JPS608656A

JPS608656A - 太陽熱集熱器

Info

Publication number: JPS608656A
Application number: JP58117934A
Authority: JP
Inventors: Yasuaki Kanayama; 金山　泰昭
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-06-28
Filing date: 1983-06-28
Publication date: 1985-01-17

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は、主としてソーラー給湯システムにおける太陽
熱収集要素として使用される太陽熱集熱器に関するもの
である。

（ロ）従来技術近時、資源の有効利用を図る見地から自然エネルギの活
用が強く要請されており、その−環として太陽熱を利用
して温水を１１ｉるようにしたいわゆるソーラー給湯シ
ステムが種々開発され広く普及するに到っている。

ところで、この種のシステムに使用される太陽熱集熱器
としては、例えば、加熱すべき流体を流通さぜる流体通
路を、太陽熱を吸収する平板状の集熱板に添設してなる
ものが知られている。

ところが、このような構成のものでは、集熱板に入射し
た太陽エネルギの一部が反ル１等により該集熱板に吸収
されないまま棄てられてしまうものであり、また、吸収
された熱も伝導により前記流体通路内の流体に順次伝達
されることになる。

そのため、太陽熱を流体通路に高密度に集中させること
が不可能であり、流体の昇温に時間がかかるだけでなく
、冬場などには、流体の温度が低いレベルで頭打ちとな
り、高温の湯を得ることができないという問題がある。

（ハ）発明の目的本発明は、このような事情に着目してなされたもので、
入射した太陽熱を効果的に利用して流体を高い温度にま
で効率よく昇温させることができるようにした太陽熱集
熱器を提供することを目的とする。

（ニ）　発明の措成本発明は、かかる目的を達成するために、第１の流体通
路を添設した集熱板を反射板形に成形するとともに、そ
の集熱板の反射面によって太陽熱が集められる位置に第
２の流体通路を設けたことを特徴とするものである。

（ホ）実施例以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１の流体通路１を集熱板２に添設するとともに、この
集熱板２を反射板形に成形し、該集熱板２の反射面３に
よって太陽熱が集められる位置に第２の流体通路４を設
けている。

第１の流体通路１は、集熱板２の裏面に密着させて配設
した銅製の小径なパイプ５．６．７．８からなるもので
あり、これら各パイプのうちパイプ５、パイプ８はそれ
ぞれ附接する集熱板２の裏面にも密着している。

集熱板２は、ステンレス鋼製で樋状の比較的小形なもの
である。

また、反射面３は、中心線または曲率半径の異なる４つ
の而３ａ、３ｂ、３Ｃ１３ｄからなり面３ａは中心線Ｏ
１を中心とした曲率半径Ｒ１の彎曲面、面３ｂは中心線
０２を中心とした曲率半径Ｒ２の彎曲面、面３Ｃは該反
射面３を左右対称に２分割する仮想分割面ａを中心とし
て中心線０２と対称な位置にある中心線０８を中心とし
た曲率半径Ｒ２の彎曲面、そして面３ｄは、仮想分割面
ａを中心として中心線Ｏ１と対称な位置にある中心線０
４を中心とした曲率半径Ｒ１のａ）曲面である。

また、第２の流体通路４は、前記仮想分割面ａが空間を
仕切る位置に少しずつ間隔をあけて並列に並べて配設し
た、黒色塗装を施した５本の小径な銅製のパイプ９．１
１．１２．１３．１４からなるものであり、このうちパ
イプ９は反射面３に当接させて設けている。

そして、これら１組の第１の流体通路１、集熱板２およ
び第２の流体通路４を復数組並列に密に配設したものを
ステンレスＲ４Ｍの外枠１５およびガラス板１６を有す
る受熱箱１７内に収容するとともに、この受熱箱１７の
内部から外部へ延出させて図示しないポンプから前記第
１の流体通路１および第２の流体通路４へ低温の水を導
く往管１８と、前記第１の流体通路１および第２の流体
通路４において昇温した水を図示しない熱交換器を介し
て前記ポンプへ戻す戻り管１９とを設け、前記第１の流
体通路１の各パイプ５．６．７．８および第２の流体通
路４の各パイプ９．１１．１２１３．１４の各始端を往
管１８に、各終端を戻り管１９にそれぞれ接続している
。なお、２１はグラスウール製の放熱防止用の断熱材で
ある。

そして、このような構成の太陽熱集熱器を、反射面３を
所定の方向に向けて屋根の上等に固定している。

このようなものであれば、太陽熱が反射面３に入射する
と、該太陽熱の一部は集熱板２に吸収され、第１の流体
通路１に仏心されて、該流体通路１の各パイプ５．６．
７．８内の水を加熱し昇温させる。また、前記太陽熱の
うち吸収されなかった部分は、反射面３により反射して
所定の位置に集熱して第２の流体通路４内の水を加熱し
昇温させる。こうして昇温した水は図示しないポンプに
吸引されて戻り管１９を介して該ポンプへと流動してい
（。この流動の途中、図示しない熱交換器を通過する際
に、該熱交換器において熱交換が行なわれ、前記第１の
流体通路１および第２の流体通路４において加熱された
水がその有する熱を加熱対象に伝達し蓄熱する。一方、
前記第１の流体通路１および第２の流体通路４へは、加
熱され熱交換された水が低温となり、前記ポンプから往
管１８を介して供給されてくる。

