(57)【要約】本発明は、二重壁ガラス管２０６を真空気密に閉じる方法およびデバイス２００、３００、４００、特に太陽熱集熱器を生産するための製造方法に関する。保持要素が固定されて、発熱導体２０２、２０４、３０１、３０２、４０１、４０２が配置される、提供される真空チャンバによって、二重壁ガラス管２０６の電子導電的加熱および続く変形は、達成されることができる。金属補助要素または半田のような追加材料は必要ない。真空チャンバの単純な取付けは可能であり、発熱導体の電流源のための最小必要な真空フィードスルーが必要である。二重壁ガラス管２０６に対する直接熱伝達およびそれに応じて速いプロセス制御は、単純な手段を用いて真空下で熱的太陽熱集熱器の二重壁ガラス管２０６を確実に閉じることを可能にする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側ガラス管および外側ガラス管を有する二重壁ガラス管の真空気密シーリングのための方法であって、
内部が所望の負圧の真空チャンバの内部に前記二重壁ガラス管を提供するステップ（Ｓ１）、
少なくとも１つの発熱導体によって、前記二重壁ガラス管の第１の端部において前記外側および／または内側ガラス管を電子導電的に加熱するステップ（Ｓ２）、および、
前記外側ガラス管および前記内側ガラス管が互いに接触して、前記二重壁ガラス管の前記第１の端部が結果として気密にシールされるように、前記電子導電的に加熱されたガラス管を前記第１の端部において変形させるステップ（Ｓ３）、
を含む、方法。
【請求項２】
前記電子導電的に加熱するステップおよび前記変形させるステップは、前記真空チャンバ内の少なくとも１つの発熱導体を通して実施される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
それによって前記第１の端部における前記二重壁ガラス管の前記変形が生じる、前記二重壁ガラス管と前記発熱導体との間の相対的運動を作り出すステップ、をさらに含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記方法において、少なくとも２つの発熱導体が用いられ、
前記方法は、
第１の発熱導体によって前記外側ガラス管を少なくとも部分的にカバーするステップ、
第２の発熱導体によって前記外側ガラス管を少なくとも部分的にカバーするステップ、および、
前記電子導電的に加熱されたガラス管を変形させて、気密シールするために、両発熱導体を前記二重壁ガラス管の縦軸に対して垂直に変位させるステップ、
をさらに含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記発熱導体は、セラミックで、特にシリコンが浸透した炭化珪素（ＳｉＳｉＣ）でできている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記電子導電的に加熱するステップは、前記二重壁ガラス管の表面上への前記発熱導体の直接適用によって、そして前記真空チャンバの真空引きプロセス後に達成される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記内側ガラス管と前記外側ガラス管との間に配置されるボリュームを空にするステップ、をさらに含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記発熱導体に関連する前記電子導電的に加熱するステップの間、前記内側および外側ガラス管の回転運動を作り出すステップ、をさらに含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記ガラス管を変形させて、気密シールする前に、前記二重壁ガラス管の外側表面上への余分の層、特に反射防止コーティング、を蒸着するステップ、をさらに含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
内側ガラス管（３０５）および外側ガラス管（３０４）を有する二重壁ガラス管の真空気密シーリングのための装置（３００）であって、
内部に所望の負圧を提供するための真空チャンバ、
前記真空チャンバの内部に二重壁ガラス管を固定するための保持要素（３０１、３０２）、
前記二重壁ガラス管を電子導電的に加熱するための少なくとも１つの発熱導体（３０１、３０２）、
を備え、
前記装置は、二重壁ガラス管の第１の端部が気密にシール可能であるように、前記保持要素で固定されて、前記発熱導体によって電子導電的に加熱される、前記二重壁ガラス管を前記ガラス管の前記第１の端部で変形させるために設計される、
装置（３００）。
【請求項１１】
第１の発熱導体としての第１の部分的なシリンダーバレル、
第２の発熱導体としての第２の部分的なシリンダーバレル、をさらに備え、
