專利名稱：一種曲面反射鏡的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及玻璃制品及加工領域，尤其涉及一種應用于太陽能領域的曲面反射鏡。
背景技術：
目前，在許多工業裝置中，尤其是在太陽能聚光系統中，經常會用到各種不同形狀的聚光反射鏡。聚光反射鏡主要有槽式拋物面反射鏡、曲面拋物面反射鏡、曲面球面反射鏡等；及塔式發電鏡場中微曲率定日鏡聚光反射鏡或零曲率的平面反射鏡。通常情況下，曲面反射鏡是通過將平面鏡或平面玻璃進行變形而得到。曲面反射鏡成形工藝有兩大類一類是高溫熱變形制造法，另一類是機械冷變形制造法。高溫熱變形制造法是先將玻璃加熱到軟化狀態，然后在模具里成形并鋼化，成形后玻璃坯料再進行反射層鍍膜和保護層噴涂。這種工藝的制造成本相當高昂。機械冷變形制造法是將鋼化的平面玻璃鏡通過機械擠壓方式緊貼在曲面鏡托上， 使玻璃鏡按照鏡托的曲面形狀發生機械變形，并且鏡子和鏡托之間由粘結劑或機械固定， 以形成曲面反射鏡。這種方式制造的曲面反射鏡的曲面比用高溫變形法便宜，但鏡托與曲面反射鏡不具備一致的溫度膨脹系數。并且此種機械冷變形制造法所制造出的曲面反射鏡，由于使用了粘結劑或機械進行固定，因此會使鏡子背面的保護漆暴露在空氣中。長時間在戶外使用此種反射鏡，會發生反射層被腐蝕現象，減小了反射鏡使用壽命。申請號為200810105690. 1，發明名稱為一種具有高度鏡面反射鏡的曲面反射鏡及其制作方法的中國專利申請，公開了一種利用一層曲面玻璃和一層平面薄玻璃鏡組成的曲面玻璃。然而該方案所使用的曲面玻璃仍利用熱彎技術獲得，成本很高。申請號為 201020680479. 5，發明名稱為一種曲面反射鏡及其制造方法的中國專利申請，公開了一種制造利用冷壓完成的曲面反射鏡的方法，成本低廉、精度高；以上兩項已公開的專利，因考慮到曲面反射鏡的機械強度要求，一般采用鋼化玻璃作為本體，因鋼化玻璃強度高，抗風和冰雹性能強，且鋼化玻璃破碎后成鈍邊角顆粒，不會對工作人員人身造成危險；但鋼化玻璃彎曲，引起微裂紋擴大，需要對其進行磨邊；為了獲得更好的曲面反射鏡成型，保證更高的精度和更輕體的曲面反射鏡，采用薄玻璃加工制作，一者增大了鋼化前處理的磨邊難度，二者無法采用物理鋼化工藝，只能選擇化學鋼化工藝對玻璃進行鋼化；然而化學鋼化成本高昂，且對環境有污染；所以如何獲得一種非鋼化、不磨邊的普通玻璃制備的曲面反射鏡結構成為曲面反射鏡領域中的重要課題。
發明內容本實用新型目的在于，克服鋼化玻璃材質的曲面反射鏡雖然具有強度高，抗風和冰雹性能強，且鋼化玻璃破碎后成鈍邊角顆粒對人不傷害的優點，但其同樣存在因自身結構的磨邊難，鋼化成本高，且化學鋼化過程對污染環境，而物理鋼化過程的高溫，造成風斑變形影響反射鏡精度；再者局部尖銳沖擊能迅速引起微裂紋迅速擴大問題。
