JPH0222305B2

JPH0222305B2 -

Info

Publication number: JPH0222305B2
Application number: JP57084111A
Authority: JP
Inventors: Ai Chaaneu Deimitaa
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-05-26
Filing date: 1982-05-20
Publication date: 1990-05-18
Also published as: IT1147996B; JPS57198960A; IT8248485A0

Description

【発明の詳細な説明】

本発明の背景本発明は、分子ふるいであるゼオライトの収着
能の大なる変化性を利用して太陽エネルギーを加
熱・冷却用エネルギーに変換させる装置に関する
ものである。本発明は特に、連続状態の
（contiguonus）密閉ゼオライトパネルと、蒸発
器−凝縮器複合型熱交換器とを有し、これによつ
て、部分的真空下における水系冷媒の絶対温度の
小さい変化を蒸気圧の比較的大きい変化に変え、
そしてこの変化を冷却および冷凍力の発生のため
に利用するように構成された、一体化された太陽
エネルギーコレクターに関する。太陽エネルギーを加熱・冷却の目的のために使
用するときにみられる主な技術的困難の１つは、
太陽エネルギーの密度が低いことである（この密
度は1.5キロワツト／m²より小さい）。太陽エネル
ギーコレクターで得られる温度差（temperature
differentials）は小さく、そして、太陽エネルギ
ー集中器を使用した場合でさえ、400−600〓より
上の温度を得るためには複雑な太陽追尾技術が必
要である。したがつて、小さい温度差すなわち50
−180〓程度の温度差のもとで太陽エネルギーを
効果的に他の形のエネルギーに変換できる装置の
開発が切望されていた。この型の装置、特に家庭
内で加熱、冷却および空調（エアコンデイシヨニ
ング）のために有利に使用できる装置が、ゼオラ
イトの独得な特性を利用することにより製作でき
ることが見出された。この装置の出力は、太陽エ
ネルギー入力量（load）が増加したときに増大
し、したがつて；加熱や冷却のためのエネルギー
の需要量が増加したときに、この需要が自動的に
この装置の出力増大によりみたされるのである。当業者には明らかなように、太陽エネルギーの
利用により得られる温度差は小さいから、普通の
ガス膨張を利用した装置のカルノー効率は必然的
に非常に低い。この理由のために、大抵の太陽エ
ネルギー−冷凍システムは、液中のガスの溶解度
の温度変化を利用した信頼性のある吸収式冷凍サ
イクルを含む形式のものである。このプロセスで
は熱が駆動源であり、その温度依存性は非常に大
きく指数的であり、絶対温度の僅かの変動により
ガス圧が大きく変動する。このプロセスの開発に
より、以前のガス冷凍機に使用されていたアンモ
ニア−水系以外の物質系の商業的利用が可能にな
つた。たとえば、米国ニユーヨーク市のケネデイ
空港には、作動流体として臭化リチウムおよび水
を使用する空調システムが設置されている。有利に操作できると以前からいわれていた冷凍
固体吸着系はすべて、一般にガス炎または水蒸気
から供給される約300〓の熱源を使用するもので
あつた。このような系は充分な容量で効果的に稼
動できるものであるけれども、商業的には未だ重
要視されていなかつた。一方、平板式コレクター
により集熱された太陽熱の温度は、190〓を越え
ることは稀であり、そしてこのコレクターの集熱
効率は、120−140〓程度の比較的低い温度のとき
にかなり大きいのである。かように、太陽エネル
ギーから得られる冷暖房用熱源は比較的低い温度
範囲のものであり、かつ熱量も低いために、この
分野の研究が政府や私企業の援助のもとでここ数
年間集中的に行われていたのにもかかわらず、商
業的に有望な太陽熱利用冷房システムの関発には
今迄成功していなかつたのである。たとえば、太
陽エネルギーコレクターにおいて臭化リチウム系
を使用した場合には、80〓の水冷式凝縮器が必要
