JP3143664U

JP3143664U - 太陽光の集熱教材

Info

Publication number: JP3143664U
Application number: JP2008003284U
Authority: JP
Inventors: 光子狩野
Original assignee: 光子狩野
Priority date: 2008-05-21
Filing date: 2008-05-21
Publication date: 2008-07-31
Anticipated expiration: 2018-05-21

Abstract

【課題】性能の低下なく比較的小型に折畳することを目的とした太陽光の集熱教材を提供する。
【解決手段】一面を鏡面処理し、中央部に小円孔を有し、半径方向へ折畳用の折目線を有する凹面反射鏡作成用の反射円板と、前記凹面反射鏡の基部成形板と、前記凹面反射鏡の中心部へセットする吸熱体と、該吸熱体を覆う透明覆とを組み合わせた集熱教材において、前記反射円板を半径方向に切り放すと共に、前記反射円板を折畳する為に複数の折目線を設けたことを特徴とする太陽光の集熱教材により、目的を達成した。
【選択図】図１

Description

この考案は、凹面反射鏡を成形する反射円板と、基部成形板と、集熱体とを組み合わせた太陽光の集熱教材に関する。

従来少なくとも一面を鏡面処理し、該面に反射板用及び基部成形板円板用の切抜線を印刷した成形板と、凹面反射鏡の中央部へセットする吸熱体と、該吸熱体に被覆する透明覆とを組み合わせた太陽光の集熱教材が知られている。
特開２００４−１７７９３１

従来知られていた教材は、一枚の大きな反射板からなり、製作者（例えば生徒）が反射鏡用円板及び基部成形板を夫々切抜き、凹面反射鏡を組み立てていた。

従って当初与えられる教材の反射板は、大きく（例えば縦５０ｃｍ、横８０ｃｍ）、郵送又は持ち運びに際し共に嵩張って不便であった。そこで巻いていたが、長くなる問題点があった。

また反射板を折畳すれば、比較的小さくなるが、小さく折り畳むと、反射板に縦横の折目線が入り、該折目線が反射性能を害する問題点があった。

そこで反射板から、反射鏡用円板及び基部成形板を夫々切抜き、前記反射鏡用の反射円板を、半径方向に設けた折目線に沿って折畳し、全体を扇状にすれば、反射円板を著しく小さく折り畳み、しかも反射性能の低下がない集熱教材を得て、前記従来の問題点を解決したのである。

即ちこの考案は、一面を鏡面処理し、中央部に小円孔を有し、半径方向へ折畳用の折目線を有する凹面反射鏡作成用の反射円板と、前記凹面反射鏡の基部成形板と、前記凹面反射鏡の中心部へセットする吸熱体と、該吸熱体を覆う透明覆とを組み合わせた集熱教材において、前記反射円板を半径方向に切り放すと共に、前記反射円板を折畳する為に複数の折目線を設けたことを特徴とする太陽光の集熱教材であり、一面を鏡面処理し、中央部に小円孔を有し、半径方向へ折畳用の折目線を有する凹面反射鏡作成用の反射円板と、前記凹面反射鏡の基部成形板と、前記凹面反射鏡の中心部へセットする吸熱体と、該吸熱体を覆う透明覆とを組み合わせた集熱教材において、前記反射円板を半径方向に切り放すと共に、前記反射円板を折畳する為に６本〜１２本の折目線を設けたことを特徴とする太陽光の集熱教材である。

また他の考案は、一面を鏡面処理し、中央部に小円孔を有し、半径方向へ折畳用の折目線を有する凹面反射鏡作成用の反射円板と、前記凹面反射鏡の基部成形板と、前記凹面反射鏡の中心部へセットする吸熱体と、該吸熱体を覆う透明覆とを組み合わせた集熱教材において、前記反射円板を半径方向に切り放すと共に、前記反射円板を折畳する為に複数の折目線を設け、前記小円孔の孔縁から、半径方向へ数個の切込みを設け、前記折目線の外縁から半径方向へ重なり部作成用の切込みを設けたことを特徴とする太陽光の集熱教材であり、一面を鏡面処理し、中央部に小円孔を有し、半径方向へ折畳用の折目線を有する凹面反射鏡作成用の反射円板と、前記凹面反射鏡の基部成形板と、前記凹面反射鏡の中心部へセットする吸熱体と、該吸熱体を覆う透明覆とを組み合わせた集熱教材において、前記反射円板を半径方向に切り放すと共に、前記反射円板を折畳する為に複数の折目線を設け、前記小円孔の孔縁から半径方向へ基部成形板の重なり部へ挿入する長さの切込み線を印刷し、前記折目線の外縁から半径方向へ重なり部作成用の切込み線を印刷したことを特徴とする太陽光の集熱教材である。

更に、基部成形板は、大円板の中心部へ円形のスペース板を介して小円板を同心状に固定したものであり、反射円板を半径方向へ折畳用の折目線により八等分し、その八分の一を切除したものである。

