JPH10160262A - 太陽熱収集装置 - Google Patents
太陽熱収集装置Info
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- JPH10160262A JPH10160262A JP8352127A JP35212796A JPH10160262A JP H10160262 A JPH10160262 A JP H10160262A JP 8352127 A JP8352127 A JP 8352127A JP 35212796 A JP35212796 A JP 35212796A JP H10160262 A JPH10160262 A JP H10160262A
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- Japan
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- Pending
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
- F24S10/70—Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits
- F24S10/75—Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits with enlarged surfaces, e.g. with protrusions or corrugations
- F24S10/755—Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits with enlarged surfaces, e.g. with protrusions or corrugations the conduits being otherwise bent, e.g. zig-zag
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S80/00—Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
- F24S80/50—Elements for transmitting incoming solar rays and preventing outgoing heat radiation; Transparent coverings
- F24S80/56—Elements for transmitting incoming solar rays and preventing outgoing heat radiation; Transparent coverings characterised by means for preventing heat loss
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
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- F24S80/50—Elements for transmitting incoming solar rays and preventing outgoing heat radiation; Transparent coverings
- F24S80/54—Elements for transmitting incoming solar rays and preventing outgoing heat radiation; Transparent coverings using evacuated elements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S25/00—Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules
- F24S2025/01—Special support components; Methods of use
- F24S2025/011—Arrangements for mounting elements inside solar collectors; Spacers inside solar collectors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S80/00—Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
- F24S80/50—Elements for transmitting incoming solar rays and preventing outgoing heat radiation; Transparent coverings
- F24S2080/501—Special shape
- F24S2080/503—Special shape in the form of curved covering elements
-
- 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
- Y02E10/44—Heat exchange systems
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
従来の太陽熱収集装置は高温にならずに効率が悪く、真
空式にした場合には装置が大きく且つ重くなる欠点があ
った。 【解決手段】 窓と筐体とその中間に位置する吸熱板と
で構成された太陽熱収集装置において、内部を真空に保
ち、太陽光を採り入れる窓を、シェル構造をした多数の
