JPH06300363A - 太陽熱利用加熱装置 - Google Patents
太陽熱利用加熱装置Info
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- JPH06300363A JPH06300363A JP5111176A JP11117693A JPH06300363A JP H06300363 A JPH06300363 A JP H06300363A JP 5111176 A JP5111176 A JP 5111176A JP 11117693 A JP11117693 A JP 11117693A JP H06300363 A JPH06300363 A JP H06300363A
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- Japan
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- reflector
- heating device
- heating
- solar heat
- container
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
- F24S23/70—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
- F24S23/74—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors with trough-shaped or cylindro-parabolic reflective surfaces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S20/00—Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
- F24S20/30—Solar heat collectors for heating objects, e.g. solar cookers or solar furnaces
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S30/00—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
- F24S30/40—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement
- F24S30/45—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement with two rotation axes
- F24S30/452—Vertical primary axis
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/47—Mountings or tracking
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 きわめてコンパクトなシステム或は装置とし
て加熱装置を形成し、しかも、コンパクトなシステムで
あっても、従来の太陽熱利用装置に比べ格段に高効率の
熱交換を可能にした太陽熱利用の加熱装置を提供する。 【構成】 凹面を太陽光の反射面２とすると共に太陽光
の反射光を焦点３近傍に集光するように形成した反射体
１を、反射体の下部に形成した支持部において垂直軸１
０及び水平軸７の回りにそれぞれ回転可能に支持して立
設する一方、支持部から腕部材を焦点側に延設し、腕部
材の先端に、太陽光の反射光を受ける加熱対象４を配設
した。
て加熱装置を形成し、しかも、コンパクトなシステムで
あっても、従来の太陽熱利用装置に比べ格段に高効率の
熱交換を可能にした太陽熱利用の加熱装置を提供する。 【構成】 凹面を太陽光の反射面２とすると共に太陽光
の反射光を焦点３近傍に集光するように形成した反射体
１を、反射体の下部に形成した支持部において垂直軸１
０及び水平軸７の回りにそれぞれ回転可能に支持して立
設する一方、支持部から腕部材を焦点側に延設し、腕部
材の先端に、太陽光の反射光を受ける加熱対象４を配設
した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、太陽光を効率的に集め
てその熱線による発熱作用を利用し、この熱によって例
えば湯を沸かしたり、加熱調理をしたりするようにした
加熱装置に関するものである。
てその熱線による発熱作用を利用し、この熱によって例
えば湯を沸かしたり、加熱調理をしたりするようにした
加熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、太陽熱を利用した装置として
は給湯システムが知られており、国内では相当に普及し
ているが、夏季と冬期では熱効率が大幅に異なるため、
通年で一定温度以上の湯の供給することはできていな
