JPS59131857A - ソラ−パネル - Google Patents

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】 本発朋は、入射する光エネルギを熱エネルギに変えこれ
を流体に伝達して流体を加熱するアプゾーバ即ち吸収器
を有する太陽熱利用パネル（本明細書では、ソラーパネ
ルという）に関する。

一般に、この種のソラーパネルは、適当な係留手段によ
りソラーパネルに連結した通常ガラス製の透明スクリー
ンに関連する吸収器を有する。このような透明スクリー
ンは風による対流に起因する吸収器内でのエネルギ損失
を減少させるために使用する。また、ガラスが赤外線帯
域即ち通常の使用温度での吸収器の波放射の帯域におい
て不通性のため、スクリーンは放熱も減少させる。

この種のソラーパネルは一般的には満足のゆくもので広
く使用されているが、本発明者は、長年の経験から、で
きる限り多（の光エネルギーを吸収し、できる限り多（
のエネルギを流体へ伝達すると共に、構造が簡単で廉価
であり融通性があって使い易くしかも使用寿命を長（す
るという点において、ソラーパネルの改良余地があるこ
とを付きとめた。

周知のように、解決すべき問題点が複数あるから最適な
解決はがなり困難である。特に、パネル構造の簡単化に
関しては、いくつかの欠点を伴なう透明ガラスが存在す
るため、解決が困難である。

つまり、透明ガラススクリーンがあると、パネル全体の
構造が過剰に剛直となり、このためパネルの組立て、使
用及び運搬に制約か生じるという欠点がある。また、透
明ガラススクリーンはこ」ｔをパネルに固定する操作が
面倒でかなりの注意力を必要とずろ。更に、透明ガラス
スクリーンはこわれ易く、こわれた時のパネルの修理が
面倒である。

ところが、スクリーンを省略する訳にはいかない。その
理由は、スクリーンがなければ対流による吸収器からの
熱損失を防ぐことができず、赤外線帯域でのパネルから
外部への波の放出を防ぐ中間層がなくなってしまうから
である。

本発明力ねらいは、」−述の諸欠点を有さないソラーパ
ネルを提供することである。

本発明によれば、太陽放射線の電磁エネルギを受ける吸
収器から成り、次力ことを特徴とするソラーパネルを提
供することである。即ち、このソラーパネルの特徴とす
るところは、ソラーパネルが繊維、フィラメント等の如
き複数個の細長い素子を有し、細長い素子が吸収器の基
部に関連する一端と、基部から成る距離だけ離りた他端
とを有し、該一端と他端との間における細長い素子σ）
形状が直線から曲線へと変化しており、細長い素子が空
気で満たされた複数個の中空スペースを画定しており、
中空スペースが細長い素子の高さにより決定された厚さ
の層を形成していることである。

「端部間における（細長い素子の）形状が直線から曲、
腺へと変化する」という用語は、細長い素子がすべて互
に平行にパネル力基表面から垂直な方向へ延びているこ
と、又は、まず直線状に延び次いで徐々に形状に沿って
曲線状となって延びていることを意味し、後者力場合曲
線は互に平行でなくともよい。

細長い素子は、金属等の種々の材料（好適な例ではプラ
ストマー又はエラストマー材料）から成る吸収器に、特
に接着剤により、接着されている。

本発明のすべての実施例において、主たる特徴は細長い
素子の存在にあり、どれらの細長い素子は例えばポリマ
ー材料の繊維から成っており、これらの素子は極めて小
寸法の複数個力種々のキャビティを形成するように吸収
器の基部上に位置しており、太陽光線はこれらのキャビ
ティ内へ進入して吸収器の基部へ向かう。

それ故、パネル上へ入射した種々の光波は繊維間に実質
上吸収され、パネルへ入射した波い外部への反射は阻止
される。パネル上での繊維の配列及び繊維間でのキャビ
ティの存在が本発明の主たる特徴となる。事実、種々の
繊維間の中空スペース内に空気が滞在して繊維の高さに
等しい高さの層を形成する。

