太阳能集热管制造技术

技术编号:19074747 阅读:12 留言:0更新日期:2018-09-29 17:22
本发明专利技术是在能够供热介质在内部流通的管(2)的外侧表面上至少设置有红外线反射层(3)、太阳光-热转换层(4)和防反射层(5)的太阳能集热管(1)。该太阳能集热管(1)的特征在于,红外线反射层(3)具有将分散有选自Mo、W、Ta、Nb和Al中的至少1种金属(6)的Ag层(7)夹持于2个金属保护层(8)之间的层叠结构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】太阳能集热管
本专利技术涉及太阳能集热管。
技术介绍
已知将太阳光转换为热并利用该热进行发电的太阳能发电装置。该装置中,通过聚光单元会聚太阳光,利用其所会聚的太阳光加热太阳能集热管内的热介质后,用发电机利用该加热的热介质的热能,从而进行发电。因此,该装置中,使用在能够供热介质在内部流通的管的外侧表面形成有用于将太阳光高效地转换为热的各种层的太阳能集热管。例如,在能够供热介质在内部流通的管的外侧表面上,形成有反射来自热介质和管的热辐射的红外线反射层、将太阳光转换为热的太阳光-热转换层和防止太阳光的反射的防反射层。这些各种各样的层中,已知红外线反射层使用Ag层(例如,专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2010-271033号公报
技术实现思路
对于太阳能集热管,若在内部流通的热介质为高温,则供热介质流通的管的外侧表面为约650℃~约700℃的高温,形成于管的外侧表面的红外线反射层也暴露于高温下。以往,作为红外线反射层使用的Ag层由于耐热性不充分,因此若暴露于高温,则在1小时左右Ag会凝聚和升华,反射来自热介质和管的热辐射的效果降低。并且,这样的状态的Ag层中,无法充分发挥作为红外线反射层的功能,因此将太阳光转换为热的效率降低。本专利技术是为了解决如上述的问题而完成的,其目的在于提供一种通过将即使暴露于高温也能够抑制Ag的凝聚和升华的耐热性优异的Ag层用于红外线反射层,而将太阳光转换为热的效率不易降低的太阳能集热管及其制造方法。本专利技术的专利技术人等为了解决如上述的问题反复进行了深入研究,结果发现,通过使用将分散有选自Mo、W、Ta、Nb和Al中的至少1种金属的Ag层夹持于2个金属保护层之间的层叠结构体作为红外线反射层,能够抑制Ag的凝聚和升华,从而完成了本专利技术。即,本专利技术是一种太阳能集热管,其特征在于,是在能够供热介质在内部流通的管的外侧表面上至少设置有红外线反射层、太阳光-热转换层和防反射层的太阳能集热管,上述红外线反射层具有将分散有选自Mo、W、Ta、Nb和Al中的至少1种金属的Ag层夹持于2个金属保护层之间的层叠结构。根据本专利技术,可以提供一种通过使用即使暴露于高温也能够抑制Ag的凝聚和升华的耐热性优异的Ag层作为红外线反射层,将太阳光转换为热的效率不易降低的太阳能集热管。附图说明图1是实施方式1的太阳能集热管的局部剖视图。图2是将形成于石英基板上的仅由Ag构成的Ag层在700℃加热1小时后的扫描型电子显微镜(SEM)照片。图3是将形成于石英基板上的仅由Ag构成的Ag层在700℃加热1小时的前后的Ag层的透光率的结果。图4是实施方式2的太阳能集热管的局部剖视图。图5是在石英基板上依次层叠有金属保护层(20nm的Ta层)、分散有1.2at%的Ta的Ag层(300nm)、金属保护层(10nm的Ta层)和氧阻隔层(50nm的Si3N4层)的层叠体。图6是将图5的层叠体在700℃加热1小时、11小时和51小时的前后的层叠体的透光率的结果。图7是在石英基板上依次层叠有金属保护层(20nm的W层)、分散有2.1at%的W的Ag层(300nm)、金属保护层(10nm的W层)和氧阻隔层(50nm的Si3N4层)的层叠体。图8是将图7的层叠体在700℃加热1小时、11小时和51小时的前后的层叠体的透光率的结果。图9是实施方式3的太阳能集热管的局部剖视图。图10是实施方式4的太阳能集热管的局部剖视图。图11是实施方式5的太阳能集热管的局部剖视图。图12是在石英基板上依次层叠有防反应层(20nm的TaSi2层)、金属保护层(20nm的Ta层)、分散有1.2at%的Ta的Ag层(300nm)、金属保护层(10nm的Ta层)、防反应层(10nm的TaSi2层)和氧阻隔层(50nm的Si3N4层)的层叠体。图13是将图12的层叠体在700℃加热1小时后的扫描型电子显微镜(SEM)照片。图14是将图12的层叠体在700℃加热201小时后的扫描型电子显微镜(SEM)照片。图15是将图12的层叠体在700℃加热1小时、11小时、51小时、101小时、151小时和201小时的前后的层叠体的透光率的结果。具体实施方式以下,使用附图对本专利技术的太阳能集热管及其制造方法的优选实施方式进行说明。实施方式1.图1是本实施方式的太阳能集热管的局部剖视图。图1中,本实施方式的太阳能集热管1具有能够供热介质在内部流通的管2、形成于管2的外侧表面上的红外线反射层3、形成于红外线反射层3上的太阳光-热转换层4、和形成于太阳光-热转换层4上的防反射层5。作为能够供热介质在内部流通的管2,没有特别限定,可使用在该