3[0008]本實用新型提供了一種曲面反射鏡，包括平面玻璃結構、中間粘結層，平面玻璃鏡；所述平面玻璃結構和平面玻璃鏡采用不磨邊和/或非鋼化的玻璃加工；所述中間粘結層處于平面玻璃結構和平面玻璃鏡的中間位置，以便通過機械方式使其在模具的支撐下彎曲變形，再通過加熱和和/或常溫固化方式，將該已經彎曲變形的平面玻璃結構、中間粘結層、平面玻璃鏡固化而粘合成一個復合型的曲面結構。進一步地，該平面玻璃結構根據所需尺寸和強度設計為至少一層平面玻璃。進一步地，該中間粘結層包含有加固定型物。進一步地，該中間粘結層為熱熔膠片，該熱熔膠片優選為乙烯醋酸乙烯酯共聚物或聚乙烯醇丁醛。進一步地，該中間粘結層包含有熱熔膠片和加固定型物，且該熱熔膠片位于該加固定型物表面。進一步地，該中間粘結層包含有兩片熱熔膠片和加固定型物，且該兩片熱熔膠片位于加固定型物正反兩面。進一步地，該中間粘結層是由聚氯乙烯和普通化學粘結劑組成的粘結層。進一步地，該中間粘結層包括普通化學粘結劑和加固定型物，且該化學粘結劑涂覆于該加固定型物表面。進一步地，該普通化學粘結劑為單組分、雙組分或多組分粘結劑，采用加熱或自然固化。進一步地，該平面玻璃結構和該平面玻璃鏡采用不磨邊和/或非鋼化玻璃加工工藝。單層平面玻璃的厚度為ι毫米到5毫米，該平面玻璃鏡厚度為0. 5毫米到4毫米。進一步的，該中間粘接層厚度大于0. 1mm，優化為0. 2mm及以上，以充分吸收機械沖擊，防止破碎。進一步地，該中間粘接層至少包括2層加固定型物，以增強抗沖擊能力，防止破碎。進一步地，將該曲面反射鏡安置于鏡托上，該鏡托用于固定該曲面反射鏡，以進一步保證該曲面反射鏡的定型精度。進一步地，該曲面反射鏡為凹面鏡或凸面鏡。進一步地，該曲面反射鏡為微曲率凹面鏡或凸面鏡。進一步地，該曲面反射鏡為平面的反射鏡結構。進一步地，所述平面玻璃結構為多層平面玻璃，且該多層平面玻璃通過連續大尺寸的粘結層成型固定。進一步地，該平面玻璃結構為雙層平面玻璃，且第一平面玻璃靠近所述平面玻璃鏡，該底部布置的第二平面玻璃尺寸大于該第一平面玻璃。進一步地，該平面玻璃鏡與該第一平面玻璃在軸向方向上錯位布置于該第二平面玻璃之上，以組成大尺寸的曲面反射鏡。進一步地，該第二平面玻璃、第一平面玻璃與該平面玻璃鏡的尺寸一致，且在軸向方向上錯縫位布置固化成型。本實用新型與現有技術相比具有以下優點(1)采用平面玻璃結構與平面玻璃鏡成型，不需要熱彎工藝，具有完全一致的熱膨
4脹系數，結構穩定，兩者結合緊密均勻，鏡面聚光性能優異，鏡面反射精度高，可最大限度減少漫反射，且能夠得到規定曲率的鏡面反射鏡；(2)采用不磨邊和/或非鋼化的普通玻璃制作曲面反射鏡，大大降低了曲面反射鏡前期處理例如磨邊、鋼化的成本，且如采用化學鋼化工藝時避免了對環境帶來的污染；(3)采用一定厚度的加固定型物固定于雙層平面玻璃結構中間，降低了膠層的流動性，且降低平面玻璃結構的回彈量，保證了中間粘結層的厚度，更易控制曲面反射鏡制造精度；更重要的是加固定型物支撐平面玻璃鏡，可有效吸收及緩沖機械沖擊能量，增強了機械性能，降低破損率；另外，即使當曲面反射鏡破裂時，中間粘接層可粘附玻璃碎片，減少對操作人員和附近曲面反射鏡面的危害，達到比鋼化玻璃更好的安全防護作用；非鋼化玻璃內應力很小，微裂紋及尖銳碰撞對整體強度影響很小，總體可靠性更高。