となり、しかも該系は容量が非常に小さく、かつ
低効率であつた。空冷式凝縮器では凝縮温度を
120〓に上げる必要があるが、このように凝縮温
度を上げたときには、140−160〓の稼動温度（こ
の温度は、平板式コレクターから有利に得られる
温度である）は、この系の稼動のためには不充分
な温度である。分子ふるいであるゼオライトは合成または天然
鉱物物質の１種であつて、これは独得な非線状吸
着特性を有し、温度、圧力の変化により吸着量が
２乗、３乗、４乗またはそれ以上の関数関係で大
きく変動すると文献に記載されている。ゼオライ
トはごく僅かの温度差を非常に大きい圧力差に変
換できるという独特の性質を有し、そしてこの性
質は加熱・冷却の両サイクルにおいて実際に利用
できることが見出された。ゼオライトを使用する
ことにより、独特な構造の太陽エネルギー利用冷
却系が製作できる。すなわちこの系は、固体物質
（ゼオライト）を使用し、それを通じて拡散操作
を行うことが包含するものであつて、可動部材を
使用せずに高変換率で稼動でき、したがつて長寿
命でありかつ信頼性が高いという長所を有するも
のである。ゼオライトは室温においてH₂O、NH₃、H₂S、
N₂、CO₂等の如き極性ガス（すなわち双極子モ
ーメントまたは四極子モーメントを有するガス）
や炭化水素、フルオロ−およびクロロ−炭化水素
を多量吸着する。ゼオライトの吸着性質は前記の
如く高度に非線状的であるから、平板式太陽エネ
ルギーコレクターにより容易に得られる程度の温
度に極性ガスを加熱したときに、ゼオライトはこ
のような極性ガスを多量吸着する。室温において平衡に達しておりそして0.05psia
の分圧を有する水蒸気は、120〓において1.5psia
の圧力を有することが実際に見出された。しかし
てこの温度は、ゼオライトから若干量の水蒸気を
脱着させるのに充分な温度であり、かつまた、
120〓に保たれた凝縮器の中で該水蒸気を凝縮さ
せるのにも充分な温度である。ゼオライトの温度
を140〓の上昇させることによつて、ゼオライト
から水蒸気が10重量％またはそれ以下脱着でき
る。一方、シリカゲル、活性アルミナおよび活性炭
の如き他種固体吸着剤は前記の条件と同じ条件下
での前記ガスの吸着量がずつと少なく、かつこれ
は160−200〓に加熱されたときでさえごく少量の
ガスしか脱着しない。したがつて、その結果生ず
る圧力はずつと低く、かつ、高圧下におけるガス
脱着量は無視できる程少量である。このようなガ
ス−液系を低温高圧下で稼動した場合には既述の
欠点と同じ欠点を示し、効果的な稼動は不可能で
あることが見出された。このことは、100−120〓
の空冷式凝縮器を用いて140−160〓において稼動
したときに確認された。理論について述べれば、分子ふるいであるゼオ
ライトのガス吸着量は次式で表わされる。ａ＝a_p2 ₂＋a_po _o 〔ここにa_pは当該ガスの限界吸着量であり、 _o＝exp−〔（RTln（p_s／ｐ）／E_o〕ⁿ、ｎは２−５の間の整数であり、Ｒは普遍気体常数であり、 p_sは限界飽和圧であり、ｐは実際の圧力であり、 E_oは活性化エネルギーである（これは１モル
当り数キロカロリー程度の値である）〕。この点に関する参考文献として、次のものがあ
げられる：M.ズビンおよびV.アスタクホフ編
“デスクリプシヨン、オブ、アドソープシヨン、
エクイリブリア、オブ、ベーパーズ、オン、ゼオ
ライト、オーバー、ワイド、レインジ、オブ、テ
ンペラチユア、アンド、プレツシヤー”、セカン
ド、インターナシヨナル、コンフアレンス、オ
ン、モレキユラー、シーブ、ゼオライツ、1970年
９月８日−11日、ウオーセスター、プリテクニツ
ク、インスチチユート、ウオーセスター、マサチ
ユセツツ、第155−第166頁。既述の説明から明らかなように、分子ふるいで
あるゼオライトの吸着性は、室温からあまり高く
なくかつ比較的狭い温度範囲内において非常に温
度に敏感である。さらに、ゼオライトは化学的に
不活性であり、豊富に存在し、安価である。太陽エネルギーコレクターの代表的な例として
平板式コレクターがあげられるが、これはかなり
以前から公知である。このコレクターは一般に充
