JPS60108643A - 太陽熱集熱器 - Google Patents
太陽熱集熱器Info
- Publication number
- JPS60108643A JPS60108643A JP58215454A JP21545483A JPS60108643A JP S60108643 A JPS60108643 A JP S60108643A JP 58215454 A JP58215454 A JP 58215454A JP 21545483 A JP21545483 A JP 21545483A JP S60108643 A JPS60108643 A JP S60108643A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- socket
- exchange part
- metal
- tube
- 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
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S80/00—Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
- F24S80/30—Arrangements for connecting the fluid circuits of solar collectors with each other or with other components, e.g. pipe connections; Fluid distributing means, e.g. headers
-
- 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
-
- 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)
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- Sustainable Energy (AREA)
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- 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。
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
本発明は設置が容易でしかも維持管理がし易い太陽熱真
空管式集熱器に関するものである。
空管式集熱器に関するものである。
従来例の構成とその問題点
太陽光を受けて熱に変換する集熱板を真空中に封じ込ん
だ真空管式集熱器は一集熱した熱の対流による熱損失が
全く存在しないので高効率であり、最近実用される数が
増加して来た。その多くの場合に見られる構造を第Ｓ図
に示す。集熱フィン３１１ｔｉｈラス管３０の中に封入
されている。集熱フィン３１には熱的な密着構造をもっ
て熱交換媒体管路３２が取付けられ、熱交換媒体管路３
２は封口金具３６に密封的に付けられ、封口金具３６は
ガラス管３ｏに接着されている。各集熱管の管路は３３
に示すように直（並）列に接続されている。
だ真空管式集熱器は一集熱した熱の対流による熱損失が
全く存在しないので高効率であり、最近実用される数が
増加して来た。その多くの場合に見られる構造を第Ｓ図
に示す。集熱フィン３１１ｔｉｈラス管３０の中に封入
されている。集熱フィン３１には熱的な密着構造をもっ
て熱交換媒体管路３２が取付けられ、熱交換媒体管路３
２は封口金具３６に密封的に付けられ、封口金具３６は
ガラス管３ｏに接着されている。各集熱管の管路は３３
に示すように直（並）列に接続されている。
通常の応用では第３図のように複数本の集熱管の管路を
あらかじめ接続し一般置場所にユニットとして搬入し、
各ユニット管路３４．３５を接続する。このユニットは
通常６ｏ〜７ｏｋｇの重量で設置時に多くの人手を要し
ていた。さらにこれら太陽熱集熱器を実用中に、時に破
損を生じたり、真空洩れが発生することがあった。上記
説明の従来の集熱器では該当する集熱管１本を現地で取
り変えることは管路接続部のろう付作業等のわずられし
さから事実上不可能であった。丑だとの種集熱器におけ
るトラブルは寒冷時に熱交換媒体の凍結と負荷が小さい
時の熱交換媒体の沸騰問題があった。前者は熱交換媒体
に不凍液を用いることで回避されるが、後者に対しては
管路から媒体が抜去られる。集熱作動を回復するために
はポンプで媒体を管路に注入しなければならないが、こ
のとき第３図から理解されるごとく残溜空気を抜去るこ
とが困難であり一回復後の運転に支障を来すことがしば
しば発生した。
あらかじめ接続し一般置場所にユニットとして搬入し、
各ユニット管路３４．３５を接続する。このユニットは
通常６ｏ〜７ｏｋｇの重量で設置時に多くの人手を要し
ていた。さらにこれら太陽熱集熱器を実用中に、時に破
損を生じたり、真空洩れが発生することがあった。上記
