JPS5886350A

JPS5886350A - 太陽熱集熱管の製造方法

Info

Publication number: JPS5886350A
Application number: JP56184440A
Authority: JP
Inventors: Tadayasu Mitsumata; 光亦　忠泰; Masaaki Yoshino; 芳野　公明; Hideo Uchino; 内野　英夫
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1981-11-19
Filing date: 1981-11-19
Publication date: 1983-05-23
Also published as: JPS6252223B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】式太陽熱集熱器に関し、高性能で信頼性が高く、長寿命
てしかも比帖的安価な集熱器を提供しようとするもので
ある。

太陽熱エネルギーは、地球上に約１　ｋＷ／ｍ２・ｈの
エネルギー強度で無尽蔵Ｖ（ふりそそかれているといえ
る。この太陽熱エネルギーを効率よく、熱エネルギーと
して収集する太陽熱集熱器が注目されるようになった。

集熱器は平板式、真空管式および集光式に大別される。

現在のところ平板式集熱器は製作が容易であり、比較的
安価という特徴があり広く実用化されている。また、真
空管式と集光式集熱器は高温での集熱特性がとくによい
という利点があり、なかでも真空管式集熱器は、真空に
よる断熱が効果的なので、最近国内でも注目されるよう
になった。すなわち、真空管式集熱器においては、集熱
特性を低下させる熱損失として、空気の対流にもとづく
熱損失が苓に近くなるので、大幅な特性向上が期待でき
る。

集熱板の表面には、従来は黒色塗装が用いられていた。

ところが放射率が大きく、暖められた集熱板からの熱放
射損が犬きくなるので、貞空管式集熱器には通常辺択吸
収ＪＩ６：伺き集熱板が用いられる。選択吸収膜のＨ！
類としては、陽極酸・化アルミニウム皮膜、ブラック・
ニッケル皮膜、真空蒸着皮膜、磁器、着色ステンレス銅
皮ｊ換、ブラック・クロム皮膜などがある。この中で、
実際に真空管式集熱板として広く用いられているのは、
陽極酸化アルミニウム皮膜と貞空蒸危−皮膜であり、と
くに前者は比較的安価なので、国内ＶＣおいても広く実
用化されるようになった。

ところが、陽極酸化アルミニウム遅・、択吸収膜を真空
管式集熱器として用いる場合にｉＪｌ、減圧・真空引き
の工程で、多孔質である酸什アルミニウム皮膜から水、
二酸化炭素、−酸化炭素、酸素、窒素や水素などのガス
が放出するので、ア（空装置６゛の大形化を行なっても
、たとえば２〜５’　１１、’ｌ−曲という長い時ｍ」
の排気作業が必をであった。なお、このとき通常加熱に
よって排ガス放出外１ｕを早める工夫はよく採用される
が、これでもかなりの長時間を要し、真空（１０％＋＋
＋Ｈｇ以下）状態に保つ信頼性、寿命などにも多少問題
が残されている。捷た経済的には、真空引き時間の短縮
ｄ大きな課題である。

このように選択吸収し−がガスを放出し、真空引きに時
間がかかるのは、選択吸収膜は水中での陽極酸化によっ
て製造されるので、水が腹内に入り、これは通常の乾燥
では除去され難いためと考えられる。これは、水中での
処理、たとえはメッキや、酸化あるいは化成などによっ
て得られる選択吸収膜の共通の問題点である。とくにブ
ラック・クロム皮膜やブラック・ニッケル皮膜、着色ス
テンレス鋼皮膜は、皮膜中に含捷れる水分がとくに多く
、そのため真空管式集熱器に用いること一非猟に困難と
考えられている。そこで、吸収率と放射率のとくにすぐ
ノ′１ているこれらのが択吸収膜を真空ｎ式集熱器に適
応することができる技術の確立が待たれていた。

本発明は、予備加熱方法として高周波加熱を採用しよう
とするものである。集熱板は金属で通常構成されている
ので、高周波加熱法のうち誘導加熱が適している。誘導
加熱とは、交番磁界内に金属などの電気的良導体を′：
Ｊつくと埒体内にうず電流が誘起され、この称流によっ
て加熱される現象である。この方法によって予ｆｉｉｉ
ｉ加熱処理された選択吸収膜は真空引き時の脱ガス１１
）が比較的少なく、量産性に富み、捷だ性能の吻−件、
１１１１−Ｉ人件もすぐれていることが判明した。

