JPH09145166A - 太陽熱収集装置 - Google Patents
太陽熱収集装置Info
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- JPH09145166A JPH09145166A JP7344663A JP34466395A JPH09145166A JP H09145166 A JPH09145166 A JP H09145166A JP 7344663 A JP7344663 A JP 7344663A JP 34466395 A JP34466395 A JP 34466395A JP H09145166 A JPH09145166 A JP H09145166A
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- solar heat
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- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
- F24S10/70—Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits
- F24S10/75—Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits with enlarged surfaces, e.g. with protrusions or corrugations
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S80/00—Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
- F24S80/50—Elements for transmitting incoming solar rays and preventing outgoing heat radiation; Transparent coverings
- F24S80/56—Elements for transmitting incoming solar rays and preventing outgoing heat radiation; Transparent coverings characterised by means for preventing heat loss
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S80/00—Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
- F24S80/50—Elements for transmitting incoming solar rays and preventing outgoing heat radiation; Transparent coverings
- F24S80/54—Elements for transmitting incoming solar rays and preventing outgoing heat radiation; Transparent coverings using evacuated elements
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S25/00—Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules
- F24S2025/01—Special support components; Methods of use
- F24S2025/011—Arrangements for mounting elements inside solar collectors; Spacers inside solar collectors
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/20—Solar thermal
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/44—Heat exchange systems
