JPS6313112B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は透明な排気された外被管内に吸収器を
配置し、外被管内面の少くとも一部に亙つて反射
層を設けて成る太陽光収集装置に係わる。

〔従来技術、および発明が解決しようとする問題
点〕 太陽エネルギーを熱エネルギーに変換するのに
エネルギーを蓄熱装置または消費装置へ直接供給
する収集装置が利用される。太陽エネルギー回収
装置全体の能率は主として収集装置の性能によつ
て決定される。太陽エネルギー収集装置を設計す
る際の最も重要な条件は、吸収器の吸収能及び透
明外被管の透過率をできるだけ高くする反面、収
集装置の内部損失をできるだけ低く抑え、具体的
には50―100W／m²以下に抑えることにある。

公知の太陽エネルギー収集装置としては２つの
タイプが主流となつており、その１つはガラス板
の下に、即ち、太陽側から遠い方にガラス板と間
隔をへだててエネルギー吸収面を設け、この吸収
面の裏側にガス状または液状の熱交換媒を循環さ
せるようにしたいわゆる扁平板式収集装置であ
り、第２の公知構成は二重壁ガラス管式回収装置
であり、外側ガラス管をこれと間隔をへだてて配
置した内側ガラス管と密封関係に接続し、両ガラ
ス管の間の空間を真空化するものである。多くの
場合内側管が太陽光線に露出された面にエネルギ
ー吸収層を具備し、吸収器中には太陽エネルギー
を吸収する熱吸収液が存在する。複数の管状収集
装置が集液管系に接続し、この集液管系を介して
液が管へ供給され、加熱された液がこの管から消
費装置または蓄熱装置へ放出される。

吸収器を耐熱黒色層でコーテイングした太陽エ
ネルギー収集装置も使用されている。この公知装
置では中空円筒内側の太陽光線と対向する側を屈
光性に構成することにより、入射する太陽光線の
大部分を吸収管の太陽側の面に集合させる。

公知装置の重大な欠点は構造コストが比較的大
きくなる一方、多数の透明管を配列するから輻射
損が高くなることにある。この輻射損の原因とし
て、例えば、ガラス管に太陽光線が垂直に入射す
ると界面の約４％、即ち、ガラス１枚につき８％
が反射すると云う事実を考えることができる。ガ
ラス面に対する30゜以下の斜め入射では反射値が
著しく増大する。このような反射損失は原理的に
は偏向処理によつて軽減できるが、このような処
理は高いコストを必要とする。

輻射損と共に、空気の熱伝導による損失も無視
できない第２の重要な損失要因である。外側の外
被管と吸収器との間の空間を排気するようになつ
て久しいが、その理由はこの第２の損失要因を排
除する必要性による。

しかしこの場合、外被管と吸収器との間のシー
ルが常に問題になる。外被管と吸収器との直径差
が大きいため、両方の管の膨張係数差から別の問
題が発生する。

本発明の課題は上記欠点がなく、簡単に且つ低
コストで製造でき、長時間にわたり保守を行わず
に使用できる太陽光収集装置を供給することにあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明においては、少くとも２個の透明な排気
された外被管であつて、該外被管内に保持板およ
び導液管を有する熱吸収器が配置されたものにお
いて、該外被管の外側へ延びる導液管が、該外被
管と連通する管により、間隔をおいて包囲されて
いることを特徴とする太陽光収集装置、が提供さ
れる。

本発明構成の長所は熱吸収器、及び前記熱吸収
器を保持し選択層が適用された保持板を排気され
た外被管内に配置し、熱輻射のむだが防止され、
熱損失が軽減されかつ熱容量を高くなるように、
選択層を有する保持板が導液管を完全にカバーす
ることにある。

本発明の実施態様においては、吸収器を収納す
る個々の外被管の間に連通管及び導液管から成る
二重壁式接続管を設け、導液管と外側連通管との
間の中間室をも排気する。

このように構成すれば、個々の導液管を簡単に
相互接続することができ、外被管と熱吸収器およ
び集液管との間の空間も排気されるから、接続管
に於ける熱損失を極力軽減できると云う利点があ
る。また、外被管の排気された空間を連通管を介
して相互接続するのが好ましい。

このように構成すれば、個々の管を別々に排気
しなくても太陽エネルギー収集装置全体の唯１つ
の位置で事後排気することができると云う別の利
点が得られる。

本発明の実施態様においては、反射層が外被管
内の吸収器の下方に外被管の全長にまたがるヒレ
状の隆起を具備するようにすることができる。

吸収器の下方にあつて外被管の全長にまたがる
ヒレ状隆起を有する反射層を外被管内に設ける
と、太陽の間接または分散光線が導液管の下側に
向けられるから、分散光線についてもそのエネル
ギーを利用することができる。

〔実施例〕

以下添付図面に簡略化して示した実施例ついて
本発明を詳述する。なお個々の図に於いて同じ部
分には同じ参照番号を付した。

本発明の実施例としての太陽光収集装置の概略
構成が第１図ａ、第２図ａ、第１図ｂ、第２図ｂ
に示される。

第１図ａで、１は透明材から成り内部空間を概
ね排気状態とした外被管であり、外被管１の内部
にはその全長にわたつて、保持板４に取付けた少
くとも２本の導液管３から成る熱吸収器２を配置
する。保持板４は導液管３の側に、該管の少くと
も一部を囲む管受け５を具備するように構成す
る。保持板４及び管受け５は例えば酸化ニツケ
ル、酸化銅または硫化銅から成る選択層６でコー
テイングする。外被管１の下部には例えば外被管
内周の保持板４の高さまで達する反射層７を設け
る。この反射層７により、入射する太陽光線は下
方からも導液管３に向かつて反射させられ、保持
板４の選択層６へ入射する直接光線と共にこれを
補足して導液管３を加熱する。反射層７は赤外線
反射材、特に公知の酸化亜鉛または酸化インジウ
ム・コーテイングで形成するのが好ましい。

