JPS5857Y2

JPS5857Y2 - 太陽熱集熱器

Info

Publication number: JPS5857Y2
Application number: JP1980003538U
Authority: JP
Inventors: 美樹岡本; 善雄田中; 弘畠山
Original assignee: 工業技術院長
Priority date: 1980-01-18
Filing date: 1980-01-18
Publication date: 1983-01-05
Also published as: JPS56107135U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、太陽光線を受けて流体の温度を昇温せしめる
太陽熱集熱器に関するものである。

従来、平板型太陽熱集熱器としては、集熱体の上に透明
覆材を設け、集熱体の集熱効率を高めるためにその集熱
体と透明覆材との間にアルミ箔製のハニカムパネル（蜂
の巣状の孔の形成されたパネル）または、中空ガラス管
を介在せしめたものが使われている。

しかしながら、このような従来のハニカムパネルや中空
ガラス管を介在せしめたものは次のような欠点を有して
いた。

すなわち、前者のハニカムパネルを介在させた集熱器で
は、集熱体と透明覆材との間がハニカムパネルの蜂の巣
状の孔で区分されるため小室が形成され、空気の対流に
よる熱放散が削減されるものの、太陽光線の照射がハニ
カムパネルの孔の方向に対し斜めになると、集熱体を直
接照射しなくなり、それだけ集熱効率が低下する。

またハニカムパネルを仮りに透明なプラスチック製とし
たにしても、ハニカムパネルは製作が難かしいため、こ
のパネルを利用した集熱器はコストが高いものとなった
。

また、後者の中空ガラス管を介在させた集熱器では、そ
のガラス管は上記ハニカムパネルと同様に空気の対流に
よる熱放散を削減することはできるが、ガラス管はあま
り薄くすることができないため重量が大きくなり、これ
らを収納する箱も頑丈なものが必要となってやはりコス
トの高いものとなるなどの欠点を有していた。

本考案の目的は、かかる従来技術の欠点を解消せしめ、
空気の対流による放熱を削減すると共に集熱効率が高く
、かつ安価な太陽熱集熱器を提供せんとするものである
。

本考案は上記の目的を達成するため次の構成、すなわち
、少なくとも集熱体と、該集熱体上に設けた透明覆材と
からなる太陽熱集熱器において、波形に折り曲げたプラ
スチックフィルムを、該集熱体と該透明覆材との間であ
って、かつ該集熱体または該透明覆材の表面と該プラス
チックフィルムが折り曲げられて山の形成された部分の
稜線とがほぼ平行となる位置に設けた太陽熱集熱器を特
徴とするものである。

以下、本考案の一実施態様を図面に基づいて説明する。

第１図は、本考案の太陽熱集熱器の断面図、第２図は、
第１図のｘ−ｘ’断面を示す断面図である。

両・図において、１は太陽熱集熱器、２はガラスまたは
プラスチック等で作られた透明覆材、３は受熱板４に流
体通路を形成する集熱管５が接着された集熱体、６は波
形に折り曲げたプラスチック製のフィルム、７は断熱材
、８は箱である。

本考案の太陽熱集熱器１は、図示したように透明覆材２
と、集熱体３との間に波形に折り曲げたフィルム６を設
けた構成に特徴を有するものである。

第３図は、第２図の一部拡大図で、波形に折り曲げたフ
ィルム６およびその近傍の詳細を説明するための断面図
である。

図において、波形に折り曲げられたフィルム６は、頂部
６１．壁部６２、底部６３が各々はぼ直線状となり、矩
形波状を示すもので、山を形成する壁部６２相互の間隔
Ｑ、谷を形成する壁部６２相互の間隔Ｐ、および山の高
さＨは各々次の関係が必要である。

（イ）Ｈ／ＰまたはＨ／Ｑは、３以上が好ましい。

（ロ）Ｐ、Ｑは特に限定されないが、空気の対流による
熱の放散を少なくする点からＰ＝、Ｑが望ましい。

（ハ）壁部６２は、互にほぼ平行になっていることが望
ましい。

なお、透明覆材２または集熱体３の表面と、フィルム６
が折り曲げられて山の形成された部分の稜線とは第１図
〜第３図に示したように、はぼ平行となるように配置す
る。

また、波形に折り曲げたフィルム６と、透明覆材２およ
び集熱体３との各距離、ＫおよびＬはゼロであってもよ
いが各々数粍程度あけた方が集熱体３からの熱の貫流を
防ぐ点で好ましい。

第４図は、第３図の波形に折り曲げたフィルム６の他の
例を示す断面図である。

第３図では、頂部６１、底部６３が各々はぼ直線状とな
っているが、この部分は必ずしも直線状である必要はな
く第４図のような曲線や、図示してないが山形や多角形
状を形成していてもよい。

しかし壁部６２は、はぼ直線状になっておることが望ま
しく、その直線状になった部分６２の長さは、山の高さ
Ｈの約６０％以上の長さを有することが望ましい。

またその直線状になった部分６２は、互にほぼ平行にな
っていることが好ましい。

なお、フィルム６は、フレキシブルで゛透明なプラスチ
ック製のフィルムが最適で、太陽光線の透過率、耐候性
、耐熱性等が高いことが必要で、熱成形性があればよい
が、熱成形性がない場合は波形の枠を作り、その枠にフ
ィルムをそわせて折り曲げてもよい。

また、フィルム６の具体的な例としては、ポリエチレン
テレフタレート２軸延伸フイルム、ポリカーボネートフ
ィルム、ポリフッ化ビニルフィルムなどをあげることが
できる。

