(57)【要約】【課題】優れた熱伝導率を有しながらも熱膨張係数がアルミニウムの半分程度以下の太陽熱集熱管用管部材を提供する。【解決手段】太陽熱集熱管用管部材１１は、内部に熱媒体を流通させる太陽熱集熱管用管部材１１である。太陽熱集熱管用管部材１１は、遠心鋳造法により製造され、アルミニウム又はアルミニウム合金を母材１２とし、母材１２となるアルミニウム又はアルミニウム合金よりも比重が高く、熱伝導率がステンレスよりも高く、熱膨張係数が母材１２よりも小さいセラミック粒子１３を強化材として母材１２に分散させた金属基複合材料で円筒状に形成されている。金属基複合材料は、該金属基複合材料を１００体積％としたときに、セラミック粒子１３を５４〜７０体積％含む。セラミック粒子１３は、粒径がミクロンオーダーで、かつ平均粒径Ｄ50が一桁以上異なる複数種が混合されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に熱媒体を流通させる太陽熱集熱管用管部材であって、
遠心鋳造法により製造され、
アルミニウム又はアルミニウム合金を母材とし、前記母材となるアルミニウム又はアルミニウム合金よりも比重が高く、熱伝導率がステンレスよりも高く、熱膨張係数が前記アルミニウム又はアルミニウム合金よりも小さいセラミック粒子を強化材として前記母材に分散させた金属基複合材料で円筒状に形成されていることを特徴とする太陽熱集熱管用管部材。
【請求項２】
前記セラミック粒子はＳｉＣ粒子、ＡｌＮ粒子、Ｓｉ3Ｎ4粒子から選択される請求項１に記載の太陽熱集熱管用管部材。
【請求項３】
前記金属基複合材料は、該金属基複合材料を１００体積％としたときに、前記セラミック粒子を５４〜７０体積％含む請求項１又は請求項２に記載の太陽熱集熱管用管部材。
【請求項４】
前記金属基複合材料は、該金属基複合材料を１００体積％としたときに、前記セラミック粒子を６５〜７０体積％含む請求項３に記載の太陽熱集熱管用管部材。
【請求項５】
前記セラミック粒子は、粒径がミクロンオーダーの粒子であって、かつ平均粒径Ｄ50が一桁以上異なる複数種の粒子が混合されている粒径がミクロンオーダーで、かつ平均粒径Ｄ50が一桁以上異なる複数種の粒子が混合されている請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の太陽熱集熱管用管部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽熱集熱管用管部材に係り、詳しくは内部を流れる熱媒体に集熱した太陽熱を伝達する太陽熱集熱管用管部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱媒体が流通する金属管を太陽熱で加熱することにより、熱媒体を加熱して高温状態とし、その熱で蒸気タービンを駆動して発電するといった太陽エネルギーを利用した発電が考えられている。この時、金属管が大気に露出した状態にあると、太陽熱で加熱された金属管の表面から熱が大気中に拡散してしまうため、金属管の内部を流通する熱媒体を効率良く加熱できないという問題がある。そのため、金属管をガラス管で囲んで二重管構造とし、金属管とガラス管との間に真空の断熱空間（真空層）を形成して、太陽熱で加熱された金属管の熱が大気中に拡散することを防止している。しかしながら、金属管とガラス管とは熱膨張率の差が大きいため、金属管とガラス管との熱膨張差を吸収する熱膨張差吸収手段を設ける必要がある。太陽熱による加熱時の金属管の温度は数１００℃（例えば、４００℃）に達するため、熱膨張差吸収手段として金属ベローズが使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−３１９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、金属管に集熱した太陽熱を内部に流通する熱媒体に効率的に伝えるためには、金属管を熱伝導率の高い材料で構成するとよいが、従来の太陽熱集熱管の多くは熱伝導率が低いステンレスからなる金属管を用いていたため、集熱効率がさほど高くなかった。