JPH0664069U - 真空式太陽熱集熱器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 貯水容器の外表面積、すなわち集熱面積を小
さくすることなく、貯水容器内に貯められる熱媒体の量
を減少させることによって、より高温の熱媒体を供給で
きる真空式太陽熱集熱器を提供することを目的とする。 【構成】 貯水容器１３内には、仕切り板２０が取り付
けられ、これによって熱媒体が充填されない空洞部２１
が形成されている。

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ており、その中の１種として特公平３−５６３８７ 号公報に開示されているような一端が密封され、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、全体が該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、該貯水容器内の密封端付近まで挿入された導水管を備えてなる真空式太陽 熱集熱器が存在する。

【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端を、その上方に位置する出口 側ヘッダー管に連結し、また導水管の一端を、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導水管を経て金属製貯水容器内に 水等の熱媒体を供給し、金属製貯水容器内で一定時間汲み置きすることによって 温めた後、さらに導水管から新たな熱媒体を金属製貯水容器内に供給することに よって、金属製貯水容器内で温められた熱媒体を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の場合、気象条件が一定であれば、貯水容器内の熱 媒体の温度は、貯水容器の貯水量と集熱面積によって決まる。例えば貯水容器が 円筒形状の場合、その貯水量と集熱面積は、長さと直径によって決定されること になる。

【０００５】 しかしながら太陽熱集熱器は、そのシステムの用途によって要求される温度が 異なっており、特に冷房用途では、非常に高温の熱が要求されるが、上記の真空 式太陽熱集熱器のような円筒状の貯水容器では、熱媒体の到達温度に限界があり 、システムとして成り立たないという問題がある。

【０００６】 本考案は、上記事情に鑑みなされたものであり、貯水容器の外表面積、すなわ ち集熱面積を小さくすることなく、貯水容器内に貯められる熱媒体の量を減少さ せることによって、より高温の熱媒体を供給でき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。

【０００７】

【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少なくとも６０％以上を占める容積を有 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、該貯 水容器内に挿入された導水管を備えてなる真空式太陽熱集熱器において、貯水容 器内に、熱媒体が充填されない空洞部が形成されてなることを特徴とする。

【０００８】 本考案において貯水容器内に、熱媒体が充填されない空洞部を形成するには、 貯水容器内に仕切りを形成し、その仕切りから密封端側に熱媒体が入らないよう にしたり、貯水容器内に中空の容器を入れるという方法等が採られる。

【０００９】 さらに本考案の貯水容器の外表面には、選択吸収膜が被覆形成されてなるため 、貯水容器内の熱媒体の温度を上げるためには、熱媒体と貯水容器との接触面積 が大きいことが好ましい、換言すれば熱媒体が充填されない空洞部と貯水容器と の接触面積が小さくなるほど貯水容器内の湯温が上がることになる。

【００１０】

【作用】

本考案の真空式太陽熱集熱器は、貯水容器内に熱媒体が充填されない空洞部が 形成されてなるため、従来の真空式太陽熱集熱器において、集熱面積を小さくす ることなく、貯水容器内に貯められる熱媒体の量を減少させることができ、より 高温の熱媒体を供給することが可能となる。

【００１１】

【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。

【００１２】 （実施例１） 図１は、本考案の真空式太陽熱集熱器の縦断面図を示すものである。

【００１３】 図中、真空式太陽熱集熱器１０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１１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１１内部に支持具 １２を介して同軸状に配置され、ガラス容器１１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（図示せず）が被覆形成された円筒状の 金属製貯水容器１３と、該貯水容器１３内に挿入された金属製導水管１４を備え てなる。

【００１４】 導水管１４の一端は、入口側ヘッダー管１５に溶接によって連結されており、 また貯水容器１３の小口径開口部には、金属製の接続管１６の一端が溶接によっ て連結され、この接続管１６の他端は、出口側ヘッダー管１７に溶接によって連 結している。

【００１５】 貯水容器１３内には、仕切り板２０が取り付けられ、これによって熱媒体が充 填されない空洞部２１が形成されている。仕切り板２０は、ロート状で、その先 端部が貯水容器１３の開口部側に向くように配置され、その開口部付近が貯水容 器１３の内表面に溶接されている。また導水管１４は、貯水容器１３内に取り付 けられた仕切り板２０付近まで挿入されている。

【００１６】 このような真空式太陽熱集熱器を使用し、熱媒体としての水を温める場合、ま ず入口側ヘッダー管１５から水を入れると、導水管１４を介して貯水容器１３内 に流入し、一定時間汲み置きされた後、導水管１４と接続管１６との間隙を通っ て出口側ヘッダー管１７に排出されることになる。

