JPS5810662B2 - 太陽熱集熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、平管型真空式太陽熱集熱器を並設することに
より構成した太陽熱集熱装置に関するものである。

太陽熱エネルギーは、無尽蔵、蕪公害エネルギーとじて
注目され、その利用技術の研究開発が活発に行われてい
る。

この太陽エネルギーの利用技術としては、すでに冷暖房
用真空管式集熱器があるが、このような集熱器における
問題点は、いかに集熱効率、耐久性を向上させ、コスト
ダウンを図るかという点にある。

しかしながら、すでに提案されている集熱器、例えば特
開昭５２−４０８４６号、同５２−４０８４９号、同５
２−１４０９３６号に記載の冷暖房用真空式集熱器など
では、いずれも種々の問題点を有している。

即ち、これらの集熱器は、第１図に示すように、円筒状
のガラス管１内に集熱フィン３と一体化した集熱パイプ
２を挿入して、ガラス管１の両端または一端を金属から
なるエンドキャップによって気密封着したものが製造さ
れている。

このように既提案の真空式集熱器におけるガラス管１は
、円筒状のものであるため、太陽高度の低い時には隣接
する集熱器の影響によって影が生じ、そのため図示のよ
うに集熱器Ｃ，Ｃ間に所定の間隔りを持たせないと、集
熱フィンが有効に利用されない。

例えば、緯度３４°の所では、集熱フィン幅９２ｍｍ、
傾角１５〜６０°の場合、集熱器中心間距離を１２５〜
１６０ｍｍで配ダルなければ影が生じることになる。

即ち、一定面積において集熱を行う場合に、その間隔部
分だけ集熱面積が減少することになる。

そのため、集熱面積の減少分を集熱器Ｃ２Ｃの下部に反
射板４を設けることにより補うなどの手段を施している
が、十分な集熱効果をあげ難いばかりでなく、反射板設
置費の増大や長期使用による反射板の劣化などが問題と
なっている。

また、上記集熱器Ｃでは集熱フィン３の巾を広くするほ
ど円筒状ガラス管１の径を太くする必要があり、その結
果ガラス管内の真空排気作業に長時間を必要とするほか
、集熱器Ｃ，Ｃ間の間隔を大きくとる必要があり有効な
集熱器とは言えない。

さらに、上記集熱器Ｃではガラス管１が大径であるため
、大量のガラス材料を必要とし、集熱器の高さ及び重量
が増大し、軽量、薄型化を図ることができない。

本発明の目的は、上述した既提案の集熱器における欠点
を改善し、実効集熱面積を広げて集熱効果を高めた薄型
、軽量な太陽熱集熱装置を提供することにある。

また、従来の集熱器ではガラス管の端部封着用のエンド
キャップとして金属製のものを用いているため、この部
分からの熱流出が大きいなどの欠点もあった。

本発明は、このような従来製品の欠点をも改善し、伝導
による熱損失を少なくした太陽熱集熱装置を得ることを
目的とするものである。

而して、本発明の太陽熱集熱装置は、断面が扁平形状を
なすガラス管内に、熱媒体が流れる流液路をもった集熱
板を収容し、該ガラス管の端部に熱媒流路となる通液金
属管を封着したガラスからなるエンドキャップを溶着し
、そのガラス管内を真空状態にすることによって、平管
型真空式太陽熱集熱器を構成し、この集熱器の複数を扁
平状のガラス管における扁平面を平行に並べた状態で密
に並列配置したことを特徴とするものである。

以下、図面を参照して本発明の実施例について詳細に説
明する。

第２図は、本発明の太陽熱集熱装置における平管型真空
式太陽熱集熱器１０の単体を示すもので、透明なガラス
管１１はその断面を長方形または長円形、楕円形等の扁
平形状とし、その内部には集熱構造体１２が収容されて
いる。

この集熱構造体１２は、第３図に示すように、熱伝導の
大きい銅、アルミ、あるいはステンレス鋼からなる板１
３に適当な間隔をもって半円形状の溝１４を縦方向に凹
設し、該板１３の二枚をそれらの溝１４，１４が対向す
るようにして接合させ、これにより両溝１４．１４に断
面円形の流液路１５を形成させた集熱板として構成する
ことができる。

