JPS608605Y2 - 太陽熱集熱装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は太陽光を熱エネルギーに変換する太陽熱集熱
装置に関するものである。

第１、第２図は従来の真空断熱形集熱装置を示すもので
あり、図において１は太陽熱集熱装置、２は複数本並設
された集熱筒で両端が閉塞されたガラス製透明管３と、
この透明管の中心に所定角度傾斜して内装された集熱板
４と、この集熱板に固着され当該透明管の両端部を気密
に貫通する熱媒体流通用集熱管５とで構成されており、
かつ各透明管３内は高真空に排気されている。

６は各集熱筒２の両側にこれと直交するように設けた支
持箱で、それぞれの集熱筒２を支持すると共に、各集熱
管５の突出端をその中で並列に断熱状態下で連結してい
る。

７は各支持箱６に設けた各集熱管のヘッダー管を示す。

従来の集熱装置は以上のように構成され太陽光は各集熱
筒２の透明管３を透過し集熱板４で吸収され、これと一
体の集熱管５の中を流れる熱媒体を加熱する。

この際透明管３内は真空断熱されているため内装集熱板
４からの対流・伝導による熱損失は小さく保たれ、モし
て各集熱管５を流れる熱媒体は両外側のヘッダー管７で
まとめられる。

なお各集熱板４は上記のように所定角度傾斜させている
ため、各集熱筒２の長手方向を東西に配し集熱装置１全
体を水平に設置しても平板形集熱板を鋸刃状に設置した
場合と同様に太陽の高さの低い冬期でも各集熱板に多く
の日射量を受けられるようになっている。

上記構威の真空断熱形集熱装置は高い真空度を長年月に
亘り保持する必要上使用材料が比較的高価になり、また
高度の加工が要求されるため集熱量当りの製造原価は平
板形集熱装置に比で高価になる。

また各集熱筒２を両外側の一対の支持箱６で支持してい
るため、この支持箱６の個所は集熱作用に寄与せず、た
めに真空断熱形集熱装置は有効面積／外形面積の割合が
０１前後となり、外形面積当りの集熱量は上記割合が０
．９以上の平板形集熱装置と同程度の結果となる。

さらにこの種真空断熱形集熱装置における上記割合の低
下原因のもう一つは、透明管３の内径に対して内装集熱
板４の巾をかなり小さくしなければならないことである
。

これは透明管３の材質は真空容器のためガラスに限定さ
れ、ために金属製の内装集熱板４が輸送時の振動でガラ
ス管に当り傷をつけたり、割ったりしないように当該透
明管３と集熱板４との間に十分な間隙を設けておく必要
があるからである。

反対に平板形集熱装置は製造原価が安く有効集熱面積／
外形面積の割合も０．９と比較的よいが、集熱板を内装
する外箱と表面透明板との間のシール個所が長＜、シた
がってシール材の老化による外箱内への雨水や湿気の浸
入の機会が多く、これが集熱板の腐食、内部断熱材の性
能低下、透明板のくもりなどを引きおこし、集熱効果の
低下をまねく、また日射量を多く受けるようにするため
の傾斜設置用架台を別途に必要とするという欠点があっ
た。

この考案の集熱装置はこれら従来の装置の欠点を考慮し
、集熱効率が良く、かつ水平設置もできるようにしたも
ので、以下第２〜第９図で示すこの考案の装置の一実施
例について説明する。

すなわち図において１は太陽熱集熱装置、２は複数本の
並設された集熱筒、３はこの集熱筒の外殻を形成する断
面楕円形のプラスチック製透明管、８はこの透明管３の
両端開口を閉塞する端板、４は上記各透明管の軸心上に
その長手方向に沿うて設けた集熱板でその巾は透明管３
の最大内径よりわずか小さく設定されている。

５は上記集熱板４に固着された熱媒体流通用集熱管で、
その両端はシール材９を介して上記端板８を気密に貫通
している。

１０は上記集熱板４の受光面を除きその下面と透明管３
との空間に充填されグラスウール等からなる断熱材であ
る。

６は上記各集熱筒２と直交するようにその両外側に設け
たヘッダー筒で断面楕円形のプラスチック製透明管３と
その両端閉塞用端板８、内装の集熱板４およびこれに固
着された熱媒体流通用ヘッダー管７等よりなり、上記集
熱筒２と同様に構威されている。

