JP5657575B2 - 太陽熱集熱器用のヒートパイプのセット及びその製造方法、太陽熱集熱器のセット、太陽エネルギーから温水を発生させるためのシステム、並びに、太陽エネルギーから電気エネルギーを生成するための設備 - Google Patents

Description

本発明は、太陽熱集熱器用のヒートパイプのセットにおいて、複数のヒートパイプを備え、それぞれのヒートパイプは各太陽熱集熱器に敷設するのに適していて、ヒートパイプ流体を収容しており、第１シートと第２シートが局所的に互いに結合されて溜めの境界を定めており、溜めは、ヒートパイプ流体を収容し、ヒートパイプ流体を蒸発させるための高温部とヒートパイプ流体を凝縮させるための冷温部に亘って延び、２枚のシートの間の隙間によって形成されている、型式のヒートパイプのセットに関する。

本発明は、更に、太陽熱集熱器のセットにおいて、複数の太陽熱集熱器を備え、それぞれの集熱器は、
−２つの端を有し、第１端が閉鎖されている円形断面の外管と、
−外管の内側に配設されている太陽放射線吸収層と、
−ヒートパイプのセットの各ヒートパイプと、を備え、
それぞれの外管は、第２端が各ヒートパイプを囲んで密封閉鎖されていて、前記外管の内側に真空が形成されている、型式の太陽熱集熱器のセットに関する。

本発明は、更に、その様な太陽熱集熱器のセットを備えている温水発生システム、及び太陽エネルギーから電気エネルギーを生成する設備であって、その様な温水発生システムを備えている設備に関する。

本発明は、更に、太陽熱集熱器用のヒートパイプのセットを製造するための方法に関する。

上述の型式の太陽熱集熱器用のヒートパイプのセットは既知である。その様なヒートパイプが製造されるとき、２枚のシートが互いに結合されて、ヒートパイプの溜めの境界が定まる。２枚のシートは、次いで、ヒートパイプそれぞれの各外部輪郭に従って裁断される。次いで、各々の溜めにヒートパイプ流体が充填される。

次いで、ヒートパイプの高温部が各太陽熱集熱器に敷設され、各々のヒートパイプの冷温部が、加熱させることを目的とする伝熱流体を輸送するための管に接続される。
しかしながら、ヒートパイプは、製造費用が高い。その上、ヒートパイプのセットには、ヒートパイプの冷温部が伝熱流体輸送管に接続されたとき、及び当該伝熱流体輸送管が温度の影響下に伸びてしまったときに、当該伝熱流体輸送管と共に反ってしまう危険性がある。

本発明の目的は、ヒートパイプのセットの製造費用を低減することである。

この太陽熱集熱器用のヒートパイプのセットは、複数のヒートパイプ（５４）を備え、それぞれのヒートパイプ（５４）は各太陽熱集熱器に敷設するのに適していて、ヒートパイプ流体（５８）を収容しており、第１シートと第２シート（６２）が局所的に互いに結合されて溜め（６４）の境界を定めており、溜め（６４）は、ヒートパイプ流体（５８）を収容し、ヒートパイプ流体（５８）を蒸発させるための高温部（６６）とヒートパイプ流体（５８）を凝縮させるための冷温部（６８）に亘って延び、２枚のシートの（６２）間の隙間によって形成されている。

少なくとも２つのヒートパイプ（５４）の溜め（６４）は、同じ第１シートと同じ第２シート（６２）によって境界を定められている。
目的を達成するために、本発明の或る態様は、上述の型式のヒートパイプのセットにおいて、少なくとも２つのヒートパイプの溜めが、同じ第１シートと第２シートによって境界を定められていることを特徴とするヒートパイプのセットである。

他の実施形態によれば、ヒートパイプのセットは、以下の特徴、即ち、
−前記少なくとも２つのヒートパイプの２つの隣接する冷温部は、互いに部分的に結合されており、前記少なくとも２つのヒートパイプの高温部は分離されている、
−ヒートパイプの溜めは、流体的に相互連係されて、複数のヒートパイプに亘って延びる単一の溜めを形成している。

−シートは、金属シート、好適にはアルミニウム製のシートである、
という特徴の１つ又はそれ以上の、単独か又は技術的に実施可能な任意の組合せとして採用されている特徴を備えている。