第１図ｂの太陽光収集装置実施例は第１図ａの
場合とほぼ同じ構成を呈するが、反射層７は外被
管１の全長に亙つて走るヒレ状の隆起８を具備
し、この隆起はその頂部が熱吸収器２を構成する
２本の導液管３の丁度中間位置を占めるように配
置するのが好ましい。このように配置すれば分散
光線をも補足的に利用できる。

第１図ａ及び第１図ｂの太陽光収集装置複数組
を組合わせた状態を示す第２図ａでは、排気した
外被管１を、弁１０を有する共通集液管９に接続
し、前記弁１０に於いて（図示しない）吸気ポン
プを使用して外被管１及び集液管９を排気する。

第２図ｂから明らかなように、個々の太陽光収
集装置を順次直列に接続することも可能である。
この場合、すべての外被管１に於いて同じ態様で
排気状態が維持されるように（図示しない）シー
ルによつて外被管１を密閉する蓋１１で個々の外
被管１を簡単に閉鎖する。蓋１１に連通管１２を
設け、これを介して個々の外被管１が互いに接続
する。最初の管１の一端を固定的に閉鎖し、最後
の管１には弁１０を設け、これによつてシステム
全体を排気できるようにするのが好ましい。

第１図ａ、第２図ａの装置、第１図ｂ、第２図
ｂの装置の詳細構成が第３図ａ、第３図ｂに示さ
れる。

第３図ａには第２図ｂの直列回路に於ける個々
の太陽光収集装置を互いに接続する態様を詳細に
示した。外被管１は蓋１１によつて密閉され、こ
の場合、連通管１２が個々の外被管を互いに接続
する。この場合、接続管１２内には外被管１内と
同じ排気状態が存在する。連通管１２内に導液管
１３を配置し、（ここでは図面を単純化するため
図示しない）熱吸収器２に接続する。

第３図ｂの直列回路でも外被管１が蓋１１で密
閉され、それぞれの蓋１１は集液管９と接続する
供給管１４を具備する。このようにすれば、集液
管９内に外被管１内と同じ低圧状態が成立するこ
とにもなる。熱吸収器２の個々の導液管１３は
（図示しない）消費装置または蓄熱装置とも接続
している集液管１５へも開口する。

第４図は本発明の他の実施例であり、外被管１
の真空空間内に熱吸収器２を保持板４及びこれに
取付けられた選択層６と共に配置し、熱吸収器２
の下方に、外被管１の直径を完全にカバーし好ま
しくは管壁に沿つてやや上向きに湾曲して、分散
光線をも熱吸収器２に向けるように反射層７を設
ける。

本発明の装置は図示の実施例に制限されない。
例えば、少くとも２本の導液管の代りにいわゆる
ロールボンドから成る導液系を設けてもよい。こ
のような実施態様に於いて、選択層６をロールボ
ンド上に塗布することにより、特に保持板を設け
る必要をなくすることが可能であることは言うま
でもない。

また、本発明の太陽光収集装置を上述のように
構成すれば、図示のような外被管の場合、撓みそ
のものは防止されるから、透明な外被管及びその
内部に配置される吸収器の長さを無制限に実施で
きる。この構成では外被管内に設ける反射層のほ
かに、個々の外被管の支持面を反射性の、好まし
くは白色層でコーテイングすれば極めて有利であ
る。即ち、このようにすれば個々の外被管の間に
現われる可能性のある分散光線をも利用できる。

外被管１の外に特に鏡面のような反射面を配置
して、熱吸収器２を内蔵する外被管１が焦点に位
置するように構成することも可能であり、その場
合、熱吸収器２を前記外部鏡面と対応する形状に
実施すればよい。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂおよび第２図ａ，ｂはいずれも本
発明の実施例としての太陽光収集装置の概略構成
を示す図であつて、第１図ａは太陽光収集装置の
横断面図、第１図ｂは反射層がヒレ状隆起を有す
る太陽光収集装置の横断面図であり、第２図ａは
複数組の太陽エネルギー回収装置から成る並列回
路を示す図であり、第２図ｂは複数の太陽エネル
ギー回収装置から成る直列回路を示す図であり、
第３図ａは個々の太陽エネルギーを接続するため
の二重壁式接続管を示す一つの詳細図であり、第
３図ｂは個々の太陽光収集装置の接続管を示す他
の詳細図であり、第４図は太陽光収集装置の最大
直径にわたるように反射層を配置したものの横断
面図である。 １……外被管、２……熱吸収器、３……導液
管、４……保持板、５……管受け、６……選択
層、７……反射層、８……ヒレ状隆起、９……連
通管、１０……弁、１１……蓋、１２……連通
管、１３……導液管、１４……供給管、１５……
集液管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少くとも２個の透明な排気された外被管１で
   あつて、該外被管内に保持板４および導液管３を
   有する熱吸収器２が配置されたものにおいて、該
   外被管１の外側へ延びる導液管１３が、該外被管
   １と連通する排気された管１４，９，１２によ
   り、間隔をおいて包囲されていることを特徴とす
   る太陽光収集装置。 ２ 導液管１３が該外被管１の出口側において一
   つの集液管１５にまとめられ、該導液管および集
   液管は該外被管と連通する供給管１４および連通
   管９により包囲されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の太陽光収集装置。 ３ 該外被管１が直列に接続されており、隣接し
   た外被管１の２つの端部が該２つの端部の側にお
   いて連通管１２により連通していることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の太陽光収集装
   置。