WO2023021851A1 - 集熱部材および農業ハウス - Google Patents

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WO2023021851A1
WO2023021851A1 PCT/JP2022/025751 JP2022025751W WO2023021851A1 WO 2023021851 A1 WO2023021851 A1 WO 2023021851A1 JP 2022025751 W JP2022025751 W JP 2022025751W WO 2023021851 A1 WO2023021851 A1 WO 2023021851A1
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WO
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heat collecting
heat
collecting member
main body
flow path
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PCT/JP2022/025751
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French (fr)
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康二 上松
明男 杉本
拓記 岡田
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株式会社神戸製鋼所
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    • F24S10/70Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits
    • F24S10/72Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits the tubular conduits being integrated in a block; the tubular conduits touching each other
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    • A01G9/00Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/24Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
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    • Y02A40/10Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/25Greenhouse technology, e.g. cooling systems therefor

Definitions

  • the present invention relates to a heat collecting member and an agricultural house including the same.
  • a heat collecting member that stores the heat obtained from sunlight in a heat medium is known.
  • the heat collecting member is installed, for example, in an agricultural house.
  • a heat collecting member installed in an agricultural house is used in such a way that it stores heat during the day and uses the heat to warm the air in the agricultural house at night.
  • Patent Document 1 discloses a heat collecting member having a hollow frame having a transparent layer, a heat collecting portion inserted and fixed into the frame and having a flow path, and a heat insulating layer.
  • the heat collecting member disclosed in Patent Document 1 has a large number of components and a complicated structure. Therefore, the manufacturing process becomes complicated, and there is a possibility that the manufacturing man-hours increase. Further, when the density of the solar energy irradiating the heat collecting surface decreases during cloudy weather or in winter, there is a possibility that the heat transfer amount of the fluid flowing in the fluid flow path may be insufficient.
  • An object of the present invention is to provide a heat collecting member with a simplified structure and an agricultural house equipped with the same.
  • a first form of the present invention is a main body portion which is a metal extrusion formed with a hollow portion extending from a first end portion toward a second end portion and having a light-receiving surface irradiated with sunlight; a pair of lid portions respectively arranged at the first end portion and the second end portion to close the hollow portion;
  • a heat collecting member is provided, comprising an inlet and an outlet provided in one of the pair of lids, through which the heat medium flows out from the hollow.
  • the sunlight irradiated to the main body made of metal is converted into heat and stored in the heat medium.
  • the heat collecting member is composed only of an extruded main body, a lid closing a hollow portion of the main body, an inlet, and an outlet, and the number of parts constituting the heat collecting member is small. Therefore, the structure can be simplified. Therefore, the manufacturing process is also simplified, and the manufacturing man-hours can be shortened. Furthermore, since the main body is molded by extrusion, the length of the main body can be easily changed.
  • the hollow portion is arranged so as to be adjacent to a first flow path through which the heat medium flows from the first end toward the second end, and the first flow path via a partition wall.
  • a second flow path through which the heat medium flows from the end portion toward the first end portion may be provided.
  • the hollow portion since the hollow portion has two channels, the channel through which the heat medium flows becomes longer, and the contact area between the main body and the heat medium can be increased. Therefore, the heat of the main body heated by sunlight can be efficiently transferred to the heat medium.
  • the partition wall may be provided with a liquid passage hole that connects the first flow path and the second flow path so that the heat medium meanders and flows from the inflow port toward the outflow port. good.
  • the heat medium flows meanderingly, it is possible to ensure a large contact area between the main body and the heat medium, and the contact time can be lengthened. Therefore, heat from sunlight can be efficiently stored in the heat medium. Further, by processing the body portion and providing the liquid passage holes, a flow path through which the heat medium flows meanderingly can be formed. Therefore, the lid does not need to be processed to form a meandering flow path, and the lid can be easily manufactured.
  • Each of the pair of lids is provided with a connection flow path connecting the first flow path and the second flow path so that the heat transfer medium meanders from the inlet to the outlet. may be provided.
  • the heat medium flows meanderingly, it is possible to ensure a large contact area between the main body and the heat medium, and the contact time can be lengthened. Therefore, heat from sunlight can be efficiently stored in the heat medium. Further, by processing the lid portion to provide a connection channel, a channel in which the heat medium flows meanderingly can be formed. Therefore, the main body can be easily manufactured without processing for forming the meandering flow path in the main body.
  • a channel cross-sectional area of the first channel aligned with the inlet may be smaller than a channel cross-sectional area of the second channel.
  • the pressure loss of the heat medium occurs in the first flow path aligned with the inlet, so the flow velocity of the heat medium is reduced and the time during which the heat medium is in contact with the main body is extended. Therefore, the heating efficiency of the heat medium can be improved.
  • the hollow portion may include a plurality of first flow paths arranged adjacent to each other with partition walls interposed therebetween and through which the heat medium flows from the first end toward the second end.
  • the structural member main body has recesses provided at the first end portion and the second end portion for communicating the ends of the plurality of first flow paths, and each of the pair of lid portions includes: An inflow/outflow channel may be provided for communicating the inflow port or the outflow port with the recess.
  • the heat transfer medium is branched from the inlet to the plurality of first flow paths, joined from the plurality of first flow paths, and flows toward the outlet.
  • a common channel communicating with each of the opening ends of the plurality of first channels may be provided.
  • the heat collecting member may further include a supporting portion that supports the body portion so that the angle thereof can be adjusted.
  • the angle of the main body can be adjusted so that the light-receiving surface is irradiated with sunlight through the support.
  • the main body is formed in a panel shape, and the main body is provided on the surface side of the panel shape and is provided on the back side of the panel shape. and a reflective portion that reflects the irradiated sunlight, and the support portion is positioned between a heat collecting position where the heat collecting portion faces upward and a light shielding position where the reflective portion faces upward. You may support the said main-body part so that an angle of is adjustable.
  • the heat collecting section and the reflecting section are selectively directed upward to receive sunlight.
  • the angle adjusting function of the supporting portion enables switching between a state in which the heat collecting portion collects heat from sunlight and a state in which the reflecting portion reflects the sunlight.
  • the heat collecting portion may include a covering portion that covers the surface of the main body portion, and fins that protrude from the covering portion.
  • the heat collecting part is provided with fins, the area for receiving sunlight is increased. This improves the heat collecting effect.
  • the heat collecting part may be painted black.
  • the heat collecting function can be provided to the heat collecting part by a simple method.
  • the main body may be made of an aluminum alloy, and the reflecting section may be configured by making the back surface side solid.
  • the body portion may have a stepped structure in a cross section perpendicular to the extending direction.
  • the stepped structure increases the area irradiated with sunlight, so that the heating efficiency of the heat medium can be improved. That is, it can cope with the decrease in solar energy density.
  • the body portion may have a curved portion in a cross section perpendicular to the extending direction.
  • the heating efficiency of the heat medium can be improved. That is, it can cope with the decrease in solar energy density.
  • the hollow portion may be provided with a first rib along the direction in which the hollow portion extends.
  • the provision of the first rib increases the contact area between the main body and the heat medium. Therefore, the heat generated by the sunlight irradiated and converted to the main body can be efficiently transferred to the heat medium and stored. That is, it can cope with the decrease in solar energy density. Also, since the main body is an extruded product, the first rib can be easily molded.
  • a first recess may be provided in the hollow portion along the direction in which the hollow portion extends.
  • the provision of the first concave portion increases the contact area between the main body portion and the heat medium. Therefore, the heat generated by the sunlight irradiated and converted to the main body can be efficiently transferred to the heat medium and stored. That is, it can cope with the decrease in solar energy density. Moreover, since the main body is an extruded product, the first concave portion can be easily formed.
  • a second rib may be provided on the light receiving surface along the direction in which the main body extends.
  • the provision of the second rib can increase the area of the main body that is irradiated with sunlight. That is, the heat medium can be heated by the sunlight irradiated on the second rib in addition to the sunlight irradiated on the light receiving surface. Therefore, the heating efficiency of the heat medium can be improved. That is, it can cope with the decrease in solar energy density. Also, since the main body is an extruded product, the second ribs can be easily molded.
  • a second concave portion may be provided on the light receiving surface along the direction in which the main body portion extends.
  • the provision of the second concave portion can increase the area of the main body portion irradiated with sunlight. That is, the heat medium can be heated by the sunlight irradiated to the second concave portion in addition to the sunlight irradiated to the light receiving surface. Therefore, the heating efficiency of the heat medium can be improved. That is, it can cope with the decrease in solar energy density. Moreover, since the main body is an extruded product, the second recess can be easily formed.
  • a black film may be coated on the light receiving surface.
  • the emissivity of the light receiving surface can be improved, so the heating efficiency of the heat medium by sunlight can be improved.
  • a heat insulating material may be disposed on the outer surface of the main body portion excluding the light receiving surface.
  • the main body includes a plate-shaped upper wall, a plate-shaped lower wall arranged to face the upper wall, and a pair of side walls connecting an end of the upper wall and an end of the lower wall. and may be provided.
  • the upper wall may include a flange portion protruding from the upper wall beyond the pair of side walls, and the upper surfaces of the upper wall and the flange portion facing the sun may be the light receiving surface.
  • the sunlight receiving area can be increased, and the heating efficiency of the heat medium can be improved.
  • the thickness of the partition wall may be thicker than the thicknesses of the upper wall, the lower wall, and the side walls.
  • heat exchange between the adjacent first flow path and second flow path can be suppressed. Therefore, for example, when comparing the temperatures of the heat medium flowing through the first flow path and the temperature of the heat medium flowing through the second flow path, if the temperature of the heat medium flowing through the second flow path is high, the heat flowing through the second flow path The heat of the medium can be suppressed from being transferred to the heat medium flowing through the first flow path, and a high heat medium temperature can be maintained in the second flow path.
  • a second aspect of the present invention provides an agricultural house comprising one or more heat collecting members described above.
  • Each of the heat collecting members includes a main body formed in a panel shape and supported by a structural member of the house so that the angle can be adjusted. a heat collecting part that collects heat from the sunlight, and a reflecting part that is provided on the back side of the panel shape and reflects the irradiated sunlight, and the house is the structural member of the plurality of heat collecting members A rotating mechanism for synchronously changing the angle with respect to the may be provided.
  • the structure can be simplified.
  • FIG. 1 is a perspective view of a heat collecting member according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is an enlarged view of portion III of FIG. 2
  • FIG. 5 is an enlarged view of portion V of FIG. 4;
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line VI-VI of FIG. 2;
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of a variant taken along line XII-XII in FIG. 8; The perspective view similar to FIG. 2 of the main-body part in 2nd Embodiment of this invention.
  • FIG. 21 is an exploded perspective view of a heat collecting member according to a thirteenth embodiment of the present invention; Sectional drawing of the heat collection member in 13th Embodiment of this invention.
  • FIG. 9 is a schematic diagram similar to FIG. 8 in a fifteenth embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a schematic diagram of a rotation mechanism according to a fifteenth embodiment of the present invention;
  • FIG. 21 is a schematic diagram showing a state in which a heat collecting member is positioned at a heat collecting position according to a fifteenth embodiment of the present invention;
  • FIG. 20 is a schematic diagram showing a state in which a heat collecting member is positioned at a light shielding position according to a fifteenth embodiment of the present invention;
  • the heat collecting member 1 includes a main body portion 10 and a pair of lid portions 50A and 50B.
  • the main body 10 is a panel-like member formed by metal extrusion molding and forming a long rectangular parallelepiped.
  • body portion 10 is extruded to extend from first end 15 to second end 16 .
  • the main body 10 is made of an aluminum alloy. It is preferable that the thermal conductivity of the body portion 10 is 200 w/m ⁇ K or more.
  • the body portion 10 may be made of aluminum, copper, a copper alloy, silver, or the like.
  • the main body 10 includes a flat plate-shaped upper wall 11, a flat plate-shaped lower wall 12 arranged to face the upper wall 11, and ends of the upper wall 11 and the lower wall 12. and extending in the extending direction.
  • the body portion 10 includes partition walls 14A, 14B, 14C, 14D, 14E, and 14F that connect the upper wall 11 and the lower wall 12 inside the body portion 10 and extend along the extending direction of the body portion 10 .
  • the partition walls 14A to 14F are spaced apart from each other. In this embodiment, the separation distance d between the partition walls 14A to 14F is constant.
  • the direction from the first end 15 to the second end 16 is the X-axis direction
  • the direction from the side wall 13A to the side wall 13B is the Y-axis direction
  • the direction perpendicular to these is the Z-axis direction.
  • the body part 10 has a hollow part 20 with both ends opened.
  • the hollow portion 20 extends in the X-axis direction inside the body portion 10, and has four first flow paths 17A, 17C, 17E, and 17G through which the heat medium flows from the first end portion 15 toward the second end portion 16. Prepare. Further, the hollow portion 20 extends in the X-axis direction inside the main body portion 10, and has three second flow paths 17B, 17D, and 17F through which the heat medium flows from the second end portion 16 toward the first end portion 15. Prepare.
  • the first flow path 17A is a substantially rectangular space extending in the X-axis direction defined by the upper wall 11, the lower wall 12, the side wall 13A, and the partition wall 14A in the cross section perpendicular to the X-axis direction. .
  • first flow paths 17C, 17E, 17G and second flow paths 17B, 17D, 17F are defined by upper wall 11, lower wall 12, partition walls 14A-14F, and side wall 13B. space.
  • the partition walls 14A to 14F are provided so as to separate the first flow paths 17A, 17C, 17E and 17G from the second flow paths 17B, 17D and 17F.
  • a liquid passage hole 22B is provided on the first end 15 side of the partition wall 14B.
  • liquid passage holes 22D and 22F are provided on the first end portion 15 side of the partition walls 14D and 14F.
  • the second flow path 17B and the first flow path 17C communicate with each other through the liquid passage holes 22B.
  • the second flow path 17D and the first flow path 17E communicate with each other through the liquid passage hole 22D.
  • the second flow path 17F and the first flow path 17G communicate with each other through the liquid passage holes 22F.
  • a liquid passage hole 22A is provided on the second end 16 side of the partition 14A.
  • liquid passage holes 22C and 22E are provided on the second end portion 16 side of the partition walls 14C and 14E.
  • the first flow path 17A and the second flow path 17B communicate with each other through the liquid passage hole 22A.
  • 17 C of 1st flow paths and 17 D of 2nd flow paths are connected through 22 C of liquid communication holes.
  • the first flow path 17E and the second flow path 17F communicate with each other through the liquid passage holes 22E.
  • the liquid passage holes 22A to 22F are formed by cutting an extruded product, and are substantially rectangular.
  • the shape of the liquid passage holes 22A to 22F may be semicircular.
  • the area of the liquid passage holes 22A to 22F is approximately equal to the area of the cross section of the first channel 17A perpendicular to the X-axis direction.
  • lid portions 50A and 50B are similar in shape to the main body portion 10 in a cross section perpendicular to the X-axis direction, and are rectangular parallelepiped members elongated in the Y-axis direction and having the same structure. is.
  • lid portion 50A is positioned at first end 15 (shown in FIG. 2) and lid portion 50B is positioned at second end 16 (shown in FIG. 2).
  • the lids 50A and 50B are formed by cutting an aluminum alloy. It is preferable that the thermal conductivity of the lid portions 50A and 50B is 200 w/m ⁇ K or more.