い。また、従来の太陽熱利用の給湯システムは熱効率の
面からみると、効率がそれ程高くないにも拘らずシステ
ム全体がかなり大がかりで、システム価格も相当に高額
であるため、容易に導入し難い面がある。また、この価
格上の問題が上記の熱効率が余り良くない点と相俟っ
て、今一つ普及しない理由ともなっている。一方、太陽
光を集光してこれを熱源とする加熱調理装置も特開平1-
269861号、特開平2-101350号等として、かなりの提案が
なされているが、いまだ実用化されたものは見当らな
い。
は給湯システムが知られており、国内では相当に普及し
ているが、夏季と冬期では熱効率が大幅に異なるため、
通年で一定温度以上の湯の供給することはできていな
い。また、従来の太陽熱利用の給湯システムは熱効率の
面からみると、効率がそれ程高くないにも拘らずシステ
ム全体がかなり大がかりで、システム価格も相当に高額
であるため、容易に導入し難い面がある。また、この価
格上の問題が上記の熱効率が余り良くない点と相俟っ
て、今一つ普及しない理由ともなっている。一方、太陽
光を集光してこれを熱源とする加熱調理装置も特開平1-
269861号、特開平2-101350号等として、かなりの提案が
なされているが、いまだ実用化されたものは見当らな
い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
太陽熱利用の給湯システムや加熱調理器の現状に鑑み、
きわめてコンパクトなシステム或は装置として加熱装置
を形成し、しかも、コンパクトなシステムであっても、
従来の太陽熱利用装置に比べ格段に高効率の熱交換を可
能にした太陽熱利用の加熱装置を提供することをその課
題としてなされたものである。
太陽熱利用の給湯システムや加熱調理器の現状に鑑み、
きわめてコンパクトなシステム或は装置として加熱装置
を形成し、しかも、コンパクトなシステムであっても、
従来の太陽熱利用装置に比べ格段に高効率の熱交換を可
能にした太陽熱利用の加熱装置を提供することをその課
題としてなされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
を目的としてなされた本発明の構成は、凹面を太陽光の
反射面とすると共に前記太陽光の反射光を焦点近傍に集
光するように形成した反射体を、該反射体の下部に形成
した支持部において垂直軸及び水平軸の回りにそれぞれ
回転可能に支持して立設する一方、前記支持部から腕部
材を前記焦点側に延設し、該腕部材の先端に、前記太陽
光の反射光を受ける加熱対象を配設したことを特徴とす
るものである。
を目的としてなされた本発明の構成は、凹面を太陽光の
反射面とすると共に前記太陽光の反射光を焦点近傍に集
光するように形成した反射体を、該反射体の下部に形成
した支持部において垂直軸及び水平軸の回りにそれぞれ
回転可能に支持して立設する一方、前記支持部から腕部
材を前記焦点側に延設し、該腕部材の先端に、前記太陽
光の反射光を受ける加熱対象を配設したことを特徴とす
るものである。
【０００５】
【実施例】次に本発明の実施例を、図に拠り説明する。
図１は本発明装置における太陽光の集光原理を示す側面
図、図２は本発明装置の太陽光の集光加熱機構の一例を
示す側面図、図３は本発明装置を湯沸給湯システムに形
成した一例のブロック図、図４は本発明装置を調理鍋等
の加熱装置に形成した一例の斜視図である。
図１は本発明装置における太陽光の集光原理を示す側面
図、図２は本発明装置の太陽光の集光加熱機構の一例を
示す側面図、図３は本発明装置を湯沸給湯システムに形
成した一例のブロック図、図４は本発明装置を調理鍋等
の加熱装置に形成した一例の斜視図である。
【０００６】図１は、本発明装置における太陽光の集光
原理を示すもので、１は半径Ｒの球面又は円筒面の内面
にその中心角を約35°前後にして形成した反射面２によ
る凹面状の反射体、３はこの反射体１の反射面の焦点、
４はこの焦点３の少し後方（反射面２からみて）に設定
した加熱対象である。因に、従来公知の凹面反射体を利
用した加熱装置の反射体は凹球面の中心角が大略65°〜
110°程度であったが、本発明では、装置のコンパクト
化のためこの中心角を従来のものの約１／２程度のもの
としている。
原理を示すもので、１は半径Ｒの球面又は円筒面の内面
にその中心角を約35°前後にして形成した反射面２によ
る凹面状の反射体、３はこの反射体１の反射面の焦点、
４はこの焦点３の少し後方（反射面２からみて）に設定
した加熱対象である。因に、従来公知の凹面反射体を利
用した加熱装置の反射体は凹球面の中心角が大略65°〜
110°程度であったが、本発明では、装置のコンパクト
化のためこの中心角を従来のものの約１／２程度のもの
としている。
【０００７】図１において、平行光とみなすことができ
る太陽光S1が反射面２に入射すると、その反射光S2は前
記焦点３に収束し、そこから再び加熱対象４へ向って拡
散する。従って、図１において前記焦点３、又は、その
前，後の近傍に加熱対象４を配置すれば密集した反射光
S2によって高温度になる太陽光の反射光S2が加熱対象４
に受容されることになるので、加熱対象４は相当な高効
