JPS6071853A - 真空管型太陽熱集熱器の製造方法 - Google Patents

真空管型太陽熱集熱器の製造方法

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JPS6071853A
JPS6071853A JP58178616A JP17861683A JPS6071853A JP S6071853 A JPS6071853 A JP S6071853A JP 58178616 A JP58178616 A JP 58178616A JP 17861683 A JP17861683 A JP 17861683A JP S6071853 A JPS6071853 A JP S6071853A
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JP
Japan
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glass
sealing
vacuum
bonding
tube
Prior art date
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Pending
Application number
JP58178616A
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English (en)
Inventor
Kenji Matsuoka
健司 松岡
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Nippon Sheet Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Sheet Glass Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6071853A publication Critical patent/JPS6071853A/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/40Solar heat collectors using working fluids in absorbing elements surrounded by transparent enclosures, e.g. evacuated solar collectors
    • F24S10/45Solar heat collectors using working fluids in absorbing elements surrounded by transparent enclosures, e.g. evacuated solar collectors the enclosure being cylindrical
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44Heat exchange systems

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は真空管型太陽熱集熱器の製造方法に関する。
真空管型太陽熱集熱器は、真空にしたガラス管の内部に
太陽熱吸収板とこの吸収板で得た熱エネルギを伝搬する
熱媒を流通させる熱媒管とを配設して成り、太陽エネル
ギを吸収して冷暖房・給湯に利用しようとするものであ
る。真空管型太陽熱集熱器では、ガラス管の内部を真空
状態に保持し且つ熱媒管をガラス管の内外に連通ずるよ
うに配設させているが、太陽熱集熱器の集熱効率を高く
するためにはガラス管内部の気密性を高く保持する必要
がある。ガラス管内部の気密性を確保するためには特に
熱媒管を貫通するガラス管端部の構造及びその製造方法
が重要となる。
従来の上記ガラス管端部の製造方法は、先ず、筒状の封
着金具を製作し、この封着金具の一方の開口周縁に、熱
媒管を貫通させる孔を形成した口金を真空ろう付けし、
次に上記封着金具の他方の開口周縁にガラスを熔着させ
、この熔着させたガラスを利用して封着金具をガラス管
の一端開口部に接続するようにしている。上記の如き従
来の製造方法によれば、封着金具の開口周縁にガラスを
熔着させるときガラスが密着するまでの開封着金具は高
温の火炎にさらされるため封着金具の表面の酸化皮膜が
変質するおそれが生じる。従ってこのことが原因となっ
て真空管型太陽熱集熱器の気密性能にバラツキが生じる
おそれがあり、製品化の上で好ましいものでは々い。
本発明の目的は、前記問題を解決すべく、真空管型太陽
熱集熱器のガラス管の端部の気密構造を製作する際に、
ガラス管端部に接続される封着金具の表面変質を防止し
、これによって上記ガラス管の気密性能を安定して得、
バラツキが発生するのを防止することにある。
また本発明の目的は、上記目的は実現すると同時に、真
空管型太陽熱集熱器の製造方法の簡略化、迅速化を図る
ことにある。
而して本発明の特徴は、真空管型太陽熱集熱器の製造方
法において、ガラス管に接合される封着金具に接合用ガ
ラスを熔着するにあたり、仮着けと本溶着の2段階で行
い、本溶着を主に真空下で行うようにしたことにある。
また本発明の特徴は、上記における接合用ガラスを封着
金具に本溶着するとき、併せて熱媒管を挿通支持する口
金を封着金具にろう付するようにしたことにある。
以下に本発明の一実施例を添付図面に従って詳述する。
第1図乃至第4図は本発明に係る製造方法の各工程を順
次に示したものである。
先ず、第1図は封着金具の縦断面図を示す。封着金具1
は一端面に口金差込孔2,2を形成し、他端面ば開口さ
れており(図中下部)、全体形状はキャップ状に形成さ
れている。封着金具1の径は、接続されるガラス管の径
と略々等しい○上記封着金具1は封着金属材料を成型し
て形成され、口金差込孔2,2の内面を除いて表面を酸
化皮膜処理を施す。該封着金属材料としては426合金
、コバール合金等のガラスと膨張係数が略々等しい合金
が使用される。なおコバール合金の場合には黒化処理が
施される。
次には、第2図に示される如くガラス3を封着金具1の
開口部周縁部に仮に着ける。ガラス3を封着金具1の開
口周縁に仮着けする方法は、先ず、ガラスを大気圧下、
又は好ましくは真空下において1400℃以上の温度で
溶融しガラスの中の気泡を分離する。斯くの如き状態の
溶融ガラスの中に、封着金具1を、その開口部を下側に
して自重で沈降する程度の速度で浸す。封着金具1を溶
融ガラスの中に侵すのは不活性ガス雰囲気中又は真空中
で行うのが好ましく、斯くすれば封着金具1の表面の酸
化皮膜が変質するのを防止することができる。封着金具
1の下方先端が溶融ガラスの中に数ミリメートル浸漬し
たら引き上げる。このとき溶融ガラス3は封着金具1の
下方開口周縁に着き、尾を引いてガラス膜状となって引
き上げられる〇斯かるガラス膜を火炎、電熱等によって
溶断するか或いは急冷によって切断する。このようにし
て得た状態が第2図に図示される。上記の如き封着金具
1の開口端面の周縁部にガラス3を仮着けする方法は既
