JPS60105862A - 太陽熱集熱装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は真空に保ったガラス製外管内に集熱体を収容し
、この集熱体に通す熱媒を太陽熱により加熱する太陽熱
集熱装置に関する。

〔発明の技術的背景〕

ｊｉ四Ｖ４介り奔ゼ丹ス１鵠が轡内Ｆ像劇ξ棟かＩＬＶ
容し、この集熱体に形成した熱媒通路に熱媒合流して太
陽熱により熱媒を加熱するようにした太陽熱集熱装置は
、真空外管の保温作用、つまり放熱を防止する作用のた
め集熱効率に優れている。

上記集熱体は従来、広い集熱面積を確保するためのアル
ミニウムまたは鉄などよりなる集熱板と、この集熱板に
密着して絞しめなどの手段で接合された銅製ノやイブと
からなシ、上記集熱板によって捕捉した太陽熱を銅パイ
プに伝え、この銅ノぐイブ内を流す熱媒に伝導するよう
になっていた。

〔背景技術の問題点〕

しかしながら上記従来の集熱体は、相互に別部利の集熱
板とｉＥイブを接合するものであるため、部品点数が多
く組立てに手間を要するばかりでなく、両者の熱膨張係
数が異なるので接合箇所の密着性が悪くなシ熱伝導性が
低下する不具合があった。さらに述べると、アルミニウ
ムまたは鉄製の集熱板と銅パイプは熱膨張差のために接
合箇所にすべりが生じ易く、両者が強固に接合されてい
ると長手方向の軸線が弓々りに何曲してしまう。また集
熱板は銅パイプの周方向に所定寸法の密着長さを有する
ように一部分が巻き伺いで接合されるが、この巻き利き
部で互の熱膨張差のために相互が離れようとし、経年使
用によって密着性が悪くなり、この結果熱伝導性が低下
するものであった。

〔発明の目的〕

本発明ｔＪ、このような油清にもとづきなされたもので
、その目的とするところは、集熱板と集熱パイプを一体
物として構成することにより、剥れなどによる熱伝導不
能を防止しか′り集熱効果の大きな太陽熱集熱装置を提
供しようとするものである。

〔発明の概要〕

すなわち本発明は集熱体を、平板状で中空な部材によっ
て構成し、かつこの中を部を仕切壁により幅方向に区分
して複数の熱媒通路を形成したことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例を第１図ないし第５図（Ａ）　（
Ｂ）　（Ｃ）にもとづき説明する。

図において１はソーダ石灰ガラスよりなる外管であり、
一端が封止されているとともに他端は鉄、ニッケル合金
などの節板２によって気密に閉止されている。外管１内
は、上記端板２に取着した排気管３によシ高真空に排気
されており、この排気管３は排気後、封止切りされてい
る。

外管１内には集熱体４が収容されている。集熱体４は第
３図以下に示されているように、たとえばアルミニウム
押し出し加工品よりなり、長尺平板状をなしているとと
もに内部が中空をなしている。この中空部は複数個の仕
切壁５・・・により、幅方向に区分された複数の熱媒通
路６・・・。

７・・・が構成されている。そして平板状集熱体４の一
端には、仕切壁５・・・を切除してなる熱媒流れ変更室
８が形成されており、また他端には中央の仕切壁だけを
残して他の仕切壁を切除してなる熱媒導入室９および熱
媒導出室ｌＯが形成されている。熱媒導入室９には導入
パイプ１１が接続されているとともに熱媒導出室１０に
は導出パイプ１２が接続されている。

なお上記熱媒流れ変更室８．熱媒導入室９および熱媒導
出室１０は以下のようにして作ることができる。すなわ
ちアルミニウムの押し出し加工により断面が第３図のご
とき中空平板状に成形された長尺板材を所定長さに切断
し、その切断面に外部から第５図（４）に示すようなエ
ンドミル形切削具１３を挿入して仕切壁５の一部を第５
図（Ｂ）のように切削除去する。こののち上記切断面を
第５図（Ｃ）のごとく押し潰し、この圧潰部分を加熱溶
融させることにより封止する。

このように構成された集熱体４は、その熱媒流れ変更室
８側を外管１内に差し込み、導入室９、導出室１０側を
端板２から突出させるようにして外管１に取シ付けられ
る。なお端板２を貫通する筒所は気密にシールされるこ
とはもちろんである。そして外管１内において集熱体４
は支持具１４・・・によって保持されている。

このような構成の太陽熱集熱装置は、集熱体４の一側面
を第２図のように太陽に向かって対面するように傾斜し
て設置され、熱媒導入パイプ１ノから熱媒を流す。なお
熱媒としては集熱体４がアルミニウム製であるため水を
使用すると腐蝕を生じ易いので、石油系、シリコーンオ
イル系、フレオンなどが使用される。

