JPS6141379B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6141379B2 JPS6141379B2 JP56182812A JP18281281A JPS6141379B2 JP S6141379 B2 JPS6141379 B2 JP S6141379B2 JP 56182812 A JP56182812 A JP 56182812A JP 18281281 A JP18281281 A JP 18281281A JP S6141379 B2 JPS6141379 B2 JP S6141379B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solar heat
- heat collector
- nickel
- chromium
- iron
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S70/00—Details of absorbing elements
- F24S70/20—Details of absorbing elements characterised by absorbing coatings; characterised by surface treatment for increasing absorption
- F24S70/25—Coatings made of metallic material
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S70/00—Details of absorbing elements
- F24S70/20—Details of absorbing elements characterised by absorbing coatings; characterised by surface treatment for increasing absorption
- F24S70/225—Details of absorbing elements characterised by absorbing coatings; characterised by surface treatment for increasing absorption for spectrally selective absorption
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、集熱効率の向上を狙つた表面処理を
施してなる集熱板を備えた太陽熱集熱器に関する
ものである。
施してなる集熱板を備えた太陽熱集熱器に関する
ものである。
一般に太陽熱利用システムの中心部とも言える
太陽熱集熱器の集熱板の材質に関しては、現在、
金属とプラスチツクとの両方がある。両者を比較
すると、一長一短があるが、プラスチツクは、軽
量であり、水回路側の腐食の問題がなく、安価で
あるという点に魅力がある。逆に、耐熱性、耐候
性、強度などの面では、金属が有利である。
太陽熱集熱器の集熱板の材質に関しては、現在、
金属とプラスチツクとの両方がある。両者を比較
すると、一長一短があるが、プラスチツクは、軽
量であり、水回路側の腐食の問題がなく、安価で
あるという点に魅力がある。逆に、耐熱性、耐候
性、強度などの面では、金属が有利である。
太陽熱集熱器の集熱面の特性を考慮する場合に
は、太陽光の波長分布と、たとえば100℃程度の
低温の輻射体からの輻射の波長分布とがずれてい
ることから、いわゆる選択吸収性を付与すること
は、集熱効率の面で有利になる。
は、太陽光の波長分布と、たとえば100℃程度の
低温の輻射体からの輻射の波長分布とがずれてい
ることから、いわゆる選択吸収性を付与すること
は、集熱効率の面で有利になる。
金属は赤外線の良好な反射体となるため、これ
を利用して、その表面処理等により、比較的容易
に選択吸収性を付与することができるが、プラス
チツクの場合には、赤外線を吸収してしまうた
め、選択吸収性の付与は困難である。従来より、
プラスチツク上に選択吸収性を付与する問題は余
り考慮されることが無かつた。
を利用して、その表面処理等により、比較的容易
に選択吸収性を付与することができるが、プラス
チツクの場合には、赤外線を吸収してしまうた
め、選択吸収性の付与は困難である。従来より、
プラスチツク上に選択吸収性を付与する問題は余
り考慮されることが無かつた。
本発明は、プラスチツク基材上に塗装により被
覆層を形成し、この被覆層に分散している特殊顔