これに対して、アルミニウム及びアルミニウム合金は、鋼やステンレスに比べて熱伝導率が一桁大きく、また比重が小さいため熱媒体を加熱する集熱管の構成材料としては好ましい。しかしながら、アルミニウムの熱膨張係数（２３．１×１０-6／℃）はステンレスの熱膨張係数（１７×１０-6／℃）よりも高いため、ガラスとの熱膨張係数差が大きくなり、アルミニウムを用いた金属管とガラス管との二重管構造により太陽熱集熱管を構成した場合は、ステンレス製の金属管とガラス管との二重管構造からなる従来の太陽熱集熱管に比較して大きなベローズ等の熱膨張差吸収手段が必要となる。ベローズ等の熱膨張差吸収手段を設けた部分については、金属管で太陽光を集熱することができない部分になるため、太陽熱の集熱面積が小さくなってしまうという不具合が発生する。
【０００５】
また、太陽熱集熱管の集熱時には熱媒体の温度が最大で約４００℃にも達するが、熱膨張係数の高いアルミニウム製の金属管を用いた集熱管がこのような高温状態に長時間さらされると、熱媒体の重量で金属管の軸方向に撓みが発生してしまう。そうなると、金属管とガラス管との二重管構造を構成する太陽熱集熱管では、本来同軸心円状態にあるべき金属管とガラス管との間の封止領域の寸法に変化が生じ、太陽熱集熱管の集熱時の熱損失を生じたり、真空封止領域の寸法が狂い真空度を低下させ、その結果、さらに集熱時の熱損失が増加したりする。
【０００６】
本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、ステンレスよりも優れた熱伝導率を有しながらも熱膨張係数がアルミニウムの半分程度以下の太陽熱集熱管用管部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する太陽熱集熱管用管部材は、内部に熱媒体を流通させる太陽熱集熱管用管部材であって、遠心鋳造法により製造され、アルミニウム又はアルミニウム合金を母材とし、前記母材となるアルミニウム又はアルミニウム合金よりも比重が高く、熱伝導率がステンレスよりも高く、熱膨張係数が前記アルミニウム又はアルミニウム合金よりも小さいセラミック粒子を強化材として前記母材に分散させた金属基複合材料で円筒状に形成されている。
【０００８】
アルミニウムやアルミニウム合金は、鋼やステンレスに比べて、密度が小さく熱伝導率が高いため、太陽熱集熱管を構成する金属管（太陽熱集熱管用管部材）として使用した場合、軽量化及び熱媒体への熱伝達の点で有利であるが、鋼やステンレスに比べて熱膨張係数が大きく、ヤング率が小さい。そのため、太陽光が当たる状態と当たらない状態とにおける温度差による膨張収縮の悪影響を大きく受けるとともに、高温状態において熱媒体の重量で撓みが発生し易い。
【０００９】
しかし、この発明では、太陽熱集熱管用管部材は、アルミニウム又はアルミニウム合金を母材とし、比重が母材よりも高く、熱伝導率がステンレスよりも高く、熱膨張係数が母材よりも小さいセラミック粒子を強化材とした金属基複合材料で形成されている。太陽熱集熱管用管部材は、遠心鋳造法により製造されるため、金型に接する外面からの指向性凝固により、鋳巣や異物の噛み込みのない極めて良好な品質が得られ、遠心力により偏肉のない円筒状となる。また、鋳造時に凝固収縮を妨げるものがないため、鋳造時の残留応力が少なくなる。さらには、凝固界面に溶湯が流れるため、その上流方向（中心方向）に向かってデンドライト（樹枝状晶）が成長する。その結果、太陽熱集熱管用管部材にはその外面から中心に向かって延びるアルミニウムのデンドライト（樹枝状晶）が存在し、外側から内側への熱伝導がよくなる。そのため、太陽熱集熱管用管部材は、ステンレスよりも優れた熱伝導率を有しながらも熱膨張係数がアルミニウムの半分程度以下になる。
【００１０】
