(57)【要約】      （修正有）【課題】フィンと熱交換流体との接触面積を実質的に増加させる熱交換器を有し、効率的な熱交換動作を結果として得ることで太陽熱システムの光電変換効率性を大きく向上させること。【解決手段】第１のフィン１００及び第２のフィン２００を含み、各第１のフィンは第１の本体１１０、第１の連通溝構造１２０、第２の連通溝構造１３０、及び第１の接続溝構造１４０を有し、各第２のフィンは第２の本体２１０、第３の連通溝構造２２０、第４の連通溝構造２３０、及び第２の接続溝構造２４０を有し、第１の連通溝構造、第２の接続溝構造、及び第２の連通溝構造は第１の案内管Ｃ１を構成し、第３の連通溝構造、第１の接続溝構造、及び第４の連通溝構造は第２の案内管Ｃ２を構成し、第１の熱交換流体は第１の案内管を流れ、第２の熱交換流体は第２の案内管を流れる熱交換器１０を備えた太陽熱システムからなる。【選択図】図２Ａ
2014025694.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光を電力に変換することに適している太陽熱システムであって、
少なくとも一つの第１のフィン及び少なくとも一つの第２のフィンを含む熱交換器であって、各第１のフィンは第１の本体、第１の連通溝構造、第２の連通溝構造、及び第１の接続溝構造を有し、前記第１の連通溝構造、前記第２の連通溝構造、及び前記第１の接続溝構造は前記第１の本体内に設けられ、各第２のフィンは第２の本体、第３の連通溝構造、第４の連通溝構造、及び第２の接続溝構造を有し、前記第３の連通溝構造、前記第４の連通溝構造、及び前記第２の接続溝構造は前記第２の本体内に設けられ、各第１のフィンと各第２のフィンは、組立軸に沿って接触され、前記第１の連通溝構造と前記第２の連通溝構造は前記第２の接続溝構造と連通され、前記第３の連通溝構造と前記第４の連通溝構造は前記第１の接続溝構造と連通され、前記第１の連通溝構造、前記第２の接続溝構造、及び前記第２の連通溝構造は第１の案内管を構成し、前記第３の連通溝構造、前記第１の接続溝構造、及び前記第４の連通溝構造は第２の案内管を構成し、第１の熱交換流体は前記第１の案内管を流れ、第２の熱交換流体は前記第２の案内管を流れる、熱交換器と、
太陽光を受光して前記第１の案内管内の前記第１の熱交換流体に合焦させることに適している熱合焦装置と、
発電装置であって、前記発電装置の一端部は前記第２の案内管の出口と連通され、前記第２の熱交換流体は前記発電装置を駆動して力学的エネルギーを生成することに適している、発電装置と、
前記発電装置に接続され、前記力学的エネルギーを電力に変換することに適している電力変換装置と、
前記電力変換装置に接続され、前記電力を貯蔵する電力貯蔵部と、を備える太陽熱システム。
【請求項２】
前記第１の連通溝構造及び前記第２の連通溝構造はそれぞれ前記第１の本体の両側に配置され、前記第３の連通溝構造及び前記第４の連通溝構造はそれぞれ前記第２の本体の両側に配置され、前記第２の本体における前記第１のフィンの前記第１の連通溝構造の突出領域と前記第２の本体における前記第２の連通溝構造の突出領域は前記第３の連通溝構造と前記第４の連通溝構造と重ならず、前記第２の本体における前記第１のフィンの前記第１の接続溝構造の突出領域は前記第２の接続溝構造と重ならず、前記第１の案内管と前記第２の案内管は互いと連通されず、各第１のフィンと各第２のフィンは前記組立軸に沿って交互に配置され、前記第２のフィンは前記第１のフィンを反転させた状態であることを特徴とする、請求項１に記載の太陽熱システム。
【請求項３】
前記第２の本体における前記第１の連通溝構造の突出領域及び前記第２の本体における前記第２の連通溝構造の突出領域はそれぞれ前記第２の接続溝構造と重なり、前記第１の本体における前記第２のフィンの前記第３の連通溝構造及び前記第４の連通溝構造の突出領域はそれぞれ前記第１の接続溝構造と重なることを特徴とする、請求項１に記載の太陽熱システム。
【請求項４】
前記熱交換器は、更に第３のフィンと第４のフィンを含み、前記第４のフィンは前記第３のフィンを反転させた状態であり、前記第３のフィンと前記第４のフィンはそれぞれ前記組立軸に沿って前記第１のフィンと前記第２のフィンの組立体の両側に配置され、前記第３のフィンは第１の入口構造及び第１の出口構造を有し、前記第４のフィンは第２の入口構造及び第２の出口構造を有し、前記第１の入口構造及び前記第１の出口構造は前記第１の案内管の両端部に接続され、前記第２の入口構造及び前記第２の出口構造は前記第２の案内管の両端部に接続され、前記第１の入口構造は前記第１の連通溝構造と連通され、前記第１の出口構造は前記第２の連通溝構造と連通され、前記第２の入口構造は前記第３の連通溝構造と連通され、前記第２の出口構造は前記第４の連通溝構造と連通されていることを特徴とする、請求項１に記載の太陽熱システム。
【請求項５】
前記熱交換器は、更に少なくとも一つの第５のフィンを含み、各第５のフィンは前記組立軸に沿って前記第１のフィンと前記第２のフィンとの間に配置され、各第５のフィンは第１の貫通孔、第２の貫通孔、第３の貫通孔、及び第４の貫通孔を有し、前記第１の貫通孔及び前記第２の貫通孔は前記第１の案内管と連通され、前記第３の貫通孔及び前記第４の貫通孔は前記第２の案内管と連通され、前記第１の貫通孔及び前記第２の貫通孔の一方の側は前記第１の連通溝構造及び前記第２の連通溝構造とそれぞれ連通され、前記第１の貫通孔及び前記第２の貫通孔の他方の側は前記第２の接続溝構造の両端部とそれぞれ連通され、前記第３の貫通孔及び前記第４の貫通孔の一方の側は前記第３の連通溝構造及び前記第４の連通溝構造とそれぞれ連通され、前記第３の貫通孔及び前記第４の貫通孔の他方の側は前記第１の接続溝構造の両端部とそれぞれ連通されることを特徴とする、請求項１に記載の太陽熱システム。
