JPS6014250B2 - 集光型集熱器 - Google Patents
集光型集熱器Info
- Publication number
- JPS6014250B2 JPS6014250B2 JP57103386A JP10338682A JPS6014250B2 JP S6014250 B2 JPS6014250 B2 JP S6014250B2 JP 57103386 A JP57103386 A JP 57103386A JP 10338682 A JP10338682 A JP 10338682A JP S6014250 B2 JPS6014250 B2 JP S6014250B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat collecting
- heat
- concentrating type
- heat collector
- type heat
- 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.)
- Expired
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)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は太陽熱による集光型の集熱器に関するものであ
る。
る。
集光型は太陽ェネルギのうち直達光のみを利用するもの
であるから太陽を追尾する装置が必ず必要である。
であるから太陽を追尾する装置が必ず必要である。
そのため従来の集光型集熱器では、その追尾装置に多く
の費用がかかり、その上、十分な保守も期待できないと
いう欠点があった。本発明は、このような従来の欠点を
除去するため集熱板を分割することにより天空上の太陽
の位置の移動に伴って移動するレンズ或いは凹面鏡の焦
点を集熱板の異なる部分で受け、それに即応して熱媒体
の通路を変化させることによって集光型に不可欠とされ
ていた追尾装置を省略し、固定したまま使用できるよう
にしたものである。以下本発明の一実施例を図面により
詳細に説明する。第１図は本発明集光型集熱器の一実施
例を示す断面図である。図において、１，１・・・はそ
れぞれ幅方向に連なった線集光型フレネルレンズで、そ
の条溝は紙面に垂直の方向に走っており、焦線もまた紙
面に垂直の方向にできる。２ａ，２ｂ、２ａ，２ｂ…は
それぞれ集熱板で、フレネルレンズ１に対し１組の集熱
板２ａ，２ｂが対設して取付けられている。
の費用がかかり、その上、十分な保守も期待できないと
いう欠点があった。本発明は、このような従来の欠点を
除去するため集熱板を分割することにより天空上の太陽
の位置の移動に伴って移動するレンズ或いは凹面鏡の焦
点を集熱板の異なる部分で受け、それに即応して熱媒体
の通路を変化させることによって集光型に不可欠とされ
ていた追尾装置を省略し、固定したまま使用できるよう
にしたものである。以下本発明の一実施例を図面により
詳細に説明する。第１図は本発明集光型集熱器の一実施
例を示す断面図である。図において、１，１・・・はそ
れぞれ幅方向に連なった線集光型フレネルレンズで、そ
の条溝は紙面に垂直の方向に走っており、焦線もまた紙
面に垂直の方向にできる。２ａ，２ｂ、２ａ，２ｂ…は
それぞれ集熱板で、フレネルレンズ１に対し１組の集熱
板２ａ，２ｂが対設して取付けられている。
これら各集熱板２ａ，２ｂはそれぞれ表面ガラス３を有
する小区劃４に入れられて分割され、互に熱的に絶縁さ
れている。また、全体は断熱材で囲んだ箱５に組込まれ
ている。６は焦点距離を保持すると共に熱錦色緑を兼ね
た空気層で、丁度、外観が平板型集熱器に似ており、か
つこれと同様に固定したまま使用できる。
する小区劃４に入れられて分割され、互に熱的に絶縁さ
れている。また、全体は断熱材で囲んだ箱５に組込まれ
ている。６は焦点距離を保持すると共に熱錦色緑を兼ね
た空気層で、丁度、外観が平板型集熱器に似ており、か
つこれと同様に固定したまま使用できる。
また、前記各１組の集熱板２ａ，２ｂには、それぞれ集
熱用パイプ７ａ，７ｂが設けられ、かつ集熱板２ａ，２
ｂの表面は選択吸収膜塗装または黒色塗装が施されてい
る。そして、第２図に示すように、それぞれ１組の集熱
用パイプ７ａ，７ｂは一端で連結され、他端のパイプ７
ａと７ｂはそれぞれメインパイプ８ａ，８ｂに連結され
る。
熱用パイプ７ａ，７ｂが設けられ、かつ集熱板２ａ，２
ｂの表面は選択吸収膜塗装または黒色塗装が施されてい
る。そして、第２図に示すように、それぞれ１組の集熱
用パイプ７ａ，７ｂは一端で連結され、他端のパイプ７
ａと７ｂはそれぞれメインパイプ８ａ，８ｂに連結され
る。
次に、これら箱５全体は水平とその土地の緯度の角度に
近い角度をなして南に向って設置されている。この場合
、冬至の直射日光をＡ方向より来るものとしてそれぞれ
のフレネルレンズ１，１…の作用により、焦線を１紙の
集熱板２ａ，２ｂのうちの一方の集熱板２ａ，２ｂ・・
・の上辺に、また夏至の直射日光はＢ方向より来るもの
として、それぞれのフレネルレンズ１，１・・・の作用
により篤線を他の集熱板２ｂ，２ｂ・・・の下辺にでき
るようにする。そこで年間を通じて考えると、太陽の位