両方の部分的なシリンダーバレルは、直接そして形が適合して接触するために、そして前記保持要素によって固定された二重壁ガラス管の外側ガラス管をカバーするために設計される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
第１の空気デバイス（３０３）、
第２の空気デバイス（３０９）、をさらに備え、
前記第１の空気デバイスは、前記第１の発熱導体を前記第２の発熱導体の方向において移動するために設計され、そして、
前記第２の空気デバイスは、前記第２の発熱導体を前記第１の発熱導体の方向において移動するために設計される、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記発熱導体は、前記電子導電的加熱の間、前記二重壁ガラス管の変形およびシールが達成される仕方で運動（３１１）を実施するために設計される、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
前記保持要素は、好ましくは第２の部分的なシリンダーバレルの形において、前記少なくとも１つの発熱導体によって提供される、請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二重壁ガラス管から成る太陽熱集熱器に関する。特に、本発明は、二重壁ガラス管を真空気密にシールするための方法、および二重壁ガラス管の真空気密シーリングのための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱の太陽熱集熱器については、最も効率的なシステムは、外側の反射防止層（例えばＭｇＦ２でできている）を有する二重壁ガラス管を配備することにある。次いで、加熱される液状媒体（水）は、内側管において直接加熱される。二重壁間の媒体は、断熱として役立つ。理想的な場合に、これは真空である。この手順において、一端で既に溶かされた二重壁ガラス管の、ＭｇＦ２蒸着（ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）プロセスの直後に真空下で真空チャンバ内部の最初に開放端である他端において、二重壁ガラス管を確実にシールすることが必要である。
【０００３】
既存の最高水準の技術によれば、真空下で二重壁ガラス管を溶かすための最後の方法ステップは、ガス炎（ガラス半田を用いたと同様にレーザーによる加熱）によって達成される。前述された方法については、例えば、炎の方法が、真空において取り扱うこと、特に燃焼残りからなる発生しそうな汚染に関して問題を含むことは、不利な点である。一般に、これはシールの課題に至る。真空受容側内部の集束が扱いにくく、かつコスト集約型であるという点で、レーザー法は不利である。さらに、ガラス半田は、外部的に加熱されることを必要とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特に太陽熱集熱器の製造および生産において、二重壁ガラス管を真空気密にシールするための改良された方法を提供することは、本発明の目的と考えられてよい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
例示的実施形態によれば、内側ガラス管および外側ガラス管を有する二重壁ガラス管の真空気密シーリングのための方法が提供される。方法は、内部が所望の負圧の真空チャンバの内部に二重壁ガラス管を提供するステップを含む。さらなるステップとして、少なくとも１つの発熱導体によって、二重壁ガラス管の第１の端部において外側および／または内側ガラス管を電子導電的に加熱するステップが提供される。第３のステップにおいて、外側ガラス管および内側ガラス管が互いに接触して、二重壁ガラス管の第１の端部が結果として気密にシールされるように、電子導電的に加熱されたガラス管は、二重壁ガラス管の第１の端部で変形（特に永久変形）される。
【０００６】
これについては、真空／負圧条件下で二重壁ガラス管を真空気密にシールするための方法が提供される。そしてそれは、扱いやすくて、いかなる汚染または燃焼残りも作り出さなくて、それぞれの構成要素の真空への供給に関する一般的なシーリング課題に関しても問題を含まない。本発明による電子導電的加熱は、レーザープロセスまたはこの種のための追加的材料（例えば半田）、金属的な補助要素を必要としない。それは真空受容側の（すなわち真空チャンバの）単純な据付けを許容する。そして、少なくとも１つの発熱導体の電源のための最小限の真空フィードスルーだけが必要とされる。二重壁ガラス管上への直接の熱伝達および速いプロセス制御は、許可される。
【０００７】
二重壁ガラス管の真空気密シーリングのためのこの方法は、特に、太陽熱集熱器の生産のための製造プロセスまたは製造プロセスの一部でもよい。
