JPS5939661B2 - 太陽熱集熱器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、排気した透明包囲体内に配置されかつ少なく
とも１つのダクトを有する吸収体を含み、前記吸収体は
作動中前記ダクト中の熱運搬媒体に入射太陽光線からも
たらされた熱を移転する働きをするものであり、又包囲
体内に位置する少なくとも１つのゲッタを含む如き太陽
熱集熱器に関するものである。

上記の種類の太陽熱集熱器はドイツ国公開公報第２５２
３９６５号により既知である。

既知の太陽熱集熱器の包囲体内の圧力はＢ ａ ｐＺｒ
、Ｔｉ 及び類似物の如きゲッタの存在にも拘らず時間
の経過とともに強く増大することが判明した。

この圧力増加は太陽熱集熱器の熱効率を著しく減少させ
る結果をもたらすが、その理由は入射太陽光線からもた
らされる熱の相当な部分が吸収体から包囲体への伝導に
よって周囲物体に消散せしめられてしまうからである。

本発明の目的は適当な真空が集熱器の使用寿命を通じて
包囲体内に維持される如き改良された太陽熱集熱器を提
供することにある。

この目的を達成するため、本発明による太陽熱集熱器は
５００乃至２０００°Ｃの作動温度をもつ少なくとも１
つの加熱体が残留ガスを分解するために包囲体内に配置
されることを特徴とする。

本発明は、吸収体及び包囲体により放出されたＣＯ及び
Ｈ２Ｏの如きガス汚染物がゲッタと反応しその間普通の
ゲッタと結合しないメタンの如き炭化水素化合物を形成
し得るという事実の認識に基づくものである。

比較的高い温度の加熱体は次のことを確実にする、即ち
炭化水素化合物が分解され、かくして作られた炭素は加
熱体に取り上げられるが、放出された水素はゲッタと結
合するということを確実にする。

本発明による太陽熱集熱器の好適実施例は、加熱体が該
加熱体を加熱するため作動中入射する太陽光線を加熱体
に集中させる集束手段を含むことを特徴とする。

集束手段は例えばレンズ、又は反射器、又はこれらの組
合せから構成することができる。

入射太陽光線はかくして加熱体の作動温度を所望の比較
的高い値に上昇させるために簡単に使用することができ
る。

本発明による太陽熱集熱器の更に好適な実施例は加熱体
が作動中電流源に接続されることを特徴とする。

太陽熱集熱器設備は通常、例えば制御のために又は熱運
搬媒体ポンプを駆動するために電力源を含む。

本発明によれば、金属吸収体は加熱体と直列に電流伝達
素子として接続することができる。

本発明による太陽熱集熱器のその他の好適実施例では、
電流源は作動中太陽光線を受ける光電池から成る。

このことは公共電気幹線を利用できない地域で太陽熱集
熱器を使用するときに特に有利である。

光電池は好適には太陽熱集熱器の包囲体内に配置する。

光電池はかくして天候による影響や損傷から保護される
ことになる。

本発明は太陽熱集熱器の若干の実施例を示す添付図面（
尺度比無視）を参照して以下詳述される。

第１ａ図中の参照数字１は平らな金属吸収体を示し、こ
れは例えばアルミニウム板から成り、該層は上側に、例
えば酸化ニッケル又は酸化銅、硫化銅、酸化コバルト又
は硫化コバルト（図示せず）の太陽光線吸収層を備えて
いる。

封鎖した金属管２は例えば半田付は又は溶接により吸収
体１に連結される。

排気した透明ガラス包囲体３内に位置した管セクション
２ａは管２内の熱運搬媒体４用の蒸発器を構成する。

前記媒体は例えば水、アルコール又は登録商標゛フレオ
ン”で知られる炭化水素から成る。

ガラス管３の外に位置する管セクション２ｂは熱運搬媒
体４用の凝縮器を成す。

該管セクション２ｂは空気又は水の如き熱受取媒体に対
する熱移転を改良するためにひれ５を含み、前記熱は作
動中管セクション２ｂに沿って導かれる。

ガラス管３の下側は内部反射層６を備え、該層は例えば
蒸着した銀又はアルミニウムから成る。

排気したガラス管３内にはゲッタ７、例えばバリウム、
例えばカンサル（ｋａｎｔｈａｌ ）、タングステン
、モリブデン又はタンタルから成る加熱体８、レンズ９
及び貫通放物面（ｐａｒａｂｏｌ ｉｃｔｈｒｏｕｇｈ
）の形の反射器１０が設けられる。

加熱体８はその焦線（ｆｏｃａｌ １ｉｎｅ）内に配置
１ルている。

部品７乃至１０は堅固なフレーム構体１１により支持さ
れ、該構体の一端はガラス管３の端３ａ中に封入され、
一方その他端は伸縮彎曲部１１ａを介して金属管に定着
していて、この管を支持するようになしている。

伸縮彎曲部は金属ノ・ウジング２の熱膨張とガラス管３
の熱膨張間の差を補償するために役立つものである。

作動中、凝縮器２ｂは蒸発器２ａのレベルより高いレベ
ルに配置される。

入射太陽光線からもたされる熱は熱運搬媒体４を蒸発さ
せる。

蒸気は凝縮器２ｂへ流れ、ここで凝縮し、その間熱を放
出する。

凝縮物は引続き重力作用により蒸発器２ａへ戻る。

ゲッタ７は吸収体１、金属管２及びガラス管３により放
出される０２．Ｈ２，Ｈ２Ｏ，Ｃ０９ＣＯ□の如き汚染
物を結合せしめる。

加熱体８は例えば８００℃の作動温度をもち、該温度は
レンズ９及び反射器１０により入射太陽光線を集束せし
めることにより得られる。

加熱体８は、ガラス管３内に形成された０Ｌ の如き炭
化水素が分解されることを確実にし、かくして放出され
た炭素は例えば加熱体により取り上げられ、一方放出さ
れた水素はゲッタ７によって結合せしめられる。