分に断熱化が行われており、そしてこれは黒色塗
料または黒色板で覆われた太陽光線吸収用金属板
を有し、これによつて太陽光線の約90％が吸収さ
れて熱に変換されるのである。太陽エネルギーコ
レクターのために利用される土地および経済の立
場からみて、加熱・冷却のために吸着剤を使用す
るコレクターの効率は、平板式太陽エネルギーコ
レクターの効率より著しく高いかまたは低いもの
であつてはならない。また、前者のコレクターの
製作費は、後者の平板式太陽エネルギーコレクタ
ーの製作費に冷却量の増加分に相当する額だけ加
えた合計額を越えないものであるべきである。当該技術分野に関係のある先行特許として、次
の米国特許があげられる。

【表】

【表】本発明の概要本発明の目的は、分子ふるいであるゼオライト
を固体吸着物質として用いることによつて、僅か
の温度差によりかなり大きい圧力差を形成し得る
太陽エネルギーコレクターを提供することであ
る。この目的は、分子ふるいであるゼオライト類
の如き物質のガス吸着・脱着量は温度依存性が極
めて大きい（理論的には、既述の如く温度値の５
乗までの大きさで吸着・脱着量が変動する）こと
を利用することにより達成できる。すなわち、ゼ
オライトを使用する太陽エネルギー利用加熱・冷
却装置は、上記の如き大きい圧力差を利用するよ
うな構造となつているものである。このように温度依存性が極端に大きいゆえに、
75〓から212〓に至る温度変化により、圧力を10
倍程度またはそれ以上に高めることができる。本発明の装置は、吸着剤としてのゼオライトを
充填したパネルを有する。このゼオライトは、室
温では作動ガスとしての水蒸気で大気圧以下の低
圧下に飽和されている。このパネルが太陽熱で加
熱されたときに、パネル中のゼオライトは水蒸気
を脱着し、圧力が高くなり、次いでこの水蒸気は
凝縮されて水になり、そしてこのときに、パネル
の下側に配置された熱交換室（熱交換器）におい
て前記凝縮により所望加熱効果が得られるのであ
る。なお、この熱交換室は、連続状態の水蒸気通
路と連通しているものである。夜間には放熱によ
りパネルが冷たくなり、そしてこのときに該パネ
ルには、それに対応する熱交換室から蒸発した水
蒸気が再び飽和し、この系内の圧力が低くなりそ
の結果冷却作用が行われる。これによつて今や水
蒸気が飽和した該パネルは、次の日の新たなサイ
クルを行う用意が完了した状態になつている。かようにこの装置は、太陽光線に暴露しかつ日
中−夜間の温度変化を利用することにより、圧縮
機または他の駆動器材を使用せずに蒸気にポンプ
駆動作用を行い得るように構成したものである。
日中サイクルにおいては、黒色吸光体で被覆され
た表面を有するゼオライトコレクターパネル（す
なわちゼオライトを含むコレクターパネル）が日
光で加熱される。加熱されたゼオライトは水蒸気
を脱着する（この水蒸気は前の晩に該ゼオライト
に吸着されたものである）。脱着した水蒸気は其
後に凝縮せしめられ、蒸発熱（潜熱）を放出し、
熱交換器の存在する空間に送られて液状凝縮物と
して収容され、貯蔵される。このサイクルのとき
に前記空間は凝縮器として働き、その作動温度が
この系内の水蒸気圧を決定するが、この値は、凝
縮器の温度が100〓のときは約1psiaである。夜間
にゼオライトは冷え、水蒸気を再び吸着する。水
蒸気の再吸着により系内の圧力は約0.1psiaに低
下し、そしてここでは蒸発が約35〓において起
り、前記の空間は今や蒸発器として働いて、“該
空間内のコイル（蛇管）（たとえば添附図面記載
のコイル５５）を通る液”を冷却する。前記の水
蒸気の再吸着によりゼオライト中に低度の熱
（low−grade heat）が発生し、しかしてこれは
連続的に大気中に吐出される。このゼオライト含有コレクターの作動圧は約
1psia（日中）から約0.1psia（夜間）まで変化する
から、この系は、１日当り１サイクル作動する圧
縮比10：１の圧縮機の場合と同様な作動方法で作
動するものといえよう。これは、年間を通じて家
庭用温水を供給するために、圧縮作用により生じ
た熱で加熱・冷却の両者を行うための熱ポンプ
（ヒートポンプ）として使用できる。暖房が必要