【０００８】
方法の例示的実施形態において、真空チャンバ内部で、内端ガラス管と外側ガラス管との間の隙間は、空にされる。少なくとも１つの発熱導体は、真空チャンバ内にも存在して、そこに据え付けられる。もちろん、２つまたはさらに多くの加熱導体または加熱モジュールが、それぞれ、これにおいておよび本発明の他の全ての例示的実施形態において使用されてよい。本発明のこの態様は、例示的実施形態の文脈においてさらに詳細に以下に説明される。真空チャンバ内に発熱導体を設けることは、二重壁ガラス管の表面上への発熱導体の直接適用を通じて両方のガラス管の加熱およびシーリングを許容する。これにより、発熱導体は、ガラス管の内側および／または外側の表面上へと適用されてよい。これは、ガラス管の表面上への直接の熱伝達を許容する。この電子導電的発熱導体によって表面に接触することは、真空引き（ｅｖａｃｕａｔｉｏｎ）プロセスの直後に達成されてよい。必要に応じて、二重壁ガラス管は同時に回転してよい。そうすると、均一な加熱が確実になる。これは例示的実施形態の一部である。そしてそれは、以下においてさらに詳細に説明される。
【０００９】
二重壁ガラス管の第１の端部の変形は、使用する発熱導体をシフトすることによって例示的に達成されてよい。しかしながら、それ以外の静的な、動かない発熱導体とともに二重壁ガラス管をシフトすることも、本発明の一部である。２つの発熱導体（例えば図２に示す２つの発熱導体半部）を使用する場合には、それぞれの発熱導体半部を垂直な位置において互いにシフトすることによって、変形は実施されてよい。所望の変形に到達した後に、発熱導体は二重壁ガラス管から除去されてよい。そうすると、冷却プロセスは確立されることができる。
【００１０】
２つの発熱導体が用いられる場合には、外側管および内側管を加熱するための両方の管の同時加熱が達成されるように、それらは配置されてよい。それの他に、さらなる例示的実施形態によれば、別々のチャンバ部分における蒸着吸収層（例えば反射防止膜）のためのさらなる可能性が与えられる。この方法は、一般に真空引き（ｅｖａｃｕａｔｉｏｎ）時間を減らして、そして結果的により経済的な生産プロセスを許容する。換言すれば、一端で既に溶かされた二重壁ガラス管は、本発明による方法によって、必要に応じて蒸着プロセスの後または直後に、負圧／真空下で確実にシールされる。前述された蒸着プロセスは、本発明のさらなる例示的実施形態にしたがって任意に追加される。
【００１１】
例えば、本発明による電子導電的加熱は、１つまたは複数のセラミック発熱導体、特にシリコンが浸透した炭化珪素（ＳｉＳｉＣ）発熱導体によって実現されてよい。特に、この種の発熱導体は、それらの輪郭がシールされるガラス管を形の適合する仕方で受け入れるやり方で設計されてよい。換言すれば、二重壁ガラス管は、１つまたは複数の発熱導体によってその円周内に部分的にまたは完全に包囲されてよく、そして、それぞれの接触面で二重壁ガラス管に熱伝達を提供してよい。
【００１２】
そうする際に、変形およびシーリングのプロセスは、単に約数秒間持続するだけでよい。しかしながら、より長い期間にわたって本発明による方法を実施することもできる。太陽熱集熱器の分野において用いられるガラス管用のガラスのための典型的な溶融温度は、２００〜５００℃の間の範囲である。発熱導体によるこの範囲への二重壁ガラス管の加熱は、このように本発明の一部である。二重壁ガラス管が発熱導体によってもたらされてよい好適な温度範囲は、３００℃〜３５０℃の間にある。しかしながら、他の材料（例えば石英ガラス）が使われることも可能である。そして、それによって、溶融温度は１０００℃まで上昇してよい。概して、１０−２ミリバールまたはそれよりも低い圧力の負圧が、真空チャンバ内で使われる。しかしながら、本発明の保護の範囲を逸脱しない範囲で他の圧力を使用することも可能である。
【００１３】
それに関しては、外側ガラス管だけを加熱するかまたは内側ガラス管だけを加熱するかの両方、または外側および内側ガラス管を電子導電的に加熱することも可能である。図２の例示的実施形態を参照すると、外部的に配置される発熱導体としての部分的なシリンダがどのようにして二重壁ガラス管の外側管に接触して、熱エネルギーをそれに移すかが示される。図示する代表は、図３から集められることもできる。しかしながら、それを加熱して、それを変形させて、その結果全部の管をシールするために、二重壁の管に縦軸に沿って発熱導体を挿入して、内部から二重壁ガラス管の内側ガラス管に接触することは、本発明の一部でもある。また、これらの加熱および変形オプションの組合せは、本発明の一部である。
【００１４】
