JPS59122852A - 太陽熱の集熱器 - Google Patents

太陽熱の集熱器

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JPS59122852A
JPS59122852A JP57229174A JP22917482A JPS59122852A JP S59122852 A JPS59122852 A JP S59122852A JP 57229174 A JP57229174 A JP 57229174A JP 22917482 A JP22917482 A JP 22917482A JP S59122852 A JPS59122852 A JP S59122852A
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JP
Japan
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heat
heat collector
cover plate
solar
solar heat
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Pending
Application number
JP57229174A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuko Godai
五代 暢子
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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/30Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with lenses
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
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  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は太陽熱の集熱器に係9、更に詳細には、受熱器
と加熱パイプとから構成される集熱器であって受熱器の
受熱面に設けられた透明材料から成る蓋の内外面を波形
の形状といもむし状の形状としてこの蓋にレンズ作用を
持たせ、そのレンズの焦点部分附近に熱媒体を満した加
熱パイプを置くことによって、太陽熱を効率よく利用す
ることを可能とした太陽熱の集熱器に関する。
最近エネルギー危機が叫ばれ、石油製品の値段が高騰し
たが、石油資源に限度がみえている現今では、石油に代
る代替エネルギーを確保することは焦眉の急である。そ
の代替エネルギーのうち、石炭等の化石燃料は有限であ
るため、今後は無限に近いエネルギー源である太陽エネ
ルギーはでき得る限り利用しなければならない。
太陽エネルギーは、従来から第1図(斜視図)に例示す
るような集熱器を用いて、家庭等において、冷暖房およ
び給湯用としてかなり広く利用されている。すなわち、
同図において、集熱器1は箱形の受熱器2、受熱器2の
中に収納された加熱パイプ3等から成っておシ、受熱器
2の内部には断熱材が装着され、その太陽に面する面に
はガラス等の透明材からなる蓋板4が取付けられている
周知のよう罠太陽エネルギーは地球上に間断なく、かつ
あまねく降りそそがれているが、そのエネルギー密度は
理論的な最大値であっても1m2当り1.35KSv程
度とされており、緯度、雲量、空中の浮遊物等の影響に
よって、実際に利用しうるエネルギーはこの数分の−に
すぎない。
また周知のように熱エネルギーはその周囲温度に対する
温度差が大きけれは大きいほどエネルギーとして利用し
やすく良質なエネルギーと云われているが、第1図に例
示した集熱器では集熱量も少く、また集められた熱エネ
ルギーも決して良質な本のとは云えなかった。
第2図は太陽光線の方向と受熱器の曲との関係を示した
図である。同図において、受熱器2の受熱面2Aの法I
fM5と太陽光l#6とのなす角をβとすれば受熱面2
Aの単位面積当りが受ける太陽エネルギーはcotβに
比例し、角βが0のとき最大となる。
しかしながら太陽光線は時々刻々に方位角(太陽光線の
水平面に対する投影線と基準水平線とのなす角)αおよ
び太陽高度(太陽光線と水平面とのなす角) Aoを変
えているため、太陽熱を最大限に利用するためには、受
熱面2Aと水平面とのなす角θと、法線5の水平面に対
する投影線とのなす角φとを時々刻々に変える必要があ
る。すなわち受熱器2を時々刻々動かして行く、いわゆ
る太陽熱に対する追尾装置が必要である。
第3図は太陽エネルギーを大量にしかも良質なエネルギ
ーとして使用する例として太陽熱の発電システムにおけ
る集熱装置の一例を示したものである。同図において、
太陽熱の集熱器@11は平面鏡12、放物面鏡13、加
熱パイプ14等から成っており、太陽光線6は平面鏡1
2によって反射され放物面鏡13に対してその軸に平行
な光線となって入射する。したがって放物面鏡の焦点付
近に加熱パイプ14を設置すれば太陽熱は加熱パイプ1
4に集中し、強力に加熱パイプを加熱し、その中を流れ
る水は高温高圧の水蒸気となり、タービン等の発電装置
に流入して発電が行なわれる。
このようにして、例示した発電システムにおいては、太
陽熱が大量でしかも良質なエネルギーとして集められて
いるか、平面鏡12は太陽の移動に従って時々刻々その
角度を変える必要があシ、そのため追尾装置(第3図に
は図示されていない。
)が必要である。
第4図は放物面鏡と太陽光線の方向との関係を示した図
である。(イ)のように太陽光線6が放物面鏡13の軸
と平行に入射すれば、放物面鏡で反射した太陽光線は放
物面鏡の焦点に集中し、その付近に設置した加熱バイブ
14を強力に加熱するが、(ロ)図のように太陽光線6
が放物面鏡13の軸と平行でないときに、放物面鏡で集
熱するエネルギー総量も少いし、また太陽光線が焦点に
集まらないため良質のエネルギーを利用しにくい。した
がって効率のよい太陽熱の利用を計るためには追尾装置
は是非必要である。
しかしながら、この追尾装置は第2図からも明かなよう