  • the lids 50A, 50B may be made of aluminum, copper, copper alloy, silver, or the like.
  • the lid portion 50B has a hollow portion 51 with a hollow structure.
  • the recessed portion 51 and the main body portion 10 have the same shape.
  • the second openings 19B, 19D, 19B, 19D, 19B, 19D, 19D, 19D, 19D, 19D, 19D, 19D, 19D, 19D, 19D, 19D, 19D, and 19B which are openings on the second end portion 16 side of the second flow paths 17B, 17D, and 17F. 19F is blocked.
  • the lid portion 50B is fixed to the main body portion 10 by any fixing method such as welding.
  • the lid portion 50A has a hollow portion 51 with a hollow structure.
  • the recessed portion 51 and the main body portion 10 have the same shape.
  • the first openings 18A, 18C, and 18E which are openings on the first end portion 15 side of the first flow paths 17A, 17C, 17E, and 17G, are formed. , 18G are blocked.
  • the first openings 18B, 18D, 18B, 18D, 18D, 18D, 18D, 18D, 18D, 18D, 18D, 18D, 18D, 18D, 18D, 18D, 18D, 18D, 18D, 18D, 18D, 18D, 18D, 18D, 18D, 18D, 18D, 18D, 18D, 18D, 18D, 18D, 18D, 18D, 18D, 18D, 18D, 18D, 18D, 18D, 18D, 18D, 18D, 18D, 18D, 18D, 18B, 18D, 18D, 18D, 18D, 18D, 18F is blocked.
  • the lid portion 50A is fixed to the main body portion 10 by any fixing method such as welding.
  • the lid portion 50B is provided with an outlet port 53 aligned with the opening 19G.
  • the heat medium flows out from the first flow path 17G through the outlet 53 .
  • the lid portion 50A is provided with an inlet 52 aligned with the opening 18A.
  • the heat medium flows into the first flow path 17A through the inlet 52 .
  • Both the inflow port 52 and the outflow port 53 may be provided in the lid portion 50A.
  • the body portion 10 has, for example, three first flow paths 17A, 17C, 17E and three second flow paths 17B, 17D, 17F.
  • both the inflow port 52 and the outflow port 53 may be provided in the lid portion 50B.
  • the heat medium flows into the heat collecting member 1 through the inlet 52 and flows out of the heat collecting member 1 through the outlet 53 .
  • a neutral to weakly alkaline heat medium is used so that the aluminum alloy does not rust.
  • a heat medium having a pH of 6 to 11 is used.
  • the heat medium that has flowed into the main body 10 meanders through the main body 10 as indicated by the two-dot chain line.
  • the heat medium that has flowed in through the inlet 52 flows through the first flow path 17A from the first end 15 toward the second end 16. It flows into the second channel 17B through the liquid passage hole 22A.
  • the heat medium that has flowed into the second flow path 17B flows from the second end 16 toward the first end 15 and flows into the first flow path 17C via the liquid passage holes 22B.
  • the heat medium that has flowed into the first flow path 17C flows through the first flow paths 17C, 17E, 17G and the second flow paths 17D, 17F via the liquid passage holes 22C to 22F, and then flows through the flow outlet 53. and flows out of the heat collecting member 1 . That is, the heat medium meanders from the inlet 52 toward the outlet 53 through the first flow paths 17A, 17C, 17E, 17G, the second flow paths 17B, 17D, 17F, and the liquid passage holes 22A to 22F. flow.
  • the heat collecting member 1 in this embodiment is installed in an agricultural house 70. Plants such as vegetables are grown inside the agricultural house 70 . In the interior of the agricultural house 70, the south side with good sunlight conditions is a cultivation area 71 where crops are grown, and the north side with poor sunlight conditions is a non-cultivation area 72 (hatched part in the figure) where no plants are cultivated.
  • the non-cultivation area 72 is, for example, an aisle, a material storage area, or the like.
  • the heat collecting member 1 is arranged in the upper part of the north side of the agricultural house 70 so that the shadow generated by the heat collecting member 1 is positioned in the non-cultivation area 72 .
  • the heat collecting member 1 is arranged such that the upper surface (light receiving surface) 11c of the upper wall 11 is irradiated with sunlight.
  • a beam 73 is provided on the upper part of the agricultural house 70 , and the heat collecting member 1 is installed on the beam 73 via a support portion 74 .
  • the support portion 74 supports the heat collecting member 1 so that the installation angle can be adjusted.
  • the support portion 74 includes a rotating plate 76 and leg portions 77 .
  • the heat collecting member 1 is fixed to the rotating plate 76 , and the legs 77 are fixed to the beams 73 .
  • Rotating plate 76 is rotatably fixed to leg 77 to adjust the angle of heat collecting member 1, and heat collecting member 1 is arranged such that upper surface 11c of main body 10 faces the sun. ing.
  • the agricultural house 70 includes a tank 78, a pump 79, a controller 80, and a radiator 81.
  • a heat medium is stored in the tank 78 , and the heat medium is sent to the heat collecting member 1 or the radiator 81 through the three-way valve 82 by the pump 79 fluidly connected to the tank 78 .
  • the radiator 81 exchanges heat between the air in the agricultural house 70 and the heat medium. Therefore, when the heated heat medium flows through the heat radiator 81, the air in the agricultural house 70 is warmed and the heat medium is cooled.
  • the heat collecting member 1 is used as the radiator 81 .
  • the radiator 81 may be, for example, a tube laid on the ground in the cultivation area 71 .
  • the agricultural house 70 consists of a cultivation space 84 and an upper space 85.
  • the cultivation space 84 is a space below the beams 73
  • the upper space 85 is a space above the cultivation space 84 including the beams 73 .
  • the heat collecting member 1 is arranged in the upper space 85 and the radiator 81 is arranged in the cultivation space 84 .
  • the cultivation space 84 and the upper space 85 may be separated by a curtain 83 .
  • the curtain 83 prevents the transfer of heat between the cultivation space 84 and the upper space 85 and improves the heat retention of the cultivation space 84 .
  • the three-way valve 82 While the sunlight in the daytime is irradiating the heat collecting member 1, the three-way valve 82 is controlled by the control unit 80, and the heat medium stored in the tank 78 is pressure-fed by the pump 79 toward the heat collecting member 1. and circulate. In the meantime, the heat medium is heated by the heat collecting member 1 and the temperature rises. While the heat collecting member 1 is not irradiated with sunlight at night, the three-way valve 82 is controlled by the control unit 80, and the heat medium stored in the tank 78 is pressure-fed by the pump 79 toward the radiator 81. and circulate. In the meantime, the heat of the heated heat medium is transmitted to the air in the cultivation space 84 via the radiator 81, and the temperature in the cultivation space 84 rises. Therefore, inhibition of plant growth due to temperature drop at night can be alleviated, and the growth rate of plants can be improved.
  • the heat collecting member 1 may be installed on the pillar 86 of the agricultural house 70 as a modification of this embodiment.
  • the column 86 in the modified example is H-beam steel.
  • the heat collecting member 1 is installed on the surface of the web 86a of the column 86 that is irradiated with sunlight so that the upper surface 11c faces the sun. Since the heat collecting member 1 is installed on the pillar 86 , the shadow of the heat collecting member 1 on the cultivation area 84 can be suppressed or prevented.
  • the sunlight irradiated to the main body 10 made of metal is converted into heat and stored in the heat medium.
  • the heat collecting member 1 is composed only of an extruded main body 10, lids 50A and 50B closing the hollow portion 20 of the main body 10, an inlet 52, and an outlet 53.
  • the number of parts that make up the Therefore the structure can be simplified. Therefore, the manufacturing process is also simplified, and the manufacturing man-hours can be shortened. Furthermore, since the body portion 10 is molded by extrusion, the length of the body portion 10 can be easily changed.
  • the hollow part 20 has two channels, the channel through which the heat medium flows becomes longer, and the contact area between the main body part 10 and the heat medium can be increased. Therefore, the heat of the main body 10 heated by sunlight can be efficiently transferred to the heat medium.
  • the heat medium flows meanderingly, it is possible to ensure a large contact area between the main body 10 and the heat medium, and the contact time can be lengthened. Therefore, heat from sunlight can be efficiently stored in the heat medium. Further, by processing the body portion 10 and providing the liquid passage holes 22A to 22F, a flow path through which the heat medium flows meanderingly can be formed. Therefore, the lids 50A and 50B do not need to be processed to form meandering flow paths, and the lids 50A and 50B can be manufactured easily.
  • the angle of the main body portion 10 can be adjusted so that the upper surface 11c is irradiated with sunlight through the supporting portion 74.
  • the body portion 10 is not provided with the liquid passage holes 22A to 22F (shown in FIGS. 3 and 5). That is, the body portion 10 is formed only by extrusion.
  • the lid portion 50B is a rectangular parallelepiped member elongated in the Y-axis direction, and includes a hollow portion 51 with a hollow structure and a base portion 54 with a solid structure.
  • the base portion 54 is provided with connection channels 55A, 55B, and 55C.
  • 55 A of connection flow paths connect the 2nd opening 19A and the 2nd opening 19B, and bend the flow direction of a heat-medium by 180 degrees. That is, the connection channel 55A communicates the first channel 17A and the second channel 17B.
  • the connection channel 55B connects the second opening 19C and the second opening 19D
  • the connection channel 55C connects the second opening 19E and the second opening 19F.
  • connection channel 55B communicates the first channel 17C and the second channel 19D
  • connection channel 55C communicates the first channel 17E and the second channel 17F
  • base portion 54 is provided with an inflow/outflow flow path 56B.
  • the inflow/outflow channel 56B connects the second opening 19G and the outflow port 53 .
  • the lid portion 50A is a rectangular parallelepiped member elongated in the Y-axis direction, and includes a hollow recess portion 51 and a solid base portion 54 .
  • the base portion 54 is provided with connection channels 55D, 55E, and 55F.
  • the connection flow path 55D connects the first opening 18F and the first opening 18G, and bends the flow direction of the heat medium by 180 degrees. That is, the connection channel 55D communicates the second channel 17F and the first channel 17G.
  • the connection channel 55E connects the first openings 18D and 18E
  • the connection channel 55F connects the first openings 18B and 18C.
  • connection channel 55E communicates the second channel 17D and the first channel 19E
  • connection channel 55F communicates the second channel 17B and the first channel 17C.
  • base portion 54 is provided with an inflow/outflow flow path 56A.
  • the inflow/outflow channel 56A connects the first opening 18A and the outflow port 52 .
  • the heat medium that has flowed in from the inlet 52 flows into the first flow path 17A through the inflow/outflow flow path 56A of the lid portion 50A, and flows through the first flow path 17A from the first end portion 15 toward the second end portion 16. and flows into the second flow path 17B via the connection flow path 55A of the lid portion 50B.
  • the heat medium that has flowed into the second flow path 17B flows from the second end portion 16 toward the first end portion 15 and flows into the first flow path 17C via the connection flow path 55F of the lid portion 50A.
  • the heat medium that has flowed into the first flow path 17C similarly flows through the first flow paths 17C, 17E, 17G, the second flow paths 17D, 17F, the connecting flow paths 55D, 55E of the lid portion 50A, and the connecting flow paths 55D, 55E of the lid portion 50B. It flows through the channels 55B and 55C and out of the heat collecting member 1 from the outlet 53 .
  • the heat medium includes the first flow paths 17A, 17C, 17E, 17G, the second flow paths 17B, 17D, 17F, the connection flow paths 55D to 55F of the lid portion 50A, and the connection flow paths 55A to 55C of the lid portion 50B. , meanderingly flows from the inflow port 52 toward the outflow port 53 .
  • the heat collecting member 1 of the second embodiment by processing the lid portions 50A and 50B to provide the connection flow paths 55A to 55F, flow paths in which the heat medium flows meanderingly can be formed. Therefore, processing for forming the meandering flow path in the body portion 10 is not required, and the manufacture of the body portion 10 can be facilitated.
  • the configuration of the heat collecting member 1 according to the third embodiment differs from that of the first embodiment in the following points.
  • Other configurations of the third embodiment are the same as those of the first embodiment, and the same or similar elements as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
  • the body portion 10 in the third embodiment has a stepped structure 30 in a cross section perpendicular to the extending direction of the body portion 10 .
  • a step 31A is provided so that the second flow path 17B is one step higher than the first flow path 17A.
  • steps 31B-31F are provided.
  • the stepped structure 30 increases the sunlight irradiation area per installation area, so that the heating efficiency of the heat medium can be improved. That is, it can cope with the decrease in solar energy density.
  • the irradiation area per area of the shadow generated by the heat collecting member 1 increases, an increase in the area of the shadow can be suppressed.
  • the body portion 10 is an extruded product, a structure having such a stepped structure 30 can be easily molded.
  • the configuration of the heat collecting member 1 according to the fourth embodiment differs from that of the first embodiment in the following points.
  • Other configurations of the fourth embodiment are the same as those of the first embodiment, and the same or similar elements as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
  • the body portion 10 in the fourth embodiment is composed only of the first flow paths 17A, 17C and the second flow path 17B.
  • the body portion 10 has a curved portion 32 in a cross section perpendicular to the extending direction of the body portion 10 .
  • the upper wall 11 of the body portion 10 is convexly curved toward the lower wall 12
  • the lower wall 12 is concavely curved toward the upper wall 11 .
  • the curved portion 74 increases the irradiation area of the sunlight, so that the heating efficiency of the heat medium can be improved. That is, it can cope with the decrease in solar energy density.
  • the irradiation area per area of the shadow generated by the heat collecting member 1 increases, an increase in the area of the shadow can be suppressed.
  • the body portion 10 is an extruded product, a structure having such a curved portion 74 can be easily molded.
  • the configuration of the heat collecting member 1 according to the fifth embodiment differs from that of the first embodiment in the following points.
  • Other configurations of the fifth embodiment are the same as those of the first embodiment, and the same or similar elements as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
  • the body portion 10 in the fifth embodiment is composed only of the first flow paths 17A, 17C and the second flow path 17B.
  • the thickness t1 of the partition wall 14A separating the first flow path 17A and the second flow path 17B is equal to the thickness t1 of the partition wall 14B separating the second flow path 17B and the first flow path 17C.
  • the lower wall 12, and the side walls 13A and 13B are thicker than the thickness t2.
  • heat exchange between the adjacent first flow paths 17A and second flow paths 17B can be suppressed. Therefore, the heat of the heat medium flowing through the second flow path 17B can be suppressed from being transferred to the heat medium flowing through the first flow path 17A, and a high heat medium temperature can be maintained in the second flow path 17B.
  • the thickness t1 of the portion defining the first flow path 17A is thicker than the thickness t2 of the other portions. That is, the thickness t1 of the first upper wall portion 11a, which is the portion of the upper wall 11 that defines the first flow path 17A, is the same as the thickness t1 of the upper wall 11 that defines the second flow path 17B and the first flow path 17C. 2 It is thicker than the thickness t2 of the upper wall portion 11b.
  • the thickness t1 of the first lower wall portion 12a which is the portion of the lower wall 12 that defines the first flow path 17A, is the thickness t1 of the lower wall 12 that defines the second flow path 17B and the first flow path 17C. 2 It is thicker than the thickness t2 of the lower wall portion 12b. Furthermore, the thickness t1 of the side wall 13A defining the first flow path 17A is thicker than the thickness t2 of the side wall 13B, and the thickness t1 of the partition wall 14A defining the first flow path 17A is less than the thickness t2 of the partition wall 14B. thicker than that.