例示的実施形態によれば、設けられる発熱導体は、二重壁ガラス管へ案内されて／移動されて、電流によって加熱される。ガラス管との直接接触に起因して、ガラス管は、加熱されて、その溶融点にもたらされる。ガラス管と発熱導体との間の相対的運動によって、先に電子導電的に加熱されたガラス管は変形されることができる。そうすると、ガラス管の空気密にシールされた端部は完全に作られる。換言すれば、電流は発熱導体内部で作られる。そしてそれは、発熱導体を加熱することに至る。
【００１５】
これに関して、方法は、完全に自動化されて実施されてよいか、またはユーザの介入によってその下にあってよい。例えば、二重壁ガラス管は、手動で真空チャンバ（すなわち受容側）に挿入されてよい。しかし、真空チャンバへの完全に自動的な挿入も可能である。
【００１６】
本発明のさらなる例示的実施形態によれば、電子導電的加熱および変形は、真空チャンバ内で少なくとも１つの発熱導体によって達成される。
【００１７】
換言すれば、二重壁ガラス管は、発熱導体によって加熱されるだけでなく、それによって変形もされる。例えば、発熱導体は、機械制御によって（例えば油圧昇降デバイスによって）真空チャンバ内に持ち込まれてよい。そこでは、発熱導体は直接にまたは間接に配置される。発熱導体の動きに関するこの態様は、図２および図３に例示的に記載される例示的実施形態から例示的に集められてよい。
【００１８】
本発明のさらなる例示的実施形態によれば、方法は、二重壁ガラス管と発熱導体との間の相対的運動を作り出すステップを含む。そして、二重壁ガラス管の変形は第１の端部で生じる。
【００１９】
そうする際に、例えば１つまたは複数の発熱導体の並進運動は、二重壁ガラス管の外側ガラス壁がその加熱された状態において内側ガラス壁上へ内向きに押圧されることに役に立ってよい。両方の発熱導体のこの種の並進運動は、図２および図３から例示的に集められてよい。しかしながら、発熱導体による回転運動および並進運動の組合せを達成することも可能である。それが相対的運動であるので、１つまたは複数の発熱導体は、方法の間、静的に配置されることも可能であり、および、それぞれのデバイスは、二重壁ガラス管を動かすことも可能である。そうすると、変形およびそこから結果としてのガラス管の気密シーリングは作成される。
【００２０】
本発明のさらなる例示的実施形態によれば、少なくとも２つの発熱導体が方法において用いられる。これにより、この例示的実施形態では、両方の発熱導体は、各々二重壁ガラス管の一部をカバーするための部分的なジャケットとして実現される。したがって、この例示的実施形態による方法は、第１の発熱導体によって外側ガラス管を少なくとも部分的にカバーするステップをさらに含み、および、第２の発熱導体によって外側ガラス管を少なくとも部分的にカバーするステップを含む。電子導電的に加熱されたガラス管の変形および空気密シーリングのための、両方の発熱導体を二重壁ガラス管の縦軸に対して垂直にシフトすることによって、二重壁ガラス管の所望のシーリングは、達成される。
【００２１】
この種の両方の部分的にジャケット形の発熱導体を垂直にシフトすることは、図２の例示的な、非限定的な例示的実施形態において明らかにされる。ここで、両方の発熱導体と二重壁ガラス管の外側ガラス管との間の形の適合（ｆｏｒｍ−ｆｉｔ）は、このように作成される。そうすると、発熱導体からガラス管への特に良好な熱伝達が可能である。これは、方法の期間を減らして、特に効率的なシール方法を許可する。
【００２２】
本発明の発熱導体または導体は、さまざまな材料からつくられてよい。一方で、発熱導体または導体のためのセラミック材料は、それ自身を示唆する。特に、シリコンが浸透した炭化珪素（ＳｉＳｉＣ）は、用いられてよい。ＳｉＳｉＣに代わるものとして、例えば、炭素繊維強化炭素（ＣＦＣ）または炭素繊維強化炭化珪素は、用いられてよい。これにより、Ｃ−繊維も、ＳｉＣ−繊維と置き換えられてよい。発熱導体の材料としての高密度に焼結されたＳｉＣは、一般に熟考できる（ｃｏｎｔｅｍｐｌａｂｌｅ）。しかし、その電流特性は、他の記述された特性のように特に言及されない。
【００２３】
セラミック発熱導体材料に代わるものとして、金属的発熱導体も用いられてよい。例えば、ニッケルおよび／またはニッケルベース合金、タンタルおよび／またはタンタルベース合金、ニオブおよび／またはニオブベース合金。前述された材料の混合物を使用することも、本発明の一部である。
【００２４】
本発明のさらなる例示的実施形態によれば、発熱導体は、セラミックで、特にシリコンが浸透した炭化珪素（ＳｉＳｉＣ）で形成される。
【００２５】
材料ＳｉＳｉＣは、その良好な熱伝導率に起因して、本発明のシール方法におけるこの例示的実施形態にしたがって好ましくは使用される。また、ＳｉＳｉＣの熱の電気的作成は、実際には特に有利である。ＳｉＳｉＣは、多孔性ＳｉＣ下部構造からなる複合材料である。この構造では、シリコンは金属融合プロセスにおいて浸透する。そして、それによって、非多孔性の均質な複合構造が達成される。この複合構造は、経験にしたがって優れた熱導体を提供して、本発明のこの例示的実施形態に好適な仕方で適合する。