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Abstract
(57)【要約】
従来の太陽熱吸収装置は高温にならずに効率が悪く、
真空式にした場合には装置が大きく且つ重くなる欠点が
あった。 【解決手段】 平面状の透明な蓋と、この蓋と平行に位
置する平面状の底部を持つ筐体と、太陽光を受けて熱エ
ネルギーに変える吸熱板とを設け、蓋と吸熱板の間及び
吸熱板と筺体の底部との間に多数の柱を配置して吸熱板
を保持すると共に内部を真空に保つことにより課題を解
決した。
真空式にした場合には装置が大きく且つ重くなる欠点が
あった。 【解決手段】 平面状の透明な蓋と、この蓋と平行に位
置する平面状の底部を持つ筐体と、太陽光を受けて熱エ
ネルギーに変える吸熱板とを設け、蓋と吸熱板の間及び
吸熱板と筺体の底部との間に多数の柱を配置して吸熱板
を保持すると共に内部を真空に保つことにより課題を解
決した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽光の持つエネ
ルギーを熱エネルギーに変換して、熱エネルギーの形
で、太陽光を利用するための太陽熱収集装置に関する。
ルギーを熱エネルギーに変換して、熱エネルギーの形
で、太陽光を利用するための太陽熱収集装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の太陽熱収集装置は、その内部にあ
る太陽光を受けて熱に変える吸熱板の周辺を真空にして
いないものが多く、このような太陽熱収集装置では、吸
熱板が集めた熱が太陽熱収集装置内の空気の対流、伝熱
によって外部へ逃げるために、吸熱板の温度が上がら
ず、温度が上がらないと、吸熱板の受けた熱を油のよう
な熱媒体によって外部に輸送して使う場合に効率が悪か
った。
る太陽光を受けて熱に変える吸熱板の周辺を真空にして
いないものが多く、このような太陽熱収集装置では、吸
熱板が集めた熱が太陽熱収集装置内の空気の対流、伝熱
によって外部へ逃げるために、吸熱板の温度が上がら
ず、温度が上がらないと、吸熱板の受けた熱を油のよう
な熱媒体によって外部に輸送して使う場合に効率が悪か
った。
【０００３】従って一般的には吸熱板を水の入る容器の
一部にして、吸熱板の受けた熱をその場で水に伝える太
陽熱温水器として太陽熱を利用する形態が多かった。し
かしこのようにすると、水が入っているから、装置全体
の重量がおもくなり、またこのような形式のものは太陽
熱を水を暖めること以外の目的に使うのが殆ど不可能で
あった。一方、内部が真空のものは、吸熱板の形が平面
のものが無く、球状か丸棒状であって占有面積に対して
受光面積が小さくて、面積効率が悪いと言う欠点があっ
た。
一部にして、吸熱板の受けた熱をその場で水に伝える太
陽熱温水器として太陽熱を利用する形態が多かった。し
かしこのようにすると、水が入っているから、装置全体
の重量がおもくなり、またこのような形式のものは太陽
熱を水を暖めること以外の目的に使うのが殆ど不可能で
あった。一方、内部が真空のものは、吸熱板の形が平面
のものが無く、球状か丸棒状であって占有面積に対して
受光面積が小さくて、面積効率が悪いと言う欠点があっ
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】これらの欠点を避ける
ために内部を真空にしてしかも窓と吸熱板を平面状にす
ると、太陽光を透過させる窓の平面部が大きな大気圧を
受けることになる。例えば１ｍ２につき１０トンの大気
圧を受けることになる。従って何らかの工夫をしない
と、これらを形成する部材を大気圧に抗するために頑丈
にしなければならないので装置が大きく且つ重くなると
言う欠点が生ずる。
ために内部を真空にしてしかも窓と吸熱板を平面状にす
ると、太陽光を透過させる窓の平面部が大きな大気圧を
受けることになる。例えば１ｍ２につき１０トンの大気
圧を受けることになる。従って何らかの工夫をしない
と、これらを形成する部材を大気圧に抗するために頑丈
にしなければならないので装置が大きく且つ重くなると
言う欠点が生ずる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決し、軽くて、受光面積が広く、厚さが薄い高効率
