JPS5997458A - 太陽熱の集熱器 - Google Patents
太陽熱の集熱器Info
- Publication number
- JPS5997458A JPS5997458A JP57207350A JP20735082A JPS5997458A JP S5997458 A JPS5997458 A JP S5997458A JP 57207350 A JP57207350 A JP 57207350A JP 20735082 A JP20735082 A JP 20735082A JP S5997458 A JPS5997458 A JP S5997458A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- axes
- solar
- heat collector
- cylinders
- Prior art date
- 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
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
- F24S23/30—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with lenses
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- 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】
本発明は太陽熱の集熱器に係り、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戚 。
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戚 。
る蓋の表面を円柱側面の一部を複数個並べ、た波形。
の形状とし、この蓋にレンズ作用を持たせ、そのレンズ
の焦点を円柱の軸付近に結ぶようにし、その部分に熱媒
体を満たした加熱ノ（イブ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。
の焦点を円柱の軸付近に結ぶようにし、その部分に熱媒
体を満たした加熱ノ（イブ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、石炭等の化石燃料に有限であ
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。
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、石炭等の化石燃料に有限であ
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（斜視因）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ｌは箱型の受熱器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
。
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ｌは箱型の受熱器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
。
周知のように太陽エネルギーは地球上に間断なく、かつ
あまねく降シそそかれているが、そのエネルギー密度は
理論的な最大値であっても１１ｎ２当シ１．３５ ＫＷ
程度とされており、＃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。
あまねく降シそそかれているが、そのエネルギー密度は
理論的な最大値であっても１１ｎ２当シ１．３５ ＫＷ
程度とされており、＃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及に対する
温度差が大きければ大きいほどエイ・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ものとは云えなかった。
温度差が大きければ大きいほどエイ・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も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面との関係を示した
図である。同図において、受熱器２の受熱面２Ａの法線
５と太陽光線６とのなす角をβとすれば受熱面２人の単
位面積当シか受ける太陽エネルギー１＠ＣＯＪ？βに比
例し、角βが０のとき最大となる。
図である。同図において、受熱器２の受熱面２Ａの法線
５と太陽光線６とのなす角をβとすれば受熱面２人の単
位面積当シか受ける太陽エネルギー１＠ＣＯＪ？β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崖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Ｔ角）ん０を変え
ているため、太陽熱を最大限す角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。
水平面に対する投影崖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Ｔ角）ん０を変え
ているため、太陽熱を最大限す角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、
太陽熱の集熱装置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？ｆｉｉ６は平
面鏡１２によって反射され放物面ｄ１３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１４に果申し、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。
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、
太陽熱の集熱装置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？ｆｉｉ６は平
面鏡１２によって反射され放物面ｄ１３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１４に果申し、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
いるが、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り、そのために追尾装置（第３図
には図示されていない。シが必要である。
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
いるが、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り、そのために追尾装置（第３図
には図示されていない。シが必要である。
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パイプ
１４を強力に加熱するが、（り図のように太陽光線６か
放物面鏡１３の軸と平行でないときは、放物面鏡で集熱
するエネルギー総量も少いし、凍だ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。
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パイプ
１４を強力に加熱するが、（り図のように太陽光線６か
放物面鏡１３の軸と平行でないときは、放物面鏡で集熱
するエネルギー総量も少いし、凍だ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り、また太陽の方位角α
、温度差０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シ、そのため設備費が高くなると
いう欠点を有してし）だ。
に、複雑な運動をする必要があり、また太陽の方位角α
、温度差０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シ、そのため設備費が高くなると
いう欠点を有してし）だ。
： 本発明は以上述べた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略し、したが
って設備費が廉＜、シかも集熱効率のよｌ、ｚ太陽熱の
集熱器を提供することを目的としてＸｌ）る。
解消し、複雑な機構を有する追尾装置を省略し、したが
って設備費が廉＜、シかも集熱効率のよｌ、ｚ太陽熱の
集熱器を提供することを目的としてＸｌ）る。
本発明は集熱器の受熱器に設けた透明材から成る蓋の表
