JP2582684Y2 - 真空式太陽熱集熱器 - Google Patents

真空式太陽熱集熱器

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JP2582684Y2 JP1993019852U JP1985293U JP2582684Y2 JP 2582684 Y2 JP2582684 Y2 JP 2582684Y2 JP 1993019852 U JP1993019852 U JP 1993019852U JP 1985293 U JP1985293 U JP 1985293U JP 2582684 Y2 JP2582684 Y2 JP 2582684Y2
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44Heat exchange systems

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  • Roof Covering Using Slabs Or Stiff Sheets (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、真空式太陽熱集熱器に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、太陽光線の持つ熱エネルギーを熱
源として利用する真空式太陽熱集熱器が種々の産業分野
で利用され、その形態についても各種提案されており、
例えば特公平3−56387号公報には、一端が密封さ
れ、他端が小口径に絞られて開口し、内部が真空に保持
された透明な長尺円筒状のガラス容器と、一端が密封さ
れ、他端が小口径に絞られて開口し、全体がガラス容器
内部に支持具を介して同軸状に配置され、ガラス容器の
内容積の少なくとも60%以上の容積を有し、その外表
面に太陽熱エネルギーの選択吸収膜が被覆形成された円
筒状の金属製貯水容器と、ガラス容器及び金属製貯水容
器の開口部を貫通して金属製貯水容器の密封端付近まで
挿入された長い第1の管と、ガラス容器の開口部を貫通
して金属製貯水容器の開口部に接続された短い第2の管
と、ガラス容器の開口部を封止する封着金具とを備えて
なる真空式太陽熱集熱器が提案されている。
【0003】このような真空式太陽熱集熱器を使用する
場合、一般にガラス容器の開口部が上方となるように配
置し、金属製貯水容器の開口部を、その上方に位置する
出口側ヘッダー管に連結し、また長い第1の管の一端
を、その上方に位置する入口側ヘッダー管に連結する。
そして入口側ヘッダー管から長い第1の管を経て金属製
貯水容器内に水を供給し、金属製貯水容器内で一定時間
置くことによって温めた後、さらに長い第1の管から新
たに水を金属製貯水容器に供給することによって、金属
製貯水容器内の熱媒体を、長い第1の管と、短い第2の
管の隙間から排出し、出口側ヘッダー管まで押し上げて
外部に取り出す方法が採られる。
【0004】
【考案が解決しようとする課題】上記の真空式太陽熱集
熱器は、通常20〜45°の対地角度で屋根上等に設置
されるが、このように設置した時、長い第1の管は、自
重のため、その先端方向に向かって下がり、先端部が金
属製貯水容器の内表面に接触することになる。
【0005】金属製貯水容器は、銅、ステンレス、鉄、
アルミニウム等から作製され、また長い第1の管も、同
様の金属から作製されるが、金属製貯水容器と長い第1
の管の先端部が接触した状態で、真空式太陽熱集熱器を
長期間使用すると、その接触部の隙間に酸性物質からな
る付着物が堆積し、長期間使用する間に金属製貯水容器
が徐々に腐食して孔があく虞れがある。
【0006】すなわち一般に水道水には、硫酸イオン、
炭酸イオン、珪酸イオン等の各種イオンが含まれてお
り、金属製貯水容器の内部に上記のような長い第1の管
との接触部が存在すると、その隙間に硫酸塩、炭酸塩、
珪酸塩等の酸性物質が生成、堆積しやすくなる。この酸
性物質は、一般にスケールと呼ばれ、ほとんどの金属を
腐食する作用を有しているため、これが金属製貯水容器
内に堆積すると、長い第1の管との間で腐食の原因とな
る局部電池が形成され、最終的に孔があくことになる。
【0007】本考案は、上記事情に鑑みなされたもので
あり、長期間使用しても金属製貯水容器内にスケールが
生成しないように、長い第1の管の先端部が、金属製貯
水容器と接触しないような構造を有する真空式太陽熱集
熱器を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本考案の真空式太陽熱集
熱器は、一端が密封され、他端が小口径に絞られて開口
し、内部が真空に保持された透明な長尺円筒状のガラス
容器と、一端が密封され、他端が小口径に絞られて開口