小さい窓素子を連結して構成し、該素子を多数の柱で支
え大気圧を分散して支えると共に、窓と筐体の中間に位
置する吸熱板に穴をあけて、該柱が吸熱板に触れずに該
穴を貫通して窓と筐体を直接連結できるようにして、軽
い真空式太陽熱収集装置を作れるようにした。
空式にした場合には装置が大きく且つ重くなる欠点があ
った。 【解決手段】 窓と筐体とその中間に位置する吸熱板と
で構成された太陽熱収集装置において、内部を真空に保
ち、太陽光を採り入れる窓を、シェル構造をした多数の
小さい窓素子を連結して構成し、該素子を多数の柱で支
え大気圧を分散して支えると共に、窓と筐体の中間に位
置する吸熱板に穴をあけて、該柱が吸熱板に触れずに該
穴を貫通して窓と筐体を直接連結できるようにして、軽
い真空式太陽熱収集装置を作れるようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は真空式の太陽熱収集
装置、特に平板式の太陽熱収集装置に関する。
装置、特に平板式の太陽熱収集装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の平板式の太陽熱収集装置では、平
板にかかる大気圧が大きいために真空式のものは実現さ
れていなかった。
板にかかる大気圧が大きいために真空式のものは実現さ
れていなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】平板式の真空式太陽熱
収集装置は、太陽光を採り入れる窓と、これを支える筐
体と、窓と筐体の中間に設けられた吸熱板の三つの主要
要素で構成されている。窓に使用する透明板を、大きい
大気圧に抗して、如何にして薄くできるかと言うのが本
発明の一つの課題である。
収集装置は、太陽光を採り入れる窓と、これを支える筐
体と、窓と筐体の中間に設けられた吸熱板の三つの主要
要素で構成されている。窓に使用する透明板を、大きい
大気圧に抗して、如何にして薄くできるかと言うのが本
発明の一つの課題である。
【０００４】窓は大きい大気圧を受けるのでこれを支え
るために、窓には窓を支える柱が必要であるが、この柱
を窓の直下にある吸熱板上におくと、この柱を通して吸
熱板の熱が窓から外部に逃げる。このような経路で熱が
逃げないようにするのが本発明の他の課題である。
るために、窓には窓を支える柱が必要であるが、この柱
を窓の直下にある吸熱板上におくと、この柱を通して吸
熱板の熱が窓から外部に逃げる。このような経路で熱が
逃げないようにするのが本発明の他の課題である。
【０００５】また、高温になる吸熱板に柱が触れる構造
では、柱に融点の低い安価なプラスチックを使用するこ
とができないと言う欠点が生ずるが、この欠点を取り除
くのが他の課題である。
では、柱に融点の低い安価なプラスチックを使用するこ
とができないと言う欠点が生ずるが、この欠点を取り除
くのが他の課題である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】太陽熱収集装置の太陽光
を採り入れる窓の面積は、１単位で数平米あるので、窓
にかかる大気圧は数１０トンに達する。この大気圧を１
枚の平板で受けるとすると大変厚い透明板を必要とす
る。それ故本発明では、窓を細かい区画に分けて各区画
毎に柱を立て、大気圧を分散して受けるようにする。
を採り入れる窓の面積は、１単位で数平米あるので、窓
にかかる大気圧は数１０トンに達する。この大気圧を１
枚の平板で受けるとすると大変厚い透明板を必要とす
る。それ故本発明では、窓を細かい区画に分けて各区画
毎に柱を立て、大気圧を分散して受けるようにする。
【０００７】各区画の窓（以下窓素子と言う）の構造
は、単純な平面では材料にかかる応力が大きくなるの
で、窓の構造にはシェル構造（かく構造）を採用する。
は、単純な平面では材料にかかる応力が大きくなるの
で、窓の構造にはシェル構造（かく構造）を採用する。
【０００８】一つの窓素子をあまり細かくすると、柱を
沢山必要として、価格が上昇する。またあまり細い柱は
座屈を起こし易い欠点がある。検討の結果、最も好まし
い窓素子の大きさは一辺が１０センチメートル前後の四
角形か、ほぼ同じ大きさの六角形がよいことが分かっ
た。
沢山必要として、価格が上昇する。またあまり細い柱は
座屈を起こし易い欠点がある。検討の結果、最も好まし
い窓素子の大きさは一辺が１０センチメートル前後の四
角形か、ほぼ同じ大きさの六角形がよいことが分かっ
た。
【０００９】このように分割された複数の窓素子を辺の
所で機密に連結して所要の大きさの窓を形成する。また
大気圧を支えるために３個以上の窓素子の連結点の所に
柱を配する。
所で機密に連結して所要の大きさの窓を形成する。また
大気圧を支えるために３個以上の窓素子の連結点の所に
柱を配する。
【００１０】窓を支える柱が、吸熱板に触れると、吸熱
板の高温の熱が柱を通して窓の方に逃げると言う欠点を
除去するために、柱は吸熱板に触れないで直接筐体によ
って支えられるようにする。そのために、吸熱板に柱の
断面より少し大きい、柱を通すための穴を明ける。この
ように構成すると、窓を支える柱が吸熱板に触れないの
で、吸熱板から柱を通して熱伝導によって、吸熱板の熱
が窓または筐体に逃げることは無くなる。
板の高温の熱が柱を通して窓の方に逃げると言う欠点を
除去するために、柱は吸熱板に触れないで直接筐体によ
って支えられるようにする。そのために、吸熱板に柱の
断面より少し大きい、柱を通すための穴を明ける。この
ように構成すると、窓を支える柱が吸熱板に触れないの
で、吸熱板から柱を通して熱伝導によって、吸熱板の熱
が窓または筐体に逃げることは無くなる。
【００１１】また温度の高い吸熱板に柱が触れないの
で、融点の低い安価なプラスチックの柱を使うことがで
きる。
で、融点の低い安価なプラスチックの柱を使うことがで