この集熱板は片面が太陽光を受光する面になるため、そ
の面に選択吸収膜加工が施され、また上記流液路１５は
水その他の熱媒体が流れる一本の流路として連結される
。

なお、上記集熱構造体１２は、流液路を形成する集熱パ
イプに集熱フィンを取付けた構造とすることもできる。

第２図に示すように、上記集熱構造体１２を収容したガ
ラス管１１は、その両端をガラスからなるエンドキャッ
プ１６，１７により溶着部１８゜１９において気密に溶
着するが、その溶着にはガス火炎またはガラスソルダー
などが用いられる。

また、一方のエンドキャップ１６には集熱構造体１２の
流液路１５に連通ずるように溶接された通液金属管２０
．２０とガラス管１１内の気体を排出する排気管２１が
気密に封着されている。

なお、図中２２は通液金属管２０．２０に溶着した集熱
パイプを示す。

このような構成を有する集熱器は、排気管２１からガラ
ス管１１内の気体を排気して内部を真空状態とした後に
排気管２１を封じて平管型真空式太陽熱集熱器１０の単
体が構成される。

上記平管型真空式太陽熱集熱器１０は、第４図に示すよ
うに、その複数を扁平形状のガラス管１１における扁平
面を平行に並べた状態で密に並列配置し、各集熱器１０
における流液路１５に対して適宜集熱パイプ２２による
配管を行うことにより、太陽熱集熱装置が構成される。

このような本発明の太陽熱集熱装置によれば、集熱構造
体を扁平なガラス管に収容しているため、各ガラス管を
その管側が接触により破損しない程度に接近させて密に
配列させても、第１図に示す従来の集熱器のように影の
影響を受けず、そのため集熱装置の設置面積における全
太陽光を効率よく吸収させることができ、実効集熱面積
を約２０％増加させることができる。

また、例えば従来の真空式集熱器で集熱フィン幅９５ｍ
ｍ、長さ２５００ｍｍ、集熱パイプ１２φｍｍの場合、
ガラス管は外径１００ｍｍ、内径９６ｍｍ、長さ２５５
０ｍｍを必要とし、この場合のガラス管内の容積は約１
８．４１となるが、本発明に基づいて高さ４０ｍｍ、幅
ｉｏｏｍｍ、肉厚２ｍｍのガラス管を用いた場合、ガラ
ス管内の容積は９．８１となり、約−の減少となる。

このことは、真空排気時間を大幅に短縮するために極め
て有効であり、ガラス材料も約３０％節約でき集熱器の
総重量を軽減できるほか、簡さも１／２以下の薄型にで
きる。

さらに、本発明においてはガラス管の端部を熱伝導の小
さいガラスからなるエンドキャップにより封着している
ため、従来の金属製エンドキャップを用いる場合に比し
て熱伝導等による損失が著しく低減する。

従って総合的には集熱効率が従来の集熱器より著しく高
められた太陽熱集熱装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の真空式太陽熱集熱器の要部破断斜視図、
第２図は本発明の実施例を示す斜視図、第３図は同断面
図、第４図はその配列状態を示す正面図である。 １０・・・・・・平管型真空式太陽熱集熱器、１１・・
・・・・ガラス管、１５・・・・・・流液路、１６，１
７・・・・・・エンドキャップ、２２・・・・・・集熱
パイプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 断面が扁平形状をなすガラス管内に、熱媒体が流れ
   る流液路をもった集熱板を収容し、該ガラス管の端部を
   、上記流液路パイプに連通ずる通液金属管を封着したガ
   ラスからなるエンドキャップによって気密に封着し、そ
   のガラス管内を真空状態にすることによって、平管型真
   空式太陽熱集熱器を構成し、この集熱器の複数を扁平状
   のガラス管における扁平面を平行に並べた状態で密に並
   列配置したことを特徴とする太陽熱集熱装置。