の太陽熱収集装置を提供するもので、平面状の透明な蓋
と、この蓋と平行に位置する平面状の底部を持つ筐体
と、蓋と筐体で形成された空間の中間部に太陽光を受け
て熱エネルギーに変える吸熱板とを設け蓋と吸熱板の間
及び吸熱板と筐体の底部との間に多数の柱をほぼ均等に
配置して吸熱板を保持すると共に前記空間を真空に保つ
ように構成している。
を解決し、軽くて、受光面積が広く、厚さが薄い高効率
の太陽熱収集装置を提供するもので、平面状の透明な蓋
と、この蓋と平行に位置する平面状の底部を持つ筐体
と、蓋と筐体で形成された空間の中間部に太陽光を受け
て熱エネルギーに変える吸熱板とを設け蓋と吸熱板の間
及び吸熱板と筐体の底部との間に多数の柱をほぼ均等に
配置して吸熱板を保持すると共に前記空間を真空に保つ
ように構成している。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態の太陽熱
収集装置の断面図を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は
（ａ）図のＡ−Ｂで切った横断面図である。図１で１は
太陽熱収集装置全体、２は筐体、３筐体を覆う透明の
蓋、４は太陽熱を吸収する吸熱板、５は筐体２と蓋３と
の間にあって吸熱板４を支えている柱、６は吸熱板４に
密着しているパイプ、７はパイプ６に熱媒体を出入させ
るパイプである。
収集装置の断面図を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は
（ａ）図のＡ−Ｂで切った横断面図である。図１で１は
太陽熱収集装置全体、２は筐体、３筐体を覆う透明の
蓋、４は太陽熱を吸収する吸熱板、５は筐体２と蓋３と
の間にあって吸熱板４を支えている柱、６は吸熱板４に
密着しているパイプ、７はパイプ６に熱媒体を出入させ
るパイプである。
【０００７】筐体２は偏平な箱状の容器のような形状を
し、上部には透明な蓋がかぶさるように構成され、平面
状の底部は前記した蓋と丁度平行になるように形成され
ている。
し、上部には透明な蓋がかぶさるように構成され、平面
状の底部は前記した蓋と丁度平行になるように形成され
ている。
【０００８】蓋３は太陽光が透過できるような透明な材
質、例えばガラスで平面状に形成されている。筐体２と
蓋３によって密閉した空間が形成され、内部は真空に保
たれると共にその中間部に太陽光を受けて熱エネルギー
に変える吸熱板４が設けられている。
質、例えばガラスで平面状に形成されている。筐体２と
蓋３によって密閉した空間が形成され、内部は真空に保
たれると共にその中間部に太陽光を受けて熱エネルギー
に変える吸熱板４が設けられている。
【０００９】吸熱板４は熱の伝導性の良い材質、例えば
アルミ板、銅板等の表面を太陽光を良く吸収する材質、
例えば選択吸収膜で被覆して平面状に形成され、表面又
は裏面には吸熱板４の熱を吸収して高温になる熱媒体の
流れるパイプ６が密着して取り付けられている。また吸
熱板４は、蓋３と吸熱板４の間及び吸熱板４と筐体２の
底部との間に配置された多数の柱５によって保持されて
いる。即ち、柱５を上下二つに分け、その間に吸熱板４
をサンドイッチ状に挟み込み、吸熱板４が蓋３或いは筐
体２に直接触れないように支えている。
アルミ板、銅板等の表面を太陽光を良く吸収する材質、
例えば選択吸収膜で被覆して平面状に形成され、表面又
は裏面には吸熱板４の熱を吸収して高温になる熱媒体の
流れるパイプ６が密着して取り付けられている。また吸
熱板４は、蓋３と吸熱板４の間及び吸熱板４と筐体２の
底部との間に配置された多数の柱５によって保持されて
いる。即ち、柱５を上下二つに分け、その間に吸熱板４
をサンドイッチ状に挟み込み、吸熱板４が蓋３或いは筐
体２に直接触れないように支えている。
【００１０】柱５は、太陽光を受光する面積にほぼ均等
に配置され、内部が真空のため図１（ａ）上で上下から
大気圧を受けている筐体２と蓋３が押し潰されるのを防
いでいる。柱５は筺体２と蓋３にかかる、大きさが同じ
で方向が反対の大気の圧力をバランスさせ且つ分散させ
て、筐体２と蓋３を吸熱板４を介して支持している。柱
５の高さは、蓋３の面積とは無関係に略一定であって、
数ミリメートル〜十数ミリメートル位に選ばれる。
に配置され、内部が真空のため図１（ａ）上で上下から
大気圧を受けている筐体２と蓋３が押し潰されるのを防