【００２６】
本発明のさらなる例示的実施形態によれば、電子導電的加熱は、二重壁ガラス管の表面上への発熱導体の直接適用によって、そして真空チャンバの真空引きプロセス後に達成される。
【００２７】
本発明のさらなる例示的実施形態によれば、内側ガラス管と外側ガラス管との間にあるボリュームは、空にされる。
【００２８】
粗い真空条件（すなわち約０．０１ミリバール）が本発明にとって充分であることに留意されたい。ユーザがこれらを所望する場合、そしてそれらが具体的な適用ケースのために必要である場合、より低い圧力がもちろん使われてもよい。しかしながら、一般に、これにより達成されるより高い断熱効果は、コスト集約型の満足のいくまたはより高い真空プロセスを否定すると考えられる。
【００２９】
本発明のさらなる例示的実施形態によれば、電子導電的加熱の間、発熱導体と関連する内側ガラスと外側ガラス管との間の回転運動は、引き起こされる。
【００３０】
例えば、回転運動において静的ガラス管の周りに発熱導体を移動することが可能である。変形例として、発熱導体を真空チャンバ内に静的に配置すること、およびガラス管の回転運動を作り出すことも可能である。しかしながら、これら両方の回転運動の組合せも可能である。
【００３１】
例えば、二重壁ガラス管は、ローラーガイド上に置かれてよい。そしてそれは、本発明による装置の一部である。このローラーガイドは、この場合、真空チャンバ内にも置かれる。管の発熱導体によって加熱されない部分は、回転を引き起こすためのローラーガイド上に配置されてよい。電気的駆動はローラーガイドを回転させる。そうすると、少なくとも１つの発熱導体と関連する二重壁ガラス管の回転運動は、完全に提供可能である。本発明による装置のそれぞれの電子的構成部分の適切な制御も、本発明の一部である。
【００３２】
少なくとも１つの発熱導体とガラス管との間の相対的回転に起因して、均一な加熱は確実にされてよい。これは、領域を変形させることなしに加熱されるガラス領域の信頼性が高いシーリングを許容する。そしてそれは、管における必要温度にまだ実際に達しなかった。
【００３３】
本発明のさらなる例示的実施形態によれば、方法は、ガラス管を変形させて、気密シールする前に、二重壁ガラス管の外側表面上への付加的な層（特に反射防止層）を蒸着するステップを含む。
【００３４】
例えば、反射防止層は、ＭｇＦ２−層でもよい。しかしながら、真空チャンバ内で二重壁ガラス管をコーティングするための他の材料を使用することも可能である。
【００３５】
本発明のさらなる例示的実施形態によれば、内側ガラス管および外側ガラス管を有する二重壁ガラス管の真空気密シーリングのための装置が与えられる。さらなる例示的実施形態によれば、装置は、本明細書において記載されているように本発明による方法を実施するために設計されて、調整される。
【００３６】
さらなる例示的実施形態によれば、装置は、内部に所望の負圧を提供するための真空チャンバを備える。さらに、装置は、真空チャンバの内部に二重壁ガラス管を固定するための保持要素を備える。また、装置は、二重壁ガラス管を電子導電的に加熱するための少なくとも１つの発熱導体を備える。装置は、二重壁ガラス管の第１の端部が気密にシール可能であるように、電子導電的に加熱されて、保持要素で固定される、二重壁ガラス管をガラス管の第１の端部で変形させるために設計される。
【００３７】
換言すれば、装置は、電気エネルギーおよび、それが機械的に変形可能である仕方で真空／負圧における二重壁ガラス上への熱伝達によって、そして例えば発熱導体の運動によって一緒に二重壁管を押圧するために、装置において保持されて、固定される二重壁ガラス管を加熱するための機能性を提供する。したがって、装置は、この管の端部を変形させるために、そしてそれを気密にシールするために設計される。その後、発熱導体は、二重壁ガラス管から除去されてよい。そうすると、冷却プロセスは確立されることができる。
【００３８】
そうする際に、このそして他の各例示的実施形態において、装置がこの種の二重壁ガラス管を備えることは可能である。しかしながら、装置は、二重壁ガラス管を有するその機能性に基づいて記載される。そして、それによって、装置の構造および機能的特徴および特性は提供される。
【００３９】
本発明のさらなる例示的実施形態によれば、装置は、第１の発熱導体としての第１の部分的なシリンダージャケットを備え、第２の発熱導体としての第２の部分的なシリンダージャケットを備える。これにより、両方の部分的なシリンダージャケットは、直接そして形が適合して接触するために、そして保持要素によって固定された二重壁ガラス管の外側ガラス管をカバーするために設計される。
【００４０】