従って、本発明のソラーパネルの特徴は、従来のソラー
パネルで使用していたような透明スクリーンが存在しな
いことである。更には、熱損失も少なく、従来のものよ
り構造も大幅に簡単であり、廉価でもあり、透明ガラス
スクリーンたる脆性素子がないため融通性に富み、種々
の応用に対する組立てが容易であり、使用寿命が長いと
（・う特徴がある。

本発明の一実施例によれば、ソラーパネルの特徴とする
ところは、吸収器の基部から延びる細長い素子の高さが
３〜２０ｒｎｒｎ、好適ＩＣは５〜１０１ｍの範囲にあ
ることである。

好適には、本発明に係ろソラーパネルの特徴とするとこ
ろは、細長見・素子が、該素子の内部での反射により、
光波を吸収器の方へ伝達できることである。

別の実施例においては、ソラーパネルの特徴は、細長い
素子が、その高さく厚さ）全体に亘ってパネルへ入射し
た光波を通過させることにより、光波を吸収器の方へ伝
達できることである。

例えば、ナイロンの如き熱可塑性材料の透明繊維が細長
い素子として特に適していることが判った、 実施例力１つによれば、細長い素子は、透明変の高い中
央のコアと、これを取巻いたカバーとから成る。この場
合、カバーの屈折率はコア屈折率より小さい。コア及び
カバーを形成する材料の屈折率のこのような違いのため
、細長い素子の上端から進入した光は、細長い素子の内
部で全反射し、たとえ曲線形状であってもこの素子の軸
線に沿つて進み、吸収器に直接接続した細長い素予め他
端−＼至る。

透明度の高い材料の特殊な型式の細長い素子を採用する
ことにより、入来したパルスが吸収器θ）入口で実質上
不当な減衰を受けな（することが可能である。例えば、
カバーσ）屈折率がコアの屈折率より小さくなる（例え
ば、コアの屈折率１．５６〜１６４に対してカバー力屈
折率１５０〜１．５２　）ようにして特殊な型式のガラ
スとこれを取巻（適当なカバーとから成る繊維を使用す
ることができる。繊維の直径は約０．１　ｍｍであると
よい。

もちろん、本発明に係るソラーパネルは、コアよりも小
さな屈折率を有する外側カバーをもたない透明度の高い
材料製の細長い素子を具備してもよ（・０事実、この場
合、最初細長い素子に完全に吸収されていた光線の一部
は細長い素子の外部へ出るが、細長し・素子間カスペー
ス内にとどまりこれらの素子間で数回の屈折を繰返して
吸収器の基部に至るか、又は、素子の外部へ出た光線の
一部は他の細長い素子内へ再進入して数回の屈折を繰返
１〜吸収器の基部へ至る。

本発明の別の実施例によれば、細長し・素子は、特に光
に対して透明（回通性）であるが赤外線帯域での波に関
しては不通性の別の材料で作ることかできる。このよう
な材料の一例は、ポリカーボネートの如き熱可塑性樹脂
である。細長い素子の形成に使用できる他の材料の例は
メタクリレートである。

本発明の更に別の実施例によれば、細長い素子は外側か
ら内側に向って密度の異なる数層から成るものとして構
成することができる。特に、素子の中央部の密度を極め
て小さくして、入来した波が吸収器へ達することができ
るような中空区域を構成するようにオるとよい。

図を用いて説明すると、ソラーパネル１は、黒色エラス
トマー材料の吸収器２と、この吸収器の基部３から上方
へ延長した複数個の合成樹脂の繊維（例えば、熱可塑性
繊維）４とから成る。吸収器２は加熱すべき流体を通す
ための複数のチャンネル５を内蔵している。チャンネル
出入口につぃての取付け、連結関係は本発明の要旨外な
ので説明を省略する。詳細については、特開昭５３−６
２２４１号公報及び特開昭５５−５６５６６号公報を参
照されたい。

エラストマー材料の吸収器２は、ワイヤ又はスチールの
ストランドから成る補強素子６を有する。

図示の例では、基部３とチャンネル５との間の吸収器カ
ニラストマー材料の厚さは０．３〜６ｍｍ、好適には０
５〜１．２　ｍｍであって、吸収器に弾性特性を力える
。チャンネル５０寸法は２〜２０．、。