本発明の別の態様は、上述の型式の太陽熱集熱器のセットにおいて、ヒートパイプのセットが以上に定義されている通りであることを特徴とする太陽熱集熱器のセットである。
他の実施形態によれば、太陽集熱器のセットは、以下の特徴、即ち、
−それぞれの太陽熱集熱器は、追加的に、外管の内側に配設されている円形断面の内管を備え、それぞれの管は、２つの端を有し、第１端が閉鎖され、管同士は第２端が互いにシールされており、管同士は真空によって分離されている、
−それぞれの集熱器の内管は、前記集熱器の外管に向けて配置されている外面と、内面と、を含んでおり、前記集熱器の吸収層は前記外面に寄せて配設されており、前記集熱器のヒートパイプの高温部を支援して、溜めは少なくとも局所的に前記内面に寄せて宛がわれている、
−それぞれのヒートパイプの高温部は、半円筒の形状をしている、
−それぞれのヒートパイプの冷温部は、円筒形の管に接触して配設するのに適しており、前記冷温部は、半円筒の形状をしている、
−それぞれのヒートパイプの高温部の半円筒の軸は、対応するヒートパイプの冷温部の半円筒の軸と異なっており、ヒートパイプは、接続継手を形成している高温部と冷温部の間に、周方向及び／又は長手方向の広がりが、高温部と冷温部の正形部分の広がりに対して狭くなっている部分を含んでいる、
−集熱器は実質的に互いに平行であり、セットは太陽熱集熱器を相互接続している少なくとも１つの接続棒材を含んでおり、前記棒材は、実質的にそれら集熱器に直交に、それぞれの外管の第１端付近に接触して配設されている、
という特徴の１つ又はそれ以上の、単独か又は技術的に実施可能な任意の組合せとして採用されている特徴を備えている。

本発明の別の態様は、太陽エネルギーから温水を発生させるためのシステムにおいて、
−伝熱流体を太陽エネルギーで加熱するのに適した太陽熱集熱器のセットと、
−伝熱流体を太陽熱集熱器と温水分流器の間で輸送するための回路と、を備え、
太陽熱集熱器のセットは以上に定義されている通りであることを特徴とするシステムである。

本発明の別の態様は、太陽エネルギーから電気エネルギーを生成するための設備において、
−温水発生システムと、
−熱シンクと、
−前記システム及び熱シンクによって発生させる温水を使用している発電用熱動力機械と、を備え、
温水発生システムは以上に定義されている通りであることを特徴とする設備である。

本発明の別の態様は、複数のヒートパイプを備えている太陽熱集熱器用のヒートパイプのセットを製造するための方法において、
−第１シートと第２シートを組み立てて、少なくとも２つのヒートパイプのうちの２つの隣り合うヒートパイプの間の接続部分を維持しながらシート間に前記少なくとも２つのヒートパイプの溜めの境界を定める工程と、
−溜めにヒートパイプ流体を充填する工程と、を含んでいる方法である。

別の実施形態によれば、方法は、以下の特徴、即ち、
−組み立て工程は、
・第１シートをそれぞれのヒートパイプの溜め用の所望の設計に従ってスクリーン印刷することによって、特別なインクを付着させる工程と、
・第１シートと第２シートを加熱する工程と、
・２枚のシートを熱間圧延して、２枚のシートの、それぞれのパターンの外側を拡散溶接する工程と、
・インクのパターンによって占められている区域に圧縮空気を注入して、それぞれの溜めを形成する工程と、
・それぞれの溜めの端を、１つの充填端を除いて、熱間圧縮することによって、密封閉鎖する工程と、を含んでいる、
という特徴を備えている。

本発明のこれらの特徴及び利点は、純粋に一例として与えられている以下の説明を読み、添付図面を参照することでより明解になるであろう。

本発明による電気エネルギー生成施設の回路図である。 本発明による４つの太陽熱集熱器から成るセットを上から見た概略図である。 図２のIII面で切断された断面図である。 本発明の第１の実施形態による、図２ヒートパイプのセットを上から見た概略図である。 図４のヒートパイプのセットのための製造工程の概略図である。 本発明の第２の実施形態による、図４のものと同様の図である。

図１では、太陽エネルギーから電気エネルギーを生成するための設備は、温水発生システム２と、熱シンク４と、発電用熱動力機械６を含んでいる。
温水発生システム２は、太陽エネルギーによって、水の様な第１伝熱流体１０を加熱するための手段８と、熱エネルギーを貯蔵するための手段１２と、第１伝熱流体１０を輸送するための第１閉回路１４と、を備えている。第１回路１４は、加熱手段８と貯蔵手段１２と発電用熱動力機械６を連係している。

