JPS6015231B2 - 太陽熱集熱管の製造方法 - Google Patents
太陽熱集熱管の製造方法Info
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- JPS6015231B2 JPS6015231B2 JP54101041A JP10104179A JPS6015231B2 JP S6015231 B2 JPS6015231 B2 JP S6015231B2 JP 54101041 A JP54101041 A JP 54101041A JP 10104179 A JP10104179 A JP 10104179A JP S6015231 B2 JPS6015231 B2 JP S6015231B2
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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
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は太陽熱集熱管、特に密閉したガラス管内に、集
熱板、集熱金属パイプ、等を収納した後に排気し真空に
保った太陽熱集熱管に関するものである。
熱板、集熱金属パイプ、等を収納した後に排気し真空に
保った太陽熱集熱管に関するものである。
太陽熱集熱管は、空気の対流による熱損失を防ぐために
、ガラス管内は通常排気されて高真空度に保たれる。
、ガラス管内は通常排気されて高真空度に保たれる。
太陽熱集熱管は長期にわたる使用中に真空洩れをおこし
てはならないことはいうまでもない。従って、ガラス管
の加工部、特にガラス管と金属との封着部は、｛１｝後
の排気工程における加熱冷却作業、或いは夏季強い太陽
熱を受けた後の駿雨による急冷等に耐え、クラツク、破
損等が生じない耐熱衝撃性を有すること。‘２１多数の
集熟管の集熱金属パイプを互いに接続する組立作業時に
、また使用中の熱膨張、収縮に起因して集熱金属パイプ
に加えられる外力によって破損しないような機械的強度
を有すること。筋長期間の使用に対して高真空度が維持
されること。｛４１屋外の自然条件下で長期にわたり使
用中、材質の劣化や変質をおこさないような化学的耐久
性を有すること等が要求される。また一方では、金属部
材とガラス管の封着方法として、【１’大量生産に適し
た方法であること。
てはならないことはいうまでもない。従って、ガラス管
の加工部、特にガラス管と金属との封着部は、｛１｝後
の排気工程における加熱冷却作業、或いは夏季強い太陽
熱を受けた後の駿雨による急冷等に耐え、クラツク、破
損等が生じない耐熱衝撃性を有すること。‘２１多数の
集熟管の集熱金属パイプを互いに接続する組立作業時に
、また使用中の熱膨張、収縮に起因して集熱金属パイプ
に加えられる外力によって破損しないような機械的強度
を有すること。筋長期間の使用に対して高真空度が維持
されること。｛４１屋外の自然条件下で長期にわたり使
用中、材質の劣化や変質をおこさないような化学的耐久
性を有すること等が要求される。また一方では、金属部
材とガラス管の封着方法として、【１’大量生産に適し
た方法であること。
■ガラス管内部に収納した集熱板、集熱金属パイプが製
造工程において高温に加熱されないこと。‘３１製造コ
ストの低い方法であることが要求される。従釆の太陽熱
集熱管では、上記の諸条件をすべて満たしているものは
なかった。特に、従来の太陽熱集熱管は、集熱板、集熱
金属パイプをガラス管に収納した後、ガラス管と金属ス
テムを封着するような構造になっているために、たとえ
ガラス管と金属ステムをフリツトにより封着したとして
も、封着時にガラス管中に収納されている集熱板や集熱
金属パイプがかなりの高温にさらされるので、集熱板表
面に設けた選択吸収膜が変質劣化し、集熱金属パイプが
酸化して、集熱効果を低下させたり、排気工程において
真空を困難にさせたりした。また、封着部に生じたひず
みのために耐熱衝撃性や機械的強度が低下するので、姿
着加工の後は除歪工程を通じてひずみを完全に取り除き
、耐熱衝撃性、機械的強度を向上させる必要がある。