きる。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態の太陽熱
収集装置の断面図を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は
（ａ）図のＡ−Ｂで切った横断面図である。図１で１は
太陽熱収集装置、２は筺体、３は窓、４は吸熱板、５は
柱、６は柱を通すために吸熱板に明けられた穴、７は吸
熱板４が吸熱した太陽熱を外部に持ち出すための流体の
熱媒体を通すパイプである。
収集装置の断面図を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は
（ａ）図のＡ−Ｂで切った横断面図である。図１で１は
太陽熱収集装置、２は筺体、３は窓、４は吸熱板、５は
柱、６は柱を通すために吸熱板に明けられた穴、７は吸
熱板４が吸熱した太陽熱を外部に持ち出すための流体の
熱媒体を通すパイプである。
【００１３】筐体２は偏平な箱状の容器のような形状を
し、上部には透明な窓３がかぶさるように構成され、平
面状の底部筐体４は前記した窓３とほぼ平行になるよう
に形成されている。
し、上部には透明な窓３がかぶさるように構成され、平
面状の底部筐体４は前記した窓３とほぼ平行になるよう
に形成されている。
【００１４】窓３は、太陽光が透過できるような透明な
材質例えばガラス等で作られた、多数のシェル構造の窓
素子８の、集合体として形成されている。筺体２と窓３
によって密閉した空間が形成され、内部は真空に保たれ
ると共にその中間の位置に太陽光をうけて熱エネルギー
に変える吸熱板４が設けられている。
材質例えばガラス等で作られた、多数のシェル構造の窓
素子８の、集合体として形成されている。筺体２と窓３
によって密閉した空間が形成され、内部は真空に保たれ
ると共にその中間の位置に太陽光をうけて熱エネルギー
に変える吸熱板４が設けられている。
【００１５】柱５は太陽光を受光する窓３の全域にほぼ
均等に配置され、内部が真空のため図１（ａ）上で上下
から大気圧を受けている筐体２と窓３が、押し潰される
のを防いでいる。柱５は吸熱板４に設けられた、柱５の
断面より大きい穴６を通って、筐体２と窓３を直接連結
しており、吸熱板４には触れていない。そのため太陽熱
によって吸熱板４の温度が上がっても、柱５と吸熱板４
の間は真空であり、吸熱板４から直接柱５に熱伝導で熱
が伝わることはないので、柱５の温度は殆ど上がらな
い。換言すれば吸熱板４の熱エネルギーが柱５を通して
損失となることがないし、柱の温度が上がらないので、
柱５の材料に融点の低いプラスチックを使用することが
できる。この柱５には、座屈による破壊を避け易くする
ためと、太陽熱収集装置１の厚さを薄くするために、１
０〜３０ミリメートル程度の短いものが用いられる。
均等に配置され、内部が真空のため図１（ａ）上で上下
から大気圧を受けている筐体２と窓３が、押し潰される
のを防いでいる。柱５は吸熱板４に設けられた、柱５の
断面より大きい穴６を通って、筐体２と窓３を直接連結
しており、吸熱板４には触れていない。そのため太陽熱
によって吸熱板４の温度が上がっても、柱５と吸熱板４
の間は真空であり、吸熱板４から直接柱５に熱伝導で熱
が伝わることはないので、柱５の温度は殆ど上がらな
い。換言すれば吸熱板４の熱エネルギーが柱５を通して
損失となることがないし、柱の温度が上がらないので、
柱５の材料に融点の低いプラスチックを使用することが
できる。この柱５には、座屈による破壊を避け易くする
ためと、太陽熱収集装置１の厚さを薄くするために、１
０〜３０ミリメートル程度の短いものが用いられる。
【００１６】図２は代表的な窓３の構造と柱５の位置を
示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図で、Ａ−
Ａ’，Ｂ−Ｂ’で切った二つの断面を示している。図２
に見られるように、窓３はシェル構造をした小さい窓素
子８の集合体で構成されている。これらの集合体は、プ
レス或いはインジェクション モールド等の製造技術で
形成される。
示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図で、Ａ−
Ａ’，Ｂ−Ｂ’で切った二つの断面を示している。図２
に見られるように、窓３はシェル構造をした小さい窓素
子８の集合体で構成されている。これらの集合体は、プ
レス或いはインジェクション モールド等の製造技術で
形成される。
【００１７】図３は小さい窓素子８の集合体である窓３
の一部を示す斜視図である。実験によると、太陽熱収集
装置１の窓３を、半径が８８ミリメートルの球形のシェ
ル構造で、一辺が１００ミリメートルの四角形に形成し
た多数のシェルを連結した形で形成すると、ポリカーボ
ネイトを材料として、僅か１ミリメートルの厚さの窓で
も十分の余裕をもって大気圧に耐えられることが分かっ
た。勿論窓素子８の一辺の長さは丁度１００ミリメート
ルに限定されるものではなく、この近辺の長さが経済的
であると言うに過ぎない。厚さや曲率半径の数値につい
ても同様である。図２では窓素子８は、四角形で作られ
ているが、亀の甲のように六角形にすることも好適であ
る。
の一部を示す斜視図である。実験によると、太陽熱収集
装置１の窓３を、半径が８８ミリメートルの球形のシェ
ル構造で、一辺が１００ミリメートルの四角形に形成し
た多数のシェルを連結した形で形成すると、ポリカーボ
ネイトを材料として、僅か１ミリメートルの厚さの窓で
も十分の余裕をもって大気圧に耐えられることが分かっ
た。勿論窓素子８の一辺の長さは丁度１００ミリメート
ルに限定されるものではなく、この近辺の長さが経済的
であると言うに過ぎない。厚さや曲率半径の数値につい
ても同様である。図２では窓素子８は、四角形で作られ