つきに実施例により本発明を説明する。

壕す、図により公知の真空管式集熱器について説、明す
る。図中１は透明ソーダガ°ノス管であり、直径８０ｍ
ｍ、肉厚２．０　ｍｍ、長さに１．約１．８　ｍである
。

また、２と３は銅製のパイプ（９，５：３φ）であり、
それぞれ熱媒の出口と入［１である。、−′ｃして４は
後に詳細に説明する前処理をほどこした遠択吸収膜伺き
集熱板である。５は公知の合金板であり、ソータ゛ガラ
スとほぼ同一の熱膨張係数をもっている。

捷だ、６は上記銅看付き集熱板４の固定金具であり、ま
た、７は排気口で、ここからこの集熱管内部の気体が排
出される。排気は油回転ポンプと蒸気噴射ポンプを使用
し、排気を促すために集熱管全体を４００℃に保ちつつ
排気しｌｃ　ｏそして、内圧がｌＸｌ０ｙｕ＋Ｈｇとな
るまでの時間を、集熱板の前処理との関係を求めた。

用いた誘導炉は、無鉄心誘導炉であり、周波数１０　ｋ
ｃ／ｓで長さ２ｍの各細金属製集熱板を約１〜５分間加
熱処理した。捷た、この誘導加熱時に雰囲気を水素ガス
あるいは減圧とした場合についても調べた。捷だ比較の
ために、従来例として空気中での電熱加熱の場合の結果
も求めた。

以上のような予備加熱処理によって脱がスを行なった各
種集熱板を、４００℃のもとて真空引きを行ない、　Ｉ
　Ｘ　１０　　ｓｕ＋Ｈｇ　　の真空に達するまでの時
間を測定した。その結果、誘導炉で行なった場合（誘導
加熱２分間）　ＶＣは約３時間、ｌｍｎＨｇの減圧のも
とでは約２．５時間、捷だ水素僧換後の加熱では約２．
３時間の排気時間となったのに対し、通常の電熱加熱（
４００℃で１時間）の場合には約９時間を要した。さら
に、でき上った各集熱器の空焚きを含む１年間の使用後
の特性についても、上記の本発明による集熱器は、特性
が安定していて、性能の劣化は全く生じなかった。通常
の電熱（６）゛）？による集熱器は、それＶＣ比べ約１０係の特性低
下が生じた。これは、本発明の場合には、表皮効果によ
り、電流が被加熱体の表ｉｒｉ＋層に集中するので、ｐ
面部の加熱が優先的に、効果的に行なわれ、寸だ、短時
間で均一に全体を加熱できるので、水分などの蒸発可能
な吸着物、伺着物は完全に除去されるためである。

以上のように本発明ＶＣより、ば、ＩＩηｚｈ加熱法に
よって脱ガス量が少なく、抽気時間の知かいも性の安定
した集熱板を得ることがｌη能となり、その工業的価値
は大きい。

【図面の簡単な説明】

図は、真空管式太陽熱集熱器用の集熱管の概略図である
。 ■・・・透明ガラス管、２，３・・銅製・ぐイノ、４・
・・選択吸収膜付き集熱板、５　・合金４月、（）・・
固定金具、７・・・排気口。特許出願人　　松下電器産業株式会社ヶ□　Ａ　□　、１．　　ゆ　咋１．：、″７（７）２３５−

Claims

【特許請求の範囲】

（１）誘導加熱によって予備加熱した選択吸収膜付集熱
板を用いることを特徴とする真空管式太陽熱集熱器。
（２）誘導加熱時に、減圧あるいは水素雰囲気中という
２つの条件のうち少なくとも１つの条件を満すもとで、
予備加熱された選択吸収膜を用いることを特徴とする特
許請求の範囲第（Ｉｎ記載の真空管式太陽熱集熱器。
（３）　　選択吸収膜としてブラック・クロム皮膜、ブ
ラック・ニッケル皮膜あるいは陽極酸化アルミニウム皮
膜であることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項又
は第（２）項記載の真空管式太陽熱集熱器。