JPH02110254A - 太陽熱の集熱方法 - Google Patents

太陽熱の集熱方法

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JPH02110254A
JPH02110254A JP63261794A JP26179488A JPH02110254A JP H02110254 A JPH02110254 A JP H02110254A JP 63261794 A JP63261794 A JP 63261794A JP 26179488 A JP26179488 A JP 26179488A JP H02110254 A JPH02110254 A JP H02110254A
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JP
Japan
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heat
heat receiving
sheet member
intermediate position
sheet material
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Pending
Application number
JP63261794A
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English (en)
Inventor
Takashi Takahashi
敬 高橋
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Original Assignee
Individual
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/60—Solar heat collectors using working fluids the working fluids trickling freely over absorbing elements
    • 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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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)

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】 [産業上の利用分野] 本発明は、地表面、地上構築物あるいは各種の建造物を
利用した太陽熱の集熱方法に係る。
[従来の技術] 受熱板の裏側表面に液体を供給し、裏側表面に液体を付
着させたまま流下させる技術は周知である。受熱板には
様々な材質のものの使用が提案されてきており、また受
熱板の輪郭形状にも多くのものが検討されてきている。
[発明が解決しようとする問題点1 この種の従来技術による流下式集熱器は、液体を流下さ
せる受熱板の傾斜方向が一定の方向に限定されている。
従って、広い集熱面を一箇所に設置しようとすれば多数
の集熱器を並べて配置する必要が生じ、大がかりな架台
構造物を必要とする。また集熱パネルの枚数が増えると
、これに伴って配管系統が非常に複雑になり、配管経費
および維持管理費の嵩ばる欠点がある。
[問題点を解決するための手段] 本発明の目的は、前述した従来技術の問題点を解消する
ことにある。本発明に係る太陽熱の集熱方法は、すり鉢
状または円錐状等の湾曲した受熱面の表側表面または裏
側表面に受熱媒体液を供給し、この受熱媒体液を受熱面
に付着させた状態で、この受熱媒体液を受熱面の中間部
または周縁部に向けて斜め下向きに旋回させながら流下
させ、適宜回収するようにしている。
前記受熱面を構成する材料は任意の材料、例えば、可撓
性のある繊維強化樹脂シートを使用することができる。
シート材料としては、非常に耐候性がよ(、引張強度に
優れ、軽量でしかも総体的に安価なものが選択される。
この種のシートを用いることにより、周縁部を固定また
は保持した後に所望の中間位置を下げるかまたは持ちあ
げるかすれば、簡単に任意の角度を備えたすり鉢状また
は円錐状等の湾曲した受熱面を簡単に形成でき都合がよ
い。受熱面の裏側表面に沿って前述したように受熱媒体
液を流す場合には、この受熱面の下側には底を設置して
内部雰囲気を外部から遮断する構造が用いられる1例え
ば、地表面に設置した架台にシート材を張り渡してすり