  • the heat collecting member 1 in the modified example it is possible to increase the heating efficiency of the first flow path 17A while suppressing heat exchange between the first flow path 17A and the second flow path 17B.
  • the first upper wall portion 11a, the side wall 13A, the first lower wall portion 12a, and the partition wall 14A that define the first flow path 17A are thick and have a large heat capacity. Therefore, the first flow path 17A can have higher heating efficiency than the second flow path 17B and the first flow path 17C.
  • the body part 10 in the sixth embodiment is composed only of the first flow paths 17A, 17C and the second flow path 17B.
  • a partition wall 14A separating the first flow path 17A and the second flow path 17B is provided so as to connect the upper wall 11 and the side wall 13A. That is, the cross-sectional area perpendicular to the extending direction of the first channel 17A, that is, the channel cross-sectional area S1 is the cross-sectional area perpendicular to the extending direction of the second channel 17B and the first channel 17C, That is, it is smaller than the channel cross-sectional area S2. In other words, the channel cross-sectional area S1 of the first channel 17A aligned with the inlet 52 (shown in FIG. 1) is smaller than the channel cross-sectional area S2 of the second channel 17B. In the sixth embodiment, the cross-sectional areas perpendicular to the extending direction of the second flow path 17B and the first flow path 17C are equal.
  • the pressure loss of the heat medium occurs in the first flow path 17A aligned with the inlet 52, the flow velocity of the heat medium decreases, and the heat medium flows into the body portion 10. longer contact time. Therefore, the heating efficiency of the heat medium can be improved.
  • the configuration of the heat collecting member 1 according to the seventh embodiment differs from that of the first embodiment in the following points.
  • Other configurations of the seventh embodiment are the same as those of the first embodiment, and the same or similar elements as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
  • the body portion 10 in the seventh embodiment is composed only of the first flow paths 17A, 17C and the second flow path 17B.
  • a plurality of ribs (first ribs) 33A protruding toward the first flow path 17A are provided on the upper wall 11 of the main body 10 at intervals.
  • the rib 33A extends from the first end portion 15 (shown in FIG. 2) to the second end portion 16 (shown in FIG. 2) along the extending direction of the body portion 10.
  • ribs (first ribs) 33B and 33C are provided in the second flow path 17B and the first flow path 17C.
  • the ribs 33A to 33C are integrally extruded with the body portion 10. As shown in FIG.
  • the provision of the ribs 33A to 33C increases the contact area between the main body 10 and the heat medium. Therefore, the heat generated by the sunlight irradiated and converted to the main body 10 can be efficiently transferred to the heat medium and stored. That is, it can cope with the decrease in solar energy density. Further, since the body portion 10 is an extruded product, a structure having such ribs 33A to 33C can be easily formed.
  • 21 to 23 show cross-sectional views of the body portion 10 in the modification of the seventh embodiment.
  • a plurality of ribs 33A protruding toward the first flow path 17A are provided on the lower wall 12 of the main body 10 at intervals.
  • the rib 33A extends from the first end portion 15 (shown in FIG. 2) to the second end portion 16 (shown in FIG. 2) along the extending direction of the body portion 10.
  • Ribs 33B and 33C are similarly provided in the second flow path 17B and the first flow path 17C.
  • the main body part 10 has a plurality of ribs 33A projecting toward the first flow path 17A and provided on the side wall 13A with a gap therebetween.
  • the rib 33A extends from the first end portion 15 (shown in FIG. 2) to the second end portion 16 (shown in FIG. 2) along the extending direction of the body portion 10.
  • a plurality of ribs 33B projecting toward the second flow path 17B are provided on the partition wall 14A with a gap therebetween.
  • the rib 33B extends from the first end 15 (shown in FIG. 2) to the second end 16 (shown in FIG. 2) along the extending direction of the main body 10.
  • Ribs 33C are similarly provided on the partition wall 14B in the first flow path 17C.
  • a plurality of ribs 33A protruding toward the first flow path 17A are provided on the partition wall 14A with a gap therebetween.
  • the rib 33A extends from the first end portion 15 (shown in FIG. 2) to the second end portion 16 (shown in FIG. 2) along the extending direction of the body portion 10.
  • a rib 33B is provided on the partition wall 14B in the same way in the second flow path 17B.
  • a plurality of ribs 33C projecting toward the first flow path 17C are provided on the side wall 13B with a gap therebetween.
  • the rib 33C extends from the first end portion 15 (shown in FIG. 2) to the second end portion 16 (shown in FIG. 2) along the extending direction of the main body portion 10.
  • FIG. 1 the first end portion 15 (shown in FIG. 2) to the second end portion 16 (shown in FIG. 2) along the extending direction of the main body portion 10.
  • the configuration of the heat collecting member 1 according to the eighth embodiment differs from that of the first embodiment in the following points.
  • Other configurations of the eighth embodiment are the same as those of the first embodiment, and the same or similar elements as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
  • the body part 10 in the eighth embodiment is composed only of the first flow paths 17A, 17C and the second flow path 17B.
  • a plurality of recesses (first recesses) 42A are provided on the upper wall 11 at intervals so as to face the first flow path 17A.
  • the recess 42A extends from the first end 15 (shown in FIG. 2) to the second end 16 (shown in FIG. 2) along the extending direction of the main body 10.
  • recesses (first recesses) 42B and 42C are provided in the second flow path 17B and the first flow path 17C.
  • the concave portions 42A to 42C are integrally extruded with the body portion 10.
  • the recesses 42A to 42C may be provided on the lower wall 12 or the side walls 13A and 13B, or may be provided on all of the upper wall 11, the lower wall 12 and the side walls 13A and 13B.
  • the provision of the recesses 42A to 42C increases the contact area between the main body 10 and the heat medium. Therefore, the heat generated by the sunlight irradiated and converted to the main body 10 can be efficiently transferred to the heat medium and stored. That is, it can cope with the decrease in solar energy density. Also, since the body portion 10 is an extruded product, the concave portions 42A to 42C can be easily molded.
  • the body portion 10 in the ninth embodiment is composed only of the first flow paths 17A, 17C and the second flow path 17B.
  • a plurality of ribs (second ribs) 41 protruding toward the outside of the body portion 10 are provided on the upper surface 11c of the body portion 10 at intervals. Ribs 41 extend from first end 15 (shown in FIG. 2) to second end 16 (shown in FIG. 2) along the extending direction of main body 10 . The rib 41 is integrally extruded with the body portion 10 .
  • the heat collecting member 1 of the ninth embodiment since the ribs 41 are provided, the area of the main body 10 irradiated with sunlight can be increased. That is, the heat medium can be heated by the sunlight irradiated on the ribs 41 in addition to the sunlight irradiated on the upper surface 11c. Therefore, the heating efficiency of the heat medium can be improved. That is, it can cope with the decrease in solar energy density.
  • the configuration of the heat collecting member 1 according to the tenth embodiment differs from that of the first embodiment in the following points.
  • Other configurations of the tenth embodiment are the same as those of the first embodiment, and the same reference numerals are given to the same or similar elements as those of the first embodiment.
  • the main body part 10 in the tenth embodiment is composed only of the first flow paths 17A, 17C and the second flow path 17B.
  • a plurality of recessed portions (second recessed portions) 43 are provided on the upper surface 11c of the body portion 10 at intervals so as to face the outside of the body portion 10 .
  • the recessed portion 43 extends from the first end portion 15 (shown in FIG. 2) to the second end portion 16 (shown in FIG. 2) along the extending direction of the main body portion 10 .
  • the concave portion 43 is integrally extruded with the main body portion 10 .
  • the provision of the concave portion 43 can increase the area of the main body portion 10 irradiated with sunlight. That is, the heat medium can be heated by the sunlight irradiated to the concave portion 43 in addition to the sunlight irradiated to the upper surface 11c. Therefore, the heating efficiency of the heat medium can be improved. That is, it can cope with the decrease in solar energy density. Further, since the body portion 10 is an extruded product, the concave portion 43 can be easily formed.
  • the concave portion 43 is inclined and recessed. Therefore, the area irradiated with sunlight can increase.
  • the body portion 10 in the eleventh embodiment is composed only of the first flow paths 17A, 17C and the second flow path 17B.
  • a cross-sectional shape perpendicular to the extending direction of the first flow paths 17A, 17C and the second flow path 17B is round.
  • the proportion of the metal portion per volume in the body portion 10 can be increased. Therefore, the amount of heat retained by the metal portion can be increased, and the heating efficiency of the heat medium can be improved.
  • the cross-sectional shape is round, it is possible to prevent air from remaining in the first flow paths 17A and 17C and the second flow path 17B. Therefore, the contact area between the body portion 10 and the heat medium increases, and the heating efficiency of the heat medium can be increased.
  • the cross-sectional shape perpendicular to the extending direction of the first flow paths 17A, 17C and the second flow path 17B is star-shaped.
  • the proportion of the metal portion per volume in the body portion 10 can be increased. Therefore, the amount of heat retained by the metal portion can be increased, and the heating efficiency of the heat medium can be improved. Moreover, since the cross-sectional shape is star-shaped, the contact area between the main body 10 and the heat medium increases, and the heating efficiency of the heat medium can be increased.
  • the configuration of the heat collecting member 1 according to the twelfth embodiment differs from that of the first embodiment in the following points.
  • Other configurations of the twelfth embodiment are the same as those of the first embodiment, and the same reference numerals are given to the same or similar elements as those of the first embodiment.
  • the body portion 10 in the twelfth embodiment is composed only of the first flow paths 17A, 17C and the second flow path 17B.
  • the top wall 11 in the twelfth embodiment has flanges 34A and 34B projecting from the top wall 11 beyond the pair of side walls 13A and 13B, that is, extending in both directions along the Y-axis direction.
  • the flange portion 34A has an upper surface (light receiving surface) 35A facing the sun.
  • the flange part 34B is provided with the upper surface (light-receiving surface) 35B which faces the sun.
  • the upper surfaces 35A and 35B are flush with the upper surface 11c.
  • the flanges 34A and 34B are integrally extruded with the top wall 11, but they may be formed separately and integrated with the top wall 11 by welding or the like.
  • black films 36A, 36B, and 36C are coated on the upper surfaces 35A, 35B and the upper surface 11c.
  • the black films 36A to 36C are, for example, high emissivity films made by electrolytically treating an aluminum alloy, and absorb light of almost all wavelengths of sunlight.
  • heat insulating materials 37A, 37B, 37C, 37D, and 37E are arranged on the outer surface 40 of the main body portion 10 excluding the upper surfaces 35A, 35B and the upper surface 11c.
  • the outer surface 40 of the body portion 40 includes upper surfaces 35A and 35B, an upper surface 11c, a lower surface 38A of the flange portion 34A, an outer surface 39A of the side wall 13A, a lower surface 12c of the lower wall 12, an outer surface 39B of the side wall 13B, and a flange portion. Includes lower surface 38B of portion 34B.
  • the heat insulating material 37A is arranged in contact with the lower surface 38A, and the heat insulating material 37B is arranged in contact with the outer surface 39A. Also, the heat insulating material 37C is arranged so as to be in contact with the lower surface 12c, and the heat insulating material 37D is arranged so as to be in contact with the outer surface 39B. Furthermore, the heat insulating material 37E is arranged so as to be in contact with the lower surface 38B.
  • the emissivity of the upper surfaces 35A, 35B and the upper surface 11c can be improved, so that the heating efficiency of the heat medium by sunlight can be improved.
  • the sunlight receiving area is increased, and the heating efficiency of the heat medium can be improved.
  • the heat insulating materials 37A to 37E are provided, it is possible to suppress or prevent the heated heat medium or the heat of the main body 10 from being released to the atmosphere or the like. Therefore, the heating efficiency of the heat medium can be improved.
  • the configuration of the heat collecting member 1 according to the thirteenth embodiment differs from that of the first embodiment in the following points.
  • Other configurations of the thirteenth embodiment are the same as those of the first embodiment, and the same or similar elements as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
  • the body part 10 includes an upper wall 11, a lower wall 12, and a pair of side walls 13A and 13B, and is formed in a panel shape as a whole, that is, in a low and long rectangular parallelepiped shape.
  • the upper wall 11 and the lower wall 12 are formed in a rectangular shape in plan view.
  • a pair of side walls 13A and 13B connects the long sides of the upper wall 11 and the lower wall 12 in the vertical direction and extends in the longitudinal direction (X direction).
  • the body portion 10 has a hollow portion 20 as an internal space defined by these four walls 11, 12, 13A and 13B.
  • the hollow portion 20 is open at both longitudinal ends (ie, the first end 15 and the second end 16).
  • the main body 10 has a pair of rectangular openings defined by the edges of the four walls 11 to 14 at both ends in the longitudinal direction.
  • the hollow part 20 is partitioned by a plurality of partition walls 14 .
  • the plurality of partition walls 14 are arranged at intervals in the short side direction (Y direction) and extend in the longitudinal direction.
  • Each partition 14 is connected at its upper end to the inner surface of the upper wall 11 and at its lower end to the inner surface of the lower wall 12 .
  • the hollow portion 20 is partitioned into a plurality of long holes aligned in the short side direction, and each long hole extends in parallel along the longitudinal direction of the main body portion 10 from the first end portion 15 toward the second end portion 16 . .
  • the partition walls 14 are arranged at regular intervals.
  • the vertical distance between the upper wall 11 and the lower wall 12 is uniform over the entire body portion 10 .
  • the plurality of long holes have rectangular cross sections of equal area. In the illustrated example, the number of partition walls 14 is 6, and the number of long holes is 7, which is one more than that, but the number of long holes is not particularly limited as long as it is plural.
  • Each slot has a first opening 18 open at a first end 15 and a second opening 19 open at a second end 16 . Both ends of each partition 14 are positioned in the internal space defined by the four walls 11-14. Therefore, both the first opening 18 and the second opening 19 of each slot are arranged in the internal space.
  • the body portion 10 has a first recess portion 23 at the first end portion 15 that communicates the opening of the body portion 10 with each of the plurality of first openings 18 , and a plurality of openings of the body portion 10 at the second end portion 16 . has a second concave portion 24 that communicates with each of the second openings 19 of the .
  • the first end 15 is liquid-tightly fitted into the recess 51 of the lid 50A
  • the second end 16 is liquid-tightly fitted into the recess 51 of the lid 50B.
  • the heat collecting member 1 is configured.
  • the heat medium that has flowed in from the inlet 52 flows into each of the plurality of long holes via the first recesses 23 and the plurality of first openings 18 .
  • the heat medium flows from the first end portion 15 toward the second end portion 16 in each of the plurality of elongated holes. That is, each of these elongated holes serves as the first flow path 17 for flowing the heat medium from the first end portion 15 toward the second end portion 16 .
  • the heat medium in each first flow path 17 joins at the second recess 24 via the corresponding second opening 19 .
  • the heat medium inside the second recess 24 flows out through the outlet 53 .
  • the heat collecting member 1 extends from the second end 16 where the outflow port 53 is arranged to the first end where the inflow port 52 is arranged. 15 (for example, the flow paths 17B, 17D, and 17F shown in FIG. 3) are not provided.
