JP2002022287A - 集熱装置 - Google Patents
集熱装置Info
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- JP2002022287A JP2002022287A JP2000212287A JP2000212287A JP2002022287A JP 2002022287 A JP2002022287 A JP 2002022287A JP 2000212287 A JP2000212287 A JP 2000212287A JP 2000212287 A JP2000212287 A JP 2000212287A JP 2002022287 A JP2002022287 A JP 2002022287A
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- Japan
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- heat
- heat collecting
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- collecting unit
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- Pending
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-
- 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
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 簡単な構造をもって太陽光から吸収した熱の
放出をできる限り防止し得ると共に装置の構成変更も容
易な集熱装置を提供する。 【解決手段】 太陽光を受けて熱に変換する。集熱ユニ
ット２が１つまたは複数設けられた集熱装置に於いて、
集熱ユニット２内が密閉されるようにその上面開口を透
光性の蓋７で覆う構造とすることで、集熱ユニット２内
に熱が留まり、放熱量が減り、装置としての集熱効率が
向上する。また、反射板４の周囲を断熱材で覆う構造と
すれば、反射板４からの放熱も防止でき、ケーシング内
に受容せずとも各集熱ユニット単位で外乱からの保護、
保温ができるため、単体使用もでき、また任意の数の集
熱ユニット２を任意なレイアウトで組み合わせての使用
もできるため、構成または設計の自由度、或いはその変
更自由度が向上する。
放出をできる限り防止し得ると共に装置の構成変更も容
易な集熱装置を提供する。 【解決手段】 太陽光を受けて熱に変換する。集熱ユニ
ット２が１つまたは複数設けられた集熱装置に於いて、
集熱ユニット２内が密閉されるようにその上面開口を透
光性の蓋７で覆う構造とすることで、集熱ユニット２内
に熱が留まり、放熱量が減り、装置としての集熱効率が
向上する。また、反射板４の周囲を断熱材で覆う構造と
すれば、反射板４からの放熱も防止でき、ケーシング内
に受容せずとも各集熱ユニット単位で外乱からの保護、
保温ができるため、単体使用もでき、また任意の数の集
熱ユニット２を任意なレイアウトで組み合わせての使用
もできるため、構成または設計の自由度、或いはその変
更自由度が向上する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽光を熱に変換
する集熱装置に関し、特に水などの流体を太陽光により
昇温させるべく内部に流体通路が画定された管状の集熱
体と、この集熱体に太陽光を集中的に反射するための反
射板とを有する集熱ユニットが１つまたは複数設けられ
た集熱装置に関するものである。
する集熱装置に関し、特に水などの流体を太陽光により
昇温させるべく内部に流体通路が画定された管状の集熱
体と、この集熱体に太陽光を集中的に反射するための反
射板とを有する集熱ユニットが１つまたは複数設けられ
た集熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、内部に水などを流し、これを
太陽光により昇温させるための管状の集熱体と、この集
熱体に太陽光を集中的に反射する反射板とを有する集熱
ユニットがケーシング内に複数並列に設けられた集熱装
置が太陽熱温水器などに利用されている。
太陽光により昇温させるための管状の集熱体と、この集