いでいる。柱５は筺体２と蓋３にかかる、大きさが同じ
で方向が反対の大気の圧力をバランスさせ且つ分散させ
て、筐体２と蓋３を吸熱板４を介して支持している。柱
５の高さは、蓋３の面積とは無関係に略一定であって、
数ミリメートル〜十数ミリメートル位に選ばれる。
【００１１】太陽熱収集装置の内部を真空にするのは、
もし内部に空気があると、吸熱板４の吸収した熱が空気
の伝導と対流によって外部に逃げるので、これを防ぐた
めである。真空にすることによって、吸熱板４から外部
に逃げる熱は放射によるものだけとなり、大変効率のよ
い太陽熱収集装置を得ることができる。吸熱板４からの
熱の損失は放射によるものだけであるから、吸熱板４の
表面を、太陽光を良く吸収するが、温度の上がった吸熱
板４の表面からの遠赤外線の放射は抑制する、選択吸収
膜で覆うと、太陽熱を有効に集めて且つ放射による損失
を減らせる。
もし内部に空気があると、吸熱板４の吸収した熱が空気
の伝導と対流によって外部に逃げるので、これを防ぐた
めである。真空にすることによって、吸熱板４から外部
に逃げる熱は放射によるものだけとなり、大変効率のよ
い太陽熱収集装置を得ることができる。吸熱板４からの
熱の損失は放射によるものだけであるから、吸熱板４の
表面を、太陽光を良く吸収するが、温度の上がった吸熱
板４の表面からの遠赤外線の放射は抑制する、選択吸収
膜で覆うと、太陽熱を有効に集めて且つ放射による損失
を減らせる。
【００１２】図２は板格子の斜視図で、２１は板格子で
ある。板格子２１では格子が方形状に形成されている。
図１の柱５は各々が独立した柱で、円柱、角柱、多角形
柱等が用いられる。この場合は大気圧による応力が柱を
中心として集中する。その応力に耐える為には、柱の直
径を大きくするか、蓋３の厚さを厚くしなければならな
い。そのような欠点を無くするために、柱５を図２に示
したように、板で格子状に形成された板格子２１にす
る。このようにすると、負荷が円柱の場合よりも広く分
散される。換言すれば、蓋３の全ての部分が円柱等の場
合より柱に近くなるので比較的薄い蓋３を使うことがで
きる。蓋３のように透明でなければならないものは使え
る材料に制限があるので、出来るだけ応力が少なくなる
ような構造が望ましい。
ある。板格子２１では格子が方形状に形成されている。
図１の柱５は各々が独立した柱で、円柱、角柱、多角形
柱等が用いられる。この場合は大気圧による応力が柱を
中心として集中する。その応力に耐える為には、柱の直
径を大きくするか、蓋３の厚さを厚くしなければならな
い。そのような欠点を無くするために、柱５を図２に示
したように、板で格子状に形成された板格子２１にす
る。このようにすると、負荷が円柱の場合よりも広く分
散される。換言すれば、蓋３の全ての部分が円柱等の場
合より柱に近くなるので比較的薄い蓋３を使うことがで
きる。蓋３のように透明でなければならないものは使え
る材料に制限があるので、出来るだけ応力が少なくなる
ような構造が望ましい。
【００１３】図３は他の板格子の平面図で、３１は板格
子である。板格子３１では格子がハネカム状に形成され
ている。図２の板格子２１より更に優れているのは図３
の板格子３１である。板格子３１は方形の格子の代わり
に蜂の巣のような形のハネカム型の格子を用いている。
ハネカム型の格子を用いた板格子は、航空機の構造体に
用いられるように、更に軽い柱で大きい負荷を支えられ
ることが知られており、また支えられている蓋３にとっ
ても、蓋３の各部分が柱に近くなるので、方形の格子よ
り更に薄い材料を蓋３に用い得る。即ち装置全体が軽く
なる。
子である。板格子３１では格子がハネカム状に形成され
ている。図２の板格子２１より更に優れているのは図３
の板格子３１である。板格子３１は方形の格子の代わり
に蜂の巣のような形のハネカム型の格子を用いている。
ハネカム型の格子を用いた板格子は、航空機の構造体に
用いられるように、更に軽い柱で大きい負荷を支えられ
ることが知られており、また支えられている蓋３にとっ
ても、蓋３の各部分が柱に近くなるので、方形の格子よ
り更に薄い材料を蓋３に用い得る。即ち装置全体が軽く
なる。
【００１４】図４は透明の蓋３を通して斜めに入射した
太陽光が、吸熱板４に到達するときの光線の通路を示
す。４１が太陽光である。太陽熱収集装置１に、太陽光
４１が常に直角に入射するとは限らず、太陽光追尾装置