に提案された方法であり、特願昭57−228529号
において開示されている。
なお、上記ガラス3にはソーダライムガラス又は硼珪酸
ガラスが使用される。また、ガラスを仮着けする他の方
法として、封着金具1の開口部を上側にしてセットし、
ガラス溶融るつぼの底部に形成したノズルより溶融ガラ
スを流出させ、封着金具1の開口部の周縁部に塗布する
ようにしてもよい。
次には、第3図に示される如く封着金具1に口金4,4
及び口金を固設するための手段をセットする。口金4は
熱媒管5を貫通し支持固定する部材であり、内端がテー
パー状に若干拡径されておシ、外端は径が小さく女るよ
うに小径部4aに形成されている。
上記の如き形状に形成された口金4は、封着金具1の口
金差込孔2,2に、小径部4aから差し込まれ、テーパ
一部4bが圧入されるまで挿入される。斯かる状態にお
いて、封着金具1の外側における口金4,4の差し込み
部の周囲に固体状、粉末状、或いはペースト状のニッケ
ルろう6,6を巻き着ける。こうして口金4,4及びニ
ッケルろう6,6 のセットが完了する。
最後に、第4図に示される如くガラス3の真空溶着及び
口金4の真空ろう付を行う。この工程は、真空度10−
1〜10 ” torr の真空炉内に第3図に示され
る処理品を入れることにより行われる。
真空炉は400〜500℃に予熱されてあってもよい。
次いで、ニッケルろう6が溶けるまで炉内を昇温する。
このとき炉内温度は1000〜1200℃程度になる。
この間にガラス3も軟化し始め、流動性を生じる。上記
炉内温度は適当々時間(約5〜20分)保持される。昇
温及び上記温度が保持される間において、炉内は真空で
あるため封着金具1の表面に形成されている酸化皮膜が
更に酸化された!ll(過酸化)又は還元されたシして
劣化するととがなく、このため流動化したガラス3が金
属に充分に濡れて上昇し、ガラスと金属との間の拡散反
応が進行し、ガラス3が封着金具1に強固に熔着される
ことになる。他方、同時にニッケルろう6も、封着金具
1の外表面に酸化現象が発生しないため、封着金具1の
表面に充分に濡れ、毛細管現象も作用して接合部全体に
ろうがより回り、強固な接合が可能となる。
その後、真空炉内の温度を低くシ、処理品10を炉から
取り出す。第10図は処理品10を第4図中A方向から
見た図であり、第11図は第4図中B方向から見た図で
ある。斯かる封着金具1、ガラス3、口金4,4 が一
体となった処理品10は、第12図に示される如く真空
管型太陽熱集熱器11を成すガラス管12の一端開口部
に、上記ガラス管3を接合材として接合され、ガラス管
12の端部の密閉機構を構成する。
なお、第12図中13は集熱板であシ、5は熱媒管であ
る。熱媒管5は口金4,4を挿通してガラス管12の外
部に引き出されている。
壕だ上記実施例において口金4は2本である必要は々く
1本であってもよい。
第5図乃至第8図は本発明の別実施例を示す。
第5図は前記第4図と同様に封着金具21を製作する工
程である。内容的には前記実施例と同一であるため説明
を省略する。
第6図はガラスリングを製作する工程であり、本実施例
は前記の溶融ガラス3の代わりにガラスリング23を使
用する。ガラスリング23は下面に溝23aが形成され
ており、このよう外形状をしたガラスリングは金型で成
型される。ガラスの材料としてはソーダライムガラス又
は硼珪酸ガラスが使用される。まだガラスリング23の
断面形状としては例えば第9図に示される如き4種類の
ものが考えられる。第9図中、23−1は矩形、23−
2は円形、23−3は偏平々矩形、23−4は略くの字
形の断面形状であり、夫々下面に溝23aを有する。
第7図は封着金具21に口金4,4及びガラスリング2
3をセットする工程を示す。本実施例では、ガラスリン
グ23を載置してセットするだめ封着金具1は、その開
口端面を上方に向けて配置し、開口部の周縁部に溝23
aを係合せしめてガラスリング23をセットすると共に
、口金差込孔22.22に口金4,4を前述した方法で
差し込む。
本実施例では、封着金具1の内面に接っする如く口金4
の差込部の周囲にニッケルろう6をセットする。
第8図では上記の如くセットされた封着金具21、口金
4,4、ガラスリング23、ニッケルろ−う6゜6のユ
ニットを真空炉内に入れ、前記第4図にて説明したのと
同様々条件、方法で熱を加え、ニッケルろう6を熔かし
て口金4,4を封着金具21に固定し、ガラスリング2
3を軟化し封着金具21に強固に熔着する。この場合に
も、真空下又は不活性ガス下で行うために封着金具21
の表面の酸化皮膜が劣化することなく、前記実施例と同
様な作用を生じさせることができる。
その後は、前記処理品10と同様に処理品2゜は第12
図に示される如く真空管型太陽熱集熱器の端部気密構造
として利用される。
上記第2実施例によれば、ガラス管12との接合用のガ
ラス材を型成形に基づくガラスリングで代用するように
したため作業の簡略化を図ることができる。また口金4
を封着金具21の口金差込孔22にセットするとき口金
4の自重を作用してセットすることができる。
なお、口金4を取付ける際の支持構造の関係上、前記第
1実施例における口金差込孔2では封着金具1の内方に
向って突出縁部2aが形成され、他方前記第2実施例に
おける口金差込孔22では封着金具21の外方に向って
突出縁部22a が形成される。
以上の説明で明らかなように本発明によれば、真空管型
の太陽熱集熱器を製造するにおいて、封着金具とガラス
の溶着に際し仮着けと本溶着の2段階に分けて溶着を行
゛い、仮着けを短時間で、本溶着は真空下で行うように
したため、封着金属表面の変質を防止することによシガ
ラス金属拡散反応を活発化させ、以って真空管型太陽熱
集熱器の気密性を向上させることを可能とした。
また封着金具と熱媒管口金との間のろう封材にニッケル
ろうを選定するようにしただめ、同一真空炉内で同時に
、仮着けされたガラスの本溶着とニッケルろう付は処理
を行い得るようにし、以って製造工程の簡略化、合理化
を達成し、コストの低減を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は第1実施例の封着金具の縦断面図、第2図は第
1実施例の封着金具にガラスを仮着けした縦断面図、第
3図は第1実施例の封着金具に口金等をセットした縦断
面図、第4図は第1実施例の本熔着後の処理品の縦断面
図、第5図は第2実施例の封着金具の縦断面図、第6図
はガラスリングの一部を断面とした斜視図、第7図は第
2実施例の封着金具に口金、ガラスリング等の部品をセ
ットした縦断面図、第8図は第2実施例の本熔着後の処
理品の縦断面図、第9図は各種ガラスリングの断面形状
を示した図、第10図は第4図中A方向矢視図、第11
図は第4図中B方向矢視図、第12図は真空管型太陽熱
集熱器の断面図である。 なお図面中、1.21は封着金具、2,22は口金差込
孔、3は溶融ガラス、4は口金、5は熱媒管、6はニッ
ケルろう、23はガラスリングである。 特許出願人 日本板硝子株式会社 代理人 弁理士 下 1) 容一部 間 弁理士 大 橋 邦 産 量 弁理士 小 山 有

