JPH11270912A - 太陽熱収集装置 - Google Patents
太陽熱収集装置Info
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- JPH11270912A JPH11270912A JP10114062A JP11406298A JPH11270912A JP H11270912 A JPH11270912 A JP H11270912A JP 10114062 A JP10114062 A JP 10114062A JP 11406298 A JP11406298 A JP 11406298A JP H11270912 A JPH11270912 A JP H11270912A
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- 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
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
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- 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
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- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
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- F24S80/54—Elements for transmitting incoming solar rays and preventing outgoing heat radiation; Transparent coverings using evacuated elements
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- 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
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- 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
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- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/44—Heat exchange systems
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- Dispersion Chemistry (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 太陽光をレンズ等で収束することなく、１０
０℃以上の高温の熱源として使える平板型の太陽熱収集
装置を得るために、従来の太陽熱収集装置より吸熱板の
背面からの熱損失を大幅に減らすこと。 【解決手段】 平板型の太陽熱収集装置の内部を０．１
パスカル以下の高真空にして、そこに、ガラス、プラス
チック、金属等の板材の表面に、電気の良導体である金
属を材料とした反射面を、真空蒸着、メッキ、またはス
パッタリング等によって形成した板材で作った隔壁を、
１枚以上吸熱板とそれに対向する筐体の底面との間に設
け、吸熱板から熱の伝導と放射によって筺体に向かって
無駄に逃げる熱損失を極度に減少させる。
０℃以上の高温の熱源として使える平板型の太陽熱収集
装置を得るために、従来の太陽熱収集装置より吸熱板の
背面からの熱損失を大幅に減らすこと。 【解決手段】 平板型の太陽熱収集装置の内部を０．１
パスカル以下の高真空にして、そこに、ガラス、プラス
チック、金属等の板材の表面に、電気の良導体である金
属を材料とした反射面を、真空蒸着、メッキ、またはス
パッタリング等によって形成した板材で作った隔壁を、
１枚以上吸熱板とそれに対向する筐体の底面との間に設
け、吸熱板から熱の伝導と放射によって筺体に向かって
無駄に逃げる熱損失を極度に減少させる。