説明の従来の集熱器では該当する集熱管１本を現地で取
り変えることは管路接続部のろう付作業等のわずられし
さから事実上不可能であった。丑だとの種集熱器におけ
るトラブルは寒冷時に熱交換媒体の凍結と負荷が小さい
時の熱交換媒体の沸騰問題があった。前者は熱交換媒体
に不凍液を用いることで回避されるが、後者に対しては
管路から媒体が抜去られる。集熱作動を回復するために
はポンプで媒体を管路に注入しなければならないが、こ
のとき第３図から理解されるごとく残溜空気を抜去るこ
とが困難であり一回復後の運転に支障を来すことがしば
しば発生した。
上記に述べた従来の真空管式集熱器の欠点を取り除く方
法として、集熱管ごとに端部に熱交換部を設け、熱交換
媒体が流れるヘッダーに上記熱交換部を機械的に受容す
るソヶソＩ・状熱交換部を設け、設置時に先ずヘッダ一
部を設置して配管して後、各集熱管を恰も照明における
蛍光灯のごとくソケットにはめ込むことで集熱系を形成
する方法がある。しかし、ソケット部は機械的な嵌合で
あるため、通常空隙を有する。空気層は大きな断熱性を
有するため、ソケット状熱交換部の隙間が大きければ大
きいほど伝熱性は悪くなるという問題点がある。
法として、集熱管ごとに端部に熱交換部を設け、熱交換
媒体が流れるヘッダーに上記熱交換部を機械的に受容す
るソヶソＩ・状熱交換部を設け、設置時に先ずヘッダ一
部を設置して配管して後、各集熱管を恰も照明における
蛍光灯のごとくソケットにはめ込むことで集熱系を形成
する方法がある。しかし、ソケット部は機械的な嵌合で
あるため、通常空隙を有する。空気層は大きな断熱性を
有するため、ソケット状熱交換部の隙間が大きければ大
きいほど伝熱性は悪くなるという問題点がある。
発明の目的
本発明は、上記欠点に鑑みソケット状熱交換部の密着性
を高め、伝熱性能を向上させることを目的とする〇 発明の構成 本発明は、ソケット状熱交換部の内側を構成する金属と
して熱的膨張性の比較的大きいもの、例えば銅（線膨張
係数１７．７Ｘ１０ ’／℃） 、外側を構成する金属
として内側を構成する金属よりは熱膨張性の小さな金属
、例えば鉄（１０，５Ｘ１０−６／／ｃ）を用いる。そ
うすれば、この熱交換部が加熱されたとき、外側よりも
内側の金属の熱膨張性が太きいため、密着度が増す。
を高め、伝熱性能を向上させることを目的とする〇 発明の構成 本発明は、ソケット状熱交換部の内側を構成する金属と
して熱的膨張性の比較的大きいもの、例えば銅（線膨張
係数１７．７Ｘ１０ ’／℃） 、外側を構成する金属
として内側を構成する金属よりは熱膨張性の小さな金属
、例えば鉄（１０，５Ｘ１０−６／／ｃ）を用いる。そ
うすれば、この熱交換部が加熱されたとき、外側よりも
内側の金属の熱膨張性が太きいため、密着度が増す。
実施例の説明
本発明の集熱管の平面図が第１図に一断面図が第２図に
示されている。本発明の集熱管の熱輸送管２４はヒート
パイプ構造で、両端を密封された金属管の中を真空にし
、一端に第１の熱媒液１７が封じ込まれている。残部の
空間１８には上記熱媒のその時の温度で平衡する圧力の
蒸気が充満している。第１０熱媒には水、ぶつ化炭素化
合物のフロン１１４，１１３．２２等およびイソフ゛タ
ニ／等の炭化水素化合物が用いられる。第１の熱媒液１
７が存在する位置に対応する熱輸送管２４の表面には太
陽光を吸収して熱に変換する集熱板１５が熱的に密着さ
れている。
示されている。本発明の集熱管の熱輸送管２４はヒート
パイプ構造で、両端を密封された金属管の中を真空にし
、一端に第１の熱媒液１７が封じ込まれている。残部の
空間１８には上記熱媒のその時の温度で平衡する圧力の
蒸気が充満している。第１０熱媒には水、ぶつ化炭素化
合物のフロン１１４，１１３．２２等およびイソフ゛タ
ニ／等の炭化水素化合物が用いられる。第１の熱媒液１
７が存在する位置に対応する熱輸送管２４の表面には太
陽光を吸収して熱に変換する集熱板１５が熱的に密着さ
れている。
集熱板１５の太陽光受光面には酸化クロム、クロムより
なる選択吸収膜が伺けられている。集熱板１６が取り付
けられた熱輸送管２４の内壁面はヒートバイブの蒸発面
として作用する。熱輸送管２４の細端はヒートパイプの
凝縮部として作用する。熱輸送管２４の蒸発部は１端を
封じたカラス管１ｏで囲まれ、カラス管１０は円周１３
で封口金具１４に融着され、封口金具１４は熱輸送管２
４にろうイ」さハ２−カラス管１０内ば１０−’Ｔｏｒ
ｒノ高真空にされている。ヘッダー管１には熱輸送管２
４０他端を受け入れるソケット４が取付けらね、たキャ
ップ３が数句けられている。ヘッダー管１内に突出した
ソケット４の外表面は第１の熱交換面として作用する。
なる選択吸収膜が伺けられている。集熱板１６が取り付
けられた熱輸送管２４の内壁面はヒートバイブの蒸発面
として作用する。熱輸送管２４の細端はヒートパイプの
凝縮部として作用する。熱輸送管２４の蒸発部は１端を
封じたカラス管１ｏで囲まれ、カラス管１０は円周１３
で封口金具１４に融着され、封口金具１４は熱輸送管２
４にろうイ」さハ２−カラス管１０内ば１０−’Ｔｏｒ