この例示的実施形態は、図３のさらに詳細な例示的実施形態から集められてよい。図４も、ここで記載されるこの例示的実施形態のこの種の特徴を示す。
【００４１】
さらなる例示的実施形態によれば、装置は、第１の空気デバイスおよび第２の空気デバイスを備える。これにより、第１の空気デバイスは、第１の発熱導体を第２の発熱導体の方向において移動するために設計される。第２の空気デバイスは、第２の発熱導体を第１の発熱導体の方向において移動するために設計される。
【００４２】
換言すれば、外側および／または内側ガラス壁の所望の変形によって設計されたシーリングが達成可能であるように、二重壁ガラス管と両方の発熱導体との間の相対的運動は、空気デバイスによって作り出される。これにより、これそして他の全ての例示的実施形態において、装置は、異なるガラス管に適合されてよい。例えば、使用する発熱導体の間隔は、減少されてよくまたは増加されてよい。そうすると、異なるガラス管の異なる直径は処理されてよい。
【００４３】
本発明のさらなる例示的実施形態によれば、二重壁ガラス管の変形およびシールが達成されるように、発熱導体は、電子導電的加熱の間、運動を実施するために設計される。
【００４４】
これにより、発熱導体は、加熱後の運動を実施するように設計されてもよい。運動は、異なる機械的および／または電気的ドライブによって達成されてよい。例えば、発熱導体は、並進運動を提供するために制御されてよい。そうすると、ガラス管は一緒に押圧される。
【００４５】
本発明のさらなる例示的実施形態によれば、装置の保持要素は、少なくとも１つの発熱導体によって提供される。好ましくは、保持要素は、部分的なシリンダージャケットの形で実現される。
【００４６】
換言すれば、この例示的実施形態の発熱導体は、二重壁ガラス管を固定する機能性ならびにガラス管の電子導電的加熱の両方を提供する。例として図３から集められることができるように、ここでは、ガラス管は、下部の部分的なシリンダ形の発熱導体上に置かれてよくて、それとともに保持される。同時に、二重壁ガラス管は、上部の部分的なシリンダ形の発熱導体によるさらなる固定を経験する。そして、それによって、プロセスの間、安定は達成される。
【００４７】
さらなる例示的実施形態によれば、装置は、電源ユニットを備える。そしてそれは、２０〜４００Ｖの使用電圧によって働く。電源ユニットは、ＤＣ電源である。換言すれば、ガラス管は、２０〜４００Ｖの使用電圧で、１つの／複数の発熱導体によって加熱される。
【００４８】
さらなる例示的実施形態によれば、装置は、電源ユニットとしてＡＣ電源ユニットを備える。これは、特に、より高い電圧レベルが要求される場合に示唆される。これにより、可能性があるプラズマアークは、減少されてよい。
【００４９】
以下に、本発明の例示的実施形態は、添付図面を参照してさらに記載される。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１は、本発明の例示的実施形態による二重壁ガラス管を真空気密にシールする方法のフローチャートの概略的例示を示す。
【図２】図２は、本発明の例示的実施形態による二重壁ガラス管を真空気密にシールする装置の一部による断面図を示す。
【図３】図３は、本発明の例示的実施形態による二重壁ガラス管を真空気密にシールする装置を示す。
【図４】図４は、二重壁ガラス管を真空気密にシールする装置のさらなる例示的実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
本発明は、好適な例示的実施形態の概略的例示に基づく添付図面の再度の参照下でさらに詳細に説明される。ここで、本発明のさらなる詳細および利点は、明らかである。
【００５２】
図の例示は、概略的なだけであり、一定の比率ではない。図の説明において、同じ参照番号は、同一または類似の要素のために使われる。
【００５３】
図１の方法は、二重壁ガラス管を真空気密にシールするための方法であり、特に、太陽熱集熱器の製造のための製造方法または製造方法の一部として考慮されてよい。図１において、真空チャンバ内部の所望の負圧で真空チャンバの中に二重壁ガラス管を提供することは、ステップＳ１によって示される。この種のガラス管は、太陽熱集熱器として考慮されてよい。ステップＳ２において、外側および／または内側ガラス管は、すなわち二重壁ガラス管の第１の端部で、電子導電的に加熱されてよい。これは、少なくとも１つの発熱導体によって達成される。二重壁ガラス管の第１の端部の電子導電的に加熱されるガラス管の変形は、外側ガラス管および内側ガラス管が互いに接触する仕方で達成される。そしてこれにより、二重壁ガラス管の第１の端部は気密にシールされる。変形およびシーリングのこのステップは、ステップＳ３として図１に示される。
【００５４】
