JPS5956664A - 太陽熱コレクタ−及びその製造方法 - Google Patents
太陽熱コレクタ−及びその製造方法Info
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- JPS5956664A JPS5956664A JP57166574A JP16657482A JPS5956664A JP S5956664 A JPS5956664 A JP S5956664A JP 57166574 A JP57166574 A JP 57166574A JP 16657482 A JP16657482 A JP 16657482A JP S5956664 A JPS5956664 A JP S5956664A
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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】
（発明の技術分野）
本発明は、太陽熱コレクタに係り、特にその選択吸収膜
の構造並びに製造方法に関するものである。
の構造並びに製造方法に関するものである。
（発明の概要）
太陽熱コレクターは、例えば温水器、冷暖房システム、
太陽熱発電システム等に使用される。その構造は、例え
ば第１図及びその断面図である第２図に示す如くである
。即ら、太陽光（１）を集光するように、放物面鏡（２
）が設けられており、大気圧より低い状態すなわち真空
（５）で隔てられた、二重管構造となっている。第１の
ガラス管（３）には、選択透過膜（５）が真空（５）側
に形成されているが、これは省略される場合が有る。前
記第１のガラス管（３）の内部には、真空（５）で断熱
され選択吸収膜（６）で表面処理された、第２のガラス
管または金属管（７）が具備されている。前記第２のガ
ラス管または金属管（７）の中には、内部に熱媒体が流
れる熱媒管（８）が具備されている。
太陽熱発電システム等に使用される。その構造は、例え
ば第１図及びその断面図である第２図に示す如くである
。即ら、太陽光（１）を集光するように、放物面鏡（２
）が設けられており、大気圧より低い状態すなわち真空
（５）で隔てられた、二重管構造となっている。第１の
ガラス管（３）には、選択透過膜（５）が真空（５）側
に形成されているが、これは省略される場合が有る。前
記第１のガラス管（３）の内部には、真空（５）で断熱
され選択吸収膜（６）で表面処理された、第２のガラス
管または金属管（７）が具備されている。前記第２のガ
ラス管または金属管（７）の中には、内部に熱媒体が流
れる熱媒管（８）が具備されている。
第３図の［太陽光の放射」に示すような、放射エネルギ
ー強度スペクトルを持つ太陽光（１）は、放物面鏡（２
）で集光され、第１のガラス管（３）に入射し、真空５
）を通過して、選択吸収膜（６）を具備した第２のガラ
ス管または金属管（７）に至る。太陽光（１）は、ここ
で熱エネルギーに変換され、熱媒管（８）中を循環して
いる熱媒体に集められる。しかし、熱媒体の温度が２０
０℃乃至３００℃となるため、第３図に示される「発熱
による放射」の如く、熱線が放射される。その熱線は、
第１のガラス管（１）を通して外部に逃げる。それ故、
選択吸収膜（６）に要求される特性は、「太陽光の放射
」に示される波長範囲の光を良く吸収し、「発熱による
放射」の波長範囲の光を良く反射させるというものであ
る。
ー強度スペクトルを持つ太陽光（１）は、放物面鏡（２
）で集光され、第１のガラス管（３）に入射し、真空５
）を通過して、選択吸収膜（６）を具備した第２のガラ
ス管または金属管（７）に至る。太陽光（１）は、ここ
で熱エネルギーに変換され、熱媒管（８）中を循環して
いる熱媒体に集められる。しかし、熱媒体の温度が２０
０℃乃至３００℃となるため、第３図に示される「発熱
による放射」の如く、熱線が放射される。その熱線は、
第１のガラス管（１）を通して外部に逃げる。それ故、
選択吸収膜（６）に要求される特性は、「太陽光の放射
」に示される波長範囲の光を良く吸収し、「発熱による
放射」の波長範囲の光を良く反射させるというものであ
る。
従来提案されている選択吸収膜は、その膜構成から分類
すると、次のようになる。
すると、次のようになる。
（ｉ）金属基板上の反射防止膜層。例えば、ＳｉＯ／Ｍ
ｏ。これは半導体層のバンド間遷移による光吸収を用い
る方法である。
ｏ。これは半導体層のバンド間遷移による光吸収を用い
る方法である。
（ｉｉ）金属基板上の反射防止膜層。例えばＳｉＯ／Ａ
ｌ、〔Ａｌ２Ｏ３／Ｍｏ〕ｎ等。
ｌ、〔Ａｌ２Ｏ３／Ｍｏ〕ｎ等。