温水発生システム２は、第１回路１４を補助するための貯蔵槽１６と、混合器２０及び第１ポンプ２２を含んでいるフィードバックループ１８と、を備えている。装備は、ループ１８を遠隔制御するための手段２４を含んでいる。

加熱手段８は、後で図２から図６に関連付けてより詳細に説明されている複数の太陽熱集熱器２６を含んでいる。
第１回路１４は、複数の弁２８、混合器２０、第１ポンプ２２、及び第２ポンプ３０を含んでいる。回路１４は、伝熱流体１０によって熱動力機械６に輸送される熱を伝達することを目的とする、コイルの形態をしている交換器を含んでいる。

変型として、温水発生システム２は、温水分流器を備えており、発電用熱動力機械に連係されていない。伝熱流体１０を輸送するための回路１４は、太陽熱集熱器２６を温水分流器に連係している。分流器は、伝熱流体１０によって輸送される熱を伝達することを目的とする交換器を含んでいる。

熱シンク４は、水の様な第２伝熱流体３４を輸送するための第２回路３２を備えている。循環はポンプ３６によってもたらされている。
熱動力機械６は、作動流体４０を輸送するための第３回路３８と、ボイラー４２と、発電機４４に連結されているタービン４３と、凝縮器４５とを備えている。ポンプ４６は、作動流体４０を第３回路３８の中で循環させている。

図２は、第１回路に接続されている４つの太陽熱集熱器２６から成るセットを示している。第１回路１４は、第１伝熱流体１０を輸送するための管４８と、管４８の外側部に配設されている断熱性シース５０を備えている。管４８は、形状が円筒形で、軸Ｘは図示されていない水平面Ｈ上に向きが合わされている。

それぞれの太陽熱集熱器２６は、太陽放射線を吸収するための吸収層５２と、ヒートパイプ５４と、熱絶縁手段５６とを備えている。吸収層５２は、例えば、微粉窒化アルミニウムから作製されている。それぞれの太陽熱集熱器２６は、水平面に対して傾斜している軸Ｉに従って延びている。軸Ｉは、水平面との間に、５°より大きく、好適には３０°より大きい傾斜角度を形成している。

図３では、それぞれのヒートパイプ５４は、ヒートパイプ流体５８の他に、互いに局所的に結合されている第１シート６０と第２シート６２を備えている。２枚のシート６０、６２は、ヒートパイプ流体５８を収容する溜め６４の境界を定めている。ヒートパイプ流体５８は、例えば、メタノール、エタノール、ＨＦＣ冷媒、又はＨＣＦＣ冷媒である。

溜め６４は、図２に示されている様に、ヒートパイプ流体を蒸発させるための高温部６６と、ヒートパイプ流体を凝縮させるための冷温部６８に亘って延びている。溜め６４は、２枚のシート６０と６２の間の隙間６９によって形成されている。シート６０、６２は、例えば、アルミニウムの様な金属から作製されている。

図４は、４つのヒートパイプ５４を備えているヒートパイプのセットを示している。変型として、ヒートパイプのセットは、例えば、８個又は１２個のヒートパイプ５４を備えている。

ヒートパイプのセットは、製造されたら、図４に示されている様に平坦な形状を呈する。ヒートパイプのセットは、図２に示されている様に、太陽熱集熱器のセットに敷設されるときには、所望の形状に従って配設される。

４つのヒートパイプ５４の溜め６４は、同じ第１シート６０と同じ第２シート６２によって境界を定められている。
それぞれの溜め６４は、ヒートパイプ流体５８用の循環流路７０の分枝を含んでいる。それぞれの溜め６４は、ヒートパイプの高温部６６には１つ又はそれ以上の循環流路７０（図示の例では２つ）と、ヒートパイプの冷温部６８には数個の循環流路７０（図示の例では５つ）を含んでいる。循環流路７０は、連係されていて、冷温部内の各々の延長部と一体で、ヒートパイプ流体５８用の閉回路を形成している。流路７０のそれぞれは、対応する太陽熱集熱器の軸Ｉと実質的に整列する向きに配置されている。「実質的に」という用語は、±５°の角度公差を意味するものと理解する。