置は上記２つの場合を両極端として一年の周期で移動す
るので、冬半年（秋分から翌年の春分まで）の直射日光
はそれぞれ集熱板２ａ，２ａ…上に集まり、夏半年（春
分から秋分まで）の直射日光は他の集熱板２ｂ，２ｂ・
・・上に集まる。
近い角度をなして南に向って設置されている。この場合
、冬至の直射日光をＡ方向より来るものとしてそれぞれ
のフレネルレンズ１，１…の作用により、焦線を１紙の
集熱板２ａ，２ｂのうちの一方の集熱板２ａ，２ｂ・・
・の上辺に、また夏至の直射日光はＢ方向より来るもの
として、それぞれのフレネルレンズ１，１・・・の作用
により篤線を他の集熱板２ｂ，２ｂ・・・の下辺にでき
るようにする。そこで年間を通じて考えると、太陽の位
置は上記２つの場合を両極端として一年の周期で移動す
るので、冬半年（秋分から翌年の春分まで）の直射日光
はそれぞれ集熱板２ａ，２ａ…上に集まり、夏半年（春
分から秋分まで）の直射日光は他の集熱板２ｂ，２ｂ・
・・上に集まる。
その結果、冬季には集熱板２ａ，２ａ・・・の方が他の
集熟板２ｂ，２ｂ…よりも高温となり、夏季にはその逆
となる。従って第２図に示すように、冬季には熱媒体を
先ずメインパイプ８ａより集熱板２ｂ，２ｂ・・・に取
付けられたパイプ７ｂ，７ｂ・・・内に流して子熱し、
その後、集熱板２ａ，２ｂ・・・に取付けられたパイプ
７ａ，７ａ・・・内に流すことにより所期の高い温度を
得るようにしたものである。また、夏季においては、こ
れとは逆の順序で熱媒体を流すことで、やはり高い温度
を得ることができる。しかし、春分、秋分の頃、特にそ
れぞれ１組の集熱板２ａ，２ｂの系が均等に直射日光を
受ける時期には本発明による利点はあまりないが、通常
、冬季は暖房用、夏季は冷房用（吸収式冷凍機による）
の熱源として高温度の熱媒体の需要は多いのに対し、春
、秋はその必要性は少いことで、それに、この最も都合
の悪い時期においても、少くとも平板型集熱器なみの集
熱能力は得られるので、給湯用などには十分役立ち、年
間を通じて使用の不便は殆んどない。次に、集熱板をさ
らに多数に細かく分割し、それに伴って配管系も複雑化
していけば、さらに高温度が得られる。
集熟板２ｂ，２ｂ…よりも高温となり、夏季にはその逆
となる。従って第２図に示すように、冬季には熱媒体を
先ずメインパイプ８ａより集熱板２ｂ，２ｂ・・・に取
付けられたパイプ７ｂ，７ｂ・・・内に流して子熱し、
その後、集熱板２ａ，２ｂ・・・に取付けられたパイプ
７ａ，７ａ・・・内に流すことにより所期の高い温度を
得るようにしたものである。また、夏季においては、こ
れとは逆の順序で熱媒体を流すことで、やはり高い温度
を得ることができる。しかし、春分、秋分の頃、特にそ
れぞれ１組の集熱板２ａ，２ｂの系が均等に直射日光を
受ける時期には本発明による利点はあまりないが、通常
、冬季は暖房用、夏季は冷房用（吸収式冷凍機による）
の熱源として高温度の熱媒体の需要は多いのに対し、春
、秋はその必要性は少いことで、それに、この最も都合
の悪い時期においても、少くとも平板型集熱器なみの集
熱能力は得られるので、給湯用などには十分役立ち、年
間を通じて使用の不便は殆んどない。次に、集熱板をさ
らに多数に細かく分割し、それに伴って配管系も複雑化
していけば、さらに高温度が得られる。
一例として、１枚のフレネルレンズに対し、集熱板を４
個、即ち第１の実施例の倍に分割した実験では、気温よ
り最高１７ぴ０も高い熱媒体（水とエチレングリコール
の混合物）が得られた。また、熱媒体を逆方向、即ち高
温度の集熱板から先に流す実験では順向の場合より３０
〜４０ｏｏ低下し、集熱効率も約１３％低下した。この
ことは逆に本発明の方向、即ち順方向に流体を流すこと
の有効性を立証するものと考えられる。なお、集熱板を
あまり多く細分することは、配管系が複雑化して必ずし
も有利ではないが、冬季専用或いは夏季専用の集熱器と
して使う場合には、それぞれ前述の冬季用或いは夏季用
の集熱器をさらに２分割して、太陽の高度に応じて冬季
中又は夏季中に各２回、即ち前者においては太陽の赤縞
が一１１．７度（黄道の煩角の半分）となる１０月下旬
と２月旬、後者においては太陽の赤総が十１１．７度と
なる４月２０日頃と８月２０日頃とに、熱媒体の流れを
変更することにより比較的高温度を得ることもできる。
第３図は、本発明の他の実施例で、冬季用集熱板２ａと
夏季用集熱板２ｂとの１組をガラスの円管１０内に収納
し、さらに、これを透明なプラスチックの円管内面の一
部にレンズの作用を持たせた刻み目を有する線集光型フ
レネルレンズ１１の内部に入れたものである。
個、即ち第１の実施例の倍に分割した実験では、気温よ
り最高１７ぴ０も高い熱媒体（水とエチレングリコール
の混合物）が得られた。また、熱媒体を逆方向、即ち高
温度の集熱板から先に流す実験では順向の場合より３０
〜４０ｏｏ低下し、集熱効率も約１３％低下した。この
ことは逆に本発明の方向、即ち順方向に流体を流すこと
の有効性を立証するものと考えられる。なお、集熱板を
あまり多く細分することは、配管系が複雑化して必ずし
も有利ではないが、冬季専用或いは夏季専用の集熱器と
して使う場合には、それぞれ前述の冬季用或いは夏季用
の集熱器をさらに２分割して、太陽の高度に応じて冬季