【請求項６】
前記発電装置の他端部は前記第２の案内管の前記入口と連通されることを特徴とする、請求項１に記載の太陽熱システム。
【請求項７】
第１の熱交換流体タンクと、制御弁と、第２の熱交換流体タンクと、制御モジュールと、ポンプとを更に含み、前記第１の熱交換流体は油であり、前記第２の熱交換流体は水であり、前記第１の熱交換流体タンクは第１の熱交換流体タンク入口と第１の熱交換流体タンク出口を有し、前記第１の熱交換流体タンク入口は前記第１の案内管の前記出口と連通され、前記第１の熱交換流体タンク出口は前記第１の案内管の前記入口と連通され、前記制御弁は前記第１の案内管の前記出口と前記第１の熱交換流体タンクとの間に配置され、前記発電装置は前記制御弁の開状態と閉状態を制御することに適しており、前記第２の熱交換流体タンクは前記第２の熱交換流体を貯蔵するために使用され、前記発電装置と前記第２の案内管の前記入口との間に配置され、前記制御モジュールは前記第２の熱交換流体の流れを検出することに適しており、前記第２の熱交換流体の流れがデフォルト値未満の場合には前記制御モジュールは前記第２の熱交換流体タンクを前記開状態に制御して補充を行い、前記ポンプは前記第１の熱交換流体と前記第２の熱交換流体を駆動するために使用されることを特徴とする、請求項１に記載の太陽熱システム。
【請求項８】
太陽光を電力に変換することに適している太陽熱システムであって、
少なくとも一つの第１のフィンと少なくとも一つの第２のフィンを含む熱交換器であって、各第１のフィンは第１の本体、第１の連通溝構造、第２の連通溝構造、及び第１の接続溝構造を有し、前記第１の連通溝構造、前記第２の連通溝構造、及び前記第１の接続溝構造は前記第１の本体内に設けられ、前記第１の接続溝構造は、配置軸に沿って前記第１の本体に設けられる多数の第１の接続溝組立体を有し、各第２のフィンは第２の本体、第３の連通溝構造、第４の連通溝構造、及び第２の接続溝構造を有し、前記第３の連通溝構造、前記第４の連通溝構造、及び前記第２の接続溝構造は前記第２の本体内に設けられ、前記第２の接続溝構造は、前記配置軸に沿って前記第２の本体に設けられる多数の第２の接続溝組立体を有し、各第１のフィンと各第２のフィンは組立軸に沿って接続され、前記第２の接続溝組立体は前記第１の連通溝構造と前記第２の連通溝構造と連通され、前記第１の接続溝組立体は前記第３の連通溝構造と前記第４の連通溝構造と連通され、前記第１の連通溝構造、前記第２の接続溝構造、及び前記第２の連通溝構造は第１の案内管を構成し、前記第３の連通溝構造、前記第１の接続溝構造、及び前記第４の連通溝構造は第２の案内管を構成し、第１の熱交換流体は前記第１の案内管を流れ、第２の熱交換流体は前記第２の案内管を流れる、熱交換器と、
太陽光を受光して前記第１の案内管内の前記第１の熱交換流体に合焦させることに適している熱合焦装置と、
発電装置であって、前記発電装置の一端部は前記第２の案内管の出口と連通され、前記第２の熱交換流体は、前記発電装置を駆動させて力学的エネルギーを生成することに適している、発電装置と、
前記発電装置に接続され、前記力学的エネルギーを電力に変換することに適している電力変換装置と、
前記電力変換装置に接続され、電力を貯蔵する電力貯蔵部とを備えることを特徴とする、太陽熱システム。
【請求項９】
前記第２のフィンの各第２の接続溝組立体の一端部は接続軸において隣接する前記第１のフィンの前記第１の連通溝構造と重なり、各第２の接続溝組立体の他端部は前記第１のフィンの前記第２の連通溝構造と重なり、前記第１のフィンの各第１の接続溝組立体の一端部は前記接続軸に沿って隣接する前記第２のフィンの前記第３の連通溝構造と重なり、各第１の接続溝組立体の他端部は前記第２のフィンの前記第４の連通溝構造と重なることを特徴とする、請求項８に記載の太陽熱システム。
【請求項１０】
前記組立軸、前記配置軸、及び前記接続軸は互いに対して垂直であり、各第１のフィンと各第２のフィンは前記組立軸に沿って交互に配置され、前記第１の案内管と前記第２の案内管は互いと連通されず、前記第２のフィンは前記第１のフィンを反転させた状態であることを特徴とする、請求項９に記載の太陽熱システム。
【請求項１１】
前記第１の連通溝構造は、前記配置軸に沿って前記第１の本体に設けられる多数の第１の連通溝組立体を有し、前記第３の連通溝構造は、前記配置軸に沿って前記第２の本体に設けられる多数の第３の連通溝組立体を有し、前記第２のフィンの各第２の接続溝組立体の一端部は前記接続軸に沿って隣接する前記第１のフィンの前記第１の連通溝組立体と重なり、各第２の接続溝組立体の他端部は前記接続軸に沿って前記第２の連通溝構造と重なり、前記第１のフィンの各第１の接続溝組立体の一端部は前記接続軸に沿って隣接する前記第２のフィンの前記第３の連通溝組立体と重なり、各第１の接続溝組立体の他端部は前記接続軸に沿って前記第４の連通溝構造と重なり、前記第１の本体に設けられる前記第１の連通溝組立体及び前記第１の接続溝組立体は前記配置軸に沿って交互に配置され、前記第２の本体に設けられる前記第３の連通溝組立体及び前記第２の接続溝組立体は前記配置軸に沿って交互に配置されることを特徴とする、請求項９に記載の太陽熱システム。
【請求項１２】
