JPS5993151A - 太陽熱コレクタ - Google Patents
太陽熱コレクタInfo
- Publication number
- JPS5993151A JPS5993151A JP57201655A JP20165582A JPS5993151A JP S5993151 A JPS5993151 A JP S5993151A JP 57201655 A JP57201655 A JP 57201655A JP 20165582 A JP20165582 A JP 20165582A JP S5993151 A JPS5993151 A JP S5993151A
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- JP
- Japan
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- heat
- pipe
- heat pipe
- solar
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
- F24S10/90—Solar heat collectors using working fluids using internal thermosiphonic circulation
- F24S10/95—Solar heat collectors using working fluids using internal thermosiphonic circulation having evaporator sections and condenser sections, e.g. heat pipes
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/44—Heat exchange systems
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- Sustainable Energy (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はヒートパイプを用いて太陽熱を集熱・する太
陽熱コレクタに関し、特に空焚き状態になった際のヒー
トパイプの異′帛昇温を防ぐようにした過熱防止手段を
備えたコレクタに係る。
陽熱コレクタに関し、特に空焚き状態になった際のヒー
トパイプの異′帛昇温を防ぐようにした過熱防止手段を
備えたコレクタに係る。
ヒートパイプを採用して太陽輻射熱を集熱し、これを水
等の熱媒に力えて熱媒を加熱する頭記ヒートパイプ型太
陽熱コレクタが知られている。次にかかる太陽熱コレク
タの基本的な（１り成概狸を第１図で説明する。図にお
いて、１は太陽光受光用の透光性真空ガラス管であり、
この中にヒートパイプ２の蒸発部２１が集熱板３ととも
に収納され−Ｃおり、さらに真空ガラス管１を１１通し
て引出したヒートパイプ２の凝縮部２２ケ」１、ｋ−又
換器を兼ねた熱媒ヘッダ管４の中に差込まれて伝熱的に
結合ｊ７ている。また熱媒ヘッダ管４は図示されてない
外部熱媒回路に接続されていて、水等の熱媒が矢印Ａの
ように供給通流される。一方、ヒートパイプ２は周知の
ように密封管内にフロン等の冷〃りとしでのＸξ発性液
体が封入されたものであり、その熱輸送動作原理につい
てはよく知られたことであり、ここでは説、明を省く。
等の熱媒に力えて熱媒を加熱する頭記ヒートパイプ型太
陽熱コレクタが知られている。次にかかる太陽熱コレク
タの基本的な（１り成概狸を第１図で説明する。図にお
いて、１は太陽光受光用の透光性真空ガラス管であり、
この中にヒートパイプ２の蒸発部２１が集熱板３ととも
に収納され−Ｃおり、さらに真空ガラス管１を１１通し
て引出したヒートパイプ２の凝縮部２２ケ」１、ｋ−又
換器を兼ねた熱媒ヘッダ管４の中に差込まれて伝熱的に
結合ｊ７ている。また熱媒ヘッダ管４は図示されてない
外部熱媒回路に接続されていて、水等の熱媒が矢印Ａの
ように供給通流される。一方、ヒートパイプ２は周知の