し、全体がガラス容器内部に支持具を介して同軸状に配
置され、ガラス容器の内容積の60%以上を占める内容
積を有し、その外表面に選択吸収膜が被覆形成された円
筒状の金属製貯水容器と、ガラス容器及び金属製貯水容
器の開口部を貫通して金属製貯水容器内の密封端付近ま
で挿入された金属製の長い第1の管と、ガラス容器の開
口部を貫通して金属製貯水容器の開口部に接続された短
い第2の管と、ガラス容器の開口部を封止する封着金具
とを備えてなる真空式太陽熱集熱器において、長い第1
の管の先端部に非金属材料からなるスペーサが取り付け
られ、これによって長い第1の管と金属製貯水容器が接
触しないように保たれてなることを特徴とする。
【0009】本考案におけるスペーサの材質は、少なく
とも耐熱性、耐蝕性に優れ、長い第1の管に固定可能な
非金属材料であることが要求され、特に樹脂やゴムから
作製すると、軽量で、材料コストが低く、しかも真空式
太陽熱集熱器を輸送、搬送する時、振動によって長い第
1の管に取り付けられたスペーサが金属製貯水容器に擦
れても、金属製貯水容器に傷や変形を発生させることが
ないため好ましい。
【0010】スペーサの形状としては、特に限定はない
が、できればソロバン玉状のように長い第1の管を挿入
できる孔を備え、しかも金属製貯水容器との接触面積が
少なくなるような形状であることが好ましい。またこの
ようなスペーサを長い第1の管に取り付ける方法として
は、接着や溶着による方法、あるいは第1の管を若干変
形させてスペーサの抜け防止機構を形成する方法が採ら
れる。尚、抜け防止機構を形成し、ソロバン玉状のスペ
ーサを取り付ける場合には、スペーサが回転可能となる
ようにしても良い。
【0011】
【作用】本考案の真空式太陽熱集熱器によると、金属製
長い第1の管と金属製貯水容器が接触することがない
ので、スケールの生成が抑制され、金属製貯水容器が腐
食して孔があくのを防ぐことができる。
【0012】本考案においては、スペーサの形状を工夫
しても、それと金属製貯水容器との間に若干の隙間は形
成されるが、スペーサが非金属から作製されるため、そ
の接触部における水中のイオンと金属との反応は小さ
く、スケールの生成が極めて少ない。
【0013】またスペーサを樹脂あるいはゴムから作製
することによって、真空式太陽熱集熱器を輸送、搬送す
る際、長い第1の管が金属製貯水容器に直接擦れること
がないため、金属製貯水容器に傷や変形が発生するのを
防止できる。
【0014】
【実施例】以下、本考案の真空式太陽熱集熱器を実施例
に基づいて詳細に説明する。
【0015】図1は、本考案の真空式太陽熱集熱器の縦
断面図であり、図2は、図1のA−A線拡大断面図であ
る。
【0016】真空式太陽熱集熱器10の長尺円筒状のガ
ラス容器11は、一端が密封され、他端が小口径に絞ら
れて開口し、その内部は所定の真空度(例えば10-4
orr)に保持されている。
【0017】ガラス容器11の内部には、長尺円筒状の
金属製貯水容器12が支持具13、14を介して同軸状
に配置されている。金属製貯水容器12は、一端が密封
され、他端が小口径に絞られて開口し、外表面に選択吸
収膜(図示せず)が被覆形成され、その側胴部がガラス
容器11の小口径開口部より大きく、ガラス容器11の
内容積の60%以上を占める内容積を有している。
【0018】金属製貯水容器12の内部には、ステンレ
ス鋼からなる長い第1の管15が挿入されており、この
長い第1の管15の一端は、入口側ヘッダー管16に溶
接されており、その他端である先端部には、テフロンか
らなるスペーサ17が取り付けられている。このスペー
サ17の形状は、ソロバン玉状であり、その中央の孔を
長い第1の管15に挿入した後、それが抜けないように
長い第1の管15の所定箇所、すなわちスペーサ17の
前後に相当する箇所15a、15bを若干変形させてい
る。因に長い第1の管15は、その先端部にスペーサ1
7を取り付けた後、金属製貯水容器12内に挿入される
ため、スペーサ17の外径は、金属製貯水容器12の開
口部より小さくなるように設計されている。
【0019】また金属製貯水容器12の小口径開口部に
は、ステンレス鋼からなる短い第2の管18の一端が溶
接され、この短い第2の管18の他端は、出口側ヘッダ
ー管19に溶接されている。
【0020】ガラス容器11は、予め所定形状に成形さ
れた2つのガラスキャップ11a、11bの端部を真空
式太陽熱集熱器10の外殻部材を構成するガラス管に溶
着することによって作製される。一方のガラスキャップ
11aの中央部には、排気管11cが形成されており、
この排気管11cはガラス容器11内を排気した後、閉
じられ、この上にゴム製キャップ20が嵌着される。
【0021】他方のガラスキャップ11bの中央部に