これに関して、この例示的実施形態は、前にそして以下に説明される異なるステップによって補充されてよい点に留意する必要がある。例えば、二重壁ガラス管と発熱導体との間の相対的運動は、作り出されてよい。そして、それによって、二重壁ガラス管は、第１の端部で変形されて、シールされる。同様に、内側と外側ガラス管との間に配置されるボリュームは、空にされてよい。加えてまたは代わりに、発熱導体に対する二重壁ガラス管の回転運動は、作り出されてよい。例えば、これはローラーデバイスによって達成されてよい。そしてそれは、本発明による装置のそれぞれの真空チャンバの一部でもある。図１による方法は、発熱導体の（特にセラミック発熱導体の）直接適用によって、両方のガラス管を加熱することおよびシールすることを許容する。そして、真空引きプロセスの直接後にガラス管の表面上への直接の熱伝達を許容する。例えば、それぞれの発熱導体を互いに対してシフトすることによって、変形は達成されてよい。さらに、それは、分離されたチャンバ部分における蒸着吸収層を可能にする。これにより、図１の方法は、真空引き時間の減少および結果的により経済的な生産コースを許容する。さらに、真空チャンバの単純な取付けは、可能である。ただ単に真空ゾーンへの発熱導体の電源は必要とされる。二重壁ガラス管上への直接の熱伝達およびこのように速いプロセス制御は、図１の方法によって可能である。
【００５５】
図２は、二重壁ガラス管２０６を真空気密にシールする装置２００の一部を示す。これに関して、図２の上部は、二重壁ガラス管２０６の状態および、変形前のそして二重壁ガラス管のシーリング前の発熱導体２０２、２０４とのそれぞれの接触を示す。その反対に、図２の下部には、変形後のそしてガラス管の気密シーリング後の二重壁ガラス管２０６が示される。図２の実施例の両方の発熱導体２０２、２０４は、それらの輪郭がシールされるガラス管２０６を受け入れる仕方で、特に外側の部分的な管２０１が形の適合する仕方で、設計される。二重壁ガラス管は、両方の発熱導体によってその円周内に部分的に包囲される。そして接触面で所望の熱伝達が達成される。それ故、これにより、両方の発熱導体と二重壁ガラス管の外側ガラス管との間の形の適合は作成される。そうすると、ガラス管上への発熱導体からの特に良好な熱伝導は可能である。図２は、断面における外側ガラス管２０１および内側ガラス管２０３を示す。また、第１の発熱導体２０２および第２の発熱導体２０４は、各々加熱位置において、すなわち二重壁ガラス管２０６と接触して、図２の上部に示される。これにより、相対的運動、特に発熱導体２０２、２０４と二重壁ガラス管２０６との間の相対的な回転が作製されることを、矢印２０５は示す。
【００５６】
図２の下部には、変形後の外側ガラス管２０１が示され、さらに、変形後の内側ガラス管２０３が示される。また、図２の下部には、第１の発熱導体２０２が変形位置において示される。また、図２には、第２の発熱導体２０４が変形位置において示される。換言すれば、この装置は、ガラス管の端部で電子導電的に加熱される、二重壁ガラス管２０６を変形させるために設計される。そしてそのガラス管は、発熱導体２０２、２０４によって保持要素（図２に示されない）で固定される。そうすると、二重壁ガラス管の第１の端部は気密にシールされる。この状態は、図２の下部に示される。これに関して、図２の上部におけるその位置の第１の発熱導体２０２は、図２の下部における変形位置の発熱導体２０２と同一である点に留意すべきである。図２の上の画像に示される第２の発熱導体２０４および図２の下の画像に示される第２の発熱導体２０４にとって、同じことが適用される。装置２００は、二重壁ガラス管と発熱導体２０２、２０４との間の相対的運動を作り出すために設計される。そして、それによって、第１の端部で二重壁ガラス管の変形が生じる。これにより、図２の下部には、方法の終わりに両方の発熱導体の移動に起因した参照番号２０７が示される。これらは、図２の上部に示すように方法の始まりと比較して互いにより接近して配置される。図２のこの例では、両方の発熱導体は、各々半径方向において互いに向かって移動する。これらは、運動を作り出すための水力または空気の力学によって実現されてよい。例示的実施形態は、図３に関連して述べられる。
【００５７】