此方式使得采用不磨邊和/或非鋼化玻璃制造太陽能玻璃反射鏡成為可能，其光學、機械及理化性能均可滿足各項檢測標準要求。(4)將平面玻璃結構作為曲面反射鏡的支撐件，較熱彎變形的曲面玻璃在成本上要降低許多，并且不用物理鋼化的反射鏡沒有表面風斑變形，光學精度更高；更易于大規模系列化生產，所生產出的產品成本低、質量精度高；(5)反射鏡的金屬反射層被完全密封，能夠阻隔空氣，因此耐候性能優異，不易腐蝕，可在戶外各種復雜環境中長久使用；(6)曲面反射鏡端邊或全部布置于鏡托之上，因鏡托具有所需曲面反射鏡的曲率和尺寸，其可以為曲面反射鏡提供更多的機械強度和精度的保證，延長曲面反射鏡的使用
壽命ο(7)反射鏡的結構穩定，能保持長期使用而不變型，且安裝方便，可廣泛應用于各種太陽能集熱聚焦、太陽能熱發電領域中。(8)該曲面反射鏡可以為普通/微曲率凸面反射鏡及平面的反射鏡，使用范圍廣泛。
下面參照附圖對本實用新型的具體實施方案進行詳細的說明，附圖中圖1是根據本實用新型一個實施例的曲面反射鏡橫截面剖視圖；圖2是根據本實用新型一個實施例的反射鏡整體結構立體示意圖；圖3是根據本實用新型一個實施例的曲面反射鏡所需材料的分解示意圖；圖4是根據本實用新型另一個實施例的曲面反射鏡的立體結構示意具體實施方式
圖1是根據本實用新型一個實施例的曲面反射鏡橫截面剖視圖。圖1中，該曲面反射鏡2由平面玻璃結構6、中間粘結層7和平面玻璃鏡8進行固化成型而形成復合結構的曲面反射鏡。具體地，該平面玻璃鏡8可選用優質浮法平面玻璃鏡本體，且優選為厚度是 1. 8-2mm的不磨邊和/或非鋼化的玻璃。該平面玻璃結構6為單層平面玻璃，其厚度優選為 1. 8-2mm的不磨邊和/或非鋼化的玻璃。該中間粘結層7具備一定的厚度，例如大于0. Imm,
5優選為大于0. 2mm，可選擇為優質的乙烯醋酸乙烯酯共聚物(EVA)片、聚乙烯醇丁醛(PVB) 片。或者該中間粘結層7也可選用由優質的EVA、PVB片和加固定型物所組成的粘結層。或者該中間粘結層7選用由塑料薄膜如聚氯乙烯(PVC)與普通化學粘結劑組合而成的粘結層。或者該中間粘結層7選用由普通化學粘結劑和加固定型物所組成的粘結層。或者該中間粘結層7直接選用普通化學粘結劑。其中，該普通化學粘結劑可以是單組分、雙組分或多組分的粘結劑；最優化地，該中間粘接層7至少2層加固定型物，以最大增強抗沖擊能力，防止破碎。因為在曲面反射鏡2制造過程中，曲面反射鏡2的曲率與曲面支撐裝置、平面玻璃結構6、中間粘結層7、平面玻璃鏡8的厚度有直接關系，因此保證中間粘結層7的厚度至關重要。加固定型物可以有效控制中間粘結層7的厚度，以方便控制曲面反射鏡2制造精度。 此外，加固定型物還可以支撐平面玻璃鏡8，增強曲面反射鏡2的機械性能。并且將加固定型物布置于雙平面之間，降低了產品破損率。當曲面反射鏡2破裂時，加固定型物可粘附玻璃碎片，從而減少了對操作人員和附近曲面反射鏡面所帶來的危害。