各第１の連通溝組立体は前記接続軸に沿って前記第１の本体に設けられる少なくとも一つの第１の連通溝ユニットを有し、各第１の接続溝組立体は前記接続軸に沿って前記第１の本体に設けられる少なくとも一つの第１の接続溝ユニットを有し、各第３の連通溝組立体は前記接続軸に沿って前記第２の本体に設けられる少なくとも一つの第３の連通溝ユニットを有し、各第２の接続溝組立体は前記接続軸に沿って前記第２の本体に設けられる少なくとも一つの第２の接続溝ユニットを有し、前記第２のフィンの前記第２の接続溝ユニットの一端部は隣接する前記第１のフィンの前記第１の連通溝ユニットの一端部と重なり、前記第２の接続溝ユニットの他端部は前記第１のフィンの別の第１の連通溝ユニットの一端部又は前記第１のフィンの前記第２の連通溝構造と重なり、前記第１のフィンの前記第１の接続溝ユニットの一端部は隣接する前記第２のフィンの前記第３の連通溝ユニットの一端部と重なり、前記第１の接続溝ユニットの他端部は前記第２のフィンの別の第３の連通溝ユニットの一端部又は前記第２のフィンの前記第４の連通溝構造と重なることを特徴とする、請求項１１に記載の太陽熱システム。
【請求項１３】
前記第２の接続溝ユニットと重なる二つの前記第１の連通溝ユニットは密接して前記接続軸に沿って前記第１の本体に設けられ、前記第１の接続溝ユニットと重なる二つの前記第３の連通溝ユニットは密接して前記接続軸に沿って前記第２の本体に設けられることを特徴とする、請求項１２に記載の太陽熱システム。
【請求項１４】
前記熱交換器は、更に第３のフィンと第４のフィンを含み、前記第４のフィンは前記第３のフィンを反転させた状態であり、前記第３のフィンと前記第４のフィンはそれぞれ前記組立軸に沿って前記第１のフィンと前記第２のフィンの組立体の両側に配置され、前記第３のフィンは第１の入口構造及び第１の出口構造を有し、前記第４のフィンは第２の入口構造及び第２の出口構造を有し、前記第１の入口構造及び前記第１の出口構造は前記第１の案内管の両端部に接続され、前記第２の入口構造及び前記第２の出口構造は前記第２の案内管の両端部に接続され、前記第１の入口構造は前記第１の連通溝構造と連通され、前記第１の出口構造は前記第２の連通溝構造と連通され、前記第２の入口構造は前記第３の連通溝構造と連通され、前記第２の出口構造は前記第４の連通溝構造と連通されることを特徴とする、請求項８に記載の太陽熱システム。
【請求項１５】
前記熱交換器は、更に第５のフィンと第６のフィンを含み、前記第５のフィンと前記第６のフィンはそれぞれ前記組立軸に沿って各第１のフィン、各第２のフィン、各第３のフィン、及び各第４のフィンの組立体の両側に配置され、前記第５のフィンは第１の貫通孔及び第２の貫通孔を有し、前記第６のフィンは第３の貫通孔及び第４の貫通孔を有し、前記第１の入口構造の一方の側は前記第１の連通溝構造と連通され、前記第１の入口構造の他方の側は前記第１の貫通孔と連通され、前記第１の出口構造の一方の側は前記第２の連通溝構造と連通され、前記第１の出口構造の他方の側は前記第２の貫通孔と連通され、前記第２の入口構造の一方の側は前記第３の連通溝構造と連通され、前記第２の入口構造の他方の側は前記第３の貫通孔と連通され、前記第２の出口構造の一方の側は前記第４の連通溝構造と連通され、前記第２の出口構造の他方の側は前記第４の貫通孔と連通され、前記第６のフィンは前記第５のフィンを反転させた状態であることを特徴とする、請求項１４に記載の太陽熱システム。
【請求項１６】
前記発電装置の他端部は、前記第２の案内管の前記入口と連通されることを特徴とする、請求項８に記載の太陽熱システム。
【請求項１７】
第１の熱交換流体タンクと、制御弁と、第２の熱交換流体タンクと、制御モジュールと、ポンプとを更に含み、前記第１の熱交換流体は油であり、前記第２の熱交換流体は水であり、前記第１の熱交換流体タンクは第１の熱交換流体タンク入口と第１の熱交換流体タンク出口を有し、前記第１の熱交換流体タンク入口は前記第１の案内管の前記出口と連通され、前記第１の熱交換流体タンク出口は前記第１の案内管の前記入口と連通され、前記制御弁は前記第１の案内管の前記出口と前記第１の熱交換流体タンクとの間に配置され、前記発電装置は前記制御弁の開状態と閉状態を制御することに適しており、前記第２の熱交換流体タンクは前記第２の熱交換流体を貯蔵するために使用され、前記発電装置と前記第２の案内管の前記入口との間に配置され、前記制御モジュールは前記第２の熱交換流体の流れを検出することに適しており、前記第２の熱交換流体の流れがデフォルト値未満の場合には前記制御モジュールは前記第２の熱交換流体タンクを前記開状態に制御して補充を行い、前記ポンプは前記第１の熱交換流体と前記第２の熱交換流体を駆動するために使用されることを特徴とする、請求項８に記載の太陽熱システム。
【請求項１８】
太陽光を電力に変換することに適している太陽熱システムであって、