図３は、二重壁ガラス管の真空気密シーリングのための装置３００のさらなる例示的実施形態を示す。これにより、装置３００は、二重壁ガラス管を有するその構成要素および機能性によって記載される。そして、それによって、装置３００の構造および機能的特徴および特性は与えられる。これにより、装置３００は、外側管のための第１の上部発熱導体３０１を備え、図３の加熱位置に示される。同様に、装置３００は、外側管のための下部発熱導体を備え。そしてそれも、加熱位置に示される。装置は、上部空気圧シリンダ３０３を備える。そして、それによって、上部発熱導体の上下動が作り出されることができる。この並進運動は、図３の矢印３１１で示される。図３において、外側ガラス管は３０４によって示され、内側ガラス管は３０５によって示される。また、電気的コネクタ３０６および３０７は、装置３００の右側および左側に配置される。図３から集められることができるように、下部発熱導体３０２は、部分的なシリンダージャケットの形で実現されて、二重壁ガラス管のための保持要素を提供する。また、上部発熱導体３０１は、二重壁ガラス管の位置を特定する。下部空気圧シリンダ３０９は、上部空気圧シリンダ３０３との類似の下部発熱導体の並進運動を可能にする。これにより、ガイド支柱３１０が横に配置される基板３０８が装置３００に存在する。そしてそれは、空気圧シリンダ３０３および３０９によって作り出される発熱導体の並進運動をガイドする。図３の装置のさらに形成された例示的実施形態によれば、ローラーガイドが装置３００に存在する。そしてそれは、加熱の間、二重壁ガラス管の回転を作り出すことが可能である。すべての構成要素、特に空気圧シリンダおよび回転デバイス、のそれぞれの電気的制御は、含まれてもよい。さらに、第１および第２の発熱導体の形の両方の部分的なシリンダージャケットは、直接そして形が適合して接触していて、外側ガラス管のカバーであることが、図３から集められることができる。要するに、装置は、太陽熱集熱器の、特に太陽熱集熱器として使われる二重壁ガラス管の真空気密シーリングの、製造の間、真空引き時間の減少を可能にする。
【００５８】
図４は、二重壁ガラス管の真空気密シーリングのための装置４００のさらなる例示的実施形態を示す。装置４００は、外側管のための上部発熱導体４０１および内側管のための発熱導体４０２を備える。これにより、外側管は４０３によって参照され、内側管は４０４によって参照される。同様に、外側管４０３のための下部発熱導体４０５が図４に示される。ブッシング４０６が絶縁のために用いられる。ブッシング４０６は、電気的絶縁体の機能を有する。本発明のユーザは、要件にしたがってブッシング４０６の材料を選んでよい。比較的高いプロセス温度に起因して、例示的にプラスチック材料でできた絶縁体は、ほとんど考慮されるべきでない。酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化イットリウム、二酸化珪素またはそれらの混合物のような酸化物セラミックス材料は、非常に適切である。それに加えて、アルミノ珪酸塩の実質クラス（例えばムライトおよびコージェライト）は、考慮されるべきである。電源ユニット４０７は、ＤＣ電源／ＤＣ電流プロセスとして、好ましくは実現される。可能性があるプラズマアークに起因して、約８００Ｖを越えてはならない。場合によっては、８００Ｖよりも高い電圧は可能である。プロセスに適した使用電圧は、発熱導体、断面表面および長さの固有抵抗に応じて、２０〜４００Ｖの範囲にある。ＡＣ電源ユニットとしての実現も可能であり、より高い所望の電圧レベルの場合も示唆される。これにより、可能性があるプラズマアーク発生は、減少されてよい。
【００５９】
図４の装置４００は、鉱物材料でできたコンソール４０８を備える。そしてそれは、電気的絶縁が最高１４００℃である。これにより、異なる材質が使われてよい。この点に関して、図４の先に述べた上部は、加熱フェーズ内の本発明による装置の状態である。図４の下部には、変形フェーズ内の本発明による装置４００の状態が示される。これにより、外側管４０９は、その変形した構成において示される。また、上部発熱導体は、下方へ移動する位置における外側管４０１のために示される。内側管のための発熱導体４０２も、外側管のための下部発熱導体４０５と同様に、内側管４０４において示される。コンソール４０８は、図４の下部にも示される。ブッシング４０６およびシステム４０７にとって、同じことが適用される。
【００６０】
本発明は、一般に、二重壁ガラス管の真空気密シーリングのための異なる種類の方法に適用可能であり、請求項１および従属クレームの特徴の所与の組合せに制限されない。これに加えて、単一の特徴を組み合わせるために、それらが特許クレーム、例示的実施形態のまたは直接に図面からの説明から導き出せる場合、さらなるオプションは起こる。
【００６１】
加えて、「含む」は他の要素またはステップを除外しなくて、「１」または「１つ」は複数の数を除外しないと指摘されなければならない。さらに、上記の例示的実施形態のうちの１つに関して記載された特性またはステップは、上記の他の例示的実施形態の他の特性またはステップと組み合わせて用いられてもよいと指摘されなければならない。請求項の参照符号は、限定として解釈されてはならない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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