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、特に真空式で平板型の太陽熱収集装置で１００℃
を越す高温の熱出力を出し得る太陽熱収集装置に関す
る。
装置、特に真空式で平板型の太陽熱収集装置で１００℃
を越す高温の熱出力を出し得る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は、太陽
光のエネルギーを吸収する吸熱板を支える熱絶縁物、或
いは吸熱板の周囲の空気、等を通しての熱損失と、吸熱
板からの赤外線放射による放射損失が大きいので、８０
℃以上の高温を効率良く得ることは難しかった。
光のエネルギーを吸収する吸熱板を支える熱絶縁物、或
いは吸熱板の周囲の空気、等を通しての熱損失と、吸熱
板からの赤外線放射による放射損失が大きいので、８０
℃以上の高温を効率良く得ることは難しかった。
【０００３】また従来の平板式の太陽熱収集装置では、
吸熱板の背面から逃げる熱を減らすために、背面を固体
の熱絶縁物で覆っていた。しかし最も優れた熱絶縁物は
真空であり、吸熱板を真空中におくのが最も良い方法で
ある。それにも拘わらず平板式のもので真空式のものが
存在しなかったのは、平板の窓及び筐体にかかる大気圧
が大きくてそれを経済的に支えることができなかった為
である。そのため真空式で平板式のものは市販されてお
らず、真空式のものは全てガラス二重管方式のものであ
った。
吸熱板の背面から逃げる熱を減らすために、背面を固体
の熱絶縁物で覆っていた。しかし最も優れた熱絶縁物は
真空であり、吸熱板を真空中におくのが最も良い方法で
ある。それにも拘わらず平板式のもので真空式のものが
存在しなかったのは、平板の窓及び筐体にかかる大気圧
が大きくてそれを経済的に支えることができなかった為
である。そのため真空式で平板式のものは市販されてお
らず、真空式のものは全てガラス二重管方式のものであ
った。
【０００４】また従来は平板の真空式が無かったため、
真空式のときに特に問題になる、吸熱板の背面からの熱
放射による熱損失を減らすためのは対策はなされていな
かった。一方、真空ガラス二重管方式の欠点は、太陽光
によって暖められたガラス管から、赤外線の二次放射に
よって外部に失われる時のガラス管の放射面積が、入射
した太陽光の面積に対して、π／２倍≒１．６倍になる
ということであった。平板式の場合はこの比率が１：１
である。太陽光に面しない背面からの二次放射による損
失もガラス管は平板の１．６倍である。
真空式のときに特に問題になる、吸熱板の背面からの熱
放射による熱損失を減らすためのは対策はなされていな
かった。一方、真空ガラス二重管方式の欠点は、太陽光
によって暖められたガラス管から、赤外線の二次放射に
よって外部に失われる時のガラス管の放射面積が、入射
した太陽光の面積に対して、π／２倍≒１．６倍になる
ということであった。平板式の場合はこの比率が１：１
である。太陽光に面しない背面からの二次放射による損
失もガラス管は平板の１．６倍である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の解決しようと
する課題は、太陽熱収集装置を従来使われていた１００
℃以下の熱源としてではなく１００℃よりずっと高い例
えば２００℃のような温度の熱源として使えるようにす
る為、或いは１００℃以下の領域で従来品よりはるかに
効率のよい太陽熱収集装置を得る為に、太陽熱収集装置
の吸熱板からの熱損失を如何にして大幅に減らすかと言
うことである。
する課題は、太陽熱収集装置を従来使われていた１００
℃以下の熱源としてではなく１００℃よりずっと高い例
えば２００℃のような温度の熱源として使えるようにす
る為、或いは１００℃以下の領域で従来品よりはるかに
効率のよい太陽熱収集装置を得る為に、太陽熱収集装置
の吸熱板からの熱損失を如何にして大幅に減らすかと言
うことである。
【０００６】熱損失の一つは温度の上がった吸熱板から
放射される主として赤外線の放射によって起こる。吸熱
板の温度が高い場合は、この放射損失は大きい。例えば
１５０℃で放射率０．９の吸熱板が３０℃で放射率０．
９の周囲の灰色放射体に放射するエネルギーは吸熱板の
片面だけからでも約１ｋＷ／平方米に達する。吸熱板か
らの放射損失は吸熱板の表面から窓に向かってのもの
と、吸熱板の背面から筐体に向かってのものの二つであ
る。従って１平方米の吸熱板の放射損失は、この両面に
対するもので約２ｋＷに達する。一方太陽から吸熱板が
貰うエネルギーは約８００Ｗ／平方米である。ガラス二
重管方式の場合はこの放射面積が平板式に比較して大き
