JPS59500579A - 太陽熱加熱装置 - 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】 太陽熱加熱装置 技術分野と背景技術 本発明は太陽熱加熱装置に関するもので、より詳しくは太陽熱加熱装置で、強化 熱可塑性材料製可撓壁容器か太陽熱流体ヒーターとして役立っているものに関す る。

市販入手可能として公知な総ての太陽熱加熱装置は剛性パイプで形成された太陽 熱流体ヒーターを有している。最も普通には、パイプは腐蝕を減するためと、太 陽熱加熱装置か利用される環境での種々の気象条件に耐えるために、銅で形成さ れる。ある環境条件下では剛性プラスチックパイプか銅の代りに利用された。し かしながら、そうしたプラスチックパイプは、強烈な陽光と太陽熱加熱装置内に 発生される、それに伴う高熱がある領域では適切でないことか認められた。この 点に関しては、太陽熱流体ヒーター上に横たわる透明カバーをつけていると、カ バーと太陽熱流体ヒーターとの間に捕獲されている熱は、プラスチックパイプが 軟化してそれらの形状を失い、装置からの流体の漏洩を惹起する程に高くなるこ とが知られている。

発　明　の　開　示 前記の事を念頭にして、本発明の本来の目的とするところは、種々の異なる型の 太陽熱加熱装置と共に使用するための太陽熱流体ヒーターで、極めて軽量の強化 熱可塑性材料で構成されているけれども、なおかつ非常に高い引張強度を呈し、 先行技術装置か利用されていたどんな環境に於ても、また如何程に温度条件が極 端であろうとも、容易に利用しうるものを提案することにある。

本発明の一つの目的は、材料薄板を向い合せ一緒に接着してコンテナーを通る流 体流れ通路を形成し、加熱さるべき流体を該コンテナー中へ流し入れたり出した りする入口と出口とをつけた可撓性壁のコンテナーを有する太陽熱流体ヒーター を提案することてあって、そのヒーターは、該シートらが弗素化プラスチック材 料製であることと、更に強化用織布が各シートに緊密に接合されていて、それ（ こ強度と寸法安定性を与えるようになっていることとを特徴としている。

本発明の更に別の目的は、同品の建造費か、それの材料をも含めて、剛性配管材 料で作られた太陽熱流体ヒーターのごく小さな端数であるような太陽熱流体ヒー ターを提案することにある。かくて本発明は、太陽熱加熱装置のより拡大された 使用へのはずみともなろうと考えられる。

本発明の更に特殊な目的は、可撓性壁の太陽熱流体ヒーターで、その流体ヒータ ーはポリ四弗化エチレン（テフロンなる商標で公知なものの如き）の如き弗化プ ラスチック材料製織布強化シートを互いに溶融接着してそれらの間に流体流れ通 路を呈するように形成されているものを提案するにある。弗化プラスチック材料 は戸外風化により侵されず、かつほぼ完全な化学的不活性を有するものとして公 知である。更にそうした弗化プラスチック材料は総ての固体の中で最もすべり易 く、それは太陽熱流体ヒーターでは、流体（３） の流れにそれの通路を通じて低抵抗を与えるので望ましいことも公知である。

本発明の更により特殊な目的は、開いた頂部入れ物と、入れ物の底に置かれたほ ぼ剛性の熱的絶縁手段と、太陽熱流体ヒーターとして役立ち、熱的絶縁材料手段 上にかぶさって静止するように置かれている可撓壁コンテナーとを有する太陽熱 加熱手段を提供することである。流体ヒーターの壁は弗化プラスチック材の織布 強化シートを一緒に接合して流体流れ通路を形成するように形成され、透明なカ バーか流体流ヒーター上にかぶさり、かつ加熱装置用の頂部閉鎖カバーとして役 立ち、かつまた太陽熱流体ヒーターにかぶさる太陽熱加熱室をも形成するように 置かれている。