適当な真空（例えば１０’）ルニ１３３．５ ５Ｐａ）
がこうして太陽熱集熱器の全使用前命中維持され、それ
故太陽熱集熱器の高い熱効率が保たれる。

ガラス包囲体３は別法として他の透明材料、例えば合成
材料で作ることができる。

金属管２は別法として例えばガラスで作ることができ、
一方管２の内側には毛細管構体を備えることができる。

該構体は凝縮物を凝縮器２ｂから蒸発器２ａへ重力と無
関係に戻す作用を与えるものである。

更に、ガラス管３の内部は部分的に又は全体的に、例え
ば■ｎ２０３（図示せず）の光は透過するが赤外線は反
射する層を備えることができる。

該層は熱効率を一層増大させるものである。

第１図の部分に相当する第２〜４図に示す太陽熱集熱器
の部分は同じ参照数字により示している。

第２図に示す太陽熱集熱器の管２はここでは板２０によ
り支持される。

ゲッタ７は管２に連結される。

加熱体８は外部電流源に接続することができる。

その目的でリード線２１と２２はピンチガラス（ｇｌａ
ｓｓ ｐｉｎｃｈ） ３ ｂを通して導出される。

ガラス管３の排気は軸部２３を経て行なわれ、該軸部の
端は排気後封鎖される。

第３図に示す太陽熱集熱器は第２図に示すものとは次の
点で異なる、即ち加熱体８及び金属吸収体１と管２は直
列電気接続を成し、凝縮器２ｂはアース接続をなしてい
る点で異なる。

第４ａ、４ｂ図に示す太陽熱集熱器はＵ形管の形をなす
吸収体４０を含み、肢管は熱運搬媒体、例えば水用の入
口４１と出口４２を含む。

このＵ形管は例えばガラスから作られ、例えば′ガラス
エナメルの黒色表面層を備えることができる。

Ｕ形管４０は例えば雲母の板４３．４４によりガラス管
３の内側の所定位置に保持される。

排気したガラス管の内側には光電池（太陽電池）４５が
配置され、該電池は導電線４６．４７を経て加熱体８に
接続される。

作動中太陽電池４５に入射する太陽光線は電気エネルギ
ーに変換され、かくして加熱体８の作動温度は８００乃
至９００℃の値に上昇せしめられる。

透明包囲体は二重壁構造となし得ることは明らかである
。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図はヒートパイプ太陽熱集熱器の縦断面図で、排
気した包囲体中に加熱体を備え、加熱体の作動温度がレ
ンズと貫通放物面形状の反射器によって集束せしめられ
る入射太陽光線により得られる如くなした構造を示すも
の、第１ｂ図は第１ａ図の線Ｉｂ−Ｉｂ の区域でとっ
た横断面図、第１ｃ図は第１ａ図の線Ｉｃ−Ｉｃ の区
域でとった横断面図、第２図はヒートパイプ太陽熱集熱
器の縦断面図で、外部電流源により給電される加熱体を
備えたものを示すもの、第３図はヒートパイプ太陽熱集
熱器の縦断面図で、外部電流源により給電される加熱体
を金属ヒートパイプと直列に電気接続したものを示すも
の、第４ａ図は太陽熱集熱器の縦断面図で、Ｕ形管の形
状をなす吸収体と、同様に包囲体内に配置した光電池（
太陽電池）により給電される加熱体を備えたものを示す
もの、第４ｂ図は第４ａ図の線ＩＶ ｂ −ＩＶ ｂの
区域でとった横断面図である。 １・・・吸収体、２・・・封鎖した金属管、３・・・透
明ガラス包囲体、４・・・熱運搬媒体、５・・・ひれ、
６・・・内部反射層、７・・・ゲッタ、８・・・加熱体
、９・・・レンズ、１０・・・反射器、１１・・・フレ
ーム構体、２０・・・板、２１．２２・・・リード線、
４０・・・吸収体、４１・・・入′口、４２・・・出口
、４３．４４・・・板、４６．４７・・・導電線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 排気した透明包囲体の内部に配置しかつ少なくとも
   １つのダクトを含む吸収体を備え、前記吸収体は作動中
   入射太陽光線によりもたらされる熱を前記ダクト中の熱
   運搬媒体に移転させる動きをし、又包囲体内部に位置し
   た少なくとも１つのゲッタを備えた太陽熱集熱器に於て
   、少なくとも１つの加熱体が前記ゲッタから分離しかつ
   離間して包囲体内に配置されており、前記加熱体は残留
   ガスを分解させるために５００乃至２０００℃の作動温
   度をもつことを特徴とする太陽熱集熱器。 ２、特許請求の範囲丁゛記載の太陽熱集熱器に於て、加
   熱体が、加熱体を加熱するために作動中入射する太陽光
   線を加熱体に集中させる集束手段を備えることを特徴と
   する太陽熱集熱器。 ３ 特許請求の範囲１記載の太陽熱集熱器に於て、加熱
   体は作動中電流源に接続されることを特徴とする太陽熱
   集熱器。 ４ 特許請求の範囲３記載の太陽熱集熱器に於て、金属
   吸収体は電流伝達素子として加熱体と直列に接続される
   ことを特徴とする太陽熱集熱器。 ５ 特許請求の範囲３記載の太陽熱集熱器に於て、電流
   源が作動中太陽光線を受ける光電池から成ることを特徴
   とする太陽熱集熱器。 ６ 特許請求の範囲５記載の太陽熱集熱器に於て、光電
   池は包囲体内に配置されることを特徴とする太陽熱集熱
   器。