少なくとも一つの第１のフィンと少なくとも一つの第２のフィンを含む熱交換器であって、各第１のフィンは第１の本体、第１の連通溝構造、第２の連通溝構造、及び第１の接続溝構造を有し、前記第１の連通溝構造、前記第２の連通溝構造、及び前記第１の接続溝構造は前記第１の本体内に設けられ、前記第１の連通溝構造は配置軸に沿って前記第１の本体に設けられる多数の第１の連通溝組立体を有し、前記第１の接続溝構造は前記配置軸に沿って前記第１の本体に設けられる多数の第１の接続溝組立体を有し、各第１の連通溝組立体は接続軸に沿って前記第１の本体に設けられる多数の第１の連通溝ユニットを有し、各第１の接続溝組立体は前記接続軸に沿って前記第１の本体に設けられる多数の第１の接続溝ユニットを有し、各第２のフィンは第２の本体、第３の連通溝構造、第４の連通溝構造、及び第２の接続溝構造を有し、前記第３の連通溝構造、前記第４の連通溝構造、及び前記第２の接続溝構造は前記第２の本体内に設けられ、前記第３の連通溝構造は前記配置軸に沿って前記第２の本体に設けられる多数の第３の連通溝組立体を有し、前記第２の接続溝構造は前記配置軸に沿って前記第２の本体に設けられる多数の第２の接続溝組立体を有し、各第３の連通溝組立体は前記接続軸に沿って前記第２の本体に設けられる多数の第３の連通溝ユニットを有し、各第２の接続溝組立体は前記接続軸に沿って前記第２の本体に設けられる多数の第２の接続溝ユニットを有し、各第１のフィンと各第２のフィンは組立軸に沿って接続され、前記第２の接続溝組立体は前記第１の連通溝構造及び前記第２の連通溝構造と連通され、前記第１の接続溝組立体は前記第３の連通溝構造及び前記第４の連通溝構造と連通され、各第１の連通溝組立体の前記第１の連通溝ユニットは隣接する前記第１の連通溝ユニットと交互に配置され、各第１の接続溝組立体の前記第１の接続溝ユニットは隣接する前記接続溝ユニットと交互に配置され、各第３の連通溝組立体の前記第３の連通溝ユニットは隣接する前記第３の連通溝ユニットと交互に配置され、各第２の接続溝組立体の前記第２の接続溝ユニットは隣接する前記第２の接続溝ユニットと交互に配置され、前記第１の連通溝構造、前記第２の接続溝構造、及び前記第２の連通溝構造は第１の案内管を構成し、前記第３の連通溝構造、前記第１の接続溝構造、及び前記第４の連通溝構造は第２の案内管を構成し、第１の熱交換流体は前記第１の案内管を流れ、第２の熱交換流体は前記第２の案内管を流れる、熱交換器と、
太陽光を受光して前記第１の案内管内の前記第１の熱交換流体に合焦させることに適している熱合焦装置と、
発電装置であって、前記発電装置の一端部は前記第２の案内管の出口と連通され、前記第２の熱交換流体は、前記発電装置を駆動させて力学的エネルギーを生成することに適している、発電装置と、
前記発電装置に接続され、前記力学的エネルギーを電力に変換することに適している電力変換装置と、
前記電力変換装置に接続され、電力を貯蔵する電力貯蔵部とを備えることを特徴とする太陽熱システム。
【請求項１９】
前記第２のフィンの各第２の接続溝組立体の一端部は前記接続軸に沿って隣接する前記第１のフィンの前記第１の連通溝構造と重なり、各第２の接続溝組立体の他端部は前記第１のフィンの前記第２の連通溝構造と重なり、前記第１のフィンの各第１の接続溝組立体の一端部は前記接続軸に沿って隣接する前記第２のフィンの前記第３の連通溝構造と重なり、各第１の接続溝組立体の他端部は前記第２のフィンの前記第４の連通溝構造と重なることを特徴とする、請求項１８に記載の太陽熱システム。
【請求項２０】
前記第２のフィンの前記第２の接続溝ユニットの一端部は隣接する前記第１のフィンの前記第１の連通溝ユニットの一端部と重なり、前記第２の接続溝ユニットの他端部は前記第１のフィンの別の第１の連通溝ユニットの一端部又は前記第１のフィンの前記第２の連通溝構造と重なり、前記第１のフィンの前記第１の接続溝ユニットの一端部は隣接する前記第２のフィンの前記第３の連通溝ユニットの一端部と重なり、前記第１の接続溝ユニットの前記他端部は前記第２のフィンの別の第３の連通溝ユニットの一端部又は前記第２のフィンの前記第４の連通溝構造と重なることを特徴とする、請求項１９に記載の太陽熱システム。
【請求項２１】
前記第２の接続溝ユニットと重なる二つの前記第１の連通溝ユニットは、密接して前記接続軸に沿って前記第１の本体に設けられ、前記第１の接続溝ユニットと重なる二つの前記第３の連通溝ユニットは密接して前記接続軸に沿って前記第２の本体に設けられることを特徴とする、請求項２０に記載の太陽熱システム。
【請求項２２】
前記第２のフィンの前記第２の接続溝ユニットは、前記配置軸に沿って設けられる前記第１のフィンの二つの隣接する前記第１の連通溝ユニット及び前記接続軸に沿って設けられる二つの隣接する前記第１の連通溝ユニットと連通され、前記第１のフィンの前記第１の接続溝ユニットは、前記配置軸に沿って設けられる前記第２のフィンの二つの隣接する前記第３の連通溝ユニット及び前記接続軸に沿って設けられる二つの隣接する前記第３の連通溝ユニットと連通されることを特徴とする、請求項１８に記載の太陽熱システム。
【請求項２３】
前記第２の連通溝構造は前記配置軸に沿って前記第１の本体に設けられる多数の第２の連通溝ユニットを有し、各第２の連通溝ユニットは前記接続軸に沿って対応する前記第１の連通溝組立体の一方の側に設けられ、前記第４の連通溝構造は前記配置軸に沿って前記第２の本体に設けられる多数の第４の連通溝ユニットを有し、各第４の連通溝ユニットは前記接続軸に沿って対応する前記第３の連通溝組立体の一方の側に設けられることを特徴とする、請求項１８に記載の太陽熱システム。
【請求項２４】
前記第１の連通溝構造は、更に第１の主流管を含み、各第１の連通溝組立体は前記接続軸に沿って前記第１の主流管と接続される支流管を構成し、前記第１の接続溝構造は、更に第２の主流管を含み、各第１の接続溝組立体は前記接続軸に沿って前記第２の主流管と接続される別の支流管を構成し、前記第３の連通溝構造は、更に第３の主流管を含み、各第３の連通溝組立体は前記接続軸に沿って前記第３の主流管と接続される別の支流管を構成し、前記第２の接続溝構造は、更に第４の主流管を含み、各第２の接続溝組立体は前記接続軸に沿って前記第４の主流管と接続され、前記第１の主流管と前記第４の主流管は互いと連通され、前記第３の主流管と前記第２の主流管は互いと連通されることを特徴とする、請求項１８に記載の太陽熱システム。