（ｉｉｉ）テクスチャー・エツチングにより、金属表面
に凹凸を設けたもの、あるいは金属ウィスカー。
に凹凸を設けたもの、あるいは金属ウィスカー。
例えばＷウイスカー。
また、その製造方法から分類すると、次の如くである。
（ａ）真空蒸着法、スパッタリング法、あるいけＣＶＤ
法等による薄膜形成。
法等による薄膜形成。
（ｂ）金属を、大気中で熱処理することにより、表面に
酸化膜を形成する熱酸化法。例えばＦｅ３Ｏ４／鋼。
酸化膜を形成する熱酸化法。例えばＦｅ３Ｏ４／鋼。
（ｃ）金属表面を化学的に処理することにより、薄膜を
形成する、あるいはテクスチャー・エツチングする化学
的処理法。例えば硫化アンモニア溶液中で、銅を処理す
ることによりイ何られるＣｕ２Ｓ／Ｃｕ。
形成する、あるいはテクスチャー・エツチングする化学
的処理法。例えば硫化アンモニア溶液中で、銅を処理す
ることによりイ何られるＣｕ２Ｓ／Ｃｕ。
あるいはＮａＯＨとＮａＣｌＯ２混合液により得られる
銅張面のデンドライト構造。
銅張面のデンドライト構造。
（ｄ）電気メツキ法。例えは、金属基板上に、ニッケル
を電気メッキ法により形成し、続いて二層のブラック・
ニッケルの層を電気メッキ法により形成する方法。即ち
、ＮｉＳ／ＺｎＳ／Ｎｉ／金属の構造。
を電気メッキ法により形成し、続いて二層のブラック・
ニッケルの層を電気メッキ法により形成する方法。即ち
、ＮｉＳ／ＺｎＳ／Ｎｉ／金属の構造。
他の例は、金属基板上に、ニッケルを電気メッキ法によ
り形成し、続いてブラック・クロムの層を電気メッキ法
により形成する方法。即ち、ＣｒｘＯｙ／Ｎｉ／金属の
構造。ここで金属は、鋼、銅等である。
り形成し、続いてブラック・クロムの層を電気メッキ法
により形成する方法。即ち、ＣｒｘＯｙ／Ｎｉ／金属の
構造。ここで金属は、鋼、銅等である。
（ｅ）ペイント法。例えば硫化鉛顔料を含有したシリコ
ーン・ペイントを塗布する方法。
ーン・ペイントを塗布する方法。
しかし、上述の従来の選択吸収膜の製造方法には、下記
に述べる欠点が有った。即ち、（ａ）の方法では、真空
蒸着装置、スパッタリング姿置、ＣＶＤ装置等の高価な
設備を必要とする。
に述べる欠点が有った。即ち、（ａ）の方法では、真空
蒸着装置、スパッタリング姿置、ＣＶＤ装置等の高価な
設備を必要とする。
また太陽熱コレクター用選択吸収膜の製造に際しては通
常５０乃至６０ｍｍ、長さ１乃至２ｍと表面積が大面積
の円筒状基板上に薄膜を形成しなければならず、上述の
寸法の円筒状基板を、上述の真空装置にセットするには
、収納数が限られる。また真空装置では、真空排気、基
板加熱等に時間がかかる。それ故選択吸収膜の製造イン
デックスを大きく取ることは不可能である。また、上述
の寸法の円筒状基板がセット可能な装置は、真空装置は
大がかりとなり、選択吸収膜形成のためにはコスト高と
なる。また、上述の真空装置を用いて大面積の円筒状の
基板上に均−に薄膜を形成することはその基板の形状の
性格上容易でない。即ち円筒状基板を回転させて蒸着し
ても長手方向の中央部付近と周辺部付近とを比べると中
央部で厚く形成され周辺部では薄くなる。（ｂ）の方法
では、熱処理により酸化被膜の膜厚を制御することは容
易でない。また形成される酸化膜の安定性も、鉄酸化物
の場合は良くない。（ｃ）乃至（ｅ）の方法では、コス
トは低下するが、（ｃ）の方法では、大面積の表面上に
均一に化学処理することは容易でない。特に金属基板上
にテクスチャー・エツチングを施すことは、その結晶方
位によりエツチング速度が異なつため、均一の凹凸処置
を施すことは容易でない。また（ｄ）ではメッキ法に電
気をエネルギー源として用いるため、電源等を必要とす
る。また（ｅ）では、ペイント材料に、通常赤外で吸収
があり、選択吸収膜として用いる場合、赤外領域の反射
率が低下する。
常５０乃至６０ｍｍ、長さ１乃至２ｍと表面積が大面積
の円筒状基板上に薄膜を形成しなければならず、上述の
寸法の円筒状基板を、上述の真空装置にセットするには
、収納数が限られる。また真空装置では、真空排気、基
板加熱等に時間がかかる。それ故選択吸収膜の製造イン
デックスを大きく取ることは不可能である。また、上述
の寸法の円筒状基板がセット可能な装置は、真空装置は
大がかりとなり、選択吸収膜形成のためにはコスト高と
なる。また、上述の真空装置を用いて大面積の円筒状の
基板上に均−に薄膜を形成することはその基板の形状の
性格上容易でない。即ち円筒状基板を回転させて蒸着し
ても長手方向の中央部付近と周辺部付近とを比べると中
央部で厚く形成され周辺部では薄くなる。（ｂ）の方法
では、熱処理により酸化被膜の膜厚を制御することは容
易でない。また形成される酸化膜の安定性も、鉄酸化物