いので、更にこの放射損失の問題は深刻である。
放射される主として赤外線の放射によって起こる。吸熱
板の温度が高い場合は、この放射損失は大きい。例えば
１５０℃で放射率０．９の吸熱板が３０℃で放射率０．
９の周囲の灰色放射体に放射するエネルギーは吸熱板の
片面だけからでも約１ｋＷ／平方米に達する。吸熱板か
らの放射損失は吸熱板の表面から窓に向かってのもの
と、吸熱板の背面から筐体に向かってのものの二つであ
る。従って１平方米の吸熱板の放射損失は、この両面に
対するもので約２ｋＷに達する。一方太陽から吸熱板が
貰うエネルギーは約８００Ｗ／平方米である。ガラス二
重管方式の場合はこの放射面積が平板式に比較して大き
いので、更にこの放射損失の問題は深刻である。
【０００７】即ち特別な工夫をしなければ２００℃のよ
うな高温度は太陽光を収束しない太陽熱収集装置では得
られないと言うことである。上述と同じ条件下での吸熱
板からの放射損失が８００Ｗ／平方米位になる温度を概
略計算で求めると、８０〜９０℃位である。このように
放射損失は大きいからこの損失を減らすことは高温の太
陽熱収集装置を得るためには絶対必要である。
うな高温度は太陽光を収束しない太陽熱収集装置では得
られないと言うことである。上述と同じ条件下での吸熱
板からの放射損失が８００Ｗ／平方米位になる温度を概
略計算で求めると、８０〜９０℃位である。このように
放射損失は大きいからこの損失を減らすことは高温の太
陽熱収集装置を得るためには絶対必要である。
【０００８】損失の他の一つは、吸熱板の周囲の空気の
熱伝導と、空気の対流による熱伝達と、吸熱板を支える
熱絶縁物を通しての熱伝導によるものである。吸熱板を
大気圧中におくと空気の伝導、対流による損失は放射に
よる損失とほぼ等しい大きな損失がある。即ち熱損失は
放射と熱伝導の二つによって起こる。この二つの損失は
吸熱板の表裏の両面から起こる。この二つの損失を減ら
すために吸熱板の周囲を真空に近い真空度に保つ手段
と、放射による損失の内、特に吸熱板の底面から筐体へ
の放射による損失を減らす手段を提供するのが本発明の
課題である。
熱伝導と、空気の対流による熱伝達と、吸熱板を支える
熱絶縁物を通しての熱伝導によるものである。吸熱板を
大気圧中におくと空気の伝導、対流による損失は放射に
よる損失とほぼ等しい大きな損失がある。即ち熱損失は
放射と熱伝導の二つによって起こる。この二つの損失は
吸熱板の表裏の両面から起こる。この二つの損失を減ら
すために吸熱板の周囲を真空に近い真空度に保つ手段
と、放射による損失の内、特に吸熱板の底面から筐体へ
の放射による損失を減らす手段を提供するのが本発明の
課題である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】空気による損失を減らす
ために、吸熱板を含む筐体内の気圧を、筐体内の残存空
気による熱伝導が自由分子条件下による熱伝導になる程
度の真空度にする。
ために、吸熱板を含む筐体内の気圧を、筐体内の残存空
気による熱伝導が自由分子条件下による熱伝導になる程
度の真空度にする。
【００１０】吸熱板の背面からの放射損失を減らすため
に、平板の吸熱板を使用し且つ吸熱板の面積を筐体の面
積とほぼ同じにして、吸熱板の背面を密閉空間に近い空
間にして、放射に関する形態係数を１に近い状態とす
る。そして吸熱板の背面とそれに対向する筐体底面の射
出率を減らすようにする。これらの方策によって放射損
失は減少するが、本発明は更に損失を減らす手段を提供
するもので、それは筐体内の真空度を前記のように、自
由分子条件下による熱伝導になるようにして、且つ吸熱
板と筺体の間に金属の反射面を持った隔壁を、吸熱板と
平行に一つまたは複数個設けることである。
に、平板の吸熱板を使用し且つ吸熱板の面積を筐体の面
積とほぼ同じにして、吸熱板の背面を密閉空間に近い空
間にして、放射に関する形態係数を１に近い状態とす
る。そして吸熱板の背面とそれに対向する筐体底面の射
出率を減らすようにする。これらの方策によって放射損
失は減少するが、本発明は更に損失を減らす手段を提供
するもので、それは筐体内の真空度を前記のように、自
由分子条件下による熱伝導になるようにして、且つ吸熱
板と筺体の間に金属の反射面を持った隔壁を、吸熱板と
平行に一つまたは複数個設けることである。
【００１１】このようにすると、残存空気による伝熱
と、放射による伝熱の両方が減少する。所謂スーパーイ
シュレーションと言う熱絶縁が行われる事になる。その
ためには、空気分子の平均自由行程が隔壁と隔壁、或い
は隔壁と吸熱板、或いは隔壁と筐体の間の間隔よりかな