【請求項２５】
前記第１の本体における前記第２の接続溝構造の突出領域は前記第１の連通溝構造及び前記第２の連通溝構造と重なり、前記第２の本体における前記第１の接続溝構造の突出領域は前記第３の連通溝構造及び前記第４の連通溝構造と重なり、前記第１の連通溝構造、前記第１の接続溝構造、前記第３の連通溝構造、及び前記第２の接続溝構造は、「爪」型構造又は「Ｅ」型構造に類似していることを特徴とする、請求項２４に記載の太陽熱システム。
【請求項２６】
前記第１の連通溝構造及び前記第１の接続溝構造は前記第１の本体に埋め込まれ、前記第３の連通溝構造及び前記第２の接続溝構造は前記第１の本体に埋め込まれ、前記第２の連通溝構造は前記第２の主流管と前記第１の連通溝構造との間に配置され、前記第４の連通溝構造は前記第４の主流管と前記第３の連通溝構造との間に配置されることを特徴とする、請求項２５に記載の太陽熱システム。
【請求項２７】
前記熱交換器は、更に第３のフィンと第４のフィンを含み、前記第３のフィンと前記第４のフィンはそれぞれ前記組立軸に沿って前記第１のフィンと前記第２のフィンの組立体の両側に配置され、前記第３のフィンは第１の入口構造及び第１の出口構造を有し、前記第４のフィンは第２の入口構造及び第２の出口構造を有し、前記第１の入口構造及び前記第１の出口構造は前記第１の案内管の両端部に接続され、前記第２の入口構造及び前記第２の出口構造は前記第２の案内管の両端部に接続され、前記第１の入口構造は前記第１の連通溝構造と連通され、前記第１の出口構造は前記第２の連通溝構造と連通され、前記第２の入口構造は前記第３の連通溝構造と連通され、前記第２の出口構造は前記第４の連通溝構造と連通されることを特徴とする、請求項１８に記載の太陽熱システム。
【請求項２８】
第５のフィンと第６のフィンを更に含み、前記第５のフィンと前記第６のフィンはそれぞれ前記組立軸に沿って各第１のフィン、各第２のフィン、各第３のフィン、及び各第４のフィンの組立体の両側に配置され、前記第５のフィンは第１の貫通孔及び第２の貫通孔を有し、前記第６のフィンは第３の貫通孔及び第４の貫通孔を有し、前記第１の入口構造の一方の側は前記第１の連通溝構造と連通され、前記第１の入口構造の他方の側は前記第１の貫通孔と連通され、前記第１の出口構造の一方の側は前記第２の連通溝構造と連通され、前記第１の出口構造の他方の側は前記第２の貫通孔と連通され、前記第２の入口構造の一方の側は前記第３の連通溝構造と連通され、前記第２の入口構造の他方の側は前記第３の貫通孔と連通され、前記第２の出口構造の一方の側は前記第４の連通溝構造と連通され、前記第２の出口構造の他方の側は前記第４の貫通孔と連通されることを特徴とする、請求項２７に記載の太陽熱システム。
【請求項２９】
前記発電装置の他端部は前記第２の案内管の前記入口と連通されることを特徴とする、請求項１８に記載の太陽熱システム。
【請求項３０】
第１の熱交換流体タンクと、制御弁と、第２の熱交換流体タンクと、制御モジュールと、ポンプとを更に含み、前記第１の熱交換流体は油であり、前記第２の熱交換流体は水であり、前記第１の熱交換流体タンクは第１の熱交換流体タンク入口と第１の熱交換流体タンク出口を有し、前記第１の熱交換流体タンク入口は前記第１の案内管の前記出口と連通され、前記第１の熱交換流体タンク出口は前記第１の案内管の前記入口と連通され、前記制御弁は前記第１の案内管の前記出口と前記第１の熱交換流体タンクとの間に配置され、前記発電装置は前記制御弁の開状態と閉状態を制御することに適しており、前記第２の熱交換流体タンクは前記第２の熱交換流体を貯蔵するために使用され、前記発電装置と前記第２の案内管の前記入口との間に配置され、前記制御モジュールは前記第２の熱交換流体の流れを検出することに適しており、前記第２の熱交換流体の流れがデフォルト値未満の場合には、前記制御モジュールは前記第２の熱交換流体タンクを前記開状態に制御して補充を行い、前記ポンプは前記第１の熱交換流体と前記第２の熱交換流体を駆動するために使用されることを特徴とする、請求項１８に記載の太陽熱システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力システムに関する。特に、太陽光で発電する太陽熱システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近では、石油化学エネルギーは次第に枯渇し、また、石油化学エネルギーは益々深刻な地球環境汚染をもたらすため、自然エネルギー又は再生可能なエネルギーの利用が重要となってくる。
【０００３】
従って、多くの専門家は様々な再生可能なエネルギー適用法を研究し始めている。太陽エネルギーが最も実行可能な自然エネルギーである。現在の電力では太陽熱変換装置が益々幅広く使用されるという状況の下、また、有限エネルギーの枯渇による緊急の必要性や徐々に高まる環境意識の下で、太陽熱変換装置の使用が益々重要になっている。しかしながら、米国特許第５，４６２，１１２号に記載するような太陽熱発電システムの光電変換効率性は乏しい。米国特許第５，４６２，１１２号は、有効的に電力を供給することができなかった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、フィンと熱交換流体との接触面積を実質的に増加させる熱交換器を有する太陽熱システムに関し、効率的な熱交換動作を結果として得ることで太陽熱システムの光電変換効率性を大きく向上させることに関する。
