JPS62294848A

JPS62294848A - 太陽熱集熱器

Info

Publication number: JPS62294848A
Application number: JP61137921A
Authority: JP
Inventors: Shunji Asai; 浅井　俊二
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1986-06-13
Filing date: 1986-06-13
Publication date: 1987-12-22

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。

Description

【発明の詳細な説明】３、発明の詳細な説明〔産業上の利用分野〕本発明は、太陽熱を有効に集熱する太陽熱集熱器に関す
る。

〔従来の技術〕

従来のこの種の太陽熱集熱器は、側面および底面に配設
された断熱材により断熱された外箱と、該外箱の頂部開
口面を密閉する透過体と、該透過体の下方に空間をもっ
て外箱内に収容された集熱板とからなっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来の太陽熱集熱器においては、密閉した外箱内に
は空気の対流があり、これにより熱エネルギーの損失を
招くという問題があった。これは透過体を２重にしても
、密閉された２重の透過体内の空気の対流により空気が
外部に漏洩し、熱エネルギーの損失は避けられなかった
。

また太陽熱集熱器は、その経済的効果を向上させるため
にコストをできるだけ低減させることが望まれている。

その対策の一例として断熱材を取り除くと、集熱板裏面
と外箱底面との間に空気の流通する空間ができるため対
流がしやすくなり、さらに集熱板裏面からの放射で外箱
底面から熱エネルギーが外部に散逸し、熱エネルギーの
損失が大きくなるという問題があった。

本発明の目的は、密閉した外箱内の対流及び熱放射を抑
制し、熱損失を減少させるようにした太陽熱集熱器を提
供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的達成のため、本発明（第１発明）は、太陽光線
を受光した熱エネルギーに変換する集熱板と、該集熱板
を内蔵する外箱と、該外箱を密閉するとともに太陽光線
を透過する透過板とを備えた太陽熱集熱器において、前
記密閉された外箱内の空間部に不活性ガスを封入したも
のである。また本発明（第２発明）は、太陽光線を受光
し熱エネルギーに変換する集熱板と、該集熱板を内蔵す
る外箱と、該外箱を密閉するとともに太陽光線を透過す
る透過体とを備えた太陽熱集熱器において、前記密閉さ
れた外箱内の空間部に不活性ガスを封入し、かつ前記集
熱板の裏面および該裏面と対向する前記外箱の底面を放
射率の低い材料で形成したものである。

〔作用〕

上述の構成によれば、密閉された外箱内の空間部は、不
活性ガスにより対流が抑制され、また集熱板の裏面およ
び外箱の底面からの放射は、放射率の低い材料で抑制さ
れるため、熱エネルギーの外部への流失が減少される。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に基いて説明する。

第１図は本発明の第１実施例に係り、太陽熱集熱器１は
、外箱２と、集熱板３と、透過体５とを備えている。

外箱２は、頂部を開口しており、側面および底面には、
熱エネルギーの熱損失を少なくするための断熱材６，８
を収容した断熱材スペーサ９゜１０がそれぞれ配設され
ている。集熱板３は、スペーサ１０上面に外箱２を横断
して載置されており、太陽光線を熱エネルギーに変換し
て集熱媒体に伝達するものである。透過体５は、ガラス
又はプラスチックで形成され、外箱２の頂面にパツキン
１１゛を介して密閉固定されており、太陽光線を透過し
て温室効果の作用をなすものである。そしで、集熱板３
と透過板５とにより形成された空間部１２には、キセノ
ン、クリプトン、アルゴンのいずれか、又はその混合気
体からなる不活性ガス１３が封入されている。

なお、集熱板３の表面は黒色塗装面又は選択吸収面とな
っている。

つぎに、本発明の第１実施例の作用を説明する。

空間部１２に封入された不活性ガス１３は、空気より対
流しにくいガス体、即ち空気と比較して自然対流伝達率
を低下させるガス体で、自然対流伝達率をｆｖ２とする
と、 λ ｆｖ、＝Ｎｕ・− δ Ｒａ＝Ｇｒ−ＰｒＯｒ＝ｇＱ３β　＜ｔｌ−ｔａ）　　／ｙ”上式におい
て、Ｎｕ・・・ヌセルト数、λ・・・ガスの熱伝導率、
δ・・・ガス層の厚さ、Ｒａ・・・レーリー数、Ｏｒ・
・・グラホフ数、Ｐｒ・・・プラントル数、ｇ・・・重
力加速度、Ｑ・・・集熱板３上面、透過体５下面間の距
離、β・・・膨張係数、γ・・・動粘性係数、ｔｌ・・
・集熱板３表面温度、ｔ２・・・透過体５温度。

