JP2013508661A - ソーラコレクタ - Google Patents

Abstract

本発明はソーラコレクタ（１）に関するものであり、ソーラコレクタは、ハウジング（３）をこれらの間に画定するように互いに対面して配置された第１壁（２）と第２壁（４）とを含み、第１壁（２）は透明でありかつ太陽放射がコレクタに衝突する側に位置するようにされており、ソーラコレクタ（２）はさらに、ハウジング（３）内部に配置された、太陽放射からのエネルギを吸収するための手段（６，７）を含み、前記吸収手段は、伝熱流体を運ぶ少なくとも１つの導管（７）を含む。さらに、コレクタ（１）は、第１壁（２）と、導管（７）上の吸収手段（６，７）との間に配置された少なくとも１つの透明なスペーサを含む。

Description

本発明は、構造体、特に建造物の屋根又は正面（ｆａｃａｄｅ）に取り付けられるように意図された平坦なソーラコレクタに関する。

ソーラコレクタは、太陽放射に由来するエネルギを、伝熱流体によって収集される熱エネルギに変換するように構成されたモジュールである。従来から、平坦なソーラコレクタは、互いに対面する２つの壁を含み、壁はこれらの間において、エネルギ変換要素を収納するハウジングの境界を画定しており、エネルギ変換要素は概ね、伝熱流体が貫流する１つ又は２つ以上の管に熱的接続された吸収パネルの形態を成している。対面する２つの壁のうちの少なくとも一方は透明であり、そして太陽放射がエネルギ変換要素に向かって良好に透過するのを可能にするように、コレクタに入射する太陽放射の方向に面するようにされている。

このようなソーラコレクタのエネルギ変換効率を高めるために、エネルギ変換要素を収納するハウジング内に真空を形成することが知られている。このことは対流及び分子伝導による熱損失を制限するのを可能にする。このような事例では、外部大気圧の結果としてコレクタの壁に加えられる圧縮力に抗するために、コレクタは、対面する壁の間に一定の距離を維持することを可能にするスペーサを備えている。エネルギ変換要素も、ここでもまたこれらを収納するハウジングを仕切る壁に接触することによる熱損失を制限するという観点から、これらの壁からある程度の距離だけ離れた状態で保持されることが有利である。

特許文献１に記載された真空ソーラコレクタ構造の場合、スペーサはロッドの形を成しており、これらのロッドはコレクタの２つの対面壁の間に位置している。これらのロッドは、伝熱流体が流れる管からある程度の距離だけ離れた状態でコレクタ内に分配されていて、吸収パネルを貫通している。スペーサを形成するロッドが金属から作成されていると、これらのロッドには損失が発生する可能性が高い。加えて、吸収パネルには、これらのロッドが貫通することのできる孔が開けられているので、太陽放射に由来するエネルギを吸収するために利用可能かつ活動的なパネル面積が低減され、そしてこのことはコレクタのエネルギ変換効率を制限する。この周知のソーラコレクタ構造の別の欠点は、スペーサを形成するロッドをコレクタ内に個別に嵌め込まなければならず、このことが、コレクタの製造に伴う時間及びコストを増大させてしまうことである。さらに、この周知のコレクタの厚さは厚く、このことは、建造物の屋根又は正面に審美的に組み込めないことを意味する。

国際公開第８７／０６３２８号

このような欠点を本発明は、コレクタ内の熱分布の観点及びコレクタの機械強度の観点の双方で最適化された構造を有するソーラコレクタを提案し、コレクタのエネルギ変換効率を改善することを可能にし、このようなソーラコレクタがまた、最小化されたサイズ及び簡易な製造方法を有するようにすることによって、より具体的に改善することを可能にする。

この目的を達成するために、本発明の１つの対象は、ソーラコレクタであって、
−互いに対面する第１壁及び第２壁であって、第１壁と第２壁との間にハウジングの境界が画定され、第１壁は透明でありかつコレクタ上に入射する太陽放射の方向に面するようにされている、第１壁及び第２壁と、
−太陽放射に由来するエネルギを吸収する、ハウジング内に配置されている吸収手段であって、伝熱流体が貫流する少なくとも１つの管を含む吸収手段と、
を含むソーラコレクタにおいて、
さらに、管の領域において、第１壁と吸収手段との間に配置された少なくとも１つの透明なスペーサを含むことを特徴とする、
ソーラコレクタである。

本発明の意味において、透明な要素は、少なくとも、太陽放射に由来するエネルギを吸収手段によって熱エネルギに変換するために用いられる太陽放射波長範囲内で透明である要素である。加えて、スペーサは、これが第１壁と管との間に配置されたときに、スペーサと管との間に他の吸収要素が介在するしないにかかわらず、第１壁と吸収手段との間で、管の領域又は管の領域内に位置すると言われる。スペーサはこの場合、吸収手段の比較的低温の部分と熱的接触している。なぜならば伝熱流体が管を貫流しているからである。