  • the hollow portion 20 of the heat collecting member 1 is a plurality of first flow paths 17 connected in parallel to the first recesses 23 and the second recesses 24 .
  • the heat medium is split from the first recess 23 into the first flow path 17 , flows in one direction from the first end 15 toward the second end 16 , and joins at the second recess 24 .
  • the flow of the heat medium is formed in order from the one closest to the inlet 52 among the plurality of first flow paths 17 . Therefore, the temperature of the heat medium in the flow paths closer to the inlet 52 is higher, and the temperature of the heat medium in the flow path farther from the inlet 52 is lower. has a slope.
  • the heat collecting member 1 with a simplified structure. Furthermore, since the plurality of first flow paths 17 are connected in parallel and the heat medium flows through the heat collecting member 1 in one way, it is easy to secure the flow rate of the heat medium. When the flow rate increases, it becomes possible to lower the room temperature with the heat medium when the room temperature rises excessively, and it can also be used as an auxiliary device for cooling equipment. Moreover, since the residence time of the heat medium is shortened, the load on the pump 79 can be reduced.
  • the configuration of the heat collecting member 1 according to the fourteenth embodiment differs from that of the first embodiment in the following points.
  • Other configurations of the fourteenth embodiment are the same as those of the first embodiment, and the same or similar elements as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
  • both ends of the partition wall 14 in the longitudinal direction are located at approximately the same positions as the edges of the main body 10 in the longitudinal direction as a whole.
  • the pair of lids 50A and 50B have stoppers 57 protruding into the recess 51. As shown in FIG. Therefore, when the first end portion 15 is fitted into the recess portion 51, the first end portion 15 abuts against the stopper 57 before reaching the inner bottom surface of the recess portion 51, and is restricted from moving in the longitudinal direction there. be.
  • the second end 16 is similar to this.
  • the pair of lid portions 50A and 50B are provided with common flow paths 58A and 58B communicating with the plurality of first flow paths 17 outside the stopper 57 (on the inner side of the recess 51).
  • a common channel 58A of the lid portion 50A communicates with the inlet 52, and a common channel 58B of the lid portion 50B communicates with the outlet 53. As shown in FIG.
  • the heat medium flows into the common flow path 58A through the inlet 52, is divided from the common flow path 58B into the plurality of first flow paths 17, and flows into the common flow path 58B. They merge in the flow path 58B and flow out of the heat collecting member 1 through the outflow port 53 .
  • the same effects as those of the thirteenth embodiment can be obtained.
  • the configuration of the heat collecting member 1 according to the fifteenth embodiment differs from that of the first embodiment in the following points.
  • Other configurations of the fifteenth embodiment are the same as those of the first embodiment, and the same or similar elements as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
  • the agricultural house 70 includes a plurality of pillars 86, beams 73 connecting the upper ends of the pillars 86, and joining beams that are provided above the beams 73 and form a gable-shaped roof framework. 87.
  • the agricultural house 70 has a rectangular outer contour in a plan view, and six pillars 86 are installed near the four corners of the outer contour and midpoints of a pair of long sides of the outer contour.
  • the beams 73 have a pair of long beams 73a extending along the long sides of the outline, and a plurality of short beams 73b connecting the upper ends of the two columns 86 arranged in the short side direction of the outline. .
  • the beam 73 includes a first auxiliary beam 89a and a second auxiliary beam 89b arranged within a region surrounded by the long beam 73a and the short beam 73b, the first auxiliary beam 89a extending parallel to the long beam 73a.
  • the second auxiliary beam 89b extends parallel to the short beam 73b.
  • the interior of the agricultural house 70 can be roughly divided into an upper space 85 above the beams 73 and a cultivation space 84 below the beams 73 .
  • the cultivation space 84 can be broadly divided into a cultivation area 71 on the south side and a non-cultivation area 72 on the north side.
  • Agricultural house 70 includes one or more heat collecting members 1 .
  • FIG. 33 illustrates four heat collecting members 1, the number of heat collecting members 1 can be changed.
  • Each heat collecting member 1 is supported by the beams 73 (especially the auxiliary beams 89a and 89b) in a posture in which the longitudinal direction (X direction) faces the short side direction of the farm house 70 in plan view.
  • the beams 73 of the agricultural house 70 function as supporting members for supporting the heat collecting member 1 .
  • the four heat collecting members 1 are arranged at regular intervals in the long side direction of the farm house 70 in a plan view.
  • the heat collecting member 1 is formed in a panel shape.
  • the heat collecting member 1 is formed in a low-profile and long rectangular parallelepiped shape.
  • the heat collecting member 1 includes a body portion 10 and a pair of lid portions 50A and 50B in the same manner as in the previous embodiments.
  • the flow path inside the heat collecting member 1 may be configured in a meandering shape as in the first embodiment, or may be configured in a one-way type as in the thirteenth embodiment.
  • the upper wall 11 and the lower wall 12 which have wide rectangular surfaces.
  • a second wall 92 on the back side This is because, in the present embodiment, which wall 91 or 92 faces upward can be freely selected by rotating the heat collecting member 1 .
  • a plurality of fins 93 are provided on the outer surface of the first wall 91 .
  • the fins 93 may be provided integrally with the main body portion 10, or may be joined to the first wall 91 by joining means such as welding.
  • each fin 93 extends in the lateral direction (Y direction) of the main body 10, and a plurality of fins 93 are arranged in the longitudinal direction (X direction) of the main body 10 at intervals. But this is just an example.
  • the number of fins 93, the extending direction of the fins 93, and the arrangement direction of the fins 93 can be changed as appropriate.
  • the body part 10 has a heat collecting part 94 on the surface side where the first wall 91 and the fins 93 are provided.
  • the body portion 10 has a reflecting portion 95 on the back side where the second wall 92 is provided.
  • the heat collecting part 94 collects heat from the sunlight.
  • the reflecting portion 95 reflects the irradiated sunlight.
  • the heat collector 94 is configured by painting the outer surface of the first wall 91 of the main body 10 and the surface of the fins 93 black.
  • the main body 10 according to the present embodiment is made of an aluminum alloy, and the reflecting part 95 is formed by making the main body 10 pure (for example, uncoated). Any material may be coated with a paint that reflects light.
  • the side wall 13B is partially painted black for convenience of illustration of the heat collecting portion 94, but the heat collecting portion 94 is provided at least on the outer surface of the first wall 91 Well, it does not have to be provided on the side wall 13B.
  • a pair of rotating shafts 96 projecting in the longitudinal direction (X direction) of the heat collecting member 1 are provided on the outer surfaces of the pair of lid portions 50A and 50B.
  • the pair of rotating shafts 96 are coaxial with each other.
  • the pair of rotating shafts 96 are rotatably supported by bearings (not shown) provided on the supporting member.
  • the heat collecting member 1 and its main body 10 are supported so that the angle can be adjusted with respect to the agricultural house 70 around the rotating shaft 96 .
  • the short side direction of the farm house 70 in plan view is along the east-west direction
  • the rotation shaft 96 is oriented in the east-west direction. This allows the panel 1 to face the sun by changing the angle according to the altitude of the sun.
