專利名稱：一種太陽(yáng)能集熱翅片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于太陽(yáng)能光熱轉(zhuǎn)換技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種太陽(yáng)能集熱翅片。背景技術(shù)：
太陽(yáng)能集熱翅片是平板型太陽(yáng)能集熱器和管狀集熱器進(jìn)行光熱轉(zhuǎn)換的核心部件，作用是將太陽(yáng)光譜的能量轉(zhuǎn)換成熱能并傳遞給工作介質(zhì)。目前太陽(yáng)能集熱器翅片結(jié)構(gòu)形式有超聲波焊接、激光焊接、壓合，其中超聲波焊接形成焊縫是一條大約3mm寬的結(jié)合帶，且吸熱體材料和介質(zhì)管材料沒(méi)有達(dá)到熔融狀態(tài)，靠 所述的結(jié)合帶來(lái)傳遞熱量；激光焊接是板狀吸熱體材料和圓形介質(zhì)管相切形成一條接觸直線，接觸寬度很小，介質(zhì)管兩側(cè)間隔大約3mm形成直徑為Imm的焊點(diǎn)，焊點(diǎn)為熔融狀態(tài)，靠接觸直線和焊點(diǎn)來(lái)傳遞熱量；壓合是將復(fù)合到一起的吸熱體材料，一般為鋁質(zhì)，吹漲出一個(gè)孔，將介質(zhì)管插入吹漲孔，用機(jī)械的方法給吸熱體材料一個(gè)壓力，靠吸熱體材料的塑性變形包覆住介質(zhì)管，靠二者的接觸來(lái)傳熱。超聲波焊接和激光焊接因?yàn)槲鼰狍w材料和介質(zhì)管接觸面積有限，限制了熱量傳輸，另外兩種焊接都對(duì)介質(zhì)管材料有焊接破壞對(duì)承壓能力有一定的影響。壓合雖然接觸面積有所增大，但是壓合前吸熱體材料的周長(zhǎng)大于介質(zhì)管的周長(zhǎng)，壓合過(guò)程中就會(huì)產(chǎn)生吸熱體材料冗余形成接觸空隙，只有壓合接觸點(diǎn)的部位形成吸熱體材料和介質(zhì)管的接觸，不是圓周360度接觸；且靠鋁吸熱體材料塑性變形來(lái)壓緊接觸，結(jié)合強(qiáng)度不緊密，傳熱熱阻大，傳熱效果不好。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種集熱效率高、傳熱性能優(yōu)異的太陽(yáng)能集熱翅片。本實(shí)用新型是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種太陽(yáng)能集熱翅片，包括內(nèi)部設(shè)置介質(zhì)管的吸熱體，其特征在于所述吸熱體為鋁或鋁合金材料，介質(zhì)管為紫銅材料，吸熱體外表面通過(guò)靶電源濺射沉積有高耐候選擇性吸收涂層，吸收涂層由內(nèi)向外依次為過(guò)渡層、紅外反射層、過(guò)渡層、金屬陶瓷層和保護(hù)層。所述過(guò)渡層為金屬Al、Si、Ti、Ni、Cr、Sn、不銹鋼以及合金與N或0形成的化合物。所述紅外反射層由為金屬Al、Cu、Ag、Ni、Mo、W、Cr、不銹鋼以及合金組成。所述金屬陶瓷層由金屬Al、Si、Ti、Ni、Cr、Sn、不銹鋼以及合金與N或0形成化合物和金屬Al、Si、Ti、Mo、Ni、W、Cr、Sn、不銹鋼以及合金摻雜而成。所述保護(hù)層為金屬Al、Si、Ti、Ni、Cr、Sn、不銹鋼以及合金與N或0形成的化合物。