それぞれのスペーサが伝熱流体循環管の領域内、換言すれば吸収手段の温度が低い箇所に配置されているという事実によって、スペーサを横切る熱損失が制限される。加えて、第１壁の透明性、及び第１壁と吸収手段との間に配置されたそれぞれのスペーサの透明性は、太陽放射がコレクタの吸収手段に向かう良好な透過を保証する。太陽に由来するエネルギの、吸収手段による収集率、及びコレクタのエネルギ変換効率がこうして最適化される。

単独で、又は技術的に実現可能な任意の組み合わせで考えられる、本発明によるソーラコレクタの他の有利な特徴によれば、
− 吸収手段は、管に熱的接続された吸収パネルを含み、スペーサは、第１壁と、吸収パネルの、管と熱的接触する部分との間に配置されており、
− スペーサは、吸収手段の方向に丸みを付けられた形状を有しており、
− スペーサはガラスから作成されており、
− スペーサは第１壁と一体的に形成されており、
− 第１壁とスペーサとが強化ガラスから作成されており、スペーサは第１壁と一緒に熱強化されており、
− 第１壁はガラスから作成されており、スペーサは、第１壁をロール加工することによって得られた、第１壁に対して盛り上がった形の機構（ａ ｆｅａｔｕｒｅ ｉｎ ｒｅｌｉｅｆ）であり、
− スペーサは、化学強化ガラスから作成されたスペーサであり、
− スペーサの厚さは、これが化学強化されたスペーサであるときには、４ミリメートル未満、好ましくは２ミリメートル未満であり、これが第１壁と一体的なスペーサであるときには、好ましくは１ミリメートル未満であり、
− コレクタは、管のそれぞれの側に１つのスペーサが配置された少なくとも１つのスペーサ対を含み、スペーサ対は、第１壁と吸収手段との間に第１スペーサと、第２壁と吸収手段との間に第２スペーサとを含み、
− 各スペーサ対の第１及び第２スペーサは、第１及び第２壁の中央平面に対して横断方向で互いに整列して配置されており、
− 第２スペーサは第２壁と一体的に形成されており、
− 第２壁が金属から作成されており、第２スペーサは、第２壁をエンボス加工することによって得られた第２壁に対して盛り上がった形の機構であり、
− 第２壁が第１の壁と同一でありかつコレクタの中央平面に対して第１壁と対称であり、
− 第２スペーサは、化学強化ガラスから作成されたスペーサであり、
− 第２スペーサの厚さが４ミリメートル未満、好ましくは２ミリメートル未満であり、
− ハウジングが流体密でありかつ真空下に置かれるように構成されており、
− コレクタが、第１壁と第２壁との間にスペーサフレームを含み、
− コレクタの厚さが３０ミリメートル未満、好ましくは２５ミリメートル未満であり、
− ソーラコレクタの第１壁が、第１ソーラコレクタと並置した同様の第２ソーラコレクタの第１壁を部分的に覆うことができるように、第１壁の自由縁部が第２壁の対応する自由縁部を超えて突出する。

本発明の別の対象は、構造体、特に建造物の屋根又は正面のための外装組立体（ｃｌａｄｄｉｎｇ ａｓｓｅｍｂｌｙ）であって、上記のような少なくとも１つのソーラコレクタを含む、外装組立体である。

本発明の特徴及び利点は、添付の図面に関連して一例として示される本発明によるソーラコレクタの４つの実施態様の下記説明から明らかになる。

図１は、本発明の第１実施態様によるソーラコレクタを示す断面図である。 図２は、本発明の第２実施態様によるソーラコレクタを、図１と同様に示す断面図である。 図３は、本発明の第３実施態様によるソーラコレクタを、図１と同様に示す断面図である。 図４は、構造体、例えば建造物の屋根又は正面に取り付けられた、本発明による２つのソーラコレクタを、上方から見た状態で示す概略平面図である。 図５は、本発明の第４実施態様によるソーラコレクタが取り付けられている屋根構造を示す側面図である。

図面の便宜上、図１〜５における種々の部材は厳密に原寸に比例して示されているわけではない。

図１に示された第１実施態様のソーラコレクタ１は、コレクタ上に入射する太陽放射の方向に面するようにされた透明な上壁２と、同様に透明な下壁４とを含む。壁２及び４は、２枚の同一の強化ガラスから形成され、形状が矩形であり、そして厚さが４〜６ミリメートルのオーダである。壁２及び４は、金属フレーム５によって合体されているので、これらの壁は一緒に、そしてフレーム５とともにハウジング３を仕切ることにより、コレクタ１の吸収手段を収納する。コレクタ１が組み立て済の形態を成しているときには、壁２及び４の中央平面π及びπ’はほぼ互いに平行である。中央平面π及びπ’に対してほぼ垂直な、コレクタ１の厚さ方向はＺで示されている。