な季節には、この熱はまた暖房用温水の生成のた
めにも使用でき、しかして余乗量の温水は貯蔵し
ておいて、これを夜間や曇天の日に使用するのが
よい。冷房が必要な季節には、前記の圧縮作用で
生じた熱のうちで家庭用温水の生成のためには不
必要である熱は、大気に移すことができる。本発明に係る装置は加熱・冷却の両方の目的の
ために使用できるから、単一用途用装置の場合よ
りも投下資本回収期間が一層短かく、すなわちこ
のような複合装置は使用者にとつて一層魅力的で
ある。本発明は、加熱・冷却の両方の目的に使用でき
そして従来の単一用途用の系の場合よりも投下資
本回収所要期間が一層短かいゼオライト吸着系を
有し、そしてさらに、このゼオライトパネルの裏
側にそれと一体化された形の凝縮器および蒸発器
を熱交換系として配置したことを特徴とする太陽
エネルギーコレクターに関するものである。この
構造を有するコレクターは工場で組立て、試験
し、排気し、封着するのであるから、このコレク
ターを設置して使用する場合すなわち設置現場で
は、多数の気密性（真空保持性）接続部を形成す
ることは全く不必要である。換言すれば、設置現
場で接続すべき接続部は１個所のみであつて、そ
れは前記熱交換器と外部液体輸送管とを鉛詰め継
手（プランビングシヨイント）で接続することで
ある。好ましい具体例の記載第１図、第２図および第４図に示されているよ
うに、本発明に係る一体型コレクター１０は、ア
ルミニウム製枠体（押出材）１１を有し、しかし
て枠体１１は最下部の前枠部、側枠部１２および
１４、ならびに最上部の後枠部１５から構成され
る。互いに或距離を隔てて平行に配置された２枚の
テンパーガラスパネル１６および１７が、枠体１
１の上面に担持されている。枠体１１の内部は、イソシアヌレートフオーム
からなる断熱材２０により完全に断熱化されてい
る。この断熱材２０は、ゼオライトパネル２１を
充分担持できる程度の構造的負荷担持能力を有す
るものである。パネル２１の各々は銅製カバー部材２２と銅製
パン部材２４とからなる。しかしてパン部材２４
の上部の外周縁部はフランジ部または唇部２５を
有し、これにカバー部材２２が最終組立操作実施
時に取付けられて封着されるのである。各パネル２１の内側には、第３図記載の如きの
形式の複数の銅製セパレーター（仕切材）２６を
取付ける。各セパレーター２６は複数のスロツト
２７および1/4インチの折曲げ部（ベンド）２８
を有する。この折曲げ部２８はセパレーター２６
の片方の縁部に形成されているが、これはセパレ
ーター２６の強度と剛性の増大のために形成され
たものである。第２図に最もよく示されているように、セパレ
ーター２６はコレクター１０の縦・横両方向にそ
の全長にわたつてのびており、ハニカム状または
卵箱状の芯部を形成している。しかしてこの芯部
では、縦方向セパレーター２６の折曲げ部２８が
頂部に存在し、横方向セパレーター２６の折曲げ
部２８が底部に存在し、縦方向セパレーター２６
のスロツト２７は横方向セパレーター２６のスロ
ツト２７にはめこまれており、これによつて、複
数の細胞状空間３０を有するハニカム状構造が形
成されるようになつている。細胞状空間３０中に、水と混合されたゼオライ
ト粉末２３をその頂部まで充填する。このゼオラ
イト２３は各細胞３０およびパネル２１中にキヤ
スチング操作により充填し、その場で水分を除去
してゼオライトを乾燥するのである。パネル２１の底部は、繊維ガラスマツト３１に
より断熱化する。カバー部材２２は、黒色吸収剤含有塗料または
被覆材３７で被覆する。コレクター１０の底部全体に、アルミニウムシ
ートである底部プレート３２をボルト３４で固定
する。すなわち、枠体１１の枠部１２，１４およ
び１５の各々からのびている内側延伸フランジ部
３５に、ボルト３４により底部プレート３２を固
定するのである。第４図に示されているように、枠部１２，１４
および１５の各々には、相互に間隔を置いて３箇
所にストリンガー（押出材）３６が形成されてお
り、これに金属製のセルフタツプスクリユー
（self−tapping screws）を固定することにより
前記の枠部が相互に連結、固定できる。枠部１２，１４および１５の各々は、押出アル