造工程において高温に加熱されないこと。‘３１製造コ
ストの低い方法であることが要求される。従釆の太陽熱
集熱管では、上記の諸条件をすべて満たしているものは
なかった。特に、従来の太陽熱集熱管は、集熱板、集熱
金属パイプをガラス管に収納した後、ガラス管と金属ス
テムを封着するような構造になっているために、たとえ
ガラス管と金属ステムをフリツトにより封着したとして
も、封着時にガラス管中に収納されている集熱板や集熱
金属パイプがかなりの高温にさらされるので、集熱板表
面に設けた選択吸収膜が変質劣化し、集熱金属パイプが
酸化して、集熱効果を低下させたり、排気工程において
真空を困難にさせたりした。また、封着部に生じたひず
みのために耐熱衝撃性や機械的強度が低下するので、姿
着加工の後は除歪工程を通じてひずみを完全に取り除き
、耐熱衝撃性、機械的強度を向上させる必要がある。
除歪工程は、ガラス管の材質によって除歪温度、時間は
異なるが、例えば棚珪酸ガラスでは５７０００或いはそ
れ以上、ソーダ、ライムガラスでも５００℃以上に一旦
加熱し、其の後徐々に冷却せねばならない。この除歪温
度によって、袋熱板や集熱金属パイプは高温にさらされ
、材質の劣化や酸化は免れなかった。本発明は、太陽熱
集熱管に要求される前述の諸条件をすべて満たす太陽熱
集熱管を提供するものである。
異なるが、例えば棚珪酸ガラスでは５７０００或いはそ
れ以上、ソーダ、ライムガラスでも５００℃以上に一旦
加熱し、其の後徐々に冷却せねばならない。この除歪温
度によって、袋熱板や集熱金属パイプは高温にさらされ
、材質の劣化や酸化は免れなかった。本発明は、太陽熱
集熱管に要求される前述の諸条件をすべて満たす太陽熱
集熱管を提供するものである。
太陽熱集熱管は内部を通る集熱流体の経路により往復型
と貫通型の２つのタイプに大別されるが、本発明の太陽
熱集熱管を、それぞれのタイプについて実施例により詳
しく説明する。
と貫通型の２つのタイプに大別されるが、本発明の太陽
熱集熱管を、それぞれのタイプについて実施例により詳
しく説明する。
第１図はｔ本発明による往復型集熱管の実施例を示すも
のである。
のである。
先ずガラス管１の一端を封じて大型の試験管のような形
状にし、底板部１１とする。
状にし、底板部１１とする。
この底部１１に細いガラス管の排気管２を封着する。或
いは別に成形した排気管のついた底板をガラス管に封着
してもよい。他方の開□端には環状の接続金具３を封着
する。接続金具３の金属はガラス管の材質によって、封
着に適する熱膨張係数を有するものを選ぶ。例えば、ガ
ラス管がソーダライムガラスであれば＃４２母鋼（Ｎｉ
：４２％，Ｃｒ ６％のニッケル・クロム鋼）、ガラス
管が棚珪酸ガラスであればコバール等を用いる。接続金
具３のガラス管１への封着方法は、接続金具３の封着部
分に予めガラスグレーズしておく方法、フレームェレク
トロードを用いる方法、フリットガラスによる方法等従
来からよく知られているどのような方法によってもよい
。
いは別に成形した排気管のついた底板をガラス管に封着
してもよい。他方の開□端には環状の接続金具３を封着
する。接続金具３の金属はガラス管の材質によって、封
着に適する熱膨張係数を有するものを選ぶ。例えば、ガ
ラス管がソーダライムガラスであれば＃４２母鋼（Ｎｉ
：４２％，Ｃｒ ６％のニッケル・クロム鋼）、ガラス
管が棚珪酸ガラスであればコバール等を用いる。接続金
具３のガラス管１への封着方法は、接続金具３の封着部
分に予めガラスグレーズしておく方法、フレームェレク
トロードを用いる方法、フリットガラスによる方法等従
来からよく知られているどのような方法によってもよい
。
接続金具３をガラス管１に封着した後、除歪工程に送り
、ガラス管１の封じた底板部１１、排気管２の封着部、
及び接続金具３の封着部等に生じたひずみを十分除去す
る。
、ガラス管１の封じた底板部１１、排気管２の封着部、
及び接続金具３の封着部等に生じたひずみを十分除去す
る。
一方、集熱流体を通すＵ字状集熱金属パイプ５、金属ス
テム４及び集熱板６を準備する。
テム４及び集熱板６を準備する。
Ｕ字状集熱金属パイプ５は、通常熱伝導率の良好な、安
