ES2377604T3

Vacuum solar thermal panel with a vacuum tight glass-metal sealing

Abstract

Vacuum solar thermal panel comprising a vacuum envelope (30) defining a sealed volume, capable of withstanding atmospheric pressure when evacuated, at least one heat absorber (12) being disposed within the vacuum envelope (30 ), a tube (13) entering and leaving the shell (30) and in contact with the heat absorber (12), said vacuum shell (30) comprising a first plate (1; 101) made of glass, a peripheral frame (3) arranged substantially on the periphery of the first plate (1; 101), a peripheral metal belt (4, 5; 104) joining the peripheral frame (3) to the first plate ( 1; 101), said belt (4; 104) being continuous peripheral and vacuum-tight metal and being attached to the first glass plate (1; 101) and to the peripheral frame by means of a vacuum-tight seal (8; 108 ; 6; 7), characterized in that: - said vacuum-tight seal between said metal peripheral belt (4; 104) and said first glass plate (1; 101) is a bulk-sealed glass-metal seal (8; 108), comprising glass material (14; 114), said glass-metal seal (8; 108) being vacuum sealed by melting and subsequent solidification of said glass material (14; 114), - and because said metal peripheral belt (4, 104) comprises at least one elastically deformable part (10, 100) that is at least elastically deformable to prevent said massive glass-metal seal (8; 108) is damaged and does not remain vacuum tight when subjected to the process of evacuation of the envelope and the thermal treatments of the panel and the potential reciprocal displacements of the glass plate (1, 2) and the belt (4, 5; 110) attached metallic peripheral.

ES2377604T3, drawing sheet 1
Sheet 1 of 6

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21 claims: 1 independent, 20 dependent