図面の簡単な説明 本発明の目的の若干を述べたが、他の目的は付図と関連しての説明の進行に従っ て明白となろう。

＠１図は、本発明の太陽熱加熱装置の好ましい実施態様の透視図である。

４！Ｊ２図は太陽熱加熱装置の部分的に展開した透視図である。

第３図は太陽熱加熱装置の開放頂部入れ物から取外した可撓壁付コンテナーの透 視図である。

９ＪＩＪ４図は第３図にて数字４にて指定された区域の可撓壁付コンテナー一部 分の拡大断片図である。

第５図は第４図にて数字５にて指定された区域から取ったコンテナーの各壁を形 成する可憶性材料の大いに拡大さく　４　） れた断片図である。

第６図は、第５図の線６−６にほぼ沿って取られているもので、それでコンテナ ーの可撓壁を形成することもできるところの、熱可塑性材料のシートの一実施態 様を通ずる更に別の拡大断片切断図である。

第７図は可撓壁付コンテナーを通し第３図の線７−７に沿って取った拡大断片切 断図で、壁を溶融接合してその中に形成された流体流れ通路ないし溝の一つを描 いている。

第８図は第７図類似の断面図であるか、コンテナ〜の可撓性壁を形成することの できる可塑性プラスチック材料のシートの構造の修飾した実施態様を示している 。

第９図は太陽熱加熱装置の拡大縦垂直断面図で、部分を切開いたもので、第１図 の線９−９にほぼ沿って取ったものである。

第１Ｏ図は第９図の左手端部の更に別の拡大断片図である。

第１１図は第２図の左手部分に類似の拡大、部分的展開図であるが、コンテナー 用の流体入口か太陽熱加熱装置の他の部品に対しどう配置されているかを示して いる。

発明の詳細な説明 本発明は、本発明の好ましい実施態様を示している付図を参照して以下により完 全に記述されるが、以下の記述の始まりに当って理解さるべきことは、適切な技 術の熟達者は、ここに記される発明を、本発明の好ましい結果をなす達成しつつ も修飾しうることである。従って以下の記述は（５） 適切な技術に熟練している人々に向けての広汎な教示的開示であるとして理解さ るべきものであって、本発明に制限を加えるものではない。

さて、一層特殊的に図を参照すると、本発明の太陽熱加熱装置は、開放頂部入れ 物ないし浅箱２２（第１．２．９　。

１０および１１図）で、なるべくはプラスチックないしアルミ製の比較的薄い材 料から造られたもので、平面が総体的に矩形であってよく、それの底の上には比 較的剛性の発泡材製パネルまたは層のような熱絶縁手段２１か置かれているもの からなっている。流体に対しての可撓性壁付コンテナーまたは外被の形になった 太陽熱ヒーターか、熱絶縁手段２１上にかぶさって静止しており、太陽熱加熱さ るべき流体か可撓壁付コンテナー２２中へ入ったり出たりするようにへ口巴と出 口ととか設けられている。

後で一層詳しく記すように、コンテナー２２は、太陽熱加熱さるべき流体のそれ を通ずる流れに対して入口戸と出口ｙとに連通している流体流れ通路または溝二 をその中に形成する手段を呈するよう構成されている。従ってニップル手段ない しカプリング見、二とがそれぞれ、入口１と出口ととに連結され、熱絶縁手段２ １と人、れ物２０を貫いて下方へ伸びて、入れ物２０の外部から容易く近つき得 て、それを通る流体流れに対する配管〆　Ｂｌをそれへ連結し易くしである。

透明なカバ一手段２３か可視壁付コンテナー２２の上に間をあけてかぶさってい て、入れ物２ｏの側壁および端壁２０ａと共に、可撓壁付コンテナー２２にかぶ さっている太陽熱加熱室２４（第９および１０図）を形成するようになっている 。この点に関して、コンテナー２２の上部壁は太陽熱加熱室２４の底を形成して いることは明らかである。

透明カバ一手段２３は、ガラスまたはプラスチックの如き透明材料製の一枚以上 のパネルの形をとってもよく、それを通して太陽光線か容易く貫通して、室２４ 、コンテナー２２およびコンテナーの通路内を通って流れる流体を加熱するよう になる。