中間粘結層7的厚度與該曲面反射鏡2的耐沖擊性能密切相關，當中間粘結層7的厚度過薄，就無法對曲面反射鏡提供足夠的機械強度，無法對外部受到的沖擊起到緩沖效果，容易斷裂，失去不磨邊和/ 或非鋼化玻璃材質加工曲面反射鏡2成本低廉的優勢，實際操作中，中間粘結層7的厚度不低于0. 1mm，有選為大于0. 2mm。圖2是根據本實用新型一個實施例的反射鏡整體結構立體示意圖；為了進一步保證曲面反射鏡2的定型精度，將該曲面反射鏡2固定于鏡托1內部，從而形成了反射鏡整體結構。圖2中，該反射鏡整體結構包括鏡托1、曲面反射鏡2 (具體結構參見圖1)、支撐架 3。該鏡托1靠近曲面反射鏡2的一個面為曲面，且該曲面的曲率和尺寸與所需曲面反射鏡 2背部曲面的曲率一致。此外，該曲面反射鏡2端邊或全部布置于該鏡托1之上，并由該支撐架3所支撐和固定。由于鏡托曲率和尺寸與所需曲面反射鏡相同，并且可支撐和固定該曲面反射鏡2，因此其可提供給曲面反射鏡2更高的機械強度，延長曲面反射鏡2的使用壽命。圖3是根據本實用新型一個實施例的曲面反射鏡2所需材料的分解示意圖。現以開口(弧形兩端點之間的直線距離)為1.2m，長為2.細，弧長為1.22m的曲面反射鏡為例， 對圖3進行詳細闡述。圖3中，該曲面反射鏡所需材料分別為支撐架3、鏡托1、平面玻璃結構6、中間粘結層7、平面玻璃鏡8。該支撐架3的曲率、尺寸與該曲面反射鏡2背面的曲率、尺寸一致。該支撐架3開口稍大于該曲面反射鏡2的開口，即該支撐架3開口稍大于1. an，且兩相鄰支撐架的中心距離為2. 4m。該平面玻璃結構6的尺寸為1. 22m長，2. ^!寬，3mm厚，且該平面玻璃結構6的材質為不磨邊和/或非鋼化的普通玻璃。該中間粘結層7具有一定的厚度，例如大約0. 2mm，可以是熱熔膠片，且其采用的是耐候性較好的優質乙烯與醋酸乙烯脂的共聚物(EVA)、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)。并且該熱熔膠片的尺寸要比該平面玻璃結構6尺寸稍大些，如該熱熔膠片尺寸為1. 25mX2. 5m。
6[0052]該中間粘結層7也可以是熱熔膠片和加固定型物，且該熱熔膠片布置于該加固定型物之上。并且該加固定型物尺寸比該平面玻璃6的尺寸稍大些，如該加固定型物尺寸為 1. 25mX2. 5m，且該加固定型物材質為玻璃纖維布或無紡布。該中間粘結層7也可以采用普通化學粘結劑，且該普通化學粘結劑為單組分、雙組分或多組分粘結劑。此外，該中間粘結層7也可以是普通化學粘結劑和加固定型物，以使該平面玻璃鏡8與該平面玻璃6完全粘結合并緊密均勻地結合為一體。此種采用普通化學粘結劑的中間粘結層，成本低廉且操作簡單，不過效果不是最理想。為了獲得最大曲面反射鏡2的機械強度，防止破裂，最優中間粘結層7包括至少2層加固定型物上。該平面玻璃鏡8尺寸厚要比該平面玻璃結構6尺寸厚度稍小些，如該平面玻璃鏡 8的尺寸為1. 2mX 2.細，厚度為2mm的不磨邊和/或非鋼化的普通玻璃。圖3中，該鏡托1的曲面向上，該平面玻璃鏡8的鏡面(涂有反射層的一面)朝下且其緊鄰中間粘結層7。此種將涂有反射層的反射面置于內部的方式，大大減少了涂層的磨損和破壞。