本實(shí)用新型所述的太陽(yáng)能集熱翅片的制造方法，主要包括如下步驟(I)用擠壓工藝制造鋁吸熱體，預(yù)留穿介質(zhì)管的孔，預(yù)留孔徑大于介質(zhì)管管徑0. I Imm ；(2)將銅介質(zhì)管傳入吸熱體的預(yù)留孔；(3)固定吸熱體和介質(zhì)管的軸向自由度；(4)給介質(zhì)管內(nèi)壁均勻施加作用力，使介質(zhì)管從內(nèi)向外均勻增大直徑；[0020] ( 5 )去除介質(zhì)管兩端的毛刺，對(duì)吸熱體表面進(jìn)行預(yù)處理，將其放入真空室內(nèi)獲得真空; (6)啟動(dòng)靶電源，用直流或中頻反應(yīng)磁控濺射方法沉積金屬Al、Si、Ti、Ni、Cr、Sn、不銹鋼以及合金與N或0形成化合物的過(guò)渡層，厚度為l(Tl50nm ；(7)接著沉積金屬Al、Cu、Ag、Ni、Mo、W、Cr、不銹鋼以及合金組成的紅外反射層,厚度為30 500nm ；(8)沉積金屬Al、Si、Ti、Ni、Cr、Sn、不銹鋼以及合金與N或0形成化合物的過(guò)渡層，厚度為10 150nm; (9)沉積金屬Al、Si、Ti、Ni、Cr、Sn、不銹鋼以及合金與N或0形成化合物和金屬Al、Si、Ti、Mo、Ni、W、Cr、Sn、不銹鋼以及合金摻雜成的金屬陶瓷層，厚度為5(T500nm ；(10)沉積金屬Al、Si、Ti、Ni、Cr、Sn、不銹鋼以及合金與N或0形成化合物的保護(hù)層，厚度為4(T200nm。步驟(4)中，施加于介質(zhì)管內(nèi)壁的作用力的動(dòng)力為氣壓、液壓、爆炸或機(jī)械驅(qū)動(dòng)。本實(shí)用新型制成的太陽(yáng)能集熱翅片，實(shí)現(xiàn)吸熱體材料和介質(zhì)管圓周360度接觸，傳熱效率高，加工成平板型太陽(yáng)能集熱器和同等吸熱面積激光焊接的平板型太陽(yáng)能集熱器對(duì)比日溫升高10% ;承壓能力強(qiáng)，對(duì)翅片進(jìn)行破壞性承壓試驗(yàn)，破壞壓力為8Mpa。本實(shí)用新型具有優(yōu)異的太陽(yáng)光譜選擇性吸收光學(xué)性能，還具有優(yōu)異的耐候性能，工作在高溫高濕的環(huán)境下依然有好的光學(xué)性能，也可以工作在密閉真空環(huán)境或者更優(yōu)越的環(huán)境，其使用壽命更加優(yōu)越；集熱效率高，采用基于鋁材的高耐候選擇性吸收涂層可以獲得優(yōu)異的光學(xué)性能和耐候性能。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理，集熱效率高，傳熱性能優(yōu)異，承壓能力強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)，耐候性能好，適于廣泛推廣應(yīng)用。以下結(jié)合附圖
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，I吸收涂層，2吸熱體，3介質(zhì)腔，4介質(zhì)管。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例本實(shí)用新型包括內(nèi)部設(shè)置介質(zhì)管4的吸熱體2，所述吸熱體2為鋁或鋁合金材料，介質(zhì)管4為紫銅材料，吸熱體2外表面通過(guò)靶電源濺射沉積有高耐候選擇性吸收涂層1，吸收涂層I由內(nèi)向外依次為過(guò)渡層、紅外反射層、過(guò)渡層、金屬陶瓷層和保護(hù)層。其制造方法為(I)用擠壓工藝制造鋁吸熱體材料2，預(yù)留穿介質(zhì)管4的孔，預(yù)留孔徑要大于介質(zhì)管4管徑0. lmnTlmm，即保持吸熱體材料2內(nèi)壁和介質(zhì)管4外壁保持0. 05mnT0. 