  1. 1
    REIVINDICACIONES 1. Panel térmico solar de vacío que comprende una envuelta de vacío (30) que define un volumen sellado, capaz de resistir la presión atmosférica cuando se evacua, estando dispuesto por lo menos un absorbedor de calor (12) dentro de la envuelta de vacío (30), un tubo (13) que entra y sale de la envuelta (30) y en contacto con el absorbedor de calor (12), comprendiendo dicha envuelta de vacío (30) una primera placa (1; 101) realizada en vidrio, un marco periférico (3) dispuesto sustancialmente en la periferia de la primera placa (1; 101), uniendo un cinturón (4, 5; 104) periférico metálico el marco periférico (3) a la primera placa (1; 101), siendo dicho cinturón (4; 104) periférico metálico continuo y hermético al vacío y estando unido a la primera placa de vidrio (1; 101) y al marco periférico por medio de un sellado hermético al vacío (8; 108; 6; 7), caracterizado porque:- dicho sellado hermético al vacío entre dicho cinturón (4;104) periférico metálico y dicha primera placa de vidrio (1;101) es un sellado de vidrio-metal (8;108) masivo hermético al vacío, que comprende material de vidrio (14;114), siendo obtenido dicho sellado de vidrio-metal (8;108) hermético al vacío mediante la fusión y posterior solidificación de dicho material de vidrio (14;114), - y porque dicho cinturón (4, 104) periférico metálico comprende por lo menos una parte elásticamente deformable (10, 100) que es por lo menos elásticamente deformable para evitar que dicho sellado de vidrio-metal (8;108) masivo sea dañado y no siga siendo hermético al vacío cuando se someta al proceso de evacuación de la envuelta y a los tratamientos térmicos del panel y a los potenciales desplazamientos recíprocos de la placa de vidrio (1, 2) y del cinturón (4, 5;110) periférico metálico unido.
  2. 2
    Panel térmico solar de vacío según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho material de vidrio (14;114) del sellado de vidrio-metal (8;108) masivo hermético al vacío tiene empotrado un borde (16;116) del cinturón (4;104) periférico.
  3. 3
    Panel térmico solar de vacío según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho material de vidrio (14;114) de dicho sellado de vidrio-metal (8;108) masivo hermético al vacío se adhiere directamente a ambos lados del cinturón (4;104) periférico metálico.
  4. 4
    Panel térmico solar de vacío según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho sellado de vidrio-metal (8) masivo hermético al vacío se obtiene mediante la fusión localizada y la posterior solidificación del material de vidrio (14) de la primera placa (1) cerca del borde (16) del cinturón (4) periférico.
  5. 5
    Panel térmico solar de vacío según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho sellado de vidrio-metal masivo hermético al vacío comprende un menisco de frita de vidrio (114) a ambos lados del cinturón (104) periférico metálico que une el cinturón (104) periférico metálico a la primera placa de vidrio (101).
  6. 6
    Panel térmico solar de vacío según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende una segunda placa (2), sustancialmente paralela a la primera placa (1), con el fin de obtener un panel térmico solar plano, estando colocado el absorbedor de calor (12) entre la primera y segunda placas (1, 2) dentro de la envuelta de vacío (30).
  7. 7
    Panel térmico solar de vacío según la reivindicación 6, caracterizado porque dicha segunda placa (2) está realizada en vidrio, con el fin de tener un panel solar de doble cara.
  8. 8
    Panel térmico solar de vacío según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha por lo menos una parte elásticamente deformable (10, 110) del cinturón (4, 5;104) periférico metálico es por lo menos elásticamente deformable para permitir una deformación elástica de dicho cinturón de por lo menos 0,1 mm con respecto a un eje perpendicular a la placa de vidrio (1).
  9. 9
    Panel térmico solar de vacío según la reivindicación 1, caracterizado porque el cinturón (4;104) periférico metálico comprende una parte intermedia prevista entre una primera y segunda parte de dicho cinturón metálico, estando unida dicha primera parte con la primera placa de vidrio (1;101) y comprendiendo el sellado de vidrio-metal (8, 108) masivo hermético al vacío, estando unida dicha segunda parte de dicho cinturón (4;104) metálico con el marco periférico (3), y comprendiendo un sellado de metal-metal (6, 116) hermético al vacío;estando prevista dicha por lo menos una parte elásticamente deformable (10, 110) en dicha parte intermedia.
  10. 10
    Panel térmico solar de vacío según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha por lo menos una parte elásticamente deformable (10, 110) comprende por lo menos una parte no rectilínea, o por lo menos una parte por lo menos parcialmente curvada, o por lo menos una nervadura (10, 110).
  11. 11
    Panel térmico solar de vacío según la reivindicación 10, caracterizado porque la nervadura (10, 110) es de forma semicircular, tiene aproximadamente 2 mm de radio, y se extiende por toda la longitud del cinturón periférico.
  12. 12
    Panel térmico solar de vacío según la reivindicación 2, caracterizado porque el borde (16;116) del cinturón (4;104) periférico empotrado en el sellado de vidrio-metal (8;108) masivo hermético al vacío es aproximadamente perpendicular a la placa de vidrio (1, 2).
  13. 13
    Panel térmico solar de vacío según la reivindicación 1, caracterizado porque el cinturón (4;104) periférico tiene un grosor comprendido entre 0,1 y 1 mm.
  14. 14