ように密封管内にフロン等の冷〃りとしでのＸξ発性液
体が封入されたものであり、その熱輸送動作原理につい
てはよく知られたことであり、ここでは説、明を省く。
さて上記４７？成の太陽熱コレクタをハキ外に据付で運
転することによ９１日中に真空ガラス管１を透過して（
１す熱板３で受けた太陽Ｓからのφ１′）射熱ケ、シ、
ヒートパイプ２の蒸発部２１を加熱して内部に１１人さ
れＣｏいる作ｉ＋ＩＩ流体を蒸発さ吐る。こＪ口Ｃより
作動？ｉｌｆ、体の蒸気はパイプ内を凝縮部２２へ′に
″１．−ｌリシ７、ここで蒸発ｒＡ熱を放出して熱媒−
＼ラダ管４ ｔ ６Ｍ、れる熱媒を加熱する。一方、こ
れにより作動ｂＩＬ陣の蒸気は凝縮して、蒸発部２１へ
還流し、（与び太ｌ５１６かにより加熱蒸発する。この
ように作動流体し１１ε発。
転することによ９１日中に真空ガラス管１を透過して（
１す熱板３で受けた太陽Ｓからのφ１′）射熱ケ、シ、
ヒートパイプ２の蒸発部２１を加熱して内部に１１人さ
れＣｏいる作ｉ＋ＩＩ流体を蒸発さ吐る。こＪ口Ｃより
作動？ｉｌｆ、体の蒸気はパイプ内を凝縮部２２へ′に
″１．−ｌリシ７、ここで蒸発ｒＡ熱を放出して熱媒−
＼ラダ管４ ｔ ６Ｍ、れる熱媒を加熱する。一方、こ
れにより作動ｂＩＬ陣の蒸気は凝縮して、蒸発部２１へ
還流し、（与び太ｌ５１６かにより加熱蒸発する。この
ように作動流体し１１ε発。
凝縮のリーイクルを繰返えして熱輸送を行う。
ところＣ１上記太陽熱コレクタの運転に際（７、外部熱
媒回路のポンプ故障、停相７、あるいは誤って水抜きが
行われるなどによシ熱媒の供給通流がなくなった、いわ
ゆる無負荷の空焚き状態が生じると、ヒートパイプ２で
は作動流体の凝縮、それに伴う放熱が行われなくなシ、
一方では太陽熱を受けて作動流体が蒸発し続けたため、
ヒートパイプ２は異常過熱されることになる。Ｌがもこ
のような状態になると、作動流体は熱分解を起して変質
してしまい、正常に棒能し、なくなって性能が大ｒｌＪ
に低下する。
媒回路のポンプ故障、停相７、あるいは誤って水抜きが
行われるなどによシ熱媒の供給通流がなくなった、いわ
ゆる無負荷の空焚き状態が生じると、ヒートパイプ２で
は作動流体の凝縮、それに伴う放熱が行われなくなシ、
一方では太陽熱を受けて作動流体が蒸発し続けたため、
ヒートパイプ２は異常過熱されることになる。Ｌがもこ
のような状態になると、作動流体は熱分解を起して変質
してしまい、正常に棒能し、なくなって性能が大ｒｌＪ
に低下する。
一方、前記のような空焚き運転状態でのヒータパイプの
異常別器を防止する手段として、第２図に示すごとく、
ヒートパイプ２の凝縮部２２側の先端を熱媒ヘッダ管４
を貫通して大気中に派呈させ、この部分に放熱フィン２
３を取ｆ（Ｊりたものが従来よシ知られている。この方
式にょり、 ｔ；Ｉ：、空焚き運転状態になった場合に
も、＃ｆｌｉ１’ｉ部２２の先端上２２熱フィン２３を
通じて大気中に放ｐｆｉを続けるのでヒートパイプ２の
異常別器を回６することができる。
異常別器を防止する手段として、第２図に示すごとく、
ヒートパイプ２の凝縮部２２側の先端を熱媒ヘッダ管４
を貫通して大気中に派呈させ、この部分に放熱フィン２
３を取ｆ（Ｊりたものが従来よシ知られている。この方
式にょり、 ｔ；Ｉ：、空焚き運転状態になった場合に
も、＃ｆｌｉ１’ｉ部２２の先端上２２熱フィン２３を
通じて大気中に放ｐｆｉを続けるのでヒートパイプ２の
異常別器を回６することができる。
しかしながら、第２図の方式ではｉｉ１〜〃１，１、が
（Ｊ（給されている正常運転時にも、ヒートパイプに集
熱された太陽熱の一部は放熱フィン２３より大気中に熱
放散されるので熱損失が増し、それだけ太陽熱の４１１
熱効率が低下する。しかもこの熱損失分目かなりの卯１
合を占める。
（Ｊ（給されている正常運転時にも、ヒートパイプに集
熱された太陽熱の一部は放熱フィン２３より大気中に熱
放散されるので熱損失が増し、それだけ太陽熱の４１１
熱効率が低下する。しかもこの熱損失分目かなりの卯１
合を占める。
この発明は上記の点にかんがみなきれたものであシ、そ
