JPS58156159A - 真空管式太陽熱コレクタ - Google Patents
真空管式太陽熱コレクタInfo
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- JPS58156159A JPS58156159A JP57039883A JP3988382A JPS58156159A JP S58156159 A JPS58156159 A JP S58156159A JP 57039883 A JP57039883 A JP 57039883A JP 3988382 A JP3988382 A JP 3988382A JP S58156159 A JPS58156159 A JP S58156159A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sealing plate
- plating
- layer
- collecting pipe
- heat collecting
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
- F24S10/40—Solar heat collectors using working fluids in absorbing elements surrounded by transparent enclosures, e.g. evacuated solar collectors
- F24S10/45—Solar heat collectors using working fluids in absorbing elements surrounded by transparent enclosures, e.g. evacuated solar collectors the enclosure being cylindrical
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/44—Heat exchange systems
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は透明容器内の真空を長期間にわたって維持でき
るようにした真空管式太陽熱コレクタの改良に関する。
るようにした真空管式太陽熱コレクタの改良に関する。
近年、エネルギー危機に−伴って太陽エネルギーを熱と
して集熱し、各種機器のエネルギー源として供給するた
めの真空管式太陽熱コレクタの開発が盛んとなっている
。この太陽熱コレクタの１例を第１，２図に示す。同図
において、１は透明カバー兼箱体の役目を負う外ガラス
管である。２は円筒状フィンであり、たとえばアルミニ
ウム押出成型などによって作られる。３は、円筒状フィ
ン２から熱を得ることにより加熱される熱媒体の通路と
なる集熱パイプで、鋼管などによって作られる。４は、
外ガラス管１の端部の容器状封止板である。封止板４は
、外ガラス管１と固着するために、ガラスと膨張率の近
似している鉄［有］ニッケル・コバルト合金などで作ら
れ、外ガラス管１とは。
して集熱し、各種機器のエネルギー源として供給するた
めの真空管式太陽熱コレクタの開発が盛んとなっている
。この太陽熱コレクタの１例を第１，２図に示す。同図
において、１は透明カバー兼箱体の役目を負う外ガラス
管である。２は円筒状フィンであり、たとえばアルミニ
ウム押出成型などによって作られる。３は、円筒状フィ
ン２から熱を得ることにより加熱される熱媒体の通路と
なる集熱パイプで、鋼管などによって作られる。４は、
外ガラス管１の端部の容器状封止板である。封止板４は
、外ガラス管１と固着するために、ガラスと膨張率の近
似している鉄［有］ニッケル・コバルト合金などで作ら
れ、外ガラス管１とは。
たとえば低融点ガラスフリットなどの封着材５を用いて
融１着されている。又、上記封止板４の平坦部には一対
の貫通孔６，６が形成されており、上記集熱パ・イブ８
．８がこの孔６，６を介して外部へ導出されている。こ
の集熱パイプ８，３の貫通部分は、封止板４の貫通孔６
，６周縁にフレア加工により外方に向けて形成された絞
り部７，７に銀ろう８をもって銀ろう付けされている。
融１着されている。又、上記封止板４の平坦部には一対
