JPH089571Y2 - 熱交換装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、可撓性のあるシート材料を用いて構成され
る流下式の熱交換装置に係る。

従来の技術 合成樹脂シート材料を用いて構成した、並列通水路を
持つ平面形の通水マットや水封入バッグは周知である。
販売の実績のある屋根据置型の汲置集熱器は、合成樹脂
バッグに水を溜めておいて直射光に晒す構造が取り入れ
られている。

考案が解決しようとする課題 こうした通水マット／水封入バッグは耐圧性に乏し
く、素材の劣化に伴い比較的短期間の使用で水漏れの起
きる欠点がある。また、水漏れ箇所の補修が困難で一般
に耐用年数が短い。ことさら大型のもの（貯水量の大き
なもの）は製作することが困難である。

従来の機器類は何れも固定して用いられ、使用条件に
応じて比較的手軽に設置角度を変えることはできない。

課題を解決するための手段 本考案に係る流下汲置式の熱交換装置は、可撓性のあ
るシート材料を用い、この可撓性シート材料の周縁部の
一部を他の部分よりも高く持ち上げた状態に支持するこ
とにより、片寄った窪みを有する傾斜した熱交換面を形
成し、この傾斜した熱交換面の周縁部の少なくとも一部
に熱媒体液を散液し、散液した熱媒体液を傾斜面に沿っ
て流下させて窪みに溜めるようにしてあり、可撓性シー
ト材料の前記持ち上げられた周縁部の一部は上下方向に
移動可能に保持されており、この周縁部の一部の高さ位
置を調節することにより熱交換面の傾斜角度を調節可能
とした構造をしている。

作用 前述した構造によれば、可撓性シート材料の周縁部の
一部の高さ位置を適当に調節すれば、季節的条件／負荷
条件／太陽光の入射角度に見合う最適の傾斜角度を備え
た連続する流下熱交換面が形成される。

すなわち、可撓性シート材料の持ち上げられた周縁部
の一部および／またはこの一部周縁部に相対する周縁部
の他の部分を必要に応じて上下方向および／または前後
方向（横方向）に移動させて可撓性シート材料の設営角
度を調整することができ、同時に可撓性シート材料の窪
みの規模、あるいは可撓性シート材料のたるみの程度を
調節することができる。

シート材料の大きさ（熱交換面積）は自由に選択で
き、またこの流下経路に連続する窪みの容積も必要負荷
に応じて選択が可能である。

熱媒体液の回収操作は窪みに向けて熱交換と同時に行
われており、事実上、熱交換に関与していない回収途中
の熱媒体液は存在しない。効率のよい連続した熱交換操
作が行われる。

従来の通水マット／水封入バッグのような絶縁水密構
造は不要であり、材料の破れ等に対しても破損箇所の内
側表面に補強シール布を接着する等して簡単に補修し、
必要に応じ補強して長期間使用することができる。

前述した装置は、シート材料の大きさに関係なく流下
面と保温貯槽が一体化された単純な構造をしている。流
下熱交換面が加工の容易なシート材料から構成されてい
るため、熱交換面積とその立体形状、および窪みの容積
は自由に選択することができる。

以下、添付図面に沿って本考案の幾つかの実施例につ
き詳細に説明する。

実施例 第１図は、本考案に係る熱交換装置の第１の実施例を
示している。

図示の熱交換装置では、可撓性シート材料１の持ち上
げられた周縁部の一部である上側側部1aは一方の構造体
５の一部に設置されている。また、前記持ち上げられた
周縁部の一部1aに相対する周縁部の他の部分としての下
側側部1bは、他方の構造体６に取り付けられている。

一方の構造体５には、図示の実施例ではジャッキ装置
が使用されており、このジャッキ装置を操作すれば構造
体５は上下方向に伸縮し、結果的に可撓性シート材料１
の上側側部1aの高さ位置を調節することができる。ま
た、他方の構造体６は支持面に予め形成してある一連の
開口７の内、必要位置にある開口内に挿入して固定され
ている。これら開口７は予め複数の箇所に設置してあ
り、一方の構造体５の伸縮状態に応じて選択することが
できる。尚、他方の構造体６には、一方の構造体５と同
様のジャッキ装置を設置することもでき、また一方の構
造体５の設置位置は、他方の構造体６と同様に開口を用
いて横移動を伝えるように構成しておくこともできる。

第２図は、こうして構造体の位置調整と高さ調整を行
い、熱交換面２の勾配角度を大きく設定した具体的な調
整例を示している。

こうして布設された可撓性シート材料１は、例えば、
太陽の季節的変動に応じ適切な傾斜角度の熱交換面２を
形成している。この熱交換面２の上側は、必要に応じ透
明シート材料４で覆うこともできる。前記湾曲した熱交
換面２には噴射ノズル、多孔パイプ等の散液手段（図示
せず）を用いて熱媒体液が散液される。散液された熱媒
体液は熱交換面２の熱を取り去りながら湾曲面に沿って
流下し、湾曲面の窪み３に溜まる。

集熱用に水道水を使用する場合、タイマーを用いて電
磁弁を間欠的に開閉し、水道水を定期的に熱交換面に散
水して集熱終了時期までに窪み３に所定量の温水が溜ま
るように操作したり、こうした操作に加えて、あるいは
こうした操作とは別に、窪みに溜まっている水を繰り返
して熱交換面２に散水することもできる。窪み３は貯湯
槽として利用できるが、貯湯槽が別に用意されている場
合にはブースタータンクまたはトラップとして使用でき
る。