    Panel térmico solar de vacío según la reivindicación 5, caracterizado porque la frita de vidrio (114) del sellado de vidrio-metal masivo hermético al vacío comprende un coeficiente de expansión térmica ligeramente inferior al de la placa de vidrio (101) y el cinturón (104) metálico que va a ser sellado.
  15. 15
    Procedimiento de producción de un panel térmico solar según la reivindicación 1 y que comprende una envuelta de vacío (30) que define un volumen sellado, capaz de resistir la presión atmosférica cuando se evacua, comprendiendo dicha envuelta (30) una primera placa (1; 101) realizada en vidrio y un cinturón (4; 104) periférico metálico, proporcionando dicho procedimiento un sellado de vidrio-metal (8; 108) hermético al vacío entre la primera placa (1; 201) y el cinturón (4; 104) periférico metálico, caracterizado porque:- el material de vidrio (14;114) está dispuesto cerca del borde (16;116) del cinturón (4;104) periférico, es calentado por encima de su temperatura de fusión y es posteriormente enfriado por debajo de dicha temperatura, con el fin de permitir que el material de vidrio (14;114) se adhiera a ambos lados de dicho cinturón (4;104) periférico metálico y una el cinturón (4;104) periférico metálico a la primera placa (1;101).
  16. 16
    Procedimiento según la reivindicación 15, caracterizado porque comprende las etapas siguientes:- la primera placa de vidrio (1) es calentada a una temperatura próxima a su temperatura de reblandecimiento, pero sin alcanzarla;- el cinturón (4) periférico es calentado a una temperatura situada por encima de la temperatura de fusión de la primera placa (1);- un borde del cinturón (4) periférico es presionado contra la primera placa (1) para conseguir la fusión localizada y para insertar el borde (16) en la primera placa (1), de manera que el borde (16) del cinturón (4) periférico quede empotrado en el vidrio (14) de la primera placa (1);- la primera placa (1) y el cinturón (4) periférico son enfriados por debajo de la temperatura de reblandecimiento de la primera placa (1), proporcionando un sellado de vidrio-metal (8) hermético al vacío correspondiente entre la primera placa (1) y el cinturón (4) periférico metálico.
  17. 17
    Procedimiento según la reivindicación 16, caracterizado porque después de la inserción del borde (16) del cinturón (4) periférico en la primera placa de vidrio (1), el cinturón (4) periférico está por lo menos parcialmente retraído de la primera placa (1) para formar un menisco a ambos lados del borde (16) del cinturón (4) periférico.
  18. 18
    Procedimiento según la reivindicación 15, caracterizado porque comprende las etapas siguientes:-se proporciona una pasta de frita de vidrio que comprende el material de frita de vidrio y un aglutinante;- la pasta de frita de vidrio es colocada en la parte superior de la superficie de la primera placa (101), para formar una cinta continua;- el borde (116) del cinturón (104) periférico es insertado en la cinta de la pasta de frita de vidrio, entrando en contacto asimismo con la superficie de la placa de vidrio (101);- la pasta de frita de vidrio es calentada y fundida para formar un menisco de frita de vidrio fundida a ambos lados del cinturón (104) periférico;- la frita de vidrio es enfriada y solidificada, proporcionando de este modo un sellado de vidrio-metal (108) masivo hermético al vacío de compresión entre la primera placa (101) y el cinturón (104) periférico metálico.
  19. 19
    Procedimiento según la reivindicación 15, caracterizado porque comprende las etapas siguientes:- se proporciona una pasta de frita de vidrio que comprende material de frita de vidrio y un aglutinante;- la pasta de frita de vidrio es colocada en la parte superior de la superficie de la primera placa (101), para formar una cinta continua;- la cinta es por lo menos parcialmente secada, - la placa (101) con la cinta seca es colocada al revés sobre el cinturón (104) periférico que toca el borde superior de dicho cinturón periférico, siendo dicha cinta incapaz de fluir por encima de dicho cinturón periférico debido a dicha etapa previa de secado de la cinta, - la pasta de frita de vidrio es calentada y fundida de manera que pueda fluir por lo menos parcialmente hacia 5 abajo a lo largo de ambos lados del cinturón y formar un menisco sustancialmente simétrico y homogéneo de frita de vidrio fundida a ambos lados del cinturón (104) periférico, - la frita de vidrio es enfriada y solidificada, proporcionando de este modo un sellado de vidrio-metal (108) masivo hermético al vacío de compresión entre la primera placa (101) y el cinturón (104) periférico metálico. 10
  20. 20
    Procedimiento según la reivindicación 15, caracterizado porque se utiliza una estructura de soporte para colocar un borde (16;116) del cinturón (4;104) periférico, cerca del material de vidrio (14;114) y se calienta dicho material de vidrio por encima de su temperatura de fusión, estando dimensionada dicha estructura de soporte para que alcance las dimensiones deseadas a la temperatura de fusión del material de vidrio, estirando dicha estructura de 15 soporte a esta temperatura el cinturón (5, 5A, 104) periférico metálico y colocando dicho cinturón en la ubicación deseada con respecto a la placa de vidrio (2), manteniéndolo al mismo tiempo en contacto con el material de vidrio fundido.
  21. 21
    Procedimiento según la reivindicación 15, caracterizado porque utiliza una pasta de frita de vidrio (114) que 20 comprende un coeficiente de expansión térmica ligeramente inferior al de la placa de vidrio (101) y el cinturón (104) metálico que va a ser sellado.
Independent claims21