流路７０は、高温部６６の中へ延びる第１平行直線区間７０Ａを呈している。それらは自由端が第１接続管７０Ｂによって連係されている。流路７０は、低温部６８の中へ延びる第２平行直線区間７０Ｃを呈している。それらは、各々の端が第２接続管７０Ｄによって連係されている。区間７０Ａと区間７０Ｃは、ヒートパイプ５４の曲率が変化している領域に配設されている一群の収束後分岐区間７０Ｅによって連係されている。

４つのヒートパイプ５４の高温部６６は互いに分離されている。
４つのヒートパイプ５４の冷温部６８は、３つの接続部分７１によって結合されており、それぞれの接続部分７１は２つの隣り合う冷温部６８の間に敷設されている。それぞれの接続部分７１は、各ヒートパイプ５４の延びている方向に従って延びている。

それぞれのヒートパイプ５４は、高温部６６と冷温部６８の間に、周方向の広がりが、高温部６６及び冷温部６８の正形部分の広がりに対して狭くなっている部分７２を含んでいる。狭くなっている部分７２は高温部６６と冷温部６８の間の接続継手を形成している。

高温部６６と冷温部６８は、例えば、ヒートパイプ５４の延びている方向に直交して同一の第１幅Ｌ１を呈している。第１幅Ｌ１は、例えば、８０ｍｍに等しい。狭くなっている部分７２は、延びている方向に直交して、第１幅Ｌ１より小さい値を有する第２幅Ｌ２を呈している。第２幅は、例えば、３２ｍｍに等しい。

図３に確認できる絶縁手段５６は、実質的に密封式であって且つ太陽放射を通過させるのに適したやり方で吸収層５２を取り囲んでいる。絶縁手段５６は、吸収層５２とヒートパイプの高温部６６を太陽熱集熱器２６の外部の気象条件に対して熱的に絶縁するのに適している。

絶縁手段５６は、外管７３と、外管７３の内側に配設されている内管７４を備えている。管７３、７４は、実質的に円筒形で、円形断面を呈しており、軸Ｉを中心に同心である。外管７３は、第１端７３Ａと第２端７３Ｂを有している。内管７４は、第１端７４Ａと第２端７４Ｂを有している。

図２に示されている様に、それぞれの管７３、７４は、第１端７３Ａ、７４Ａが半球の形状に閉鎖されており、管７３、７４同士は、第２端７３Ｂ、７４Ｂが互いにシールされている。２つの管７３、７４は、真空７６によって分離されている。管７３、７４は、例えば、ガラスから作製されている。

第１端７３Ａ、７４Ａは、輸送管４８とは反対の向きに配置されている。第２端７３Ｂ、７４Ｂは、輸送管４８に向けて配置されている。内管の第２端７４Ｂは、開口している。絶縁手段５６は、内管の開放端に差し込まれている、図示されていない絶縁ストッパを含んでいる。

４つの集熱器２６は実質的に平行であり、集熱器のセットは、太陽熱集熱器２６を相互接続している接続棒材７８を含んでいる。接続棒材７８は、実質的に集熱器２６に直交する方向に、それぞれの外管７４の第１端７４Ａ側に接触して配設されている。より具体的には、接続棒材７８は、集熱器２６のそれぞれの、第１端７４Ａと集熱器長さの中間の間に含まれる区域に接触している。「実質的に」という用語は、±５°の角度公差を意味するものと理解する。

内管７４は、図３に確認できる様に、外管７３に向けて配置されている外面８０と、内面８２と、を含んでいる。吸収層５２は、内管の外面８０に寄せて配設されている。
それぞれのヒートパイプの高温部６６は、図３に示されている様に、軸Ｉの半円筒の形状である。高温部６６の断面は、１８０°から２２０°の間の角度Ａの円弧の形状をしている。

それぞれのヒートパイプの高温部６６、特にこの高温部に含まれている溜め６４の部分は、内管の内面８２に寄せて宛がわれている。
変型として、絶縁手段５６は、一端が閉鎖されている外管７３しか備えておらず、吸収層５２は外管７３の内側に配設されている。吸収層５２は、例えば、ヒートパイプの高温部６６の表面に配設されている。外管７３は、他方の端がヒートパイプ５４の高温部を囲んで密封閉鎖されており、外管７３の内側には真空が形成されている。

それぞれのヒートパイプの冷温部６８は、図２に示されている様に、管４８と絶縁シース５０の間に、管４８に巻き付けられた状態で敷設されている、軸Ｘの半円筒の形状をしている。