率で加熱されることとなる。
る太陽光S1が反射面２に入射すると、その反射光S2は前
記焦点３に収束し、そこから再び加熱対象４へ向って拡
散する。従って、図１において前記焦点３、又は、その
前，後の近傍に加熱対象４を配置すれば密集した反射光
S2によって高温度になる太陽光の反射光S2が加熱対象４
に受容されることになるので、加熱対象４は相当な高効
率で加熱されることとなる。
【０００８】本発明は、上記の加熱原理を利用するもの
であるが、かかる加熱原理自体は従来から公知である。
しかし、本発明ではこの加熱原理の利用形態を更に一歩
進め、装置としての構造の簡素化及び小型化、これによ
るスペ−ス効率の向上と共に、従来より効率のよい加熱
作用を得ようとしたものである。
であるが、かかる加熱原理自体は従来から公知である。
しかし、本発明ではこの加熱原理の利用形態を更に一歩
進め、装置としての構造の簡素化及び小型化、これによ
るスペ−ス効率の向上と共に、従来より効率のよい加熱
作用を得ようとしたものである。
【０００９】このため、本発明では、まず、反射体１を
一例として、従来公知の反射体が例えば中心角を90°前
後にして形成されたもの、図１の反射体１の中心角は大
略70°であったのに対し、図１の中心線Ｌから上半分
（つまり、従来反射体の１／２の中心角、ここでは約35
°に形成された部分）だけを使用するようにした。従っ
て、この面積（又は上下幅）が従来反射体の略１／２と
なった反射体１と対応関係にあるべき加熱対象４は、焦
点３の後方において、中心線Ｌの下半側に位置付けるよ
うにした。
一例として、従来公知の反射体が例えば中心角を90°前
後にして形成されたもの、図１の反射体１の中心角は大
略70°であったのに対し、図１の中心線Ｌから上半分
（つまり、従来反射体の１／２の中心角、ここでは約35
°に形成された部分）だけを使用するようにした。従っ
て、この面積（又は上下幅）が従来反射体の略１／２と
なった反射体１と対応関係にあるべき加熱対象４は、焦
点３の後方において、中心線Ｌの下半側に位置付けるよ
うにした。
【００１０】上記反射体１は、球内面の一部（球内面に
近似した多面体の内面を含む）、又は、円筒内面の一部
（円筒内面に近似した多角筒内面の一部を含む）により
形成するが、その使い方は、当該反射体１の反射面２を
横向き又は縦向きのいずれかの向きで使用することを原
則とする。勿論、そのような向きの中間的な配向も選択
可能であり、どの向きにするかは任意であるが、装置に
組上げたときのバランス、或は、反射体１の向きを太陽
追尾の目的で操作制御するための機構を付設する点など
からみれば、縦向きか横向きが望ましい。
近似した多面体の内面を含む）、又は、円筒内面の一部
（円筒内面に近似した多角筒内面の一部を含む）により
形成するが、その使い方は、当該反射体１の反射面２を
横向き又は縦向きのいずれかの向きで使用することを原
則とする。勿論、そのような向きの中間的な配向も選択
可能であり、どの向きにするかは任意であるが、装置に
組上げたときのバランス、或は、反射体１の向きを太陽
追尾の目的で操作制御するための機構を付設する点など
からみれば、縦向きか横向きが望ましい。
【００１１】ここで、筒状凹面の反射体１を縦向きに使
うと、この反射体１はいわばシリンダ−ミラ−（乃至は
その一部）になる。また、反射体１を横向きにして使用
する場合において、当該反射体１を上下方向において、
例えば、図２に示すように、３分割の可動タイプに形成
すると共に、３個の反射体部材1a，1b，1cを互に前後に
重ねて重合させて格納する構造とし、反射体部材1a〜1c
を拡げたり閉じたりして各反射面2a，2b，2cの反射面積
を広，狭コントロ−ルするようにしてもよい。この場合
の反射体１は、図１の場合の半分位の縦幅の反射体１で
もよいが、拡げたとき、図１の全幅サイズ（例えば中心
角90°の反射体）、或は、それより少し小さい程度の反
射体であることがより好ましい。61A，61B，61Cは各反
射体部材1a，1b，1cの支持ア−ム、31は焦点３の後方に
位置付けた各反射体部材1a〜1cの支持ア−ムの枢着点で
ある。
うと、この反射体１はいわばシリンダ−ミラ−（乃至は
その一部）になる。また、反射体１を横向きにして使用
する場合において、当該反射体１を上下方向において、
例えば、図２に示すように、３分割の可動タイプに形成
すると共に、３個の反射体部材1a，1b，1cを互に前後に
重ねて重合させて格納する構造とし、反射体部材1a〜1c
を拡げたり閉じたりして各反射面2a，2b，2cの反射面積
を広，狭コントロ−ルするようにしてもよい。この場合
の反射体１は、図１の場合の半分位の縦幅の反射体１で
もよいが、拡げたとき、図１の全幅サイズ（例えば中心
角90°の反射体）、或は、それより少し小さい程度の反
射体であることがより好ましい。61A，61B，61Cは各反
射体部材1a，1b，1cの支持ア−ム、31は焦点３の後方に
位置付けた各反射体部材1a〜1cの支持ア−ムの枢着点で
ある。
【００１２】上記に説明した反射体のうち、図１で説明
した反射体１と加熱対象４とは、本発明加熱装置に構成
する場合の一例として、図３に示すような構造を採る。