価な金属例えば銅パイプ等が用いられ、集熱板６が取り
付けうれる。金属ステム４は、接続金具３と同じ金属を
用いても差し支えないが「耐蝕性及び機械的強度に優れ
、加工し易く、安価であれば、どんな金属を用いてもよ
い。金属ステム４には予め２箇所に孔７を設けておき、
この孔７に集熱金属パイプ５の２つの端部を挿入し、孔
７と金属パイプ５との接触部は真空洩れのないようにロ
ウ付け或いは溶接等により溶着する。このようにして、
金属ステム４、集熱金属パイプ５、集熱板６を一体にし
たものを、前述のひずみを十分に除去したガラス管１中
へ挿入する。
価な金属例えば銅パイプ等が用いられ、集熱板６が取り
付けうれる。金属ステム４は、接続金具３と同じ金属を
用いても差し支えないが「耐蝕性及び機械的強度に優れ
、加工し易く、安価であれば、どんな金属を用いてもよ
い。金属ステム４には予め２箇所に孔７を設けておき、
この孔７に集熱金属パイプ５の２つの端部を挿入し、孔
７と金属パイプ５との接触部は真空洩れのないようにロ
ウ付け或いは溶接等により溶着する。このようにして、
金属ステム４、集熱金属パイプ５、集熱板６を一体にし
たものを、前述のひずみを十分に除去したガラス管１中
へ挿入する。
接続金具３の内蓬は十分大きくしてあるので、集熱板６
を取り付けた集熱金属パイプ５は容易にガラス管１中へ
入れることができる。集熱金属パイプ５または巣熱板６
には、弾力性のある簡単な構造の中心保持臭８が設けて
あり、ガラス管１内で円周方向に拡がってガラス管内壁
を圧し、築熱燈属パイプ５及び集熟板６をガラス管１の
ほぼ中心に保持する。集熱金属パイプ５及び集熱板６を
ガラス管１中に挿入した後、金属ステム４と接続金具３
の接触部１２を真空洩れの生じないように溶接する。こ
の場合、溶接部の高温が接続金具３とガラス管１の封着
部に伝わらないように接続金具３の長さを決定する。溶
接は極めて狭い範囲で、且つ極めて短い時間で行なわれ
ることが望ましく、アーク溶接などがこれに適している
。次いで、排気管２から通常の方法により排気し、ガラ
ス管１内が所定の真空度に達した後、排気管２を閉じる
。
を取り付けた集熱金属パイプ５は容易にガラス管１中へ
入れることができる。集熱金属パイプ５または巣熱板６
には、弾力性のある簡単な構造の中心保持臭８が設けて
あり、ガラス管１内で円周方向に拡がってガラス管内壁
を圧し、築熱燈属パイプ５及び集熟板６をガラス管１の
ほぼ中心に保持する。集熱金属パイプ５及び集熱板６を
ガラス管１中に挿入した後、金属ステム４と接続金具３
の接触部１２を真空洩れの生じないように溶接する。こ
の場合、溶接部の高温が接続金具３とガラス管１の封着
部に伝わらないように接続金具３の長さを決定する。溶
接は極めて狭い範囲で、且つ極めて短い時間で行なわれ
ることが望ましく、アーク溶接などがこれに適している
。次いで、排気管２から通常の方法により排気し、ガラ
ス管１内が所定の真空度に達した後、排気管２を閉じる
。
このようにして、前述の諸条件を全て満足させる太陽熱
集熱管が得られる。第２図は、本発明による貫通型太陽
熱集熱管の実施例を示すものである。
集熱管が得られる。第２図は、本発明による貫通型太陽
熱集熱管の実施例を示すものである。
往復型太陽熱集熱賛に用いた環状接続金具３及び３′を
ｔガラス管１の両端に往復型と同様に夫々封着し、除歪
工程を通じて十分に除歪する。
ｔガラス管１の両端に往復型と同様に夫々封着し、除歪
工程を通じて十分に除歪する。
接続金具３をフリツトガラスで封着する場合は、ガラス
管のひずみ点以下の温度で封着できるので、除歪のため
の別個の工程を通す必要はない。集熱金属パイプ１５は
、往復型と異なり真直で、その一部にダイヤフラム１６
などを設けて、温度変化による膨張収縮を吸収するよう
になっている。金属ステム１７の中心部に、集熱金属パ
イプ１５を挿入する孔７が１個設けてある。
管のひずみ点以下の温度で封着できるので、除歪のため
の別個の工程を通す必要はない。集熱金属パイプ１５は
、往復型と異なり真直で、その一部にダイヤフラム１６
などを設けて、温度変化による膨張収縮を吸収するよう
になっている。金属ステム１７の中心部に、集熱金属パ
