[發明專利]銅鋁復合涂層蒸汽驅動式太陽真空集熱管

無效

• 申請號: 200910264025.1
• 申請日: 2009-12-29
• 公開（公告）號: CN102109236A
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發明（設計）人: 張佩鳳
• 申請（專利權）人: 張佩鳳
• 主分類號: F24J2/48
• 分類號: F24J2/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發明專利屬于太陽能供暖設備類，尤其涉及到太陽能真空集熱管及其制備的太陽能熱水器類。

背景技術

太陽能取之不盡，用之不完，是安全無污染的環保型清潔能源，隨著人們生活水平的不斷提高和對環保意識的不斷增強，太陽能熱利用產品必將得到普及化的高速發展。人們為了滿足對熱水的需求，已經制造出了各種各樣的太陽能熱水設備，如家用悶曬式太陽能熱水器、平板式熱水器和真空管式熱水器，其中太陽能真空管式熱水器的性能好，轉換效率高，保溫性強，易安裝，因此得到人們的喜愛，目前已在中國得到廣泛的應用。真空管式太陽能熱水器的主要技術包括三大方面：真空管的集熱技術、熱交換技術和保溫技術。而真空管式太陽能熱水器最核心的技術就是真空管的集熱技術、導熱技術和保溫技術，它是太陽能熱水器產熱的核心部件。目前市場上使用的真空集熱管有兩種：一種是普通鋁氮鋁選擇性吸收涂層真空管，其內管的外壁由內向外依次磁控濺射的涂層為：純鋁膜層(反射層)、鋁+氮+鋁膜層(吸收層)、漸變鋁+氮+鋁膜層(減反層)；另外一種是普通的三靶管，其內管的外壁由內向外依次磁控濺射的涂層為：鋁+氮+鋁復合膜層(起靶)、純銅膜層、不銹鋼膜層(反射層)、鋁+氮+不銹鋼復合膜層(吸收層)、鋁+氮+鋁膜層(減反層)。目前這兩種太陽能真空集熱管的選擇性吸收涂層的反射層全部為鋁+氮+鋁膜層，均片面的追求了減反作用，沒有能綜合平衡減反和吸收與傳導的平衡關系，所以使用效果不夠理想。

發明內容

為了解決太陽能真空管集熱管選擇性吸收涂層減反層只追求減反作用，而沒有能綜合平衡減反和吸收與傳導的平衡關系，使用效果不夠理想的問題。本發明專利創造性地將鋁+氮+銅的復合氮化膜層作為選擇性吸收涂層的減反層，在保持了原有漸變涂層氮化鋁具備良好的減反作用的基礎上，在膜層上復合進了銅分子顆粒，利用銅具備良好的導熱性能，將太陽光的輻照能量快速傳導給吸收層，有效提高吸收層的吸熱效率，創造性的做到了吸熱和減反的有機兼顧，大大提高了真空集熱管的綜合性能。同時使用鋁+氮+銅的復合氮化膜層做選擇性吸收涂層作為減反層的真空管集熱效率更高，致使真空管的溫升速度加快，從而讓真空管內管的吸熱表面快速形成高溫，高溫的內管壁與水接觸后，易在內管的內壁上形成蒸汽泡，為水的溫差循環提供了有續的動力，加速了熱交換，適應了真空管低水溫拉動的特性，提高了吸熱的效率。

本發明專利解決其技術問題所采用的技術方案是：本發明專利的結構為高硼硅玻璃內管、高硼硅玻璃外管、不銹鋼內管固定支撐架、三靶多組合復合型選擇性吸收涂層、消氣劑和真空腔組成。其特征為新型復合型選擇性吸收涂層，其涂結構為(由內向外)：鋁+氮+鋁復合膜層(起靶)、純銅膜層+不銹鋼膜層(反射層)、鋁+氮+不銹鋼復合膜層(吸收層)、鋁+氮+銅膜層(減反層)，尤其是減反層創造性的使用了鋁+氮+銅復合膜層。

本發明專利的效果是：解決了片面追求減反的作用，致使太陽輻射能量的吸收和熱傳導作用削弱的問題。創造性的做到了吸熱和減反的有機兼顧，大大提高了真空集熱管的綜合性能。

本發明專利在不改變現有生產設備的基礎上，進行工藝調整即可達到，成本上升幅度很小，易于組織生產和大面積推廣，前景十分看好。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明專利進一步說明。

圖1是本發明專利的結構示意圖。

圖2是本發明專利的涂層示意圖。

圖3是本發明專利的蒸汽泡驅動熱交換示意圖。

具體的實現方法：

一、圖1中：1是銅鋁復合型選擇性吸收涂層，2是內外管固定支撐架，3是消氣劑，4是玻璃內管，5是玻璃外管，6是真空腔。

1、下料：根據所需要的規格切取相應長度的內玻璃管(4)和外玻璃管(5)。并用純凈離子水對內外管進行清洗烘干。

2、封口：分別對內管(4)和外管(5)的左端進行拉圓封口。形成真空管內外管各自封閉斷，內管(4)內便于盛水，外管(5)便于形成真空腔(6)。

3、清洗：對內管(4)外管(5)使用等離子純凈水進行清洗烘干。祛除表面不潔物，增加涂層的吸附力。

4、外管(5)接排氣管：在外管左端(即真空管底部)燒結排氣嘴，為形成真空腔(6)抽真空做準備。

5、內管鍍膜(關鍵工序)：利用三靶(銅、鋁、不銹鋼)機進行鍍膜，形成銅鋁復合型選擇性吸收涂層(1)，實現的方式見圖二的說明：

6、套管：將內管(4)的底部套上帶有消氣劑(3)的支撐架(2)，插入外管(5)內。形成內外套裝管。

7、內外管封口：將內管(4)和外管(5)的右端進行同心封接。