高温部６６の半円筒の軸Ｉは、冷温部６８の半円筒の軸Ｘと異なっている。
ヒートパイプのセットを製造するための方法は、図４及び図５に確認できるが、第１シート６０と第２シート６２に、２つの隣り合うヒートパイプ５４の間の接続部分７１を維持しながらシート間に４つのヒートパイプ５４の溜め６４の境界を定める熱間圧延を行うことによる、組み立て工程を含んでいる。図４及び図５の例となる実施形態では、それぞれの接続部分７１は、２つの各々の冷温部６８の間に敷設されている。

組み立て工程は、第１シート６０をそれぞれのヒートパイプ５４の溜め６４用の所望の設計に従ってスクリーン印刷することによって、特別なインクを付着させる工程と、第１シート６０と第２シート６２を加熱する工程と、２枚のシート６０、６２を熱間圧延して、２枚のシート６０、６２の、それぞれのパターンの外側を拡散溶接する工程と、を含んでいる。実施される加熱は、例えば、放射加熱である。

組み立て工程は、次に、ヒートパイプのセットの所望の外部輪郭に従って裁断するための工程を含んでいる。裁断は、具体的には、高温部６６のそれぞれの輪郭に従って４つのヒートパイプ５４の高温部６６が分離されるようにして、且つ狭くなっている部分７２のそれぞれの輪郭に従って、実施される。裁断は、一体に接合されている４つの冷温部６８の全体外部輪郭に従って実施される。裁断は、剪断、ニブリング、レーザー裁断、化学薬品裁断、水噴射裁断の様な方法を使用して実施される。

組み立て工程は、次に、インクによって占められているパターンに圧縮空気を注入して、それぞれの溜め６４を形成し、それぞれの溜めの端を、図５に確認できる充填端８４を除いて、熱間圧縮することによって、密封閉鎖する工程を含んでいる。

本方法は、次に、溜め６４の空気を抜き、次いで溜め６４にヒートパイプ流体５８を充填するための工程を含んでいる。冷温部６８の２つの連続する溜め６４の間にそれぞれ敷設されている３つの一時的な充填管８６の存在のおかげで、全ての溜め６４がたった１つの充填端８４から充填される。

溜め６４が充填された後、充填端８４と一時的な充填管８６が裁断によって取り除かれ、ヒートパイプ５４の裁断箇所が密封溶接され、その結果、溜め６４は個別に閉鎖される。

変型として、溜め６４が充填された後、充填端８４と一時的な充填管８６は、クリンチングによって、即ち、前記端と前記一時的な管をパンチとダイの間で型押しすることによってシールされ、その結果、溜め６４は個別に閉鎖される。この変型によれば、それぞれの一時的な充填管は、図５に示されている様に円弧の形状をしているか、又は２つの連続する接続管７０の間の直線区間の形状をしている。クリンチング工程のために使用されるダイとパンチは、例えば、ダブテール形状である。クリンチング工程は、溜め６４の閉鎖による圧力への耐性を更に改善でき、溜め６４は、その結果、ヒートパイプ流体５８の漏出に対してより密にシールされる。

別の変型では、溜め６４が充填された後、充填端８４と一時的な充填管８６は、型押しによる圧縮工程中にシールされ、その結果、溜め６４は個別に閉鎖される。
その他に、裁断工程、又はクランチング工程、又は圧縮工程は、様々な溜め６４の間に一定量のヒートパイプ流体５８を分流させるための工程の後に行われている。

製造方法の終了時点で、ヒートパイプのセットは、図４に示されている通りである。
次にヒートパイプのそれぞれの高温部６６は、太陽熱集熱器２６の対応する円筒形の管の中へ挿入するために、半円筒の形状に敷設される。

電気エネルギー生成設備の作動、特に太陽熱集熱器の作動を、これより説明してゆく。
本電気エネルギー生成設備は、温水発生システムの最大温度が１５０℃に等しく、これは、高温の溜めの中を循環する伝熱流体の温度が４００℃を超える円筒形−パラボラ集熱器発電設備、太陽塔発電設備、パラボラ集熱器発電設備の様な他の太陽熱発電設備で使用されている温度より著しく低いという点から見て、低温度設備と呼ばれている。

加熱手段６の太陽熱集熱器２６は、昼間、太陽放射線を収集すると、次いで太陽放射線に付随する熱エネルギーを第１伝熱流体１０に伝達する。
より具体的には、太陽放射線は、それぞれの太陽熱集熱器の吸収層５２によって吸収されており、絶縁手段５６は太陽放射線を通過させる。太陽放射線の吸収に付随する熱エネルギーは、次に、ヒートパイプ５４に伝達される。太陽熱集熱器２６の外部への熱エネルギーの散逸は、熱絶縁手段５６のおかげで、真空７６が熱絶縁を提供し外管が温室効果を提供していることによって制限される。