  • the agricultural house 70 includes a rotation mechanism 100 that synchronously changes the mounting angles of the plurality of heat collecting members 1 with respect to the structural member when the farm house 70 includes a plurality of heat collecting members 1 .
  • the rotating mechanism 100 may be manually operated, or may be automatically operated by a driving force generated by an actuator such as an electric motor.
  • FIG. 35 shows an example of a manual type.
  • the rotating mechanism 100 is composed of a cord 101 and a plurality of pulleys 102 to 104 around which the cord 101 is wound.
  • the cord 101 has a first upwardly extending portion 101a, a first vertical portion 101b, a second vertical portion 101c and a second upwardly extending portion 101d. These portions 101a to 101d are continuous in this order.
  • the first upwardly extending portion 101a extends along the support member and is sequentially fixed to one end portion in the lateral direction of the longitudinal end surfaces of each of the plurality of heat collecting members 1 .
  • the first vertical portion 101b extends downward from the first upwardly extending portion 101a.
  • the second vertical portion 101c extends upward from the lower end of the first vertical portion 101b.
  • the second upwardly extending portions 101c extend along the supporting member and are sequentially fixed to the other end portions in the short direction of the end faces in the longitudinal direction of each of the plurality of heat collecting members 1 .
  • the pair of lid portions 50A and 50B has locking portions 97 (see FIG. 34) for locking the first upwardly extending portion 101a and the second extending portion 101b.
  • the lower ends of the first vertical portion 101b and the second vertical portion 101c are inside the cultivation space 73.
  • the four heat collecting members 1 rotate synchronously counterclockwise in FIG.
  • the four heat collecting members 1 rotate clockwise in FIG. 35 synchronously. Due to the action of the rotating mechanism 100, the heat collecting member 1 is synchronously changed in angle between a heat collecting position in which the heat collecting portion 94 is directed upward and a light shielding position in which the reflecting portion 95 is directed upward. be done.
  • the reflecting portion 95 faces the cultivation space 84 and the heat collecting portion 94 is irradiated with sunlight.
  • the heat collecting part 94 collects heat from sunlight, and the heat medium flowing inside the heat collecting member 1 is heated. Since the fins 93 function as the heat collecting portions 94, a large surface area of the heat collecting portions 94 can be ensured with respect to the plane area of the heat collecting member 1, and the heat collecting efficiency is high. By directing the heat collecting part 94 upward in winter, it becomes easy to maintain the temperature of the cultivation space 84 at a temperature suitable for cultivation.
  • the heat collecting part 94 faces the cultivation space 84 while the sunlight is applied to the reflecting part 95 .
  • the reflecting portion 95 reflects sunlight. Therefore, solar energy is not used to raise the temperature of the heat medium.
  • convective heat transfer tends to result in higher temperatures at the top.
  • the heat collecting part 94 absorbs heat rays from the upper region of the cultivation space 84 . As a result, when the temperature of the cultivation space 84 rises excessively, the heat collecting part 94 functions to adjust the temperature in the cultivation space 84 to an appropriate temperature by this endothermic effect.
  • the fins 93 function as the heat collectors 94, the heat absorbing effect is improved.
  • the temperature of the cultivation space 84 it is easy to maintain the temperature of the cultivation space 84 at an appropriate temperature throughout the year when the agricultural greenhouse 70 is installed in an area where the temperature fluctuates greatly throughout the year.
  • Reference Signs List 1 heat collecting member 10 main body 11 upper wall 11a first upper wall portion 11b second upper wall portion 11c upper surface (light receiving surface) 12 lower wall 12a first lower wall portion 12b second lower wall portion 12c lower surface 13A, 13B side walls 14A, 14B, 14C, 14D, 14E, 14F partition wall 15 first end 16 second end 17A, 17C, 17E, 17G First flow path 17B, 17D, 17F Second flow path 18A, 18B, 18C, 18D, 18E, 18F, 18G First opening 19A, 19B, 19C, 19D, 19E, 19F, 19G Second opening 20 Hollow part 22A, 22B, 22C, 22D, 22E, 22F Liquid passage hole 30 Step structure 31A, 31B, 31C, 31D, 31E, 31F Step 32 Curved portion 33A, 33B, 33C Rib (first rib) 34A, 34B flange portion 35A, 35B upper surface (light receiving surface) 36A, 36B, 36C black film 37A

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Abstract

集熱部材1は、第1端部15から第2端部16に向かって延在する中空部20が形成され、太陽光が照射される受光面11cを有する金属押出成形物である本体部10と、第1端部15と第2端部16とにそれぞれ配置され、中空部20を塞ぐ一対の蓋部50A,50Bと、一対の蓋部50A,50Bのいずれかに設けられ、熱媒が中空部20に流入する流入口52と、一対の蓋部50A,50Bのいずれかに設けられ、熱媒が中空部20から流出する流出口53とを備える。

Description

集熱部材および農業ハウス
 本発明は、集熱部材およびこれを備える農業ハウスに関する。
 太陽光により得られる熱を熱媒に蓄熱する集熱部材が知られている。集熱部材は、例えば、農業ハウスに設置されている。農業ハウスに設置された集熱部材は、日中に蓄熱し、夜間にその熱を利用して農業ハウス内の空気を温めるといった方法で利用されている。
 特許文献1には、透明層を有する中空の枠体と、枠体に挿入固定され、流路を有する集熱部と、断熱層とを有する集熱部材が開示されている。
特開2012-242016号公報
 特許文献1に開示された集熱部材では、構成部品数が多く、構造が複雑である。そのため、製造工程も複雑になり、製造工数が増大するおそれがある。また、曇天時や冬季において集熱面に照射される太陽エネルギ密度が減少する場合には流体流路内を流れる流体の伝熱量が不足するおそれがある。
 本発明は、構造が簡素化された集熱部材およびこれを備える農業ハウスを提供することを課題とする。
 本発明の第1の形態は、第1端部から第2端部に向かって延在する中空部が形成され、太陽光が照射される受光面を有する金属押出成形物である本体部と、前記第1端部と前記第2端部とにそれぞれ配置され、前記中空部を塞ぐ一対の蓋部と、前記一対の蓋部のいずれかに設けられ、熱媒が前記中空部に流入する流入口と、前記一対の蓋部のいずれかに設けられ、前記熱媒が前記中空部から流出する流出口とを備える、集熱部材を提供する。
 本発明に係る集熱部材によれば、金属により成形された本体部に照射された太陽光が熱に変換され熱媒に蓄えられる。また、集熱部材は、押出成形された本体部、本体部の中空部を塞ぐ蓋部、流入口、および流出口のみで構成されており、集熱部材を構成している部品数が少ない。そのため、構造が簡素化され得る。従って、製造工程も簡素化され、製造工数を短縮することができる。さらに、本体部は押出成形によって成形されているため、本体部の長さを容易に変更できる。
 前記中空部は、前記第1端部から前記第2端部に向かって前記熱媒が流れる第1流路と、前記第1流路に隔壁を介して隣り合うように配置され、前記第2端部から前記第1端部に向かって前記熱媒が流れる第2流路とを備えてもよい。
 前記の構成によれば、中空部が2つの流路を備えるため、熱媒が流れる流路が長くなり、本体部と熱媒とが接する面積が増加し得る。そのため、太陽光により加熱された本体部の熱を効率的に熱媒に伝えることができる。
 前記隔壁には、前記熱媒が前記流入口から前記流出口に向かって蛇行して流れるように、前記第1流路と前記第2流路とを接続する通液孔が設けられていてもよい。
 前記の構成によれば、熱媒は蛇行して流れるため、本体部と熱媒とが接する面積を大きく確保することができ、また、接する時間が長くなり得る。従って、太陽光による熱を効率的に熱媒に蓄えることができる。また、本体部を加工し通液孔を設けることで、熱媒が蛇行して流れる流路が成形され得る。そのため、蓋部に蛇行流路を成形するための加工を必要とせず、蓋部の製造が容易になり得る。
 前記一対の蓋部のそれぞれには、前記熱媒が前記流入口から前記流出口に向かって蛇行して流れるように、前記第1流路と前記第2流路とを接続する接続流路が設けられていてもよい。
 前記の構成によれば、熱媒は蛇行して流れるため、本体部と熱媒とが接する面積を大きく確保することができ、また、接する時間が長くなり得る。従って、太陽光による熱を効率的に熱媒に蓄えることができる。また、蓋部を加工し接続流路を設けることで、熱媒が蛇行して流れる流路が成形され得る。そのため、本体部に蛇行流路を成形するための加工を必要とせず、本体部の製造が容易になり得る。
 前記流入口と位置合わせされた前記第1流路の流路断面積が、前記第2流路の流路断面積に比べ、小さくてもよい。
 前記の構成によれば、流入口と位置合わせされた第1流路で熱媒の圧力損失が生じるため、熱媒の流速が低下し、熱媒が本体部に接する時間が延びる。そのため、熱媒の加熱効率が向上し得る。
 前記中空部は、隔壁を介して互いに隣り合うように配置され、前記第1端部から前記第2端部に向かって前記熱媒が流れる複数の第1流路を備えてもよい。
 前記の構成によれば、熱媒が複数の第1流路を通って一方向に流れるため、流量を確保することができる。
 前記構造部材本体は、前記第1端部および前記第2端部に設けられ、前記複数の第1流路の端部同士を連通させる凹部を有し、前記一対の蓋部のそれぞれには、前記流入口または前記流出口を前記凹部と連通させる流入出流路が設けられていてもよい。
 前記の構成によれば、複数の第1流路を利用して熱媒の流量を確保する構造を容易に実現することができる。
 前記一対の蓋部のそれぞれには、前記熱媒が前記流入口から前記複数の第1流路へと分流し、前記複数の第1流路から合流して前記流出口に向かって流れるように、前記複数の第1流路の開口端それぞれと連通する共通流路が設けられていてもよい。
 前記の構成によれば、複数の第1流路を利用して熱媒の流量を確保する構造を容易に実現することができる。
 前記集熱部材は、前記本体部の角度を調整可能に支持する支持部をさらに備えてもよい。
 前記の構成によれば、支持部を介して受光面に太陽光が照射されるように本体部の角度を調整できる。
 前記本体部は、パネル形状に形成され、前記本体部は、前記パネル形状の表面側に設けられ、照射された前記太陽光から集熱する集熱部と、前記パネル形状の裏面側に設けられ、照射された前記太陽光を反射する反射部とを備え、前記支持部が、前記集熱部が上向きとなる集熱位置と、前記反射部が上向きとなる遮光位置との間で前記本体部の角度を調整可能に、前記本体部を支持してもよい。
 前記の構成によれば、集熱部および反射部は、選択的に上に向けられ、太陽光を受光する。支持部における角度調整機能により、集熱部で太陽光から集熱する状態と、反射部で太陽光を反射する状態とを切り換えることができる。
 前記集熱部は、前記本体部の前記表面を覆う被覆部と、前記被覆部から突出するフィンとを備えてもよい。
 前記の構成によれば、集熱部がフィンを備えるので、太陽光を受光する面積が増大する。これにより、集熱効果が向上する。
 前記集熱部は、黒色塗装されていてもよい。
 前記の構成によれば、簡易な方法で集熱部に集熱機能をもたらすことができる。
 前記本体部が、アルミニウム合金で形成され、前記反射部が、前記裏面側を無垢とすることにより構成されてもよい。
 前記の構成によれば、簡易な方法で反射部に遮光機能をもたらすことができる。
 前記本体部は、延在方向に垂直な断面において、段差構造を有してもよい。
 前記の構成によれば、段差構造で太陽光の照射面積が増加するため、熱媒の加熱効率が向上し得る。すなわち、太陽エネルギ密度の減少に対応できる。
 前記本体部は、延在方向に垂直な断面において、湾曲部を有してもよい。
 前記の構成によれば、湾曲部で太陽光の照射面積が増加するため、熱媒の加熱効率が向上し得る。すなわち、太陽エネルギ密度の減少に対応できる。
 前記中空部には、前記中空部が延在する方向に沿って第1リブが設けられていてもよい。
 前記の構成によれば、第1リブが設けられていることで、本体部と熱媒とが接する面積が増加している。そのため、本体部に照射され変換された太陽光による熱が、効率的に熱媒に伝わり蓄えられ得る。すなわち、太陽エネルギ密度の減少に対応できる。また、本体部は押出成形物であるため、第1リブは容易に成形され得る。
 前記中空部には、前記中空部が延在する方向に沿って第1凹部が設けられていてもよい。