前記セラミック粒子はＳｉＣ粒子、ＡｌＮ粒子、Ｓｉ3Ｎ4粒子から選択されることが好ましい。ＳｉＣ、ＡｌＮ粒子、Ｓｉ3Ｎ4粒子は熱伝導率がステンレスに比べて大きく、特にＳｉＣ及びＡｌＮ粒子の熱伝導率はステンレスよりも一桁大きい。また、ＳｉＣの熱伝導率はアルミニウム及びアルミニウム合金よりも大きいため、セラミック粒子がＳｉＣ粒子の場合には、金属基複合材料は熱伝導率がアルミニウム及びアルミニウム合金よりも大きくなることも可能である。したがって、太陽熱集熱管用管部材で集められた熱が、ステンレス製の太陽熱集熱管用管部材に比べて効率良く熱媒体に伝達される。
【００１１】
前記金属基複合材料は、該金属基複合材料を１００体積％としたときに、前記セラミック粒子を５４〜７０体積％含むことが好ましい。この場合、セラミックスの種類にもよるが、目的の性能を有する太陽熱集熱管用管部材を容易に得ることができる。
【００１２】
前記金属基複合材料は、該金属基複合材料を１００体積％としたときに、前記セラミック粒子を６５〜７０体積％含むことが好ましい。この構成によれば、太陽熱集熱管用管部材の熱膨張係数は、アルミニウムの熱膨張係数の１／２未満になる。
【００１３】
前記セラミック粒子は、粒径がミクロンオーダーの粒子であって、かつ平均粒径Ｄ50が一桁以上異なる複数種の粒子が混合されている粒径がミクロンオーダーで、かつ平均粒径Ｄ50が一桁以上異なる複数種の粒子が混合されていることが好ましい。ここで、「ミクロンオーダー」とは、１μｍ以上、１ｍｍ未満を意味する。
【００１４】
セラミック粒子の粒径がミクロンオーダーより小さなナノオーダーの場合は、セラミック粒子が同じ割合で存在する金属基複合材料の太陽熱集熱管用管部材を遠心鋳造で製造しようとしても、セラミック粒子の体積当たりの表面積が格段に大きくなり、そのため表面エネルギーが大きくなってセラミック粒子が凝集してしまう。その結果、遠心鋳造の際に、凝集した粒子間にアルミニウムの溶湯が入っていかず、空隙として残り、太陽熱集熱管用管部材の熱伝導率低下やヤング率低下による剛性の低下及び熱膨張係数の増加などの各種性能低下が生じる。しかし、セラミック粒子の粒径がミクロンオーダーで、かつ平均粒径Ｄ50が一桁以上違う複数種が混合されている場合は、セラミック粒子は凝集を生じることなく分散するため、金属基複合材料の母材となるアルミニウムの溶湯がセラミック粒子の間に入っていき、空隙が生じない。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、太陽熱集熱管用管部材がステンレスよりも優れた熱伝導率を有しながらも熱膨張係数をアルミニウムの半分程度以下にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施形態の太陽熱集熱管用管部材の模式断面図。
【図２】太陽熱集熱管用管部材を用いた太陽熱集熱管の模式断面図。
【図３】（ａ）は遠心鋳造装置の金型部を破断した模式図、（ｂ）は金型とローラの関係を示す模式図。
【図４】太陽熱集熱管用管部材を構成するＳｉＣ体積率（％）と平均熱膨張係数の関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図４にしたがって説明する。
図１に示すように、太陽熱集熱管用管部材１１は、内部に熱媒体を流通させる太陽熱集熱管用管部材であって、熱媒体が流通可能な円筒状に形成されている。太陽熱集熱管用管部材１１は、遠心鋳造法により製造され、アルミニウム又はアルミニウム合金を母材１２とし、ＳｉＣ、ＡｌＮ、Ｓｉ3Ｎ4から選択されたセラミック粒子１３を強化材とした金属基複合材料で形成されている。セラミック粒子１３としてはＳｉＣ粒子が好ましい。
【００１８】
金属基複合材料は、該金属基複合材料を１００体積％としたときに、セラミック粒子１３を５４〜７０体積％含むことが好ましく、６５〜７０体積％含むことがより好ましい。
セラミック粒子１３は、粒径がミクロンオーダーの粒子であって、かつ平均粒径Ｄ50が一桁以上異なる複数種の粒子、例えば２種類が混合されていることが好ましい。２種類のセラミック粒子１３としては、例えば、平均粒径Ｄ50が１０μｍ程度の粒子と、平均粒径Ｄ50が１００μｍ程度の粒子の２種類の粒子が使用される。ここで、セラミック粒子１３の平均粒径Ｄ50とは、金属基複合材料に混入される前のセラミック粒子１３単体における平均粒径Ｄ50である。