【０００５】
本発明では、太陽熱システムが提供される。太陽熱システムは、太陽光を電力に変換することに適している。太陽熱システムは、熱交換器と、熱合焦装置と、発電装置と、電力変換装置と、電力貯蔵部とを含む。熱交換器は、少なくとも一つの第１のフィンと少なくとも一つの第２のフィンを含む。各第１のフィンは第１の本体、第１の連通溝構造、第２の連通溝構造、及び第１の接続溝構造を有する。第１の連通溝構造、第２の連通溝構造、及び第１の接続溝構造は第１の本体内に設けられる。各第２のフィンは第２の本体、第３の連通溝構造、第４の連通溝構造、及び第２の接続溝構造を有する。第３の連通溝構造、第４の連通溝構造、及び第２の接続溝構造は第２の本体内に設けられる。各第１のフィンと各第２のフィンは組立軸に沿って接触される。第１の連通溝構造と第２の連通溝構造は第２の接続溝構造と連通され、第３の連通溝構造と第４の連通溝構造は第１の接続溝構造と連通される。
【０００６】
第１の連通溝構造、第２の接続溝構造、及び第２の連通溝構造は第１の案内管を構成する。第３の連通溝構造、第１の接続溝構造、及び第４の連通溝構造は第２の案内管を構成する。第１の熱交換流体は第１の案内管を流れ、第２の熱交換流体は第２の案内管を流れる。熱合焦装置は、太陽光を受光して、第１の案内管を流れる第１の熱交換流体に合焦させることに適している。発電装置の一端部は第２の案内管の出口と連通される。第２の熱交換流体は、発電装置を駆動させて力学的エネルギーを生成することに適している。電力変換装置は、発電装置に接続され、力学的エネルギーを電力に変換することに適している。電力貯蔵部は、電力変換装置に接続され、電力貯蔵部に電力が貯蔵される。
【０００７】
本発明の一実施形態によると、第１のフィン及び第２のフィンは長方形のシートである。第１の連通溝構造及び第２の連通溝構造はそれぞれ第１の本体の両側に配置される。第３の連通溝構造及び第４の連通溝構造は第２の本体の両側に配置される。第２の本体における第１の連通溝構造と第２の連通溝構造の突出領域は、第３の連通溝構造及び第４の連通溝構造と重ならない。第２の本体における第１の接続溝構造の突出領域は第２の接続溝構造と重ならない。
【０００８】
本発明の一実施形態によると、第１の案内管と第２の案内管は互いと連通されず、各第１のフィンと各第２のフィンは組立軸に沿って交互に配置される。
【０００９】
本発明の一実施形態によると、第２の本体における第１の連通溝構造の突出領域及び第２の本体における第２の連通溝構造の突出領域はそれぞれ第２の接続溝構造と重なり、第１の本体における第３の連通溝構造の突出領域及び第１の本体における第４の連通溝構造の突出領域はそれぞれ第１の接続溝構造と重なる。
【００１０】
本発明の一実施形態によると、第２の本体における第１の連通溝構造の突出領域及び第２の本体における第２の連通溝構造の突出領域はそれぞれ第２の接続溝構造の両端部と重なる。第１の本体における第３の連通溝構造の突出領域及び第１の本体における第４の連通溝構造の突出領域はそれぞれ第１の接続溝構造の両端部と重なる。
【００１１】
本発明の一実施形態によると、第２の本体における第１の接続溝構造の両端部の突出領域は、第３の連通溝構造及び第４の連通溝構造それぞれの領域以上である。第１の本体における第２の接続溝構造の両端部の突出領域は、第１の連通溝構造及び第２の連通溝構造それぞれの領域以上である。
【００１２】
本発明の一実施形態によると、第１の接続溝構造と第２の接続溝構造は、それぞれ接続軸に沿って第１の本体と第２の本体に配置され、接続軸は組立軸に対して垂直である。
【００１３】
本発明の一実施形態によると、熱交換器は、更に第３のフィンと第４のフィンを含み、第３のフィンと第４のフィンはそれぞれ組立軸に沿って第１のフィンと第２のフィンの組立体の両側に配置される。第３のフィンは第１の入口構造及び第１の出口構造を有し、第４のフィンは第２の入口構造及び第２の出口構造を有する。第１の入口構造及び第１の出口構造は第１の案内管の両端部に接続され、第２の入口構造及び第２の出口構造は第２の案内管の両端部に接続される。第１の入口構造は第１の連通溝構造と連通され、第１の出口構造は第２の連通溝構造と連通され、第２の入口構造は第３の連通溝構造と連通され、第２の出口構造は第４の連通溝構造と連通される。
【００１４】
本発明の一実施形態によると、第４のフィンにおける第１の入口構造及び第１の出口構造の突出領域は、第２の入口構造及び第２の出口構造と重ならない。
【００１５】
本発明の一実施形態によると、第２のフィンは第１のフィンを反転させた状態であり、第４のフィンは第３のフィンを反転させた状態である。
【００１６】
本発明の一実施形態によると、熱交換器は更に少なくとも一つの第５のフィンを含み、各第５のフィンは組立軸に沿って第１のフィンと第２のフィンとの間に配置される。各第５のフィンは第１の貫通孔、第２の貫通孔、第３の貫通孔、及び、第４の貫通孔を有する。第１の貫通孔及び第２の貫通孔は第１の案内管と連通され、第３の貫通孔及び第４の貫通孔は第２の案内管と連通されている。
【００１７】
本発明の一実施形態によると、第１の貫通孔の一方の側及び第２の貫通孔の一方の側は第１の連通溝構造及び第２の連通溝構造とそれぞれ連通され、第１の貫通孔の他方の側及び第２の貫通孔の他方の側は第２の接続溝構造の両端部とそれぞれ連通される。第３の貫通孔の一方の側及び第４の貫通孔の一方の側は第３の連通溝構造及び第４の連通溝構造とそれぞれ連通され、第３の貫通孔の他方の側及び第４の貫通孔の他方の側は第１の接続溝構造の両端部とそれぞれ連通されている。