 前記の構成によれば、第1凹部が設けられていることで、本体部と熱媒とが接する面積が増加している。そのため、本体部に照射され変換された太陽光による熱が、効率的に熱媒に伝わり蓄えられ得る。すなわち、太陽エネルギ密度の減少に対応できる。また、本体部は押出成形物であるため、第1凹部は容易に成形され得る。
 前記受光面には、前記本体部が延在する方向に沿って第2リブが設けられていてもよい。
 前記の構成によれば、第2リブが設けられていることで、太陽光が本体部に照射する面積が増加し得る。すなわち、受光面に照射された太陽光に加え、第2リブに照射された太陽光によって熱媒が加熱され得る。そのため、熱媒の加熱効率が向上し得る。すなわち、太陽エネルギ密度の減少に対応できる。また、本体部は押出成形物であるため、第2リブは容易に成形され得る。
 前記受光面には、前記本体部が延在する方向に沿って第2凹部が設けられていてもよい。
 前記の構成によれば、第2凹部が設けられていることで、太陽光が本体部に照射する面積が増加し得る。すなわち、受光面に照射された太陽光に加え、第2凹部に照射された太陽光によって熱媒が加熱され得る。そのため、熱媒の加熱効率が向上し得る。すなわち、太陽エネルギ密度の減少に対応できる。また、本体部は押出成形物であるため、第2凹部は容易に成形され得る。
 前記受光面には黒色の皮膜が被膜されていてもよい。
 前記の構成によれば、受光面における輻射率が向上し得るため、太陽光による熱媒の加熱効率が向上し得る。
 前記本体部の外面うち、前記受光面を除く前記外面に断熱材が配置されていてもよい。
 前記の構成によれば、加熱された熱媒または本体部の熱が、大気などに放出されることを抑制ないし防止できる。そのため、熱媒の加熱効率が向上し得る。
 前記本体部は、板状の上壁と、前記上壁に対向するように配置された板状の下壁と、前記上壁の端部と前記下壁の端部とを接続する一対の側壁とを備えてもよい。
 前記上壁は、前記上壁から前記一対の側壁を超えて突出したフランジ部を備え、前記上壁と前記フランジ部との太陽に面する上面が前記受光面であってもよい。
 前記の構成によれば、太陽光の受光面積が増加し、熱媒の加熱効率が向上し得る。
 前記隔壁の厚さは、前記上壁、前記下壁、および前記側壁の厚さより厚くてもよい。
 前記の構成によれば、隣り合う第1流路と第2流路との熱交換が抑制され得る。そのため、例えば、第1流路を流れる熱媒と第2流路を流れる熱媒との温度を比較した際、第2流路を流れる熱媒の温度が高い場合、第2流路を流れる熱媒の熱が第1流路を流れる熱媒へ伝わることを抑制でき、第2流路における高い熱媒温度を維持することができる。
 本発明の第2の形態は、上記した1又は複数の集熱部材を備える、農業ハウスを提供する。
 前記集熱部材の各々が、パネル形状に形成されて当該ハウスの構造部材に角度を調整可能に支持された本体部を備え、前記本体部は、前記パネル形状の表面側に設けられ、照射された太陽光から集熱する集熱部と、前記パネル形状の裏面側に設けられ、照射された太陽光を反射する反射部とを備え、当該ハウスが、前記複数の集熱部材の前記構造部材に対する角度を同期して変更する回転機構を備えてもよい。
 本発明に係る集熱部材およびこれを備える農業ハウスによれば、構造が簡素化され得る。
本発明の第1実施形態における集熱部材の斜視図。 本発明の第1実施形態における本体部を第1端部側から見た斜視図。 図2の部分IIIの拡大図。 本発明の第1実施形態における本体部を第2端部側から見た斜視図。 図4の部分Vの拡大図。 図2の線VI-VIにおける断面図。 本発明の第1実施形態における蓋部の斜視図。 本発明の第1実施形態における集熱部材を配置した農業ハウスの概略図。 本発明の第1実施形態における集熱部材の設置構造の側面図。 本発明の第1実施形態における集熱部材の設置構造の背面図。 本発明の第1実施形態における集熱部材を配置した農業ハウスの概略構成図。 図8の線XII-XIIにおける変形例の断面図。 本発明の第2実施形態における本体部の図2と同様の斜視図。 本発明の第2実施形態における蓋部の斜視図。 本発明の第3実施形態における図6と同様の断面図。 本発明の第4実施形態における図6と同様の断面図。 本発明の第5実施形態における図6と同様の断面図。 本発明の第5実施形態の変形例における図6と同様の断面図。 本発明の第6実施形態における図6と同様の断面図。 本発明の第7実施形態における図6と同様の断面図。 本発明の第7実施形態の変形例における図6と同様の断面図。 本発明の第7実施形態の変形例における図6と同様の断面図。 本発明の第7実施形態の変形例における図6と同様の断面図。 本発明の第8実施形態における図6と同様の断面図。 本発明の第9実施形態における図6と同様の断面図。 本発明の第10実施形態における図6と同様の断面図。 本発明の第11実施形態における図6と同様の断面図。 本発明の第11実施形態の変形例における図6と同様の断面図。 本発明の第12実施形態における図6と同様の断面図。 本発明の第13実施形態における集熱部材の分解斜視図。 本発明の第13実施形態における集熱部材の断面図。 本発明の第14実施形態における集熱部材の断面図。 本発明の第15実施形態における図8と同様の概略図。 本発明の第15実施形態における集熱部材の側面図。 本発明の第15実施形態における回転機構の概略図。 本発明の第15実施形態における集熱部材が集熱位置に位置する状態を示す概略図。 本発明の第15実施形態における集熱部材が遮光位置に位置する状態を示す概略図。
(第1実施形態)
 図1を参照すると、本実施形態に係る集熱部材1は、本体部10と一対の蓋部50A,50Bとを備える。
 図2および図4を参照すると、本体部10は、金属の押出成形によって成形され、長尺な直方体をなすパネル状の部材である。本実施形態では、本体部10は、第1端部15から第2端部16に延在するように押出成形されている。
 本実施形態では、本体部10はアルミニウム合金によって成形されている。本体部10の熱伝導率は200w/m・K以上であることが好ましい。本体部10は、アルミニウム、銅、銅合金、または銀等であってもよい。
 図6を併せて参照すると、本体部10は、平板状の上壁11と、上壁11に対向するように配置され平板状の下壁12と、上壁11と下壁12との端部を接続し延在方向に延びる一対の側壁13A,13Bを備える。また、本体部10は、本体部10の内側において上壁11と下壁12とを接続し本体部10の延在方向に沿って延びる隔壁14A,14B,14C,14D,14E,14Fを備える。隔壁14A~14Fは互いに離間して配置されている。本実施形態では、隔壁14A~14Fの離間距離dは、一定である。
 以下の説明では、第1端部15から第2端部16に向かう方向をX軸方向とし、側壁13Aから側壁13Bに向かう方向をY軸方向、これらに直交する方向をZ軸方向とする。
 本体部10は、両端が開口した中空部20を備える。
 中空部20は、本体部10の内側においてX軸方向に延在し、熱媒が第1端部15から第2端部16に向けて流れる4つの第1流路17A,17C,17E,17Gを備える。また、中空部20は、本体部10の内側においてX軸方向に延在し、熱媒が第2端部16から第1端部15に向けて流れる3つの第2流路17B,17D,17Fを備える。本実施形態では、第1流路17Aは、X軸方向に垂直な断面において上壁11、下壁12、側壁13A、および隔壁14Aによって画定された略矩形で、X軸方向に延びる空間である。第1流路17Aと同様に、第1流路17C,17E,17Gと第2流路17B,17D,17Fとは、上壁11、下壁12、隔壁14A~14F、および側壁13Bによって画定された空間である。換言すると、隔壁14A~14Fは、第1流路17A,17C,17E,17Gと第2流路17B,17D,17Fとを隔てるように設けられている。
 図3を参照すると、隔壁14Bの第1端部15側には通液孔22Bが設けられている。同様に、隔壁14D,14Fの第1端部15側には、通液孔22D,22Fが設けられている。第2流路17Bと第1流路17Cとは、通液孔22Bを介して連通している。第2流路17Dと第1流路17Eとは、通液孔22Dを介して連通している。第2流路17Fと第1流路17Gとは、通液孔22Fを介して連通している。
 図5を参照すると、隔壁14Aの第2端部16側には通液孔22Aが設けられている。同様に、隔壁14C,14Eの第2端部16側には、通液孔22C,22Eが設けられている。第1流路17Aと第2流路17Bとは、通液孔22Aを介して連通している。第1流路17Cと第2流路17Dとは、通液孔22Cを介して連通している。第1流路17Eと第2流路17Fとは、通液孔22Eを介して連通している。
 本実施形態では、通液孔22A~22Fは、押出成形された成形物に対して切削加工を施すことで成形されており、略矩形である。通液孔22A~22Fの形状は、半円形であってもよい。また、通液孔22A~22Fの面積は、第1流路17AのX軸方向に垂直な断面の面積と概略等しい。
 図1および図7を参照すると、蓋部50A,50Bは、X軸方向に垂直な断面において本体部10と相似形であり、Y軸方向に長尺な直方体をなす、同一の構造を有する部材である。本実施形態では、蓋部50Aは第1端部15(図2に示す)に配置され、蓋部50Bは第2端部16(図2に示す)に配置されている。
 本実施形態では、蓋部50A,50Bは、アルミニウム合金を切削加工することによって成形されている。蓋部50A,50Bの熱伝導率は200w/m・K以上であることが好ましい。蓋部50A,50Bは、アルミニウム、銅、銅合金、または銀等であってもよい。
 図5および図7を参照すると、蓋部50Bは中空構造の窪部51を有する。X軸方向に垂直な断面において、窪部51と本体部10とは同一形状である。窪部51に本体部10の第2端部16側が嵌合することで、第1流路17A,17C,17E,17Gの第2端部16側の開口である第2開口19A,19C,19E,19Gが塞がれている。同様に、窪部51に本体部10の第2端部16側が嵌合することで、第2流路17B,17D,17Fの第2端部16側の開口である第2開口19B,19D,19Fが塞がれている。蓋部50Bは本体部10に溶接等の任意の固定方法で固定されている。
 また、図3および図7を参照すると、蓋部50Aは中空構造の窪部51を有する。X軸方向に垂直な断面において、窪部51と本体部10とは同一形状である。窪部51に本体部10の第1端部15側が嵌合することで、第1流路17A,17C,17E,17Gの第1端部15側の開口である第1開口18A,18C,18E,18Gが塞がれている。同様に、窪部51に本体部10の第1端部15側が嵌合することで、第2流路17B,17D,17Fの第1端部15側の開口である第1開口18B,18D,18Fが塞がれている。蓋部50Aは本体部10に溶接等の任意の固定方法で固定されている。
 図1および図5を参照すると、蓋部50Bには、開口19Gに位置合わせされた流出口53が設けられている。本実施形態では、流出口53を介して、熱媒が第1流路17Gから流出する。
 図1および図3を参照すると、蓋部50Aには、開口18Aに位置合わせされた流入口52が設けられている。本実施形態では、流入口52を介して、熱媒が第1流路17Aに流入する。
 流入口52と流出口53との両方が、蓋部50Aに設けられていてもよい。この場合、図示は省略するが、本体部10は、例えば、3つの第1流路17A,17C,17Eと3つの第2流路17B,17D,17Fとを有する。また、流入口52と流出口53との両方が、蓋部50Bに設けられていてもよい。
 本実施形態における集熱部材1では、流入口52を介して集熱部材1の内部に熱媒が流入し、流出口53を介して集熱部材1の外部に熱媒が流出する。熱媒は、アルミニウム合金が錆びないように中性から弱アルカリ性のものが用いられる。具体的には熱媒はpH6~pH11のものが用いられる。
 図2および図4を参照すると、本体部10の内部に流入した熱媒は、2点鎖線で示すように本体部10の内部を蛇行して流れる。
 具体的には、図1、図3、および図5を参照すると、流入口52を介して流入した熱媒は、第1流路17Aを第1端部15から第2端部16に向かって流れ、通液孔22Aを介して第2流路17Bに流入する。第2流路17Bに流入した熱媒は、第2端部16から第1端部15に向かって流れ、通液孔22Bを介して第1流路17Cに流入する。第1流路17Cに流入した熱媒は、同様に、通液孔22C~22Fを介して第1流路17C,17E,17Gと第2流路17D,17Fとを流れ、流出口53を介して集熱部材1の外部に流出する。つまり、熱媒は、第1流路17A,17C,17E,17G、第2流路17B,17D,17F、および通液孔22A~22Fを介して流入口52から流出口53に向かって蛇行して流れる。
 図8を参照すると、本実施形態における集熱部材1は農業ハウス70に設置されている。農業ハウス70の内部では野菜などの植物が栽培されている。農業ハウス70の内部のうち、日射条件が良い南側は作物が栽培される栽培領域71で、日射条件が悪い北側は植物が栽培されていない非栽培領域72(図のハッチング部)である。非栽培領域72は、例えば通路や資材置場などである。本実施形態では、集熱部材1により生じる影が非栽培領域72に位置するように、集熱部材1は農業ハウス70の北側の上部に配置されている。集熱部材1は、上壁11の上面(受光面)11cに太陽光が照射されるように配置されている。
 図9および図10を併せて参照すると、農業ハウス70の上部には梁73が設けられており、集熱部材1は支持部74を介して梁73に設置される。支持部74は、集熱部材1の設置角度を調整可能に支持する。具体的には、支持部74は、回転板76と脚部77とを備える。回転板76には集熱部材1が固定されており、脚部77は梁73に固定されている。脚部77に対して回転板76が回転可能に固定されることで、集熱部材1の角度が調整され、集熱部材1は、本体部10の上面11cが太陽に面するように配置されている。
 図11を参照し、本実施形態における集熱部材1の農業ハウス70における使用方法の一例を説明する。
 農業ハウス70は、タンク78、ポンプ79、制御部80、および放熱器81を備える。タンク78には熱媒が貯蔵されており、熱媒は、タンク78と流体的に接続されたポンプ79によって三方弁82を介して集熱部材1または放熱器81に送られる。
 放熱器81では、農業ハウス70内の空気と熱媒とが熱交換する。そのため、加熱された熱媒が放熱器81を流れることによって、農業ハウス70内の空気が温められ、熱媒が冷やされる。本実施形態では、放熱器81として、集熱部材1が用いられている。放熱器81として、例えば、栽培領域71にチューブを地面に這わせたものであってもよい。
 農業ハウス70は、栽培空間84と上部空間85とでなる。栽培空間84は梁73より下側の空間で、上部空間85は梁73を含む栽培空間84より上側の空間である。集熱部材1は上部空間85に配置され、放熱器81は栽培空間84に配置されている。栽培空間84と上部空間85とはカーテン83によって区切られていてもよい。カーテン83により、栽培空間84と上部空間85との間で熱の移動が妨げられ、栽培空間84の保温性が向上する。
 日中の太陽光が集熱部材1に照射している間は、制御部80によって三方弁82が制御され、タンク78に貯蔵された熱媒は、集熱部材1に向かってポンプ79によって圧送され、循環する。その間、熱媒は集熱部材1で加熱され、昇温する。そして、夜間の太陽光が集熱部材1に照射していない間は、制御部80によって三方弁82が制御され、タンク78に貯蔵された熱媒は、放熱器81に向かってポンプ79によって圧送され、循環する。その間、加熱された熱媒の熱が放熱器81を介して栽培空間84内の空気に伝えられ、栽培空間84内の温度が上昇する。そのため、夜間の温度低下による植物の生育阻害が緩和され、植物の成長率が向上し得る。
 図12を参照すると、本実施形態の変形例として、集熱部材1は、農業ハウス70の柱86に設置してもよい。変形例における柱86はH形鋼である。集熱部材1は柱86のウェブ86aの太陽光が照射される面に、上面11cが太陽と面するように設置されている。集熱部材1が柱86に設置されているため、栽培領域84に集熱部材1の影が生じることが抑制ないし防止され得る。
 本実施形態における集熱部材1によれば、金属により成形された本体部10に照射された太陽光が熱に変換され熱媒に蓄えられる。また、集熱部材1は、押出成形された本体部10、本体部10の中空部20を塞ぐ蓋部50A,50B、流入口52、および流出口53のみで構成されており、集熱部材1を構成している部品数が少ない。そのため、構造が簡素化され得る。従って、製造工程も簡素化され、製造工数を短縮することができる。さらに、本体部10は押出成形によって成形されているため、本体部10の長さを容易に変更できる。
 また、中空部20が2つの流路を備えるため、熱媒が流れる流路が長くなり、本体部10と熱媒とが接する面積が増加し得る。そのため、太陽光により加熱された本体部10の熱を効率的に熱媒に伝えることができる。
 さらに、熱媒は蛇行して流れるため、本体部10と熱媒とが接する面積を大きく確保することができ、また、接する時間が長くなり得る。従って、太陽光による熱を効率的に熱媒に蓄えることができる。また、本体部10を加工し通液孔22A~22Fを設けることで、熱媒が蛇行して流れる流路が成形され得る。そのため、蓋部50A,50Bに蛇行流路を成形するための加工を必要とせず、蓋部50A,50Bの製造が容易になり得る。
 その上、支持部74を備えるため、支持部74を介して上面11cに太陽光が照射されるように本体部10の角度を調整できる。
(第2実施形態)
 図13および図14を参照すると、第2実施形態に係る集熱部材1の構成は、以下の点で第1実施形態と異なる。第2実施形態のその他の構成は第1実施形態と同様であり、第1実施形態と同一ないし同様の要素には同一の符号を付している。
 図13を参照すると、本体部10には、通液孔22A~22F(図3および図5に示す)が設けられていない。すなわち、本体部10は、押出成形のみによって成形されている。
 図5および図14を参照すると、蓋部50Bは、Y軸方向に長尺な直方体をなす部材で、中空構造の窪部51と中実構造の基礎部54とを備える。基礎部54には、接続流路55A,55B,55Cが設けられている。接続流路55Aは、第2開口19Aと第2開口19Bとを接続し、熱媒の流れ方向を180度曲げる。すなわち、接続流路55Aは、第1流路17Aと第2流路17Bとを連通する。同様に、接続流路55Bは、第2開口19Cと第2開口19Dとを接続し、接続流路55Cは、第2開口19Eと第2開口19Fとを接続する。すなわち、接続流路55Bは、第1流路17Cと第2流路19Dとを連通し、接続流路55Cは、第1流路17Eと第2流路17Fとを連通する。また、基礎部54には流入出流路56Bが設けられている。流入出流路56Bは、第2開口19Gと流出口53とを接続する。
 図3および図14を参照すると、蓋部50Aは、Y軸方向に長尺な直方体をなす部材で、中空構造の窪部51と中実構造の基礎部54とを備える。基礎部54には、接続流路55D,55E,55Fが設けられている。接続流路55Dは、第1開口18Fと第1開口18Gとを接続し、熱媒の流れ方向を180度曲げる。すなわち、接続流路55Dは、第2流路17Fと第1流路17Gとを連通する。同様に、接続流路55Eは、第1開口18Dと第1開口18Eとを接続し、接続流路55Fは、第1開口18Bと第1開口18Cとを接続する。すなわち、接続流路55Eは、第2流路17Dと第1流路19Eとを連通し、接続流路55Fは、第2流路17Bと第1流路17Cとを連通する。また、基礎部54には流入出流路56Aが設けられている。流入出流路56Aは、第1開口18Aと流出口52とを接続する。