前記考案において、折目線は半径方向へ等間隔で６〜８本が好ましい。４本又は１０本でも使用することができるが、４本では折目線で囲まれた面積が大きくなり、全体として嵩張る問題点があり、１０本以上になると、製作者の作業が多くなる割に、折畳した容積が小さくならないので、必要性が少ない。

また小孔縁に設ける切込み線は、１０本〜１４本が好ましい。この切込み線が多いと、切り片が小幅となり、切込み線が少ないと幅が大きくなる。数は多い方がなじみ易いけれども、それだけ折り込みに手間が掛かり、少ないと手間は掛からないが、折り込み状態がスムースな円板状にならないので１４本を越えなくてもよい。

前記における折目線に設けた切込線の長さも凹面鏡成形時の重なり長さの関係上小孔縁から反射円板の外縁までの長さの１／２〜１／３の長さが好ましい。

前記反射円板を８区画にする場合には、１区画分を切り取ることがある（請求項６）。但し、切り放しておけば、１区画分は凹面反射鏡の作成時の重ね代とし、余裕を持って重なり幅を調節することができる。

前記基部成形板は、凹面鏡の中心部を保定し、かつ全体を安定させる為に使用する。そこで反射円板の小孔縁部を折り曲げて、基部成形板の大円板と、小円板の間隙（スペース板により生じる）へ挿入する。

前記小孔縁部を折り曲げる為に切込みを設けるのであって、切込みの数は折り曲げを容易にし、挿入し易くする為であるから敢えて限定しない。

この考案によれば、反射円板を半径方向に切り放し、かつ半径方向に折目線を設けたので、各折目線の間の面積は扇形となる。そこで切り放し側から順次折り進めると、扇形の折り畳み状教材となり、著しく小面積になると共にまとまり良くなる効果がある。

また小孔縁に切込みを設けたので、反射円板を基部成形板へ緊密に固定することができる効果がある。

また折目線の外縁側へ切込みをしたので、凹面反射鏡作成時の重なり量によって、凹面反射鏡の基部成形板垂直な線に対する外縁角度を調節し、太陽光線の反射角度を決めることができる効果がある。

この考案は、鏡面処理した紙円板の中央部に小円孔を設け、前記紙円板を半径方向に８等分して、１区画を切除すると共に、他の各区画部へ折目線を設け、中央部の小円孔縁に等間隔の切込みを設け、前記折目線の外縁側へ、切込みを設ける。前記切込みの長さは折目線の１／２より短く、１／３より長くして、この考案の反射円板とする。

次に前記反射円板の小円孔より大径の小円板と、小円板より小径のスペース円板と、前記小円板の２倍位大径の円板とを順次同心状に重ねて固定して基部成形板とする。

次に金属缶の表面を黒色に着色した吸熱体の外面を、透明合成樹脂フィルムで被覆する。

前記反射円板、基部成形板及び吸熱体を組み合わせると、この考案の太陽光の集熱教材ができる。

この考案の実施例を図１，２，３について説明すれば、紙板２の表面にアルミニウム箔３を貼着して鏡面処理した反射円板１とし（図１，２）、反射円板１の中央部へ小孔４を設けると共に、反射円板１へ半径方向の折目線６，６を等間隔に設けて八区画７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆ、７ｇ、７ｈ）とし、前記中の一つの区画７ｈを切除して凹面鏡用円板５とする。又は７ｈの一部を残して切断線８で切断する。そこで残部８ａと削除部８ｂとなり、残部８ａは、凹面鏡作成時の重なり代となり、凹面鏡の角度を調整することができる。

前記小孔４の縁から、半径方向へ等間隔の切込み９，９を設ける。この切込み９，９の長さは、反射円板１の中央部を、基部成形板１０の小円板１２との重なり長さであって、実際上は大円板１１上へ重ねるスペース円板１３と、前記小円板１２との半径の長さの差とほぼ等しい。この切込み９，９は、反射円板１の中央部を、基部成形板１１の間隙へ挿入固定する為であるから、実用上は挿入固定できればよいことになる。図４中１４は透明合成樹脂フィルム、１５は吸熱体、１６（Ｂ）はこの考案で成形した太陽熱集光具（角錐状）、１７（Ａ）は従来知られている太陽熱集光具（円錐状）である。

前記実施例において、各折目線６に沿ってその外縁側から切込み１８，１８を夫々設けた（図１）。この切込み１８，１８は、折目線の１／２より短く、１／３より長くしたが、具体的には反射円板１の直径の寸法に対応して適宜定める。

前記切込み１８，１８は、凹面鏡成形時に、その外縁部を若干重ねて、凹面鏡を中心側斜面より立ち上った斜面とする為である。図３において、小さく重ねた場合（図４（ａ））の立上り角度θ_１は、大きく重ねた場合（図４（ｂ））の立上り角度θ_２より小さくなる。前記θ_１、θ_２は通常５度〜１０度であるが、太陽光線に対する凹面鏡の反射角度によって異なる。前記重なり部は、例えば接着テープ、又はクリップなどにより仮止めできるので、凹面鏡作成時の太陽光の角度（正確には凹面鏡の反射面に対する太陽光の角度）により太陽光からより多く吸熱されるべく適宜調節する。図３（ｃ）、（ｄ）中θ_３は、水平面と凹面鏡の下部の角度（例えば４５度）である。