流体密なシール部１０、特に気密なシール部によって、壁２及び４のそれぞれがフレーム５に固定されている。金属フレーム５と各ガラス壁２又は４との間のシール部１０は、フレームと、ガラス壁に堆積された金属フリットとの間に、はんだ合金を使用してはんだ付けを施すことによって得られることが好ましい。ガラスフリットと金属粒子とを含むこの金属フリットは、有利には、フレーム５と接触するように意図された、ガラス壁２又は４の面の周囲にスクリーン印刷を施すことにより被着され、そして次いでガス壁２又は４の熱強化中に焼成される。ガラスと金属との間に得られるシール部１０は、長期にわたる良好な機械強度及びシーリング特性を有する。具体的には、シール部１０は、コレクタの吸収手段が配置されたハウジング３が、真空下に置かれ、真空下で保持されるのを可能にする。

これらの吸収手段は、吸収パネルとしても知られている金属パネル６と、伝熱流体が貫流する管７とを含む。伝熱流体は例えば、場合によっては凍結防止剤と混合された水である。吸収パネル６は、上壁２と、伝熱流体が貫流する管７との間に配置されているので、壁２を通過する太陽放射に由来する熱を貯えることができる。この熱は次いで吸収パネル６から、管７を貫流する流体へ移される。これを目的として、管７は、下壁４に面する、吸収パネル６の下面６Ａと熱的接触している。より具体的には、管７は、吸収パネル６の下面６Ａに蛇行コイルの形態で当て付けられていることにより、管と吸収パネルとの熱的接触のための面積が最大化される。図１に示されているように、吸収手段６及び７を好ましくは、これらの壁２及び４からある程度の距離を置いて、コレクタの中央平面Ｐで保持することにより、これらの壁における接触による熱損失が制限される。具体的には銅又はアルミニウムから形成された吸収パネル６は、０．１〜１ミリメートルのオーダのＺ方向厚さを有している。具体的には銅から形成された管７の円断面の直径は８ｍｍのオーダである。

管７は、伝熱流体のための入口側及び出口側の２つのコネクタ１１のところで、コレクタ１の外側に対して開いている。これらのコネクタは図４に概略的に示されている。好ましくは、２つのコネクタ１１は、コレクタ１の同一端面に設けられ、換言すれば矩形フレーム５の同一の側５１に取り付けられており、それぞれが側５１の１つの端部５１Ａ又は５１Ｂの近くに配置されている。水平面に対して傾斜した構造体１２、例えば屋根又は正面にコレクタ１を取り付けるときには、コネクタ１１を含むフレーム５の側５１は、フレームの他の側と比較して最も高いところに配置されるのが好ましい。こうすると、２つのコレクタ１を構造体１２上に並置することにより図４に示すような外装組立体２０を形成する場合に、第１のコレクタ１の入口側コネクタが、これと並置された第２のコレクタ１の出口側コネクタに、例えばＵ字形ホース１３を使用して結合されるのが容易になる。伝熱流体が複数のコレクタを連続的に貫流することができるソーラコレクタシステムがこうして形成される。

パッドの形態の複数のスペーサ８及び９をコレクタ１内に設けることにより、コレクタが真空下に置かれているときに、上壁２と下壁４との間に一定の距離を維持する。コレクタ１はこのように、上壁２と吸収手段との間に配置された、上側スペーサと呼ばれる一連の第１のスペーサ８と、下壁４と吸収手段との間に配置された、下側スペーサと呼ばれる一連の第２のスペーサ９とを含む。スペーサ８，９は、スペーサ対を形成するようにコレクタ１内に分配されている。それぞれのスペーサ対は上側スペーサ８と下側スペーサ９とを含み、これらはＺ方向で実質的に整列しており、そして吸収手段のそれぞれの側で、その都度管７の領域内に配置されている。

より具体的には、上壁２と、管７と熱的接触している吸収パネル６の部分との間に、それぞれの上側スペーサ８が配置されている一方で、下壁４と管７との間に、それぞれの下側スペーサ９が配置されている。その都度管７の一部の領域内にスペーサ８，９が空間的に配置されていることは、吸収手段６及び７からスペーサを通した熱損失が制限されるのを可能にする。具体的には、管７、及び管７と熱的接触している吸収パネル６の部分６１は熱分布において低温ゾーンであり、ひいてはスペーサを通した熱漏れのリスクを制限する。