それぞれのヒートパイプの高温部６６に伝達された熱エネルギーは、ヒートパイプ流体５８の相の液体状態から気体状態への変化を徐々にもたらす。気体状態になったヒートパイプ流体は、次に、それぞれのヒートパイプの各冷温部６８の方向に、溜めの様々な流路７０を通って上昇してゆく。パイプの高温部６６では、溜め６４は、少なくとも局所的に内管７４に寄せて宛がわれていて、内管７４自体は吸収層５２に接触しているので、吸収層５２とヒートパイプ流体５８の間では熱伝導が改善され、その結果、温室効果を逃れる黒体放射による熱損失が小さくなる。

ヒートパイプ流体５８によって高温部６６から冷温部６８へ輸送された熱は、次に、冷温部に配設されている流路７０と第１回路の管４８の間の熱伝導によって、第１伝熱流体１０に伝達される。この熱伝導は、ひいては、第１伝熱流体１０の温度の上昇及びヒートパイプ流体５８の温度の低下をもたらす。

ヒートパイプ流体５８の温度の低下に続き、ヒートパイプ流体５８は、相を再び気体状態から液体状態へ徐々に変化させてゆく。ヒートパイプ流体は、液体状態になると、傾斜角度のせいで、重力によって下降し、太陽放射線から発生する熱エネルギーを再び輸送するために冷温部６８から高温部６６へ戻ってゆく。

貯蔵手段１２は、従って、加熱手段の太陽熱集熱器２６によって発生する熱エネルギーと発電用熱動力機械６によって消費される熱エネルギーの間のバッファとして使用されている。貯蔵手段１２は、従って、発電を太陽の利用可能度から切り離せられるようにしている。

弁２８と、混合器２０と、ポンプ２２、３０を使用している温水発生システム２に関しては、熱エネルギーの貯蔵のみ、熱エネルギーの直接発生、熱エネルギーの貯蔵と発生、熱エネルギーの引き出しと熱エネルギーの直接発生、及び熱エネルギーの引き出しのみ、という幾つかの作動モードが考えられる。

温水発生システム２によって発電用熱動力機械６に供給される熱エネルギーの量を適合させるために、フィードバックループ１８が使用されている。
温水発生システム２によってもたらされる熱のおかげで、作動流体４０は、ボイラー４２の中で液体状態から気体状態へ変化する。作動流体４０は、こうして、気体状態でタービン４３の入口に到達する。気体状態の作動流体は、次に、タービン４３の中で圧力が減少し、機械的エネルギーを供給して、タービンの回転子を回転駆動する。この機械的エネルギーは、電気を発生させるために発電機４４に伝達される。タービン４３の出口では、作動流体４０はなお気体状態にあり、著しく低い圧力下にある。

作動流体４０は、次いで、熱シンク４に接触している凝縮器４５の中で変化して液体状態に戻る。凝縮器４５の出口で、液体状態にある作動流体４０は、次に、ボイラー４２の入口に戻って温水発生システム２によって供給された熱をもう一度利用するために、ポンプ４６によって駆動される。

図６は第２の実施形態を示しており、先に説明された実施形態と同様の品目は、同一の符号を使って標示されている。
この第２の実施形態によれば、ヒートパイプの溜め６４は、複数のヒートパイプ５４に亘って延びる単一の溜め６４を形成するように流体的に相互連係されている。ヒートパイプのセットは、３つの接続管８８を備えている。３つの接続管８８それぞれは、２つの隣り合う溜め６４を連係している。より具体的には、３つの接続管８８それぞれは、２つの隣り合った整列する第２の接続管７０Ｄの間に接続されている。

この第２の実施形態を製造するための方法は、第１の実施形態と同じであり、従って繰り返し説明はしない。
この第２の実施形態の作動は、第１の実施形態と同じであり、従って繰り返し説明はしない。

当業者には、この第２の実施形態によれば、ヒートパイプのセットは、永久的な接続管８８を備えているため、第１の実施形態の一時的な充填管を含んでいないことが理解されるであろう。当業者には、更に、本製造方法は、ヒートパイプの溜め６４が流体的に相互連係されていて個別に閉鎖されていないため、溜めが充填された後に、接続管８８のための裁断工程又はクリンチング工程又は圧縮工程を含んでいないことが理解されるであろう。