の目的は先記従来栴成の欠点をＮ／消し、正常運転状態
では茜い集熱効率を維持さげつつ、空焚連転時にはヒー
トパイプの１４ Ｎ ＩＩ温を巧みに防止できるように
した太陽熱コレクタを提供することにある。
の目的は先記従来栴成の欠点をＮ／消し、正常運転状態
では茜い集熱効率を維持さげつつ、空焚連転時にはヒー
トパイプの１４ Ｎ ＩＩ温を巧みに防止できるように
した太陽熱コレクタを提供することにある。
かかる目的はこの発明により、その凝縮部をルＪ〜媒管
と伝熱的Ｗ結合配置された太陶熱集熱用ヒートパイプに
、作動温度が前記ヒートパイプよりも高く設定された放
熱用ヒートパイプの斉（Ｖ発部を伝熱的に結合−ノると
ともに、この放、４．ｉ！５用ヒートバイブの静縮部を
外方へＩ３１出してＦｉ己１＾゛＋ＩＭ−成したことに
よシ洒成される。
と伝熱的Ｗ結合配置された太陶熱集熱用ヒートパイプに
、作動温度が前記ヒートパイプよりも高く設定された放
熱用ヒートパイプの斉（Ｖ発部を伝熱的に結合−ノると
ともに、この放、４．ｉ！５用ヒートバイブの静縮部を
外方へＩ３１出してＦｉ己１＾゛＋ＩＭ−成したことに
よシ洒成される。
以「、この発明を図示実施例にノ１１６づき訂４フ））
する。
する。
ｒ；ｉｓ ３ ｌｙｌ ｌα−おい−て−，２１５１図
のヒートノ；・インと同様に配置された集熱川ヒートパ
イプ２に加え、この発明によシ放熱用ヒートバ・ｆプ５
がその蒸発部５１を前記集熱用ヒートパイプ２と伝熱的
に結合して配備されている。その結合の仕方ｔ」、し１
示のように集熱用ヒー ドパイブ２を外周１１ｉｌｌに
放熱用ヒートパイプ５を内周４Ｊｉｌｌに車ねた内外二
重管として構成され、さらに放熱用ヒートパイプ５はそ
の一端の凝縮部５２が集熱用ヒートパイプ５および熱１
’ｌ、ヘッダ管４を１１通して大気中に引出すように配
置され、しかもこの凝縮部５２に放熱フ・イン５３が取
付けである。また放熱用ヒートパ・ｆグ５に封入されて
いる作動流体ｉｔ 、集熱用ヒートパイプ２の作動流体
よりも８１点の高い冷媒が）′、！！１定さｊｔでおり
、これＫより放熱用ヒートパイプ５の方の作動温度が高
くなる。、なお第４図に第３図の措、；７！を秤用した
コレクタの複数本を自賢合し°［４Ｍ成した太陽熱隼熱
器のモジエールを示す。
のヒートノ；・インと同様に配置された集熱川ヒートパ
イプ２に加え、この発明によシ放熱用ヒートバ・ｆプ５
がその蒸発部５１を前記集熱用ヒートパイプ２と伝熱的
に結合して配備されている。その結合の仕方ｔ」、し１
示のように集熱用ヒー ドパイブ２を外周１１ｉｌｌに
放熱用ヒートパイプ５を内周４Ｊｉｌｌに車ねた内外二
重管として構成され、さらに放熱用ヒートパイプ５はそ
の一端の凝縮部５２が集熱用ヒートパイプ５および熱１
’ｌ、ヘッダ管４を１１通して大気中に引出すように配
置され、しかもこの凝縮部５２に放熱フ・イン５３が取
付けである。また放熱用ヒートパ・ｆグ５に封入されて
いる作動流体ｉｔ 、集熱用ヒートパイプ２の作動流体
よりも８１点の高い冷媒が）′、！！１定さｊｔでおり
、これＫより放熱用ヒートパイプ５の方の作動温度が高
くなる。、なお第４図に第３図の措、；７！を秤用した
コレクタの複数本を自賢合し°［４Ｍ成した太陽熱隼熱
器のモジエールを示す。
上Ｍｌの構成により、止′塁な隼ｐ）、運転時にケニ１
１、隼〃（用ヒートパイプ２の熱輸送１５１１作１（よ
シ、ｎ： ！、Ｆガラス％ｌを透過して集めた人１ｉ１
．ｉ ７１・’＋！ ：Ｑ：１戸°へが−、ツタ管４を
通流する熱１ｒ￥：に与えらｉｌ、これを加熱する。
１、隼〃（用ヒートパイプ２の熱輸送１５１１作１（よ
シ、ｎ： ！、Ｆガラス％ｌを透過して集めた人１ｉ１
．ｉ ７１・’＋！ ：Ｑ：１戸°へが−、ツタ管４を
通流する熱１ｒ￥：に与えらｉｌ、これを加熱する。
、）ｊ ｓ この状態では放か、用ヒートバイブ゛５
＆：ｔ、、（Ｔｉ１１１流、汁の沸点が高く、したかっ
１液相状態を保った榛までハ発−凝縮−リイクルによる
に〜輸送が行わ７）ない。つまり放熱用ヒートバイブ５
１Ｊ、そのバイフ゛自Ａを媒１本とする２山′ｈ；の熱
