JPS6015067Y2 - 太陽熱集熱器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は太陽熱集熱器に関する。

ガラス管内に集熱管を設け、該ガラス管の端部と集熱管
とを金属板を介して気密に接着し、ガラス管内を真空に
し、集熱管の表面からの対流による熱損失を防止した太
陽熱集熱器が提案されている。

か）る集熱器は、例えば第１図の如くガラス管１の端部
２とこの端部が挿入される溝部３を有する金属板４とを
ガラスフリット５で接着し、該金属板の中央に設けた集
熱管取付部６に集熱管７が取付けである。

集熱管と集熱管取付部とは溶接或はダイヤプラムで気密
に封止しである。

そして、ガラス管と金属板との接着部はガラスフリット
が金属板の溝部の底部８及び側部９，１０に接着してい
る。

しかしながら、か）る構造の集熱器においては、ガラス
管と金属板とをフリットで加熱接着した後冷却すると冷
却中及び冷却後フリット中にガラス管と金属板との熱膨
張差に基づく引張応力が生じ、クラックが発生し、ガラ
ス管内の真空度が悪化し、集熱管より対流熱損失が大き
くなるという恐れがあった。

即ち、金属板の熱膨張はガラス管のそれより大きい上、
ガラスフリットが金属板の溝部３の側部９と接着してい
るため、冷却によって、フリットにガラス管の軸方向の
クラック１１を生ずる。

このクラックはガラス管の内側即ち、ガラス管と溝部の
側部９とのフリットに発生し易くガラス管と溝部の側部
１０とのフリットにはほとんど発生しない。

本考案はか）る難点を解決するためなされたもので、冷
却等の温度変動によって接着部にクラックが発生しない
太陽熱集熱器の提供を目的とする。

即ち、本考案は、中空ガラス管内に集熱管を挿入し、該
ガラス管の端部を軟化点以上に加熱して金属板に直接接
着するとともに、集熱管と金属板とも接着して中空ガラ
ス管をシールし、更に中空ガラス管内を真空にした太陽
熱集熱器において、上記ガラス管の端部の内側はガラス
管の軸方向と金属板の角度が９０度〜１５０度の範囲に
なるよう接着しであることを特徴とする太陽熱集熱器で
ある。

本考案によれば、ガラス管がその内側において、管軸と
鋭角をなすシール部材と接着してないため接着作業によ
る冷却又は使用時の温度変動で接着部に引張応力がほと
んど発生しなくクラックが発生することがない接着部の
気密性に信頼性の高い製品が得られる。

本考案による集熱器は、ガラス管の端部を軟化温度以上
に加熱し金属板に直接接着したものである。

ガラス管と金属板とをガラス管より低融点のガラスフリ
ットで接着したもの、又は低温度で接着できるという利
点はあるものの、ガラスフリットが耐候性に劣り長期間
使用していると次第にガラス管内の真空度が悪くなるた
め、上記した直接接着したものの方が好ましい。

又、ガラスの端部と金属製金属板との接着部に於いて、
その内側は、ガラス管の軸方向と金属板との角度が９０
度〜１５０度の範囲になるように接着しである。

この限定理由は次の通りである。即ち、この角度が小さ
いと、接着作業後の冷却によって相対的に金属板が収縮
し、この収縮によって接着部の内側に引張応力が発生し
クラックを発生し易（なり好ましくない。

又この角度が大き過ぎると接着作業で加熱した際熔融し
たガラス若しくはガラスフリットが流動し易く作業性が
悪いので好ましくない。

この角度は上記範囲中９０度〜１３５度の範囲が特に好
ましい。

以下図面に基づいて説明する。

第２図は、本考案による集熱器の一例の一部断面図であ
る。

金属板４は周縁部１２が折り曲げてあり、該周縁部より
内側に平板状をしたガラス管の接合部１３を有する。

１４は熱膨張を吸収する膨張吸収部である。

ガラス管１の端部２は金属板の接合部１３に溶着され接
合部１３とガラス管の軸方向との角度θが９０度になっ
ている。

ガラス管の端部は外側に於いて、金属板の折胴縁部１２
に接着している。

一方端部は内側に於いて、ガラス管の軸方向と角度が９
０度になっている金属板の接合部１３とのみ接着し、該
角度が９０度以下になる膨張吸収部１４とは接着してい
ない。

ガラス管と金属板を溶着した後冷却すると冷却時にガラ
ス管及び金属板は径が小さくなる方向に収縮するが収縮
量は金属板の方が大きいため相対的に金属板が矢印の方
向に収縮する。

それ故接着部に於て外側即ち、周縁部１２と接着した部
分は圧縮応力が発生するが、内側はθが９０度の接合部
とのみ接着しているため引張応力が発生しないためクラ
ックを生じない。

又、折り曲げた周縁部ともガラス管を接着すると、接着
面積が大きくなり接着の信頼性を高められるので好まし
い。

７は集熱管で金属板の中心に設けた取付部６に取り付け
られ、溶接、ダイヤフラム等で気密に封止される。

又、金属板は熱膨張係数がガラス管のそれに近いもので
構成するのが好ましい。

例えば、ガラス管がホウ珪酸ガラスの場合は、鉄−ニッ
ケルーコバルト合金の金属板が好ましく、ガラス管がソ
ーダライムガラスの場合は鉄−ニッケルークロム合金の
金属板が好ましい。

か）る集熱管は例えば次のようにして製作できる。

ガラス管の端部をその軟化温度以上に加熱し表面張力に
よって厚肉化する。

一方、所定形状に加工した金属板を加熱し酸化処理を行
う。

この酸化処理は露点が１５〜３５°Ｃの水蒸気で飽和し
た水素ガスの雰囲気中で１１００〜１３００°Ｃに３０
〜３５０分間加熱することにより遠戚される。

この酸化処理した金属板にガラスフリットの被膜を形成
する。

この膜厚は２０〜３０μで充分である。

被膜形成に当っては、金属板表面に鉛ソーダガラス等の
フリットの粉末を所定量載置するか又はエチルアルコー
ルでフリットをスラリーとしこのスラリーを金属板表面
に塗布する。

次いで軟化温度以上に加熱することによってフリットの
被膜が形成される。

次いで、ガラス管の厚肉化した端部を金属板に当接しつ
つ、ガラス管端部を軟化温度以上に加熱する。

この加熱によってガラス管の端部が熔融し金属板に濡れ
気密に接着することができる。

第３図は本考案による別の集熱器であり、金属板４の構
造が第２図のものと異る。

即ち、金属板４の接合部１３は平板状ではあるが、ガラ
ス管の軸方向との角度θが９０度より大きくなっている
。

そして、ガラス管の端部２は金属板の周縁部１２及び接
合部１３とは接着されているが、ガラス管の軸方との角
度が９０度以下となる膨張部１４とは接着してない。

この集熱器に於ても、接着部に冷却にもとずく引張応力
は発生しないためクラックを生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の集熱器の一部断面図である。 第２図〜第３図本考案による集熱器の一部断面図である
。 尚、１はガラス管、２はガラス管の端部、４は金属板、
７は集熱管である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 中空ガラス管内に集熱管を挿入し、該ガラス管の端部を
   軟化点以上に加熱して金属板に直接接着するとともに集
   熱管と金属板とも接着して中空ガラス管をシールし、更
   に中空ガラス管内を真空にした太陽熱集熱器において、
   上記ガラス管の端部の内側はガラス管の軸方向と金属板
   の角度が９０度〜１５０度の範囲になるよう接着しであ
   ることを特徴とする太陽熱集熱器。