料により、この選択吸収性を実現しようとするも
のである。
覆層を形成し、この被覆層に分散している特殊顔
料により、この選択吸収性を実現しようとするも
のである。
選択吸収性の実現に関しての課題は、赤外線放
射率を如何に低く留めるかにある。
射率を如何に低く留めるかにある。
これを実現するための１つの方法は、金属層を
まず第１層としてプラスチツク面上に形成し、次
に、この上に太陽光の吸収のための第２層を形成
するという方法であるが、これは、接着面が２面
発生するため、耐久性、信頼性等で懸念が増大す
ることになる。
まず第１層としてプラスチツク面上に形成し、次
に、この上に太陽光の吸収のための第２層を形成
するという方法であるが、これは、接着面が２面
発生するため、耐久性、信頼性等で懸念が増大す
ることになる。
本発明は、基材であるプラスチツクとの接着面
を１面として、その信頼性をより高めるようにす
るとともに、その選択吸収性の大部分を特殊顔料
により発揮するようにしたものである。
を１面として、その信頼性をより高めるようにす
るとともに、その選択吸収性の大部分を特殊顔料
により発揮するようにしたものである。
図は本発明の太陽熱集熱器における集熱板の断
面図を示したもので、１はプラスチツク基材で、
このプラスチツク基材１の上に被覆層Ａが形成さ
れている。この被覆層Ａは主として、ウレタン系
バインダー２と、金属微粉末３の表面に黒色化処
理層４を表面に施した顔料５とからなる。
面図を示したもので、１はプラスチツク基材で、
このプラスチツク基材１の上に被覆層Ａが形成さ
れている。この被覆層Ａは主として、ウレタン系
バインダー２と、金属微粉末３の表面に黒色化処
理層４を表面に施した顔料５とからなる。
上記構成において、入射した太陽光ａは、金属
微粉末３の表面に施された黒色化処理層４で吸収
されて熱へと変換され、かつ被覆層Ａからプラス
チツク基材１を経て、水または媒体が通る管路６
まで熱伝導して集熱する。
微粉末３の表面に施された黒色化処理層４で吸収
されて熱へと変換され、かつ被覆層Ａからプラス
チツク基材１を経て、水または媒体が通る管路６
まで熱伝導して集熱する。
一方この集熱面からの赤外線輻射は、被覆層Ａ
の表面近傍に分散している金属微粉末３の表面の
赤外線放射率に大部分依存して、低く留められ
る。
の表面近傍に分散している金属微粉末３の表面の
赤外線放射率に大部分依存して、低く留められ
る。
このようにして、プラスチツク基材１上におけ
る選択吸収性が実現する。
る選択吸収性が実現する。
現在実用化されているプラスチツク基材を用い
た太陽熱集熱器は、高密度ポリエチレンを用い
て、これをブロー成型したものが多く、一部にポ
リプロピレンを用いたものもある。いずれにして
も、これらのポリオレフイン系のプラスチツクは
塗料のぬれが悪く、付着力の面では、やや難しい
面がある。
た太陽熱集熱器は、高密度ポリエチレンを用い
て、これをブロー成型したものが多く、一部にポ
リプロピレンを用いたものもある。いずれにして
も、これらのポリオレフイン系のプラスチツクは
塗料のぬれが悪く、付着力の面では、やや難しい
面がある。
したがつて本発明の太陽熱集熱器における被覆
層Ａを形成するバインダーとしては、ポリオレフ
イン系プラスチツクとの接着性、さらには、耐熱
性の面で焼き付けが困難であるため、常温硬化の
性質、さらには、耐候性等の表面物性に対する要
求から、その適用が極めて制限される。
層Ａを形成するバインダーとしては、ポリオレフ
イン系プラスチツクとの接着性、さらには、耐熱
性の面で焼き付けが困難であるため、常温硬化の
性質、さらには、耐候性等の表面物性に対する要
求から、その適用が極めて制限される。
このような条件下で、適正なバインダーを探索
した結果、ウレタン系バインダーが最適であるこ
とがわかつた。ウレタン系バインダーの中でも、
特に芳香族ポリイソシアネートを用いるよりは、
脂肪族ポリイソシアネートを用いるのが望ましい
ことが明らかとなつた。これは、金属微粉末が、
完全には表面層を隠蔽せず、バインダーが露出す
る部分が生じるためで、赤外線の吸収性が、芳香
族よりは脂肪族が相対的に少ないためではないか
と思われる。
した結果、ウレタン系バインダーが最適であるこ
とがわかつた。ウレタン系バインダーの中でも、
特に芳香族ポリイソシアネートを用いるよりは、
脂肪族ポリイソシアネートを用いるのが望ましい
ことが明らかとなつた。これは、金属微粉末が、
完全には表面層を隠蔽せず、バインダーが露出す
る部分が生じるためで、赤外線の吸収性が、芳香
族よりは脂肪族が相対的に少ないためではないか
と思われる。
