JP6278990B2 - 太陽エネルギー収集器、及び蓄熱装置 - Google Patents
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Description
本特許出願は、2009年10月5日付けで出願され、W.B.Colsonらのために同じ名称をもつ米国仮特許出願第61/248,550号の優先権を主張し、この米国仮特許出願の開示内容は、参照によって本願明細書に組み込まれる。
利得及び損失の図表
様々な受動的ガラス窓オプションは、発明者によって記録されたようなマサチューセッツ州ボストン市の気候と、冬季月間:12月、1月及び2月の平均である太陽熱入力南向き壁=30BTU/平方フィート/時と、屋内対屋外のデルタT平均=38度とに基づいている。
Claims (42)
- 建物の外部建築用開口部に配置するための太陽エネルギー収集器及び蓄熱装置であって、
前記蓄熱装置の外部側に接した第1のライト、及び前記第1のライトから内部へ離間した第2のライトを含み、断熱空洞の奥行きを画定し、断熱ガスで実質的に充填されている前記断熱空洞と、
前記第2のライト、及び前記第2のライトから内部へ離間した第3のライトを含み、前記断熱空洞の奥行きと少なくとも同じサイズである蓄熱空洞の奥行きを画定し、蓄熱媒体で実質的に充填されている前記蓄熱空洞と、
を備え、
前記蓄熱媒体は、前記第2のライトの表面及び前記第3のライトの表面に粘着し、自立的であり前記蓄熱空洞内で形状を維持するような凝集特性を有するハイドロゲルであり、
前記ハイドロゲルは、前記ハイドロゲルに熱が吸収され且つ続いて放出されると、架橋ゲル状態に維持され、
低放射コーティングが、前記蓄熱媒体から外部への熱放射伝達を妨げ、
前記第2のライトは、前記断熱空洞に面する第1の面と、前記蓄熱空洞に面する第2の面と、を含み
前記低放射コーティングは、前記断熱空洞の中に含まれる前記断熱ガスに接する
太陽エネルギー収集器及び蓄熱装置。 - 前記ハイドロゲルが、前記ハイドロゲルに熱が吸収され且つ続いて放出されると、架橋ゲル状態に維持されるように、前記ハイドロゲルは、紫外線安定性がある、請求項1に記載の太陽エネルギー収集器及び蓄熱装置。
- 前記断熱ガスは、希ガスである、請求項1に記載の太陽エネルギー収集器及び蓄熱装置。
- 前記希ガスは、アルゴン、クリプトン、又はキセノンである、請求項3に記載の太陽エネルギー収集器及び蓄熱装置。
- 前記蓄熱媒体は、光透過性である、請求項1に記載の太陽エネルギー収集器及び蓄熱装置。
- 前記蓄熱媒体は、透明である、請求項5に記載の太陽エネルギー収集器及び蓄熱装置。
- 前記蓄熱媒体は、前記第2のライト及び前記第3のライトに熱的に結合されている、請求項1に記載の太陽エネルギー収集器及び蓄熱装置。
- 前記蓄熱媒体は、太陽スペクトルの赤外線領域内の太陽放射を熱エネルギーに変換する、請求項1に記載の太陽エネルギー収集器及び蓄熱装置。
- 前記蓄熱媒体は、色付けされ、前記太陽スペクトルの前記赤外線領域内の太陽放射と、前記太陽スペクトルの可視領域内の太陽放射と、を熱エネルギーに変換する、請求項8に記載の太陽エネルギー収集器及び蓄熱装置。
- 前記蓄熱媒体は、色付けされ、太陽スペクトルの可視領域内の太陽放射を熱エネルギーに変換する、請求項1に記載の太陽エネルギー収集器及び蓄熱装置。
- 前記蓄熱媒体は、水とポリアクリル酸ナトリウムとから形成される、請求項1に記載の太陽エネルギー収集器及び蓄熱装置。
- 前記第1のライトと前記第2のライトと前記第3のライトとのうちの少なくとも1つは、透明ガラス製である、請求項1に記載の太陽エネルギー収集器及び蓄熱装置。
- 前記第1のライトは、0.70以上の太陽熱利得係数を有する透明ガラスである、請求項12に記載の太陽エネルギー収集器及び蓄熱装置。