した反射体１と加熱対象４とは、本発明加熱装置に構成
する場合の一例として、図３に示すような構造を採る。
【００１３】図３に於て、５は反射体１が前面に取付け
られ、当該反射体１をその後面で支持する枠状のフレ−
ム、６は前記フレ−ム５からほぼ直角な向きで前方へ延
出した支持ア−ムで、先端6aが前記反射体１の反射面２
の焦点３より少し後方（反射面２より離れた位置）まで
形成されており、この先端6aに加熱対象４となる鍋状の
開口容器4Aが吊下支持されている。
られ、当該反射体１をその後面で支持する枠状のフレ−
ム、６は前記フレ−ム５からほぼ直角な向きで前方へ延
出した支持ア−ムで、先端6aが前記反射体１の反射面２
の焦点３より少し後方（反射面２より離れた位置）まで
形成されており、この先端6aに加熱対象４となる鍋状の
開口容器4Aが吊下支持されている。
【００１４】上記ア−ム６を有するフレ−ム５は、その
下端部が水平軸７によって取付台８に回転可能に軸着さ
れていると共に、この取付台８が固定台９に垂直軸10を
介して旋回可能に取付けられている。そして、上記水平
軸７には取付台８に架設されたモ−タ11の出力軸が連結
され、また、垂直軸10には固定台９に取付けられたモ−
タ12の出力軸が連結され、これによって上記フレ−ム５
は、モ−タ11の回転，停止により仰角を任意の角度に変
更，保持でき、また、左右の向き、つまり平面角をモ−
タ12の回転，停止により任意の向きに変更，保持できる
のである。
下端部が水平軸７によって取付台８に回転可能に軸着さ
れていると共に、この取付台８が固定台９に垂直軸10を
介して旋回可能に取付けられている。そして、上記水平
軸７には取付台８に架設されたモ−タ11の出力軸が連結
され、また、垂直軸10には固定台９に取付けられたモ−
タ12の出力軸が連結され、これによって上記フレ−ム５
は、モ−タ11の回転，停止により仰角を任意の角度に変
更，保持でき、また、左右の向き、つまり平面角をモ−
タ12の回転，停止により任意の向きに変更，保持できる
のである。
【００１５】上記軸７，11の旋回のために設けたモ−タ
11，12に代え、シリンダのピストンロッドを、前記軸
７，11から横向きに延設したレバ−（図示せず）に連結
し、前記ロッドの進退動作によって前記２つの軸７，10
を正，逆回転させるようにしてもよい。上記シリンダに
は油圧シリンダ又は空圧シリンダを用いる。
11，12に代え、シリンダのピストンロッドを、前記軸
７，11から横向きに延設したレバ−（図示せず）に連結
し、前記ロッドの進退動作によって前記２つの軸７，10
を正，逆回転させるようにしてもよい。上記シリンダに
は油圧シリンダ又は空圧シリンダを用いる。
【００１６】一方、図３の加熱装置HSでは、開口容器4A
を、常に水平に保持するための側面Ｔ状をなす保持フレ
−ム41Aが支持ア−ム６の先端に水平軸42Aにより支持さ
れ、このフレ−ム41Aに容器4Aが吊下保持されている。
図３の装置では容器4Aの水平姿勢を強制保持するため、
保持フレ−ム41Aからこのフレ−ム41Aと一体の安定ア−
ム43Aを垂設し、このア−ム43Aに、前記支持ア−ム６と
平行なリンクア−ム61の先端を枢着61aすると共に該ア
−ム61の後端を取付台８から垂下したア−ム9aに枢着61
bしている。
を、常に水平に保持するための側面Ｔ状をなす保持フレ
−ム41Aが支持ア−ム６の先端に水平軸42Aにより支持さ
れ、このフレ−ム41Aに容器4Aが吊下保持されている。
図３の装置では容器4Aの水平姿勢を強制保持するため、
保持フレ−ム41Aからこのフレ−ム41Aと一体の安定ア−
ム43Aを垂設し、このア−ム43Aに、前記支持ア−ム６と
平行なリンクア−ム61の先端を枢着61aすると共に該ア
−ム61の後端を取付台８から垂下したア−ム9aに枢着61
bしている。
【００１７】これにより、フレ−ム５と一体のア−ム６
の仰角が変更されても、開口容器4Aの保持フレ−ム13は
常時水平姿勢に強制保持される。なお、44Aは容器4Aの
背後に取付杆45Aを介して立設したバックボ−ドで、反
射面２からの反射光S2が容器4Aの背後遠方にまで届くこ
とがないようにしている。このバックボ−ド44Aはその
容器4Aとの対向面を反射面に形成することもある。
の仰角が変更されても、開口容器4Aの保持フレ−ム13は
常時水平姿勢に強制保持される。なお、44Aは容器4Aの
背後に取付杆45Aを介して立設したバックボ−ドで、反
射面２からの反射光S2が容器4Aの背後遠方にまで届くこ
とがないようにしている。このバックボ−ド44Aはその
容器4Aとの対向面を反射面に形成することもある。
【００１８】上記図３の加熱装置HSは、その開口容器4A
に、加熱調理したい調理材料を収容してその材料を加熱
調理するために使用するほか、海水や川の水などを収容
して加熱することにより、発生する水蒸気を捕集して冷
却することによって蒸留水、即ち飲料水を作ったり、対
象が海水の場合には前記蒸留水の生成と同時に塩分を分
離回収するために使用することができる。
に、加熱調理したい調理材料を収容してその材料を加熱
調理するために使用するほか、海水や川の水などを収容