熱体に太陽光を集中的に反射する反射板とを有する集熱
ユニットがケーシング内に複数並列に設けられた集熱装
置が太陽熱温水器などに利用されている。
【０００３】このような集熱装置にあっては、その集熱
効率を高める上で可能な限り放熱を抑える必要があるた
め、例えばケーシング全体を外部と密閉して断熱するよ
うな構成が一般的であった。
効率を高める上で可能な限り放熱を抑える必要があるた
め、例えばケーシング全体を外部と密閉して断熱するよ
うな構成が一般的であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ケーシ
ング自体も放熱すること及びケーシング自体にデッドス
ペースがあり、この部分が昇温するまで熱が奪われるな
ど、単にケーシングを密閉するのみではその放熱量が依
然多く、集熱効率を必ずしも高めることはできなかっ
た。特に例えば極寒の地域、冬季にはその放熱量は大き
い。例えばケーシングのデッドスペースを小さくすると
集熱ユニットが外気に近くなり、一層放熱する。また、
ケーシング全体を断熱材で覆うことも考えられるが、最
も放熱量の大きな上面開口、即ち集光面を断熱材で覆う
ことはできず、装置が大型化するのに比較してその効果
は期待できるものではない。
ング自体も放熱すること及びケーシング自体にデッドス
ペースがあり、この部分が昇温するまで熱が奪われるな
ど、単にケーシングを密閉するのみではその放熱量が依
然多く、集熱効率を必ずしも高めることはできなかっ
た。特に例えば極寒の地域、冬季にはその放熱量は大き
い。例えばケーシングのデッドスペースを小さくすると
集熱ユニットが外気に近くなり、一層放熱する。また、
ケーシング全体を断熱材で覆うことも考えられるが、最
も放熱量の大きな上面開口、即ち集光面を断熱材で覆う
ことはできず、装置が大型化するのに比較してその効果
は期待できるものではない。
【０００５】一方、集熱装置は、その使用目的、規模に
よって求められる熱量、流体量等が異なるため、使用条
件によりその大きさ等を容易にその構成を変更可能にな
っていると良いが、上記したような構造の集熱装置は、
それらを変えるにはケーシングを含めて全体的に設計変
更しなければならなかった。
よって求められる熱量、流体量等が異なるため、使用条
件によりその大きさ等を容易にその構成を変更可能にな
っていると良いが、上記したような構造の集熱装置は、
それらを変えるにはケーシングを含めて全体的に設計変
更しなければならなかった。
【０００６】本発明は、上記したような従来技術の問題
点を解決するべく案出されたものであり、簡単な構造を
もって太陽光から吸収した熱の放出をできる限り防止し
得ると共に装置の構成変更も容易な集熱装置を提供する
ことを目的とする。
点を解決するべく案出されたものであり、簡単な構造を
もって太陽光から吸収した熱の放出をできる限り防止し
得ると共に装置の構成変更も容易な集熱装置を提供する
ことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
べく、本発明では、太陽光を受けて熱に変換し、流体を
昇温させるべく、内部に前記流体の通路を有する管状の
集熱体と、前記集熱体に太陽光を反射させるべくこれを
部分的に囲繞する反射板とを具備する集熱ユニットが１
つまたは複数設けられた集熱装置に於いて前記集熱ユニ
ット内が密閉されるようにその上面開口を透光性の蓋で
覆うものとした。これにより、各集熱ユニット内に熱が
留まり、放熱量が減る。また、前記反射板の周囲を断熱
材で覆うことで反射板からの放熱も防止できる。
べく、本発明では、太陽光を受けて熱に変換し、流体を
昇温させるべく、内部に前記流体の通路を有する管状の
集熱体と、前記集熱体に太陽光を反射させるべくこれを
部分的に囲繞する反射板とを具備する集熱ユニットが１
つまたは複数設けられた集熱装置に於いて前記集熱ユニ
ット内が密閉されるようにその上面開口を透光性の蓋で
覆うものとした。これにより、各集熱ユニット内に熱が
留まり、放熱量が減る。また、前記反射板の周囲を断熱
材で覆うことで反射板からの放熱も防止できる。
【０００８】また、このように構成した集熱ユニットは
ケーシング内に受容せずとも各集熱ユニット単位で外乱
からの保護、保温がなされることから単体で使用するこ
ともでき、また任意の数の集熱ユニットを任意なレイア
ウトで組み合わせて使用することもできる。
ケーシング内に受容せずとも各集熱ユニット単位で外乱
からの保護、保温がなされることから単体で使用するこ