の場合は良くない。（ｃ）乃至（ｅ）の方法では、コス
トは低下するが、（ｃ）の方法では、大面積の表面上に
均一に化学処理することは容易でない。特に金属基板上
にテクスチャー・エツチングを施すことは、その結晶方
位によりエツチング速度が異なつため、均一の凹凸処置
を施すことは容易でない。また（ｄ）ではメッキ法に電
気をエネルギー源として用いるため、電源等を必要とす
る。また（ｅ）では、ペイント材料に、通常赤外で吸収
があり、選択吸収膜として用いる場合、赤外領域の反射
率が低下する。
金属の反射防止膜層に分類される（ｉｉ）に於ても、単
層の誘電体膜だけでは、構造は簡単で容易であるが、単
層では必ずしも高性能の特性を得ることは出来ない。ま
た金属誘電体の交互層では平板上への蒸着法では可能で
あるが、円筒基板上への形成は膜厚が薄いため膜厚制御
が困難であり、特に円筒の中央部と周辺部の特性を均一
に抑えることは、甚だ困難であった。低コスト・タイプ
では、金属上の単層の誘電体を有するものが多く、高性
能とはなり得なかった。
層の誘電体膜だけでは、構造は簡単で容易であるが、単
層では必ずしも高性能の特性を得ることは出来ない。ま
た金属誘電体の交互層では平板上への蒸着法では可能で
あるが、円筒基板上への形成は膜厚が薄いため膜厚制御
が困難であり、特に円筒の中央部と周辺部の特性を均一
に抑えることは、甚だ困難であった。低コスト・タイプ
では、金属上の単層の誘電体を有するものが多く、高性
能とはなり得なかった。
以上の如く、表面積が大面積の円筒状ガラス乃至金属基
板上に、低コストでしかも高性能の選択吸収膜を、再現
性良く形成することは、従来技術では困難であった。
板上に、低コストでしかも高性能の選択吸収膜を、再現
性良く形成することは、従来技術では困難であった。
（発明の目的）
本発明は、上述の従来技術の欠点に鑑みなされたもので
、低コストでしかも高性能の選択吸収膜を有する太陽熱
コレクターおよびその製造方法を提供することを目的と
する。
、低コストでしかも高性能の選択吸収膜を有する太陽熱
コレクターおよびその製造方法を提供することを目的と
する。
（発明の概要）
本発明者達は、金属膜上に、高屈折率の誘電体膜を形成
した後、低屈折率の誘電体膜を形成する構造のものが選
択吸収膜として極めて高性能になることを見出し本発明
を完成した。
した後、低屈折率の誘電体膜を形成する構造のものが選
択吸収膜として極めて高性能になることを見出し本発明
を完成した。
すなわち本発明は内部が真空であって外部から太陽光が
入射する第１のガラス管と、この第１のガラス管の内側
に設けられ表面に選択吸収膜を具備する第２のガラス管
または金属管とを有する太陽熱コレクターに於て、前記
選択吸収膜は前記第２のガラス管または金属管上に被着
される金属膜とこの金属膜上に被着される屈折率が２．
０以上の第１の誘電体薄膜とこの第１の誘電体薄膜上に
被着される屈折率が１．６５以下の第２の誘電体薄膜と
から成ることを特徴とする太陽熱コレクターである。
入射する第１のガラス管と、この第１のガラス管の内側
に設けられ表面に選択吸収膜を具備する第２のガラス管
または金属管とを有する太陽熱コレクターに於て、前記
選択吸収膜は前記第２のガラス管または金属管上に被着
される金属膜とこの金属膜上に被着される屈折率が２．
０以上の第１の誘電体薄膜とこの第１の誘電体薄膜上に
被着される屈折率が１．６５以下の第２の誘電体薄膜と
から成ることを特徴とする太陽熱コレクターである。
又本発明は内部が真空であって外部から太陽光が入射す
る第１のガラス管と、この第１のガラス管と真空を隔て
、の内側に設けられ表面に選択吸収膜を具備する第２の
ガラス管または金属管とを有する太陽熱コレクターの製
造方法に於て、前記選択吸収膜の形成工程は、前記第２
のガラス管または金属管上に金属膜を無電解メッキ法に
より形成する工程と、この金属膜上に、屈折率が２．０
以上の第１の誘電体薄膜を溶液からの塗布法により形成
する工程と、この第１の誘電体薄膜上に、屈折率が１．
６５以下の第２の誘電体薄膜を溶液からの塗布法により
形成する工程とを具備することを特徴とする太陽熱コレ
クターの製造方法である。
る第１のガラス管と、この第１のガラス管と真空を隔て
、の内側に設けられ表面に選択吸収膜を具備する第２の
ガラス管または金属管とを有する太陽熱コレクターの製
造方法に於て、前記選択吸収膜の形成工程は、前記第２
のガラス管または金属管上に金属膜を無電解メッキ法に
より形成する工程と、この金属膜上に、屈折率が２．０
以上の第１の誘電体薄膜を溶液からの塗布法により形成
する工程と、この第１の誘電体薄膜上に、屈折率が１．