り大きくなる程度の真空度にする。具体的には本太陽熱
収集装置の場合はこの間隔が５〜１０ｍｍ見当であるか
ら、空気の平均自由行程が６ｃｍ位になる０．１パスカ
ル位以下の真空にした上で、前記のように隔壁を設置す
ると言う手段を採用する。
と、放射による伝熱の両方が減少する。所謂スーパーイ
シュレーションと言う熱絶縁が行われる事になる。その
ためには、空気分子の平均自由行程が隔壁と隔壁、或い
は隔壁と吸熱板、或いは隔壁と筐体の間の間隔よりかな
り大きくなる程度の真空度にする。具体的には本太陽熱
収集装置の場合はこの間隔が５〜１０ｍｍ見当であるか
ら、空気の平均自由行程が６ｃｍ位になる０．１パスカ
ル位以下の真空にした上で、前記のように隔壁を設置す
ると言う手段を採用する。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態の太陽熱
収集装置の構造の概略を示す簡略構造図で、（ａ）は平
面図、（ｂ）は図（ａ）のＡ−Ｂで切った横断面図であ
る。
収集装置の構造の概略を示す簡略構造図で、（ａ）は平
面図、（ｂ）は図（ａ）のＡ−Ｂで切った横断面図であ
る。
【００１３】図１で１は太陽熱収集装置、２は筺体、３
は太陽光を採り入れる窓、４は吸熱板、５は吸熱板４の
表面上に設けられた選択吸収膜、６は窓３と吸熱板４と
の間に設けられた選択フィルター、７は吸熱板の裏面に
設けられた反射膜、８は筐体２の底面に設けられた反射
膜、９は反射膜８と吸熱板４との間に吸熱板４と平行に
設けた金属の反射面を持つ隔壁、１０は窓３を支えるた
めに筐体２の底面と窓３を繋ぐ柱、１１は柱１０が隔壁
９に触れないように隔壁９に明けられた穴、１２は柱１
０が吸熱板４に触れないように吸熱板４に明けられた
穴、１３は吸熱板４が吸熱した太陽熱を外部に持ち出す
ための熱媒体を通すパイプ、１４は吸熱板４を支える
柱、である。
は太陽光を採り入れる窓、４は吸熱板、５は吸熱板４の
表面上に設けられた選択吸収膜、６は窓３と吸熱板４と
の間に設けられた選択フィルター、７は吸熱板の裏面に
設けられた反射膜、８は筐体２の底面に設けられた反射
膜、９は反射膜８と吸熱板４との間に吸熱板４と平行に
設けた金属の反射面を持つ隔壁、１０は窓３を支えるた
めに筐体２の底面と窓３を繋ぐ柱、１１は柱１０が隔壁
９に触れないように隔壁９に明けられた穴、１２は柱１
０が吸熱板４に触れないように吸熱板４に明けられた
穴、１３は吸熱板４が吸熱した太陽熱を外部に持ち出す
ための熱媒体を通すパイプ、１４は吸熱板４を支える
柱、である。
【００１４】筐体２は偏平な箱状の容器のような形状を
し、上部は透明なガラス又はガラスとプラスチックの複
合材で作られた窓３で覆われており、筺体２の底部は平
面状に作られ、窓３とほぼ平行になるように形成されて
いる。筐体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が窓３とほぼ同
じ面積で且つ窓３に平行に設けられている。隔壁９は吸
熱板４の背面に平行に且つ吸熱板４に触れないように設
置される。
し、上部は透明なガラス又はガラスとプラスチックの複
合材で作られた窓３で覆われており、筺体２の底部は平
面状に作られ、窓３とほぼ平行になるように形成されて
いる。筐体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が窓３とほぼ同
じ面積で且つ窓３に平行に設けられている。隔壁９は吸
熱板４の背面に平行に且つ吸熱板４に触れないように設
置される。
【００１５】柱１０は太陽光を受光する窓３の全域にほ
ぼ均等に多数配置され、内部が真空のため図１（ｂ）上
で上下から、筐体２と窓３が受けている大気圧を支えて
いる。多数の柱１０で大気圧を分散して受けるので、薄
いガラスやプラスチックで窓３を構成できる。
ぼ均等に多数配置され、内部が真空のため図１（ｂ）上
で上下から、筐体２と窓３が受けている大気圧を支えて
いる。多数の柱１０で大気圧を分散して受けるので、薄
いガラスやプラスチックで窓３を構成できる。
【００１６】太陽光を吸収して吸熱板４の温度が上がっ
て高温になると、吸熱板４はその温度より低い温度の物
体に対して、それぞれの絶対温度の４乗の差に比例した
放射を行う。利用出来る吸熱板４の温度は精々３００℃
以下位であるから、その放射は殆ど赤外領域の波長で行
われる。真空断熱を採用した太陽熱収集装置では、熱損
失は残存空気による伝熱と吸熱板４からの放射によって
起こる。この損失を減少させるために、隔壁９がもうけ