ｒノ高真空にされている。ヘッダー管１には熱輸送管２
４０他端を受け入れるソケット４が取付けらね、たキャ
ップ３が数句けられている。ヘッダー管１内に突出した
ソケット４の外表面は第１の熱交換面として作用する。
ここで、ソケット４を構成する金属として、例えば銅（
線膨張係数１７ ニア Ｘ １０ ’／／ｃ）、熱輸送
管２４を構成する金属としては、例えば鉄（１０，５Ｘ
１０ ’／℃） を用いる。そして、熱輸送管２４の凝
縮部にテーパを、ソケット４には同じ傾斜の逆テーパを
設けることにより、機械的にも密着構造部６を有してい
る。ヘッダー管１を貫通して第３０熱媒が通る熱交換管
２が取付けられている。ヘッダー管１内の熱交換管２の
外表面は第２の熱交換面として作用中る。ヘッダー管１
の両端はフランジ２１で密封され、熱交換管２はフラン
ツ２１に気密的にろうイ」され、キャップ３とヘッダー
管１も気密的に接合されている。ヘッダー管１には熱媒
注入口２ｏが伺けられ、ヘッダー管１内をあらかじめ真
空にして第２の熱媒液が水準２６の高さまで注入される
。水準２５はソケット４がほぼ浸漬される程度でよい。
線膨張係数１７ ニア Ｘ １０ ’／／ｃ）、熱輸送
管２４を構成する金属としては、例えば鉄（１０，５Ｘ
１０ ’／℃） を用いる。そして、熱輸送管２４の凝
縮部にテーパを、ソケット４には同じ傾斜の逆テーパを
設けることにより、機械的にも密着構造部６を有してい
る。ヘッダー管１を貫通して第３０熱媒が通る熱交換管
２が取付けられている。ヘッダー管１内の熱交換管２の
外表面は第２の熱交換面として作用中る。ヘッダー管１
の両端はフランジ２１で密封され、熱交換管２はフラン
ツ２１に気密的にろうイ」され、キャップ３とヘッダー
管１も気密的に接合されている。ヘッダー管１には熱媒
注入口２ｏが伺けられ、ヘッダー管１内をあらかじめ真
空にして第２の熱媒液が水準２６の高さまで注入される
。水準２５はソケット４がほぼ浸漬される程度でよい。
水準２５の上部空間Ｋｉｄ、その時の温度で平衡する第
２の熱媒の蒸気が充満している。第２の熱媒には水、ぶ
つ化炭素化合物のフロン１１４，１１３．２２等および
イソブタン等の炭化水素化合物が用いられる０第３の熱
媒は水丑たはプロピレングリコール等不凍性液の水浴液
である。なお、第２図における２６は水平方向を示すも
のである□ 以下第２図によって本発明の集熱器の動作を説明する。
２の熱媒の蒸気が充満している。第２の熱媒には水、ぶ
つ化炭素化合物のフロン１１４，１１３．２２等および
イソブタン等の炭化水素化合物が用いられる０第３の熱
媒は水丑たはプロピレングリコール等不凍性液の水浴液
である。なお、第２図における２６は水平方向を示すも
のである□ 以下第２図によって本発明の集熱器の動作を説明する。
熱輸送管２４の蒸発部の端はＪに見られるようにヘッダ
部より下げられている。集熱板１５の表面に太陽光が入
射すると集熱板１５の温度が上昇し、そり、にともなっ
て熱輸送管２４の温度が上昇し、内部の第１の熱媒１７
が加熱される０熱媒１γが加熱されると熱輸送管内表面
から沸騰が始寸り、その蒸気は熱輸送管２４の凝縮部内
壁に凝縮し熱を内壁に力え、密着構造部６に伝わり、熱
的嵌合により密着度を強化する。さらにその熱はソケッ
ト４の外表面熱交換面に至る０熱輸送管２４の凝縮部内
壁に凝縮した熱媒は液滴１６となって落下し熱輸送管２
４の傾斜にしたがって１９に示すように蒸発部に向って
流下する。
部より下げられている。集熱板１５の表面に太陽光が入
射すると集熱板１５の温度が上昇し、そり、にともなっ
て熱輸送管２４の温度が上昇し、内部の第１の熱媒１７
が加熱される０熱媒１γが加熱されると熱輸送管内表面
から沸騰が始寸り、その蒸気は熱輸送管２４の凝縮部内
壁に凝縮し熱を内壁に力え、密着構造部６に伝わり、熱
的嵌合により密着度を強化する。さらにその熱はソケッ
ト４の外表面熱交換面に至る０熱輸送管２４の凝縮部内
壁に凝縮した熱媒は液滴１６となって落下し熱輸送管２
４の傾斜にしたがって１９に示すように蒸発部に向って
流下する。
加熱されたソケット４の外表面周囲の第２０熱媒にＬ沸
ｊ騰しその蒸気は熱交換管２の外周に凝縮し、熱交換管
２を加熱する。凝縮した熱媒は液滴となってソケット４
周囲の液状熱媒中に落下する。
ｊ騰しその蒸気は熱交換管２の外周に凝縮し、熱交換管
２を加熱する。凝縮した熱媒は液滴となってソケット４
周囲の液状熱媒中に落下する。
加熱され′に熱交換管２は内部を流れる第３の熱媒を加
熱する。
熱する。
発明の効果
以上述べたように、本発明はソケット構造をとる集熱系
で、伝熱特性を高めた極めて高い工業的、価値を有する
ものである。
で、伝熱特性を高めた極めて高い工業的、価値を有する
ものである。
第１図は本発明の集熱器の平面図、第２図は本発明の集
熱器の断面構造図、第３図は従来の集熱器の平面図であ
る。 ４・・・・ソケット、２４・・・・・熱輸送管。
熱器の断面構造図、第３図は従来の集熱器の平面図であ
る。 ４・・・・ソケット、２４・・・・・熱輸送管。
Claims (1)