可撓性シート材料１は、矩形、円形、楕円形或はその
他の形態をしたものが用いられ、それぞれのシートの形
状、可撓性シート材料１の機械強度および貯湯容量に見
合うように適当な補強材あるいは架台を用いて所定位置
に保持しておくとよい。特に、貯湯容量が多い場合に
は、この貯湯部（窪み３）の下側に支持用のプラットホ
ームを設置する場合もあり得る。

可撓性シート材料としては、例えば、繊維強化樹脂シ
ートやゴムシート等の各種のシート材料が選択使用され
る。

可撓性シート材料は下面からの放熱量を減らすため
に、少なくとも窪みに相当する箇所には断熱層が取り付
けられている。尚、可撓性シート材料は下面からの放熱
量をできるだけ少なくするためにある程度の断熱性を備
えていることが好ましく、例えば、裏側全面に軟質発泡
ウレタン層を接着しておくこともできる。

前述した流下式汲置熱交換装置は、必要に応じ、泡を
放出する発泡装置（図示せず）を装備することもでき
る。発泡装置には様々な形式のものを使用することがで
きる。発泡装置は、窪みに溜まっている熱媒体液の上側
表面に泡を供給もしくは熱媒体液を撹拌して泡を発生さ
せるように構成されている。この泡は熱媒体液の表面張
力により熱媒体液の表面に層状に広がり、熱媒体液の表
面を覆う断熱層を形成することができる。

熱媒体液を撹拌して泡を発生させる事例には、例え
ば、図示の流下式交換装置を航空機や大型車両の洗浄水
の予熱装置として使用するケースを挙げることができ
る。こうした洗浄水の予熱装置として使用する例では、
水に予め表面活性剤を混入しておき、水の一部、例えば
水面をスクリュー等により機械的に撹拌し発泡させ、同
時に液面に生じる水流を利用して泡自体を液面に広げる
こともできる。

発泡断熱層は、必要に応じ、例えば、集熱を終えた後
の所望の時間帯にのみ形成したり、外気温との温度差に
応じて層厚を厚くしたり、あるいは必要に応じてこの発
泡断熱層を消失させて液面を直接太陽光に晒すこともで
きる。

前述した第１の実施例において、他方の構造体６は車
輪を備えた走行可能な構造体として構成することもでき
る。また、この他方の構造体６にリール装置８を設置し
ておき、必要に応じ、可撓性シート材料を繰り出したり
巻き取れるように構成しておくことも勿論可能である。

第３図は、本考案に係る熱交換装置の第２の実施例を
示している。

図示の第２の実施例の熱交換装置は、一方の構造体５
にウインチ装置5aを設置した点が第１の実施例のものと
異なっている。このウインチ装置5aは可撓性シート材料
１の上側側部1aを上方から支持し、ワイヤーロープの繰
り出し長さを調節して上側側部1aの高さ位置を制御でき
るようにしている。

この第２の実施例でも、他方の構造体６に前記リール
装置８を設置しておけることは勿論である。

尚、ウインチ装置5aからのワイヤーロープの繰出し支
持に伴い、必要に応じて可撓性シート材料１の上側端部
とワイヤーロープの連結部を適当な方法で動揺しないよ
うに固定することが望ましい。この固定に際し、可撓性
部材１の上側側部1aを適宜横方向に移動させることがで
きる。

構造体５には、ウインチ装置以外にも様々な移動手段
を利用することができる。例えば、チャンネル溝を備え
た押出し成形形材の案内軌道を設置しておき、このチャ
ンネル溝内を移動するローラに上側側部1aを取り付けて
おくこともできる。

発明の効果 前述の如く構成するとにより、可撓性シート材料１の
上側側部1aは上下方向に移動可能であり、また可撓性シ
ート材料１の下側側部1bも前後方向（横方向）に移動可
能である。これら上下方向および／または前後方向の移
動調節を行えば、例えば、太陽高度の季節的変動に応じ
て熱交換面２の傾斜角度を変えることができ、また、開
口７の選択使用により窪み３の規模を変化させ、必要と
あらば、窪みの容積を変化させることができる。尚、前
述した熱交換装置は蒸発濃縮用の集熱装置として利用し
たり、放熱器として利用できることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案に係る熱交換装置の第１の実施例を示
す説明図である。 第２図は、本考案に係る熱交換装置の具体的な調節例を
示す説明図である。 第３図は、本考案に係る熱交換装置の第２の実施例を示
す説明図である。 1:可撓性シート材料、1a:上側側部、1b:下側側部、2:熱
交換面、3:窪み、4:透明シート材料、5:一方の構造体、
6:他方の構造体。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】可撓性のあるシート材料を用い、この可撓
   性シート材料の周縁部の一部を他の部分よりも高く持ち
   上げた状態に支持することにより、片寄った窪みを有す
   る傾斜した熱交換面を形成し、この傾斜した熱交換面の
   周縁部の少なくとも一部に熱媒体液を散液し、散液した
   熱媒体液を傾斜面に沿って流下させて窪みに溜めるよう
   にしあり、 可撓性シート材料の前記持ち上げられた周縁部の一部は
   上下方向に移動可能に保持されており、この周縁部の一
   部の高さ位置を調節することにより熱交換面の傾斜角度
   を調節可能とした構造の熱交換装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載された熱交換装置におい
   て、前記持ち上げられた周縁部の一部に相対する周縁部
   の他の部分が前後方向に移動可能に保持されている熱交
   換装置。