このようにして水を循環させながら加熱対象を暖めてい
くものであるが、本実施例にあっては集熱板２を反射板
形に成形するとともに、従来の第１の流体通路１の他に
、仮想分割面ａが空間を仕切る位置に並列に配設した５
°本の小径なパイプ９．１１．１２．１３．１４からな
る第２の流体通路４を設けているので、次のような効果
を奏する。

まず、従来はムダに放散されていた反射熱を積穏的に集
中させて第２の流体通路４の加熱に利用することができ
るので、それだけ集熱効率が高まり、水をより高温まで
昇温させることができる。

さらに、本実施例によれば、季節や時間によって太陽光
の入射角度が変わっても、反射面３によって反射した太
陽熱はその大部分がパイプ９．１１．１２．１３．１４
のいずれかに吸収されるので、反射熱を逃がしてしまう
ことが少なく、従来の反射板形の太＠熱集熱器よりも集
熱効率が良い。例えば、朝、夕の太陽の高度が低く太陽
光の入射角度が大であるときは、太陽熱はパイプ１３１
４に吸収され（第５図）、それより少し太陽の高度が高
くなると入射角度が小さくなって太陽熱は主としてパイ
プ１３に吸収され（第６図）、さらに太陽の高度が高（
なるにつれて集熱位置が変化していき、太陽の南中時に
は°入射角度がゼロになって太陽熱は主としてパイプ１
１に吸収される（第７図）、というように、反射した太
陽熱の大部分がいずれかのパイプ１本又は２本に集光さ
れ吸収されるので常に高い集熱効率が得られるものであ
る。なお、パイプ９は集熱板２からの伝導熱によっても
加熱され、又太陽光の直接あたるパイプは平板形と同程
度太陽光を吸収する。さらに、もし反射面３の精度が良
くなくて該反射面３にひずみが生じたり、あるいは集熱
板２が経年変化によって変形したりしても、前記と同様
、反射面３により反射した太陽熱の大部分がいずれがの
パイプに集光、吸収されるので、集熱性能が著しく悪化
するといまた不都合も生じない。

しかも、いったんいずれがのパイプに吸収された熱は放
熱してもその大部分が再び他の隣接するパイプに吸収さ
れるので、外部に放散される熱が少なく、したがって、
従来の反射板形のもののように放熱防止用のガラス管に
よってパイプを囲繞する必要がな（、それだけ製作に要
するコストを低くすることができる。

加えて、集熱板２を従来の反射板形のそれよりも小形化
することができるので、集熱板２および第２の流体通路
４を高密度に配設でき、それだけ集熱効率を高めること
ができるとともに集熱器をコンパクト化することが可能
である。

なお、本発明はＯ１ｊ記実施例に限られないのは勿論で
あり、流体の循環方式はポンプによる強制循環方式のも
のに限られず、流体の対流を利用して該流体を自然に循
環させる自然循環方式のものであってもよい。

また第１の流体通路のパイプは４本に限られず、第２の
゛流体通路のパイプも５本に限られない。

また、パイプは銅製のものに限られず、熱伝導性の良好
な材料からなるものであればよい。

また、反射面の曲面形状は前記実施例のものに限られな
い。

また、集熱板はステンレス０１Ｈのものに限られず、例
えば銅板の表面１こ鏡状のメッキ処理を施したものでも
よい。

マタ、パイプの形状は、断面円形のものに限られす、例
えば断面軸円状、断面三角形状等のものであってもよい
。

また、第２の流体通路のパイプの配設位置は仮想分割面
が空間を仕切る位置に限られず、反射面によって反射し
た太陽熱が略集熱する位置に配設したものであればよい
。

また、パイプ内に流通させる流体は水のみならず、フロ
ンガス等の冷媒であってもよい。

（へ）発明の効果以上、詳述したように、本発明によれば、集熱板に吸収
された太陽熱で該集熱板に添設した第１の流体通路内の
流体を加熱するようにしているだけでなく、前記集熱板
を反射板形に成形して該集熱板の表面で反射する太陽熱
を積極的に集中させ、その集中熱で第２の流体通路内の
流体を加熱するようにしているので、入射した太陽熱エ
ネルギの大部分を流体の昇温に有効利用できる。しかも
、第２の流体通路には、□太陽熱が高密度に集められる
ため、該通路内の流体を高い効率で迅速に加熱すること
ができる。したがって、前記流体を高い温度にまで効率
よく昇温させることが可能であり、冬場などでも十分に
実用に供し得る太陽熱集熱器を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は平面図、第２
図は第１図におけるト」線断面図、第３図は第１図にお
ける１ｆｔ−ｆｆｌ線断面図、第４図は第１図における
ＩＩＩ　−Ｉｔ’線拡線断大断面図５図〜第７図は作用
説明図である。ｌ・・・第１の流体通路　２・・・集熱板３・・・反射
面　４・・・第２の流体通路５．６．７．８・・・パイ
プ９．１１．１２．１３．１４・・・パイプａ・・・仮想
分割面代理人　弁理士　赤澤−博第１図 ■コ第２図５ノ第３図第４図第６図第７図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）第１の流体通路を添設した集熱板を反射板形に成
形し、そのガＳ熱板の反射面によって太陽熱が集められ
る位置に第２の流体通路を設けたことを特徴とする太陽
熱集熱器。
（２）前記第２の流体通路を、前記集熱板の反射面を対
称に２分割する仮想分割面に略沿った位置に並列に並べ
て配設した復数本の小径なパイプからなるものとしたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の太陽熱集熱
器。