JPS6022247B2 - 太陽熱エネルギ−吸収パネル - Google Patents

太陽熱エネルギ−吸収パネル

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JPS6022247B2
JPS6022247B2 JP57107444A JP10744482A JPS6022247B2 JP S6022247 B2 JPS6022247 B2 JP S6022247B2 JP 57107444 A JP57107444 A JP 57107444A JP 10744482 A JP10744482 A JP 10744482A JP S6022247 B2 JPS6022247 B2 JP S6022247B2
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heat
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corrugated
heat collecting
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修三 石丸
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YAMAKIN KOGYO KK
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YAMAKIN KOGYO KK
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    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/70Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は太陽熱エネルギー吸収パネル、特には気体ある
いは流体などの熱伝達媒体に太陽熱を有効に吸収させる
ことのできる新規かつ改良された太陽熱エネルギー吸収
パネルに関するものである。
近年、地下エネルギー資源を利用したシステムに代るも
のとして、無公害で、しかも無尽蔵にある太陽光線を集
めてこれを熱に変換する数々のシステムが注目され、住
宅の給湯及び暖房用として、また温室の暖房用として使
用されるに至ってきている。
従来、上記システムに用いられる太陽熱吸収パネルとし
ては、たとえば、第1図に示すように、集熱パイプ11
を固着した集熱シート12を、断熱材13を介してケー
シング14内に収納し、上方を透明体15で覆ってなる
構造のものがあり、これは透明体15に照射された太陽
光線Bが直接集熱パイプ11を加熱すると同時に、集熱
シート12をも加熱して、集熱パイプ11内に導入した
熱伝達媒体の温度上昇を図らんとするものである。
.しかして、上記パネルに用いられる集熱パイ
プ11並びに集熱シート12は、照射された太陽光線か
ら発せられる鰭射熱を有効に吸収しうる材料、たとえば
アルミニウム、ステンレススチール、鋼などの金属が用
いられ、また、透明体15としては光透過性の良好なし
かもパネル内部で蓄積された熱を外部へ放散することの
ない熱伝達性の低い、たとえばガラス、合成樹脂などが
用いられる。
しかしながら、前者においては、たとえ単独では耐蝕性
に富む金属とは言え、長期の使用に際し、集熱パイプ1
1と集熱シート2との溶接部分からの腐蝕とか、あるい
は金属間同志の蝿蝕などによってピンホールが発生しや
すいという不利・欠点を伴なうものであり、また後者に
おいて、合成樹脂使用のものにあっては、その機械的物
性に問題があり、たとえば、温度が高くなるほど弾性率
が急激に低下し、小さな荷重でも長時間にわたると変形
してしまうという難点があり、一方、ガラス使用のもの
にあっては、プラスチック使用のものよりも化学的変化
に強いが、しかし、わずかの衝撃で亀裂が入ったり、破
損したりすることがあり、特に運搬中、施工中など慎重
を期さなければならないという取り扱い上のわずらわし
さを伴なうものであった。
本発明はかかる従来の不利・欠点を解決してなる新規か
つ改良された太陽熱エネルギー吸収パネルを提供するも