- ヒートパイプ構造の熱輸送管の凝縮部をテーパ形に形成
し、該凝縮部を受け入れる逆テーパンケソトを設け、該
ンケノトを構成する材料の熱膨張係数を凝縮部構成材料
の熱膨張係数より小さくした太陽熱集熱器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58215454A JPS60108643A (ja) | 1983-11-15 | 1983-11-15 | 太陽熱集熱器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58215454A JPS60108643A (ja) | 1983-11-15 | 1983-11-15 | 太陽熱集熱器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60108643A true JPS60108643A (ja) | 1985-06-14 |
Family
ID=16672631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58215454A Pending JPS60108643A (ja) | 1983-11-15 | 1983-11-15 | 太陽熱集熱器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60108643A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1203915A3 (en) * | 2000-11-03 | 2006-04-12 | Beijing Tsinghua Solar Systems LTD. | Evacuated tubular collector with heat pipe |
| CN101782343A (zh) * | 2010-03-06 | 2010-07-21 | 冯益安 | 一种利用太阳能真空管制作简易热管的方法 |
| CN101818999A (zh) * | 2010-04-20 | 2010-09-01 | 中南大学 | 用于低品位热能利用的脉动热管传热装置 |
| CN101825357A (zh) * | 2010-03-31 | 2010-09-08 | 赵建壮 | 一种太阳能集热装置 |
| CN102121803A (zh) * | 2011-03-16 | 2011-07-13 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种中低温区的双蒸发器环路热管 |
| CN102278832A (zh) * | 2011-08-30 | 2011-12-14 | 河北光源太阳能有限公司 | 内聚光减容太阳能中高温集热管及制作方法 |
| WO2017032976A1 (en) * | 2015-08-27 | 2017-03-02 | Soltropy Limited | Improvements in or relating to heating and cooling systems |
-
1983
- 1983-11-15 JP JP58215454A patent/JPS60108643A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1203915A3 (en) * | 2000-11-03 | 2006-04-12 | Beijing Tsinghua Solar Systems LTD. | Evacuated tubular collector with heat pipe |
| CN101782343A (zh) * | 2010-03-06 | 2010-07-21 | 冯益安 | 一种利用太阳能真空管制作简易热管的方法 |
| CN101825357A (zh) * | 2010-03-31 | 2010-09-08 | 赵建壮 | 一种太阳能集热装置 |
| CN101818999A (zh) * | 2010-04-20 | 2010-09-01 | 中南大学 | 用于低品位热能利用的脉动热管传热装置 |
| CN102121803A (zh) * | 2011-03-16 | 2011-07-13 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种中低温区的双蒸发器环路热管 |
| CN102278832A (zh) * | 2011-08-30 | 2011-12-14 | 河北光源太阳能有限公司 | 内聚光减容太阳能中高温集热管及制作方法 |
| WO2017032976A1 (en) * | 2015-08-27 | 2017-03-02 | Soltropy Limited | Improvements in or relating to heating and cooling systems |
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