の貫通孔６，６が形成されており、上記集熱パ・イブ８
．８がこの孔６，６を介して外部へ導出されている。こ
の集熱パイプ８，３の貫通部分は、封止板４の貫通孔６
，６周縁にフレア加工により外方に向けて形成された絞
り部７，７に銀ろう８をもって銀ろう付けされている。
１ａは外ガラス管１と封止板４に囲まれた空間で、チッ
プ管（図示せず）から真空ポンプで排気し、チップ管を
封止することによって形成された真空部である。
プ管（図示せず）から真空ポンプで排気し、チップ管を
封止することによって形成された真空部である。
このようなコレクタは集熱効率が高く高性能ではあるが
、製造時においては真空引き工程での高温（３００℃〜
４００℃）雰囲気と振動、銀ろう付時の７ラツクス等に
より、又、集熱場所へ設置、した後は集熱パイプ３．３
の熱膨張、収縮による力が上記絞り部７，７に集中的に
加わるより、特に封止板４の絞り部７，７に第８図の如
きストレスクラック（応力腐食割れ）現象が起って真空
洩れを生じ易い欠点がある。
、製造時においては真空引き工程での高温（３００℃〜
４００℃）雰囲気と振動、銀ろう付時の７ラツクス等に
より、又、集熱場所へ設置、した後は集熱パイプ３．３
の熱膨張、収縮による力が上記絞り部７，７に集中的に
加わるより、特に封止板４の絞り部７，７に第８図の如
きストレスクラック（応力腐食割れ）現象が起って真空
洩れを生じ易い欠点がある。
上記ストレスクラック現象はどのような種類の金属であ
っても多かれ少なかれ生じるものではあるが、ガラスと
の熱膨張率を近似させる関係から使用したＮｉ−Ｃｏ−
Ｆｅ合金はオーステナイト系金属組織を有しているため
余計にこの現象が生じ易くなる。すなわち、Ｎｉ −Ｃ
ｏ−Ｆｅ合金から成る封止板４を４２％ＭｇＣｌ２水溶
液中で煮沸させ応力腐食割れ促進試験にかけると約２週
間でオーステナイト組織の結晶粒を貫通するひび割れ状
のクラックが無数に生じる程で、この合金を使用した封
止板４はストレスクラック現象が極めて生じ易い。
っても多かれ少なかれ生じるものではあるが、ガラスと
の熱膨張率を近似させる関係から使用したＮｉ−Ｃｏ−
Ｆｅ合金はオーステナイト系金属組織を有しているため
余計にこの現象が生じ易くなる。すなわち、Ｎｉ −Ｃ
ｏ−Ｆｅ合金から成る封止板４を４２％ＭｇＣｌ２水溶
液中で煮沸させ応力腐食割れ促進試験にかけると約２週
間でオーステナイト組織の結晶粒を貫通するひび割れ状
のクラックが無数に生じる程で、この合金を使用した封
止板４はストレスクラック現象が極めて生じ易い。
しかもこの合金は銀ろう付時に銀ろう成分中αＵあるい
はＡｇがオーステナイト結晶粒界に拡散浸透して材料劣
化を起すので、更にクラック現象が生じ易いという欠点
がある。
はＡｇがオーステナイト結晶粒界に拡散浸透して材料劣
化を起すので、更にクラック現象が生じ易いという欠点
がある。
そこで、上述した合金中への銀ろう成分の拡散、浸透を
防止すると共に、合金と外気との直接接触を妨げて、応
力腐食割れを防止するために、第４図に示す如く封止板
４表面に、数μ以下の無電解Ｎｉメッキ層９と、耐熱性
向上と剥離防止のための５μのＣｕメッキ層１０と、更
に電気メッキによる１０〜１５μのＮｉメッキ層１１と
から成る保護被膜１２を形成することが行われているが
、この処理では従来に比しストレスクラックによる真空
洩れ不良率を大幅に減少させることはできるものの完全
になくすことができず、やはり１〜２割の不良率がある
。その理由は容器状に形成した封止板４を電気メッキあ
るいはイオンメッキした場合、凹凸のあるフレア加工部
分には電位の差を生じ、特に絞り部７外周の凹部に付着
するメッキの度合が他の部分より低くて膜厚が薄くなり
、この部分の腐食防止や材質劣化防止が充分行えないか
らだと思われる。特にこのメッキ処理を量産体制で行う
と、個々の封止板４のメッキ厚の変動が大きくなり、そ
れが余計に不良率を助長するものと思われる。
防止すると共に、合金と外気との直接接触を妨げて、応
力腐食割れを防止するために、第４図に示す如く封止板
４表面に、数μ以下の無電解Ｎｉメッキ層９と、耐熱性
向上と剥離防止のための５μのＣｕメッキ層１０と、更
に電気メッキによる１０〜１５μのＮｉメッキ層１１と
から成る保護被膜１２を形成することが行われているが
、この処理では従来に比しストレスクラックによる真空