して加熱することにより、発生する水蒸気を捕集して冷
却することによって蒸留水、即ち飲料水を作ったり、対
象が海水の場合には前記蒸留水の生成と同時に塩分を分
離回収するために使用することができる。
【００１９】図３に示した例は、容器4Aに太陽光S1の反
射光S2を収束させて照射するため、反射面２は、球状凹
面の一部により形成したものとするが、反射面２に筒状
凹面の一部を用いた反射体１を使用した本発明加熱装置
の一例の要部は、図４に示すとおりである。この図４に
おいて、図３と同一符号は同一部材，同一部分を示す
が、図４の装置HSが図３の装置と異なる点は、反射体１
の反射面２が筒状であるように、加熱対象４は図５，図
６に例示するようなパイプ材などによる閉鎖容器4Bとな
ることである。図５の閉鎖容器4Bは、銅パイプやアルミ
パイプにより形成したものであり、図６の容器4Bは、そ
のようなパイプを偏平にして受光面を拡大すると共に、
背面に熱絶縁体41Bを設けたものの一例である。
射光S2を収束させて照射するため、反射面２は、球状凹
面の一部により形成したものとするが、反射面２に筒状
凹面の一部を用いた反射体１を使用した本発明加熱装置
の一例の要部は、図４に示すとおりである。この図４に
おいて、図３と同一符号は同一部材，同一部分を示す
が、図４の装置HSが図３の装置と異なる点は、反射体１
の反射面２が筒状であるように、加熱対象４は図５，図
６に例示するようなパイプ材などによる閉鎖容器4Bとな
ることである。図５の閉鎖容器4Bは、銅パイプやアルミ
パイプにより形成したものであり、図６の容器4Bは、そ
のようなパイプを偏平にして受光面を拡大すると共に、
背面に熱絶縁体41Bを設けたものの一例である。
【００２０】上記図３，図４により説明した本発明の加
熱装置HSでは、その反射体１と、該反射体１の反射面２
によって収束される反射光S2により加熱される加熱対象
４（4A又は4B）とを支持したフレ−ム５とア−ム６と
は、２つのモ−タ11，12の作動を操作制御することによ
って、四季の如何を問わず日昇時から日没までの間にお
いて常に太陽を追尾することができるので、加熱効率が
きわめて良い。ここで、上記モ−タ11，12の操作制御
は、図示しないが太陽光に感応する光センサとこの光セ
ンサの出力信号を処理して上記モ−タ11又は12のいずれ
か一方又は双方を正転，逆転させる制御部とにより形成
したモ−タ制御部により行う。
熱装置HSでは、その反射体１と、該反射体１の反射面２
によって収束される反射光S2により加熱される加熱対象
４（4A又は4B）とを支持したフレ−ム５とア−ム６と
は、２つのモ−タ11，12の作動を操作制御することによ
って、四季の如何を問わず日昇時から日没までの間にお
いて常に太陽を追尾することができるので、加熱効率が
きわめて良い。ここで、上記モ−タ11，12の操作制御
は、図示しないが太陽光に感応する光センサとこの光セ
ンサの出力信号を処理して上記モ−タ11又は12のいずれ
か一方又は双方を正転，逆転させる制御部とにより形成
したモ−タ制御部により行う。
【００２１】次に、上記の加熱対象４に閉鎖容器4Bを用
いて本発明加熱装置を給湯システムに構成した一例につ
いて、図７により説明する。図７に示した本発明による
給湯システムは、中間に腕木14を有するポ−ル状の支柱
13の上に、断熱材15bを介して外部と遮断された給湯容
器15aをタンク15として備えると共に、前記腕木14の先
端部に図４により説明した加熱装置HSが設置され、前記
タンク15と加熱装置HSの加熱対象４としてア−ム６に設
けた閉鎖容器4Bとが、４本の配管16a，16b、17a，17bに
より結ばれている。なお、タンク15における15cは圧力
チェックバルブである。
いて本発明加熱装置を給湯システムに構成した一例につ
いて、図７により説明する。図７に示した本発明による
給湯システムは、中間に腕木14を有するポ−ル状の支柱
13の上に、断熱材15bを介して外部と遮断された給湯容
器15aをタンク15として備えると共に、前記腕木14の先
端部に図４により説明した加熱装置HSが設置され、前記
タンク15と加熱装置HSの加熱対象４としてア−ム６に設
けた閉鎖容器4Bとが、４本の配管16a，16b、17a，17bに
より結ばれている。なお、タンク15における15cは圧力
チェックバルブである。
【００２２】即ち、常温の例えば水道水をタンク15内に
導入する水供給パイプ16aが途中にバルブ16c，チャンバ
16dを介してタンク15の容器15aに接続されていると共
に、該容器15aから給水パイプ16bが導出され、ここでは
該パイプ16bが閉鎖容器4Bの下部に接続されている。一
方、前記容器4Bの上端は、湯供給パイプ17aを介して前
記タンク15の容器15aに接続されていると共に、このタ
ンク15の容器15aからは給湯パイプ17bが途中にバルブ17
cを挿入して接続されている。
導入する水供給パイプ16aが途中にバルブ16c，チャンバ
16dを介してタンク15の容器15aに接続されていると共
に、該容器15aから給水パイプ16bが導出され、ここでは