に、複雑な運動をする必要があ夛、また太陽の方位角α
、高度ル◎は時刻によって変動するだけでなく、季節に
よっても絶えず変動するため、追尾装置はきわめて精巧
な運動機構が必要であり、そのため設備費が高くなると
いう欠点を有していた。
本発明は以上述べた従来の太陽熱の集熱装置の欠点を解
消し、複雑な機構を有する追尾装置を省き、したがって
設備費が廉く、しかも集熱効率のよい太陽熱の集熱器を
提供することを目的としている。
本発明は集熱器の受熱器に設けた透明材から成る着板の
2つの表面を一方は円柱側面の一部を複数個連結して得
られる波形の面とし、他方を、所定の曲率半径を有する
円弧を軸のまわシに回転して形成する回転曲面を複数個
連結して成るいわゆるいも束状の面とし、その蓋板にレ
ンズ作用を持たせレンズの焦点付近に加熱管を配置ff
ることKよって前記目的を達成している。
以下図面に基いて本発明の実施例について説明する。第
5図は本発明に係る集熱器を示す図で(イ)は平面図、
(ロ)は(イ)におけるローロ断面を矢印方向にみた図
である。同図において、集熱器21は箱形の受熱器22
、受熱器22内に収納された加熱パイプ23、受熱器2
2の−の曲に取付けられた蓋板24等から成っている。
受熱器22は箱状をなしてお勺、その−の面のみが開口
されており、その証には蓋板24が取付は材25によっ
て取付けられている。その面を除く他の面の内1111
1には断熱材26が装置されている。受熱器22の内部
にはパイプ支持板27を介して複数本の加熱パイプ23
が取付けられており、加熱パイプ23の両端部はそれぞ
れヘッダー28に連結している。
第6図は蓋板24と加熱パイプ23とのに■・細を示し
た拡大図で、(イ)は第5図1CI)に示したと同じ部
分の断面図、(ロ)は(イ)におけるローロ断面を矢印
方向にみた図である。同図および第5図において、蓋板
24はアクリル樹カ旨等の透明材料から成っており、そ
の外側の表面24Aは、所定の曲率半径を持つ円弧を所
定の直11131((イ)図では点X1(ロ)図では線
X−Xで示されている。)のまわりに回転して形成され
る回転曲線の複数個を連結して成っておシ、丁度いも去
状になっている。またその内側表面24Bは円柱の側面
の一部を複数個連結して成る波形の面となっている。こ
の円柱の軸は(イ)図では点Y、(に)図では線Y−Y
で示されており、線X−Xと、軸Y−Yとは平行な線と
なっている。
この蓋板24はその形状からレンズの作用をなすが、そ
の焦点付近に加熱管23が配置されている。加熱管23
の軸Zは線X1軸Yと平行な直線となっている。
第7図は本発明の別の実施例を示す拡大断面図で(イ)
←)はそれぞれ第6図の(イ)、幹)と同じ位置を示し
た断面図である。本例にあっては蓋板24は中空となっ
ており、その空隙24C中には水等所定の透明液24D
が封入されている。他の部分の構成は第5図および第6
図で説明した第1の実施例と異るところはない。
以上説明した本発明に係る集熱器にあっては、受熱器で
集められた太陽熱が加熱パイプ部分に集中するので、太
陽エネルギーの密度を高め、良質な熱エネルギーとする
ことが可能であり、また蓋板24の外表向および内表面
が特殊な曲面となっているため、蓋板に対して斜めに入
って来る太陽光線であってもある程度効率よく集熱する
ことができるので、前記した追尾装置を設けなくとも比
較的効率よく太陽熱を集めることができる。
また以上説明した実施例では蓋板24の外側表面が所定
の曲率半径の円弧を直線のまわりに回転して形成される
回転曲面の複数個を連結して形成される血であり、内側
表面が円柱側面の一部を連結して形成される波形の血で
あったが、この外側表゛面と内側表面の形状を逆にして
も本発明は有効実施例 各種の実験によって確かめたところによれば、本発明に
係る集熱器の効率は、従来の平板状の蓋板な有する集熱
器と比較して2〜3倍という結果を得ている。
本発明をま以上述べたように太陽熱の集熱器に高価な追
尾装置を用いることなく、高い集熱効率を得ることを可
能とし、太陽エネルギーの有効利用に対して目覚しい貢
献をするものであることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来家庭等において用いられている太陽熱の集
熱器を示した斜視図、第2図は太陽光線と受熱器との関
係を示した図、第3図は太陽熱発電システムの集熱装置
を例示した斜視図、第4図(イ)使)は放物面鏡と太陽
光線の方向との関係を示した図、第5図は本発明に係る
集熱器を示した図で(イ)は平面図、(ロ)は(イ)図
におけるローロ断面を矢印方向にみた図、第6図は蓋板
と加熱パイプとの詳細を示した拡大断面図で、(イ)は
第5図60)に示したと同じ部分の断面図、←)は(イ
)図におけるローロ断面を矢印方向にみた図、第6図(
イ)、(ロ)は本発明の別の実施例を示した拡大断面図
である。 l・・・・集熱器、2・・・・受熱器、2A・・・・受
熱面、3・・・・加熱パイプ、4・・・・蓋板、5・・
・・法線、6・・・・太陽光線、11・・・・集熱装置
、12・・・・平面鏡、13・・・・放物面鏡、14・
・―・加熱パイプ21・争・・集熱器、22・・・串受
熱器、23・・・・加熱パイプ、24・・・・蓋板、2
4A命Q・・外側表面、24B・・・・内側表面、24
C・・・Φ空隙、24D・・・・透明液、25・・・・
取付は板、26・・・・断熱材、27−・・・バイブ支
持材、28・・・・ヘッダ特許出願人 五 代 暢 子
゛ 代理人 弁理士 塚 本 大三部 11g 112図 3s 鳳1 jId 図 (イ)  第5図 27    第6図 (4)(a) 17図 JD 手続補正書(方式) %式% 1、事件の表示 昭和57年特肝鵬第229174号 2、発明の名称 太陽熱の集熱器 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 j   41イ  ノブ   コ 氏名 五代暢子 電話 03−831−2935 昭和58年 3月 9日 (発送日 昭和58年 3月29日) 6、補正の対象 明細書の図面の簡単な説明の欄 7、補正の内容 明細書第1Oページ15行目「・・・断面図」の後に次
を加入する。 「、第7図は本発明の別の実施例を示す拡大断面図で(
イ)、(ロ)はそれぞれ第6図の(イ)、(ロ)と同じ
位置を示した断面図」