６５以下の第２の誘電体薄膜を溶液からの塗布法により
形成する工程とを具備することを特徴とする太陽熱コレ
クターの製造方法である。
（発明の実施例）
以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。
本発明の選択吸収膜の構造として平板上に蒸着法を用い
て形成した場合にの実施例も適用出来るのはもちろんで
あるが、本実施例として、低コストタイプのものとして
、円筒状ガラス基板上に、無電解メッキ法により金属膜
を形成し、次いで溶液からの塗布法により二層の誘電体
膜を形成した場合につき詳述する。
て形成した場合にの実施例も適用出来るのはもちろんで
あるが、本実施例として、低コストタイプのものとして
、円筒状ガラス基板上に、無電解メッキ法により金属膜
を形成し、次いで溶液からの塗布法により二層の誘電体
膜を形成した場合につき詳述する。
ガラス管に無電解メッキ法により形成可能な金属膜とし
ては、ニッケル、銀、銅、コバルト等があるが、本実施
例ではニッケルの場合を例に取り詳述する。選択吸収膜
の構成材料として、金属膜側の第１層目の誘電体薄膜と
しては高屈折率物質が望ましく、第二層目の誘電体薄膜
としては低屈折率物質が望ましいことを本発明者達は見
出した。
ては、ニッケル、銀、銅、コバルト等があるが、本実施
例ではニッケルの場合を例に取り詳述する。選択吸収膜
の構成材料として、金属膜側の第１層目の誘電体薄膜と
しては高屈折率物質が望ましく、第二層目の誘電体薄膜
としては低屈折率物質が望ましいことを本発明者達は見
出した。
溶液からの塗布法により、前記金属膜上に形成可能な高
屈折率物質即ち屈折率が２．０以上の第１の誘電体薄膜
上しては、二酸化チタン、五酸化タンタル、五酸化ニオ
ブ等があるが、本実施例では二酸化チタンを用いた場合
につき詳述する。また、溶液からの塗布法により、前記
第１の誘電体薄膜上に形成される、低屈折率物質、即ち
、屈折率が１．６５以下の誘電体薄膜としては、二酸化
シリコン。
屈折率物質即ち屈折率が２．０以上の第１の誘電体薄膜
上しては、二酸化チタン、五酸化タンタル、五酸化ニオ
ブ等があるが、本実施例では二酸化チタンを用いた場合
につき詳述する。また、溶液からの塗布法により、前記
第１の誘電体薄膜上に形成される、低屈折率物質、即ち
、屈折率が１．６５以下の誘電体薄膜としては、二酸化
シリコン。
酸化アルミニウム等があるが、本実施例では、二酸化シ
リコンの場合につき詳述する。また、二重管の内側の管
（７）は、ガラス管の場合を例に取り詳述する。用いた
ガラス管の寸法は外径５７ｍｍ、長さ１３００ｍｍであ
る。
リコンの場合につき詳述する。また、二重管の内側の管
（７）は、ガラス管の場合を例に取り詳述する。用いた
ガラス管の寸法は外径５７ｍｍ、長さ１３００ｍｍであ
る。
本実施例による太陽熱コレクター用選択吸収膜の製造方
法の流れ図を第４図に示す。これに従い、本実施例を詳
述する。先ず、一端が封止されたガラス管（７）を、ア
ルカリ脱脂処理等のため洗浄を行なう。次に感受性賦与
液（センシタイザ−）に、常温にて約３分間浸漬する。
法の流れ図を第４図に示す。これに従い、本実施例を詳
述する。先ず、一端が封止されたガラス管（７）を、ア
ルカリ脱脂処理等のため洗浄を行なう。次に感受性賦与
液（センシタイザ−）に、常温にて約３分間浸漬する。
センシタイザ−としては、例えば次に示す組成の溶液を
用いた。
用いた。
塩化第二スズ（ＳｎＣｌ２・２Ｈ２Ｏ）……２ｇ塩酸（
ＨＣｌ） ……０．５ｍｌ純水（
Ｈ２Ｏ） ……１ｌ次に純水で水
洗した後、約４０℃の活性化処理液（アクチベイター）
に約３０秒間浸漬する。アクチベイターとしては、例え
ば次に示す組成の溶液を用いた。
ＨＣｌ） ……０．５ｍｌ純水（
Ｈ２Ｏ） ……１ｌ次に純水で水
洗した後、約４０℃の活性化処理液（アクチベイター）
に約３０秒間浸漬する。アクチベイターとしては、例え
ば次に示す組成の溶液を用いた。
塩化パラジウム（ＰｄＣｌ２） ……０，２５ｇ
塩酸（ＨＣｌ） ……２，５ｍｌ
純水（Ｈ２Ｏ） ……１ｌ次に糾
水で水洗した後、約５５℃に加熱はれた無電解ニッケル
・メッキ用溶液に約５分間浸漬する。
塩酸（ＨＣｌ） ……２，５ｍｌ
純水（Ｈ２Ｏ） ……１ｌ次に糾
水で水洗した後、約５５℃に加熱はれた無電解ニッケル
・メッキ用溶液に約５分間浸漬する。
無電解ニッケル・メッキ用溶液の組成としては、次の如
くである。
くである。
増化ニッケル（ＮｉＣｌ２） ……４５ｇ次亜
リン酸ナトリウム（ＮａＰＨ２Ｏ２・Ｈ２Ｏ）……１１
ｇクエン酸ナトリウム（Ｃ３Ｈ４（ＯＨ）（ＣＯ２Ｎａ
）３・２Ｈ２Ｏ）