【００１９】
太陽熱集熱管用管部材１１は、例えば、金属管とガラス管との二重管構造の太陽熱集熱管の金属管に代えて使用される。太陽熱集熱管用管部材１１が二重管構造の太陽熱集熱管を構成する場合、図２に示すように、太陽熱集熱管用管部材１１をガラス管１５で囲んで二重管構造とし、太陽熱集熱管用管部材１１とガラス管１５との間に真空の断熱空間（真空層）１４を形成するようにガラス管１５が設けられる。また、太陽熱集熱管用管部材１１の外周面には光を吸収し易い光選択吸収膜１６が形成され、ガラス管１５の外周面には選択吸収膜１７が形成される。選択吸収膜１７は、太陽光の熱エネルギーを効率よく吸収し、かつ、吸収した熱の放出を抑制する。なお、光選択吸収膜１６及び選択吸収膜１７は必須ではない。また、熱媒体として高温状態において一部が分解して水素を発生するものを使用する場合は、太陽熱集熱管用管部材１１の内面に水素透過防止層（例えば、ガラス層）を設ける必要があるが、溶融塩のように水素を発生しない熱媒体を使用する場合は、水素透過防止層は不要である。溶融塩としては、例えば、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム等のアルカリ硝酸塩や亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウム等のアルカリ亜硝酸塩の溶融塩が使用される。
【００２０】
太陽熱集熱管用管部材１１は、熱膨張係数がアルミニウムに比べて大幅に小さく、かつ熱伝導率がステンレスよりも大きなＳｉＣ、ＡｌＮ、Ｓｉ3Ｎ4から選択されたセラミック粒子１３を強化材とし、アルミニウム又はアルミニウム合金を母材１２とした金属基複合材料で形成されている。そのため、太陽光が当たる状態と当たらない状態とにおける温度差による膨張収縮の悪影響を受け難い。
【００２１】
また、アルミニウムやアルミニウム合金は、鋼やステンレスに比べて、密度が小さく熱伝導率が高いため、太陽熱集熱管用管部材として使用した場合、軽量化及び熱媒体への熱伝達の点で有利であるが、熱膨張係数が大きく、ヤング率が７０ＧＰａ程度と小さいため、高温状態において熱媒体の重量で撓みが発生し易い。しかし、太陽熱集熱管用管部材１１を形成する金属基複合材料は、アルミニウム又はアルミニウム合金の母材１２に、熱膨張係数が鋼やステンレスに比べて小さく（少なくとも１／２未満）、ヤング率が鋼やステンレスに比べて大きなセラミック粒子１３が分散されているため、高温状態において熱媒体の重量で撓みが発生することがない。
【００２２】
太陽熱集熱管用管部材１１は、遠心鋳造法により製造されるため、太陽熱集熱管用管部材１１の外面から中心に向かって延びるデンドライトが存在するため、外側から内側への熱伝導がよくなる。また、太陽熱集熱管用管部材１１の外面から中心に向かって延びるデンドライトが存在するため、内面の表面粗さが粗くなる。そのため、熱媒体として高温においても水素を発生しない溶融塩を使用する場合のように、太陽熱集熱管用管部材１１の内面にガラス層の形成が不要な場合には、内面の表面粗さが粗いままで使用することにより、接触面積が増加し、熱媒体への熱伝達効果が向上する。
【００２３】
次に太陽熱集熱管用管部材１１の製造方法を説明する。
太陽熱集熱管用管部材１１の製造には遠心鋳造装置を使用する。図３（ａ），（ｂ）に示すように、遠心鋳造装置２０は、回転自在な円筒状の金型２１と、金型２１を回転させる回転駆動部２２と、金型２１内に溶湯２３を注入（供給）する鋳込み樋２４とを備えている。鋳込み樋２４は、その先端側が金型２１内に挿入される注湯位置（図示の位置）と、先端側が金型２１内から退避した退避位置とに移動可能となっている。
【００２４】
金型２１内の両端部には、鋳込み樋２４を経由して注入される溶湯２３の堰止め等として機能するバンド２５，２６が設けられている。金型２１の長手方向の両端寄りの外周には、環状凸部２７がそれぞれ形成されている。回転駆動部２２は、環状凸部２７と係合して金型２１を支持するそれぞれ一対のローラ２８を備え、ローラ２８を図示しないモータで駆動することで金型２１を回転駆動する。