第１実施態様において、それぞれのスペーサ８又は９は、対応する壁２又は４に対して突出する盛り上がった形の機構であり、このスペーサは、壁２又は４を形成するガラス板をロール加工することによって形成される。換言すれば、一連の上側スペーサ８は、形成されるべきテクスチャを反転したものを表面上に有する硬質の物体、例えば金属ローラを使用してガラス板表面を変形させることが可能であるような温度までガラス板を加熱することにより、壁２を形成するガラス板の平坦な表面をロール加工することによって得られる。有利には、ロール加工によって得られるスペーサ８及び９は、壁２及び４の熱強化中に強化される。こうして、ガラス壁２又は４内に組み込まれ、そして良好な透明性及び機械強度特性を有するスペーサ８及び９が得られる。

図２に示された第２実施態様の場合、第１実施態様のものと同様の部材は、同じ符号に１００を加えたものを有している。この第２実施態様によるソーラコレクタ１０１は、スペーサ１０８及び１０９の構造によって、第１実施態様のソーラコレクタ１とは異なっている。第１実施態様におけるように、ソーラコレクタ１０１は、透明な上壁１０２と、同様に透明な下壁１０４とを含んでおり、これら２つは、２枚の同一の熱強化ガラス板によって形成されている。壁１０２及び１０４はこれらの間に、そして壁が流体密なシール部１１０によって取り付けられた金属フレーム１０５と一緒に、コレクタの吸収手段１０６及び１０７を収納するための流体密なハウジング１０３を仕切っている。第１実施態様のものと同様のこれらの吸収手段は、吸収パネル１０６と、伝熱流体が流れる管１０７とを含んでいる。第１実施態様におけるように、管１０７は吸収パネル１０６と、その下面１０６Ａの側で熱的接触している。

コレクタ１０１は複数の上側スペーサ１０８と、複数の下側スペーサ１０９とを含んでいる。これらのスペーサは、コレクタが真空下に置かれているときに、上壁１０２と下壁１０４との間に一定の距離を維持するように意図されている。第１実施態様のように、これらのスペーサ１０８及び１０９は、コレクタ１０１の厚さのＺ方向で対を成して整列しているので、それぞれの上側スペーサ１０８は、上壁１０２と、管１０７と熱的接触している吸収パネル１０６の部分１６１との間に配置されるのに対して、それぞれの下側スペーサ１０９は、下壁１０４と管１０７との間に配置される。しかしながら、この第２実施態様の場合、スペーサ１０８及び１０９は、ロール加工によって得られる盛り上がった形の機構の形態を成してはおらず、壁１０２及び１０４上に例えば接着によって加えられたガラスビーズの形態を成している。ハウジング１０３内に真空が形成されているときに壁１０２及び１０４に加えられる圧縮力に耐えるために、ガラスビーズは化学強化によって強化されている。このような化学強化処理は、表面に高い圧縮応力を誘導するという観点で、最初にガラス中に存在し表面に近接するアルカリイオンを、イオン交換によって他のより大きいアルカリイオンと置換しようとするものである。化学強化はこのように、ビーズの機械強度を著しく高めるのを可能にする。

このような化学強化処理のためには、ビーズを形成するガラスは、強化前に、アルカリ酸化物を含有することが必要となる。一例を挙げるならば、最初の酸化物はＮａ_２Ｏであってよく、次いでＫＮＯ_３を用いた処理によって化学強化を施すことにより、Ｎ^＋イオンをＫ^＋イオンで少なくとも部分的に置換することができ、最初の酸化物はＬｉ_２Ｏであってもよく、次いでＮａＮＯ_３又はＫＮＯ_３を用いた処理によって化学強化を施すことにより、Ｌｉ^＋イオンをＮａ^＋又はＫ^＋イオンで少なくとも部分的に置換することができる。化学強化は、処理される表面に対して垂直のイオン濃度勾配、特にＫ^＋又はＮａ^＋の濃度勾配をもたらし、その濃度はこれらの表面から離れるほど低下する。実際には、例えばナトリウム／カリウム交換の場合、イオン交換は、４００〜５００℃の温度まで上昇させたカリウム塩浴槽内にガラスビーズを浸すことによって行われる。イオン交換パラメータ、特に温度及び継続時間は、高い表面応力を促進するように選ばれる。イオン交換は、電界によって支援されてもよい。

図３に示された第３実施態様の場合、第１実施態様のものと同様の部材は、同じ符号に２００を加えたものを有している。この第３実施態様によるソーラコレクタ２０１が第１実施態様のソーラコレクタ１と異なっているのは、下壁２０４が金属から形成されている点である。より具体的には、ソーラコレクタ２０１は、熱強化ガラス板から形成された透明な上壁２０２と、金属トレイ２１５とを含んでいる。金属トレイ２１５は、コレクタ２０１の下壁を形成する底部２０４と、底部２０４に対してほぼ垂直方向に延びる側縁部２０５とを含んでいる。上壁２０２は、流体密、具体的には気密なシール部２１０によって、側縁部２０５の自由縁部に結合されている。前記と同様に、金属縁部２０５とガラス上壁２０２との間のシール部２１０は好ましくは、側縁部２０５の自由縁部と、上壁２０２に被着された金属フリットとを一緒にはんだ付けすることによって得られる。壁２０２及び２０４はこれらの間に、そして側縁部２０５と一緒に、流体密なハウジング２０３を仕切っており、このハウジング内にはコレクタ２０１の吸収手段２０６及び２０７が収容されている。吸収手段は、吸収パネル２０６と、伝熱流体流のための管２０７とを含んでいる。管２０７は、吸収パネル２０６と、その下面２０６Ａ側で熱的接触している。