がない場合は、一日の内の相当長い時間は太陽光は斜め
に入る。従って斜めに入った光を少ない損失のもとに吸
熱板に到達させる必要がある。柱５を円柱にすると、太
陽光が斜めに入った時に、柱５による影は少ないが、板
格子２１、３１の場合は影が大きくなる。そのために柱
５の場合も勿論であるが、特に板格子２１、３１の場合
は柱そのものを透明にするか、或いはその表面を光の反
射膜で覆っておく。
太陽光が、吸熱板４に到達するときの光線の通路を示
す。４１が太陽光である。太陽熱収集装置１に、太陽光
４１が常に直角に入射するとは限らず、太陽光追尾装置
がない場合は、一日の内の相当長い時間は太陽光は斜め
に入る。従って斜めに入った光を少ない損失のもとに吸
熱板に到達させる必要がある。柱５を円柱にすると、太
陽光が斜めに入った時に、柱５による影は少ないが、板
格子２１、３１の場合は影が大きくなる。そのために柱
５の場合も勿論であるが、特に板格子２１、３１の場合
は柱そのものを透明にするか、或いはその表面を光の反
射膜で覆っておく。
【００１５】金属面の分光反射率は、理科年表によれ
ば、アルミニウム、銀、金等の金属の蒸着膜の分光反射
率は紫外部から遠赤外部に至る広い範囲に亙って９０％
以上の良好な反射率を示す。特に銀の場合は紫外部を除
いて太陽光のほぼ全域に亙って９８％程度の反射率を示
す。このように良好な反射をする反射膜で板格子２１或
いは３１の板を覆うと、例えその板が不透明であって
も、図４に示したように、斜めに入った太陽光４１は直
接吸熱板４に達するか、或いは板格子２１、３１によっ
て一回以上反射されて効率良く吸熱板４に達する。
ば、アルミニウム、銀、金等の金属の蒸着膜の分光反射
率は紫外部から遠赤外部に至る広い範囲に亙って９０％
以上の良好な反射率を示す。特に銀の場合は紫外部を除
いて太陽光のほぼ全域に亙って９８％程度の反射率を示
す。このように良好な反射をする反射膜で板格子２１或
いは３１の板を覆うと、例えその板が不透明であって
も、図４に示したように、斜めに入った太陽光４１は直
接吸熱板４に達するか、或いは板格子２１、３１によっ
て一回以上反射されて効率良く吸熱板４に達する。
【００１６】板格子２１或いは３１は、それ自身の熱伝
導によって熱が吸熱板４から外部に逃げないように、本
体を紙或いはプラスチック等の熱絶縁体で作り、その表
面を金属の蒸着膜で覆うようにする。
導によって熱が吸熱板４から外部に逃げないように、本
体を紙或いはプラスチック等の熱絶縁体で作り、その表
面を金属の蒸着膜で覆うようにする。
【００１７】図５はフィルターを設置した他の実施形態
の縦断面図で、太陽光は通すが、温度の上がった吸熱板
４から放射される波長の長い赤外線の放射は反射して吸
熱効率を上昇させるための、選択透過性フィルターの設
置場所を示している。フィルター５１は蓋３の内側に設
けられ、フィルム状につくって蓋３の近傍においてもよ
いが、蓋３をガラスで作って、そのガラスの表面に周知
の技術でフィルター５１を形成してもよい。
の縦断面図で、太陽光は通すが、温度の上がった吸熱板
４から放射される波長の長い赤外線の放射は反射して吸
熱効率を上昇させるための、選択透過性フィルターの設
置場所を示している。フィルター５１は蓋３の内側に設
けられ、フィルム状につくって蓋３の近傍においてもよ
いが、蓋３をガラスで作って、そのガラスの表面に周知
の技術でフィルター５１を形成してもよい。
【００１８】吸熱板４に吸収された熱は、放射によって
外部に逃げるからそれを防ぐために、フィルター５１が
用いられる。フィルター５１は太陽光のエネルギーの大
半が存在する２ミクロン以下の短波長の光の大半を透過
し、吸熱板４から放射される２ミクロン以上の長波長の
放射の大半を反射するような特性を持つものを用いる。
フィルター５１によって太陽光のエネルギーの受け入れ
に支障を来さずに、吸熱板４からの波長の長い赤外線の
放射による損失を軽減できる。
外部に逃げるからそれを防ぐために、フィルター５１が
用いられる。フィルター５１は太陽光のエネルギーの大
半が存在する２ミクロン以下の短波長の光の大半を透過
し、吸熱板４から放射される２ミクロン以上の長波長の
放射の大半を反射するような特性を持つものを用いる。
フィルター５１によって太陽光のエネルギーの受け入れ
に支障を来さずに、吸熱板４からの波長の長い赤外線の