該パイプ16bが閉鎖容器4Bの下部に接続されている。一
方、前記容器4Bの上端は、湯供給パイプ17aを介して前
記タンク15の容器15aに接続されていると共に、このタ
ンク15の容器15aからは給湯パイプ17bが途中にバルブ17
cを挿入して接続されている。
【００２３】上記タンク15の容器15a内に水道水を水供
給パイプ16aを経由して入れると、この容器15aの水は給
水パイプ16bを通って閉鎖容器4Bに入り、そこから湯供
給パイプ17aを経て上記タンク15の容器15aに戻り、給湯
パイプ17bに入る。この状態、つまり、タンク15の容器1
5aに水がほぼ一ぱい収容された状態では、バルブ16c，1
7cとも閉じられている。そして、このバルブ16c，17cの
開閉は、タンク15における容器15aの水量、及び／又
は、その湯温を、図示しない水量センサ，温度センサで
常時監視しておき、その水量及び／又は湯温によって上
記バルブ16c，17cを開閉制御することが望ましい。勿
論、上記水量，湯温のインジケ−タ（表示部）を設け、
人がその表示をみて手動で上記バルブ16c，17cを開閉し
てもよい。
給パイプ16aを経由して入れると、この容器15aの水は給
水パイプ16bを通って閉鎖容器4Bに入り、そこから湯供
給パイプ17aを経て上記タンク15の容器15aに戻り、給湯
パイプ17bに入る。この状態、つまり、タンク15の容器1
5aに水がほぼ一ぱい収容された状態では、バルブ16c，1
7cとも閉じられている。そして、このバルブ16c，17cの
開閉は、タンク15における容器15aの水量、及び／又
は、その湯温を、図示しない水量センサ，温度センサで
常時監視しておき、その水量及び／又は湯温によって上
記バルブ16c，17cを開閉制御することが望ましい。勿
論、上記水量，湯温のインジケ−タ（表示部）を設け、
人がその表示をみて手動で上記バルブ16c，17cを開閉し
てもよい。
【００２４】本発明による給湯システムは、腕木14に載
架された本発明加熱装置HSの反射体１が、常時、太陽を
追尾すること、及び、加熱装置HSの閉鎖容器4Bに入った
水はそれ程容量が多くないことと相俟って、前記閉鎖容
器4B内にある水はきわめて短時間で沸騰温度に達する。
従って、パイプ16b，17aを介して接続されたタンク15の
容器15aと前記閉鎖容器4Bの間において、タンク15内の
水は、順次前記容器4Bを通過するように自然対流し、こ
れによって沸騰温度乃至はその近くの温度にまで逐次加
熱され、これによってタンク15内の水の温度は熱湯乃至
は相当高温の湯になる。
架された本発明加熱装置HSの反射体１が、常時、太陽を
追尾すること、及び、加熱装置HSの閉鎖容器4Bに入った
水はそれ程容量が多くないことと相俟って、前記閉鎖容
器4B内にある水はきわめて短時間で沸騰温度に達する。
従って、パイプ16b，17aを介して接続されたタンク15の
容器15aと前記閉鎖容器4Bの間において、タンク15内の
水は、順次前記容器4Bを通過するように自然対流し、こ
れによって沸騰温度乃至はその近くの温度にまで逐次加
熱され、これによってタンク15内の水の温度は熱湯乃至
は相当高温の湯になる。
【００２５】従って、湯を使いたい場合には、給湯パイ
プ17bからタンク15の容器15a内にある湯を取出すことと
なる。図７に示す本発明加熱装置を適用した給湯システ
ムでは、タンク15における容器15a内に貯められた水全
体が所定の温度に上昇されれば、水供給パイプ16aのバ
ルブ16cと給温パイプ17bのバルブ17cとを関連させて開
閉制御することにより、例えば、給湯パイプ17bのバル
ブ17cが開けられてタンク15の湯が消費されるとき、水
供給パイプ16aのバルブ16cもあけてタンク15に水を供給
するようにすることによって、タンク15内の湯をほぼ一
定レベル湯量，湯温に保つことが可能になる。
プ17bからタンク15の容器15a内にある湯を取出すことと
なる。図７に示す本発明加熱装置を適用した給湯システ
ムでは、タンク15における容器15a内に貯められた水全
体が所定の温度に上昇されれば、水供給パイプ16aのバ
ルブ16cと給温パイプ17bのバルブ17cとを関連させて開
閉制御することにより、例えば、給湯パイプ17bのバル
ブ17cが開けられてタンク15の湯が消費されるとき、水
供給パイプ16aのバルブ16cもあけてタンク15に水を供給
するようにすることによって、タンク15内の湯をほぼ一
定レベル湯量，湯温に保つことが可能になる。
【００２６】なお、図７の給湯システムにおいて水供給
パイプ16aと給水パイプ16bとはタンク15の容器15aを介
して接続されているが、両パイプ16a，16bとは直結して
もよい。この場合、タンク15の容器15aの中に位置する
パイプ16aは、ジグザグ状乃至は螺旋を描かせてタンク1
5内の温と熱交換し、これにより水を予熱するようにし
てもよい。
パイプ16aと給水パイプ16bとはタンク15の容器15aを介
して接続されているが、両パイプ16a，16bとは直結して
もよい。この場合、タンク15の容器15aの中に位置する
パイプ16aは、ジグザグ状乃至は螺旋を描かせてタンク1
