜绝集收的热能流失；本发明在波纹盘后焊接不锈钢加工的热量交换器，在热量交换器里装入熔化后的高温介质(铝或铅等低熔点金属)在高温介质里安装有弹簧状盘管做热交换流道，用于将高温介质的热量转换出来。
文档编号F24J2/46GK101832664SQ20101016235
公开日2010年9月15日 申请日期2010年5月5日 优先权日2010年5月5日
发明者刘盛里 申请人:刘盛里