よって、本発明によるヒートパイプのセットでは、４つのヒートパイプ５４が同時に作製され、更に溜め６４が一斉に充填されるため、製造費用を削減することができる。太陽熱集熱器のセットの作製は、これにより、４つのヒートパイプが同時に輸送管４８の周りに敷設されるため、容易になる。

４つのヒートパイプの冷温部６８は、互いに独立している４つの従来型のヒートパイプの面積の合計より大きいか又は匹敵する面積を有する共通冷温部を形成しており、それにより、太陽熱集熱器２６と第１輸送回路１４の間の熱交換が改善される。

ヒートパイプの冷温部６８は、機械的に相互連係され、互いと一体化されており、それにより、輸送管４８の周りの４つの太陽熱集熱器２６の機械的剛性が改善され、太陽熱集熱器２６が輸送管４８に対して反ってしまう危険性が低減する。

以上より、本発明は、ヒートパイプのセットの製造費用及び集熱器の取り付け費用を削減できることが理解される。

２ 温水発生システム
４ 熱シンク
６ 発電用熱動力機械
８ 第１伝熱流体加熱手段
１０ 第１伝熱流体
１２ 熱エネルギー貯蔵手段
１４ 第１伝熱流体輸送用の第１閉回路
１６ 貯蔵槽
１８ フィードバックループ
２０ 混合器
２２ 第１ポンプ
２４ 遠隔制御手段
２６ 太陽熱集熱器
２８ 弁
３０ 第２ポンプ
３２ 第２伝熱流体輸送用の第２回路
３４ 第２伝熱流体
３６ ポンプ
３８ 作動流体輸送用の第３回路
４０ 作動流体
４２ ボイラー
４３ タービン
４４ 発電機
４５ 凝縮器
４６ ポンプ
４８ 第１伝熱流体輸送用の管
５０ 熱絶縁シース
５２ 吸収層
５４ ヒートパイプ
５６ 熱絶縁手段
５８ ヒートパイプ流体
６０ 第１シート
６２ 第２シート
６４ 溜め
６６ 高温部
６８ 冷温部
６９ 隙間
７０Ａ 第１平行直線区間
７０Ｂ 第１接続管
７０Ｃ 第２平行直線区間
７０Ｄ 第２接続管
７０Ｅ 収束後分岐区間
７１ 接続部分
７２ 狭くなっている部分
７３ 外管
７３Ａ 外管の第１端
７３Ｂ 外管の第２端
７４ 内管
７４Ａ 内管の第１端
７４Ｂ 内管の第２端
７６ 真空
７８ 接続棒材
８０ 内管の外面
８２ 内管の内面
８４ 充填端
８６ 充填管
８８ 接続管
Ａ 円弧の角度
Ｈ 水平面
Ｉ 高温部の半円筒の軸
Ｌ１、Ｌ２ 高温部及び冷温部のヒートパイプの延びる方向に直交する幅
Ｘ 冷温部の半円筒の軸

Claims (15)

