JPS5896947A - 太陽熱集熱器 - Google Patents
太陽熱集熱器Info
- Publication number
- JPS5896947A JPS5896947A JP56194100A JP19410081A JPS5896947A JP S5896947 A JPS5896947 A JP S5896947A JP 56194100 A JP56194100 A JP 56194100A JP 19410081 A JP19410081 A JP 19410081A JP S5896947 A JPS5896947 A JP S5896947A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- section
- pipe
- working fluid
- vapor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
- F28D15/06—Control arrangements therefor
-
- 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
- F24S10/90—Solar heat collectors using working fluids using internal thermosiphonic circulation
- F24S10/95—Solar heat collectors using working fluids using internal thermosiphonic circulation having evaporator sections and condenser sections, e.g. heat pipes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S40/00—Safety or protection arrangements of solar heat collectors; Preventing malfunction of solar heat collectors
- F24S40/50—Preventing overheating or overpressure
- F24S40/55—Arrangements for cooling, e.g. by using external heat dissipating means or internal cooling circuits
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は可変コンダクタンス形ヒートパイプを用いた太
陽熱集熱器の構造に関するものである。
陽熱集熱器の構造に関するものである。
通常の純粋な単一作動液体のヒートパイプ中に少量の非
凝縮ガスを混入してなる可変コンダクタンス形ヒートパ
イプ（以下ＶＣＨＰという）は、自己制御形の温度制御
素子としての機能を有するものとして広く用いられてい
る。
凝縮ガスを混入してなる可変コンダクタンス形ヒートパ
イプ（以下ＶＣＨＰという）は、自己制御形の温度制御
素子としての機能を有するものとして広く用いられてい
る。
第１図、第２図はこのＶＣＨＰを太陽熱集熱・の熱ａ収
部として用いた従来の構造を説明する要部断面図である
。同図において、ｌは集熱部２と放熱部３及び熱放散部
４を有するＶＣＨＰであり、フｐン岬の作動液５及び窒
素等の非凝縮ガス６が混入されている。そして前記集熱
部２は光エネルギーが透過できるガラス管等の透明体で
形成され九真空管７に封止金具８にて収納され、ま九集
熱郁２と内部接続された放熱部３には熱媒が流れる熱媒
管９が挿通され熱交換Ｓｔ−形成しその周囲は新熱材１
０ ｋより外部と熱Ｉ！ｌ緑されている。さらに、連結
管Ｕにより放熱部３と内Ｓ接続された熱放散部４の外周
には放熱フィン４が設げられている・なお設置時には、
放熱部３は集熱部２より、さらに熱放散部４は放熱部３
より順次高くなるような位置関係が保たれる必要がある
。
部として用いた従来の構造を説明する要部断面図である