は、開口部が形成され、その開口部には、ガラス封着金
具21の一端が取り付けられている。ガラス封着金具2
1は、円筒形状で、ガラス容器11と良好に封着できる
材質から作製され、例えばガラス容器11がソーダ石灰
ガラスの場合は、42%Ni−6%Cr鋼、硼珪酸ガラ
スの場合は、コバール合金から作製される。またこのガ
ラス封着金具21の他端は、短い第2の管18に溶接さ
れている。
【0022】金属製貯水容器12は、ステンレス鋼から
なる金属板を円筒状に加工し、その接合部を溶接するこ
とによって、側胴部を形成した後、その両端開口部に側
胴部と同一あるいは近似した熱膨張係数を有する金属材
料からなる封止キャップ12a、12bを溶接して封鎖
することによって作製されている。
【0023】金属製貯水容器12の両端に位置する封止
キャップ12a、12bには、段部が形成され、この段
部に線バネからなる支持具13、14が装着され、これ
によって金属製貯水容器12をガラス容器11内に熱伸
縮を許容しつつ同軸状に支持することが可能となる。
【0024】この真空式太陽熱集熱器10の8本を入口
側ヘッダー管16及び出口側ヘッダー管19に接続し、
これらを架台の上に乗せ、対地角度30°となるように
屋根上に据付設置したところ、長い第1の管15は、自
重のため、その先端方向に向かって下がった。図2は、
このような状態の真空式太陽熱集熱器10のA−A線拡
大断面図を示すものであり、図2から明らかなように長
い第1の管15と金属製貯水容器12の間には、スペー
サ17が介在するため、両者が接触することはない。
【0025】また入口側ヘッダー管16の一端を減圧逆
止弁を介して水道に連結し、さらに出口側ヘッダー管1
9の一端を台所や浴室等の給湯栓に連結し、入口側ヘッ
ダー管16から水を供給したところ、水は長い第1の管
15から金属製貯水容器12内に流入し、満水状態で一
定時間汲み置した後、給湯栓を開くと、水道圧によって
金属製貯水容器12内に新たな水が流入し、温められた
湯が長い第1の管15と短い第2の管18との間隙を通
して出口側ヘッダー管19に押し出され、給湯栓から取
り出された。
【0026】さらにこのように真空式太陽熱集熱器10
を1年間使用した後、全ての金属製貯水容器12の内部
を観察したところ、スペーサ17との接触部に傷や変形
はなく、しかもスケールの生成は全く認められなかっ
た。
【0027】
【考案の効果】以上のように本考案の真空式太陽熱集熱
器は、金属製の長い第1の管の先端部に非金属材料から
なるスペーサが取り付けられ、長い第1の管と金属製貯
水容器が接触しないように保たれるため、長期間使用し
ても、金属製貯水容器内にスケールが生成することがな
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の真空式太陽熱集熱器の縦断面図であ
る。
【図2】図1のA−A線拡大断面図である。
【符号の説明】
10 真空式太陽熱集熱器 11 ガラス容器 12 金属製貯水容器 15 長い第1の管 16 入口側ヘッダー管 17 スペーサ 18 短い第2の管 19 出口側ヘッダー管 21 ガラス封着金具

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一端が密封され、他端が小口径に絞られ
    て開口し、内部が真空に保持された透明な長尺円筒状の
    ガラス容器と、一端が密封され、他端が小口径に絞られ
    て開口し、全体がガラス容器内部に支持具を介して同軸
    状に配置され、ガラス容器の内容積の60%以上を占め
    る内容積を有し、その外表面に選択吸収膜が被覆形成さ
    れた円筒状の金属製貯水容器と、ガラス容器及び金属製
    貯水容器の開口部を貫通して金属製貯水容器内の密封端
    付近まで挿入された金属製の長い第1の管と、ガラス容
    器の開口部を貫通して金属製貯水容器の開口部に接続さ
    れた短い第2の管と、ガラス容器の開口部を封止する封
    着金具とを備えてなる真空式太陽熱集熱器において、長
    い第1の管の先端部に非金属材料からなるスペーサが取
    り付けられ、これによって長い第1の管と金属製貯水容
    器が接触しないように保たれてなることを特徴とする真
    空式太陽熱集熱器。
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JPS5610256U (ja) * 1979-07-02 1981-01-28
JPH0356387A (ja) * 1989-07-26 1991-03-11 Toshiba Corp 荷物用エレベータ

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