第９および１０図に最も良く描かれている如（に、そこに示されている透明カバ 一手段２３は、一対の重畳した平面状の上部および下部透明パネル２３ａ、２３ ｂとを含み、これらは入れ物２０の側部および端部壁２０ａの上部に形成もしく は置かれているそれぞれの周辺肩手段２０ｂ。

２ＯＱ上に静止していてよい。肩手段２０ｂ、２０Ｑは、入れ物２０に対するパ ネル２３＆と２３ｂとの設置と取外しとを容易ならしめるために階段上の具合に 配列されてもよい。肩手段２０ｂ、２０Ｇは垂直に間をあけていて、透明パネル ２３＆、２３ｂとを間をあけた関係に維持してそれらの間に浅い熱絶縁空間を形 成して、パネル２３ａと２３ｂを通して大気へと、室２４から太陽熱が損失する のを最小ならしめる。

可撓壁付コンテナー２２の上下壁は２２ａと２２ｂとに示されていて、それぞれ に強化プラスチック材料の比較的ニ薄いシートを、なるべくは２２０における如 く溶融結合（７） して、−緒に接合して、それらの間に前述の流体流れ通路二を形成する。第１お よび３図に示されている如く、熱可塑性材料製のコンテナー壁ないし強化シート ２２ａ、２２ｂは一連のほぼ平行な比較的狭い横の線を、それにより形成きれる 流体流れ通路三が、可撓壁付コンテナー２２の端から端までに伸びている起伏状 の流体流れ通路を集合的に形成するようにして溶融結合されている。溶融結合は 、例えば熱と圧力を加えることで達成される。シートないし壁２２ａ、２２ｂの 特性はこれから記す如（にそうした結合に重要な強度を寄与している。

望ましくは、向い合っているシートまたは壁２２ａ。

２２ｂとがそれで作られている熱可塑性材料は弗化プラスチック材料、なるべく はポリ四弗化エチレンまたはポリ塩化三弗化エチレンで、他の材料よりもずっと 広範な温度領域に渉って可撓性を維持し、外側天候に曝してもほぼ無影響であり 、殆ど完全な化学的不活性を持つもので造る。更に、弗化プラスチックスは総て の固体の中で最も滑り易く流体流れ通路二を通る流体の流れの摩擦係数、を減少 するものである。また望むらくはコンテナー２２の強化可撓性シート２２ａ　、 ２２ｂは薄く、約３ミルから約６ミルの範囲で、２０ミルよりは厚くないように する。３ミルから６ミル以内の薄いシートを使用することで、沢山の非常に重要 な利点が得られることが判った。例えばシートの可撓性は出荷用に緊密な包装に シートを巻上げて取扱うことを容易ならしめるようにもする。更に薄・いシート はコンテナーの（８） 溝内を流れる流体から、それを通してより高熱伝導を許し、かくて太陽熱装置の 総体効率を高めるものである。コンテナーの製造において追加の利点も現れ、材 料のシートがよりコスト少なくなるし、より薄い材料だとより迅速な熱伝導か行 われるので、コンテナーの形成用にシートを溶融結合するのにより少ない時間し かとらなかった。

使用されている間に熱可塑性材料の各シー）２２　Ｍ　。

２２ｂに強度と寸法安定性を与えるためと、かつまた生産機械の使用による可撓 性壁付コンテナー２２の製造中、およびその間、熱可塑性材料がピンと張ってい るか、または結合の間、かなりの張力と圧縮下に置かれているときの「クリープ 」を防ぐようにシート材料の一体性と安定性とを維持するのを助けるために、本 発明によれば、各シート２２ａ、２２ｂは可塑性材料内に緊密に結合されている か、または埋設されている強化用織布を含んでいる。強化シートは弗素樹脂型の 熱可塑性材料の公知の蒸発／凝縮技法によって、可塑性材料を塗布された強化用 織布で形成してもよい。説明のために、コンテナー２２の可撓性壁の部分を第５ および６図に示してあ°す、それでは強化用織布は工に可塑性材料はｌに示しで ある。そこでは強化繊布工は、なるべ（はガラスまたは高引張り強度用のアラミ ド（ａｒａｍｉｄ）繊維で熱可塑性材料ム中に埋められているか、それで塗装さ れているものである織った糸ないし網糸製のシートを含んでいるのが観察される 。適当な例として、３ミル厚ガラスファイバー強化弗素樹脂シートで１対中のも のは、７０（９） ポンドの引張強度を有していた。