 流入口52から流入した熱媒は、蓋部50Aの流入出流路56Aを介して第1流路17Aに流入し、第1流路17Aを第1端部15から第2端部16に向かって流れ、蓋部50Bの接続流路55Aを介して第2流路17Bに流入する。第2流路17Bに流入した熱媒は、第2端部16から第1端部15に向かって流れ、蓋部50Aの接続流路55Fを介して第1流路17Cに流入する。第1流路17Cに流入した熱媒は、同様に、第1流路17C,17E,17G、第2流路17D,17F、蓋部50Aの接続流路55D,55E、および蓋部50Bの接続流路55B,55Cを流れ、流出口53から集熱部材1の外部に流出する。つまり、熱媒は、第1流路17A,17C,17E,17G、第2流路17B,17D,17F、蓋部50Aの接続流路55D~55F、および蓋部50Bの接続流路55A~55Cを介して、流入口52から流出口53に向かって蛇行して流れる。
 第2実施形態における集熱部材1によれば、蓋部50A,50Bを加工し接続流路55A~55Fを設けることで、熱媒が蛇行して流れる流路が成形され得る。そのため、本体部10に蛇行流路を成形するための加工を必要とせず、本体部10の製造が容易になり得る。
(第3実施形態)
 図15を参照すると、第3実施形態に係る集熱部材1の構成は、以下の点で第1実施形態と異なる。第3実施形態のその他の構成は第1実施形態と同様であり、第1実施形態と同一ないし同様の要素には同一の符号を付している。
 第3実施形態における本体部10は、本体部10の延在方向に垂直な断面において、段差構造30を有する。具体的には、第2流路17Bが第1流路17Aに対して一段上がるように段差31Aが設けられている。同様に、段差31B~31Fが設けられている。
 第3実施形態における集熱部材1によれば、段差構造30で設置面積あたりの太陽光の照射面積が増加するため、熱媒の加熱効率が向上し得る。すなわち、太陽エネルギ密度の減少に対応できる。また、集熱部材1により生じる影の面積あたりの照射面積が増加するため、影の面積の増加を抑制することができる。さらに、本体部10は押出成形物であるため、このような段差構造30を有する構造も容易に成形され得る。
(第4実施形態)
 図16を参照すると、第4実施形態に係る集熱部材1の構成は、以下の点で第1実施形態と異なる。第4実施形態のその他の構成は第1実施形態と同様であり、第1実施形態と同一ないし同様の要素には同一の符号を付している。
 第4実施形態における本体部10は、第1流路17A,17Cおよび第2流路17Bのみで構成されている。本体部10は、本体部10の延在方向に垂直な断面において、湾曲部32を有する。具体的には、本体部10の上壁11は下壁12に向けて凸状に湾曲しており、下壁12は上壁11に向けて凹状に湾曲している。
 第4実施形態における集熱部材1によれば、湾曲部74で太陽光の照射面積が増加するため、熱媒の加熱効率が向上し得る。すなわち、太陽エネルギ密度の減少に対応できる。また、集熱部材1により生じる影の面積あたりの照射面積が増加するため、影の面積の増加を抑制することができる。さらに、本体部10は押出成形物であるため、このような湾曲部74を有する構造も容易に成形され得る。
(第5実施形態)
 図17を参照すると、第5実施形態に係る集熱部材1の構成は、以下の点で第1実施形態と異なる。第5実施形態のその他の構成は第1実施形態と同様であり、第1実施形態と同一ないし同様の要素には同一の符号を付している。
 第5実施形態における本体部10は、第1流路17A,17Cおよび第2流路17Bのみで構成されている。
 第5実施形態における本体部10では、第1流路17Aと第2流路17Bとを隔てる隔壁14Aの厚みt1は、第2流路17Bと第1流路17Cとを隔てる隔壁14B、上壁11、下壁12、および側壁13A,13Bの厚みt2に比べ、厚くなっている。
 第5実施形態における集熱部材1によれば、隣り合う第1流路17Aと第2流路17Bとの熱交換が抑制され得る。そのため、第2流路17Bを流れる熱媒の熱が第1流路17Aを流れる熱媒へ伝わることを抑制でき、第2流路17Bにおける高い熱媒温度を維持することができる。
 図18を参照すると、第5実施形態における本体部10の変形例では、第1流路17Aを画定する部分の厚みt1が、他の部分の厚みt2に比べ厚くなっている。つまり、上壁11のうち第1流路17Aを画定する部分である第1上壁部分11aの厚みt1は、上壁11のうち第2流路17Bと第1流路17Cとを画定する第2上壁部分11bの厚みt2に比べ厚くなっている。また、下壁12のうち第1流路17Aを画定する部分である第1下壁部分12aの厚みt1は、下壁12のうち第2流路17Bと第1流路17Cとを画定する第2下壁部分12bの厚みt2に比べ厚くなっている。さらに、第1流路17Aを画定する側壁13Aの厚みt1は、側壁13Bの厚みt2に比べ厚くなっており、第1流路17Aを画定する隔壁14Aの厚みt1は、隔壁14Bの厚みt2に比べ厚くなっている。
 変形例における集熱部材1によれば、第1流路17Aと第2流路17Bとの熱交換を抑制しつつ、第1流路17Aの加熱効率を増加させることができる。第1流路17Aを画定している、第1上壁部分11a、側壁13A、第1下壁部分12a、および隔壁14Aは厚く、熱保有量が大きい。そのため、第1流路17Aは、第2流路17Bと第1流路17Cとに比べ加熱効率が向上し得る。
(第6実施形態)
 図19を参照すると、第6実施形態に係る集熱部材1の構成は、以下の点で第1実施形態と異なる。第6実施形態のその他の構成は第1実施形態と同様であり、第1実施形態と同一ないし同様の要素には同一の符号を付している。
 第6実施形態における本体部10は、第1流路17A,17Cおよび第2流路17Bのみで構成されている。
 第6実施形態における本体部10では、第1流路17Aと第2流路17Bとを隔てる隔壁14Aが上壁11と側壁13Aとを接続するように設けられている。つまり、第1流路17Aの延在方向に垂直な断面の面積、すなわち、流路断面積S1は、第2流路17Bと第1流路17Cとの延在方向に垂直な断面の面積、すなわち、流路断面積S2に比べ、小さくなっている。換言すると、流入口52(図1に示す)と位置合わせされた第1流路17Aの流路断面積S1は、第2流路17Bの流路断面積S2に比べ、小さい。第6実施形態では、第2流路17Bと第1流路17Cとの延在方向に垂直な断面の面積は等しくなっている。
 第6実施形態における集熱部材1によれば、流入口52と位置合わせされた第1流路17Aで熱媒の圧力損失が生じるため、熱媒の流速が低下し、熱媒が本体部10に接する時間が延びる。そのため、熱媒の加熱効率が向上し得る。
(第7実施形態)
 図20を参照すると、第7実施形態に係る集熱部材1の構成は、以下の点で第1実施形態と異なる。第7実施形態のその他の構成は第1実施形態と同様であり、第1実施形態と同一ないし同様の要素には同一の符号を付している。
 第7実施形態における本体部10は、第1流路17A,17Cおよび第2流路17Bのみで構成されている。
 本体部10には、第1流路17Aに向けて突出した複数のリブ(第1リブ)33Aが互いに隙間を空けて上壁11に設けられている。リブ33Aは、本体部10の延在方向に沿って、第1端部15(図2に示す)から第2端部16(図2に示す)まで延びている。第2流路17Bと第1流路17Cとにおいても同様に、リブ(第1リブ)33B,33Cが設けられている。リブ33A~33Cは、本体部10と一体に押出成形されている。
 第7実施形態における集熱部材1によれば、リブ33A~33Cが設けられていることで、本体部10と熱媒とが接する面積が増加している。そのため、本体部10に照射され変換された太陽光による熱が、効率的に熱媒に伝わり蓄えられ得る。すなわち、太陽エネルギ密度の減少に対応できる。また、本体部10は押出成形物であるため、このようなリブ33A~33Cを有する構造も容易に成形され得る。
 第7実施形態の変形例における本体部10の断面図を図21~図23に示す。
 図21を参照すると、本体部10には、第1流路17Aに向けて突出した複数のリブ33Aが互いに隙間を空けて下壁12に設けられている。リブ33Aは、本体部10の延在方向に沿って、第1端部15(図2に示す)から第2端部16(図2に示す)まで延びている。第2流路17Bと第1流路17Cとにおいても同様に、リブ33B,33Cが設けられている。
 図22を参照すると、本体部10には、第1流路17Aに向けて突出した複数のリブ33Aが互いに隙間を空けて側壁13Aに設けられている。リブ33Aは、本体部10の延在方向に沿って、第1端部15(図2に示す)から第2端部16(図2に示す)まで延びている。また、本体部10には、第2流路17Bに向けて突出した複数のリブ33Bが互いに隙間を空けて隔壁14Aに設けられている。リブ33Bは、本体部10の延在方向に沿って、第1端部15(図2に示す)から第2端部16(図2に示す)まで延びている。第1流路17Cにおいても同様に、リブ33Cが隔壁14Bに設けられている。
 図23を参照すると、本体部10には、第1流路17Aに向けて突出した複数のリブ33Aが互いに隙間を空けて隔壁14Aに設けられている。リブ33Aは、本体部10の延在方向に沿って、第1端部15(図2に示す)から第2端部16(図2に示す)まで延びている。第2流路17Bにおいても同様に、リブ33Bが隔壁14Bに設けられている。また、本体部10には、第1流路17Cに向けて突出した複数のリブ33Cが互いに隙間を空けて側壁13Bに設けられている。リブ33Cは、本体部10の延在方向に沿って、第1端部15(図2に示す)から第2端部16(図2に示す)まで延びている。
(第8実施形態)
 図24を参照すると、第8実施形態に係る集熱部材1の構成は、以下の点で第1実施形態と異なる。第8実施形態のその他の構成は第1実施形態と同様であり、第1実施形態と同一ないし同様の要素には同一の符号を付している。
 第8実施形態における本体部10は、第1流路17A,17Cおよび第2流路17Bのみで構成されている。
 本体部10には、第1流路17Aに面するように複数の凹部(第1凹部)42Aが互いに隙間を空けて上壁11に設けられている。凹部42Aは、本体部10の延在方向に沿って、第1端部15(図2に示す)から第2端部16(図2に示す)まで延びている。第2流路17Bと第1流路17Cとにおいても同様に、凹部(第1凹部)42B,42Cが設けられている。凹部42A~42Cは、本体部10と一体に押出成形されている。また、凹部42A~42Cは、下壁12または側壁13A,13Bに設けられていてもよく、上壁11、下壁12、および側壁13A,13Bの全てに設けられていてもよい。
 第8実施形態によれば、凹部42A~42Cが設けられていることで、本体部10と熱媒とが接する面積が増加している。そのため、本体部10に照射され変換された太陽光による熱が、効率的に熱媒に伝わり蓄えられ得る。すなわち、太陽エネルギ密度の減少に対応できる。また、本体部10は押出成形物であるため、凹部42A~42Cは容易に成形され得る。
(第9実施形態)
 図25を参照すると、第9実施形態に係る集熱部材1の構成は、以下の点で第1実施形態と異なる。第9実施形態のその他の構成は第1実施形態と同様であり、第1実施形態と同一ないし同様の要素には同一の符号を付している。
 第9実施形態における本体部10は、第1流路17A,17Cおよび第2流路17Bのみで構成されている。
 本体部10には、本体部10の外側に向けて突出した複数のリブ(第2リブ)41が互いに隙間を空けて上面11cに設けられている。リブ41は、本体部10の延在方向に沿って、第1端部15(図2に示す)から第2端部16(図2に示す)まで延びている。リブ41は、本体部10と一体に押出成形されている。
 第9実施形態における集熱部材1によれば、リブ41が設けられていることで、太陽光が本体部10に照射する面積が増加し得る。すなわち、上面11cに照射された太陽光に加え、リブ41に照射された太陽光によって熱媒が加熱され得る。そのため、熱媒の加熱効率が向上し得る。すなわち、太陽エネルギ密度の減少に対応できる。
(第10実施形態)
 図26を参照すると、第10実施形態に係る集熱部材1の構成は、以下の点で第1実施形態と異なる。第10実施形態のその他の構成は第1実施形態と同様であり、第1実施形態と同一ないし同様の要素には同一の符号を付している。
 第10実施形態における本体部10は、第1流路17A,17Cおよび第2流路17Bのみで構成されている。
 本体部10には、本体部10の外側に面するように複数の凹部(第2凹部)43が互いに隙間をあけて上面11cに設けられている。凹部43は、本体部10の延在方向に沿って、第1端部15(図2に示す)から第2端部16(図2に示す)まで延びている。凹部43は、本体部10と一体に押出成形されている。
 第10実施形態によれば、凹部43が設けられていることで、太陽光が本体部10に照射する面積が増加し得る。すなわち、上面11cに照射された太陽光に加え、凹部43に照射された太陽光によって熱媒が加熱され得る。そのため、熱媒の加熱効率が向上し得る。すなわち、太陽エネルギ密度の減少に対応できる。また、本体部10は押出成形物であるため、凹部43は容易に成形され得る。
 また、第10実施形態では、凹部43は、傾斜して窪んでいる。そのため、太陽光が照射される面積が増加し得る。
(第11実施形態)
 図27および図28を参照すると、第11実施形態に係る集熱部材1の構成は、以下の点で第1実施形態と異なる。第11実施形態のその他の構成は第1実施形態と同様であり、第1実施形態と同一ないし同様の要素には同一の符号を付している。
 図27を参照すると、第11実施形態における本体部10は、第1流路17A,17Cおよび第2流路17Bのみで構成されている。第1流路17A,17Cと第2流路17Bとの延在方向に垂直な断面形状は、丸形である。
 第11実施形態における集熱部材1によれば、本体部10における体積当たりの金属部分の割合が増加し得る。そのため、金属部分の熱保有量も増加し得るため、熱媒の加熱効率が向上し得る。また、断面形状が丸型であることから、第1流路17A,17Cと第2流路17Bとに空気が残ることが抑制され得る。そのため、本体部10と熱媒との接触面積が増加し、熱媒の加熱効率が増加し得る。
 図28を参照すると、第11実施形態の変形例では、第1流路17A,17Cと第2流路17Bとの延在方向に垂直な断面形状は、星形である。
 第11実施形態の変形例における集熱部材1によれば、本体部10における体積当たりの金属部分の割合が増加し得る。そのため、金属部分の熱保有量も増加し得るため、熱媒の加熱効率が向上し得る。また、断面形状が星型であることから、本体部10と熱媒との接触面積が増加し、熱媒の加熱効率が増加し得る。
(第12実施形態)
 図29を参照すると、第12実施形態に係る集熱部材1の構成は、以下の点で第1実施形態と異なる。第12実施形態のその他の構成は第1実施形態と同様であり、第1実施形態と同一ないし同様の要素には同一の符号を付している。
 第12実施形態における本体部10は、第1流路17A,17Cおよび第2流路17Bのみで構成されている。
 第12実施形態における上壁11は、上壁11から一対の側壁13A,13Bを超えて突出した、すなわち、Y軸方向に沿って両方向に延長されたフランジ部34A,34Bを備える。フランジ部34Aは、太陽に面する上面(受光面)35Aを備える。また、フランジ部34Bは、太陽と面する上面(受光面)35Bを備える。第12実施形態では、上面35A,35Bは、上面11cと面一である。また、第12実施形態では、フランジ部34A,34Bは上壁11と一体に押出成形されているが、別体で成形され溶接等により上壁11と一体化されてもよい。
 また、上面35A,35Bと上面11cとには、黒色の皮膜36A,36B,36Cが被膜されている。黒色の皮膜36A~36Cは、例えば、アルミニウム合金を電解処理した高輻射率皮膜であり、太陽光のほとんど全ての波長の光を吸収する。
 第12実施形態における集熱部材1では、本体部10の外面40のうち、上面35A,35Bと上面11cとを除く外面40に断熱材37A,37B,37C,37D,37Eが配置されている。第12実施形態では、本体部40の外面40は、上面35A,35B、上面11c、フランジ部34Aの下面38A、側壁13Aの外面39A、下壁12の下面12c、側壁13Bの外面39B、およびフランジ部34Bの下面38Bを含む。断熱材37Aは、下面38Aに接するように配置され、断熱材37Bは、外面39Aに接するように配置されている。また、断熱材37Cは、下面12cに接するように配置され、断熱材37Dは、外面39Bに接するように配置されている。さらに、断熱材37Eは、下面38Bに接するように配置されている。
 第12実施形態における集熱部材1によれば、上面35A,35Bと上面11cとにおける輻射率が向上し得るため、太陽光による熱媒の加熱効率が向上し得る。
 また、上面35A,35Bが設けられているため、太陽光の受光面積が増加し、熱媒の加熱効率が向上し得る。
 さらに、断熱材37A~37Eが設けられているため、加熱された熱媒または本体部10の熱が、大気などに放出されることを抑制ないし防止できる。そのため、熱媒の加熱効率が向上し得る。
(第13実施形態)
 図30および図31を参照すると、第13実施形態に係る集熱部材1の構成は、以下の点で第1実施形態と異なる。第13実施形態のその他の構成は第1実施形態と同様であり、第1実施形態と同一ないし同様の要素には同一の符号を付している。
 本体部10は、上壁11、下壁12、および一対の側壁13A,13Bを備え、全体としてパネル形状、すなわち、低背かつ長尺の直方体状に形成される。上壁11および下壁12は、平面視で長方形状に形成される。一対の側壁13A,13Bは、上壁11および下壁12の長辺同士を上下方向に接続し、長手方向(X方向)に延びる。本体部10は、これら4つの壁11,12,13A,13Bで画定された内部空間としての中空部20を有する。中空部20は、長手方向の両端部(すなわち、第1端部15および第2端部16)で開放されている。換言すれば、本体部10は、長手方向の両端部に、4つの壁11~14の端縁で画定された矩形状の一対の開口を有する。
 中空部20は、複数の隔壁14で仕切られている。複数の隔壁14は、短辺方向(Y方向)に間隔をおいて配置され、長手方向に延びる。各隔壁14は、上端部にて上壁11の内面に接続され、下端部にて下壁12の内面に接続される。中空部20は、短辺方向に並ぶ複数の長孔に仕切られ、各長孔は第1端部15から第2端部16に向かって本体部10の長手方向に沿って平行に延びている。本実施形態では、隔壁14が等間隔をおいて配置される。上壁11と下壁12との間の上下方向の間隔は、本体部10の全体にわたって一様である。複数の長孔は、等面積の矩形状断面を有する。図示例では、隔壁14の個数が6、長孔の個数はそれより1多い7であるが、長孔の個数は、複数であればよく特に限定されない。