金属微粉末の黒色化処理に関しては、従来より
金属の黒色化処理として知られている各種方法の
適用が可能である。
金属の黒色化処理として知られている各種方法の
適用が可能である。
従来の金属の黒色化技術の多くは、主として装
飾の目的で利用され、かつ板を対象とした技術で
ある。
飾の目的で利用され、かつ板を対象とした技術で
ある。
本発明の場合には、粉末が対象となるため、処
理条件は、より緩やかな条件となる。適用可能な
金属粉末として、アルミニウム、チタン、亜鉛、
鉄、銅、黄銅、ニツケル、クロム、ステンレスの
群から選んだ金属が適用可能である。アルミニウ
ム、亜鉛等の比較的イオン化傾向が大きな金属の
場合には、銅化合物等をその表面に析出させて、
黒色化を行ない、また銅、ニツケル、クロム、ス
テンレス等は、その表面層をうまく、酸化、硫化
したりして、黒色化を行なう。
理条件は、より緩やかな条件となる。適用可能な
金属粉末として、アルミニウム、チタン、亜鉛、
鉄、銅、黄銅、ニツケル、クロム、ステンレスの
群から選んだ金属が適用可能である。アルミニウ
ム、亜鉛等の比較的イオン化傾向が大きな金属の
場合には、銅化合物等をその表面に析出させて、
黒色化を行ない、また銅、ニツケル、クロム、ス
テンレス等は、その表面層をうまく、酸化、硫化
したりして、黒色化を行なう。
これらの金属粉末の表面に形成する黒色化処理
層としては、それがわずかでも、太陽光線を良好
に吸収し、かつ赤外線をほとんど吸収しない性質
を持つていることが望ましく、その観点から、ク
ロム、マンガン、鉄、コバルト、ニツケル、銅の
群から選んだ１種以上の酸化物または硫化物の薄
膜を形成するのが望ましい。
層としては、それがわずかでも、太陽光線を良好
に吸収し、かつ赤外線をほとんど吸収しない性質
を持つていることが望ましく、その観点から、ク
ロム、マンガン、鉄、コバルト、ニツケル、銅の
群から選んだ１種以上の酸化物または硫化物の薄
膜を形成するのが望ましい。
またこれらの金属粉末に関しては、その形状と
大きさが重要である。金属の粒径は通常50μｍ以
下の大きさであることが望ましい。その中でも、
特に１μｍ以下〜0.05μｍ以上の大きさが望まし
い但し、50μｍに近い粒径であつても、それが扁
平な形状であれば良い。
大きさが重要である。金属の粒径は通常50μｍ以
下の大きさであることが望ましい。その中でも、
特に１μｍ以下〜0.05μｍ以上の大きさが望まし
い但し、50μｍに近い粒径であつても、それが扁
平な形状であれば良い。
以下、実施例を中心として、その効果を説明す
る。
る。
なお、選択吸収性の評価は次の方法で行なつ
た。
た。
吸収率αの評価は、島津製作所製MPS−5000
型自記分光光度計（入射角６°、積分球反射装置
付き）を用いて、波長0.3〜2.0μｍの間での測定
値から、大気質量２の太陽光輻射に対して計算し
て求めた。また、放射率εの評価は、DEVICES
＆ SERVICES COMPANY社製Ｄ and Ｓ
AERD型放射率計を用いて行なつた。
型自記分光光度計（入射角６°、積分球反射装置
付き）を用いて、波長0.3〜2.0μｍの間での測定
値から、大気質量２の太陽光輻射に対して計算し
て求めた。また、放射率εの評価は、DEVICES
＆ SERVICES COMPANY社製Ｄ and Ｓ
AERD型放射率計を用いて行なつた。
実施例
平均粒径５μｍのアルミニウム粉末を用いて、
これを硝酸第２銅：2.5wt％、過マンガン酸カリ
ウム：1wt％、硝酸：2wt％を含む水溶液中に、
30℃で20分間浸漬して、黒色化処理した後、水洗
い乾燥して試料とした。
これを硝酸第２銅：2.5wt％、過マンガン酸カリ
ウム：1wt％、硝酸：2wt％を含む水溶液中に、
30℃で20分間浸漬して、黒色化処理した後、水洗
い乾燥して試料とした。
次に、ウレタン系バインダーとして、住友バイ
エルウレタン(株)製の「スミジユールＮ」（商品
名）を200重量部、同じく「デスモフエン670」
（商品名）を128重量部、さらに、先に処理した金
属粉末を60重量部、そしてまた溶剤として、150
重量部のキシレンを加えて、高速デイスパーを用
いて、分散し、塗料化した。
エルウレタン(株)製の「スミジユールＮ」（商品
名）を200重量部、同じく「デスモフエン670」
（商品名）を128重量部、さらに、先に処理した金
属粉末を60重量部、そしてまた溶剤として、150
重量部のキシレンを加えて、高速デイスパーを用
いて、分散し、塗料化した。
テストピースとして、70mm×150mm×１mmの寸
法を有するポリプロピレンの板を用いた。
法を有するポリプロピレンの板を用いた。