イプ１５を挿入する孔７が１個設けてある。
もう一方の金属ステム１７′には、同様に中心部に集熱
金属パイプ１５を挿入する孔７′と、適当な位置に金属
製排気管１９を挿入してロウ付け或いは溶接するための
小孔１８が設けてある。一方の金属ステム１７の孔７に
、集熱金属パイプ１５の一端を挿入し「孔７と集熱金属
パイプ１５との接触部を真空洩れのないようにロウ付け
或いは溶接する。この金属パイプ１５に集熱板６を取り
付け、これを接続金具３を通してガラス管１内へ挿入す
ると、金属パイプ１５の池端はガラス管１の他端から接
続金具３′を通り外部へ突出する。金属ステム１７と接
続金具３との接触部１２を往復型と同じようにして溶接
する。ガラス管１の池端から突出している金属パイプ１
５に、もう一方の金属ステム１７′の孔？′を通す。金
属ステム１７′と接続金具３′との接触部は他端同様に
溶接し、次いで、金属パイプ１５と孔７′との接触部を
ロウ付け或は溶接する。集熱板６は往復型と同じように
、ばねなどの保持具８でガラス管１の中心から偏らない
ように保持する。次いで、排気管１９から排気し、ガラ
ス管１内が所定の真空度に達した後に排気管１９を閉じ
る。
金属パイプ１５を挿入する孔７′と、適当な位置に金属
製排気管１９を挿入してロウ付け或いは溶接するための
小孔１８が設けてある。一方の金属ステム１７の孔７に
、集熱金属パイプ１５の一端を挿入し「孔７と集熱金属
パイプ１５との接触部を真空洩れのないようにロウ付け
或いは溶接する。この金属パイプ１５に集熱板６を取り
付け、これを接続金具３を通してガラス管１内へ挿入す
ると、金属パイプ１５の池端はガラス管１の他端から接
続金具３′を通り外部へ突出する。金属ステム１７と接
続金具３との接触部１２を往復型と同じようにして溶接
する。ガラス管１の池端から突出している金属パイプ１
５に、もう一方の金属ステム１７′の孔？′を通す。金
属ステム１７′と接続金具３′との接触部は他端同様に
溶接し、次いで、金属パイプ１５と孔７′との接触部を
ロウ付け或は溶接する。集熱板６は往復型と同じように
、ばねなどの保持具８でガラス管１の中心から偏らない
ように保持する。次いで、排気管１９から排気し、ガラ
ス管１内が所定の真空度に達した後に排気管１９を閉じ
る。
往復型の実施例では、排気管２はガラス管１の封じた方
の端部にガラス細管を封着したが「上に述べた貫通型の
ように「金属ステムに銅などの金属管をロウ付けして用
いても差し支えない。
の端部にガラス細管を封着したが「上に述べた貫通型の
ように「金属ステムに銅などの金属管をロウ付けして用
いても差し支えない。
往復型集熱管の他の実施例を第３図（接続金具３及び金
属ステム４の周辺部のみを示す断面図）に示す。この実
施例は、ガラス管１を接続金具３に設けた環状溝部３′
にフリツトガラスを充填してフリット封着したものであ
る。集熱金属パイプ５と金属ステム４とは、第１図に示
す実施例と同様に７′部を溶接等で気密溶着し、集熱金
属パイプ５に集熱板（図示せず）を取り付けて、ガラス
管１中に収納する。
属ステム４の周辺部のみを示す断面図）に示す。この実
施例は、ガラス管１を接続金具３に設けた環状溝部３′
にフリツトガラスを充填してフリット封着したものであ
る。集熱金属パイプ５と金属ステム４とは、第１図に示
す実施例と同様に７′部を溶接等で気密溶着し、集熱金
属パイプ５に集熱板（図示せず）を取り付けて、ガラス
管１中に収納する。
次いで、接続金具３と金属ステム４との接触部１２を前
記実施例と同様に溶着し、ガラス管１内を排気する。
記実施例と同様に溶着し、ガラス管１内を排気する。
以上述べたように、本発明による太陽熱集熱管は、十分
大きい内径を有する接続金具をガラス管の端部に封着し
た後、ガラス管のひずみを完全に除くことができ、ガラ
ス管内に収納する集熱板、集熱金属パイプは、集熱板は
集熱金属パイプに取り付け、集熱金属パイプには金属ス
テムをロウ付けした後、集熱板、集熱金属パイプを接続
金具を通してガラス管中に挿入することができ「接続金
具と金属ステムとの溶接時にもガラス管が高温に加熱さ
れることがないので、ガラス管にひずみが生じることは
ない。