以上所述圖1至圖3中的平面玻璃結構6是一層平面玻璃的結構。實際上，該平面玻璃結構6可以是多層平面玻璃的結構。以下所述圖4將以平面玻璃結構6由兩層平面玻璃所構成為例，對多層平面玻璃的結構做詳細闡述；而圖5中描述的平面玻璃結構6可以為單層平面玻璃結構，也可以是由多層平面玻璃構成的多層平面玻璃結構。圖4是根據本實用新型另一個實施例的曲面反射鏡的立體結構示意圖。該曲面反射鏡包括平面玻璃鏡8、中間粘結層7和平面玻璃結構6。其中，該平面玻璃結構6包括第一平面玻璃13、粘結層20、第二平面玻璃12。需要說明的是，該平面玻璃結構不限于圖4所示的兩層結構，即本實用新型未被限定在僅包含第一平面玻璃13、第二平面玻璃12，還可以包含多層平面玻璃，從而形成多層平面玻璃結構。圖4中，平面玻璃結構6由兩層平面玻璃(即第一平面玻璃13、第二平面玻璃12) 通過粘結層20形成曲面后固定；且該粘結層的具體結構、工作原理與前文所述中間粘結層 7的結構及工作原理相同。圖4中，該平面玻璃結構6 (包括第一平面玻璃13、粘結層20、第二平面玻璃12) 位于該平面玻璃鏡8之下。在本實用新型的一個實施例中，該兩層平面玻璃尺寸不同，且位于底部的第二平面玻璃12的尺寸大于位于頂部的第一平面玻璃13的尺寸。并且該第一平面玻璃13規律地布置于該第二平面玻璃12之上，受壓定型后，通過連續大尺寸的粘結層20固化后形成曲面雙層平面玻璃結構。而與該第一平面玻璃13尺寸相近的該平面玻璃鏡8在長度方向(即軸向方向)上相互錯位地布置于該雙層平面玻璃結構之上，然后通過連續大尺寸的粘結層 20固化后形成曲面反射鏡2。在本實用新型的另一個實施例中(圖4并未示出)，雙層平面玻璃結構的第二平面玻璃12和第一平面玻璃13的尺寸與該平面玻璃鏡8的尺寸相同。三片玻璃(即第二平面玻璃12、第一平面玻璃13、平面玻璃鏡8)在軸向方向上相互錯位地布置，受壓定型后，每層曲面之間通過連續大尺寸的粘結層20固化后形成曲面反射鏡。該多層平面玻璃結構的曲面反射鏡可以在同一過程中完成大尺寸的曲面成型和固化。
7[0063]由此可見，具有多層平面玻璃結構的曲面反射鏡的曲面精度更高，可采用更薄的單片平面玻璃和平面玻璃鏡8彎曲以獲得更高曲率，同時還能夠達到較高的機械強度。并且通過錯縫排列粘接方式，可以用較小尺寸的玻璃組合粘接得到單個大尺寸的曲面鏡，以擴展應用范圍。此外，該具有多層平面玻璃的曲面反射鏡在同一過程中完成曲面成型和固化。本申請人特別指出，本實用新型的曲面反射鏡結構2可以是凹面型結構，如拋物面面型、圓柱面面型或復合拋物面面型，也可以是凸面型結構，也或者是用于塔式太陽能鏡場中的具有微曲率的定日曲面反射鏡，或平面的反射鏡結構。并且本實用新型可以應用于太陽能光伏系統和太陽能光熱系統等多個領域。顯而易見，在不偏離本實用新型的真實精神和范圍的前提下，在此描述的本實用新型可以有許多變化。因此，所有對于本領域技術人員來說顯而易見的改變，都應包括在本權利要求書所涵蓋的范圍之內。本實用新型所要求保護的范圍僅由所述的權利要求書進行限定。