前に示した如くに、３ミルから６ミル厚の範囲になるべくある薄い材料で作られ た強化シー）２２ａ、２２ｂを有することには、経済、取扱い易さ、および可撓 性を含むいくつかの理由がある。そうした薄い材料については、ゼロ湿気吸収で あって耐流体性で漏れないコンテナーを提供するものであることか重要である。

試験はそうしたシートの重量の４０％以上、なるべくはシート重量の約６０％が 熱可塑性材料であるべきことを示した。これに関しては、試験は４０％の熱可塑 性材料を有する３ミル厚の強化シートは、溶融接合を行い、強化シート材料内に ゼロ水吸収を与えるには不充分な熱可塑性材料しかなかったことを示した。

織った強化繊布りは、第５および６図を参照し、かつ、第７図に更に描かれてい る如くに、可塑性材料ｌ内に埋められているとして記述された。強化用織布は可 塑性材料中に埋められることが必要ではないと考えられるから、第８図の別案で は、可塑性材料【が織布ｆの一方の側に接合されているのが観られる。描かれて いるように、熱可塑性材料イは強化用織布ｆの内側に接合されていて、強化用織 布ｆはかくしてコンテナー２２′の外部に曝されている。望むらくは、陽光から の熱吸収を増加するように熱吸収性塗装へが曝露された強化用織布へ適用されて いる。他の点では第８図の強化用織布の別案の形では第５．６および８図に示さ れているものと同じ構造であってよい。従って第７図に示されている材料の強化 シートを更に説明することは不必要と考えられる。

先に記した如くに、ニップル手段生、二は、コンテナー２２内の通路立生へ、そ れを通り、かつそれから出る流体の流れに対する入口！および出口具へ接続され ている。このために、各ニップル手段、東、１はそれぞれの入口五と出口具とに 隣って位置付吃られている。双方のニップル手段とも本質的に同じ具合に装着さ れうるから、ニップル手段見における配列のみを詳しく記す。

従って、第４．９．１０および１１図に示す如くに、ニップル手段屋の幹または 軸はコンテナー２２の下部可撓性壁を貫通し、それの上端にフランジ息を有して いて、これかコンテナー２２の下部可撓性壁２２ｂと封止用係合になっている。

ニップル手段生を遮蔽的に保護し、かっつなきとめるために入れ物２０の底は転 倒したほぼコツプ型の部分がそれから上方に突出して、熱絶縁手段２１の上部表 面とほぼ同平面になって終っており、その上にコンテナー２２の底壁２２ｂが静 止している。

絶縁手段２１は、入れ物゛２０の底上のそれぞれの転倒コツプ型部分２０ｄに適 合するようにそれを通って適当な開孔２１ａを有している。かくして第１０図に は、ニップル手段免が流体入口五で可撓性壁コンテナー２２の内部と連通し、入 れ物２０の外から容易く近づけるように熱絶縁用手段２１を通って下方に伸びて いる。また入れ物２ｏと絶縁用手段２１とは入れ物２ｏの隣接側部または端部壁 ２０ａへ開いていて、それぞれの転倒コツプ型部分２０ｄと開孔（１１） ２１＆のそれぞれと連通している協力する側部通路２０ｅと２１ｂ（第１１図） とを有するので、各々の場合に配管、ｌ　、　、、ｌは後者の側部通路を通って 入れ物２０の底の下に突出することなく側方、下方に伸びつる。絶縁における側 部通路２１ｂが、熱絶縁手段２１が入れ物２０の底上に置かれる時にそれを通り 入れ物の側部通路と適応することは明かである。