られている。隔壁９には、柱１０が隔壁９に触れてそこ
から温度の上がっている隔壁９から熱伝導によって、熱
が無駄に筐体２等に逃げないように、柱１０が隔壁９に
触れずに隔壁９を貫通できるような大きさの穴１１が明
けられている。
て高温になると、吸熱板４はその温度より低い温度の物
体に対して、それぞれの絶対温度の４乗の差に比例した
放射を行う。利用出来る吸熱板４の温度は精々３００℃
以下位であるから、その放射は殆ど赤外領域の波長で行
われる。真空断熱を採用した太陽熱収集装置では、熱損
失は残存空気による伝熱と吸熱板４からの放射によって
起こる。この損失を減少させるために、隔壁９がもうけ
られている。隔壁９には、柱１０が隔壁９に触れてそこ
から温度の上がっている隔壁９から熱伝導によって、熱
が無駄に筐体２等に逃げないように、柱１０が隔壁９に
触れずに隔壁９を貫通できるような大きさの穴１１が明
けられている。
【００１７】伝熱損失を減らすために、筐体の中は残存
空気の分子が自由分子条件になる真空度にまで減圧され
ている。空気分子の平均自由行程をλとすると、λはお
およそ式１で示される。 λ＝０．６６／ｐ［Ｐａ］ ｍ （１） 式１によると、０．１パスカルの気圧下での空気分子の
平均自由行程は約６．６ｃｍである。式１に示すように
平均自由行程の値は気圧に逆比例する。
空気の分子が自由分子条件になる真空度にまで減圧され
ている。空気分子の平均自由行程をλとすると、λはお
およそ式１で示される。 λ＝０．６６／ｐ［Ｐａ］ ｍ （１） 式１によると、０．１パスカルの気圧下での空気分子の
平均自由行程は約６．６ｃｍである。式１に示すように
平均自由行程の値は気圧に逆比例する。
【００１８】伝熱を行う２面間の距離をｄとしたとき、
ｄと空気分子の平均自由行程λとの間に、ｄ≫λと言う
条件が成立しているとき自由分子条件が満たされている
と言う。圧力が低く、自由分子条件が満たされている場
合は、よく知られているように、空気分子による熱エネ
ルギーの流れは温度勾配によらず、境界条件としての高
温面と低温面の温度差に比例し、これらの二つの面の距
離にはよらない。また圧力に比例する。空気分子による
熱エネルギーの流れが２面間の距離によらないことか
ら、熱の流れと垂直に多数の隔壁９を設ければ熱絶縁は
良くなる。スーパーインシュレーションと呼ばれている
熱絶縁方法である。この際使用する、隔壁９を作る材料
は金属でも、ガラスでも、紙でも、プラスチックでも良
くてその効果には殆ど差はない。
ｄと空気分子の平均自由行程λとの間に、ｄ≫λと言う
条件が成立しているとき自由分子条件が満たされている
と言う。圧力が低く、自由分子条件が満たされている場
合は、よく知られているように、空気分子による熱エネ
ルギーの流れは温度勾配によらず、境界条件としての高
温面と低温面の温度差に比例し、これらの二つの面の距
離にはよらない。また圧力に比例する。空気分子による
熱エネルギーの流れが２面間の距離によらないことか
ら、熱の流れと垂直に多数の隔壁９を設ければ熱絶縁は
良くなる。スーパーインシュレーションと呼ばれている
熱絶縁方法である。この際使用する、隔壁９を作る材料
は金属でも、ガラスでも、紙でも、プラスチックでも良
くてその効果には殆ど差はない。
【００１９】吸熱板４の裏面からの赤外線を主とする放
射による損失は、その面の赤外線の反射率を上げる、換
言すれば赤外線の射出率を下げるように処理することに
よって抑制される。隔壁９も、吸熱板４からの放射を反
射して放射による損失を減らすために、同じように赤外
線の放出率を下げるように処理する。吸熱板４の裏面と
隔壁９の表面の射出率は、吸熱板４の表面の選択吸収膜
５と異なり波長依存性を必要とせず、赤外領域の波長で
射出率の少ないものならば良くて、可視光領域での射出
率の大小は殆ど問題でなく赤外領域と同じでも構わな
い。
射による損失は、その面の赤外線の反射率を上げる、換
言すれば赤外線の射出率を下げるように処理することに
よって抑制される。隔壁９も、吸熱板４からの放射を反
射して放射による損失を減らすために、同じように赤外
線の放出率を下げるように処理する。吸熱板４の裏面と
隔壁９の表面の射出率は、吸熱板４の表面の選択吸収膜
５と異なり波長依存性を必要とせず、赤外領域の波長で
射出率の少ないものならば良くて、可視光領域での射出
率の大小は殆ど問題でなく赤外領域と同じでも構わな
い。
【００２０】赤外線の放射を少なくする処理方法の代表
的な良い方法は金、銀、銅、アルミニウム等の電気の良
導体の金属を反射面として用いることである。これらの
金属の板材をそのまま反射体として用いても良いが、特