【００２５】
次に遠心鋳造装置２０を使用して太陽熱集熱管用管部材１１を製造する手順を説明する。
先ず、粒径がミクロンオーダーで、かつ平均粒径Ｄ50が一桁以上違う２種類のＳｉＣ粉体を所定の割合で混合して混合ＳｉＣ粉体を作製する。次に金型２１を回転させた状態で混合ＳｉＣ粉体を金型２１内に投入する。ＳｉＣ粉体の投入は、鋳込み樋２４を利用しても、鋳込み樋２４を退避位置に移動させた状態で粉体専用の投入装置を使用してもどちらでもよい。
【００２６】
投入されたＳｉＣ粉体は、遠心力により金型２１の内面に沿ってほぼ一定の厚さで付着した状態に保持される。ＳｉＣ粉体の量は、太陽熱集熱管用管部材１１を目的の厚さで形成した場合に、太陽熱集熱管用管部材１１を構成する金属基複合材料を１００体積％としたときに、セラミック粒子１３が５４〜７０体積％含まれることが好ましく、６５〜７０体積％含まれることがより好ましい。
【００２７】
次に溶解されたアルミニウム合金の溶湯２３を取鍋２９から鋳込み樋２４に注入する。注入された溶湯２３は鋳込み樋２４を介して金型２１内に供給される。金型２１内に供給された溶湯２３は、金型２１の内面に円筒状に付着しているＳｉＣ粉体の筒状部内面に沿って移動しつつ、ＳｉＣ粉体の隙間に入っていく。所定量の溶湯２３を所定時間で供給した後、金型２１を冷却し、金型２１の温度が所定温度まで低下した後、金型２１の回転を停止する。これにより、図３（ｂ）に示すように、金型２１の内面に接触した状態で円筒状の鋳造品、即ち太陽熱集熱管用管部材１１が形成される。そして、金型２１から鋳造品を取り出すと太陽熱集熱管用管部材１１が得られる。
【００２８】
ＳｉＣ粉体を構成する各ＳｉＣ粒子の粒径がミクロンオーダーより小さなナノオーダーの場合は、粒径がミクロンオーダーの場合に比べてセラミック粒子１３の体積当たりの表面積が格段に大きくなり、そのため表面エネルギーが大きくなって粒子同士が凝集してしまう。その結果、遠心鋳造の際に、凝集した粒子間に溶湯２３が入っていかず、空隙として残り、製造された太陽熱集熱管用管部材１１の熱伝導率低下やヤング率低下による剛性の低下及び熱膨張係数の増加などの各種性能低下が生じる。
【００２９】
しかし、ＳｉＣ粉体は、粒径がミクロンオーダーで、かつ平均粒径Ｄ50が一桁以上異なる２種類のＳｉＣ粉体を所定の割合で混合したものであるため、粒子同士の凝集が生じず、金型２１内に供給された溶湯２３は、ＳｉＣ粉体の粒子間に入って行き、製造された太陽熱集熱管用管部材１１には粒子同士の凝集に起因する空隙が残らない。
【００３０】
また、金型２１内に供給された溶湯２３、即ち溶融アルミニウム又は溶融アルミニウム合金は、凝固する際に金型２１側、即ち遠心鋳造体の外周側から中心側に向かって延びるデンドライトが存在する状態で凝固する。
【実施例１】
【００３１】
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明する。
平均粒径Ｄ50が１００μｍのＳｉＣ粉体と平均粒径Ｄ50が８μｍのＳｉＣ粉体とを７：３、３：７、９：１、１０：０の割合で混合して混合粉体を４種類準備した。ＳｉＣとして熱伝導率が３２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）のＳｉＣを使用した。
【００３２】
遠心鋳造装置２０の金型２１を回転させた状態で、金型２１内に混合粉体を所定量供給して、金型２１の内面に混合粉体が円筒状に付着した状態にした。
次にＡ１０００系のアルミニウム合金（Ａ１０５０）の溶湯２３を、金型温度７００℃、注湯温度８００℃、金型２１の回転速度１０００ｒｐｍで金型２１に注湯して遠心鋳造法により、内径５４ｍｍ、外径６４ｍｍの太陽熱集熱管用管部材１１を鋳造した。得られた太陽熱集熱管用管部材１１のＳｉＣ体積率（％）、熱膨張係数、熱伝導率を表１に示す。また、ＳｉＣ体積率（％）と、３０〜２００℃の平均熱膨張係数との関係を図４に示す。
