JPS6252223B2 - - Google Patents
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- JPS6252223B2 JPS6252223B2 JP56184440A JP18444081A JPS6252223B2 JP S6252223 B2 JPS6252223 B2 JP S6252223B2 JP 56184440 A JP56184440 A JP 56184440A JP 18444081 A JP18444081 A JP 18444081A JP S6252223 B2 JPS6252223 B2 JP S6252223B2
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、真空断熱層を備えたいわゆる真空管
式太陽熱集熱器に用いる太陽熱集熱管の製造方法
に関し、高性能で信頼性が高く、長寿命でしかも
比較的安価な集熱管を提供しようとするものであ
る。
式太陽熱集熱器に用いる太陽熱集熱管の製造方法
に関し、高性能で信頼性が高く、長寿命でしかも
比較的安価な集熱管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1kW／m2・
ｈのエネルギー強度で無尽蔵にふりそそがれてい
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
されるようになつた。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
目されるようになつた。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零に近くなる
ので、大幅な特性向上が期待できる。
ｈのエネルギー強度で無尽蔵にふりそそがれてい
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
されるようになつた。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
目されるようになつた。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零に近くなる
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大きくなるので、真空管式
集熱器に用いる太陽熱集熱管には通常選択吸収膜
付き集熱板が用いられる。選択吸収膜の種類とし
ては、陽極酸化アルミニウム皮膜、ブラツク・ニ
ツケル皮膜、真空蒸着皮膜、磁器、着色ステンレ
ス鋼皮膜、ブラツク・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真空
蒸着皮膜であり、とくに前者は比較的安価なの
で、国内においても広く実用化されるようになつ
た。
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大きくなるので、真空管式
集熱器に用いる太陽熱集熱管には通常選択吸収膜
付き集熱板が用いられる。選択吸収膜の種類とし
ては、陽極酸化アルミニウム皮膜、ブラツク・ニ
ツケル皮膜、真空蒸着皮膜、磁器、着色ステンレ
ス鋼皮膜、ブラツク・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真空
蒸着皮膜であり、とくに前者は比較的安価なの
で、国内においても広く実用化されるようになつ
た。
ところが、陽極酸化アルミニウム選択吸収膜を
真空管式集熱器として用いる場合には、減圧・真
空引きの工程で、多孔質である酸化アルミニウム
皮膜から水、二酸化炭素、一酸化炭素、酸素、窒
素や水素などのガスが放出するので、真空装置の
大形化を行なつても、たとえば２〜５時間という
長い時間の排気作業が必要であつた。なお、この
とき通常加熱によつて排ガス放出速度を早める工
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（10-4mmHg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。また
経済的には、真空引き時間の短縮は大きな課題で
ある。
真空管式集熱器として用いる場合には、減圧・真
空引きの工程で、多孔質である酸化アルミニウム
皮膜から水、二酸化炭素、一酸化炭素、酸素、窒
素や水素などのガスが放出するので、真空装置の
大形化を行なつても、たとえば２〜５時間という
長い時間の排気作業が必要であつた。なお、この
とき通常加熱によつて排ガス放出速度を早める工
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（10-4mmHg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。また
経済的には、真空引き時間の短縮は大きな課題で
ある。
このように選択吸収膜がガスを放出し、真空引
きに時間がかかるのは、選択吸収膜は水中での陽
極酸化によつて製造されるので、水が膜内に入
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、たとえばメツ
キや、酸化あるいは化成などによつて得られる選
択吸収膜の共通の問題点である。とくにブラツ
ク・クロム皮膜やブラツク・ニツケル皮膜、着色
ステンレス鋼皮膜は、皮膜中に含まれる水分がと
くに多く、そのため真空管式集熱器に用いること
は非常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れているこれらの選択吸収
膜を真空管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。
きに時間がかかるのは、選択吸収膜は水中での陽
極酸化によつて製造されるので、水が膜内に入
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、たとえばメツ
キや、酸化あるいは化成などによつて得られる選
択吸収膜の共通の問題点である。とくにブラツ
ク・クロム皮膜やブラツク・ニツケル皮膜、着色
ステンレス鋼皮膜は、皮膜中に含まれる水分がと
くに多く、そのため真空管式集熱器に用いること
は非常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れているこれらの選択吸収
膜を真空管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おくと導体内にうず電流
が誘起され、この電流によつて加熱される現象で
ある。この方法によつて予備加熱処理された選択
吸収膜は真空引き時の脱ガス量が比較的少なく、
量産性に富み、また性能の均一性、耐久性もすぐ
れていることが判明した。
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おくと導体内にうず電流
が誘起され、この電流によつて加熱される現象で
ある。この方法によつて予備加熱処理された選択
吸収膜は真空引き時の脱ガス量が比較的少なく、
量産性に富み、また性能の均一性、耐久性もすぐ
れていることが判明した。
つぎに実施例により本発明を説明する。
まず、図により公知の真空管式集熱管について
説明する。図中１は透明ソーダガラス管であり、
直径80mm、肉厚2.0mm、長さは約1.8mである。ま
た、２と３は銅製のパイプ（9.53φ）であり、そ
れぞれ熱媒の出口と入口である。そして４は後に
詳細に説明する前処理をほどこした選択吸収膜付
き集熱板である。５は公知の合金板であり、ソー
ダガラスとほぼ同一の熱膨脹係数をもつている。
また、６は上記銅管付き集熱板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℃に保ちつつ排気した。そして、内圧
が１×10-6mmHgとなるまでの時間を、集熱板の
前処理との関係を求めた。
説明する。図中１は透明ソーダガラス管であり、
直径80mm、肉厚2.0mm、長さは約1.8mである。ま
た、２と３は銅製のパイプ（9.53φ）であり、そ
れぞれ熱媒の出口と入口である。そして４は後に
詳細に説明する前処理をほどこした選択吸収膜付
き集熱板である。５は公知の合金板であり、ソー
ダガラスとほぼ同一の熱膨脹係数をもつている。
また、６は上記銅管付き集熱板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℃に保ちつつ排気した。そして、内圧