放射による損失を軽減できる。
【００１９】フィルター５１は太陽光のエネルギーの全
部を透過するわけではなく、その一部は吸収してしま
う。従ってフィルター５１は吸熱板４の温度が高くなっ
てそれからの遠赤外線の放射が多くなるところに用いて
有効である。吸熱板４の温度が低いところでは、遠赤外
線の放射は少ないので、このようなところでは、フィル
ター５１を用いず太陽光の通過を妨害しないようにフィ
ルター５１を省いて良い。フィルター５１は吸熱板４の
温度が高くなるところ、即ち熱媒体が吸熱板４から外部
に出て行く最終段階のところに用いて有効である。例え
ば図１に示した太陽熱収集装置１を縦続して多数連結し
て用いる場合は、最終の所にある高温になる太陽熱収集
装置１にだけフィルター５１を用いる。
部を透過するわけではなく、その一部は吸収してしま
う。従ってフィルター５１は吸熱板４の温度が高くなっ
てそれからの遠赤外線の放射が多くなるところに用いて
有効である。吸熱板４の温度が低いところでは、遠赤外
線の放射は少ないので、このようなところでは、フィル
ター５１を用いず太陽光の通過を妨害しないようにフィ
ルター５１を省いて良い。フィルター５１は吸熱板４の
温度が高くなるところ、即ち熱媒体が吸熱板４から外部
に出て行く最終段階のところに用いて有効である。例え
ば図１に示した太陽熱収集装置１を縦続して多数連結し
て用いる場合は、最終の所にある高温になる太陽熱収集
装置１にだけフィルター５１を用いる。
【００２０】高効率で吸熱板４に吸収された太陽光によ
る熱は、図１に示すパイプ６の内部を通っている熱媒体
に伝えられ、太陽熱によって暖められた熱媒体はパイプ
７を通して外部に運ばれる。熱媒体としては、高温で変
質しない且つ蒸気圧の高くない油等が用いられる。
る熱は、図１に示すパイプ６の内部を通っている熱媒体
に伝えられ、太陽熱によって暖められた熱媒体はパイプ
７を通して外部に運ばれる。熱媒体としては、高温で変
質しない且つ蒸気圧の高くない油等が用いられる。
【００２１】本発明においては、蓋３と筐体２の受ける
上下の大気圧をバランスさせ、多数の柱に分散すること
によって、一つの柱の受ける負荷を小さくして、細い柱
で負荷を受けるのを可能にする。またこうすることによ
って、一枚の蓋２の面積の広さに対する制限をなくする
ことが出来る。例えば５ｍ×１０ｍの蓋２に対する５０
０トンの大きさの大気圧に対しても、筐体３にかかる同
じ５００トンの大気圧とバランスさせ且つ負荷を分散さ
せて受けることが出来るので、単一の大きな面積の太陽
熱収集装置１を実現出来る。この場合蓋２や筐体３の厚
さは面積の広さと関係なく同じ厚さで対応できる。何故
なら柱が均等に配置されているから、蓋２と筐体３の全
体の広さと無関係にその単位面積当りの負荷が均等にな
っているからである。
上下の大気圧をバランスさせ、多数の柱に分散すること
によって、一つの柱の受ける負荷を小さくして、細い柱
で負荷を受けるのを可能にする。またこうすることによ
って、一枚の蓋２の面積の広さに対する制限をなくする
ことが出来る。例えば５ｍ×１０ｍの蓋２に対する５０
０トンの大きさの大気圧に対しても、筐体３にかかる同
じ５００トンの大気圧とバランスさせ且つ負荷を分散さ
せて受けることが出来るので、単一の大きな面積の太陽
熱収集装置１を実現出来る。この場合蓋２や筐体３の厚
さは面積の広さと関係なく同じ厚さで対応できる。何故
なら柱が均等に配置されているから、蓋２と筐体３の全
体の広さと無関係にその単位面積当りの負荷が均等にな
っているからである。
【００２２】勿論筐体３の側面にかかる大気圧も考慮に
入れなければならないが、側面の高さはせいぜい数セン
チメートル〜１０数センチメートルでありしかも側面の
板は筐体３の底面と蓋２で支えられているから、強度の
点ではあまり問題はない。
入れなければならないが、側面の高さはせいぜい数セン
チメートル〜１０数センチメートルでありしかも側面の
板は筐体３の底面と蓋２で支えられているから、強度の
点ではあまり問題はない。
【００２３】他の利点は柱を細くすることによって、太
陽光を受ける受光面に対する柱の面積の比率を小さくで
きることである。
陽光を受ける受光面に対する柱の面積の比率を小さくで
きることである。
【００２４】柱を連続した板状の板格子にすることによ
って蓋３と筐体２の底部の平面板と柱の接触部分を不連