心入室９に供給された熱媒は、各熱媒通路６・・・を通
じて熱媒流れ変更室８に向かって流れ、かつ熱媒通路７
・・・を介して導出室１０に戻る。この間に、太陽熱に
よシ加熱された集熱体４から熱を奪って熱媒が加熱され
る。したがって導出・平イブ１２より取り出された熱媒
は温度上昇されているので、この熱エネルギーを有効に
使用することができる。

このような集熱体４によると、アルミニウム押し出し製
品であるため一体成形品であり、したがって部品点数が
少く、組立ての手間も少くなる。しかも一体重であるた
め、熱膨張差による歪が少く、従来のごとき接合部もな
いので接合部分の剥れなどを生じない。熱媒は集熱体４
に対して広い面で接触するので熱伝導性が良く、加えて
集熱体４は平板形をなしているので太陽熱を捕捉する面
稍すなわち受熱面積が大きく、集熱効果が大きくなる。

中空部を仕切壁５・・・にょって区分するのは、仕切壁
５・・・により平板状集熱体４の機械的強度を増し、集
熱体４の熱媒圧力にょる膨らみゃ熱媒荷重による変形全
防止することと、導入室９に導入した熱媒ｔ　ｄｊ出室
１ｏに至るまでの間に均等に流し、集熱体４がらの熱伝
導が均等に行われるようにするためである。

なお、アルミニウムによる押し出し加工品によって集熱
体４を１４造する場合、熱媒通路６・・・。

７・・・の幅Ｗは１０ｍｍ以下、高さｈは２ｍｍ以上、
仕切壁１周壁の肉）￥Ａｔは１細程度忙する。幅Ｗが１
０祁を越えると、強度の低下を招くので肉厚ｔを厚くし
なければならず、粱熱体４の重量が増大する。また高さ
ｈを２ｍ未満にすると・前述したように熱媒として水が
使えないので水以外の熱媒は粘性係数が大きく、したが
って水頭損失も増すので熱媒に高い圧力を加えて流す必
要があり、このようにすると肉厚ｔが大きくなって重量
も大きくなる。

なお本発明は、アルミニウム押し出し加工によシ集熱体
を製造する場合には、第６図、第７図および第８図に示
すよう六回面形状に加工することもでき、これらはいづ
れも集熱体の表面積が大きくなって集熱効果が高くなる
。

また押し出し加工はアルミニウムだけに制約されるもの
ではなく、亜鉛や銅であってもよく、捷だアルミニウム
、亜鉛、銅の各合金であってもよい。

さらに本発明は押し出し加工によりて集熱体を製造する
ことには限らず、第９図に示すように、同一材質によっ
て対称形にプレス加工された凹凸状板材９１．９２を相
互に接合しても集熱体を得ることができる。

そしてまた、熱媒通路は集熱体内でＵ字状の経路を構成
することに限らず、集熱体を外管の両端からそれぞれ導
出さぜ、−唱側がら熱媒を供給して他端側から取り出す
ようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上述べた通シ本発明によると、集熱体が平板状中空体
となっているので、広い受熱面積で受けた太陽熱を中壁
部の熱媒に直接に熱伝導させることができ、集熱効果が
向上する。しかも集熱体は一体物であるから、熱膨張差
による歪や剥れを生じない。さらに１だ中空部は仕切壁
によす′（区分（］、キれ°（包数の熱１品通路を成し
ているので、これら仕切壁が集熱体の機械的強度を増大
させ、かつ熱媒の流れを均等に行わせて熱伝導の均等化
を可能にするなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の一実施例を示し化１図は
太陽熱集熱装置の斜視図、第２図は断面図、第３図はそ
の集熱体の断面図、第４図は集熱体の一部切欠した平面
図、第５図（Ａ）　（Ｂ）　（Ｃ）はその製造方法を順
に示す端部の断面図である。 第６図ないし第９図はそれぞれ本発明の他の実施例を示
す集熱体の断面図である。 ｌ・・・ガラス製外管、２・・・端板、４・・・集熱体
、５・・・仕切壁、６．７・・・熱媒通路。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第３図 第４図 第５図 ム ｂ　！：ｌｌ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （リ　真空に保たれたガラス製外管内に集熱体を収容し
   、この集熱体は板状をなすとともに内部に熱媒が通る中
   空部を有し、この中空部は仕切壁によシ幅方向に区分さ
   れて複数の熱媒通路を形成しであることを特徴とする太
   陽熱集熱装置。 （２）上記平板状中空集熱体は軟質金パの押し出し加工
   品からなることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
   記載の太陽熱集熱装置。