第５図は、集熱体の他の例を示す断面図である。

図において、９は波型にプレスした受熱板、１０は断熱
板で、両者は密着されて集熱体３を形成している。

なお、１１は流体の通路である。集熱体は、この他、任
意の形状のものを適用することができる。

集熱体を形成する受熱板は一般にアルミニウム銅、ステ
ンレススチールなど耐食性、熱伝導性のよい材料の上に
黒色塗装等を施したものが用いられるが、一部または全
部をプラスチックで形成したものを用いてもよい。

本考案の太陽熱集熱器１は、上述のように構成されたも
のである。

この集熱器１は、任意の方向に設置してもよいが、特に
集熱体３を傾斜させ、その傾斜面を南向きとして設置す
る場合には、波形に折り曲げたフィルム６の山を形成す
る部分の稜線がほは゛東西の方向を指すように設置する
ことが好ましい。

このような向きに設置すると、朝方から夕刻まで太陽光
線の入射角が変っても、太陽光線がフィルム６の壁部６
２を透過して集熱体３を照射する割合いがほとんど変ら
なくなるため、壁部６２による集熱効率の低下がなくな
る。

なお、本考案の太陽熱集熱器は、上述したように設置す
れば、太陽光線が透明覆材２、フィルム６を透過して集
熱体３を照射するので、集熱管５内の流体は加熱される
。

上述したように、本考案は、透明覆材と集熱体との間に
波形に折り曲げたフィルムを介在せしめたので次のごと
き優れた効果を奏するものである。

（１）集熱体からの対流による放熱を著しく低減できる
ので集熱効率が高い。

（２）太陽光線の透過をほとんど阻害しない。

すなわち、適切な方位および傾斜角度に設置すれば、朝
方から夕刻まで太陽入射角が変化しても太陽光線をよく
透過するので集熱量が多く、シたがって集熱効率が高い
。

（３）薄いプラスチックフィルムを連続成形して製作す
るので、コストが安い。

（４）軽量であるので集熱器のトータルコストが安くで
きる。

以下、実施例および比較例に基いて本考案の実施態様を
説明する。

実施例１厚さＱ、１ｍｍのポリエチレンテレフタレール二軸延伸
フィルム一層からなる透明覆材と、同じく厚さ０．１ｍ
ｍのポリエチレンテレフタレール二軸延伸フィルムを第
３図のように波形（矩形波形）に折り曲げＨ＝３０ｍ
ｍ、Ｐ＝９ｍｍ、Ｑ＝９ｍｍとしたものを
、Ｋ＝ｌＱｍｍの間隔に保って設置し、光線透過率を測
定した。

光線入射角の変更は、波形折り曲げフィルムの頂部の稜
線の方向に対して行なった。

結果は第１表に示す通り光線入射角を６０°まで変化さ
せても６２％の高い光線透過率が得られた。

比較実施例１，２実施例１と比較のため、実施例１と同じ材料で作成した
フィルムハニカム構造体、フィルム鋸刃形折り曲げ構造
体について、実施例１と同じ要領で光線透過率を測定し
た。

結果を比較のため第１表に併記した、比較実施例１のフ
イルムノ）ニカムは光線入射角が６０’になると光線透
過率は１８％という低い値しか得られなかった。

また、比較実施例２のフィルム鋸刃形折り曲げの場合は
実施例１の場合に比べ各光線入射角での透過率７〜１０
％低い値しか得られなかった。

実施例２実施例１と同じ構成の透明フィルム覆材と波形折り曲げ
フィルムを用いて、対流防止効果をみるために熱流出量
を測定した。

各温度の面状発熱体からｌＱｍｍの間隔を設けて配置し
、周囲を断熱して透明覆材からの熱流出量を測定した。

結果を第２表の実施例２の欄に記した。

本考案は透明フィルム一枚の場合に比べ各温度での熱流
出量が５０％以下に減少できることがわかる。

比較実施例３，４比較実施例１および２と同じ構成のものについて実施例
２と比較のために同様の方法で熱流出量を測定した。

結果を第２表の比較実施例３，４の欄に記した。

比較実施例３は比較実施例１と同じ構成、比較実施例４
は比較実施例２と同じ構成である。

比較実施例３は、透明フィルム一枚の場合に比べると熱
流出量は減少したが、本考案の実施例２に比べると熱流
出量は大きく、不満足であった。

実施例３実施例１で用いた透明覆材および波状型構造体を第１〜
３図に示すようにＬ＝１０ｍｍ、Ｋ＝１０
ｍｍにて配置した大きさ１ｍ×２ｍの平板型集熱器に
ついて集熱効率（流体受熱量／日射熱量）を測定し、晴
天（日射量６５０Ｋｃａｌ／Ｍ２−ｈｒ）風速２ｍ／
秒、外気温１０℃の条件において、集熱温度６０℃では
、５８％、８０℃では４７％という高い集熱効率が得ら
れた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の太陽熱集熱器の断面図、第２図は、
第１図のｘ−ｘ’断面を示す断面図である。第３図は、第２図で示した波形に折り曲げたフィルムの
詳細説明のための断面図である。第４図は、第３図の波形に折り曲げたフィルムの他の例
を示す断面図である。第５図は、集熱体の他の例を示す断面図である。１：太陽熱集熱器、２：透明覆材、３：集熱体、４受熱
板、５：集熱管、６．６’ ：波形に折り曲げたフィル
ム、７：断熱材、８：箱、９：受熱板、１０：断熱板、
１１：流体通路。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

少なくとも集熱体と、該集熱体上に設けた透明覆材とか
らなる太陽熱集熱器において、波形に折り曲げたプラス
チックフィルムを、該集熱体と該透明覆材との間であっ
て、かつ該集熱体または該透明覆材の表面と該プラスチ
ックフィルムが折り曲げられて山の形成された部分の稜
線とがほぼ平行となる位置に設けたことを特徴とする太
陽熱集熱器。