ともでき、また任意の数の集熱ユニットを任意なレイア
ウトで組み合わせて使用することもできる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
について添付の図面を参照して詳細に説明する。
について添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】図１は、本発明に基づく第１の実施形態に
於ける太陽熱温水器に用いる集熱装置の全体構成を示す
斜視図である。この集熱装置は、上方に開口する箱状を
なすケーシング１と、その内部に並列に配置された多数
の集熱ユニット２とを有している。各集熱ユニット２
は、管状の集熱体３と、この集熱体３に太陽光を集中的
に反射するための反射板４とを有している。これら各集
熱ユニット２の各集熱体３は結合パイプにより直列に接
続され、その一端がポンプ等を介して冷水の供給源に接
続され、他端が加熱された水を貯留する貯水タンクや直
接暖房機等の温水の利用先に接続されている。実際には
各熱体３は並列に結合したり、複数の直列に結合した集
熱体３を並列に結合したり、複数の並列に結合した集熱
体３を直列に結合しても良い。
於ける太陽熱温水器に用いる集熱装置の全体構成を示す
斜視図である。この集熱装置は、上方に開口する箱状を
なすケーシング１と、その内部に並列に配置された多数
の集熱ユニット２とを有している。各集熱ユニット２
は、管状の集熱体３と、この集熱体３に太陽光を集中的
に反射するための反射板４とを有している。これら各集
熱ユニット２の各集熱体３は結合パイプにより直列に接
続され、その一端がポンプ等を介して冷水の供給源に接
続され、他端が加熱された水を貯留する貯水タンクや直
接暖房機等の温水の利用先に接続されている。実際には
各熱体３は並列に結合したり、複数の直列に結合した集
熱体３を並列に結合したり、複数の並列に結合した集熱
体３を直列に結合しても良い。
【００１１】ケーシング１の開口は光を通す透明な１枚
または複数のガラス等からなる本体カバー５により閉塞
され、ケーシング１内を密閉状態としている。また、ケ
ーシング１内の各集熱ユニット２の反射板４とケーシン
グ１壁部との間には断熱材６が充填されている。
または複数のガラス等からなる本体カバー５により閉塞
され、ケーシング１内を密閉状態としている。また、ケ
ーシング１内の各集熱ユニット２の反射板４とケーシン
グ１壁部との間には断熱材６が充填されている。
【００１２】図２に示すように、各集熱ユニット２の上
面開口、即ち集光面はガラスまたは樹脂からなる透光性
の板状のユニットカバー７により閉塞され、集熱ユニッ
ト２内を密閉している。そのため、集熱体３が昇温して
もその熱は集熱ユニット２内に留まり、外部に逃げるこ
とがない。
面開口、即ち集光面はガラスまたは樹脂からなる透光性
の板状のユニットカバー７により閉塞され、集熱ユニッ
ト２内を密閉している。そのため、集熱体３が昇温して
もその熱は集熱ユニット２内に留まり、外部に逃げるこ
とがない。
【００１３】各集熱ユニット２の反射板４は、表面が鏡
面加工された薄板を公知の複合放物面（ＣＰＣ：Ｃｏｍ
ｐｏｕｎｄ Ｐａｒａｂｏｌｉｃ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａ
ｔｏｒ）をなす樋状に加工し、複数のリブで補強したも
のからなる。ここで、複合放物面とは、その断面が、角
度θをなす一対の同形状の放物線とインボリュート曲線
とを組み合わせてなる形状をなし、その開口から入射し
た光が最も効率良く底面近傍の集熱体３に向けて反射さ
れる形状である（例えば米国特許第４，００２，４９９
号参照）。その中心部の突起４ａは理想的には集熱体３
に接すると良いが、接することにより放熱し、熱損失す
ることを防止するべくその先端を低くしてやや離間させ
ている（ギャップ）。
面加工された薄板を公知の複合放物面（ＣＰＣ：Ｃｏｍ
ｐｏｕｎｄ Ｐａｒａｂｏｌｉｃ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａ
ｔｏｒ）をなす樋状に加工し、複数のリブで補強したも
のからなる。ここで、複合放物面とは、その断面が、角
度θをなす一対の同形状の放物線とインボリュート曲線
とを組み合わせてなる形状をなし、その開口から入射し
た光が最も効率良く底面近傍の集熱体３に向けて反射さ
れる形状である（例えば米国特許第４，００２，４９９
号参照）。その中心部の突起４ａは理想的には集熱体３