このテストピースの素地の放射率εは0.94であ
つた。そしてこのテストピースを重クロム酸混液
中で活性化処理した後、乾燥して、その表面に、
約15μｍの膜厚にて塗装し、かつこの塗膜を自然
硬化させた。この塗膜は、吸収率α＝0.95、赤外
線放射率ε＝0.45の良好な選択吸収性を示した。
つた。そしてこのテストピースを重クロム酸混液
中で活性化処理した後、乾燥して、その表面に、
約15μｍの膜厚にて塗装し、かつこの塗膜を自然
硬化させた。この塗膜は、吸収率α＝0.95、赤外
線放射率ε＝0.45の良好な選択吸収性を示した。
以上のように本発明によれば、極めて容易にプ
ラスチツク基材に選択吸収性を付与することがで
き、また塗装であるため、生産性に富み、かつコ
スト的にも安価に得られる。そしてまた選択吸収
性をプラスチツク基材を用いた太陽熱集熱器に導
入することにより、空焚きに関しては、従来以上
の対策が必要であるが、本発明においては、昇
温、集熱等の性能面での著しい効果が期待でき
る。
ラスチツク基材に選択吸収性を付与することがで
き、また塗装であるため、生産性に富み、かつコ
スト的にも安価に得られる。そしてまた選択吸収
性をプラスチツク基材を用いた太陽熱集熱器に導
入することにより、空焚きに関しては、従来以上
の対策が必要であるが、本発明においては、昇
温、集熱等の性能面での著しい効果が期待でき
る。
図は本発明の太陽熱集熱器における集熱板の断
面図である。 １……プラスチツク基材、Ａ……被覆層、３…
…金属微粉末、４……黒色化処理層、５……顔
料。
面図である。 １……プラスチツク基材、Ａ……被覆層、３…
…金属微粉末、４……黒色化処理層、５……顔
料。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ プラスチツク基材上に、金属微粉末の表面に
黒色化処理層を施して成る顔料と、ウレタン系バ
インダーとを主成分とする被覆層を塗装により形
成した集熱板を備えてなる太陽熱集熱器。 ２ 前記金属微粉末として、アルミニウム、チタ
ン、亜鉛、鉄、鋼、黄銅、ニツケル、クロム、ス
テンレスの群から選んだ１種以上を用いて、その
表面にクロム、マンガン、鉄、コバルト、ニツケ
ル、銅の群から選んだ１種以上の酸化物または硫
化物の薄膜を形成してなる顔料を用いた特許請求
の範囲第１項記載の太陽熱集熱器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56182812A JPS5885058A (ja) | 1981-11-13 | 1981-11-13 | 太陽熱集熱器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56182812A JPS5885058A (ja) | 1981-11-13 | 1981-11-13 | 太陽熱集熱器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5885058A JPS5885058A (ja) | 1983-05-21 |
| JPS6141379B2 true JPS6141379B2 (ja) | 1986-09-13 |
Family
ID=16124866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56182812A Granted JPS5885058A (ja) | 1981-11-13 | 1981-11-13 | 太陽熱集熱器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5885058A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4249827A1 (en) * | 2022-03-22 | 2023-09-27 | Planet di Villa Alessandro & C. SAS | A passive solar still unit and a plant for treating salted water and producing salt |
-
1981
- 1981-11-13 JP JP56182812A patent/JPS5885058A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5885058A (ja) | 1983-05-21 |
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