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)内部に断熱材を装着した箱形の受熱器と、該受熱
    器の−の面に取付けられた透明材から成る蓋板と、受熱
    器内に収納された加熱パイプとから構成される太陽熱の
    集熱器において、前記蓋板の−の面は円柱側面の一部を
    複数個連結して形成される波形の面であシ、他の面は所
    定の曲率半径の円弧を前記円柱軸と平行な直線のまわ9
    に回転して形成される回転曲面の複数個を連結して形成
    される面であり、前記加熱パイプは前記蓋板によって形
    成されるレンズの焦点付近に設置されていることを特徴
    とする太陽熱の集熱器。
  2. (2)前記蓋板は中空であり、その内部に所定の透明液
    体を封入したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の太陽熱の集熱器。
JP57229174A 1982-12-29 1982-12-29 太陽熱の集熱器 Pending JPS59122852A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57229174A JPS59122852A (ja) 1982-12-29 1982-12-29 太陽熱の集熱器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57229174A JPS59122852A (ja) 1982-12-29 1982-12-29 太陽熱の集熱器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS59122852A true JPS59122852A (ja) 1984-07-16

Family

ID=16887944

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57229174A Pending JPS59122852A (ja) 1982-12-29 1982-12-29 太陽熱の集熱器

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JP (1) JPS59122852A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994017340A1 (de) * 1993-01-28 1994-08-04 H & W Gmbh Anordnung zur erzeugung von energie aus sonnenlicht

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1994017340A1 (de) * 1993-01-28 1994-08-04 H & W Gmbh Anordnung zur erzeugung von energie aus sonnenlicht

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