のであって、これは断熱材の上面に、表面および/また
は裏面に熱反射層を設けた波形ゴムシートを介して平坦
な透明ゴムシートを接着一体化すると共に、該透明ゴム
シートの下面に熱伝達媒体を導入することのできる集熱
ゴムパィプを前記波形シートの波形凹部の略中央部に位
置するように蛇行状に接着一体化してなることを特徴と
するものである。
以下、添付図面に基づいて本発明になる太陽熱エネルギ
ー吸収パネルを詳細に説明する。
まず、第2図は本発明の太陽熱エネルギー吸収パネルの
代表的一実施例を示す斜視図であり、また第3図はその
ローロ線に沿った拡大断面図であって、図中1は断熱材
、2は波形ゴムシ−ト、3は透明ゴムシートであり、該
透明ゴムシート3の下面には、気体あるいは流体などの
熱伝達媒体を導入することのできる熱吸収処理を施こし
た集熱ゴムパィプ4が接着一体化されている。
なお、図中5は前記集熱パイプ4へ熱伝達媒体を供給す
るパイプ、6はその排出パイプ、7はケーシングであり
、Eは太陽光線を示す。本発明において使用される上記
断熱材1の材質としては、たとえばポリウレタンフオー
ム、ポリスチレンフオーム、ポリエチレンフオームなど
の独立空気層を内部に有するプラスチック発泡体を挙げ
ることができるが、これらのうちでも特に、耐熱性、耐
吸水性、クッション性などに富むポリウレタンフオーム
が最も好ましく、叫方、上記波形ゴムシート2、透明ゴ
ムシート3および集熱パイプ4の材質については、たと
えばシリコーンゴム、ブチルゴム、ブタジエンゴム、ア
クリルゴム、クロロプレーンゴムトウレタンゴムなどの
各種合成ゴム、あるいは天然ゴムなどが使用されるが、
特にこれら材料のうち溌水性にすぐれ、かつ耐熱性、耐
寒性、耐膜性などの観点からシリコ−ンゴムが最も好ま
しい。
上記波形ゴムシート2は、たとえばプレス成形などによ
り、予め成形した平坦なゴムシートを一定の波形ピッチ
を有するように形成し「 しかもその表面および/また
は裏面にアルミニウム、ニッチケル等の金属箔2aを接
着一体化してなるものであり、これによって、波形凹部
が断面放物線状の反射鏡2bをなすように構成されてい
る。
このものは上記断熱材1上に、たとえばシリコーン系倭
着剤をもって接着一体化されるか、あるいは予めこれと
同種のゴムシート上に接着した状態で上記断熱材1上に
接着一体化されるようになっている。つぎに本発明の集
熱パイプについてみると、このものは上託した各種合成
ゴム、天然ゴム中に多数の酸化鉄やカーボンブラックな
どの極微細な黒色金属粉末を分散配合したものを、たと
えば押出成形法などによりパイプ形成したものとか、あ
るいは、この種材料をプレス成形などによりシート状に
した後「最尺体にカットし、ついでこれを接着材などを
もって管状に賦形したものとか、さらには上記のような
熱吸収処理を施こしていないゴムパィプの外表面に黒色
塗装を施こしたものなどが使用され、また、その外表面
形態については第3図に示すような円形状のものに限定
されるものではなく、たとえば第4図a,b‘こ示すよ
うに熱吸収効率を高める目的で外表面積を広くした花弁
形状のものとか、星形状のものなどを用いることができ
る。
この集熱パイプ4は透明ゴムシート3の下面に接着一体
化されるものであるが、この際、本発明においては予め
波形ゴムシート2の波形ピッチPを算定しておき、透明
ゴムシート3を波形ゴムシート2の凸部に接着した時、
集熱パイプ4が波形凹部2bの略中央部に位置するよう
に、しかも平面状に接着することが必須の条件とされ、
またその接着一体化に際しては、たとえば第5図aに示
すように互いに線接触状態をなすように接着してもよい
が、これはまた同図bに示すように透明ゴムシート3へ
の集熱パイプ4の熱移動を考慮して互いに点接触状態を
なすように接着するようにしてもよいことはもちろんで
ある。
つぎに、このように構成された本発明の太陽熱エネルギ
ー吸収パネルの作用について説明すると、まず大陽光線
Eが透明ゴムシート3を透過して波形凹部2bの凹面鏡
に照射されると、光線Eは反射して逆騨射熱として、ま
た直接鶴射熱として集熱パイプ4を加熱し、これによっ
て集熱パイプ4の温度は内部の熱伝達媒体と共に上昇す
る。
この際、集熱パイプ4と波形ゴムシート2とによって形
成された空気層8の温度もこれら集熱パイプ及び熱伝達