前の実施態様と同様に、コレクタ２０１は複数の上側スペーサ２０８と、複数の下側スペーサ２０９とを含んでいる。これらのスペーサ２０８及び２０９は、コレクタ２０１の厚さのＺ方向で対を成して整列しており、コレクタ２０１が真空下に置かれているときに、上壁２０２と下壁２０４との間に一定の距離を維持するように設計されている。それぞれの上側スペーサ２０８は、上壁２０２と、管２０７と熱的接触している吸収パネル２０６の部分２６１との間に配置されるのに対して、それぞれの下側スペーサ２０９は、下壁２０４と管２０７との間に配置される。

この第３の実施例において、上側スペーサ２０８は、壁２０２を形成するガラス板をロール加工することによって形成された、上壁２０２に対して突出する盛り上がった形の機構である。そして上側スペーサは、壁２０２が熱強化されるときに強化されると有利である。これらの部分に対応する下側スペーサ２０９は、金属壁２０４をエンボス加工することによって形成された、下壁２０４に対して突出する盛り上がった形の機構である。熱損失を低減するために、管２０７と金属下側スペース２０９との間に断熱シート２１４が加えられると有利である。このシートは、コレクタを真空下に置くのをより容易にするために無孔質であることが好ましく、そして例えばガラス又はセラミックスから作成されるとともに厚さが１〜４ミリメートルのオーダであってよい。このような断熱シートがコレクタ２０１内で管２０７と下側スペーサ２０９との間に存在していると、下側スペーサ２０９は管２０７とＺ方向で好ましく整列するが、しかしこのことは必須ではない。

実施態様がどのようなものであっても、それぞれの上側スペーサ８，１０８，２０８又は下側スペーサ９，１０９，２０９の厚さｅ_８、ｅ_１０８、ｅ_２０８又はｅ_９、ｅ_１０９、ｅ_２０９は４ミリメートル、好ましくは２ミリメートルである。より具体的には、スペーサが第２実施態様におけるような化学強化処理を受けたガラスビーズである場合、これらのビーズの厚さは好ましくは２ミリメートル未満である。スペーサが、コレクタのガラス壁と一体的なガラスから作成されていて、そして第１及び第３実施態様のロール加工により得られるスペーサ８，９及び２０８に当てはまるように、壁の熱強化中に熱強化される場合、これらのスペーサの厚さは好ましくは１ミリメートル未満である。

加えて、それぞれのスペーサ８，１０８，２０８，９，１０９，２０９が、吸収手段に向かって丸みを付けられた形状、具体的には球形又は半球形の形状を有することにより、スペーサと吸収手段との接触面積を最小化し、ひいてスペーサを通した熱損失を制限することが有利である。スペーサを通した熱損失を制限するように、特にスペーサ間のピッチｐの値を最大化することによって、上壁及び下壁のそれぞれに設けられるスペーサの密度を最小限にしようとする試みも為されている。より具体的には、一方ではスペーサを通した熱損失を最小化することと、他方では壁全体に応力を分配することとの間の妥協点に達するために、それぞれの壁のスペーサ間のピッチｐの値が調節される。スペーサ間のピッチｐを増大させると、壁内に発生する機械応力の集中度が高まり、ひいては、これがガラスから作成されている場合にはこの壁の破断のリスクが高まる。スペーサ間のピッチｐ値が２０〜１００ミリメートルである場合に、良好な妥協点が得られる。

上記３つの実施態様から明らかなように、本発明によるソーラコレクタは、上壁の透明性及び上側スペーサの透明性の両方に基づき、コレクタの吸収手段に向かう太陽放射の良好な透過を可能にする。具体的には、上側スペーサの透明性に基づいて、吸収パネルの活動表面積全体が太陽放射に当てられ、吸収パネルによるエネルギ収集率を改善するのを可能にする。上壁及び／又は上側スペーサは、酸化鉄含有率が極めて低い透明なクリアガラス又はエクストラクリアガラス、例えば“ディアマント（ＤＩＡＭＡＮＴ）”の種類、又は具体的には上側スペースがコレクタの上壁をロール加工することによって得られる盛り上がった形の機構である場合には、ロール加工によって製造された“アルバリノ（ＡＬＢＡＲＩＮＯ）”の種類の、Ｓａｉｎｔ−Ｇｏｂａｉｎ Ｇｌａｓｓ社によって市販されているガラスから形成されることが好ましい。