鉢状の底を形成したり、地表面を予めすり鉢状に開削し
ておいてこの開削面に断熱性のある防水層を敷く等して
構成することができる。あるいは地上構築物や各種の建
造物のスラブ面を利用しても、こうしたすり鉢状の(ぼ
みを構成することができる。
[作用] 受熱媒体液は受熱面に沿って設けである液体供給手段か
ら当該受熱面の表側表面または裏側表面に供給され、受
熱面に設けである流下経路に沿って受熱媒体液は周縁部
から中間部付近へ、または中間部付近から周縁部に向け
て斜め下向きに旋回しながら流下していき、この受熱面
の最も低い箇所に集められまた適宜回収される。
受熱面に供給された受熱媒体液は受熱媒体液自身の持つ
付着力により流下経路に沿って流下し。
比較的長い経路に沿って移動する。結果的に、受熱媒体
液は長時間にわたって受熱面上に滞留し、比較的広い面
積にわたり受熱面に接して多量の熱を取り去ることがで
きる。
比較的少量の受熱媒体液を用いて、広い受熱面との熱交
換を行なうことができ都合がよい。
以下、添付図面に沿って本発明の実施例につき詳細に説
明する。
[実施例] 第1図と第2図は、本発明の集熱方法を実施する際に用
いられる流下式太陽集熱器の一例を示す斜視図である。
第3図は、第2図のIII−III線に沿った概略縦断
面図である。
図示の集熱器は、いずれも受熱面の裏側表面に受熱媒体
液を供給する構造の集熱器、いわゆる密封流下式集熱器
を基本原理としている。勿論のこと、受熱面の表側表面
に受熱媒体液を供給する構造の集熱器、いわゆる開放流
下式集熱器も本発明の集熱方法を実施する装置として利
用することができる。
図示の密封流下式集熱器は、全体を支えるフレーム構造
体3を備えている。このフレーム構造体3は、第4図に
示すように、地盤等に固定された脚部4とこれら脚部を
連結する支持台5とを備えている。この支持台5の平面
輪郭形状は図示の例では円形であるが、矩形であっても
差し支えない。
前記支持台5は、集熱器の底を形成する仕切りシート材
2と、この仕切りシート材の上側を覆う受熱面を形成し
た受熱シート材1の周縁部を支えている。これら2つの
シート材lおよび2はこの支持台5に載っていて、受熱
シート材1の外側周縁部1aは、引張り手段6を介して
半径方向外向きの引張力が加えられているか、または保
持手段により・定位置に固定されている。他方、仕切り
シート材2の外側周縁部2aは下に垂れ下がり周囲のス
カートを形成している。
前記受熱シート材1は、前記周縁部から内側の区域の任
意の中間位置7が他の位置よりも下がるように保持され
、周縁部から当該中間位置7にかけて傾斜している0図
示の例での中間位置は、引下げ手段8により受熱シート
材を固定的に保持するかまたは下向きに引っ張ることに
より形造られている。
また前記仕切りシート材2は少なくとも周縁部の一部が
、例えば固定プレート9により保持されている。
前記受熱シート材lと仕切りシート材2は、前述のよう
にフレーム構造体3を用いて所定位置に支持され、また
周縁部の一部を支持台5上に重ね合わせ、これら2つの
シート材の間に実質的な密封空間10を形成している。
この密封空間10内には受熱シート材lの周縁部の裏側
表面に沿って液体供給手段11が設けられ、当該受熱シ
ート材の裏側表面に受熱媒体液を供給するようになって
いる。第5図は、液体供給手段11の一例を示している
。供給された液体は受熱シート材の裏側表面に付着した
状態で、当該受熱シート材に一体化しである流下経路P
に沿って前記中間位置7に向けて流下していく。
この流下経路Pは、周縁部から中間位置にかけて渦巻状
に連続的または間欠的に設けられている。受熱媒体液は
それ自身が持つ付着力により、流下経路に沿って斜め下
向きに旋回しながら流下して中間部に至り、中間位置の
下側に設けられたトラップ12内に集められる。
前記受熱シート材lの中間位置7は、予め自由に選択す
ることができる。また、必要に応じて位置を変えられる
ように構成することもできる。また受熱シート材の傾斜
勾配も選択事項である0例えば低緯度地方のように光の
入射角が大きい場合には、中間位置を受熱シート材の中
央に配置することができる。我国では、通常、中間位置
を南の方向に片寄らせば直達日射量が増加する。第1図
は、中間位置を受熱シート材の中央に配置した場合を示
し、また第2図は片寄らせて配置した例を示している。
受熱シート材lは、上方をさらに透明なシート材13で
覆い温室効果が得られるようにすることもできる。受熱
シート材には、前記中間位置の付近に雨水の排水用ダク
トを設けることもできる。
また仕切りシートにさらに断熱層を加えることもできる