……１００ｇ塩化アンモニウム（ＮＨ４Ｃｌ）
……５０ｇ純水（Ｈ２Ｏ） ……
１ｌ （液体のＰＨ＝８．５〜９．０
）尚、メッキ液のＰＨは、アンモニア水で制御する。
リン酸ナトリウム（ＮａＰＨ２Ｏ２・Ｈ２Ｏ）……１１
ｇクエン酸ナトリウム（Ｃ３Ｈ４（ＯＨ）（ＣＯ２Ｎａ
）３・２Ｈ２Ｏ）
……１００ｇ塩化アンモニウム（ＮＨ４Ｃｌ）
……５０ｇ純水（Ｈ２Ｏ） ……
１ｌ （液体のＰＨ＝８．５〜９．０
）尚、メッキ液のＰＨは、アンモニア水で制御する。
以上の工程により、前記ガラス管（７）の外面に、膜厚
が約１μのニッケルの薄膜が形成される。次に約６０℃
の湯にて洗浄後、乾燥する。次にニッケルの薄膜が形成
されたガラス管（１１）のニッケル膜上に、酸化チタン
の薄膜をディッピング法により形成する。第５図に、デ
ィッピング法の概念図を示す。
が約１μのニッケルの薄膜が形成される。次に約６０℃
の湯にて洗浄後、乾燥する。次にニッケルの薄膜が形成
されたガラス管（１１）のニッケル膜上に、酸化チタン
の薄膜をディッピング法により形成する。第５図に、デ
ィッピング法の概念図を示す。
二酸化チタンの薄膜形成用溶液としては、溶質として、
チタン・イソ・プロコキシド〔Ｔｉ−ｉ−（ＯＣ３Ｈ７
）４〕を３．４％含み、溶媒としてエタノールと酢酸エ
チル（エタノールと酢酸エチルの比は９：１）から成る
ものである。必要とされる二酸化チタンの膜厚は、約６
００Åであり、この膜厚は溶液からの引上速度によって
制御される。第６図に、５００℃大気中熱処理後の膜厚
と、引上速度の関係を示す。
チタン・イソ・プロコキシド〔Ｔｉ−ｉ−（ＯＣ３Ｈ７
）４〕を３．４％含み、溶媒としてエタノールと酢酸エ
チル（エタノールと酢酸エチルの比は９：１）から成る
ものである。必要とされる二酸化チタンの膜厚は、約６
００Åであり、この膜厚は溶液からの引上速度によって
制御される。第６図に、５００℃大気中熱処理後の膜厚
と、引上速度の関係を示す。
これより５．Ｏｍｍ／ｓｅｃの引上速度で引上ければ良
いことがわかる。ディッピング法により二酸化チタンの
薄膜を形成した後、上述の如く、熱処理を施す。条件は
、例えば５００℃、２０分である。熱処理により、前記
ガラス管（７）の外面にニッケル及び透明で強固な二酸
化チタンの層が形成される。次に、前記ニッケル膜及び
二酸化チタンの薄膜が形成されたカラス管を、二酸化シ
リコンの薄膜形成用溶液にディップした後、所定の引上
速度にて引上ける。二酸化シリコンの薄膜形成用溶液と
しては、溶質として、ケイ酸エステル（Ｓｉ（ＯＲ）４
）を含む溶液を用いる。ここでＲはアルキル基である。
いことがわかる。ディッピング法により二酸化チタンの
薄膜を形成した後、上述の如く、熱処理を施す。条件は
、例えば５００℃、２０分である。熱処理により、前記
ガラス管（７）の外面にニッケル及び透明で強固な二酸
化チタンの層が形成される。次に、前記ニッケル膜及び
二酸化チタンの薄膜が形成されたカラス管を、二酸化シ
リコンの薄膜形成用溶液にディップした後、所定の引上
速度にて引上ける。二酸化シリコンの薄膜形成用溶液と
しては、溶質として、ケイ酸エステル（Ｓｉ（ＯＲ）４
）を含む溶液を用いる。ここでＲはアルキル基である。
本実施例では、ケイ酸エステルとして、シリコン・エト
キシド（Ｓｉ（ＣＯ２Ｈ５）４）を５．９％含む、メタ
ノール、エタノール及び酢酸メチル、酢酸エチルの溶液
な用いた。必要な二酸化シリコンの膜厚は約９００Åで
ある。第７図に、５００℃大気中熱処理後の二酸化シリ
コンの膜厚と引上速度の関係を示す。
キシド（Ｓｉ（ＣＯ２Ｈ５）４）を５．９％含む、メタ
ノール、エタノール及び酢酸メチル、酢酸エチルの溶液
な用いた。必要な二酸化シリコンの膜厚は約９００Åで
ある。第７図に、５００℃大気中熱処理後の二酸化シリ
コンの膜厚と引上速度の関係を示す。
これにより、５．４ｍｍ／ｓｅｃの引上速度で引上げれ
ば良いことがわかる。二酸化シリコンの薄膜を形成した
後、例えば５００℃、２０分、大気中で熱処理を施す。
ば良いことがわかる。二酸化シリコンの薄膜を形成した
後、例えば５００℃、２０分、大気中で熱処理を施す。
すると、前記ガラス管（７）上のニッケル膜及び二酸化
チタン膜の上に形成された、強固で連関な二酸化シリコ
ンの薄膜が形成される。
チタン膜の上に形成された、強固で連関な二酸化シリコ
ンの薄膜が形成される。
以上の方法により形成した
空気（真空）｜ＳｉＯ２｜ＴｉＯ２｜Ｎｉ｜ガラス基板
…（１３）の構成の分光反射率の測定結果を、 空気（真空）｜ＴｉＯ２｜Ｎｉ｜ガラス基板……（１４
）の構成と比較して第８図に示す。第８図より、（１３
）の構成の方が（１４）の構成より第３図に示される「