ているが、亀の甲のように六角形にすることも好適であ
る。
【００１８】このように、窓３を多数のシェル構造の窓
素子８の集合体として形成することによって、薄い材料
でも大気圧に耐えられる窓３を構成することができる。
薄い材料で窓を形成できると、安価で軽い太陽熱収集装
置を得ることができる。
素子８の集合体として形成することによって、薄い材料
でも大気圧に耐えられる窓３を構成することができる。
薄い材料で窓を形成できると、安価で軽い太陽熱収集装
置を得ることができる。
【００１９】このようにして太陽熱収集装置１の内部を
真空にすることができると、空気の伝導と対流によって
外部に吸熱板４の熱が逃げると言う真空でない一般の太
陽熱収集装置の欠点を除くことができるので、安価で大
変効率のよい太陽熱収集装置１を得ることができる。
真空にすることができると、空気の伝導と対流によって
外部に吸熱板４の熱が逃げると言う真空でない一般の太
陽熱収集装置の欠点を除くことができるので、安価で大
変効率のよい太陽熱収集装置１を得ることができる。
【００２０】
【発明の効果】本発明によると、受光面積が広く厚さが
薄い軽量で安価な高効率の太陽熱収集装置を得ることが
出来る。従って、屋根等に取り付ける場合、屋根の荷重
を減らすことができ、且つ高効率で安価であるから、冷
暖房その他一般に広く用いることができて、エネルギー
問題、環境問題の解決に大変有用である。
薄い軽量で安価な高効率の太陽熱収集装置を得ることが
出来る。従って、屋根等に取り付ける場合、屋根の荷重
を減らすことができ、且つ高効率で安価であるから、冷
暖房その他一般に広く用いることができて、エネルギー
問題、環境問題の解決に大変有用である。
【図１】（ａ）本発明の実施形態を示す縦断面図 （ｂ）同じくそのＡ−Ｂ横断面図
【図２】窓と柱の構造を示す平面図と断面図
【図３】窓と柱の構造を示す斜視図
１ 太陽熱収集装置 ２ 筐体 ３ 窓 ４ 吸熱板 ５ 柱 ８ 窓素子
Claims (3)
- 【請求項１】 透明な材料で作られたシェル構造をして
いる多角形に形成された窓素子を多数集めて連結して一
体化した窓と前記窓全体にほぼ平等に分布する窓を支え
る多数の柱と窓と筐体の中間に位置する吸熱板とを持つ
ことをを特徴とする太陽熱収集装置。 - 【請求項２】 前記窓素子の多角形の形状を四角形また
は六角形にしたことを特徴とする請求項１記載の太陽熱
収集装置。 - 【請求項３】 前記吸熱板に前記柱が触れずに貫通でき
るような穴をあけたことを特徴とする請求項１記載の太
陽熱収集装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8352127A JPH10160262A (ja) | 1996-11-22 | 1996-11-22 | 太陽熱収集装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8352127A JPH10160262A (ja) | 1996-11-22 | 1996-11-22 | 太陽熱収集装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10160262A true JPH10160262A (ja) | 1998-06-19 |
Family
ID=18421965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8352127A Pending JPH10160262A (ja) | 1996-11-22 | 1996-11-22 | 太陽熱収集装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10160262A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006329606A (ja) * | 2005-05-26 | 2006-12-07 | Kokusai Gijutsu Kaihatsu Co Ltd | 真空平板式太陽熱収集装置 |
| JP2012503755A (ja) * | 2008-09-26 | 2012-02-09 | テイー・ブイ・ピー・ソーラー・エス・アー | 放射スクリーン付き真空太陽熱パネル |
| EP3467397A4 (en) * | 2016-05-26 | 2020-02-26 | XL Co., Ltd | VACUUM SOLAR HEAT COLLECTION PANEL |
-
1996
- 1996-11-22 JP JP8352127A patent/JPH10160262A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006329606A (ja) * | 2005-05-26 | 2006-12-07 | Kokusai Gijutsu Kaihatsu Co Ltd | 真空平板式太陽熱収集装置 |
| JP2012503755A (ja) * | 2008-09-26 | 2012-02-09 | テイー・ブイ・ピー・ソーラー・エス・アー | 放射スクリーン付き真空太陽熱パネル |
| EP3467397A4 (en) * | 2016-05-26 | 2020-02-26 | XL Co., Ltd | VACUUM SOLAR HEAT COLLECTION PANEL |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050301 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050315 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050712 |