- 前記第3のライトは、前記蓄熱媒体を通過する太陽エネルギーが、前記第3のライトにより吸収され且つ前記蓄熱媒体に戻るように、色付けされている、請求項1に記載の太陽エネルギー収集器及び蓄熱装置。
- 前記低放射コーティングは、0.3以下の放射率を有する、請求項1に記載の太陽エネルギー収集器及び蓄熱装置。
- 前記低放射コーティングは、太陽スペクトルの赤外線領域内の太陽放射の0.5%から99.5%を熱エネルギーに変換する、請求項15に記載の太陽エネルギー収集器及び蓄熱装置。
- 前記熱エネルギーは、前記蓄熱媒体へ伝達される、請求項16に記載の太陽エネルギー収集器及び蓄熱装置。
- 前記蓄熱空洞の前記奥行きは、前記断熱空洞の前記奥行きより大きい、請求項1に記載の太陽エネルギー収集器及び蓄熱装置。
- 前記蓄熱空洞の前記奥行きは、前記断熱空洞の前記奥行きの少なくとも2倍である、請求項18に記載の太陽エネルギー収集器及び蓄熱装置。
- 透光性である、請求項1に記載の太陽エネルギー収集器及び蓄熱装置。
- 透明性である、請求項1に記載の太陽エネルギー収集器及び蓄熱装置。
- 前記低放射コーティングは、前記第2のライトを介して、前記蓄熱媒体に熱的につながれている、請求項1に記載の太陽エネルギー収集器及び蓄熱装置。
- 前記ハイドロゲルは、前記ハイドロゲルに熱が吸収され且つ続いて放出されると、自らを支持し且つ前記蓄熱空洞の中でのその形状を維持する、請求項1に記載の太陽エネルギー収集器及び蓄熱装置。
- 前記ハイドロゲルは、水性基剤のハイドロゲルに対応する、請求項1に記載の太陽エネルギー収集器及び蓄熱装置。
- 前記第3のライトは、前記蓄熱媒体に蓄えられた熱が、前記蓄熱装置の内側に前記第3のライトを介して伝達されるように、熱放射の伝達を許すガラスから形成される、請求項1に記載の太陽エネルギー収集器及び蓄熱装置。
- 前記ハイドロゲルは、架橋ゲル状態を形成するように、前記第2のライトと前記第3のライトとの間で部分的に凝固されている水を含む、請求項1に記載の太陽エネルギー収集器及び蓄熱装置。
- 建物の外部建築用開口部に配置するための太陽エネルギー収集器及び蓄熱装置であって、
前記蓄熱装置の外部側に配置された第1のライトと、
前記第1のライトから内部へ離間し、外部に向く面と内部に向く面とを含む第2のライトと、
前記第1のライトと前記第2のライトの前記外部に向く面との間にあり、前記第1のライトと前記第2のライトとの間の第1の通路を定め、断熱ガスで実質的に充填されている断熱空洞と、
前記第2のライトから内部へ離間した第3のライトと、
前記第2のライトの前記内部に向く面と前記第3のライトとの間にあり、前記第2のライトと前記第3のライトとの間の、前記第1の通路より大きい第2の通路を定め、ハイドロゲルで実質的に充填されている蓄熱空洞と、
前記第2のライトを介して前記蓄熱空洞の中に含まれる前記ハイドロゲルに熱的につながるように、前記第2のライトの前記外部に向く面に配置された低放射コーティングと、
を備え、
前記ハイドロゲルは、前記ハイドロゲルに熱が吸収され且つ続いて放出されると、架橋ゲル状態に維持される、
太陽エネルギー収集器及び蓄熱装置。 - 前記第1の通路に対する前記第2の通路の比は、少なくとも2以上である、請求項27に記載の太陽エネルギー収集器及び蓄熱装置。
- 前記比は、少なくとも4以上である、請求項28に記載の太陽エネルギー収集器及び蓄熱装置。
- 前記第3のライトは、前記ハイドロゲルを通過する太陽エネルギーが、前記第3のライトにより吸収され且つ前記ハイドロゲルに戻るように、色付けされている、請求項27に記載の太陽エネルギー収集器及び蓄熱装置。
- 前記低放射コーティングは、0.3以下の放射率を有する、請求項27に記載の太陽エネルギー収集器及び蓄熱装置。