太陽光の放射」の波長領域の光を広範囲に、また低反射
率で吸収可能であることがわかる。選択吸収膜の特性を
表わす光学慣性の太陽光の吸収率α及び黒体放射エネル
ギーに対する放射率εは、構成（１４）では、α＝０．
８５及びε＝０．０９であるのに対し、構成（１３）で
はα＝０９１であり、ε＝０．０８であった。
…（１３）の構成の分光反射率の測定結果を、 空気（真空）｜ＴｉＯ２｜Ｎｉ｜ガラス基板……（１４
）の構成と比較して第８図に示す。第８図より、（１３
）の構成の方が（１４）の構成より第３図に示される「
太陽光の放射」の波長領域の光を広範囲に、また低反射
率で吸収可能であることがわかる。選択吸収膜の特性を
表わす光学慣性の太陽光の吸収率α及び黒体放射エネル
ギーに対する放射率εは、構成（１４）では、α＝０．
８５及びε＝０．０９であるのに対し、構成（１３）で
はα＝０９１であり、ε＝０．０８であった。
これより、α及びε共に、二層の誘電体層を有する構成
（１３）は高性能であることがわかる。構成（１３）の
太陽光の吸収率αは、α＝０．９１であり、熱体反射エ
ネルギーに対する放射率εはε＝０．０８であった。
（１３）は高性能であることがわかる。構成（１３）の
太陽光の吸収率αは、α＝０．９１であり、熱体反射エ
ネルギーに対する放射率εはε＝０．０８であった。
上述の選択吸収膜（６）が形成された第２のガラス管（
７）を、太陽熱コレクターとするには、第１のカラス管
（３）と、真空排気封着の工程を経、放物面鏡（２）を
設置すれば良い。
７）を、太陽熱コレクターとするには、第１のカラス管
（３）と、真空排気封着の工程を経、放物面鏡（２）を
設置すれば良い。
以上、本実施例に於て、第２のガラス管（７）を用いた
場合につき詳述したが、ガラス管（７）の代りにステン
レス・パイプをあるいは銅パイプのような金属管（７）
を用いても良いのはもちろんのことである。
場合につき詳述したが、ガラス管（７）の代りにステン
レス・パイプをあるいは銅パイプのような金属管（７）
を用いても良いのはもちろんのことである。
金属管（７）の場合には、無電解メッキ法に代り、電気
メツキ法により金属膜を形成しても、本発明が適用出来
るのはもちろんである。即ち、電解メッキ後、塗布法に
より誘電体薄膜を形成する方法である。また、本実施例
では、ガラス管（７）上に、無電解メッキ法により金属
膜を形成する場合につき詳述したが、カラス管（７）上
に、無電解メッキ法により薄く、金属膜を形成した後、
引き続き電気メツキ法により金属膜を厚く形成しても良
い。赤外での反射率を高くするに必要な金属膜の膜厚と
して、本実施例では約１μの場合につき述べたが、約１
０００Å以上の場合には、同様の効果がある。
メツキ法により金属膜を形成しても、本発明が適用出来
るのはもちろんである。即ち、電解メッキ後、塗布法に
より誘電体薄膜を形成する方法である。また、本実施例
では、ガラス管（７）上に、無電解メッキ法により金属
膜を形成する場合につき詳述したが、カラス管（７）上
に、無電解メッキ法により薄く、金属膜を形成した後、
引き続き電気メツキ法により金属膜を厚く形成しても良
い。赤外での反射率を高くするに必要な金属膜の膜厚と
して、本実施例では約１μの場合につき述べたが、約１
０００Å以上の場合には、同様の効果がある。
また本実施例における二酸化チタン薄膜の膜厚は、約６
００Åの場合につき、詳述したが、二酸化チタン薄膜の
膜厚の範囲が４５０Å乃至９００Åの範囲にあれはよく
、また、二酸化シリコン薄膜の膜厚が、約９００Åの場
合につき詳述したが、二酸化シリコン薄膜の膜厚の範囲
が７００Å乃至１５００Åの範囲にあれば、選択吸収膜
の分光反射率特性、また光学特性に大きな変化はなく、
同様に効果がある。
００Åの場合につき、詳述したが、二酸化チタン薄膜の
膜厚の範囲が４５０Å乃至９００Åの範囲にあれはよく
、また、二酸化シリコン薄膜の膜厚が、約９００Åの場
合につき詳述したが、二酸化シリコン薄膜の膜厚の範囲
が７００Å乃至１５００Åの範囲にあれば、選択吸収膜
の分光反射率特性、また光学特性に大きな変化はなく、
同様に効果がある。
また、本実施例に於て、屈折率が１，６５以下の第２の
誘電体薄膜として、二酸化シリコンの場合について詳述
したが、他の誘電体薄膜、例えば酸化アルミニウム等も
屈折率が１．６５以下であるため、同様の効果がある。
誘電体薄膜として、二酸化シリコンの場合について詳述
したが、他の誘電体薄膜、例えば酸化アルミニウム等も
屈折率が１．６５以下であるため、同様の効果がある。
また、本実施例の誘電体薄膜形成の場合の塗布法として
、ディッピング法を用いた場合につき詳述したが、他の