洩れ不良率を大幅に減少させることはできるものの完全
になくすことができず、やはり１〜２割の不良率がある
。その理由は容器状に形成した封止板４を電気メッキあ
るいはイオンメッキした場合、凹凸のあるフレア加工部
分には電位の差を生じ、特に絞り部７外周の凹部に付着
するメッキの度合が他の部分より低くて膜厚が薄くなり
、この部分の腐食防止や材質劣化防止が充分行えないか
らだと思われる。特にこのメッキ処理を量産体制で行う
と、個々の封止板４のメッキ厚の変動が大きくなり、そ
れが余計に不良率を助長するものと思われる。
本発明は上述のようなメッキ処理のみでは生じる応力腐
食割れを完全に防止したコレクタを提供するものである
。以下、本発明の一実施例を図面に従って詳細に説明す
る。第５図はその集熱パイプ３貫通部分の断面図で、封
止板４の絞り部７と集熱パイプ３とをノーフラックス銀
ロー付材１３で固着したものである。もちろんロー付時
にはフラックスを用いない。このようなノーフラックス
による銀ロー付を行うだけで、ストレスクラック等によ
る真空洩れ率が数％と激減した。その理由は判然としな
いが、フラックス中の成分が封止板４の材料劣化を助長
するからだと思われる。
食割れを完全に防止したコレクタを提供するものである
。以下、本発明の一実施例を図面に従って詳細に説明す
る。第５図はその集熱パイプ３貫通部分の断面図で、封
止板４の絞り部７と集熱パイプ３とをノーフラックス銀
ロー付材１３で固着したものである。もちろんロー付時
にはフラックスを用いない。このようなノーフラックス
による銀ロー付を行うだけで、ストレスクラック等によ
る真空洩れ率が数％と激減した。その理由は判然としな
いが、フラックス中の成分が封止板４の材料劣化を助長
するからだと思われる。
上記実施例の場合、真空洩れ率が数％と非常に低くなる
が、やはり真空洩れが存在する。そこで従来の被膜１２
の改良を計ったのが下記の実施例である。すなわち、第
６図に示す如く上記被膜１２上に更に１０μ厚のＮｉ層
１４を形成し、全体を補強膜１５としたものである。こ
の補強膜１５によって絞り部７の表面と外気との接触を
絶てば、ストレスクラックがほとんど生じなくなる。
が、やはり真空洩れが存在する。そこで従来の被膜１２
の改良を計ったのが下記の実施例である。すなわち、第
６図に示す如く上記被膜１２上に更に１０μ厚のＮｉ層
１４を形成し、全体を補強膜１５としたものである。こ
の補強膜１５によって絞り部７の表面と外気との接触を
絶てば、ストレスクラックがほとんど生じなくなる。
上記Ｎｉ層１４の形成は無電解ニッケルメッキが最もよ
いが、電気メッキでもかまわない。大事なことは被膜１
２のＮｉメッキ層１１の形成後水洗い等してからＮｉ層
１４を形成してＮｉ層を２層とすることである。すなわ
ち、従来のＮｉメッキ層１１は１０μ〜１５μであるが
、これをＮ４層１４に相当する厚さ分つまり２０μ〜２
５μにしても単一層であるためか、充分な効果が得られ
ない。もっともＮｉ層１４を更に複数層にすることは何
ら差しつかえない。なおＮｉ層１４の厚さは８μ〜１５
μ程度が好適であり、２０μ以上になると熱による剥離
や長期密着性及び経済性に支障があって好ましくない。
いが、電気メッキでもかまわない。大事なことは被膜１
２のＮｉメッキ層１１の形成後水洗い等してからＮｉ層
１４を形成してＮｉ層を２層とすることである。すなわ
ち、従来のＮｉメッキ層１１は１０μ〜１５μであるが
、これをＮ４層１４に相当する厚さ分つまり２０μ〜２
５μにしても単一層であるためか、充分な効果が得られ
ない。もっともＮｉ層１４を更に複数層にすることは何
ら差しつかえない。なおＮｉ層１４の厚さは８μ〜１５
μ程度が好適であり、２０μ以上になると熱による剥離
や長期密着性及び経済性に支障があって好ましくない。
次に上記補強膜１５の効果を従来の被膜１２やその他の
被膜と比較してみると、表−■に示すように極めて優れ
ていることがわかる。表−■は第１図のコレクタを１０
０本生産した場合のサビ（錆）発生及びストレスクラッ
ク発生の結果で、被膜を形成した封止板４のＪＩＳ塩水
噴霧３０Ｈｒ試験、ロー付後熱影響を受けた封止板４の
ＪＩＳ塩水噴霧２４Ｈｒ試験、コレクタ完成後３か月間
放置後のストレスクラック（真空洩れを伴う）の発生を