続的に配置した円柱等の場合よりさらに広く分散するこ
とができるので、真空を形成する上下一つの平面板へ
の、大気圧による負荷を、円柱等の場合より更に分散し
て受けることができるから平面板の厚さを更に薄くでき
る。
って蓋３と筐体２の底部の平面板と柱の接触部分を不連
続的に配置した円柱等の場合よりさらに広く分散するこ
とができるので、真空を形成する上下一つの平面板へ
の、大気圧による負荷を、円柱等の場合より更に分散し
て受けることができるから平面板の厚さを更に薄くでき
る。
【００２５】更に、柱を形成している格子の形状をハネ
カム型にすることによって、方形の格子で形成している
板格子より更に大気圧を分散して受けることができるか
ら平面板の厚さを更に薄くできる。また方形の格子より
更に少ない柱面積で大きい負荷を支えることができるの
で、装置全体を軽くできる。
カム型にすることによって、方形の格子で形成している
板格子より更に大気圧を分散して受けることができるか
ら平面板の厚さを更に薄くできる。また方形の格子より
更に少ない柱面積で大きい負荷を支えることができるの
で、装置全体を軽くできる。
【００２６】
【発明の効果】本発明によると、受光面積が広く厚さが
薄い軽量で高効率の太陽熱収集装置を得ることが出来
る。従って、一般家屋の屋根等に取り付ける場合、屋根
の荷重を従来の太陽熱温水装置より小さくできる。ま
た、本発明の太陽熱収集装置は大変効率がよくて、１０
０℃を遥かに越える高温の熱媒体を得ることができるの
で、温水を得る用途だけではなく、海水を蒸発させて真
水を得たり、吸収型冷房機で冷房したり、砂漠地方のよ
うに太陽光が強いところでは、蒸気機関の熱源として、
発電を行うのにも用いることができ、エネルギー問題、
環境問題の解決に大変有用である。
薄い軽量で高効率の太陽熱収集装置を得ることが出来
る。従って、一般家屋の屋根等に取り付ける場合、屋根
の荷重を従来の太陽熱温水装置より小さくできる。ま
た、本発明の太陽熱収集装置は大変効率がよくて、１０
０℃を遥かに越える高温の熱媒体を得ることができるの
で、温水を得る用途だけではなく、海水を蒸発させて真
水を得たり、吸収型冷房機で冷房したり、砂漠地方のよ
うに太陽光が強いところでは、蒸気機関の熱源として、
発電を行うのにも用いることができ、エネルギー問題、
環境問題の解決に大変有用である。
【図１】（ａ）本発明の実施形態を示す縦断面図 （ｂ）同じくそのＡ−Ｂ横断面図
【図２】板格子の斜視図
【図３】他の板格子の平面図
【図４】太陽光の通路をしめす図
【図５】フィルターを設置した実施形態の縦断面図
１ 太陽熱収集装置全体 ２ 筺体 ３ 蓋 ４ 吸熱板 ５ 柱 ２１ 板格子 ３１ ハネカム状の板格子 ５１ フィルター
Claims (7)
- 【請求項１】 平面状の透明な蓋と、この蓋と平行に位
置する平面状の底部を持つ筐体と、前記蓋と前記筐体で
形成された空間の中間部に太陽光を受けて熱エネルギー
に変える吸熱板とを設け、前記蓋と前記吸熱板との間及
び前記吸熱板と前記筐体の底部との間に多数の柱をほぼ
均等に配置して前記吸熱板を保持すると共に前記空間を
真空に保つことを特徴とする太陽熱収集装置。 - 【請求項２】 前記柱を独立した柱状にしたことを特徴
とする請求項１記載の太陽熱収集装置。 - 【請求項３】 前記柱を板を格子状に形成した板格子状
の連続した柱にしたことを特徴とする請求項１記載の太
陽熱収集装置。 - 【請求項４】 前記板格子の形状をハネカム状にしたこ
とを特徴とする請求項３記載の太陽熱収集装置。 - 【請求項５】 前記柱を透明の材料で作ったことを特徴
とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の太陽熱
収集装置。 - 【請求項６】 前記柱の外面及び前記筐体の内面を光の
反射体で覆ったことを特徴とする請求項１から請求項４
のいずれかに記載の太陽熱収集装置。 - 【請求項７】 前記蓋の内側に太陽光を透過し、波長の
長い赤外線の放射を反射するフィルターを設けたことを
特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の太