ミニウム製保持部材（押出材）４０を有するが、
この保持部材４０は、ボルト４１により該枠部自
体に固定してある。各保持部材４０と、枠体１
２，１４および１５の上方延長異形状部４２とに
より空間４４が画定される。この空間４４は、前
記平面図に示されているように断熱材２０上のパ
ネル２１を取巻くものであつて、この空間４４に
１対のゴム製ガスケツト４５を配置する。このガ
スケツト４５はガラスパネル１６および１７の辺
縁部を把持し断熱化する。ガスケツト４５の各々
は長方形の枠材４６により相互に或距離を隔てて
配置されている。枠材４６は、適当な断熱材から
なるものであることが好ましい。細胞状空間３０の各々に水蒸気が入り得るよう
にすることが重要であつて、この目的は次の如く
して達成できる。カバー部材２２の下側に長形の
溝部を設け、細胞状空間３０の各々が少なくとも
１つの溝部と連通するようにする。また、カバー
部材２２とセパレーター２６の頂部との間に一連
の溝付小管の如き部材を配置し、これらと各細胞
状空間３０とを連通状態にすることも可能であ
る。前記の溝部、溝付小管（スロツト付の管）また
はその類似手段を配置する目的は、細胞状空間３
０の各々を、パネル２１の下側に設けられた通路
５０と連通させ、かつまた、エルボ（屈曲管）５
１を介して熱交換器５２とも連通させることであ
る。熱交換器５２は凝縮器と蒸発器とを組合せた装
置であつて、エルボ５１に接続された容器５４を
有し、容器５４の中にフイン付コイル（finned
coil）５５が配置されている。フイン付コイル５
５は、その入口５６から容器５４の側部を通つて
出口５７までのびているものである。容器５４の
周囲はフオームガラス断熱材６０で完全に覆つて
おくのがよい。容器５４の底部に管６１を配置する。管６１
は、凝縮物を再びゼオライトパネル２１に送るた
めのドレイン管として役立つものである。管６１
は感温性の弁すなわち感温弁６２を有し、これに
よつて、凍結点より低い温度のときに液を容器５
４からパネル２１に排出させてそこに該液を吸着
させる操作、すなわち自動ドレイン操作が行い得
るようになつている。もし所望ならば上記の感温
弁６２の代りに手動弁を用いてもよい。手動弁の
場合には、もはやそれ以上冷却する必要がなくな
つたとき、すなわち晩秋に該弁を手で開き、そし
て水の凍結のおそれがもはやなくなつたとき、す
なわち春季に該弁を再び閉じなければならない。夜間に適切に冷却するために、枠部１２および
枠部１５に孔をあけ、この孔を導管に接続し、フ
アンを取付けることにより、カバー部材２２とガ
ラスパネル１７との間の場所に空気を循環させる
ことができる。また、このような場合には、その
隣の断熱材２０を貫いて前枠部１２および後枠部
１５に至る適切な通気路も設けなければならな
い。このコレクターを製作するときには、パネル２
１の内側、容器５４の内側、エルボ５１および管
６１から構成された密閉空間（ただしこの空間内
のすべての場所は相互に連通している）を形成さ
せ、その中に、ゼオライトに吸着された水蒸気を
0.1psiaの圧力下に存在させる。ただし該空間内
には水蒸気以外のガスは存在させないようにしな
ければならない。大気圧以下の低圧下に保たれる
前記空間（この中のすべての場所は相互に連通し
ている）を画定するかまたは該空間内に配置され
るすべての部材は、銅製のものであることが好ま
しい。図面に示された具体例では、ゼオライトの
充填量は10ポンド／平方フイート（パネル２１）
である。しかしながら、晴れた日の多い砂漠の如
き気候の場所では、このシステムの効率に対する
悪影響を最小限に抑制するために、ゼオライトの
充填量を7.5−25ポンド／平方インチの広い範囲
内で種々変えることができる。一方、米国の南東
部の州やニユーイングランド地方のような曇天日
の多い気候の場所では、ゼオライトの充填量を７
−10ポンド／平方インチにするのが好ましく、そ
してこの程度の量が、安価かつ低重量の本コレク
ターを用いて良好な技術的効果を得るための最適
量であると思われる。一般に水の如き加熱・冷却流体が、入口５６お
よび出口５７を包含する系（一層具体的にいえば
加熱・冷却系）に使用される。このような系は一