【００１８】
本発明の一実施形態によると、第１の接続溝構造及び第２の接続溝構造は波形構造、又はギザギザ形構造である。
【００１９】
本発明の一実施形態によると、発電装置の他端部は第２の案内管の入口と連通される。
【００２０】
本発明の一実施形態によると、太陽熱システムは更に、第１の熱交換流体タンクを含み、第１の熱交換流体タンクは第１の熱交換流体タンク入口と第１の熱交換流体タンク出口を有する。第１の熱交換流体タンク入口は第１の案内管の出口と連通され、第１の熱交換流体タンク出口は第１の案内管の入口と連通される。
【００２１】
本発明の一実施形態によると、太陽熱システムは、更に第１の案内管の出口と第１の熱交換流体タンクとの間に配置される制御弁を含み、発電装置は制御弁の開状態と閉状態を制御することに適している。
【００２２】
本発明の一実施形態によると、太陽熱システムは、更に第２の熱交換流体タンクと制御モジュールを含み、第２の熱交換流体タンクは第２の熱交換流体を貯蔵するために使用され、発電装置と第２の案内管の入口との間に配置される。制御モジュールは、第２の熱交換流体の流れを検出することに適している。第２の熱交換流体の流れがデフォルト値未満の場合には、制御モジュールは第２の熱交換流体タンクを開状態に制御して補充を行う。
【００２３】
本発明の一実施形態によると、制御モジュールは制御部及び流れ制御弁を含み、制御部は第２の熱交換流体タンクの開状態、又は閉状態を制御する。
【００２４】
本発明の一実施形態によると、熱合焦装置は熱合焦ミラーであり、発電装置は蒸気駆動装置であり、第１の熱交換流体は油であり、第２の熱交換流体は水である。
【００２５】
本発明の一実施形態によると、太陽熱システムは、更に第１の熱交換流体と第２の熱交換流体を駆動するために使用されるポンプを含む。
【００２６】
本発明では、別の太陽熱システムが提供される。太陽熱システムは、太陽光を電力に変換することに適している。太陽熱システムは、熱交換器と、熱合焦装置と、発電装置と、電力変換装置と、電力貯蔵部とを含む。熱交換器は、少なくとも一つの第１のフィンと少なくとも一つの第２のフィンを含む。各第１のフィンは第１の本体、第１の連通溝構造、第２の連通溝構造、及び第１の接続溝構造を有する。第１の連通溝構造、第２の連通溝構造、及び第１の接続溝構造は第１の本体内に設けられる。第１の接続溝構造は、配置軸に沿って第１の本体に設けられる多数の第１の接続溝組立体を有する。各第２のフィンは第２の本体、第３の連通溝構造、第４の連通溝構造、及び第２の接続溝構造を有する。第３の連通溝構造、第４の連通溝構造、及び第２の接続溝構造は第２の本体内に設けられる。第２の接続溝構造は、配置軸に沿って第２の本体に設けられる多数の第２の接続溝組立体を有する。各第１のフィンと各第２のフィンは組立軸に沿って接続される。第１の連通溝構造と第２の連通溝構造は第２の接続溝組立体を介して連通され、第３の連通溝構造と第４の連通溝構造は第１の接続溝組立体を介して連通される。
【００２７】
第１の連通溝構造、第２の接続溝構造、及び第２の連通溝構造は第１の案内管を構成し、第３の連通溝構造、第１の接続溝構造、及び第４の連通溝構造は第２の案内管を構成し、第１の熱交換流体は第１の案内管を流れ、第２の熱交換流体は第２の案内管を流れる。熱合焦装置は太陽光を受光して、第１の案内管を流れる第１の熱交換流体に合焦させることに適している。発電装置の一端部は第２の案内管の出口と連通される。第２の熱交換流体は、発電装置を駆動させて力学的エネルギーを生成することに適している。電力変換装置は発電装置に接続され、力学的エネルギーを電力に変換することに適している。電力貯蔵部は、電力変換装置に接続され、電力貯蔵部には電力が貯蔵される。
【００２８】
本発明の一実施形態によると、第２のフィンの各第２の接続溝組立体の一端部は接続軸において隣接する第１のフィンの第１の連通溝構造と重なる。各第２の接続溝組立体の他端部は第１のフィンの第２の連通溝構造と重なる。第１のフィンの各第１の接続溝組立体の一端部は接続軸に沿って隣接する第２のフィンの第３の連通溝構造と重なる。各第１の接続溝組立体の他端部は第２のフィンの第４の連通溝構造と重なる。
【００２９】
本発明の一実施形態によると、組立軸、配置軸、及び接続軸は互いに対して垂直である。各第１のフィンと各第２のフィンは組立軸に沿って交互に配置され、第１の案内管と第２の案内管は互いと連通されず、第２のフィンは第１のフィンを反転させた状態である。
【００３０】
本発明の一実施形態によると、第１の連通溝構造は、配置軸に沿って第１の本体に設けられる多数の第１の連通溝組立体を有し、第３の連通溝構造は、配置軸に沿って第２の本体に設けられる多数の第３の連通溝組立体を有する。第２のフィンの各第２の接続溝組立体の一端部は接続軸に沿って隣接する第１のフィンの第１の連通溝組立体と重なる。各第２の接続溝組立体の他端部は接続軸に沿って第２の連通溝構造と重なる。第１のフィンの各第１の接続溝組立体の一端部は接続軸に沿って隣接する第２のフィンの第３の連通溝組立体と重なる。各第１の接続溝組立体の他端部は接続軸に沿って第４の連通溝構造と重なる。
【００３１】
本発明の一実施形態によると、第１の本体に設けられる第１の連通溝組立体及び第１の接続溝組立体は配置軸に沿って交互に配置され、第２の本体に設けられる第３の連通溝組立体及び第２の接続溝組立体は配置軸に沿って交互に配置される。