。
第6図と第7図は、本発明の集熱方法を実施する際に用
いられる流下式太陽集熱器の他の例を示す斜視図であり
、また第8図は第7図のIII−III線に沿った概略
縦断面図である。第6図から第10図に示す流下式集熱
器は、第1図から第5図に示す集熱器の変更例であるが
、同じ部分には同一の参照番号が付しである。
図示の実施例の集熱器は、全体を支えるフレーム構造体
3を備えている。このフレーム構造体3は、第9図に示
すように、地盤等に固定された脚部4とこれら脚部を連
結する支持台5とを備えている。この支持台5は1図示
の例では円形であるが矩形であっても差し支えない。
前記支持台5は、集熱器の底を形成する仕切りシート材
2と、この仕切りシート材の上側を覆う受熱面を形成し
た受熱シート材lの周縁部を支えている。これら2つの
シート材1および2はこの支持台5に載っていて、受熱
シート材lの外側周縁部1aは、引張り手段6を介して
半径方向外向きの引張力が加えられているか、または保
持手段により定位置に固定されている。他方、仕切りシ
ート材2の外側周縁部2aは下に垂れ下がり周囲のスカ
ートを形成している。
前記受熱シート材1は、前記周縁部から内側の区域の任
意の中間位置7が他の位置よりも上がるように保持され
、中間位置7から周縁部にがけて傾斜している0図示の
例での中間位置は、持上げ手段8により受熱シート材を
固定的に保持するかまたは上向きに引っ張ることにより
形造られている。
また前記仕切りシート材2は少なくとも周縁部の一部が
、例えば固定プレート9により保持されている。
前記受熱シート材1と仕切りシート材2は、前述のよう
にフレーム構造体3を用いて所定位置に支持され、また
周縁部の一部を支持台5上に重ね合わせ、これら2つの
シート材の間に実質的な密封空間10を形成している。
この密封空間10内には受熱シート材1の中間位置7の
裏側表面に沿って液体供給手段11が設けられ、当該受
熱シート材の裏側表面に受熱媒体液を供給するようにな
っている。第10図は、液体供給手段11の一例を示し
ている。供給された液体は受熱シート材の裏側表面に付
着した状態で、当該受熱シート材に一体化しである流下
経路Pに沿って前記周縁部に向けて流下していく。
この流下経路Pは、中間位置から周縁部にがけて渦巻状
に連続的または間欠的に設けられている。受熱媒体液は
それ自身が持つ付着力により、流下経路に沿って斜め下
向きに旋回しながら流下して周縁部に至り、周縁部の下
側に設けられたトラップ12内に集められる。
前記受熱シート材lの中間位置7は、予め自由に選択す
ることができる。また、必要に応じて位置を変えられる
ように構成することもできる。また受熱シート材の傾斜
勾配も選択事項である1例えば低緯度地方のように光の
入射角が大きい場合には、中間位置を受熱シート材の中
央に配置することができる。我国では、通常、中間位置
を南の方向に片寄らせば直達日射量が増加する。第6図
は、中間位置を受熱シート材の中央に配置した場合を示
し、また第7図は片寄らせて配置した例を示している。
受熱シート材lは、上方をさらに透明なシート材13で
覆い温室効果が得られるようにすることもできる。また
仕切りシートにさらに断熱層を貼り合わせておくことも
できる。
第11図は、前述した流下式集熱器のさらに他の変更例
を示す概略縦断面図である。この図示の集熱器は、現場
打ちコンクリートにより構成したすり鉢状のくぼみが流
下式集熱器の底を形成している。こうしたコンクリート
のスラブ面14に形成されるすり鉢状のくぼみは、例え
ばビル等の地上建造物あるいはその他の各種の構築物の
スラブ面を利用することができる。
第12図および第13図は、前述した流下経路Pのパタ
ーンの具体例を示す概略平面図である。
第12図のパターン例では、流下経路Pは連続する渦巻
状に形成されており、また第13図のパターン例では流
下経路Pは偏った状態に設けられている。
前記流下経路は様々な素材から構成することができる。
これら素材には、耐候性に優れたエラストマまたはブラ
ストマ合成材料を使用することができる。こうした材料
は、塗装、シルクスクリーン印刷、張り付けあるいは加
熱転圧等の技術により受熱板の表面に接着することがで
きる。
前述したように、受熱シート材に可撓性のある素材を接
着し、この素材で流下する受熱媒体液の方向を規正する
ことにより、受熱板の表面に沿って流下する液体が集束
したりまたは不規則に蛇行しにくくなり、流下経路Pに
沿って流下していく。この流下方向の規正効果は、受熱
板の輪郭形状並びに受熱板の長さにより大きく左右され
ることがない。