本発明によるソーラコレクタはまた、一方では、吸収手段を収納するハウジング内で真空を形成することに基づいて、そして他方では、スペーサがコレクタ内に特定の形式で配置されることに基づいて、熱損失を制限するのを可能にする。伝熱流体が貫流する管の領域内で吸収手段の温度の低い箇所にスペーサを配置することは、スペーサを通した熱損失を低減するのを効果的に可能にする。このことは、それぞれのスペーサが吸収手段に向かって丸みを付けられた形状を有することによっても同様に可能になる。このような形状は、スペーサと吸収手段との接触面積が最小化されることを可能にする。特にガラスから作成されるスペーサの場合に熱強化又は化学強化を施すことによって行われるスペーサの強化はさらに、コレクタの機械的保全性を達成するのに必要となるスペーサ数を減らすのを可能にし、そしてこのことは、スペーサを通した熱損失の低減に向けてさらに貢献する。

吸収パネルによるエネルギ収集率が改善され、そして熱損失が低減されるという理由から、本発明によるソーラコレクタは、従来技術のソーラコレクタの効率を超えるエネルギ変換効率を有することができる。

本発明によるソーラコレクタは、一方では、厚さが比較的薄くても良好な機械強度を呈する強化ガラス又は金属から形成された壁及びスペーサを使用することに基づいて、そして他方では、前記のようなガラス金属間シール部を装着することによって、吸収手段を収納するハウジング内に真空を効果的に維持することが可能であることに基づいて、極めてコンパクトな構造を有することもできる。本発明によれば、ソーラコレクタの厚さｅ_１、ｅ_１０１、ｅ_２０１は３０ミリメートル未満、好ましくは２５ミリメートル未満である。そのコンパクトさにより、本発明によるソーラコレクタを、建造物の屋根又は正面内に容易且つ審美的に組み込むことができる。上壁のために強化ガラス板を使用することは、建造物の屋根又は正面に取り付けられたときに悪天候に耐えることができることを保証する。さらに、本発明によるソーラコレクタは、真空にされているので、これが装着された屋根又は正面の断熱効果を改善することができる。

さらに、本発明によるソーラコレクタは、コレクタの１つの壁に集合的に形成されたスペーサを含むと、コレクタ内にスペーサを個別に装着することを必要としなくなる。このことは、コレクタが前述のようなロール加工又はエンボス加工によって得られたスペーサを含む場合、或いは、スキージ（ｓｑｕｅｅｇｅｅ）の一回の通過でスクリーン印刷により壁にガラスフリットを被着し、次いでこのガラスフリットを焼成することによって形成されたスペーサを含む場合に当てはまる。スペーサをこのように集合的に製造することにより、ソーラコレクタの製造方法はより簡潔に、そして高速になる。このことは工業規模の製造にとって有利である。

本発明によるソーラコレクタは有利には、構造体、例えば建造物の屋根又は正面に取り付けられるように意図された外装組立体２０，３２０の一部を形成する。外装組立体２０，３２０は、他の要素、特に他のソーラコレクタ、光起電力モジュール及び／又はコンベンショナルなタイル若しくはスレートを含む。外装組立体２０，３２０の種々の要素は好ましくは、タイル又はスレートの様式で、重複部分を伴う段状配列を成して互いに配列され、図示されていない固定手段、例えば米国特許出願公開第２００３／０２１３２０１号明細書に記載されているようなフック及び鋸歯エッジを含むレールによって合体される。図５に見られる第４実施態様に示すように、本発明によるソーラコレクタの形状は、建造物の屋根又は正面上にコレクタを、タイル又はスレートの様式で重複部分を伴うように段状に配列するのを容易にするように簡単に適合することができる。

この第４実施態様では、第１実施態様と同様の部材は、同じ符号に３００を加えたものを有している。第４実施態様によるそれぞれのソーラコレクタ３０１は、前述のコレクタ１，１０１，２０１のいずれのものとも同じ構造を有するが、ただし、コレクタ３０１の上壁３０２に与えられた、コレクタ３０１の高さ方向Ｙで見た高さｈ_３０２は、コレクタの基礎部分のＹ方向における高さを超え、そしてコレクタの下壁３０４の高さｈ_３０４よりも著しく高い。加えて、コレクタ３０１が組み立て済形態を成しているときには、壁３０２及び３０４は、上壁３０２の２つの対向する自由縁部３２１及び３２３が、下壁３０４の対応する自由縁部３４１及び３４３を距離ｄだけ超えて突出するように配置される。