 各長孔は、第1端部15で開放された第1開口18と、第2端部16で開放された第2開口19とを有している。各隔壁14の両端は、4つの壁11~14で画定された内部空間に位置づけられる。そのため、各長孔の第1開口18も第2開口19も、当該内部空間に配置される。
 本体部10は、第1端部15において、本体部10の開口を複数の第1開口18それぞれに連通させる第1凹部23を有し、第2端部16において、本体部10の開口を複数の第2開口19それぞれに連通させる第2凹部24を有する。
 第1端部15は、蓋部50Aの窪部51に液密に嵌合され、第2端部16は、蓋部50Bの窪部51に液密に嵌合される。これにより、集熱部材1が構成される。流入口52から流入した熱媒は、第1凹部23および複数の第1開口18を介し、複数の長孔それぞれに流入する。熱媒は、複数の長孔の各々において第1端部15から第2端部16に向けて流れる。すなわち、これら長孔はいずれも、熱媒を第1端部15から第2端部16に向けて流す第1流路17としての役割を果たす。各第1流路17内の熱媒は、対応する第2開口19を介して第2凹部24で合流する。第2凹部24内の熱媒は、流出口53を介して流出する。
 熱媒が蛇行して流れる第1実施形態とは異なり、本実施形態では、集熱部材1が、流出口53が配置される第2端部16から流入口52が配置される第1端部15に向けて熱媒を流す第2流路(例えば、図3に示す流路17B,17D,17F)を備えない。集熱部材1の中空部20は、第1凹部23および第2凹部24に対して並列に接続された複数の第1流路17である。熱媒は、第1凹部23から第1流路17へと分流され、第1端部15から第2端部16に向かって一方通行で流れ、第2凹部24において合流する。
 なお、ポンプ79が始動した後には、複数の第1流路17のうち、流入口52に近いものから順に、熱媒の流れが形成される。そのため、流入口52に近い流路ほど熱媒の温度が高く、流入口52から遠い流路ほど熱媒の温度が低くなるようにして、複数の第1流路17内の熱媒の温度に勾配が付く。
 本実施形態においても、構造が簡素化された集熱部材1を提供することができる。更に、複数の第1流路17が並列接続されて熱媒が集熱部材1内を一方通行で流れることで、熱媒の流量を確保しやすい。流量が多くなると、室内が過剰に温度上昇した際には熱媒で室温を下げることも可能となり、冷房設備の補助装置として利用することも可能となる。また、熱媒の滞留時間が短縮するためポンプ79の負荷が下げることができる。
(第14実施形態)
 図32を参照すると、第14実施形態に係る集熱部材1の構成は、以下の点で第1実施形態と異なる。第14実施形態のその他の構成は第1実施形態と同様であり、第1実施形態と同一ないし同様の要素には同一の符号を付している。
 第13実施形態とは異なり、隔壁14の長手方向の両端部が本体部10の全体としての長手方向の端縁と略同じ位置にある。代わりに、一対の蓋部50A,50Bが、窪部51内に突出するストッパ57を有している。そのため、第1端部15が窪部51に嵌合されると、第1端部15は窪部51の内底面に到達する前にストッパ57に当接し、そこで長手方向への移動を規制される。第2端部16もこれと同様である。これにより、一対の蓋部50A,50Bには、ストッパ57よりも外側(窪部51の奥側)において、複数の第1流路17と連通する共通流路58A,58Bが設けられる。蓋部50Aの共通流路58Aは流入口52と連通し、蓋部50Bの共通流路58Bは流出口53と連通する。
 本実施形態においても、第13実施形態と同様にして、熱媒が、流入口52を介して共通流路58Aに流入し、共通流路58Bから複数の第1流路17に分流し、共通流路58Bにおいて合流し、流出口53を介して集熱部材1から流出する。これにより、第13実施形態と同様の作用効果が得られる。
(第15実施形態)
 図33~図36Bを参照すると、第15実施形態に係る集熱部材1の構成は、以下の点で第1実施形態と異なる。第15実施形態のその他の構成は第1実施形態と同様であり、第1実施形態と同一ないし同様の要素には同一の符号を付している。
 図33に示すように、農業ハウス70は、複数本の柱86と、柱86の上端部同士を接続する梁73と、梁73の上側に設けられて切妻状の屋根の骨格を成す合掌梁87とを備える。農業ハウス70は、平面視で長方形状の外形輪郭を有し、6本の柱86が、外形輪郭の四隅と、外形輪郭の一対の長辺の中点付近に設置されている。梁73には、外形輪郭の長辺に沿って延びる一対の長梁73aと、外形輪郭の短辺方向に並ぶ2本の柱86の上端部同士を接続する複数本の短梁73bとを有する。更に、梁73は、長梁73aおよび短梁73bで囲まれた領域内に配置された第1補助梁89aおよび第2補助梁89bを備え、第1補助梁89aは長梁73aと平行に延び、第2補助梁89bは短梁73bと平行に延びる。農業ハウス70の内部は、梁73より上方の上部空間85と、梁73より下方の栽培空間84とに大別され得る。栽培空間84は、南側の栽培領域71と、北側の非栽培領域72とに大別され得る。
 農業ハウス70は、1又は複数の集熱部材1を備える。図33は、4つの集熱部材1を図示しているが、集熱部材1の個数は変更可能である。各集熱部材1は、長手方向(X方向)を農業ハウス70の平面視短辺方向に向けた姿勢で、梁73(特に、補助梁89a,89b)に支持されており、本実施形態では、農業ハウス70の梁73が集熱部材1を支持する支持材として機能している。4つの集熱部材1は、農業ハウス70の平面視長辺方向において等間隔をおいて配列されている。
 図34を参照して、本実施形態においても、集熱部材1は、パネル形状に形成されている。換言すれば、集熱部材1は、低背かつ長尺の直方体状に形成されている。集熱部材1は、これまでの実施形態と同様にして、本体部10と、一対の蓋部50A,50Bとを備える。集熱部材1の内部の流路は、第1実施形態のような蛇行型に構成されていてもよいし、第13実施形態のような一方通行型に構成されていてもよい。
 これまで、本体部10の外形を成す4つの壁のうち、広い長方形状の表面を有した2つを上壁11および下壁12と称してきたが、ここでは、表面側の第1壁91および裏面側の第2壁92と称する。本実施形態では、集熱部材1の回転動作により、どちらの壁91,92を上向きとするのか、選択自在であるからである。
 第1壁91の外表面上には、複数本のフィン93が設けられている。フィン93は、本体部10に一体に設けられていてもよいし、溶接などの接合手段で第1壁91に接合されてもよい。本実施形態では、各フィン93が、本体部10の短手方向(Y方向)に延び、複数本のフィン93が、本体部10の長手方向(X方向)に間隔をあけて配列されているが、これは単なる一例である。フィン93の個数、フィン93の延びる方向およびフィン93の配列方向は適宜変更可能である。
 本体部10は、第1壁91およびフィン93が設けられている表面側に集熱部94を備える。本体部10は、第2壁92が設けられている裏面側に反射部95を備える。集熱部94は、太陽光が照射されると、その太陽光から集熱する。反射部95は、太陽光が照射されると、照射された太陽光を反射する。
 集熱部94は、本体部10の第1壁91の外表面およびフィン93の表面を黒色塗装することによって構成される。本実施形態に係る本体部10は、アルミニウム合金で製作されており、反射部95はこのような本体部10を無垢(例えば、無塗装)とすることによって構成される。任意の素材に光を反射する塗料が塗装されてもよい。なお、図示例では、集熱部94の図示の便宜のため、側壁13Bが部分的に黒色塗装されているが、集熱部94は、少なくとも第1壁91の外表面に設けられていればよく、側壁13Bには設けられていなくてもよい。
 一対の蓋部50A,50Bの外表面には、集熱部材1の長手方向(X方向)に突出する一対の回転軸96が設けられている。一対の回転軸96は、互いに同軸状である。一対の回転軸96は、支持材に設けられている支承部(不図示)に回転可能に支持される。これにより、集熱部材1およびその本体部10は、回転軸96を中心にして農業ハウス70に対して角度を調整可能に支持される。本実施形態では、農業ハウス70の平面視短辺方向が東西方向に沿っており、回転軸96は東西方向に指向している。これにより、太陽高度に応じて角度を変更することで、パネル1を太陽に向けることができる。
 図35に示すように、農業ハウス70は、複数の集熱部材1を備える場合において、複数の集熱部材1の構造部材に対する取付角度を同期して変更する回転機構100を備える。回転機構100は、手動によって作動してもよいし、電気モータ等のアクチュエータにより発生される駆動力で自動的に作動してもよい。図35は、手動式の一例を示している。
 回転機構100は、コード101、およびコード101が巻き掛けられる複数のプーリ102~104によって構成されている。コード101は、第1上方延在部101a、第1鉛直部101b、第2鉛直部101cおよび第2上方延在部101dを有する。これらの部分101a~101dは、この順で途切れずに連続している。
 第1上方延在部101aは、支持材に沿って延び、複数の集熱部材1それぞれの長手方向の端面のうち短手方向の一端部に順次に固定される。第1鉛直部101bは、第1上方延在部101aから下方へ延びる。第2鉛直部101cは、第1鉛直部101bの下端部から上方へ延びる。第2上方延在部101cは、支持材に沿って延び、複数の集熱部材1それぞれの長手方向の端面のうち短手方向の他端部に順次に固定されている。なお、一対の蓋部50A,50Bには、第1上方延在部101aおよび第2延在部101bを係止する係止部97(図34を参照)を有する。
 第1鉛直部101bおよび第2鉛直部101cの下端部は、栽培空間73内にある。農業ハウス70の作業員が、第1鉛直部101bを下方に引くと、4つの集熱部材1が、図35における反時計回りに同期して回転する。農業ハウス70の作業員が、第2鉛直部101cを下方に引くと、4つの集熱部材1が、図35における時計回りに同期して回転する。集熱部材1は、この回転機構100の作用により、集熱部94が上に向けられた集熱位置と、反射部95が上に向けられた遮光位置との間で角度が同期して変更される。
 図36Aに示すように、集熱部材1が集熱位置に位置づけられているときには、反射部95が栽培空間84に臨む一方、太陽光が集熱部94に照射される。集熱部94は、太陽光から集熱し、集熱部材1の内部を流れる熱媒が加温される。フィン93が集熱部94として機能するため、集熱部材1の平面積に対して集熱部94の表面積を大きく確保することができ、集熱効率が高い。冬季に集熱部94を上に向けることで、栽培空間84の温度を栽培に適した温度で維持することが容易となる。
 図36Bに示すように、集熱部材1が遮光位置に位置づけられているときには、集熱部94が栽培空間84に臨む一方、太陽光が反射部95に照射される。反射部95は、太陽光を反射する。そのため、太陽光エネルギが熱媒の温度上昇に利用されない。他方、栽培空間84内では、対流熱伝達により、上方がより高温になりがちである。集熱部94は、栽培空間84の上部領域からの熱線を吸収する。これにより、栽培空間84が過度に温度上昇した場合に、集熱部94はこの吸熱効果によって栽培空間84内の温度を適温に調整する機能を果たす。フィン93が集熱部94として機能するため、吸熱効果は向上する。夏季に反射部95を上に向けるとともに集熱部94を下に向けて栽培空間84に臨ませることで、栽培空間84の温度を栽培に適した温度で維持することが容易となる。
 このように、本実施形態によれば、年間を通じて気温の変動が大きい地域に農業ハウス70が設置された場合において、年間を通じて栽培空間84の温度を適温に維持することが容易となる。
 1 集熱部材
 10 本体部
 11 上壁
 11a 第1上壁部分
 11b 第2上壁部分
 11c 上面(受光面)
 12 下壁
 12a 第1下壁部分
 12b 第2下壁部分
 12c 下面
 13A,13B 側壁
 14A,14B,14C,14D,14E,14F 隔壁
 15 第1端部
 16 第2端部
 17A,17C,17E,17G 第1流路
 17B,17D,17F 第2流路
 18A,18B,18C,18D,18E,18F,18G 第1開口
 19A,19B,19C,19D,19E,19F,19G 第2開口
 20 中空部
 22A,22B,22C,22D,22E,22F 通液孔
 30 段差構造
 31A,31B,31C,31D,31E,31F 段差
 32 湾曲部
 33A,33B,33C リブ(第1リブ)
 34A,34B フランジ部
 35A,35B 上面(受光面)
 36A,36B,36C 黒色の皮膜
 37A,37B,37C,37D,37E 断熱材
 38A,38B 下面
 39A,39B 外面
 40 外面
 41 リブ(第2リブ)
 42A,42B,42C 凹部(第1凹部)
 43 凹部(第2凹部)
 50A,50B 蓋部
 51 窪部
 52 流入口
 53 流出口
 54 基礎部
 55A,55B,55C,55D,55E,55F 接続流路
 56A,56B 流入出流路
 70 農業ハウス
 71 栽培領域
 72 非栽培領域
 73 梁
 74 支持部
 76 回転板
 77 脚部
 78 タンク
 79 ポンプ
 80 制御部
 81 放熱器
 82 三方弁
 83 カーテン
 84 栽培空間
 85 上部空間
 86 柱
 86a ウェブ

Claims (26)

  1.  第1端部から第2端部に向かって延在する中空部が形成され、太陽光が照射される受光面を有する金属押出成形物である本体部と、
     前記第1端部と前記第2端部とにそれぞれ配置され、前記中空部を塞ぐ一対の蓋部と、
     前記一対の蓋部のいずれかに設けられ、熱媒が前記中空部に流入する流入口と、
     前記一対の蓋部のいずれかに設けられ、前記熱媒が前記中空部から流出する流出口と
     を備える、集熱部材。
  2.  前記中空部は、
     前記第1端部から前記第2端部に向かって前記熱媒が流れる第1流路と、
     前記第1流路に隔壁を介して隣り合うように配置され、前記第2端部から前記第1端部に向かって前記熱媒が流れる第2流路と
     を備える、請求項1に記載の集熱部材。
  3.  前記隔壁には、前記熱媒が前記流入口から前記流出口に向かって蛇行して流れるように、前記第1流路と前記第2流路とを接続する通液孔が設けられている、請求項2に記載の集熱部材。
  4.  前記一対の蓋部のそれぞれには、前記熱媒が前記流入口から前記流出口に向かって蛇行して流れるように、前記第1流路と前記第2流路とを接続する接続流路が設けられている
     請求項2に記載の集熱部材。
  5.  前記流入口と位置合わせされた前記第1流路の流路断面積が、前記第2流路の流路断面積に比べ、小さい
     請求項2に記載の集熱部材。
  6.  前記中空部は、隔壁を介して互いに隣り合うように配置され、前記第1端部から前記第2端部に向かって前記熱媒が流れる複数の第1流路を備える
     請求項2に記載の集熱部材。
  7.  前記一対の蓋部のそれぞれには、前記熱媒が前記流入口から前記複数の第1流路へと分流し、前記複数の第1流路から合流して前記流出口に向かって流れるように、前記複数の第1流路の開口端それぞれと連通する共通流路が設けられている
     請求項6に記載の集熱部材。
  8.  前記構造部材本体は、前記第1端部および前記第2端部に設けられ、前記複数の第1流路の端部同士を連通させる凹部を有し、前記一対の蓋部のそれぞれには、前記流入口または前記流出口を前記凹部と連通させる流入出流路が設けられている
     請求項6に記載の集熱部材。
  9.  前記本体部の角度を調整可能に支持する支持部をさらに備える
     請求項1から8のいずれかに記載の集熱部材。
  10.  前記本体部は、パネル形状に形成され、
     前記本体部は、前記パネル形状の表面側に設けられ、照射された前記太陽光から集熱する集熱部と、前記パネル形状の裏面側に設けられ、照射された前記太陽光を反射する反射部とを備え、
     前記支持部が、前記集熱部が上向きとなる集熱位置と、前記反射部が上向きとなる遮光位置との間で前記本体部の角度を調整可能に、前記本体部を支持する
     請求項9に記載の集熱部材。
  11.  前記集熱部は、前記本体部の前記表面を覆う被覆部と、前記被覆部から突出するフィンとを備える
     請求項10に記載の集熱部材。
  12.  前記集熱部は、黒色塗装されている
     請求項10に記載の集熱部材。
  13.  前記本体部が、アルミニウムないしアルミニウム合金で形成され、前記反射部が、前記裏面側を無垢とすることにより構成される
     請求項10に記載の集熱部材。
  14.  前記本体部は、延在方向に垂直な断面において、段差構造を有する
     請求項1から8のいずれかに記載の集熱部材。
  15.  前記本体部は、延在方向に垂直な断面において、湾曲部を有する
     請求項1から8のいずれかに記載の集熱部材。
  16.  前記中空部には、前記中空部が延在する方向に沿って第1リブが設けられている
     請求項1から8のいずれかに記載の集熱部材。
  17.  前記中空部には、前記中空部が延在する方向に沿って第1凹部が設けられている
     請求項1から8のいずれかに記載の集熱部材。
  18.  前記受光面には、前記本体部が延在する方向に沿って第2リブが設けられている
     請求項1から8のいずれかに記載の集熱部材。
  19.  前記受光面には、前記本体部が延在する方向に沿って第2凹部が設けられている
     請求項1から8のいずれかに記載の集熱部材。
  20.  前記受光面には黒色の皮膜が被膜されている
     請求項1から8のいずれかに記載の集熱部材。
  21.  前記本体部の外面うち、前記受光面を除く前記外面に断熱材が配置されている
     請求項1から8のいずれかに記載の集熱部材。
  22.  前記本体部は、
     板状の上壁と、
     前記上壁に対向するように配置された板状の下壁と、
     前記上壁の端部と前記下壁の端部とを接続する一対の側壁と
     を備える
     請求項1から8のいずれかに記載の集熱部材。
  23.  前記上壁は、前記上壁から前記一対の側壁を超えて突出したフランジ部を備え、
     前記上壁と前記フランジ部との太陽に面する上面が前記受光面である
     請求項22に記載の集熱部材。
  24.  前記隔壁の厚さは、前記上壁、前記下壁、および前記側壁の厚さより厚い
     請求項22に記載の集熱部材。
  25.  請求項1から8のいずれか1項に記載の、1又は複数の集熱部材を備える
     農業ハウス。
  26.  前記集熱部材の各々が、パネル形状に形成されて当該ハウスの構造部材に角度を調整可能に支持された本体部を備え、
     前記本体部は、前記パネル形状の表面側に設けられ、照射された太陽光から集熱する集熱部と、前記パネル形状の裏面側に設けられ、照射された太陽光を反射する反射部とを備え、
     当該ハウスが、前記複数の集熱部材の前記構造部材に対する角度を同期して変更する回転機構を備える、
     請求項25に記載の農業ハウス。
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