中又は夏季中に各２回、即ち前者においては太陽の赤縞
が一１１．７度（黄道の煩角の半分）となる１０月下旬
と２月旬、後者においては太陽の赤総が十１１．７度と
なる４月２０日頃と８月２０日頃とに、熱媒体の流れを
変更することにより比較的高温度を得ることもできる。
第３図は、本発明の他の実施例で、冬季用集熱板２ａと
夏季用集熱板２ｂとの１組をガラスの円管１０内に収納
し、さらに、これを透明なプラスチックの円管内面の一
部にレンズの作用を持たせた刻み目を有する線集光型フ
レネルレンズ１１の内部に入れたものである。
このユニットを図に示すように、春分、秋分の正午近く
の太陽に正対するように東西方向に並べ、第１の実施例
と同じように冬季にはパイプ７ｂからパイプ７ａの順に
、また夏季にはパイプ７ａからパイプ７ｂの順に熱媒体
を流すことによって、集熱板ｌａ，ｌｂが単一のものよ
りも高温度で、高効率に得られるようにしたものである
。このユニットは、図に示すように水平に並べて使用す
ることが可能で、設置上の制約が少ない利点がある。以
上詳細に説明したように、本発明によれば集光型には不
可欠とされていた追尾機構を不要とし、固定したまま使
用でき、その上、高効率でかつ高温度が得られる等の効
果がある。
の太陽に正対するように東西方向に並べ、第１の実施例
と同じように冬季にはパイプ７ｂからパイプ７ａの順に
、また夏季にはパイプ７ａからパイプ７ｂの順に熱媒体
を流すことによって、集熱板ｌａ，ｌｂが単一のものよ
りも高温度で、高効率に得られるようにしたものである
。このユニットは、図に示すように水平に並べて使用す
ることが可能で、設置上の制約が少ない利点がある。以
上詳細に説明したように、本発明によれば集光型には不
可欠とされていた追尾機構を不要とし、固定したまま使
用でき、その上、高効率でかつ高温度が得られる等の効
果がある。
第１図は本発明集光型集熱器の一実施例を示す断面図、
第２図は同じく集熱用パイプの連結図、第３図は本発明
の他の実施例を示す断面図である。 １……フレネルレソズ、２ａ．２ｂ……集熱板、３……
表面ガラス、４……小区劃、５……箱、６……空気層、
７ａ．７ｂ……集熱用パイプ、８ａ，８ｂ……メインパ
イプ、１０……円管、１１……フレネルレンズ。 第１図 第２図 第３図
第２図は同じく集熱用パイプの連結図、第３図は本発明
の他の実施例を示す断面図である。 １……フレネルレソズ、２ａ．２ｂ……集熱板、３……
表面ガラス、４……小区劃、５……箱、６……空気層、
７ａ．７ｂ……集熱用パイプ、８ａ，８ｂ……メインパ
イプ、１０……円管、１１……フレネルレンズ。 第１図 第２図 第３図
Claims (1)
- １ それぞれ固定された１個のレンズ或は凹面鏡に対し
て複数個の集熱板を対設せしめ、季節によって移動する
昼間の太陽高度に応じて移動する焦点をその異なる集熱
板で受けるようにし、かつ熱媒体を先ず焦点の当ってい
ない低温の集熱板と結合したパイプに流して予熱し、最
後に焦点の当っている高温の集熱板と結合したパイプに
流すようにしたことを特徴とする集光型集熱器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57103386A JPS6014250B2 (ja) | 1982-06-16 | 1982-06-16 | 集光型集熱器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57103386A JPS6014250B2 (ja) | 1982-06-16 | 1982-06-16 | 集光型集熱器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58219357A JPS58219357A (ja) | 1983-12-20 |
| JPS6014250B2 true JPS6014250B2 (ja) | 1985-04-12 |
Family
ID=14352634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57103386A Expired JPS6014250B2 (ja) | 1982-06-16 | 1982-06-16 | 集光型集熱器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6014250B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61149748U (ja) * | 1985-03-08 | 1986-09-16 |
-
1982
- 1982-06-16 JP JP57103386A patent/JPS6014250B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61149748U (ja) * | 1985-03-08 | 1986-09-16 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58219357A (ja) | 1983-12-20 |
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