、それぞれ形成する被膜の種類毎に示したものである。
被膜と比較してみると、表−■に示すように極めて優れ
ていることがわかる。表−■は第１図のコレクタを１０
０本生産した場合のサビ（錆）発生及びストレスクラッ
ク発生の結果で、被膜を形成した封止板４のＪＩＳ塩水
噴霧３０Ｈｒ試験、ロー付後熱影響を受けた封止板４の
ＪＩＳ塩水噴霧２４Ｈｒ試験、コレクタ完成後３か月間
放置後のストレスクラック（真空洩れを伴う）の発生を
、それぞれ形成する被膜の種類毎に示したものである。
なお、
◎：サビ発生が無い又はストレスクラックの発生熱。
○：サビ発生がわずかある。
△：サビ発生がある。
Ｘ：サビ発生が多い、又はストレスクラックがある。
（注）・無電解メッキ以外は電解メッキを示す。
・ロー付は後ＪＩＳ塩水噴霧２４Ｈｒはロー付けによる
熱影響を受けた状態での性能を示す。
熱影響を受けた状態での性能を示す。
封止板４に処理するメッキの種類は表−■の■〜［相］
のものまでが考えられ、Ａｇメッキ、Ｃｕメッキ、Ｃｄ
メッキ、Ｚｎメッキ、ＡＩメッキ等は封止板４の材料劣
化に関係することが処理上の問題から好ましくない。
のものまでが考えられ、Ａｇメッキ、Ｃｕメッキ、Ｃｄ
メッキ、Ｚｎメッキ、ＡＩメッキ等は封止板４の材料劣
化に関係することが処理上の問題から好ましくない。
表−■において、■は従来品メッキつまり被膜１２の下
地調整用の不活性化ニッケルメッキ９を５μと厚くした
もの。■はさらに不活性化のためのニッケルメッキ９を
２０μにしたものである。
地調整用の不活性化ニッケルメッキ９を５μと厚くした
もの。■はさらに不活性化のためのニッケルメッキ９を
２０μにしたものである。
■はＣｕメッキを省略し不活性化ニッケルメッキ５μの
上にニッケルメッキ１０μを施したもの。
上にニッケルメッキ１０μを施したもの。
■は不活性化ニッケルメッキ９を厚く２０μにしその上
にニッケルメッキ１０μを施したもの。■は１回仕上げ
のＩθμニッケルメッキ、■は１回仕上げ２０μニツケ
ルメツキの処理のみである。
にニッケルメッキ１０μを施したもの。■は１回仕上げ
のＩθμニッケルメッキ、■は１回仕上げ２０μニツケ
ルメツキの処理のみである。
■は従来品２層メッキの最上層ニッケルメッキ層１１の
厚みを２０μと厚くした場合、■は従来品２層メッキの
最上層ニッケルメッキ層１１の上に無電解のニッケルメ
ッキ約ＩＯμ（１４）を施した３層メッキのものである
（本発明のもの）。［相］は従来品２層メッキの最上層
ニッケルメッキ層ｌｌ上に電気メッキの銅を６μ処理し
た３層メッキ。
厚みを２０μと厚くした場合、■は従来品２層メッキの
最上層ニッケルメッキ層１１の上に無電解のニッケルメ
ッキ約ＩＯμ（１４）を施した３層メッキのものである
（本発明のもの）。［相］は従来品２層メッキの最上層
ニッケルメッキ層ｌｌ上に電気メッキの銅を６μ処理し
た３層メッキ。
■は従来品２層メッキの下層Ｃｕメッキ１０の厚みを厚
くし３μから６μにしたもの、■は従来品２層メッキの
封止板４の素地表面を化学研磨により平滑化して不活性
化ニッケルメッキ約１μ後Ｃｕメツキ３μｍＮｉメッキ
１０μの２層メッキを施したものである。
くし３μから６μにしたもの、■は従来品２層メッキの
封止板４の素地表面を化学研磨により平滑化して不活性
化ニッケルメッキ約１μ後Ｃｕメツキ３μｍＮｉメッキ
１０μの２層メッキを施したものである。
表−■からメッキ処理したときの耐腐食性、熱影響を受
けた後の耐腐食性、及びストレスクラックの発生の有無
で■の被膜１２上にさらに無電解Ｎｉメッキ１０μした
ものが最も良好であることがわかる。又■で電気メッキ
を１０μ施したものも同じく良好である。
けた後の耐腐食性、及びストレスクラックの発生の有無
で■の被膜１２上にさらに無電解Ｎｉメッキ１０μした
ものが最も良好であることがわかる。又■で電気メッキ
を１０μ施したものも同じく良好である。
斜上のように、本発明によれば封止具の応力腐食割れに
よる真空洩れをほぼ完全に防止することができ製品の不
良率を大幅に低減することができる。
よる真空洩れをほぼ完全に防止することができ製品の不
良率を大幅に低減することができる。
第１図：真空ガラス管式太陽熱コレクタの一部切欠側面