陽熱収集装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7344663A JPH09145166A (ja) | 1995-11-24 | 1995-11-24 | 太陽熱収集装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7344663A JPH09145166A (ja) | 1995-11-24 | 1995-11-24 | 太陽熱収集装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09145166A true JPH09145166A (ja) | 1997-06-06 |
Family
ID=18371023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7344663A Pending JPH09145166A (ja) | 1995-11-24 | 1995-11-24 | 太陽熱収集装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09145166A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002277064A (ja) * | 2001-03-16 | 2002-09-25 | Kokusai Gijutsu Kaihatsu Co Ltd | 真空平板式太陽熱収集装置 |
| JP2008170138A (ja) * | 2007-01-15 | 2008-07-24 | Kokusai Gijutsu Kaihatsu Co Ltd | 真空太陽熱収集装置及び真空太陽熱収集システム |
| JP2010085080A (ja) * | 2008-09-03 | 2010-04-15 | Mitaka Koki Co Ltd | 太陽光線熱変換装置 |
| JP2010266182A (ja) * | 2009-04-15 | 2010-11-25 | Kokusai Gijutsu Kaihatsu Co Ltd | 太陽熱コレクター |
| FR2951812A1 (fr) * | 2009-10-22 | 2011-04-29 | Saint Gobain | Collecteur solaire |
| WO2012073665A1 (ja) * | 2010-12-01 | 2012-06-07 | 株式会社日立プラントテクノロジー | 太陽光集熱装置 |
| JP2012117763A (ja) * | 2010-12-01 | 2012-06-21 | Hitachi Plant Technologies Ltd | 太陽光集熱装置 |
-
1995
- 1995-11-24 JP JP7344663A patent/JPH09145166A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002277064A (ja) * | 2001-03-16 | 2002-09-25 | Kokusai Gijutsu Kaihatsu Co Ltd | 真空平板式太陽熱収集装置 |
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| FR2951812A1 (fr) * | 2009-10-22 | 2011-04-29 | Saint Gobain | Collecteur solaire |
| WO2011048342A3 (fr) * | 2009-10-22 | 2012-06-07 | Saint-Gobain Glass France | Collecteur solaire |
| WO2012073665A1 (ja) * | 2010-12-01 | 2012-06-07 | 株式会社日立プラントテクノロジー | 太陽光集熱装置 |
| JP2012117763A (ja) * | 2010-12-01 | 2012-06-21 | Hitachi Plant Technologies Ltd | 太陽光集熱装置 |
| US9291368B2 (en) | 2010-12-01 | 2016-03-22 | Hitachi, Ltd. | Solar heat collecting device |
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