。同図において、ｌは集熱部２と放熱部３及び熱放散部
４を有するＶＣＨＰであり、フｐン岬の作動液５及び窒
素等の非凝縮ガス６が混入されている。そして前記集熱
部２は光エネルギーが透過できるガラス管等の透明体で
形成され九真空管７に封止金具８にて収納され、ま九集
熱郁２と内部接続された放熱部３には熱媒が流れる熱媒
管９が挿通され熱交換Ｓｔ−形成しその周囲は新熱材１
０ ｋより外部と熱Ｉ！ｌ緑されている。さらに、連結
管Ｕにより放熱部３と内Ｓ接続された熱放散部４の外周
には放熱フィン４が設げられている・なお設置時には、
放熱部３は集熱部２より、さらに熱放散部４は放熱部３
より順次高くなるような位置関係が保たれる必要がある
。
このような構成において、真空管７を通してＶＣＨＰｌ
の集熱部２に太陽光による熱入力が加えられるとこの部
分に封入された作動液５が蒸発し、この作動液５の蒸気
の圧力により非凝縮性ガス６を圧縮し、蒸気・ガス界面
を放熱部端方向へ移動させる。このため、放ＩＩＩ＆ｓ
３内は作動液５の蒸気で満たされ熱媒管９を流れる熱媒
を加熱する。このとき、連結管１１曾よび熱放散部４に
は非凝縮性ガス６で満たされている為、外部への熱放散
はほとんど行なわれない。放熱部３内で熱交換を終えた
作動液５の蒸気は液化し、重力により集熱部２へ還流さ
れ再び太陽光による熱入力が加えられる。
の集熱部２に太陽光による熱入力が加えられるとこの部
分に封入された作動液５が蒸発し、この作動液５の蒸気
の圧力により非凝縮性ガス６を圧縮し、蒸気・ガス界面
を放熱部端方向へ移動させる。このため、放ＩＩＩ＆ｓ
３内は作動液５の蒸気で満たされ熱媒管９を流れる熱媒
を加熱する。このとき、連結管１１曾よび熱放散部４に
は非凝縮性ガス６で満たされている為、外部への熱放散
はほとんど行なわれない。放熱部３内で熱交換を終えた
作動液５の蒸気は液化し、重力により集熱部２へ還流さ
れ再び太陽光による熱入力が加えられる。
このような作動液の蒸発−凝縮サイクルの繰り返しｋよ
り、熱媒は加熱されて熱媒循環系な構成する。
り、熱媒は加熱されて熱媒循環系な構成する。
以上は、正常動作時の動作であるが、設置時や長期間使
用しない時の様に熱媒管９に熱媒が流れず、しかも真空
管γ内のＶＣＨＰＩには太陽光による熱入力が加えられ
て（・る場合、いわゆる９焚き状態においては、集熱部
２内の作動液は蒸発をつづける−１、放熱部３では熱の
交換はほとんど行なわれない為ＶＣＨＰＩ内の温度が上
昇する傾向にある。しかしこの場合には、作動液５ｆ）
Ｗ気の圧力が非凝縮ガス６を圧縮し蒸気・ガス界面を熱
放散部まで移動するので、この部分での熱放散作用が働
ぎ蒸気温度の上昇はおさえられる。つまりこの種の太陽
熱集熱器では、熱入力の増減による蒸気ｍ度の変化と放
熱部熱伝導率の増減による蒸気温度の変化が互いに相殺
し、ＶＣＨＰ内をある温度範囲内に保つ作用を有してい
る。
用しない時の様に熱媒管９に熱媒が流れず、しかも真空
管γ内のＶＣＨＰＩには太陽光による熱入力が加えられ
て（・る場合、いわゆる９焚き状態においては、集熱部
２内の作動液は蒸発をつづける−１、放熱部３では熱の
交換はほとんど行なわれない為ＶＣＨＰＩ内の温度が上
昇する傾向にある。しかしこの場合には、作動液５ｆ）
Ｗ気の圧力が非凝縮ガス６を圧縮し蒸気・ガス界面を熱
放散部まで移動するので、この部分での熱放散作用が働
ぎ蒸気温度の上昇はおさえられる。つまりこの種の太陽
熱集熱器では、熱入力の増減による蒸気ｍ度の変化と放
熱部熱伝導率の増減による蒸気温度の変化が互いに相殺
し、ＶＣＨＰ内をある温度範囲内に保つ作用を有してい
る。
しかしながら、太陽熱集熱器にお１する集熱温度は約３
０〜Ｚｏｏ℃と広く、通常の集熱温度では集熱部２にお
ける熱入力が比較的小さい。この為、前述したＶＣＨＰ
の特性により、放熱部３での熱交換による熱の放出をお
さえる自己制御が働き、蒸気・ガス界面が連結管１１内
を放熱ｓ３へと移動する・この際、従来では連結管１１
内の容積を熱損失を減らす意味で小さくした構造であっ
た為にこれが蒸気・ガス界面の変動を更；（大きくする
結果を招き、また実際には蒸気・ガス界Ｘは、徴散効果
と管壁の軸方向熱伝導によって画然とした状態ではあり