【００３３】
【表１】
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表１及び図４に示すように、混合粉体を構成するＳｉＣ粉体の混合比の変更により金属基複合材料（Ａｌ／ＳｉＣ複合材料）中のＳｉＣ体積率を変更することで、熱膨張係数は、８〜１２×１０-6／℃の範囲で変化した。
【００３４】
表１から、得られた全ての太陽熱集熱管用管部材１１は、熱伝導率がアルミニウムの熱伝導率（２３６Ｗ／（ｍ・Ｋ））より大きいことが確認された。また、太陽熱集熱管用管部材１１、即ち金属基複合材料（Ａｌ／ＳｉＣ複合材料）の熱伝導率は、必ずしもＳｉＣ体積率の増加に伴って増加するのではなく、混合粉体中の平均粒径Ｄ50の異なるＳｉＣ粉体の割合の影響を受けていると考えられる。
【００３５】
図４から、太陽熱集熱管用管部材１１、即ち金属基複合材料（Ａｌ／ＳｉＣ複合材料）の熱膨張係数は、ＳｉＣ体積率の増加に伴ってほぼ比例して減少することが確認された。
この実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
【００３６】
（１）太陽熱集熱管用管部材１１は、遠心鋳造法により製造され、アルミニウム又はアルミニウム合金を母材１２とし、ＳｉＣ、ＡｌＮ、Ｓｉ3Ｎ4から選択されたセラミック粒子１３を強化材とした金属基複合材料で円筒状に形成されている。この構成では、強化材の熱膨張係数がアルミニウムに比べて大幅に小さく、かつ熱伝導率がセラミックスとしては大きいため、太陽熱集熱管用管部材１１は、ステンレスよりも優れた熱伝導率を有しながらも熱膨張係数がアルミニウムの半分程度以下になる。また、太陽熱集熱管用管部材１１の外面から中心に向かって延びるアルミニウムのデンドライトが存在し、外側から内側への熱伝導がよくなる。
【００３７】
（２）金属基複合材料は、該金属基複合材料を１００体積％としたときに、セラミック粒子１３を５４〜７０体積％含む。この構成によれば、セラミックスの種類にもよるが、目的の性能を有する太陽熱集熱管用管部材１１を容易に得ることができる。
【００３８】
（３）金属基複合材料は、該金属基複合材料を１００体積％としたときに、セラミック粒子１３を５４〜７０体積％含む。この構成によれば、太陽熱集熱管用管部材１１の熱膨張係数は、アルミニウムの熱膨張係数の１／２未満になる。
【００３９】
（４）セラミック粒子１３は、粒径がミクロンオーダーで、かつ平均粒径Ｄ50が一桁以上異なる複数種が混合されている。セラミック粒子１３の粒径がミクロンオーダーより小さなナノオーダーの場合は、セラミック粒子１３が凝集してしまい、遠心鋳造の際に、凝集した粒子間にアルミニウムの溶湯が入っていかず、空隙として残り、太陽熱集熱管用管部材１１の熱伝導率低下やヤング率低下による剛性の低下及び熱膨張係数の増加などの各種性能低下が生じる。しかし、セラミック粒子１３の粒径がミクロンオーダーで、かつ平均粒径Ｄ50が一桁以上異なる複数種が混合されている場合は、セラミック粒子１３は凝集を生じることなく分散するため、金属基複合材料の母材１２となるアルミニウムの溶湯がセラミック粒子１３の間に入っていき、空隙が生じない。その結果、前述の各種性能低下が生じない。
【００４０】
（５）セラミック粒子１３はＳｉＣ粒子である。ＳｉＣは熱伝導率がアルミニウム及びアルミニウム合金よりも大きいため、金属基複合材料は熱伝導率がアルミニウム及びアルミニウム合金よりも大きくなり、太陽熱集熱管用管部材１１で集められた熱が効率良く熱媒体に伝達される。
【００４１】
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○  平均粒径Ｄ50が一桁以上異なる２種類のセラミック粉体の平均粒径Ｄ50は、１００μｍと８μｍとに限らない。例えば、小さい方のセラミック粉体の平均粒径Ｄ50が１０μｍ以上で、大きい方のセラミック粉体の平均粒径Ｄ50が１００μｍ以上であったり、小さい方のセラミック粉体の平均粒径Ｄ50が１０μｍ未満で、大きい方のセラミック粉体の平均粒径Ｄ50が１００μｍ未満であったりしてもよい。