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ガラス管の内部に配設された熱媒管を気密状態に
    て挿通支持する口金を備えた封着金具を、上記ガラス管
    の一端開口部にガラスを介して接合して端部気密構造を
    形成する真空管型太陽熱集熱器において、上記接合用ガ
    ラスを上記封着金具に仮着けし、その後に真空下又は不
    活性ガス下で上記接合用ガラスを上記封着金具に本溶着
    するようにしたことを特徴とする真空管型太陽熱集熱器
    の製造方法。
  2. (2)ガラス管の内部に配設された熱媒管を気密状態に
    て挿通支持する口金を備えた封着金具を、上記ガラス管
    の一端開口部にガラスを介して接合して端部気密構造を
    形成する真空管型太陽熱集熱器において、上記接合用ガ
    ラスを上記封着金具に仮着けし、その後に真空下又は不
    活性ガス下で上記接合用ガラスを上記封着金具に本溶着
    すると同時に、上記封着金具に口金をセットしろう付を
    行うようにしたととを特徴とする真空管型太陽熱集熱器
    の製造方法。
JP58178616A 1983-09-27 1983-09-27 真空管型太陽熱集熱器の製造方法 Pending JPS6071853A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4911145A (en) * 1986-02-13 1990-03-27 Nippon Denki Garasu Kabushiki Kaisha Vacuum type solar heat collecting apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4911145A (en) * 1986-02-13 1990-03-27 Nippon Denki Garasu Kabushiki Kaisha Vacuum type solar heat collecting apparatus

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