なお上記各集熱管５の両端はそれぞれ両外側のヘッダー
管７に水密状態に接合されており、また各集熱管５がヘ
ッダー筒６の透明管３を貫通する個所にはシール材１１
が用いられ、ヘッダー筒６内を気密にシールしている。

上記構成の本案太陽熱集熱装置では各集熱筒２とヘッダ
ー筒６は各々独立した気密容器を構威し、シール個所も
少ないので雨水の浸入の機会がそれだけ少なくなり、ま
た内装集熱板４の巾をプラスチック製なるをもって当該
透明管３の内径に近づけることができ、さらにヘッダー
筒部それ自体も集熱部になるため、有効集熱面積／外形
面積の割合が上記従来の真空断熱形集熱装置より大きく
なり、それだけ外形面積当りの太陽光受熱量が増える。

また集熱装置１に当った風は各集熱筒２の間を通り抜け
るので、装置全体にかかる風圧はきわめて小さく、平板
形集熱装置のように風による破損がない。

なお上記実施例では集熱筒２ならびにヘッダー筒６内に
通常の空気を封入した場合について説明したが、これに
代わって乾燥空気を封入することにより内装集熱板４の
湿気による劣化がさらに少なくなり、また特に熱伝導率
の小さい気体を封入することにより集熱板４からの熱損
失を低減でき、さらにまた各筒内の圧力を数７７ＢＴｏ
ｒｒ程度に減圧することによって熱損失の低減もできる
。

その他第１０図は内装集熱板４の配置形態の他の実施態
様を示すものでこの場合は各透明管３内での集熱板４を
３０°程度傾斜させて真空断熱形集熱装置と同様の効果
を得られるようにしたものである。

この考案の太陽熱集熱装置は以上のようにそれぞれ集熱
板を内装した気密状態の各集熱筒と両外側のヘッダー筒
を単に組合わせるという簡単な構造により従来の真空断
熱形集熱装置よりその製造コストが安くできると共に集
熱効率もよく、さらに水平設置も可能であり、また平板
形集熱装置に比べ気密度の劣化がきわめて少なくなると
いう利点も有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の真空断熱形太陽熱集熱装置を示す平面図
、第２図は第１図の■−■切断部端面図、第３図はこの
考案の装置の一実施例を示す平面図、第４図は第３図の
右側面図、第５図は第４図の■−■拡大断面図、第６図
は第５図のＶＩ−ＶＩ断面図、第７図は第３図の■−■
拡大断面図、第８図は第４図の■−■拡大断面図、第９
図は第３図のＩＸ−ＩＸ切断部端面図、第１０図はこの
考案の装置における内装集熱板の配置形態の他の実施例
を示す第９図相当の端面図である。 なお図中１は太陽熱集熱装置、２はその集熱筒、３は外
殻形成用透明管、４は内装の集熱板、５は集熱管、６は
ヘッダー筒、７は内装のヘッダー管、１０は断熱材を示
す。 その他図中同−符号は同一または相当部分を示すものと
する。

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）複数本並設された集熱筒とこれらに直交するよう
   にその両側に設けたヘッダー筒とを、それぞれ内部に熱
   媒体を通す集熱板付の集熱管とこれら各集熱管に導通さ
   れた集熱板付のヘッダー管の外側を覆う各透明管でそれ
   ぞれ別個に構成したことを特徴とする太陽熱集熱装置。
2. （２）各集熱筒およびヘッダー筒の外殻を形成する透明
   管をプラスチックで構成すると共に、各筒内を数ｒＩｒ
   ！ＩｔＴＯｒｒ程度に減圧するか、またはその内部に乾
   燥空気あるいは熱伝導遮断用気体を封入するようにした
   実用新案登録請求の範囲第１項記載の太陽熱集熱装置。
3. （３）各集熱筒およびヘッダー筒内には内装集熱板の受
   光面を除くその他の空間に断熱材を充填させた実用新案
   登録請求の範囲第１項記載の太陽熱集熱装置。
4. （４） 各集熱筒およびヘッダー筒内の各集熱板は、
   これらすべてが同一平面上において水平または鋸刃状の
   同一傾斜角度に位置されるようにした実用新案登録請求
   の範囲第１項ないし第３項の何れかに記載の太陽熱集熱
   装置。
5. （５）各進熱筒およびヘッダー筒の外殻形成用透明管を
   それぞれ断面楕円形に形成すると共にその軸心上に内装
   集熱板を位置させた実用新案登録請求の範囲第１項ない
   し第４項の何れかに記載の太陽熱集熱装置。