前記実施例との凹面反射鏡用円板を用いた太陽熱集光具１６（Ｂ）と、同一反射面積の円錐形の太陽熱集光具１７（Ａ）とにより、同時に集光実験を行った所、太陽熱集光具１６の方が、集熱効率が優れていることが判明した（図５）。前記効果については、俄に甲乙つけ難いが、この考案においては、折目線を設けたので、凹面反射鏡を作成した際に平面による斜面反射（この考案品）となり、孤面による孤面反射（従来品）より集光効率が優れているものと理解される。従って今後反射効率向上の為には、斜面の傾斜角度も問題視される。また実験の結果によれば、折目線による反射効率の低下は認められなかった。

前記実施例（図１（ａ））は、反射円板を八区画とし、その一区画を切除したが、切除することなく、切放線１９で切断し、凹面鏡組立時に一区画分を重なり代として凹面鏡の立上り角度を調節するように組み立てれば、合理的形状を得るについての自由度がある。

前記における反射円板は、紙板２の一面にアルミニウム箔３を層着して成形したが、合成樹脂板にアルミ蒸着その他の鏡面処理をすることもできる（図２（ｃ））。

（ａ）この考案の実施例の反射円板の展開図、（ｂ）同じく基部成形板の斜視図、（ｃ）同じく断面図。（ａ）同じくこの考案の反射円板を折畳した状態の斜視図、（ｂ）同じく初期折畳の状態の斜視図、（ｃ）同じく反射円板の一部断面拡大図。（ａ）同じく反射円板の切込み部を小幅に重ねた一部拡大斜視図、（ｂ）同じく大幅に重ねた拡大斜視図、（ｃ）同じく小幅に重ねた場合の角度を示す、（ｄ）同じく大幅に重ねた場合の角度を示す。（ａ）この考案の教材により組み立てた集光具の斜視図、（ｂ）従来公知の教材により組み立てた集光具の斜視図。この考案の教材で作成した太陽熱集光具と、従来知られている太陽熱集光具の昇温性能を示すグラフ。

符号の説明

１反射円板
２紙板
３アルミニウム箔
４小孔
５凹面鏡用円板
６折目線
７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆ、７ｇ、７ｈ）区画
８切断線
９切込み
１０基部成形板
１１大円板
１２小円板
１３スペース円板

Claims

一面を鏡面処理し、中央部に小円孔を有し、半径方向へ折畳用の折目線を有する凹面反射鏡作成用の反射円板と、前記凹面反射鏡の基部成形板と、前記凹面反射鏡の中心部へセットする吸熱体と、該吸熱体を覆う透明覆とを組み合わせた集熱教材において、前記反射円板を半径方向に切り放すと共に、前記反射円板を折畳する為に複数の折目線を設けたことを特徴とする太陽光の集熱教材。
一面を鏡面処理し、中央部に小円孔を有し、半径方向へ折畳用の折目線を有する凹面反射鏡作成用の反射円板と、前記凹面反射鏡の基部成形板と、前記凹面反射鏡の中心部へセットする吸熱体と、該吸熱体を覆う透明覆とを組み合わせた集熱教材において、前記反射円板を半径方向に切り放すと共に、前記反射円板を折畳する為に６本〜１２本の折目線を設けたことを特徴とする太陽光の集熱教材。
一面を鏡面処理し、中央部に小円孔を有し、半径方向へ折畳用の折目線を有する凹面反射鏡作成用の反射円板と、前記凹面反射鏡の基部成形板と、前記凹面反射鏡の中心部へセットする吸熱体と、該吸熱体を覆う透明覆とを組み合わせた集熱教材において、前記反射円板を半径方向に切り放すと共に、前記反射円板を折畳する為に複数の折目線を設け、前記小円孔の孔縁から、半径方向へ数個の切込みを設け、前記折目線の外縁から半径方向へ重なり部作成用の切込みを設けたことを特徴とする太陽光の集熱教材。
一面を鏡面処理し、中央部に小円孔を有し、半径方向へ折畳用の折目線を有する凹面反射鏡作成用の反射円板と、前記凹面反射鏡の基部成形板と、前記凹面反射鏡の中心部へセットする吸熱体と、該吸熱体を覆う透明覆とを組み合わせた集熱教材において、前記反射円板を半径方向に切り放すと共に、前記反射円板を折畳する為に複数の折目線を設け、前記小円孔の孔縁から半径方向へ基部成形板の重なり部へ挿入する長さの切込み線を印刷し、前記折目線の外縁から半径方向へ重なり部作成用の切込み線を印刷したことを特徴とする太陽光の集熱教材。
基部成形板は、大円板の中心部へ円形のスペース板を介して小円板を同心状に固定したことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の太陽光の集熱教材。
反射円板を半径方向へ折畳用の折目線により八等分し、その八分の一を切除したことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の太陽光の集熱教材。