好適には５〜１０ｍｍである。

本発明の好適な実施例によれば、透明な繊維４の高さは
５〜１０ｍｍであり、繊維間の距離は１０〜１０００ミ
クロンである。

図において、７．８はパネルへ入来した光線を示す。光
線７は繊維内で全反射して基部３へ至り、光線８は繊維
４間のキャビティを通って基部３へ至っている。

吸収器２上に配置した繊維又はこれと等価の細長い素子
は、図に９にて示すように、光波が素子の全厚さを横方
向に通過できるような透明材料で作ることができる。

もちろん、本発明の原理に従えば、繊維４は、例えば５
０ミクロンの直径を有するナイロン等のような光に対し
不通性の材料で作ることもできる。

このような繊維は黒色で光を反射せず、実質上「黒体」
として作用し、入射エネルギをすべて吸収して全体的に
はエネルギを吸収器の基部へ伝達する。

エチレン、プロピレンを含む押出しコンパウンドで構成
したエラストマー材料の吸収器を有する図示のソラーパ
ネルの製造方法は、次のとおりである。

例えば、溶剤に溶かしたポリウレタン含有接着剤の如き
接着剤をニジストマーＩＨの未加硫層上に散布する。例
として、メチル・イソブチルケトン、エチレンアセテー
ト、デカヒドロナフタレン（デカリン）により形成した
混合物を接着剤として使用することができる。次いで、
静電界の下で熱可塑性繊維を散布する。最後に、加硫を
行なつて、エラストマー材料を硬化させると共に接着剤
をも硬化させ、それによって繊維を吸収器σ）基部に強
固に固着させる。

吸収器が金属材料から成る場合には、前記と同じ方法、
即ち静電界内での繊維の散布によって繊維を吸収器に固
定する。

本発明により得られる利点は、以上の説明から明らかで
ある。特に、運搬中１組立て中に生ずる衝撃や機械的な
作用に対する秀れた抵抗力を与える。このような抵抗力
は、吸収器の基部から上方へ延びた繊維が成る程度の剛
性を有すること、（従来のパネルに存在していた）ガラ
ススクリーンの如き脆性素子が存在しないこと、により
生じる。

パネルをごみやほこりから保護したい場合には、例えば
、商標名［テトラ−Ｊ　（Ｔｅｄｌａｒ）　　として知
られるポリビニルクロライドの薄膜で繊維上をおおいこ
の薄膜を吸収器の両端に固定すればよい。

本発明は図示の実施例のみに限定されないことはいうま
でもない、例えば、吸収器２上に配置した繊維の形状、
指向方向は図示以外のものでもよい。事実、約５０ミク
ロンの直径を有する繊維を使った場合には、繊維は束状
でもよく、また、一層曲がった形状でもよい。更に、必
要なら、吸収器の」二部プラストマー又はエラストマ一
層を別の性質の下方σ）層（例えば、金属積層体等の剛
直層）と関連させてもよい。

【図面の簡単な説明】

図は本発明のソラーパネルの断面図である。 ］、ソラーパネル　　２：吸収器 ３：基部　　　　　　４：細長い素子 特許出願人　　インダストリエ・ピレリー・ソシエタ・
ベル・アジオニ ・　　−、゛。 代理人　弁理士　湯浅恭三冨、司 （外４名） 図面の浄書（内容に変更なし） 、５　　　６ 手続補正書（方式） 昭和　も−と年ｙう許　願第　／と２７）’／　　号３
、補正をする者 事件との関係　　　出　願　人 住所 ２ｉ　（（’Ｉ”　　に　り又１−　’Ｉ　’Ｉ−ヒＪ
−’ｌ　−７−ｒ！７　　ヘ’　ルア乃し ４代理人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 太陽放射線の電磁エネルギを受ける吸収器を有するソラ
   ーパネルにお（・て、繊維、フィラメント等の如き複数
   個の細長い素子を有し、該細長い素子が吸収器の基部に
   関連する一端と、該吸収器の基部から成る距離だけ離れ
   た他端とを有し、該一端と他端との間における細長い素
   子の形状が直線から曲線へと変化しており、該細長い素
   子が空気で満たされた複数個の中空スペースを画定して
   おり、該スペースが該細長い素子の高さにより画定され
   た厚さの層を形成していることを特徴とするソラーパネ
   ル。