種々の部品を一緒に連結するために、熱絶縁手段２１の上部および下部表面は接 着剤か設けられている。絶縁手段の下部表面上の接着剤は同品を入れ物２０に接 続する、他方、上部表面上の接着剤は絶縁手段を可撓性壁コンテナー２２の底壁 へ接続する。通常、熱絶縁手段を可撓性壁コンテナーの底壁に接続するために使 用される接着剤は、熱絶縁手段を入れ物に接続するために使われる接着剤と異ろ う。

これに関して、また弗素樹脂材料によく通じた人にはよく認められている如くに 、それへと接着剤結合を行うことは極めて難かしい。、典型的に、また本発明に て考えられる如くに、コンテナー２２の底壁を形成する強化弗素樹脂シートは、 接着剤が適用される前に公知の技法により食刻されるか、または化学処理される 。

望ましいと考えられるならば、カーボン・ブラック、ブラック・クロムないし何 等か他の暗色化材料を弗素樹脂シートの上部か下部かまたは双方に内蔵させて、 熱の吸収を増加するようにしてもよい。もしも強化用１癲布が、例えばガラスフ ァイバーの代りにアラミド・ファイバーであるな（１２） らば、陽光への曝露によりアラミド・ファイバーの破壊を避けるために、暗色化 剤を加えるべきである。

図面と明細書中には、本発明の好ましい実施態様を発表した、そして特殊用語が 使用されたけれども、かく行われた記述は用語を包括的かつ記述的意義で使って いるのであって、制限の目的のために使用しているのではない。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■　材料のシートを向い合せて一緒に接合してコンテナーを通ずる流体流れ通路 を形成し、加熱さるべき流体が該コンテナーに流入したり流出したりするための 入口右よび出口をつけて形成された可撓性壁コンテナーを有するものであって、 該シートらは弗素樹脂材料製であることと、更に強化用織布が各シートに緊密に 接合されてそれに対し強さと寸法安定性を付与するようにしであることを特徴と するところの太陽熱流体ヒーター。 ２　更に、該シートの各々が約３ミルから約２０ミルまでの範囲の厚さを有する ことを特徴とするところの請求の範囲第１項記載の太陽熱ヒーター。 ３、　更に、該弗素樹脂材料が該シートの４０重量パーセント以上を構成するこ とを特徴とするところの請求の範囲第１または第２項記載の太陽熱ヒーター。 ４、該弗素樹脂材料はポリ四弗化エチレンであり、該織布はガラス・ファイバー およびアラミド・ファイバーよりなるグループから選ばれたファイバーから形成 されていることを更に特徴とするところの請求の範囲先行何れかの項に記載の太 陽熱ヒーター。 ５、該シートは一緒に溶融接合されていることを更に特徴とし、かつ更に該織布 は弗素樹脂材料の各シート内に埋めこまれていることを特徴とするところの請求 の範囲先行何れかの項に記載の太陽熱ヒーター。 ６、　開いた頂部入れ物が該コンテナーを囲んでおり、該入（１４） れ物内に置かれた熱絶縁材料製物体が該コンテナーの下に横たわり、かつ該入れ 物上の透明カバーが該コンテナーにそれへ間をあけた関係でかぶさっていてそれ と共に太陽熱加熱室を形成していることを更に特徴とするところの請求の範囲先 行何れかの項に記載の太陽熱ヒーター。 ７、　コンテナーの上部壁を形成する弗素樹脂のシートの上部表面上に熱吸収性 材料の塗装があって、太陽熱のコンテナーとそれを通し流れる流体への伝導を促 進するようになっていることを更に特徴とするところの請求の範囲先行何れかの 項に記載の太陽熱ヒーター。 ８、該シートは３ミルから６ミルの範囲の厚みを有することと、更に該織布はガ ラスで織られ該シート内に埋っていることと、更に該弗素樹脂材料は該シートの 約６０重量％をなすことを更に特徴とする請求の範囲先行何れかの項に記載の太 陽熱ヒーター。 （１）