また　Ｒａ≦１７００　　　　　　Ｎｕ＝１１７００＜
Ｒａ≦６０００　　　Ｎｕ＝０．０２７　（Ｒａ）”６
０００＜Ｒａ≦３００００　　Ｎｕ＝０．３７　（Ｒａ
）”３００００＜Ｒａ　　　　　　　　Ｎｕ＝０．０９
　（Ｒａ）１／３上記条件から不活性ガス１３は、自然
対流熱伝達率ｆｖ、が小さくなるように選定されており
、これにはレーリー数Ｒａが小さいことが条件で、ガス
の熱伝導率λおよびプラントル数Ｐｒが小さく、動粘性
係数γが大きいことにより決定される。

このように選定された不活性ガス１３は、空気より対流
しにくい気体である。従って外箱２内の対流は抑制され
、この結果、熱エネルギーの外部への流失が減少し、熱
損失を減少させることができ、集熱効率が向上する。

なお２重の透過体５を設けた太陽熱集熱器１にあっては
、２重透過体５の間に不活性ガス１３を封入してもよい
。

第２図は本発明の第２実施例に係り、第１実施例に示す
ものと同一の構成要素には同一の符号を付して説明する
。

外箱２内は、集熱板３と側面の断熱材スペーサ９とによ
り上下に仕切られ、集熱板３表面と透過体５裏面との間
に上部空間１５が、集熱板３裏面と外箱２底面との間に
下部空間１６がそれぞれ形成されており、上部および下
部空間１５．１６には不活性ガス１３が封入されている
。また集熱板３裏面および該裏面と対向する外箱２底面
は、放射率の低い材料１８で形成されているか、又は放
射率の低い材料１８によりコーティングされている。そ
の他の構成は第１実施例に示すものと同一である。

つぎに、本発明の第２実施例の作用を説明する。

外箱２内は、上部空間１５および下部空間１６に仕切ら
れており、かつこれらの空間１５．１６には、空気より
対流しにくい熱伝導率の小さい不活性ガス１３が封入さ
れているので、対流が抑制される。また集熱板３裏面か
ら下方向および外箱２底面から外部への放熱は、放射率
の低い材料１８により最小限抑制される。この結果、第
１実施例と同様、熱エネルギーの外部への流失が減少す
る。

第３図は本発明の第３実施例に係り、第１および第２実
施例に示すものと同一の構成要素には同一の符号を付し
て説明する。

外箱２内は、該外箱２の側面に固定された仕切り板２０
と、該仕切り板２０に取り付けられた集熱板３とにより
上下に仕切られ、第２実施例と同様上部空間１５と下部
空間１６が形成されている。

その他の構成および作用は第２実施例と同様であり、そ
の説明は省略する。

〔発明の効果〕

上述のとおり１本発明によれば、密閉された外箱内の対
流が抑制されるとともに、集熱板の裏面および外箱の底
面からの放射が抑制されるので。

熱エネルギーの外部への流失が減少し、熱損失が減少し
て集熱効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る太陽熱集熱器の概略
縦断面図、第２図は本発明の第２実施例に係る太陽熱集
熱器の概略縦断面図、第３図は本発明の第３実施例に係
る太陽熱集熱器の概略縦断面図である。１・・・太陽熱集熱装置、２・・・外箱、３・・・集熱板、５・・・透過体、１２．１５．１６・・・空間部。１３・・・不活性ガス。１８・・・放射率の低い材料。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）太陽光線を受光し熱エネルギーに変換する集熱板
と、該集熱板を内蔵する外箱と、該外箱を密閉するとと
もに太陽光線を透過する透過体とを備えた太陽熱集熱器
において、前記密閉された外箱内の空間部に不活性ガス
を封入した太陽熱集熱器。
（２）太陽光線を受光し熱エネルギーに変換する集熱板
と、該集熱板を内蔵する外箱と、該外箱を密閉するとと
もに太陽光線を透過する透過体とを備えた太陽熱集熱器
において、前記密閉された外箱内の空間部に不活性ガス
を封入し、かつ前記集熱板の裏面および該裏面と対向す
る前記外箱の底面を放射率の低い材料で形成した太陽熱
集熱器。
（３）前記不活性ガスが、キセノン、クリプトン、アル
ゴンのいずれか、又はその混合気体であることを特徴と
する特許請求の範囲第１項および第２項のいずれかの項
に記載された太陽熱集熱器。