[发明专利]太阳能高温集热管罩玻璃管增透涂层的生产方法及生产线

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能高温集热管罩玻璃管增透涂层的生产方法及生产线，属于高温太阳能集热管制造技术领域。

背景技术

规范和教科书上对太阳能集热器进行了统一分类，如我国化学工业出版社于2006年出版的《太阳能实用技术丛书》，均规定按照集热器的工作温度不同可分为100℃以下的低温集热器、100~200℃的中温集热器和200℃以上的高温集热器，本申请属于太阳能高温应用领域，也就是工作温度在200℃以上的太阳能应用领域。目前国际上高温太阳能集热管市场占有率最大的肖特、索来尔两公司罩玻璃管的太阳透射比均在96%以上。而我国罩玻璃管太阳透射比最高在91.5%，与国外先进水平相差至少4个百分点，与太阳能热利用先进技术还有不小的差距，但由于技术封锁，国内目前还不能获得相关技术，为因应新能源社会的提出，需对罩玻璃管表面进行处理以提升其透过率。

太阳能高温集热管作为高温应用的核心部件，其结构是包括不锈钢内管（统称内管）、同轴套装该内管的外玻璃管（统称罩玻璃管、通常简称罩管）。内管、罩管与不锈钢封接环、波纹管、端盖互相封接，而形成真空室。其中对罩玻璃管的基本要求是透过能量较高的波长在0.2~3.0μm之间的太阳辐射，同时对波长3.0μm以上的热辐射透过率越低越好，以构成温室效应。

目前国内罩玻璃管表面处理常用的方法有溶胶-凝胶法、等离子喷涂法、磁控溅射法等，这些方法各具有优缺点。不过现有溶胶-凝胶生产线自动化程度低，且只适用于平板玻璃；而等离子喷涂方法膜层附着力低，不能长久耐污染、耐摩擦、耐老化；对于磁控溅射法，其原理及设备无法满足φ125×L3980mm等较大规格圆管产品的镀制。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种产品质量稳定且所镀制涂层太阳透射比高的太阳能高温集热管罩玻璃管增透涂层的生产方法，同时，本发明还提供了一种专用于该生产方法的生产线。

为了实现本发明的发明目的，所采用的技术方案的一个方面为：

一种太阳能高温集热管罩玻璃管增透涂层的生产方法，其包括以下步骤：

溶胶液配制：a.以无水乙醇为溶剂，将配制好的正硅酸乙酯溶解，并搅拌25~35分钟，形成溶液A；

b.将配制好的无水乙醇、盐酸和去离子水混合，搅拌25~35分钟，形成溶液B；

c.将所述溶液A和溶液B混合，搅拌110~130分钟，形成溶胶液C，且该溶胶液C各组分的体积比为正硅酸乙酯：无水乙醇：去离子水：盐酸=1:(2~5):(0.2~1):(0.02~0.15)；

陈化：将所述溶胶液陈化不少于2天待用；

清洗干燥：将罩玻璃管清洗干净，并在115℃~125℃的条件下干燥25~35分钟；

镀膜：在温度为30±2℃，湿度为60~75RH%的条件下在配制陈化好的所述溶胶液C中镀膜，镀制时间28~32分钟，且控制罩玻璃管需匀速进入溶胶液并匀速拉出溶胶液；

干燥：在温度为30±2℃，湿度为60~75RH%的条件下将镀膜后的罩玻璃管干燥50~70分钟；

烧结：将干燥后的罩玻璃管放入烧结装置，匀速升温至440~460℃，保温25~35分钟；

冷却：自然冷却。

依据本发明较佳的实施例，所述镀膜步骤中罩玻璃管竖直匀速下降速度为500mm/min，下降到位后静置，拉出溶胶液时的选择速度在80-300mm/min，以控制罩玻璃管获得合适的膜层厚度，且满足较高的生产效率。

优选地，所述清洗干燥步骤中的干燥时间、干燥步骤的干燥时间以及烧结步骤的保温时间选定固定时间时，需控制时间偏差小于0.5分钟，以保证同批次或者量产罩玻璃管产品的一致性。

进一步地，所述镀膜步骤的镀制时间为30分钟，一旦选定，需严格控制，且控制偏差应小于0.1分钟，在于形成均匀且一致性的膜层。

关于所述无水酒精、正硅酸乙酯、盐酸和去离子水均为分析纯，能够获得质量较高的溶胶液。

依据本发明的另一个方面，则是用于上述方法的一种太阳能高温集热管罩玻璃管增透涂层的生产线，包括：

轨道，具有一个装卸工位；

自行小车，运行于所述轨道上，配有驱动该自行小车的伺服电机，并设有罩玻璃管夹具，以携带罩玻璃管沿所述轨道运行；

溶胶池、干燥装置、烧结炉，与作为初始位置的装卸工位一起沿所述轨道依次布置，且都配有控温装置；

升降装置，设置在所述自行小车上或者设置在所述溶胶池位置，且含有闭环控制装置，以驱动罩玻璃管匀速的下降或者上升；以及