にこれらの金属を高真空中で急速に蒸着して作った真空
蒸着膜は大変反射率が高く、１ミクロンより長い波長の
赤外線に対して９８％前後の反射率を示す。蒸着の変わ
りにスパッタリング、或いは化学的なメッキによって形
成された金属膜でも、真空蒸着膜ほどではないが、良く
赤外線を反射する。また隔壁９自身が金属の良導体であ
る場合は、その表面を機械的或いは化学的に研磨するこ
とによって、その表面が赤外線を良く反射するようにす
ることが出来る。
的な良い方法は金、銀、銅、アルミニウム等の電気の良
導体の金属を反射面として用いることである。これらの
金属の板材をそのまま反射体として用いても良いが、特
にこれらの金属を高真空中で急速に蒸着して作った真空
蒸着膜は大変反射率が高く、１ミクロンより長い波長の
赤外線に対して９８％前後の反射率を示す。蒸着の変わ
りにスパッタリング、或いは化学的なメッキによって形
成された金属膜でも、真空蒸着膜ほどではないが、良く
赤外線を反射する。また隔壁９自身が金属の良導体であ
る場合は、その表面を機械的或いは化学的に研磨するこ
とによって、その表面が赤外線を良く反射するようにす
ることが出来る。
【００２１】これらの反射面のなかで最高のものは、
銀、銅または金を真空蒸着したもので、赤外線に対して
９８％以上の反射率を示す。中でも銀は最高の特性を持
ち９９％に近い反射率を示す。
銀、銅または金を真空蒸着したもので、赤外線に対して
９８％以上の反射率を示す。中でも銀は最高の特性を持
ち９９％に近い反射率を示す。
【００２２】これらの金属を蒸着或いはメッキする基材
としては、金属箔或いは金属板、ガラス、プラスチック
フィルム等が適当である。高温出力の太陽熱収集装置に
用いる隔壁９は、２００℃近辺の温度で用いられるの
で、基材としてプラスチックフィルムを用いる時は、ポ
リイミドフィルムのような高温に耐えられる材料を用い
る。
としては、金属箔或いは金属板、ガラス、プラスチック
フィルム等が適当である。高温出力の太陽熱収集装置に
用いる隔壁９は、２００℃近辺の温度で用いられるの
で、基材としてプラスチックフィルムを用いる時は、ポ
リイミドフィルムのような高温に耐えられる材料を用い
る。
【００２３】本発明の太陽熱収集装置１のように放射面
である吸熱板４の裏面と反射面である筐体２の底面と、
隔壁９の３者の面積が殆ど同じでほぼ密閉状態にあり、
放射に関する形態係数がほぼ１と見なされるような場合
は、放射による伝熱は、残存空気による伝熱のように、
放射に係わる２面間の距離にはよらず、その２面の反射
率と２面間の温度差によってきまる。
である吸熱板４の裏面と反射面である筐体２の底面と、
隔壁９の３者の面積が殆ど同じでほぼ密閉状態にあり、
放射に関する形態係数がほぼ１と見なされるような場合
は、放射による伝熱は、残存空気による伝熱のように、
放射に係わる２面間の距離にはよらず、その２面の反射
率と２面間の温度差によってきまる。
【００２４】吸熱板４と筐体２の間に隔壁９を設ける
と、その隔壁９の温度は吸熱板４と筐体２の温度の中間
の温度になって２面間の温度差を分割して小さくしたこ
とになるから、上述の原理によって、吸熱板４からの放
射損失を減らすことができる。
と、その隔壁９の温度は吸熱板４と筐体２の温度の中間
の温度になって２面間の温度差を分割して小さくしたこ
とになるから、上述の原理によって、吸熱板４からの放
射損失を減らすことができる。
【００２５】即ち筐体内の気圧を十分に下げ、赤外線の
反射率の良い金属面をもつ隔壁９を設けることによっ
て、残存空気による伝熱による損失と吸熱板４と筐体２
の間の放射による損失の二つの損失を同時に減らすこと
ができるのである。例えば隔壁９を１枚設けると、損失
を半分に、２枚設けると約１／３にと言うように、劇的
に損失が減少する。
反射率の良い金属面をもつ隔壁９を設けることによっ
て、残存空気による伝熱による損失と吸熱板４と筐体２
の間の放射による損失の二つの損失を同時に減らすこと
ができるのである。例えば隔壁９を１枚設けると、損失
を半分に、２枚設けると約１／３にと言うように、劇的
に損失が減少する。
【００２６】
【発明の効果】入射した太陽エネルギーによって高温に
なった吸熱板から外部空間に無駄に逃げる熱を、筺体内
の気圧を自由分子条件下になるまで減らして、且つ吸熱
板の裏面とそれに対向する筐体面との間に、赤外線の射
出率の少ない金属の反射面を持つ隔壁を設けることによ
って、太陽光をレンズ等で収束することなく高温の出力
温度の太陽熱収集装置を得ることが可能となり、太陽エ