5内の温と熱交換し、これにより水を予熱するようにし
てもよい。
【００２７】また、図７の給湯システムでは、筒状凹面
の反射面２を有する反射体１を、その筒状凹面を縦向き
にして使用したが、筒状凹面の反射面２を有する反射体
１を横向きにして使用してもよい。この場合、収熱部で
ある加熱対象の閉鎖容器4Bも横向きに配設される。
の反射面２を有する反射体１を、その筒状凹面を縦向き
にして使用したが、筒状凹面の反射面２を有する反射体
１を横向きにして使用してもよい。この場合、収熱部で
ある加熱対象の閉鎖容器4Bも横向きに配設される。
【００２８】図７により説明した給湯システムは、本発
明加熱装置を給湯のために利用したものであるが、本発
明加熱装置においては、加熱対象に閉鎖容器4Bを用いる
ことにより、この容器4B内に高温，高圧の水蒸気を得る
ことができるので、このようにして得られる水蒸気を次
のような形態で利用することができる。
明加熱装置を給湯のために利用したものであるが、本発
明加熱装置においては、加熱対象に閉鎖容器4Bを用いる
ことにより、この容器4B内に高温，高圧の水蒸気を得る
ことができるので、このようにして得られる水蒸気を次
のような形態で利用することができる。
【００２９】即ち、図示しないが、例えば図７に示した
装置におけるタンク15に代えてアキュ−ムレ−タを設け
て閉鎖容器4Bに得られる高圧水蒸気を蓄え、このアキュ
−ムレ−タに蓄えられる水蒸気の圧力を、反射体２の仰
角や平面角を変更するためのシリンダ等の駆動力として
利用するのである。上記アキュ−ムレ−タに蓄えられる
水蒸気圧力は、このほか羽根車の回転，フライホイ−ル
の回転，上記以外のシリンダなどの駆動源として利用す
ることができる。
装置におけるタンク15に代えてアキュ−ムレ−タを設け
て閉鎖容器4Bに得られる高圧水蒸気を蓄え、このアキュ
−ムレ−タに蓄えられる水蒸気の圧力を、反射体２の仰
角や平面角を変更するためのシリンダ等の駆動力として
利用するのである。上記アキュ−ムレ−タに蓄えられる
水蒸気圧力は、このほか羽根車の回転，フライホイ−ル
の回転，上記以外のシリンダなどの駆動源として利用す
ることができる。
【００３０】
【発明の効果】本発明は以上の通りであって、従来の太
陽光を利用した加熱装置は、熱効率を上げようとすると
凹面反射体が大きくなってしまうため、理論上はともか
く実用装置としては実現可能性に乏しいものであった
が、本発明はそのような凹面反射体の一部を利用するよ
うにして太陽光を集光するので、まず装置の大幅なコン
パクト化を図ることができるという利点がある。
陽光を利用した加熱装置は、熱効率を上げようとすると
凹面反射体が大きくなってしまうため、理論上はともか
く実用装置としては実現可能性に乏しいものであった
が、本発明はそのような凹面反射体の一部を利用するよ
うにして太陽光を集光するので、まず装置の大幅なコン
パクト化を図ることができるという利点がある。
【００３１】また、上記反射体とその焦点近傍に配設さ
れる加熱対象とは、一体のフレ−ムにより支持し、か
つ、このフレ−ムを、その仰角及び左右向き、つまり平
面角について太陽を追尾させるように回転可能に支持し
たから、日昇から日没までの間、常に、加熱対象に集光
した太陽光を照射させることができ、きわめて加熱効率
が高いことによって四季を問わず効率のよい加熱状態を
実現できる。
れる加熱対象とは、一体のフレ−ムにより支持し、か
つ、このフレ−ムを、その仰角及び左右向き、つまり平
面角について太陽を追尾させるように回転可能に支持し
たから、日昇から日没までの間、常に、加熱対象に集光
した太陽光を照射させることができ、きわめて加熱効率
が高いことによって四季を問わず効率のよい加熱状態を
実現できる。
【００３２】従って、本発明の加熱装置は、太陽熱給湯
システムや加熱調理器の加熱装置として使用するほか、
河川の水や海水から飲料水を作るための装置、蒸気発生
装置などのための加熱装置に利用してきわめて有用であ
る。
システムや加熱調理器の加熱装置として使用するほか、
河川の水や海水から飲料水を作るための装置、蒸気発生
装置などのための加熱装置に利用してきわめて有用であ
る。
【図１】本発明装置における太陽光の集光原理を示す側
面図。
面図。
【図２】本発明装置の太陽光の集光加熱機構の一例を示
す側面図。
す側面図。
【図３】本発明装置を湯沸給湯システムに形成した一例
のブロック図。
のブロック図。
【図４】本発明装置を調理鍋等の加熱装置に形成した一
例の斜視図。
例の斜視図。
【図５】閉鎖容器の一例の斜視図。
【図６】閉鎖容器の別例の斜視図。
【図７】本発明装置を給湯システムに構成した一例のブ
ロック図。
ロック図。
１ 反射体 ２ 反射面 ３ 焦点 ４ 加熱対象 ５ フレ−ム ６ 支持ア−ム ７ 水平軸 ８ 取付台８ ９ 固定台 10 垂直軸 11，12 モ−タ 13 支柱 14 腕木 15 タンク 16a，16b 配管 17a，17b 配管
Claims (14)
- 【請求項１】 凹面を太陽光の反射面とすると共に前記
太陽光の反射光を焦点近傍に集光するように形成した反
射体を、該反射体の下部に形成した支持部において垂直