伝達はより、イ＾゛１かな９・丸をその放７１％フィン
５３をチして大気中に１Ｖｌ（放散するに止まり、装置
全体としての集熱幼率殆どＶ管を及はすことがなく効率
のよい集熱が行える。これに対し、熱ｐｖ１回路の故障
等により空焚き事介戻が発生した。Ｉ４ｉ’（にＶま、
集熱用ヒートバイブ２の作動流体が蒸発しｉＨりて尚温
に移行ノーることになるがこの段階になると、放熱用ヒ
ートパイプ５の蒸発１１Ｌ５１で（！よ、集熱用ヒート
バイブ２からの１倣熱によシ放熱用ヒートバイブの作動
ｔｆｌＬ体が蒸発を開始−する。（し”ξこの作動流体
の蒸気はバイノ内を移動して凝れ・１部５２で凝縮し、
その蒸発潜熱を放熱フィン５：３を；ｉ＋ｊｔじｔ大気
（ｐｌｊに熱放散するようにイ・１動するこの結果、集
熱用ヒートバイブ２はｊ”ｊｌ定侃鹿以上に異ｊ’ｉ’
； ！Ｉ’ ｔＬ＾するのが抑止され、これにより作ｆ
ｈ ｍ１体の熱分解、変質を防ぐことがてきて信頼性の
大＋ｌＪな向上を図る仁とができる。
＆：ｔ、、（Ｔｉ１１１流、汁の沸点が高く、したかっ
１液相状態を保った榛までハ発−凝縮−リイクルによる
に〜輸送が行わ７）ない。つまり放熱用ヒートバイブ５
１Ｊ、そのバイフ゛自Ａを媒１本とする２山′ｈ；の熱
伝達はより、イ＾゛１かな９・丸をその放７１％フィン
５３をチして大気中に１Ｖｌ（放散するに止まり、装置
全体としての集熱幼率殆どＶ管を及はすことがなく効率
のよい集熱が行える。これに対し、熱ｐｖ１回路の故障
等により空焚き事介戻が発生した。Ｉ４ｉ’（にＶま、
集熱用ヒートバイブ２の作動流体が蒸発しｉＨりて尚温
に移行ノーることになるがこの段階になると、放熱用ヒ
ートパイプ５の蒸発１１Ｌ５１で（！よ、集熱用ヒート
バイブ２からの１倣熱によシ放熱用ヒートバイブの作動
ｔｆｌＬ体が蒸発を開始−する。（し”ξこの作動流体
の蒸気はバイノ内を移動して凝れ・１部５２で凝縮し、
その蒸発潜熱を放熱フィン５：３を；ｉ＋ｊｔじｔ大気
（ｐｌｊに熱放散するようにイ・１動するこの結果、集
熱用ヒートバイブ２はｊ”ｊｌ定侃鹿以上に異ｊ’ｉ’
； ！Ｉ’ ｔＬ＾するのが抑止され、これにより作ｆ
ｈ ｍ１体の熱分解、変質を防ぐことがてきて信頼性の
大＋ｌＪな向上を図る仁とができる。
なお、放熱用ヒートバイブの設置の仕方は図示例の結合
構造に限定されるものではなく、種々の形式で笑施可能
である。また放熱用ヒートバイブとして、従来より知ら
れている制御形ビートパイプを採用し、集熱用ヒートバ
イブとの間でその作動篇度を変えるようにすることもで
きる。
構造に限定されるものではなく、種々の形式で笑施可能
である。また放熱用ヒートバイブとして、従来より知ら
れている制御形ビートパイプを採用し、集熱用ヒートバ
イブとの間でその作動篇度を変えるようにすることもで
きる。
第１図および第２図ケよそれ−Ｌ゛れう′４なる従来の
太陽熱コレクタの略示構成断１０１図、第３図はこの発
明の実施例の構成断面図、第４〜１はＩＰＪａ図のコレ
クタの集合体としてなる太陽熟年熱器のモジュールの外
観剰視図である。 ｌ・・・真空ガラス管、２・・・集熱用ヒートパイプ、
４・・・熱媒ヘッダ管、５・・・放熱用ヒートパイプ、
５３・・・放熱フィン。 ＞１図 ２０ Ｔ３ 口 ！ り′４図
太陽熱コレクタの略示構成断１０１図、第３図はこの発
明の実施例の構成断面図、第４〜１はＩＰＪａ図のコレ
クタの集合体としてなる太陽熟年熱器のモジュールの外
観剰視図である。 ｌ・・・真空ガラス管、２・・・集熱用ヒートパイプ、
４・・・熱媒ヘッダ管、５・・・放熱用ヒートパイプ、
５３・・・放熱フィン。 ＞１図 ２０ Ｔ３ 口 ！ り′４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）密封管内に作動流体を封入したヒートパイプの蒸発
部を透光性真空ガラス管内に収納するとともに、その凝
縮部を熱媒管と伝熱的に結合し、蒸発部で集熱した太陽
輻射熱を凝縮部を通じて熱媒に力えるよう処した太陽熱
コレクタにおいて、前記ヒートパイプを集熱用ヒートパ
イプとして該ヒートパイプに、作動温度が集熱用ヒート