得ないので放熱部３内の熱媒管９の同門には作動液５の
蒸気と非凝縮ガス６が混在してしまう。この為し一ドパ
イブの有効凝縮面積が小さくなり、凝縮部での作動蒸気
のみかげり熱伝達率（作動蒸気と非凝縮ガスの混合ガス
による熱伝達率）は低下し集熱部と凝縮部間の温度差が
太き（なる欠点がある。これＫより集熱効率も低下する
。
０〜Ｚｏｏ℃と広く、通常の集熱温度では集熱部２にお
ける熱入力が比較的小さい。この為、前述したＶＣＨＰ
の特性により、放熱部３での熱交換による熱の放出をお
さえる自己制御が働き、蒸気・ガス界面が連結管１１内
を放熱ｓ３へと移動する・この際、従来では連結管１１
内の容積を熱損失を減らす意味で小さくした構造であっ
た為にこれが蒸気・ガス界面の変動を更；（大きくする
結果を招き、また実際には蒸気・ガス界Ｘは、徴散効果
と管壁の軸方向熱伝導によって画然とした状態ではあり
得ないので放熱部３内の熱媒管９の同門には作動液５の
蒸気と非凝縮ガス６が混在してしまう。この為し一ドパ
イブの有効凝縮面積が小さくなり、凝縮部での作動蒸気
のみかげり熱伝達率（作動蒸気と非凝縮ガスの混合ガス
による熱伝達率）は低下し集熱部と凝縮部間の温度差が
太き（なる欠点がある。これＫより集熱効率も低下する
。
本発明はこのような点Ｋｌｌみなされたもので、常に熱
媒管の周囲には作動液の蒸気のみが存在するよ５ＫＬ％
ＶＣＨＰの放熱部内凝縮部の熱抵抗を小さくした集熱効
率のよい太陽熱集熱器を提供することを目的とする・ 以下、本発明の実施例を第３図及び＃Ｅ４図の要部断面
図により説明する。同図において、Ｂは本発明の特徴と
する混合ガス溜でありその他の部分は第１図及び纂２図
と同様である為、同一部分には同一参照符号を付してそ
の説明を省略している。
媒管の周囲には作動液の蒸気のみが存在するよ５ＫＬ％
ＶＣＨＰの放熱部内凝縮部の熱抵抗を小さくした集熱効
率のよい太陽熱集熱器を提供することを目的とする・ 以下、本発明の実施例を第３図及び＃Ｅ４図の要部断面
図により説明する。同図において、Ｂは本発明の特徴と
する混合ガス溜でありその他の部分は第１図及び纂２図
と同様である為、同一部分には同一参照符号を付してそ
の説明を省略している。
すなわち、被加熱液体との熱交換を行なう放熱部と過熱
防止用の熱放散部とをＩｉａしている連結管Ｕに、集熱
時放熱部内をほぼ作動液の蒸気で満たすだけの容積を有
する混合ガス溜りを設け、それを例えば前記放熱部３と
共に断熱材ｔｏ Ｋよって包む断熱手段によって外部と
熱絶縁する構造であるＯ 本発明はこのような構成であるから逆電問題となった低
温集熱においても作動液の蒸気の圧力低下に伴なう非凝
縮ガスの移動が小さくなり、放熱部は常に作動液の蒸気
で充満される。また混合ガス溜は、高温を有する放熱部
と共に断熱材によって包まれているので、通常動作時不
要な熱放散を起こすこともない。したがりて凝縮部での
熱抵抗は常に小さくなり、本発明の目的とする集熱効率
が陶土する。
防止用の熱放散部とをＩｉａしている連結管Ｕに、集熱
時放熱部内をほぼ作動液の蒸気で満たすだけの容積を有
する混合ガス溜りを設け、それを例えば前記放熱部３と
共に断熱材ｔｏ Ｋよって包む断熱手段によって外部と
熱絶縁する構造であるＯ 本発明はこのような構成であるから逆電問題となった低
温集熱においても作動液の蒸気の圧力低下に伴なう非凝
縮ガスの移動が小さくなり、放熱部は常に作動液の蒸気
で充満される。また混合ガス溜は、高温を有する放熱部
と共に断熱材によって包まれているので、通常動作時不
要な熱放散を起こすこともない。したがりて凝縮部での
熱抵抗は常に小さくなり、本発明の目的とする集熱効率
が陶土する。
ｗｉ１図および第２図は従来構造を説明する！！要部断
面図第３図および第４図は本発明の詳細な説明する要部
断面図である。 １・・・可変インダクタンス形ヒートパイプ（ＶＣＨＰ
）、２・・・集熱部、３・・・放熱部、４・・・熱放散
部、５・・・作動液、６・・・非凝縮ガス、Ｓ−・熱媒
管、１０・・・断熱材、１１・・・連結管、１３・・・
混合ガス溜・才１図 才 ２Ｕ２Ｕ 才 ３ 図 ｆ’４ 図
面図第３図および第４図は本発明の詳細な説明する要部