大きい内径を有する接続金具をガラス管の端部に封着し
た後、ガラス管のひずみを完全に除くことができ、ガラ
ス管内に収納する集熱板、集熱金属パイプは、集熱板は
集熱金属パイプに取り付け、集熱金属パイプには金属ス
テムをロウ付けした後、集熱板、集熱金属パイプを接続
金具を通してガラス管中に挿入することができ「接続金
具と金属ステムとの溶接時にもガラス管が高温に加熱さ
れることがないので、ガラス管にひずみが生じることは
ない。
また、集熟板、金属パイプも高温にさらされることがな
いので特性が劣化したり、酸化したりすることがない。
いので特性が劣化したり、酸化したりすることがない。
従って、本発明による太陽熱集熱管は、集熱効率がよく
、耐熱衝撃性に優れ、機械的強度も大きい、極めて優れ
たものである。
、耐熱衝撃性に優れ、機械的強度も大きい、極めて優れ
たものである。
第１図は、本発明実施例の往復型太陽熱集熱管を示す部
分断面図、第２図は、本発明実施例の貫通型太陽熱集熱
器を示す部分断面図、第３図は往復型太陽熱集熱管の他
の実施例の金属ステム周辺部の断面図である。 １：ガラス管、３，３′：接続金具、４，１７，１７′
：金属ステム、５，１５：集熱金属パイプ、６：集熱板
、８：中０保持具。 第１図 第３図 第２図
分断面図、第２図は、本発明実施例の貫通型太陽熱集熱
器を示す部分断面図、第３図は往復型太陽熱集熱管の他
の実施例の金属ステム周辺部の断面図である。 １：ガラス管、３，３′：接続金具、４，１７，１７′
：金属ステム、５，１５：集熱金属パイプ、６：集熱板
、８：中０保持具。 第１図 第３図 第２図
Claims (1)
- １ ガラス管の少くとも一方の端部に、集熱板を取り付
けた集熱金属パイプが容易に挿入できる内径を有する接
続金具を封着し、ガラス管内に金属ステムを溶着した集
熱金属パイプと集熱板とを収納し、前記金属ステムを接
続金具に溶接してなる太陽熱集熱管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54101041A JPS6015231B2 (ja) | 1979-08-08 | 1979-08-08 | 太陽熱集熱管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54101041A JPS6015231B2 (ja) | 1979-08-08 | 1979-08-08 | 太陽熱集熱管の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5625638A JPS5625638A (en) | 1981-03-12 |
| JPS6015231B2 true JPS6015231B2 (ja) | 1985-04-18 |
Family
ID=14290056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54101041A Expired JPS6015231B2 (ja) | 1979-08-08 | 1979-08-08 | 太陽熱集熱管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6015231B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5795544A (en) * | 1980-12-03 | 1982-06-14 | Toshiba Corp | Solar heat collector device |
| JPS5913956U (ja) * | 1982-07-20 | 1984-01-27 | 三洋電機株式会社 | ガラス管型コレクタ |
-
1979
- 1979-08-08 JP JP54101041A patent/JPS6015231B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5625638A (en) | 1981-03-12 |
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