に接すると良いが、接することにより放熱し、熱損失す
ることを防止するべくその先端を低くしてやや離間させ
ている（ギャップ）。
【００１４】本構成によれば、各集熱ユニット２の上面
開口がユニットカバー７により閉塞され、その内部が密
閉されることにより、また、ケーシング１全体も本体カ
バー５により閉塞され、その内部が密閉されることによ
り、所謂二重ガラス構造と同様にその保温効果が極めて
大きくなっている（図３）。
開口がユニットカバー７により閉塞され、その内部が密
閉されることにより、また、ケーシング１全体も本体カ
バー５により閉塞され、その内部が密閉されることによ
り、所謂二重ガラス構造と同様にその保温効果が極めて
大きくなっている（図３）。
【００１５】図４は、本発明に基づく第２の実施形態に
於ける太陽熱温水器に用いる集熱装置の全体構成を示す
斜視図であり、第１の実施形態と同様な部分には同一の
符号を付し、その詳細な説明を省略する。本構成では、
図５に併せて示すように、箱状ケーシングを設けず、互
いに並列な複数の集熱ユニット１２の両端部に接続管ケ
ース１５ａ、１５ｂを設けている。各集熱ユニット１２
は、第１の実施形態と同様に、管状の集熱体１３と、こ
の集熱体１３に太陽光を集中的に反射するための反射板
１４とを有し、各集熱ユニット１２の上面開口をガラス
または樹脂からなる透光性の板状のユニットカバー１７
により閉塞して集熱ユニット１２内を密閉しているが、
更に反射板１４の外面全体を覆うように断熱材１６が一
体的に設けられている。
於ける太陽熱温水器に用いる集熱装置の全体構成を示す
斜視図であり、第１の実施形態と同様な部分には同一の
符号を付し、その詳細な説明を省略する。本構成では、
図５に併せて示すように、箱状ケーシングを設けず、互
いに並列な複数の集熱ユニット１２の両端部に接続管ケ
ース１５ａ、１５ｂを設けている。各集熱ユニット１２
は、第１の実施形態と同様に、管状の集熱体１３と、こ
の集熱体１３に太陽光を集中的に反射するための反射板
１４とを有し、各集熱ユニット１２の上面開口をガラス
または樹脂からなる透光性の板状のユニットカバー１７
により閉塞して集熱ユニット１２内を密閉しているが、
更に反射板１４の外面全体を覆うように断熱材１６が一
体的に設けられている。
【００１６】これにより、集熱ユニット１２はその両端
の配管部分を保護、保温するのみで単体で設置しても集
熱装置として機能することとなり、また、複数の集熱ユ
ニット１２を直列または並列に接続して使用する場合
も、各集熱ユニット１２をケーシング内に受容する必要
がないことからその配置自由度が高く、使用ユニット数
の増減も容易になり、構成の変更が容易である。
の配管部分を保護、保温するのみで単体で設置しても集
熱装置として機能することとなり、また、複数の集熱ユ
ニット１２を直列または並列に接続して使用する場合
も、各集熱ユニット１２をケーシング内に受容する必要
がないことからその配置自由度が高く、使用ユニット数
の増減も容易になり、構成の変更が容易である。
【００１７】尚、上記構成では反射板４がＣＰＣをなす
樋状に加工したものとしたが、通常の、例えば放物面を
なす反射板を用いた場合でも同様な保温効果、構成変更
容易性を有することは云うまでもない。
樋状に加工したものとしたが、通常の、例えば放物面を
なす反射板を用いた場合でも同様な保温効果、構成変更
容易性を有することは云うまでもない。
【００１８】
【発明の効果】上記した説明により明らかなように、本
発明による集熱装置によれば、太陽光を受けて熱に変換
し、流体を昇温させるべく、内部に前記流体の通路を有
する管状の集熱体と、この集熱体に太陽光を反射させる
べくこれを部分的に囲繞する反射板とを具備する集熱ユ
ニットが１つまたは複数設けられた集熱装置に於いて集
熱ユニット内が密閉されるようにその上面開口を透光性
の蓋で覆う構造とすることで、集熱ユニット内に熱が留
まり、放熱量が減り、装置としての集熱効率が向上す
る。また、反射板の周囲を断熱材で覆う構造とすれば、
反射板からの放熱も防止でき、ケーシング内に受容せず
とも各集熱ユニット単位で外乱からの保護、保温がなさ
れることから単体で使用することもでき、また任意の数
の集熱ユニットを任意なレイアウトで組み合わせて使用
することもできるため、構成または設計の自由度、或い
はその変更自由度が向上する。
発明による集熱装置によれば、太陽光を受けて熱に変換
し、流体を昇温させるべく、内部に前記流体の通路を有