図、 第２図：そのＡ部の拡大断面図、 第３図：第２図のＢ部の拡大図、 第４図：封止板表面の説明図、 第５図二本発明の要部断面図、 第６図：他の実施例の封止板表面の説明図。 符号 ４：封止板、７：絞り部、１３：銀ろう、１５：補強膜
。
図、 第２図：そのＡ部の拡大断面図、 第３図：第２図のＢ部の拡大図、 第４図：封止板表面の説明図、 第５図二本発明の要部断面図、 第６図：他の実施例の封止板表面の説明図。 符号 ４：封止板、７：絞り部、１３：銀ろう、１５：補強膜
。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、太陽熱の集熱体を内装した透明容器の開口端を金属
製の封止板で封止し、この封止板の貫通孔を介して集熱
パイプを外部へ導出して成る真空管式太陽熱コレクタに
おいて、 上記封止板の貫通孔と集熱パイプとをノーフラックスの
ろう付金属で固着して成る真空管式太陽熱コレクタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57039883A JPS58156159A (ja) | 1982-03-11 | 1982-03-11 | 真空管式太陽熱コレクタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57039883A JPS58156159A (ja) | 1982-03-11 | 1982-03-11 | 真空管式太陽熱コレクタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58156159A true JPS58156159A (ja) | 1983-09-17 |
| JPS634101B2 JPS634101B2 (ja) | 1988-01-27 |
Family
ID=12565371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57039883A Granted JPS58156159A (ja) | 1982-03-11 | 1982-03-11 | 真空管式太陽熱コレクタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58156159A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3611767A1 (de) * | 1986-04-08 | 1987-10-15 | Bernd Kellner | Sonnenkollektor |
| DE3611764A1 (de) * | 1986-04-08 | 1987-10-15 | Bernd Kellner | Vakuum-sonnenkollektor |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5736553U (ja) * | 1980-08-09 | 1982-02-26 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5736553B2 (ja) * | 1974-06-26 | 1982-08-04 |
-
1982
- 1982-03-11 JP JP57039883A patent/JPS58156159A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5736553U (ja) * | 1980-08-09 | 1982-02-26 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3611767A1 (de) * | 1986-04-08 | 1987-10-15 | Bernd Kellner | Sonnenkollektor |
| DE3611764A1 (de) * | 1986-04-08 | 1987-10-15 | Bernd Kellner | Vakuum-sonnenkollektor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS634101B2 (ja) | 1988-01-27 |
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