さらに、この流下経路Pは例えば数ミリから数10セン
チの間隔を設けて受熱板面に接着することができ、また
素材の厚みも例えば数10ミクロンから数センチに及ぶ
ものまで、従来方法並びに周知の材料を用いて簡単に形
成しそして接着することができる。
尚、流下経路はこうした材質の接着層にのみ限定されな
い、ストリップ材料を縫合する等、受熱面の材質に応じ
て適宜選択することができる。
[発明の効果] 以上述べたように1本発明に係る太陽熱の集熱方法によ
れば、受熱面の中間位置または周縁部に供給された受熱
媒体液は、重力作用だけで中間位置から周縁部にまたは
周縁部から中間位置へと流下させることができ、しかも
受熱媒体液が広範囲に移動するため比較的少量の受熱媒
体液を用いて広い面積をカバーすることができる。搬送
動力も大幅に減少させることができる。受熱面に供給さ
れた受熱媒体液は受熱媒体液自身の持つ付着力により、
比較的長い流下経路をたどりながら移動していく。結果
的に、受熱媒体液は長時間にわたって受熱面上に滞留し
、比較的広い面積にわたり受熱面に接して多量の熱を取
り去ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る太陽熱の集熱方法を実施する際
に用いる、中間位置がほぼ中央にある場合の流下式集熱
器の一例を示す斜視図である。 第2図は、中間位置が片寄って設けられている場合の流
下式集熱器を示す斜視図である。 第3図は、第2図のIII−III線に沿った概略縦断
面図である。 第4図は、流下式集熱器の周縁部の一部分を拡大して示
す縦断面である。 第5図は、受熱面の周縁部に設置しである液体供給手段
の一例を示した一部縦断面図である。 第6図は、本発明に係る太陽熱の集熱方法を実施する際
に用いる、中間位置がほぼ中央にある場合の流下式集熱
器の他の例を示す斜視図である。 第7図は、中間位置が片寄って設けられている場合の流
下式集熱器を示す斜視図である。 第8図は、第7図のIII−III線に沿った概略縦断
面図である。 第9図は、流下式集熱器の周縁部の一部分を拡大して示
す縦断面図である。 第10図は、受熱面の中間位置に設置しである液体供給
手段の一例を示した一部縦断面図である。 第11図は、現場打ちコンクリートのスラブ面を集熱器
の底として利用した例を示す概略縦断面図である。 第12図および第13図は、それぞれ流下経路のパター
ン例を示す概略平面図である。 l ・ a 2 ・  a 3 ・ 4 ・ 5 ・ 6 ・ 7 ・ 8 ・ 受熱シート材 ・受熱シート材の外側周縁部 仕切りシート材 ・仕切りシート材の外側周縁部 フレーム構造体 脚部 支持台 引張り手段 中間位置 持上げ手段 固定プレート ・密封空間 ・液体供給手段 ・トラップ ・透明なシート材 ・コンクリートのスラブ面 流下経路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 円錐状またはすり鉢状等の湾曲した斜めの受熱面を設け
    、この湾曲した斜めの受熱面の表側表面または裏側表面
    に当該受熱面の周縁部にかけてまたはこの周縁部から中
    間部付近にかけて斜め下向きの流下経路を形成し、受熱
    面の周縁部または中間部付近に供給された受熱媒体を受
    熱面の流下経路に付着させたままこの受熱面の中間部ま
    たは周縁部に向けて旋回させつつ流下させ、熱媒体液と
    受熱面の熱交換を行なう太陽熱の集熱方法。
JP63261794A 1988-10-17 1988-10-17 太陽熱の集熱方法 Pending JPH02110254A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0461257U (ja) * 1990-09-27 1992-05-26
JPH0478470U (ja) * 1990-11-20 1992-07-08
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US20090056699A1 (en) * 2007-08-27 2009-03-05 Mills David R Linear fresnel solar arrays and receievers therefor
US9022020B2 (en) 2007-08-27 2015-05-05 Areva Solar, Inc. Linear Fresnel solar arrays and drives therefor

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