塗布法として、例えばスプレー法等を用いて形成しても
良いのはもちろんである。
、ディッピング法を用いた場合につき詳述したが、他の
塗布法として、例えばスプレー法等を用いて形成しても
良いのはもちろんである。
以上、本発明による太陽熱コレクターは、無電解メツキ
法、塗布法により、金属膜上に二層の誘電体薄膜を有す
る選択吸収膜が形成されてしするので、高性能であり、
しかもその製造方法として金属膜を無電解メッキにより
、また誘電体膜を塗布法により形成するので、大面積の
ガラス管あるいは金属管に極めて低コストでしかも均−
選択吸収膜を有する太陽熱コレクターが得られる。
法、塗布法により、金属膜上に二層の誘電体薄膜を有す
る選択吸収膜が形成されてしするので、高性能であり、
しかもその製造方法として金属膜を無電解メッキにより
、また誘電体膜を塗布法により形成するので、大面積の
ガラス管あるいは金属管に極めて低コストでしかも均−
選択吸収膜を有する太陽熱コレクターが得られる。
第１図及び第２図はそれぞれ太陽熱コレクターの見取図
及び断面図、第３図は太陽熱並びにコレクターからの発
熱による放射エネルギー強度スペクトルを示す図、第４
図は本発明による太陽熱コレクターの製造方法の流れを
説明する図、第５図はディッピング法の概念図、第６図
、第７図は二酸化チタン、ニ酸化シリコンの膜厚と引上
速度の関係を示す図、第８図は本発明並びに誘電体層が
一層の場合の選択吸収膜の分光反射率特性図である。 １…太陽光、 ２…放物面鏡３…ガラス管
４…選択透過膜５…真空
６…選択吸収膜７…ガラス管または金属管 ８…熱
媒管１３…本発明による太陽コレクタ用選択吸収膜の分
光反射率 （７３１７）代理人弁、１！１士則ｊｒ憲佑（ほか１名
）第１図第２１！！１ｆｆ Ｗ４３図 ９皮−＆（）ｔｍ） １］！４図 ｓ５図 ↑ ｓ６図 ！１７図 引り味痕１≠２ｃ 第８図 数表（／ｕ−悄）
及び断面図、第３図は太陽熱並びにコレクターからの発
熱による放射エネルギー強度スペクトルを示す図、第４
図は本発明による太陽熱コレクターの製造方法の流れを
説明する図、第５図はディッピング法の概念図、第６図
、第７図は二酸化チタン、ニ酸化シリコンの膜厚と引上
速度の関係を示す図、第８図は本発明並びに誘電体層が
一層の場合の選択吸収膜の分光反射率特性図である。 １…太陽光、 ２…放物面鏡３…ガラス管
４…選択透過膜５…真空
６…選択吸収膜７…ガラス管または金属管 ８…熱
媒管１３…本発明による太陽コレクタ用選択吸収膜の分
光反射率 （７３１７）代理人弁、１！１士則ｊｒ憲佑（ほか１名
）第１図第２１！！１ｆｆ Ｗ４３図 ９皮−＆（）ｔｍ） １］！４図 ｓ５図 ↑ ｓ６図 ！１７図 引り味痕１≠２ｃ 第８図 数表（／ｕ−悄）
Claims (6)
- （１）内部が真空であって外部から太陽光が入射する第
１のガラス管と、この第１のガラス管の内側に設けられ
表面に選択吸収膜を具備する第２のガラス管または金属
管とを有する太陽熱コレクターに於て、前記選択吸収膜
は前記第２のガラス管または金属管用上に被着される金
属膜とこの金属膜上に被着される屈折率が２，０以上の
第１の誘電体薄膜とこの第１の誘電対薄膜上に被着され
る屈折率が１．６５以下の第２の誘電体薄膜とから成る
ことを特徴とする太陽熱コレクター。 - （２）前記金属膜の膜厚が、１０００Å以上であり、前
記第１の誘電体薄膜の膜厚が４５０Å乃至９００Åの範
囲にあり、前記第２の誘電体薄膜の膜厚が７００Å乃至
１５００Åのの範囲にあることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の太陽熱コレクター。 - （３））内部が真空であって外部から太陽光が入射する
第１のガラス管と、この第１のガラス管と真空を隔ての
内側に設けられ表面に選択吸収膜を具備する第２のガラ
ス管または金属管とを有する太陽熱コレクターの製造方
法に於て、前記選択吸収膜の形成工程は、前記第２のガ
ラス管または金属管上に金属膜を無電解メッキ法により
形成する工程と、この金属膜上に屈折率が２０以上の第
１の誘電体薄膜を溶液からの塗布法により形成する工程
と、この第１の誘電体薄膜上に、屈折率が１．６５以下
の第２の誘電体薄膜を溶液からの塗布法により形成する
工程とを具備することを特徴とする太陽熱コレクターの
製造方法。 - （４）前記金属膜の膜厚が、１０００Å以上であり、前
記第１の誘電体薄膜の膜厚が４５０Å乃至９００Åの範
囲にあり、前記第２の誘電体薄膜の膜厚が７００Å乃至
１５００Åの範囲にあることを特徴とする特許請求の範
囲第３項記載の太陽熱コレクターの製造方法。 - （５）前記溶液からの塗布法が、ディッピング法である