般に家屋用のものであるが、その詳細は本明細書
では省略した。しかしながら当業者には明らかな
ように、前記入口および出口を通過する温水や冷
水（または他の流体）はたとえば次の用途に有利
に使用できるものである：家庭用の水の加熱；エ
アダクトの加熱および冷却；種々の種類の加熱ま
たは冷却系における貯蔵水（stored water）の
加熱または冷却。蒸発器温度を50〓とし、吸着サイクルの末期の
ゼオライト温度を80〓として、コレクター１０を
南または他の適当な方向に向けて太陽エネルギー
捕集操作を行つた場合には、ゼオライトが135〓
の温度に加熱される迄吸着水の脱着は全く起らな
い。このゼオライトに吸着される水量は約18−20
重量％である。実際、この温度差の範囲内（すな
わち55〓の範囲内）換言すれば80〓から135〓ま
での範囲内の温度において、パネル２１内のゼオ
ライトは脱着反応開始前に熱を2904BTUを吸着
するのである。このコレクターの平均効率を70％と仮定すれ
ば、脱着が始まる前の太陽エネルギー全入力量が
4150BTUであることが必要である。135〓と195
〓との間の温度において前記ゼオライトは水を５
％（ゼオライト重量基準）脱着する。これは水８
ポンドに相当する。上記範囲内でこのコレクター
の比熱として3168BTUの熱量が使用され、そし
て脱着エネルギーは、８×1200＝9600BTU であり、したがつて全熱量は12768BTUである。
前記の55〓の範囲内でコレクターの効率が50％で
あると仮定すると、太陽からのエネルギーが
25535BTU必要になる。したがつてこのコレクタ
ーは29686BTUの入力容量を有するものであるべ
きである。図面に記載のコレクター１０の入力容
量は31000−32000BTUであり、しかして１日当
り１平方フイート当りの入力容量は200BTUであ
る。このコレクターの夜間の冷却度（coling）は
8000BTU（水８ポンド；１ポンド当りの該熱量は
1000ポンド）であり、したがつて全システム効率
（8000BTU÷29685）は26.95％である。 1979年６月に行われた試験では、次の結果が得
られた。６月21日の太陽エネルギー入力量（１日
当り）は31800BTUであつた。この日のコレクタ
ーの全加熱出力は7300BTUであり、それに続く
夜間の全冷却出力は7200BTUであり、したがつ
て全変換効率は22.64％であつた。この効率は低
鉄分ガラスパネル１６および１７の使用によりさ
らに改善され、25％になつた。太陽エネルギー入力量が１日当り１平方フイー
ト当り2000BTUを越えるような晴天の日には、
コレクターの冷却出力（１日当り１平方フイート
当り）は500BTU以上になり、このコレクターの
効率は25−28％である。午前中は全く太陽が照ら
ず、午後は雲がなく晴れていて、太陽エネルギー
入力量が１日当り１平方フイート当り1000BTU
である場合には、本発明に従つて前記パネルを使
用したときの出力量および効率は比較的高い。一
方、１日中曇天であつて、どの時間においても太
陽エネルギー入力量が晴天の日の場合の半分位で
あるような日には、太陽エネルギー全入力量は上
記の場合と同程度の量になるけれども、出力量お
よび効率は上記の場合よりもずつと低い。このコレクターは加熱モード（heating mode）
のときに、正規の平床式コレクターの場合と同量
の“利用可能熱”（すなわち“利用可能BTU”）
を生ずる。一般に、１日当り１平方フイート当り
の太陽エネルギー入力量が400BTUより少ない日
には、充分な冷却出力または加熱出力が得られな
い。１日当り１平方フイート当りの太陽エネルギ
ー入力量が950BTUの場合には効率が約10％に上
昇し、１日当り１平方フイート当りの該入力量が
1500BTUである場合には効率が20％に上昇し、
１日当り１平方フイート当りの該入力量が
2000BTUを越える場合には、効率が25％より高
い値に上昇する。パネル２１の面積は25×91インチ、換言すれば
15.8平方フイートである。容器５４の全容積は24
×13×1.5インチ、すなわち468立方インチであ
る。フイン付コイル５５はダンハム−ブツシユ社