- 前記ハイドロゲルは、前記ハイドロゲルに熱が吸収され且つ続いて放出されると、自らを支持し且つ前記蓄熱空洞の中でのその形状を維持する、請求項27に記載の太陽エネルギー収集器及び蓄熱装置。
- 前記ハイドロゲルは、水およびポリアクリル酸ナトリウムから形成される、請求項27に記載の太陽エネルギー収集器及び蓄熱装置。
- 建物の外部建築用開口部に配置するための太陽エネルギー収集器及び蓄熱装置であって、
前記蓄熱装置の外部側に配置された第1のライトと、
前記第1のライトから内部へ離間する第2のライト、
前記第1のライトと前記第2のライトとの間にあり、第1の断熱ガスで実質的に充填されている第1の断熱空洞と、
前記第2のライトから内部へ離間した第3のライトと、
前記第2のライトと前記第3のライトとの間にあり、第2の断熱ガスで実質的に充填されている第2の断熱空洞と、
前記第3のライトから内部へ離間した第4のライトと、
前記第3のライトと前記第4のライトとの間にあり、ハイドロゲルで実質的に充填されている蓄熱空洞と、
前記第3のライトの面に配置された低放射コーティングと、
を備え、
前記ハイドロゲルは、前記ハイドロゲルに熱が吸収され且つ続いて放出されると、架橋ゲル状態に維持される、
太陽エネルギー収集器及び蓄熱装置。 - 前記第3のライトは、前記第2の断熱空洞に向く第1の面と前記蓄熱空洞に向く第2の面とを含み、
前記低放射コーティングは、前記第1の面に配置された、
請求項34に記載の太陽エネルギー収集器及び蓄熱装置。 - 前記第1の断熱空洞は、前記第1のライトと前記第2のライトとの間に第1の通路を画定し、
前記第2の断熱空洞は、前記第2のライトと前記第3のライトとの間に第2の通路を画定し、
前記蓄熱空洞は、前記第3のライトと前記第4のライトとの間に、前記第1の通路及び第2の通路より大きい第3の通路を画定する、
請求項34に記載の太陽エネルギー収集器及び蓄熱装置。 - 建物の外部建築用開口部に配置するための太陽エネルギー収集器及び蓄熱装置であって、
前記蓄熱装置の外部側に配置された第1のライトと、
前記第1のライトから内部へ離間し、外部に向く面と内部に向く面とを含む第2のライトと、
前記第1のライトと前記第2のライトの前記外部に向く面との間にあり、断熱ガスで実質的に充填されている断熱空洞と、
前記第2のライトから内部へ離間した第3のライトと、
前記第2のライトの前記内部に向く面と前記第3のライトとの間にあり、ハイドロゲルで実質的に充填されている蓄熱空洞と、
前記第2のライトの前記外部に向く面に配置された低放射コーティングと、
を備え、
前記第3のライトは、前記ハイドロゲルを通過する太陽エネルギーが、前記第3のライトにより吸収され且つ前記ハイドロゲルに戻るように、色付けされており、
前記ハイドロゲルは、前記ハイドロゲルに熱が吸収され且つ続いて放出されると、架橋ゲル状態に維持される、
太陽エネルギー収集器及び蓄熱装置。 - 前記色付けされている第3のライトは、可視エネルギー及び赤外線のエネルギーの双方を吸収する、請求項37に記載の太陽エネルギー収集器及び蓄熱装置。
- 前記第1のライトおよび前記第2のライトの間に延在し且つ乾燥剤材料を含むスペーサを更に備える、請求項1に記載の太陽エネルギー収集器及び蓄熱装置。
- 前記第1のライトおよび前記第2のライトの間に延在し且つ乾燥剤材料を含むスペーサを更に備える、請求項27に記載の太陽エネルギー収集器及び蓄熱装置。
- 前記第1のライトおよび前記第2のライトの間に延在し且つ乾燥剤材料を含むスペーサを更に備える、請求項34に記載の太陽エネルギー収集器及び蓄熱装置。
- 前記第1のライトおよび前記第2のライトの間に延在し且つ乾燥剤材料を含むスペーサを更に備える、請求項37に記載の太陽エネルギー収集器及び蓄熱装置。
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