軸及び水平軸の回りにそれぞれ回転可能に支持して立設
する一方、前記支持部から腕部材を前記焦点側に延設
し、該腕部材の先端に、前記太陽光の反射光を受ける加
熱対象を配設したことを特徴とする太陽熱利用加熱装
置。 - 【請求項２】 反射面は側面からみて球状凹面又は筒状
凹面をなす凹面の一部により形成し、かつ、その下端部
に垂直軸及び水平軸の支持部を形成した請求項１の太陽
熱利用加熱装置。 - 【請求項３】 反射面が筒状凹面の一部により形成され
た反射体は、前記凹面を縦向き又は横向きにして設けた
請求項１又は２の太陽熱利用加熱装置。 - 【請求項４】 反射体は、反射面の曲率を可変にした請
求項１〜３のいずれかの太陽熱利用加熱装置。 - 【請求項５】 加熱対象は、反射面の焦点に対し前後変
位可能に設けた請求項１〜４のいずれかの太陽熱利用加
熱装置。 - 【請求項６】 反射体は、太陽を追尾してその仰角と平
面角とを操作制御するようにした請求項１〜５のいずれ
かの太陽熱利用加熱装置。 - 【請求項７】 太陽の追尾機構は、モ−タの回転駆動
力、又は、シリンダの進退駆動力を、反射体の支持部に
おいて当該反射体に伝達するため、前記モ−タ又はシリ
ンダの出力軸を前記反射体に直接又は間接に連結した請
求項１〜６のいずれかの太陽熱利用加熱装置。 - 【請求項８】 シリンダは、反射体の反射光によって加
熱され膨張する気体により作動する請求項７の太陽熱利
用加熱装置。 - 【請求項９】 反射面が球状凹面の反射体に対しては鍋
等の開口容器を加熱対象とし、反射面が筒状凹面の反射
体に対してはパイプ等の閉鎖容器を加熱対象とする請求
項１〜８のいずれかの太陽熱利用加熱装置。 - 【請求項10】 鍋等の開口容器を加熱対象とした加熱装
置では、反射体が姿勢変化されても、前記加熱対象を常
に水平に保持するための平行リンクを設けた請求項９の
太陽熱利用加熱装置。 - 【請求項11】 パイプ等の閉鎖容器を加熱対象とした加
熱装置では、この加熱対象に接続されたタンクを具備し
た請求項９の太陽熱利用加熱装置。 - 【請求項12】 加熱対象の容器には、水道水，淡水，海
水乃至は塩水のいずれかを供給して反射体の収束反射光
により加熱し、水蒸気を発生させるようにした請求項１
〜11のいずれかの太陽熱利用加熱装置。 - 【請求項13】 加熱されて容器内に発生する水蒸気は、
それを冷却して蒸留水にするか、又は、前記水蒸気の圧
力を動力源として使用するようにした請求項１〜12のい
ずれかの太陽熱利用加熱装置。 - 【請求項14】 海水乃至は塩水を加熱対象として容器内
で加熱することにより、当該海水乃至は塩水の淡水化を
図ると共に、淡水と塩分とを分けて回収するようにした
請求項12又は13の太陽熱利用加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5111176A JPH06300363A (ja) | 1993-04-15 | 1993-04-15 | 太陽熱利用加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5111176A JPH06300363A (ja) | 1993-04-15 | 1993-04-15 | 太陽熱利用加熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06300363A true JPH06300363A (ja) | 1994-10-28 |
Family
ID=14554420
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5111176A Pending JPH06300363A (ja) | 1993-04-15 | 1993-04-15 | 太陽熱利用加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06300363A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100644389B1 (ko) * | 2004-11-30 | 2006-11-10 | 정오진 | 태양에너지 집열장치 |
| WO2011108771A1 (ko) * | 2010-03-03 | 2011-09-09 | Hong Jeong-Ho | 태양열을 이용한 각종 물 증류장치 및 증류방법 |
-
1993
- 1993-04-15 JP JP5111176A patent/JPH06300363A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100644389B1 (ko) * | 2004-11-30 | 2006-11-10 | 정오진 | 태양에너지 집열장치 |
| WO2011108771A1 (ko) * | 2010-03-03 | 2011-09-09 | Hong Jeong-Ho | 태양열을 이용한 각종 물 증류장치 및 증류방법 |
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