製の市販コイルであつて、その寸法は23 1/4×12
1/4×１ 1/2インチである。容器５４は水を最高
16ポンド（約440立方インチ）収容し得るように
設計されている。管６１は軟銅製の3/16インチ管
であり、エルボ５１は銅製の１ 1/8カツプリング
である。吸着クーリング物すなわち被覆物３７はネクス
テル・プラツク・ベルベツト・ペイントまたはク
ロムニツケルフイルムであることが好ましい。ガ
ラスパネル１６および１７は、ソルテツクス食刻
焼鈍ガラスであることが好ましく、その寸法は27
×93インチ、厚さは5/32インチである。本発明に係るコレクターの製作費は、それと同
寸法の正規の平床式太陽エネルギーコレクターの
製作費の大体1.25倍位である。この系では合成ゼオライトよりも天然ゼオライ
トの方が一層効率が高い。現在迄の経験では、入
手し得る種々のゼオライトのうちでチヤーバザイ
トが特に好ましいことが見出されている。このゼ
オライトを使用した場合には、天候条件が最良の
ときに全効率（全技術効率ともいう）が25％より
高い値になる。同じ使用条件下で他種天然ゼオラ
イトを使用した場合には効率が多少低くなる。本
発明において２番目に適当なゼオライトはクリノ
プチロライトである。有利に使用できるが効率が
多少劣るゼオライトはモルデナイトおよびエリオ
ナイトである。このようなゼオライトを使用した
場合の最高効率は約25％である。種々の種類のゼ
オライトを用いて研究を行つたが、その経験によ
ればゼオライトの重要な吸着性は、その結晶構造
の差異よりもむしろ産地の差異に基いて種々異な
るものであるように思われる。換言すれば、或産
地（鉱床）から得られた良好なクリノプチロライ
トは、別の産地から得られた悪いクリノプチロラ
イトよりもはるかに効率がよく、また、良好なモ
ルデナイトは、前記の良好なクリノプチロライト
の場合と同様に有利で使用できるものである。し
たがつて、ゼオライトの水分吸着性を調べるとき
には、該ゼオライトの結晶構造や鉱物名よりも、
正確なイオン組成の方が一層重要な因子であると
いう理論が成立つと思われる。この理由により、
各鉱床から産出したゼオライトの水蒸気吸着容量
や吸熱性（heat absorption）を実際に調べるこ
とが好ましい。添附図面はかなり寸法的精度の高いものであ
る。図示された具体例では、コレクターの全高は
約6.5インチであり、断熱材２０の水平方向の厚
みは約３インチであり、パネル２１の内側の高さ
は約２インチであり、コレクターの底部の全長は
96 1/4インチであり、その頂部の全長は95インチ
であり、ガラスパネルの有効巾（第２図参照）は
25 3/4インチであり、その有効長は91 3/4インチ
である。本明細書には本発明の好ましい具体例が詳細に
記載されているけれども、当業者には容易に理解
され得るように本発明においては特許請求の範囲
に記載の範囲内で種々の態様変化が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る太陽エネルギーコレク
ターの１例の側面図である。第２図は、第１図記
載のコレクターの平面図であるが、その頂部の一
部は切り開いてその内部の構造が示されている。
第３図は銅製セパレーターの一部の詳細図であ
る。第４図は、第２図中の線−に沿つた部分
の断面図である。第５図は、第２図中の線−
に沿つた部分の断面図、すなわちパネルおよび熱
交換器の配列状態を示す断面図である（ただし枠
体の記載は省略してある）。１０……コレクター；１１……枠体；１２……
最下部の前枠部；１４……側枠部；１５……最上
部の後枠部；１６および１７……ガラスパネル；
２０……断熱材；２１……ゼオライトパネル；２
２……カバー部材；２３……ゼオライト；２４…
…パン部材；２５……フランジ部または唇部；２
６……セパレーター；２７……スロツト；２８…
…折曲げ部；３０……細胞状空間；３２……底部
プレート；３４……ボルト；３５……フランジ
部；３６……ストリンガー；４０……保持部材；
４１……ボルト；４２……輪郭部；４４……空
間；４５……ガスケツト；５０……通路；５１…
…エルボ；５２……熱交換器；５４……容器；５