ネルギーを広範囲の用途に適用することが出来て産業上
の効果は多大である。
なった吸熱板から外部空間に無駄に逃げる熱を、筺体内
の気圧を自由分子条件下になるまで減らして、且つ吸熱
板の裏面とそれに対向する筐体面との間に、赤外線の射
出率の少ない金属の反射面を持つ隔壁を設けることによ
って、太陽光をレンズ等で収束することなく高温の出力
温度の太陽熱収集装置を得ることが可能となり、太陽エ
ネルギーを広範囲の用途に適用することが出来て産業上
の効果は多大である。
【図１】太陽熱収集装置の構造を示す概略構造図
１ 太陽熱収集装置 ２ 筐体 ３ 窓 ４ 吸熱板 ９ 隔壁 １０ 穴
Claims (3)
- 【請求項１】 筐体の内部を高い真空度にした真空式平
板型の太陽熱収集装置において、平板の吸熱板の裏面
と、これに対向する筐体の底面との間に、吸熱板の面積
とほぼ同じ面積の、赤外線の反射率の良い金属面を持つ
隔壁を、吸熱板と平行に設けたことを特徴とする太陽熱
収集装置 - 【請求項２】 筐体内の気圧を０．１パスカル以下にし
たことを特徴とする請求項１の太陽熱収集装置 - 【請求項３】 金属、またはガラス、またはプラスチッ
ク、を基材としてその表面に電気伝導度の良い金属を蒸
着した材料で形成した隔壁を用いることを特徴とする請
求項１の太陽熱収集装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11406298A JP3273361B2 (ja) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | 太陽熱収集装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11406298A JP3273361B2 (ja) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | 太陽熱収集装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11270912A true JPH11270912A (ja) | 1999-10-05 |
| JP3273361B2 JP3273361B2 (ja) | 2002-04-08 |
Family
ID=14628087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11406298A Expired - Fee Related JP3273361B2 (ja) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | 太陽熱収集装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3273361B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2660533A3 (en) * | 2012-05-02 | 2014-06-18 | Marko Pintar | Thermal solar collector |
| CN105716300A (zh) * | 2016-03-22 | 2016-06-29 | 华南理工大学 | 高分子材料复合的板式太阳能集热器及其芯板制造方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102445008B (zh) * | 2011-12-08 | 2013-02-20 | 南京工业大学 | 塔式太阳能水/蒸汽复合型板翅热板式吸热器 |
-
1998
- 1998-03-20 JP JP11406298A patent/JP3273361B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2660533A3 (en) * | 2012-05-02 | 2014-06-18 | Marko Pintar | Thermal solar collector |
| CN105716300A (zh) * | 2016-03-22 | 2016-06-29 | 华南理工大学 | 高分子材料复合的板式太阳能集热器及其芯板制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3273361B2 (ja) | 2002-04-08 |
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