断面図である。 １・・・可変インダクタンス形ヒートパイプ（ＶＣＨＰ
）、２・・・集熱部、３・・・放熱部、４・・・熱放散
部、５・・・作動液、６・・・非凝縮ガス、Ｓ−・熱媒
管、１０・・・断熱材、１１・・・連結管、１３・・・
混合ガス溜・才１図 才 ２Ｕ２Ｕ 才 ３ 図 ｆ’４ 図
Claims (1)
- （菫）透光性の真！管内に収納された集熱部と熱媒管が
挿通された放熱部と外周に放熱フィンを有する熱放散部
が順次高くなるよう連結して設けられたヒートパイプに
作動液と非凝縮ガスを混入してなる太陽熱集熱１ｓにお
いて、該放熱部と該熱放散部とを結ぶ連結管に集熱時放
熱部内をはぼ作動液の蒸気で満たすだ；すの容積を有す
る混合ガス溜が設けられていることを卿徽とする太陽熱
集熱器・（ｚｌ 特許請求の範Ｓ第１項記載の装置にお
いて、前記混合ガス溜が断熱手段を有することを特像と
する太陽集熱器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56194100A JPS5896947A (ja) | 1981-12-02 | 1981-12-02 | 太陽熱集熱器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56194100A JPS5896947A (ja) | 1981-12-02 | 1981-12-02 | 太陽熱集熱器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5896947A true JPS5896947A (ja) | 1983-06-09 |
Family
ID=16318941
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56194100A Pending JPS5896947A (ja) | 1981-12-02 | 1981-12-02 | 太陽熱集熱器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5896947A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007043766A1 (en) * | 2005-10-08 | 2007-04-19 | Korea Institute Of Energy Research | Evacuated tubular solar collector with eccentric type manifold flange |
| CN106524805A (zh) * | 2016-12-02 | 2017-03-22 | 廖忠民 | 适形竖直导热面热管散热器 |
-
1981
- 1981-12-02 JP JP56194100A patent/JPS5896947A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007043766A1 (en) * | 2005-10-08 | 2007-04-19 | Korea Institute Of Energy Research | Evacuated tubular solar collector with eccentric type manifold flange |
| KR100712012B1 (ko) | 2005-10-08 | 2007-04-30 | 한국에너지기술연구원 | 진공관형 태양열집열기 편심형 매니폴드 |
| US8113192B2 (en) | 2005-10-08 | 2012-02-14 | Korea Institute Of Energy Research | Evacuated tubular solar collector with eccentric type manifold flange |
| CN106524805A (zh) * | 2016-12-02 | 2017-03-22 | 廖忠民 | 适形竖直导热面热管散热器 |
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