媒体と共に上昇するので、加熱された熱伝達媒体のパイ
プ外部への熱移動はほとんどない。このように熱伝達媒
体が加熱されて一定温度に達すると、これを感知して移
送ポンプ(図示せず)が作動して熱伝達媒体を排出パイ
プ6より熱貯蔵槽(図示せず)に移送した後、新たに熱
伝達媒体を供給パイプ5より集熱パイプ4内へ送り込む
ようになっている。本発明においては、集熱パイプ4の
大きさについて特に限定するものではないが、たとえば
第3図に示すように波形ゴムシート2の凹面鏡2bの湾
曲度などを考慮して、該凹面鏡2bに太陽光線Eが照射
された時、散乱することなくその反射光東a,b,cが
巣熱パイプ4のいずれかの部分で集東して焦点F(本発
明では軸集東となる)を構成するような大きさにすると
か、あるいは反射光東a,b,cが集東することなく直
接または間接的に集熱パイプ4のいずれかの部分に照射
されるようにその大きさを選定することが好ましく「
これによって集熱パイプ4の照射熱量が高められるので
、より短時間で熱伝達媒体を加熱することができる。
なお、上記透明ゴムシート3の寸法については、前記し
た断熱材1とほぼ同じ寸法とされるが、波形シート2に
ついては、集熱パイプ4を透明ゴムシート3の下面に蛇
行状に接着するために、第2図の点線で示すごとく、集
熱パイプ4の外蓬寸法を考慮してわずかにその中寸法W
が小さなものとされる。
以上説明した通り、本発明になる太陽熱エネルギー吸収
パネルは上記のような構成ゆえに、従来のようにガラス
、合成樹脂あるいは金属などの材料を用いたものに比較
して、クッション性に富み、気密性、水密性、耐候性に
すぐれているために、わずかの衝撃で亀裂が入ったり、
また、破損したりするようなことがないうえに、熱の放
散による熱効率の低下を招くようなこともなく、しかも
水質などによって腐蝕する恐れもないので、十分長期の
使用に耐えることができ「 また、波形シ−トの表面お
よび/または裏面にアルミニウム箔などからなる熱反射
層を接着一体化しているために、その凹部が凹面鏡をな
し、これによって、照射された太陽光線を波形凹部のほ
ぼ中央部に配置した集熱パイプに有効に照射させること
ができるので、より高い照射熱量をもって集熱パイプを
加熱すると共に内部の熱伝達媒体を加熱することができ
、従ってその実用的価値はすこぶる大きいものである。
図面の簡単な説明第1図は従来の太陽熱吸収パネルの代
表的一実施例を示す斜視図である。
第2図は本発明の太陽熱エネルギー吸収パネルの代表的
一実施例を示す斜視図であり、第3図はそのm−m線に
沿った拡大断面図である。第4図a,bはそれぞれ本発
明に用いる集熱パイプの他の異なる態様を示す正面図で
ある。第5図a,bはそれぞれ本発明の集熱パイプと透
明ゴムシートの接着状態を示す断面図である。1・・・
・・・断熱材、2・・・・・・波形シート、2a・・・
・・・金属箔、2b・・・・・・凹部、3・・・・・・
透明ゴムシート、4・…・・集熱パイプ、5・・・・・
・供給パイプ、6・・・・・・排出パイプ、7・・・・
・・ケーシング、8・・・・・・空気層、11・・・・
・・集熱パイプ、12・・・・・・集熱シート、13・
・・・・・断熱材、14・・・・・・ケーシング、15
・・・・・・透明体、E・・…・太陽光線、P……波形
ピッチ、F・・・・・・焦点、W・・・・・・中寸法。
第3図 第1図 第2図 第4図 第5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 断熱材の上面に、表面および/または裏面に熱反射
    層を設けた波形ゴムシートを介して平坦な透明ゴムシー
    トを接着一体化すると共に、該透明ゴムシートの下面に
    熱伝達媒体を導入することのできる集熱ゴムパイプを前
    記波形ゴムシートの波形凹部の略中央部に位置するよう
    に蛇行状に接着一体化してなることを特徴とする太陽熱
    エネルギー吸収パネル。
JP57107444A 1982-06-22 1982-06-22 太陽熱エネルギ−吸収パネル Expired JPS6022247B2 (ja)

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