【００１７】 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の中央部には、排気管１１ａが形成されて おり、この排気管１１ａ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１１ｂが嵌着される。他方のガラスキャップの中央部には、開口 部が形成され、その開口部には、ガラス封着金具１８の一端が取り付けられてい る。ガラス封着金具１８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。

【００１８】 またガラス封着金具１８の他端には、その外周に被せて円筒状の中継ぎ封着金 具１９の一端が溶接によって取り付けられ、この中継ぎ封着金具１９の他端は、 接続管１６に溶接されて連結している。中継ぎ封着金具１９は、接続管１６と同 一の金属、あるいは熱膨張係数が略同じで、耐蝕性に優れた金属から作製される 。

【００１９】 貯水容器１３は、ステンレス、銅、鉄等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 部と同一の金属、あるいは近似した熱膨張係数を有する金属からなる封止キャッ プを溶接して封鎖することによって作製される。仕切り板２０は、貯水容器１３ と同一の金属、あるいは近似した熱膨張係数を有する金属から作製される。

【００２０】 この真空式太陽熱集熱器１０の貯水容器１３の集熱面積は、０．２２７５ｍ² 、また貯水量は、１２リットルであり、入口側ヘッダー管１５から導水管１４を 介して貯水容器１３内に水を供給した後、日射量５０００ｋｃａｌ／日、ｍ² の 条件で汲み置きしたところ、貯水容器１３内の水の温度は、１８℃から１１２℃ に上昇した。

【００２１】 （実施例２） 図２も、本考案の真空式太陽熱集熱器の縦断面図を示すものである。

【００２２】 この真空式太陽熱集熱器２２は、貯水容器２３と導水管２４以外の構造は、全 て図１の真空式太陽熱集熱器１０と同一である。

【００２３】 すなわちこの真空式太陽熱集熱器２２の貯水容器２３内には、仕切り板は存在 せず、それに代わって導水管２４の周囲に中空の容器２５が配置されており、こ れによって熱媒体が充填されない空洞部２６が形成されている。また導水管２４ の一端は、入口側ヘッダー管２７に連結されているが、その他端は、貯水容器２ ３内の奥方まで挿入されている。

【００２４】 中空の容器２５は、筒型形状を有し、ステンレス、銅、鉄等の金属から作製さ れ、その中央の孔部に導水管２４が差し込まれ、またその側面に支持具２８が取 り付けられており、これによって貯水容器２５内に同軸状に固定されている。

【００２５】 この真空式太陽熱集熱器２２の貯水容器２３の集熱面積は、０．２２７５ｍ² 、また貯水量は、１３リットルであり、入口側ヘッダー管２７から導水管２４を 介して貯水容器２５内に水を供給した後、日射量５０００ｋｃａｌ／日、ｍ² の 条件で汲み置きしたところ、貯水容器２５内の水の温度は、１８℃から１０５℃ に上昇した。

【００２６】 （比較例） 実施例１の真空式太陽熱集熱器１０の貯水容器１３に仕切り板１５を取り付け ず、他は全て同じ構成を有する真空式太陽熱集熱器を作製した。

【００２７】 この貯水容器の集熱面積は、０．２２７５ｍ² 、貯水量は、１９リットルであ り、入口側ヘッダー管から導水管を介して貯水容器内に水を供給した後、５００ ０ｋｃａｌ／日、ｍ² の条件で汲み置きしたところ、貯水容器内の水の温度は、 １８℃から７８℃に上昇したが、実施例１、２の真空式太陽熱集熱器に比べて水 温の到達温度が大幅に低かった。

【００２８】

【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、従来の真空式太陽熱集熱器に比 べて、集熱面積を小さくすることなく、貯水容器内に貯められる熱媒体の量を減 少させるため、より高温の熱媒体を供給することができ、特に冷房システムのよ うに高温の熱が要求されるような用途に使用することが可能となる。

【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】本考案の真空式太陽熱集熱器の縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１０、２２ 真空式太陽熱集熱器 １１ ガラス容器 １３、２３ 金属製貯水容器 １４、２４ 導水管 ２０ 仕切り板 ２１、２６ 空洞部 ２５ 中空容器

Claims (1)

【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、該貯水容器内に挿入さ
   れた導水管を備えてなる真空式太陽熱集熱器において、
   貯水容器の内部に、熱媒体が充填されない空洞部が形成
   されてなることを特徴とする真空式太陽熱集熱器。