【００４２】
○  セラミック粉体は、粒径がミクロンオーダーであれば、必ずしも平均粒径Ｄ50が一桁以上異なる複数種が混合されている必要はなく、一種類のセラミック粉体であってもよい。しかし、平均粒径Ｄ50が一桁以上異なる複数種が混合されている方が、金属基複合材料に占めるセラミック粒子１３の体積％が目的の値となる太陽熱集熱管用管部材１１を製造することが容易になる。
【００４３】
○  母材１２は、アルミニウム合金のＡ１０５０（純度が９９．５％以上）に限らない。例えば、純度が９９．０％以上の１０００系の他のアルミニウム合金や、純アルミニウムであってもよい。また、純度が９９．０％より低いアルミニウム合金、例えば、Ｓｉの添加により熱膨張率を低下させたアルミニウム合金ＡＣ４Ｃ（Ｓｉ含有率７ｗｔ％）やＡＣ９Ａ（Ｓｉ含有率２３ｗｔ％）であってもよい。
【００４４】
○  セラミック粒子１３は、ＳｉＣ粒子に限らず、ＡｌＮ粒子又はＳｉ3Ｎ4粒子であってもよい。しかし、ＳｉＣ、ＡｌＮ、Ｓｉ3Ｎ4の中ではＳｉＣが熱伝導率の点で優れている。Ｓｉ3Ｎ4の熱膨張係数は、ＳｉＣ、ＡｌＮの熱膨張係数の約６０％と小さいため、膨張収縮を小さくする点では優れているが、熱伝導率が高いＳｉ3Ｎ4はまだ市販されていない。
【００４５】
○  遠心鋳造の条件は、金型温度７００℃、注湯温度８００℃、金型２１の回転速度１０００ｒｐｍに限らない。例えば、注湯温度、即ち溶湯２３の温度は８００℃に限らず、母材１２に使用するアルミニウム又はアルミニウム合金の融点より５０℃以上高い温度であれば好ましい。また、金型２１の回転速度は、金型の内径によって異なるが、例えば、直径１００ｍｍ程度の場合、１０００±１００ｒｐｍ程度となる。
【００４６】
○  熱溶媒として使用される溶融塩は、一種類のアルカリ硝酸塩あるいはアルカリ亜硝酸塩を溶融させたものでも、複数のアルカリ硝酸塩を混合して溶融させたものでも、複数のアルカリ亜硝酸塩を混合して溶融させたものでも、アルカリ硝酸塩及びアルカリ亜硝酸塩を混合して溶融させたものでもよい。しかし、亜硝酸カリウムは溶融温度が４４０℃と高いため、亜硝酸カリウムは他のアルカリ硝酸塩及びアルカリ亜硝酸塩の少なくとも一種類と混合して使用する必要がある。また、溶融温度が太陽熱集熱管用管部材１１によって加熱される熱媒体の温度より低い塩であれば、アルカリ硝酸塩及びアルカリ亜硝酸塩以外の溶融塩を使用してもよい。
【００４７】
○  セラミック粒子１３は、異なるセラミックスの粉体が混合されたものであってもよい。即ち、セラミック粒子１３は、同じセラミックの粉体に限らず、ＳｉＣ、ＡｌＮ、Ｓｉ3Ｎ4の中の２種類のセラミックスの粉体が混合されたものであっても、３種類のセラミックスの粉体が混合されたものであってもよい。
【００４８】
○  セラミック粒子１３は、アルミニウム又はアルミニウム合金よりも比重が高く、熱伝導率がステンレスよりも高く、熱膨張係数が前記アルミニウム又はアルミニウム合金よりも小さければよく、ＳｉＣ、ＡｌＮ、Ｓｉ3Ｎ4に限らない。
【００４９】
○  太陽熱集熱管用管部材１１を遠心鋳造法で製造する場合、セラミック粉体を金型２１の内面に筒状に充填した後、溶湯２３を金型２１内に注入（供給）する方法に限らず、予めセラミック粉体と溶湯２３とを攪拌混合して調製されたセラミック粒子１３を含む溶湯２３を金型２１に注入して遠心鋳造を行ってもよい。
【００５０】
以下の技術的思想（発明）は前記実施形態から把握できる。
（１）請求項２に記載の発明において、前記セラミック粒子はＳｉＣ粒子である。
（２）請求項１〜請求項５及び前記技術的思想（１）のいずれか一項に記載の太陽熱集熱管用管部材を使用した太陽熱集熱装置。
【符号の説明】
【００５１】
１１…太陽熱集熱管用管部材、１２…母材、１３…セラミック粒子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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