する管状の集熱体と、この集熱体に太陽光を反射させる
べくこれを部分的に囲繞する反射板とを具備する集熱ユ
ニットが１つまたは複数設けられた集熱装置に於いて集
熱ユニット内が密閉されるようにその上面開口を透光性
の蓋で覆う構造とすることで、集熱ユニット内に熱が留
まり、放熱量が減り、装置としての集熱効率が向上す
る。また、反射板の周囲を断熱材で覆う構造とすれば、
反射板からの放熱も防止でき、ケーシング内に受容せず
とも各集熱ユニット単位で外乱からの保護、保温がなさ
れることから単体で使用することもでき、また任意の数
の集熱ユニットを任意なレイアウトで組み合わせて使用
することもできるため、構成または設計の自由度、或い
はその変更自由度が向上する。
【図１】本発明に基づく第１の実施形態に於ける集熱装
置の全体構成を示す斜視図。
置の全体構成を示す斜視図。
【図２】図１の集熱ユニットの正面断面図。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線について見た断面図。
【図４】本発明に基づく第２の実施形態に於ける集熱装
置の全体構成を示す斜視図。
置の全体構成を示す斜視図。
【図５】図４の集熱ユニットの正面断面図。
１ ケーシング ２ 集熱ユニット ３ 集熱体 ４ 反射板 ４ａ 突起 ５ 本体カバー ６ 断熱材 ７ ユニットカバー（蓋） １２ 集熱ユニット １３ 集熱体 １４ 反射板 １５ａ、１５ｂ 接続管ケース １６ 断熱材 １７ ユニットカバー
Claims (2)
- 【請求項１】 太陽光を受けて熱に変換し、流体を昇
温させるべく、内部に前記流体の通路を有する管状の集
熱体と、前記集熱体に太陽光を反射させるべくこれを部
分的に囲繞する反射板とを具備する集熱ユニットが１つ
または複数設けられた集熱装置であって、 前記集熱ユニット内が密閉されるようにその上面開口を
透光性の蓋で覆ったことを特徴とする集熱装置。 - 【請求項２】 前記反射板の周囲を断熱材で覆ったこ
とを特徴とする請求項１に記載の集熱装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000212287A JP2002022287A (ja) | 2000-07-13 | 2000-07-13 | 集熱装置 |
| US09/886,902 US20020011245A1 (en) | 2000-07-13 | 2001-06-21 | Radiation heat collector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000212287A JP2002022287A (ja) | 2000-07-13 | 2000-07-13 | 集熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002022287A true JP2002022287A (ja) | 2002-01-23 |
Family
ID=18708228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000212287A Pending JP2002022287A (ja) | 2000-07-13 | 2000-07-13 | 集熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002022287A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8467214B2 (en) | 2007-08-31 | 2013-06-18 | Renesas Electronics Corporation | Semiconductor device having multiport memory |
-
2000
- 2000-07-13 JP JP2000212287A patent/JP2002022287A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8467214B2 (en) | 2007-08-31 | 2013-06-18 | Renesas Electronics Corporation | Semiconductor device having multiport memory |
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