權利要求1.一種曲面反射鏡，包括平面玻璃結構(6)、中間粘結層(7)，平面玻璃鏡(8)；所述平面玻璃結構(6)和平面玻璃鏡(8)采用不磨邊和/或非鋼化的玻璃加工；所述中間粘結層 (7)處于平面玻璃結構(6)和平面玻璃鏡(8)的中間位置，以便通過機械方式使其在模具的支撐下彎曲變形，再通過加熱和/或常溫固化方式，將該已經彎曲變形的平面玻璃結構 (6)、中間粘結層(7)、平面玻璃鏡(8)固化而粘合成一個復合型的曲面結構。
2.根據權利要求1所述的一種曲面反射鏡，其特征在于，所述中間粘結層(7)的厚度大于 0. 2mmο
3.根據權利要求1所述的一種曲面反射鏡，其特征在于，所述中間粘結層(7)包含有加固定型物。
4.根據權利要求3所述的一種曲面反射鏡，其特征在于，所述加固定型物為玻璃纖維布或無紡布。
5.根據權利要求1所述的一種曲面反射鏡，其特征在于，所述中間粘結層(7)為熱熔膠片、普通化學粘結劑其中的一種和/或加固定型物，且前二者之一位于加固定型物表面。
6.根據權利要求5所述的一種曲面反射鏡，其特征在于，所述熱熔膠片為乙烯醋酸乙烯酯共聚物或聚乙烯醇丁醛。
7.根據權利要求1所述的一種曲面反射鏡，其特征在于，所述平面玻璃結構的單層平面玻璃的厚度1毫米到5毫米，所述平面玻璃鏡(8)厚度為0. 5毫米到4毫米。
8.根據權利要求1所述的一種曲面反射鏡，其特征在于，該曲面反射鏡(2)為凹面鏡或凸面鏡或微曲率曲面反射鏡或零曲率的平面反射鏡結構。
9.根據權利要求1所述的一種曲面反射鏡，其特征在于，該平面玻璃結構(2)為多層平面玻璃，且該多層平面玻璃通過連續大尺寸的粘結層成型固定。
10.根據權利要求1所述的一種曲面反射鏡，其特征在于，該平面玻璃結構(6)為雙層平面玻璃，且第一平面玻璃(π)靠近所述平面玻璃鏡(8)，該底部布置的第二平面玻璃 (12)尺寸大于該第一平面玻璃。
11.根據權利要求1所述的一種曲面反射鏡，其特征在于，該平面玻璃鏡(8)與所述第一平面玻璃(1 在軸向方向上錯位布置于該第二平面玻璃(1 之上，以組成大尺寸的曲面反射鏡。
12.根據權利要求1所述的一種曲面反射鏡，其特征在于，該第二平面玻璃(12)、第一平面玻璃(1 與該平面玻璃鏡(8)的尺寸一致，且在軸向方向上錯縫位布置固化成型。
專利摘要本實用新型提供了一種曲面反射鏡，包括平面玻璃結構(6)、中間粘結層(7)，平面玻璃鏡(8)；所述平面玻璃結構(6)和平面玻璃鏡(8)采用不磨邊和/或非鋼化的普通玻璃加工；所述中間粘結層(7)處于平面玻璃結構(6)和平面玻璃鏡(8)的中間位置，以便通過機械方式使其在模具的支撐下彎曲變形，再通過加熱和/或常溫固化方式，將該已經彎曲變形的平面玻璃結構(6)、中間粘結層(7)、平面玻璃鏡(8)固化而粘合成一個復合型的曲面結構。本實用新型的曲面反射鏡可廣泛應用于各種太陽能集熱聚焦、太陽能熱發電領域中。
文檔編號B32B17/06GK202075436SQ20112013008
公開日2011年12月14日 申請日期2011年4月28日 優先權日2011年4月28日
發明者劉陽 申請人:北京兆陽光熱技術有限公司