面を円柱側面の一部を複数個連結したｐｚわゆる波形形
状としてレンズ効果を持たせ、そのレンズの焦点部付近
に集熱ノ（イブを配置することによって前記目的を達成
している。
面を円柱側面の一部を複数個連結したｐｚわゆる波形形
状としてレンズ効果を持たせ、そのレンズの焦点部付近
に集熱ノ（イブを配置することに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Ｖ八て説明する。
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２
２、受熱器２２内に収納された加熱パイプ２３、受熱器
２２の−の面に取付けられた看板２４等から成っている
。受熱器２２の−の面のみは開口されておシ、その面に
は蓋板２４力玉取付は材２５によって取付けられており
、その面を除く他の面の内側には断熱材２６が装着され
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が収付けられておシ、加熱パ
イプ２３の両端部はそれぞれヘッダ−２８第６図は蓋板
２４と加熱パイプ２３との二側を□に連結している。
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２
２、受熱器２２内に収納された加熱パイプ２３、受熱器
２２の−の面に取付けられた看板２４等から成っている
。受熱器２２の−の面のみは開口されておシ、その面に
は蓋板２４力玉取付は材２５によって取付けられており
、その面を除く他の面の内側には断熱材２６が装着され
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が収付けられておシ、加熱パ
イプ２３の両端部はそれぞれヘッダ−２８第６図は蓋板
２４と加熱パイプ２３との二側を□に連結している。
示した拡大断面図である。同図および第５図。にお、。
いて、蓋板２４はアクリル樹脂等の透明材料、から成っ
ておシ、その外側の表面２４Ａは円柱の側面の一部を複
数個結合して形成される波形の形状をしており、内側の
面２４Ｂは平面となっている。
ておシ、その外側の表面２４Ａは円柱の側面の一部を複
数個結合して形成される波形の形状をしており、内側の
面２４Ｂは平面となっている。
この円柱の軸は加熱管２３の軸２３Ａとほぼ同軸となる
ように配置されており、この軸２３Ａ付近に太陽光線が
焦点を結ぶようになっている。
ように配置されており、この軸２３Ａ付近に太陽光線が
焦点を結ぶようになっている。
第７図は本発明の第２の実施例を示す拡大断面図である
。同図に示すように本例にあっては蓋 □２４は中空
となっており、その空Ｍ２４Ｃ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Ｈ５？、明した第１の実施例と異るところは
ない。
。同図に示すように本例にあっては蓋 □２４は中空
となっており、その空Ｍ２４Ｃ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Ｈ５？、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
ことが可能であシ、また同時に蓋板２４の外表面を形成
する円柱の軸に直交する平面においては、太陽光線の方
向がある程度変化しても効率よく集熱することができる
ので、前記した追尾ｉ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。
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
ことが可能であシ、また同時に蓋板２４の外表面を形成
する円柱の軸に直交する平面においては、太陽光線の方
向がある程度変化しても効率よく集熱することができる
ので、前記した追尾ｉ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。
各棟の実験によって確かめたところによれは本発明に係
る集熱器の集熱効率は従来の平板状の重板を有する集熱
器と比較すれば、全体として２〜３倍という結果を得る
ことができる。
る集熱器の集熱効率は従来の平板状の重板を有する集熱
器と比較すれば、全体として２〜３倍という結果を得る
ことができる。
ことを可能とし、太陽熱の有効利用について目覚ましい
貢献をするものであることは明らかである。
貢献をするものであることは明らかである。
第１図は従来球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図をま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）、（ロ）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１・１本
発明に係る集熱器を示した１文で（イ）″′平百図・（
ｔ’）ｔ″′＠）図に；６°−“断面を矢印方向にみた
、図、第６図は差板と加熱ノ（イブとの詳細を示した断
面図、第７図は本発明の第２の実施例を示した拡大断面
図である。 １・・・・集熱器、２・・・・受熱器、２人・・・・受
熱面、３・・・骨加熱）（イブ、４＠・・・蓋板、５Φ
・φ・法線、６・・・・太陽光線、１１・・ｅ・集熱装
置、１２”・・ｌ平面鏡、。 １３・・−・放物面鏡、１４・争・拳加熱）くイブ、２
１・・・・集熱器、２２・・・・受熱ｋ、２３・・・・
加熱パイプ、２４・・−・蓋板、２４Ａ′自・・外側表
面、２４Ｂ’ ” ” ”内側面、２４Ｃ・・・・空隙
、２４Ｄ・・・・透明液、２５・・・・取付は板、２６
・・・・断熱材、２７・・・・パイプ支持板、２８・・
・・ヘッダー第１図
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図をま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）、（ロ）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１・１本
発明に係る集熱器を示した１文で（イ）″′平百図・（
ｔ’）ｔ″′＠）図に；６°−“断面を矢印方向にみた
、図、第６図は差板と加熱ノ（イブとの詳細を示した断
面図、第７図は本発明の第２の実施例を示した拡大断面
図である。 １・・・・集熱器、２・・・・受熱器、２人・・・・受
熱面、３・・・骨加熱）（イブ、４＠・・・蓋板、５Φ
・φ・法線、６・・・・太陽光線、１１・・ｅ・集熱装
置、１２”・・ｌ平面鏡、。 １３・・−・放物面鏡、１４・争・拳加熱）くイブ、２
１・・・・集熱器、２２・・・・受熱ｋ、２３・・・・
加熱パイプ、２４・・−・蓋板、２４Ａ′自・・外側表
面、２４Ｂ’ ” ” ”内側面、２４Ｃ・・・・空隙
、２４Ｄ・・・・透明液、２５・・・・取付は板、２６
・・・・断熱材、２７・・・・パイプ支持板、２８・・
・・ヘッダー第１図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 −（１）内部に断熱材を装着した箱形の受熱器と、該受
熱器の−の面に取付けられ透明材から成り、−の平面と
所定の曲率半径を有する円柱１１１１１面９一部９複喀
個を連結して形成される波形の曲とを有する。 蓋と、前記受熱器内に収納され前記円柱と同軸に配置さ
れた加熱パイプとから構成される太陽熱の集熱器。 （２） 前記蓋は中空であって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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57207350A JPS5997458A (ja) | 1982-11-26 | 1982-11-26 | 太陽熱の集熱器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57207350A JPS5997458A (ja) | 1982-11-26 | 1982-11-26 | 太陽熱の集熱器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5997458A true JPS5997458A (ja) | 1984-06-05 |
Family
ID=16538277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57207350A Pending JPS5997458A (ja) | 1982-11-26 | 1982-11-26 | 太陽熱の集熱器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5997458A (ja) |
-
1982
- 1982-11-26 JP JP57207350A patent/JPS5997458A/ja active Pending
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