が１×10-6mmHg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
10kc／ｓで長さ2mの各種金属製集熱板を約１〜
５分間加熱処理した。また、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。また比較のために、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。
10kc／ｓで長さ2mの各種金属製集熱板を約１〜
５分間加熱処理した。また、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。また比較のために、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つて脱ガスを行
なつた各種集熱板を、400℃のもとで真空引きを
行ない、１×10-6mmHgの真空に達するまでの時
間を測定した。その結果、誘導炉で行なつた場合
（誘導加熱２分間）には約３時間、１mmHgの減圧
のもとでは約2.5時間、また水素置換後の加熱で
は約2.3時間の排気時間となつたのに対し、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、でき上つた各集熱器の空焚
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管を用いた集熱器は、特性が
安定していて、性能の劣化は全く生じなかつた。
通常の電熱加熱による集熱器は、それに比べ約10
％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面層に
集中するので、表面部の加熱が優先的に、効果的
に行なわれ、また、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、付着物
は完全に除去されるためである。
なつた各種集熱板を、400℃のもとで真空引きを
行ない、１×10-6mmHgの真空に達するまでの時
間を測定した。その結果、誘導炉で行なつた場合
（誘導加熱２分間）には約３時間、１mmHgの減圧
のもとでは約2.5時間、また水素置換後の加熱で
は約2.3時間の排気時間となつたのに対し、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、でき上つた各集熱器の空焚
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管を用いた集熱器は、特性が
安定していて、性能の劣化は全く生じなかつた。
通常の電熱加熱による集熱器は、それに比べ約10
％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面層に
集中するので、表面部の加熱が優先的に、効果的
に行なわれ、また、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、付着物
は完全に除去されるためである。
以上のように、本発明によれば、誘導加熱法に
よる予備加熱を行なつた選択吸収膜付集熱板を使
用することによつて、脱ガス量が少なく、排気時
間の短い、太陽熱集熱管を得ることが可能とな
り、著しい工業的効果が得られる。
よる予備加熱を行なつた選択吸収膜付集熱板を使
用することによつて、脱ガス量が少なく、排気時
間の短い、太陽熱集熱管を得ることが可能とな
り、著しい工業的効果が得られる。
図は、真空管式太陽熱集熱器用の集熱管の概略
図である。 １…透明ガラス管、２，３…銅製パイプ、４…
選択吸収膜付き集熱板、５…合金板、６…固定金
具、７…排気口。
図である。 １…透明ガラス管、２，３…銅製パイプ、４…
選択吸収膜付き集熱板、５…合金板、６…固定金
具、７…排気口。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 内部が真空状態に保たれた透明ガラス管の内
部に集熱板を接触させた熱媒体管を貫通させて真
空封入し、上記熱媒体管内に水あるいはその他の
熱媒を通して集熱する真空管式太陽熱集熱器の集
熱管の製造方法において、真空封入を行なう際に
誘導加熱によつて予備加熱した選択吸収膜付集熱
板を封入したことを特徴とする太陽熱集熱管の製
造方法。 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
すもので、予備加熱された選択吸収膜付集熱板を
封入したことを特徴とする特許請求の範囲第１記
載の太陽熱集熱管の製造方法。 ３ 選択吸収膜がブラツク・クロム皮膜、ブラツ
ク・ニツケル皮膜および陽極酸化アルミニウム皮
膜の１つ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項記載の太陽熱集熱管の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56184440A JPS5886350A (ja) | 1981-11-19 | 1981-11-19 | 太陽熱集熱管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56184440A JPS5886350A (ja) | 1981-11-19 | 1981-11-19 | 太陽熱集熱管の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5886350A JPS5886350A (ja) | 1983-05-23 |
| JPS6252223B2 true JPS6252223B2 (ja) | 1987-11-04 |
Family
ID=16153181
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56184440A Granted JPS5886350A (ja) | 1981-11-19 | 1981-11-19 | 太陽熱集熱管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5886350A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014505850A (ja) * | 2010-12-28 | 2014-03-06 | ティーブイピー ソーラー エスアー | 真空太陽熱パネルの排出サイクルを実行する方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101180728B1 (ko) | 2012-03-21 | 2012-09-07 | 주식회사 에이팩 | 태양열 집열기 |
| EP2898113B1 (fr) * | 2012-09-20 | 2021-02-17 | Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) | Procédé de durcissement d'un revêtement d'un élément de capteur solaire |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5533596A (en) * | 1978-08-25 | 1980-03-08 | Philips Nv | Solar heat collector |
-
1981
- 1981-11-19 JP JP56184440A patent/JPS5886350A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5533596A (en) * | 1978-08-25 | 1980-03-08 | Philips Nv | Solar heat collector |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014505850A (ja) * | 2010-12-28 | 2014-03-06 | ティーブイピー ソーラー エスアー | 真空太陽熱パネルの排出サイクルを実行する方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5886350A (ja) | 1983-05-23 |
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