1. 太陽熱集熱器用のヒートパイプのセットであって、複数のヒートパイプを備え、それぞれのヒートパイプは、各太陽熱集熱器に敷設するのに適していて、ヒートパイプ流体を収容しており、第１シートと第２シートが局所的に互いに結合されて溜めの境界を定めており、前記溜めは、前記ヒートパイプ流体を収容し、前記ヒートパイプ流体を蒸発させるための高温部と前記ヒートパイプ流体を凝縮させるための冷温部に亘ってのび、前記２枚のシートの間の隙間によって形成されており、少なくとも２つのヒートパイプの前記溜めは、同じ第１シートと同じ第２シートによって境界を定められている、ヒートパイプのセットにおいて、
   前記少なくとも２つのヒートパイプの２つの隣接する冷温部は、互いに部分的に結合されており、前記少なくとも２つのヒートパイプの前記高温部は分離されている、型式のヒートパイプのセット。
2. 前記ヒートパイプの前記溜めは、流体的に相互連係されて、前記複数のヒートパイプに亘ってのびる単一の溜めを形成している、請求項１に記載のセット。
3. 前記シートは、金属シート、好適にはアルミニウム製のシートである、請求項１に記載のセット。
4. 太陽熱集熱器のセットにおいて、複数の太陽熱集熱器を備え、それぞれの集熱器は、
   第１端及び第２端を有し、前記第１端が閉鎖されている円形断面の外管と、
   前記外管の内側に配設されている太陽放射線吸収層と、
   ヒートパイプのセットの各ヒートパイプと、を備え、
   それぞれの外管は、前記第２端が前記各ヒートパイプを囲んで密封閉鎖されていて、前記外管の内側に真空が形成されており、
   前記ヒートパイプのセットは請求項１に準拠している、型式の太陽熱集熱器のセット。
5. それぞれの太陽熱集熱器は、追加的に、前記外管の内側に配設されている円形断面の内管を備え、それぞれの管は、２つの端を有し、第１端が閉鎖され、前記管同士は第２端が互いにシールされており、前記管同士は前記真空によって分離されている、請求項４に記載の太陽熱集熱器のセット。
6. それぞれの集熱器の前記内管は、前記集熱器の前記外管に向けて配置されている外面と、内面と、を含んでおり、前記集熱器の前記吸収層は前記外面に寄せて配設されており、前記溜めは少なくとも局所的に前記内面に寄せて宛がわれている、請求項５に記載の太陽熱集熱器のセット。
7. それぞれのヒートパイプの前記高温部は、半円筒の形状をしている、請求項４に記載の太陽熱集熱器のセット。
8. それぞれのヒートパイプの前記冷温部は、円筒形の管に接触して配設するのに適しており、前記冷温部は、半円筒の形状をしている、請求項４に記載の太陽熱集熱器のセット。
9. それぞれのヒートパイプの前記高温部は、半円筒の形状をしており、
   それぞれのヒートパイプの前記冷温部は、円筒形の管に接触して配設するのに適しており、前記冷温部は、半円筒の形状をしており、
   それぞれのヒートパイプは、前記高温部と前記冷温部との間に、周方向の広がりが、前記高温部及び前記冷温部の正形部分の広がりに対して狭くなっている部分を含み、前記狭くなっている部分が、前記高温部と前記冷温部との間の接続継手を形成している、請求項４に記載の太陽熱集熱器のセット。
10. 前記集熱器は実質的に互いに平行であり、前記セットは前記太陽熱集熱器を相互接続している少なくとも１つの接続棒材を含んでおり、前記棒材は、実質的に前記集熱器に直交に、それぞれの外管の前記第１端付近に接触して配設されている、請求項４に記載の太陽熱集熱器のセット。
11. 太陽エネルギーから温水を発生させるためのシステムにおいて、
    伝熱流体を太陽エネルギーで加熱するのに適した太陽熱集熱器のセットと、
    伝熱流体を前記太陽熱集熱器と温水分流器の間で輸送するための回路と、を備え、
    前記太陽熱集熱器のセットは請求項４に準拠している、システム。
12. 太陽エネルギーから電気エネルギーを生成するための設備において、
    温水発生システムと、
    熱シンクと、
    前記システム及び前記熱シンクによって発生させる温水を使用している発電用熱動力機械と、を備え、
    前記温水発生システムは請求項１１に準拠している、設備。
13. 複数のヒートパイプを備えている太陽熱集熱器用のヒートパイプのセットであって、それぞれのヒートパイプがヒートパイプ流体を収容している溜めを備え、前記溜めが前記ヒートパイプ流体を蒸発させるための高温部と前記ヒートパイプ流体を凝縮させるための冷温部に亘ってのびている、太陽熱集熱器用のヒートパイプのセットを製造するための方法において、
    第１シートと第２シートを組み立てて、少なくとも２つのヒートパイプのうちの２つの隣り合うヒートパイプの間の接続部分を維持しながら前記シート間に前記少なくとも２つのヒートパイプの前記溜めの境界を定める工程と、
    前記ヒートパイプのセットを、前記高温部のそれぞれの外部輪郭に従って裁断し、前記ヒートパイプの前記高温部分を分離させる工程と、
    前記溜めにヒートパイプ流体を充填する工程と、を含んでいる方法。
14. 前記溜めは、たった１つの充填端から充填される、請求項１３に記載の方法。
15. 前記ヒートパイプのセットが少なくとも１つの一時的な充填管を含んでいて、それぞれの一時的な充填管は、前記冷温部の２つの連続する溜めの間に敷設されており、
    前記方法は、前記溜めが充填された後に、前記一時的な充填管を裁断し、前記ヒートパイプの当該裁断箇所を密封溶接し、前記溜めを個別に閉鎖させる工程を含んでいる、請求項１３に記載の方法。

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