5mm的間隙；(2)將銅介質(zhì)管4穿入吸熱體材料2預(yù)留孔；(3)固定吸熱體材料2和介質(zhì)管4的軸向自由度；(4)給介質(zhì)管4內(nèi)壁均勻地施加一個(gè)作用力，使介質(zhì)管4從內(nèi)向外均勻增大直徑，施加于介質(zhì)管4內(nèi)壁的作用力動(dòng)力可以用氣壓、液壓、爆炸或者機(jī)械的方法；(5)去除介質(zhì)管4兩端的毛刺；[0043](6)對(duì)吸熱體2表面進(jìn)行預(yù)處理，將其放入真空室內(nèi)獲得真空；(7)啟動(dòng)靶電源，用直流或中頻反應(yīng)磁控濺射方法沉積金屬Al、Si、Ti、Ni、Cr、Sn、不銹鋼以及合金與N或0形成化合物的過(guò)渡層，厚度為l(Tl50nm ；(8)接著沉積金屬Al、Cu、Ag、Ni、Mo、W、Cr、不銹鋼以及合金組成的紅外反射層,厚度為30 500nm ；(9)沉積金屬Al、Si、Ti、Ni、Cr、Sn、不銹鋼以及合金與N或0形成化合物的過(guò)渡層，厚度為10 150nm;(10)沉積金屬Al、Si、Ti、Ni、Cr、Sn、不銹鋼以及合金與N或0形成化合物和金屬Al、Si、Ti、Mo、Ni、W、Cr、Sn、不銹鋼以及合金摻雜成的金屬陶瓷層，厚度為5(T500nm ；(11)沉積金屬Al、Si、Ti、Ni、Cr、Sn、不銹鋼以及合金與N或0形成化合物的保護(hù)層，厚度為4(T200nm。使用時(shí)，在介質(zhì)腔3內(nèi)通入水，吸熱體2上的吸收涂層I吸收太陽(yáng)光，將其轉(zhuǎn)化為熱能，通過(guò)吸熱體傳遞給介質(zhì)管4，對(duì)介質(zhì)腔3內(nèi)的水加熱，實(shí)現(xiàn)利用太陽(yáng)能的目的。
權(quán)利要求1.一種太陽(yáng)能集熱翅片，包括內(nèi)部設(shè)置介質(zhì)管(4)的吸熱體(2)，其特征在于所述吸熱體(2)為鋁或鋁合金材料，介質(zhì)管(4)為紫銅材料，吸熱體(2)外表面通過(guò)靶電源濺射沉積有高耐候選擇性吸收涂層(1)，吸收涂層(I)由內(nèi)向外依次為過(guò)渡層、紅外反射層、過(guò)渡層、金屬陶瓷層和保護(hù)層。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽(yáng)能集熱翅片，其特征在于所述過(guò)渡層為金屬Al、Si、Ti、Ni、Cr、Sn、不銹鋼以及合金與N或O形成的化合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽(yáng)能集熱翅片，其特征在于所述保護(hù)層為金屬Al、Si、Ti、Ni、Cr、Sn、不銹鋼以及合金與N或O形成的化合物。
專利摘要本實(shí)用新型屬于太陽(yáng)能光熱轉(zhuǎn)換技術(shù)領(lǐng)域，特別公開(kāi)了一種太陽(yáng)能集熱翅片。該太陽(yáng)能集熱翅片，包括內(nèi)部設(shè)置介質(zhì)管的吸熱體，其特征在于所述吸熱體為鋁或鋁合金材料，介質(zhì)管為紫銅材料，吸熱體外表面通過(guò)靶電源濺射沉積有高耐候選擇性吸收涂層，吸收涂層由內(nèi)向外依次為過(guò)渡層、紅外反射層、過(guò)渡層、金屬陶瓷層和保護(hù)層。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理，集熱效率高，傳熱性能優(yōu)異，承壓能力強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)，耐候性能好，適于廣泛推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)F24J2/00GK202547113SQ20122010190
公開(kāi)日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月19日
發(fā)明者馮麗, 蔡勇志, 韓榮濤, 馬麗萍, 馬斌 申請(qǐng)人:德州金亨新能源有限公司