パイプよシも高い放熱用ヒートパイプの蒸発部を伝熱的
に結合するとともに、この放熱用ヒートパイプの凝縮部
を外方に引出して配置したことを特徴とする太陽熱コレ
クタ。 ２） 特許請求の範囲第１項記載の太陽熱コレクタに
おいて集熱用ヒートパイプと放熱用ヒートパイプとが内
外二重管として構成され、かつ放熱用ヒ・−ドパイブの
凝縮部を大気中に引出して核部に放熱フィンを取付けた
太陽熱コレクタ。 ３）特Ｗ１“請求の第１項記載の太陽熱コレクタにおい
て、放熱用ヒートパイプの作動流体が集熱用ヒートパイ
プの作動流体の沸点よシも高沸点の冷媒である太陽熱コ
レクタ。 ４）特許請求の範囲第１項記載の太陽熱コレクタにおい
て、放熱用ヒートパイプが制御形ヒートパイプである太
陽熱コレクタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57201655A JPS5993151A (ja) | 1982-11-17 | 1982-11-17 | 太陽熱コレクタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57201655A JPS5993151A (ja) | 1982-11-17 | 1982-11-17 | 太陽熱コレクタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5993151A true JPS5993151A (ja) | 1984-05-29 |
Family
ID=16444690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57201655A Pending JPS5993151A (ja) | 1982-11-17 | 1982-11-17 | 太陽熱コレクタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5993151A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100420904C (zh) * | 2002-12-28 | 2008-09-24 | 徐宝安 | 一种防结垢外壳全玻璃金属热管真空集热管 |
| CN100462648C (zh) * | 2002-12-28 | 2009-02-18 | 北京环能海臣科技有限公司 | 一种外壳全玻璃金属热管真空集热管的制作方法 |
| CN100462647C (zh) * | 2002-12-28 | 2009-02-18 | 北京环能海臣科技有限公司 | 一种外壳全玻璃金属热管真空集热管 |
| JP2013517447A (ja) * | 2010-01-18 | 2013-05-16 | ティーアイジーアイ エルティーディー． | 密封した太陽エネルギーコレクターにおける温度制限のための方法および方法 |
-
1982
- 1982-11-17 JP JP57201655A patent/JPS5993151A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100420904C (zh) * | 2002-12-28 | 2008-09-24 | 徐宝安 | 一种防结垢外壳全玻璃金属热管真空集热管 |
| CN100462648C (zh) * | 2002-12-28 | 2009-02-18 | 北京环能海臣科技有限公司 | 一种外壳全玻璃金属热管真空集热管的制作方法 |
| CN100462647C (zh) * | 2002-12-28 | 2009-02-18 | 北京环能海臣科技有限公司 | 一种外壳全玻璃金属热管真空集热管 |
| JP2013517447A (ja) * | 2010-01-18 | 2013-05-16 | ティーアイジーアイ エルティーディー． | 密封した太陽エネルギーコレクターにおける温度制限のための方法および方法 |
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