ことを特徴とする特許請求の範囲第３項及び第４項記載
の太陽熱コレクターの製造方法。 - （６）前記金属膜が、ニッケル、コバルト、銀または銅
のうちから選ばれた一種類であり、前記第１の誘電体薄
膜が、ニ酸化チタン、ニ酸化タンタル、または五酸化ニ
オブのうちから選ばれた一種類あるいはそれらの混合物
であり、前記第２の誘電体薄膜が、二酸化シリコンまた
は酸化アルミニウムのうちの一種類あるいはその混合物
であることを特徴とする特許請求の範囲第３項、第４項
及び第５項記載の太陽熱コレクターの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57166574A JPS5956664A (ja) | 1982-09-27 | 1982-09-27 | 太陽熱コレクタ−及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57166574A JPS5956664A (ja) | 1982-09-27 | 1982-09-27 | 太陽熱コレクタ−及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5956664A true JPS5956664A (ja) | 1984-04-02 |
| JPS6347986B2 JPS6347986B2 (ja) | 1988-09-27 |
Family
ID=15833784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57166574A Granted JPS5956664A (ja) | 1982-09-27 | 1982-09-27 | 太陽熱コレクタ−及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5956664A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009066568A1 (ja) * | 2007-11-20 | 2009-05-28 | Konica Minolta Opto, Inc. | 光学素子 |
| JP2011002128A (ja) * | 2009-06-17 | 2011-01-06 | Kawai Optical Co Ltd | 太陽光線熱変換装置 |
| JP2011096770A (ja) * | 2009-10-28 | 2011-05-12 | Kyoto Univ | 反射防止膜及び熱光起電力発電用エミッタ |
| WO2019164445A1 (en) * | 2018-02-22 | 2019-08-29 | Absolicon Solar Collector Ab | Electroplating of selective surfaces for concentrating solar collectors |
-
1982
- 1982-09-27 JP JP57166574A patent/JPS5956664A/ja active Granted
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009066568A1 (ja) * | 2007-11-20 | 2009-05-28 | Konica Minolta Opto, Inc. | 光学素子 |
| JPWO2009066568A1 (ja) * | 2007-11-20 | 2011-04-07 | コニカミノルタオプト株式会社 | 光学素子 |
| JP2011002128A (ja) * | 2009-06-17 | 2011-01-06 | Kawai Optical Co Ltd | 太陽光線熱変換装置 |
| JP2011096770A (ja) * | 2009-10-28 | 2011-05-12 | Kyoto Univ | 反射防止膜及び熱光起電力発電用エミッタ |
| WO2019164445A1 (en) * | 2018-02-22 | 2019-08-29 | Absolicon Solar Collector Ab | Electroplating of selective surfaces for concentrating solar collectors |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6347986B2 (ja) | 1988-09-27 |
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