５……フイン付コイル；５６……入口；５７……
出口；６０……断熱材…６１……管；６２……感
温弁。

Claims

【特許請求の範囲】１ (イ) 不透性物質から構成された第１剛性シー
ト； (ロ) 前記第１剛性シートに平行にその上部に隔置
された不透性物質からなる第２剛性シート； (ハ) これらのシートの間に第１密閉空間を形成す
るためにこれらのシートの周縁部をつなぐ手段
であるエツジ手段； (ニ) 前記の２つのシートの間に存在する前記第１
空間内に広く配置され、その中に複数の“細
胞”を形成させるための細胞形成用区画部材； (ホ) 前記第１シートからその隣の前記第２シート
に至るまで前記の“細胞”内に充填されたゼオ
ライト物質； (ヘ) 前記第１空間内のガスおよび蒸気を前記ゼオ
ライト物質に吸着させそして脱着させるために
このガスおよび蒸気が前記の複数の“細胞”の
間を動くことができるようにする目的で前記の
“細胞”の間に配置された蒸気通過手段； (ト) 大気圧よりも低い圧力において前記空間内に
配置された冷媒； (チ) 前記ゼオライト物質から脱着されたガスおよ
び蒸気を収容するために前記第１空間の下側に
配置され、そして前記第１空間と連通して蒸気
通過の可能な第２密閉空間を画定する容器； (リ) 第１温度において前記ゼオライト物質から脱
着され前記第２空間に収容された蒸気またはガ
ス冷媒を凝縮させ、次いで、該第１温度よりも
低い第２温度において前記第２空間内の前記冷
媒の凝縮物を前記ゼオライト物質に吸着させる
目的で蒸発すなわち気化させる作用を行うため
に、前記第２空間の内部と熱交換できる関係に
保たれた熱交換手段を有することを特徴とする太陽エネルギーコレク
ターパネル。２冷媒が水蒸気であることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の太陽エネルギーコレクター
パネル。３冷媒がゼオライト物質に吸着されるときの第
１空間内の低圧の値は約0.1psiaであり、該冷媒
が該ゼオライト物質から脱着するときの該圧力の
値が約1.0psiaであることを特徴とする、特許請
求の範囲第２項記載の太陽エネルギーコレクター
パネル。４ゼオライト物質が天然ゼオライトからなるも
のであることを特徴とする、特許請求の範囲第１
項記載の太陽エネルギーコレクターパネル。５ゼオライトがチヤバザイトであることを特徴
とする、特許請求の範囲第４項記載の太陽エネル
ギーコレクターパネル。６枠体、および該枠体に担持された複数の相互
隔置ガラスパネルと組合わされた太陽エネルギー
コレクターパネルであつて、太陽エネルギーがこ
のコレクターパネルで捕集できるように構成され
たことを特徴とする、特許請求の範囲第１項記載
の太陽エネルギーコレクターパネル。７外側が黒色の物質で第２シートが被覆されて
いることを特徴とする、特許請求の範囲第１項記
載の太陽エネルギーコレクターパネル。８第１シートと第２シートとの間隔が約２イン
チであることを特徴とする、特許請求の範囲第１
項記載の太陽エネルギーコレクター。９蒸気通過手段が前記第２シートの下側の溝部
であることを特徴とする、特許請求の範囲第１項
記載の太陽エネルギーコレクターパネル。１０第２空間の容積が第１空間の容積の約15−
25％であることを特徴とする、特許請求の範囲第
１項記載の太陽エネルギーコレクターパネル。１１ゼオライト物質中に吸着された状態の水分
の量が約18−20重量％（該ゼオライト物質重量基
準）であることを特徴とする、特許請求の範囲第
１項記載の太陽エネルギーコレクターパネル。１２第１温度と第２温度との温度差が50−100
〓の範囲内の値であることを特徴とする、特許請
求の範囲第１項記載の太陽エネルギーコレクター
パネル。１３第１温度が125−150〓であることを特徴と
する、特許請求の範囲第１２項記載の太陽エネル
ギーコレクターパネル。１４温度差の値が約50−60〓であることを特徴
とする、特許請求の範囲第１２項記載の太陽エネ
ルギーコレクターパネル。１５第２温度が約80〓であり、第１温度が約
135〓であることを特徴とする、特許請求の範囲
第１項記載の太陽エネルギーコレクターパネル。