図５に示された構造体３１２の場合と同様に、コレクタ３０１を乗せる構造体が水平面に対して傾斜していると、コレクタ３０１は、水平面に対する構造体の傾斜方向と実質的に整列した高さ方向Ｙを有するように、構造体に取り付けられるように意図されている。このように、コレクタ３０１が、傾斜した構造体３１２上に取り付けられるように構成されている場合、コレクタ３０１の上壁３０２は、構造体の傾斜方向で見て第１コレクタ３０１の下側に並置された、構造体３１２に取り付けられた同様の第２コレクタ３０１の上壁３０２を部分的に覆うことができる。これにより、構造体上にタイル状の所望の段状配列を有するいくつかのコレクタ３０１を含む外装組立体３２０がもたらされる。コレクタ３０１のこのような段状配列は、強風に遭遇したときにも、外装組立体３２０に良好な風雨密性を与える。

本発明は、記載され示された例に限定されることはない。具体的には、
− 上側及び下側のスペーサは、ソーラコレクタの壁と一体でなく、これらの壁に任意の適切な手段によって、特に接着又は溶接によって加えることもでき、
− 上側スペーサは、ガラス以外の任意の透明な材料であって、高い圧縮機械応力に耐えることができる材料、例えばプラスチックから形成されていてもよく、
− 下側スペーサは、高い圧縮機械応力に耐えることができる透明な又は他の任意の材料、例えばガラス、金属、セラミックスから形成されていてもよく、
− ソーラコレクタのガラス壁内に組み込まれたガラススペーサは、ロール加工以外の技術によって、特に、全てのスペーサをスキージの一回の通過で適用することができるスクリーン印刷、又は比較的厚いスペーサを適用するのを可能にする分注器によって、壁にガラスフリットを適用することにより得ることができ、いずれの場合にもフリットの焼成は有利には壁の熱強化中に行われ、ロール加工によって得られたスペーサの場合、ガラス壁と一体的なガラススペーサの厚さは好ましくは１ミリメートル未満であり、
− 上側スペーサがソーラコレクタのガラス上壁をローリング加工することにより得られる場合、コレクタの外側に向くように意図された上壁の面をロール加工することにより、滑り止めテクスチャを有するようにしてもよく、このことは、建造物の屋根にソーラコレクタを設置するときに、屋根の上で動き回る人が落下するのを防止するのに特に有利であり、
− コレクタの外側に向くように意図された上壁の面をロール加工することにより、これにレンズ型のテクスチャを提供することもでき、これにより、仏国特許出願公開第２ ８９６ ５９６号明細書に記載されているように、直射日光を妨げることなしに、ソーラコレクタの表面においてイメージを見ることができ、
− 上側スペーサ及び下側スペーサはこれらの機能に適した任意の形状であってもよく、好ましくは吸収手段に向かって丸みを付けられた形状を有しており、上側スペーサ及び下側スペーサは、上述のような円形又は多角形断面を有するパッドの形態、或いは細長い区域の形態であって、その長手方向が好ましくは伝熱流体が貫流するそれぞれの管の長手方向に対して横断方向に延びている形態を成していてよく、金属から形成された下壁を含むコレクタの場合、この壁は下側スペーサとして作用する突出区域を形成するように波状にすることができ、
− ソーラコレクタの機械強度を改善するために、コレクタの上壁及び／又は下壁は、ガラスから作成される場合、ポリマ中間層を介して別のガラス板と一緒に組立てることにより、積層ガラス板を形成することができ、
− コレクタのガラス壁と金属トレイ又は金属フレームとの間のシール部を、特に金属トレイ又はフレームに設置されたコネクタの近くにおいて、コレクタのシール部に、ひいてはシーリング作用に損傷を引き起こす傾向のある熱応力から保護するために、金属トレイ又は金属フレームは、ガラス壁に結合することができるように、ガラス壁の縁部を超えて、シール部に対して外方に向かってオフセットされたより薄い壁を含むことにより、ガラス金属間接合領域に沿って空の断熱スペースを形成することができ、
− コレクタは、蛇行コイルの形態の単一管ではなく、伝熱流体が流れるいくつかの管を含んでいてもよく、
− 図１〜３に示された吸収パネルから独立した管ではなく、伝熱流体の循環のための管又はそれぞれの管が、例えばＵ字形構成部分を吸収パネルの下面に固定することによって、少なくとも部分的に吸収パネルによって形成されていてよく、
− ソーラコレクタのハウジング内に配置された吸収手段は、太陽放射に由来するエネルギを熱エネルギに変換する手段、例えば上記のように吸収パネル及び伝熱流体が貫流する管を含むことに加えて、太陽放射に由来するエネルギを電気エネルギに変換する手段、例えば光起電力セル（太陽電池）を含んでいてもよい。

Claims (15)