公知的管。一般而言,管2的材质可使用铁系材料(例如,不锈钢、耐热钢、合金钢、碳钢)、铝系材料等具有耐热性的金属。这些之中,若考虑到使用环境(例如,管2的加热温度),则优选为不锈钢或耐热钢制的管2。作为在管2的内部流通的热介质,没有特别限定,可使用在该
公知的热介质。作为热介质的例子,可举出水、油、熔融盐(例如,熔融钠)等。形成于管2的外侧表面上的红外线反射层3具有反射来自热介质和管2的热辐射(thermalradiation)的功能。太阳能集热管1中使用的热介质和管2等材料有时被加热至约650℃~约700℃的高温,此时辐射的电磁波的大部分成为红外线。因此,红外线反射层3主要具有反射该红外线的功能。即,红外线反射层3抑制了供给到热介质和管2的热能通过热辐射释放到管2的外部的情况。作为红外线反射层3,以往使用Ag层7,但若仅由Ag构成的Ag层7暴露于约650℃~约700℃的高温,则在1小时左右Ag会凝聚或升华。这里,在图2中示出将形成于石英基板上的仅由Ag构成的Ag层7在700℃加热1小时后的扫描型电子显微镜(SEM)照片。此外,将该加热前后的Ag层7的透光率的结果示于图3。如图2所示,Ag层7通过加热而Ag升华并凝聚,露出作为Ag层7的下层的石英基板。此外,如图3所示,加热前的Ag层7的约200nm~2500nm的波长区域的透光率几乎为零(该波长区域的光不透射),与此相对,加热后的Ag层7的约200nm~2500nm的波长区域的透光率约为40%(该波长区域的光透射)。如此进行Ag的凝聚和升华的Ag层7中,无法充分发挥作为红外线反射层3的功能(反射来自热介质和管的热辐射的功能),因此将太阳光转换为热的效率降低。因此,本实施方式的太阳能集热管1中,使用将分散有选自Mo、W、Ta、Nb和Al中的至少1种金属6的Ag层7夹持于2个金属保护层8之间的层叠结构体作为红外线反射层3。在具有这样的层叠结构的红外线反射层3中,选自Mo、W、Ta、Nb和Al中的至少1种金属6具有在Ag层7中抑制Ag的凝聚和升华的效果,由此Ag层7的耐热性提高。分散于Ag层7的选自Mo、W、Ta、Nb和Al中的至少1种金属6的量没有特别限定,优选为小于10at%,更优选为0.1at%~7at%,进一步优选为0.3at%~5at%,特别优选为0.5at%~3at%。分散有选自Mo、W、Ta、Nb和Al中的至少1种金属6的Ag层7的厚度没有特别限定,优选为10nm~500nm,更优选为30nm~400nm,进一步优选为50nm~300nm。分散有选自Mo、W、Ta、N本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种太阳能集热管,其特征在于,在能够供热介质在内部流通的管的外侧表面上至少设置有红外线反射层、太阳光-热转换层和防反射层,所述红外线反射层具有将分散有选自Mo、W、Ta、Nb和Al中的至少1种金属的Ag层夹持于2个金属保护层之间的层叠结构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.29 JP 2016-0155051.一种太阳能集热管,其特征在于,在能够供热介质在内部流通的管的外侧表面上至少设置有红外线反射层、太阳光-热转换层和防反射层,所述红外线反射层具有将分散有选自Mo、W、Ta、Nb和Al中的至少1种金属的Ag层夹持于2个金属保护层之间的层叠结构。2.根据权利要求1所述的太阳能集热管,其特征在于,所述金属保护层由熔点比Ag高的材料形成。3.根据权利要求1或2所述的太阳能集热管,其特征在于,所述金属保护层由含有分散于所述Ag层的所述金属的材料形成。4.根据权利要求1~3中任一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:筒井琢仁笹谷亨则武和人奥原芳树黑山友宏伊岐见大辅
申请(专利权)人:株式会社丰田自动织机财团法人日本精细陶瓷中心
类型:发明
国别省市:日本,JP

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