1. ソーラコレクタ（１；１０１；２０１；３０１）であって、
   −互いに対面する第１壁（２：１０２；２０２；３０２）及び第２壁（４；１０４；２０４；３０４）であって、前記第１壁と前記第２壁との間にハウジング（３：１０３：２０３）の境界が画定され、前記第１壁（２：１０２；２０２；３０２）は透明でありかつ前記コレクタ上に入射する太陽放射の方向に面するようにされている、第１壁及び第２壁と、
   −太陽放射に由来するエネルギを吸収する、前記ハウジング（３：１０３：２０３）内に配置されている吸収手段（６，７；１０６，１０７；２０６，２０７）であって、伝熱流体が貫流する少なくとも１つの管（７；１０７；２０７）を含む吸収手段と、
   を含むソーラコレクタにおいて、
   さらに、前記管（７；１０７；２０７）の領域において、前記第１壁（２；１０２；２０２；３０２）と前記吸収手段（６，７；１０６，１０７；２０６，２０７）との間に配置された少なくとも１つの透明なスペーサ（８；１０８；２０８）を含むことを特徴とする、
   ソーラコレクタ。
2. 前記吸収手段が、前記管（７；１０７；２０７）に熱的接続された吸収パネル（６；１０６；２０６）を含み、
   前記スペーサ（８；１０８；２０８）が、前記第１壁（２：１０２；２０２；３０２）と、前記吸収パネル（６；１０６；２０６）の、前記管（７；１０７；２０７）と熱的接触する部分（６；１０６；２０６）との間に配置されていることを特徴とする、
   請求項１に記載のソーラコレクタ。
3. 前記スペーサ（８；１０８；２０８）が、前記吸収手段（６，７；１０６，１０７；２０６，２０７）の方向に丸みを付けられた形状を有していることを特徴とする、
   請求項１及び２のいずれか一方に記載のソーラコレクタ。
4. 前記スペーサ（８；２０８）は第１壁（２；２０２）と一体的に形成されていることを特徴とする、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載のソーラコレクタ。
5. 前記第１壁（２；２０２）と前記スペーサ（８；２０８）とが強化ガラスから作成されており、
   前記スペーサは第１壁と一緒に熱強化されていることを特徴とする、
   請求項４に記載のソーラコレクタ。
6. 前記第１壁（２；２０２）がガラスから作成されており、
   前記スペーサ（８；２０８）は、前記第１壁をロール加工することによって得られた、第１壁（２；２０２）に対して盛り上がった形の機構であることを特徴とする、
   請求項１〜５のいずれか１項に記載のソーラコレクタ。
7. 前記スペーサ（１０８）は、化学強化ガラスから作成されたスペーサであることを特徴とする、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載のソーラコレクタ。
8. 前記スペーサ（８；１０８；２０８）の厚さ（ｅ_８；ｅ_１０８；ｅ_２０８）が４ミリメートル未満、好ましくは２ミリメートル未満であることを特徴とする、
   請求項１〜７のいずれか１項に記載のソーラコレクタ。
9. 前記ソーラコレクタが、前記管（７；１０７；２０７）のそれぞれの側に１つのスペーサが配置された少なくとも１つのスペーサ対を含み、
   前記スペーサ対は、前記第１壁（２；１０２；２０２；３０２）と前記吸収手段との間に第１スペーサ（８；１０８；２０８）と、前記第２壁（４；１０４；２０４；３０４）と前記吸収手段との間に第２スペーサ（９；１０９；２０９）とを含むことを特徴とする、
   請求項１〜８のいずれか１項に記載のソーラコレクタ。
10. 前記第２壁（２０４）が金属から作成されており、
    前記第２スペーサ（２０９）は、前記第２壁をエンボス加工することによって得られた前記第２壁（２０４）に対して盛り上がった形の機構であることを特徴とする、
    請求項９に記載のソーラコレクタ。
11. 前記第２壁（４；１０４）が前記第１の壁（２；１０２）と同一でありかつ前記コレクタの中央平面（Ｐ）に対して前記第１壁と対称であることを特徴とする、
    請求項９に記載のソーラコレクタ。
12. 前記ハウジング（３；１０３；２０３）が流体密でありかつ真空下に置かれるように構成されていることを特徴とする、
    請求項１〜１１のいずれか１項に記載のソーラコレクタ。
13. 前記ソーラコレクタが、前記第１壁（２；１０２）と第２壁（４；１０４）との間にスペーサフレーム（５；１０５）を含むことを特徴とする、
    請求項１〜１２のいずれか１項に記載のソーラコレクタ。
14. 前記ソーラコレクタの厚さ（ｅ_１；ｅ_１０１；ｅ_２０１）が３０ミリメートル未満、好ましくは２５ミリメートル未満であることを特徴とする、
    請求項１〜１３のいずれか１項に記載のソーラコレクタ。
15. 構造体（１２；３１２）、特に建造物の屋根又は正面のための外装組立体（２０；３２０）であって、
    請求項１〜１４のいずれか１項に記載の少なくとも１つのソーラコレクタ（１；１０１；２０１；３０１）を含むことを特徴とする、
    外装組立体。

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