【００３２】
本発明の一実施形態によると、各第１の連通溝組立体は接続軸に沿って第１の本体に設けられる少なくとも一つの第１の連通溝ユニットを有し、各第１の接続溝組立体は接続軸に沿って第１の本体に設けられる少なくとも一つの第１の接続溝ユニットを有する。各第３の連通溝組立体は接続軸に沿って第２の本体に設けられる少なくとも一つの第３の連通溝ユニットを有し、各第２の接続溝組立体は接続軸に沿って第２の本体に設けられる少なくとも一つの第２の接続溝ユニットを有する。第２のフィンの第２の接続溝ユニットの一端部は隣接する第１のフィンの第１の連通溝ユニットの一端部と重なる。第２の接続溝ユニットの他端部は第１のフィンの別の第１の連通溝ユニットの一端部又は第１のフィンの第２の連通溝構造と重なる。第１のフィンの第１の接続溝ユニットの一端部は隣接する第２のフィンの第３の連通溝ユニットの一端部と重なる。第１の接続溝ユニットの他端部は第２のフィンの別の第３の連通溝ユニットの一端部又は第２のフィンの第４の連通溝構造と重なる。
【００３３】
本発明の一実施形態によると、第２の接続溝ユニットと重なる二つの第１の連通溝ユニットは、密接して接続軸に沿って第１の本体に設けられ、第１の接続溝ユニットと重なる二つの第３の連通溝ユニットは密接して接続軸に沿って第２の本体に設けられる。
【００３４】
本発明の一実施形態によると、第２の本体における第１のフィンの第１の連通溝構造の突出領域及び第２の本体における第２の連通溝構造の突出領域は、第３の連通溝構造及び第４の連通溝構造と重ならない。第２の本体における第１のフィンの第１の接続溝構造の突出領域は第２の接続溝構造と重ならない。
【００３５】
本発明の一実施形態によると、熱交換器は、更に第３のフィンと第４のフィンを含み、第３のフィンと第４のフィンはそれぞれ組立軸に沿って第１のフィンと第２のフィンの組立体の両側に配置される。第３のフィンは第１の入口構造及び第１の出口構造を有し、第４のフィンは第２の入口構造及び第２の出口構造を有し、第１の入口構造及び第１の出口構造は第１の案内管の両端部に接続され、第２の入口構造及び第２の出口構造は第２の案内管の両端部に接続される。第１の入口構造は第１の連通溝構造と連通され、第１の出口構造は第２の連通溝構造と連通され、第２の入口構造は第３の連通溝構造と連通され、第２の出口構造は第４の連通溝構造と連通される。
【００３６】
本発明の一実施形態によると、第４のフィンにおける第３のフィンの第１の入口構造及び第１の出口構造の突出領域は、第２の入口構造及び第２の出口構造と重ならず、第４のフィンは第３のフィンを反転させた状態である。
【００３７】
本発明の一実施形態によると、第１の入口構造は配置軸に沿って設けられる多数の第１の入口ユニットを有し、第２の入口構造は配置軸に沿って設けられる多数の第２の入口ユニットを有する。第１の入口ユニットは第１の連通溝構造と連通され、第２の入口ユニットは第３の連通溝構造と連通される。
【００３８】
本発明の一実施形態によると、第１の本体における第１の入口ユニットの突出領域は第１の連通溝構造と重なり、第２の本体における第２の入口ユニットの突出領域は第３の連通溝構造と重なる。
【００３９】
本発明の一実施形態によると、熱交換器は更に第５のフィンと第６のフィンを含み、第５のフィンと第６のフィンはそれぞれ組立軸に沿って第１のフィン、第２のフィン、第３のフィン、及び第４のフィンの組立体の両側に配置される。第５のフィンは第１の貫通孔及び第２の貫通孔を有し、第６のフィンは第３の貫通孔及び第４の貫通孔を有する。第１の入口構造の一方の側は第１の連通溝構造と連通され、第１の入口構造の他方の側は第１の貫通孔と連通される。第１の出口構造の一方の側は第２の連通溝構造と連通され、第１の出口構造の他方の側は第２の貫通孔と連通される。第２の入口構造の一方の側は第３の連通溝構造と連通され、第２の入口構造の他方の側は第３の貫通孔と連通される。第２の出口構造の一方の側は第４の連通溝構造と連通され、第２の出口構造の他方の側は第４の貫通孔と連通される。第６のフィンは第５のフィンを反転させた状態である。
【００４０】
本発明の一実施形態によると、発電装置の他端部は第２の案内管の入口と連通される。
【００４１】
本発明の一実施形態によると、太陽熱システムは、更に第１の熱交換流体タンクを含み、第１の熱交換流体タンクは第１の熱交換流体タンク入口と第１の熱交換流体タンク出口を有する。第１の熱交換流体タンク入口は第１の案内管の出口と連通される。第１の熱交換流体タンク出口は第１の案内管の入口と連通される。
【００４２】
本発明の一実施形態によると、太陽熱システムは、更に第１の案内管の出口と第１の熱交換流体タンクとの間に配置される制御弁を含み、発電装置は制御弁の開状態と閉状態を制御することに適している。
【００４３】
本発明の一実施形態によると、太陽熱システムは、更に第２の熱交換流体タンクと制御モジュールを含み、第２の熱交換流体タンクは第２の熱交換流体を貯蔵するために使用され、発電装置と第２の案内管の入口との間に配置される。制御モジュールは、第２の熱交換流体の流れを検出することに適している。第２の熱交換流体の流れがデフォルト値未満の場合には、制御モジュールは第２の熱交換流体タンクを開状態に制御して補充を行う。
【００４４】
本発明の一実施形態によると、制御モジュールは制御部及び流れ制御弁を含み、制御部は第２の熱交換流体タンクの開状態、又は閉状態を制御する。
【００４５】
本発明の一実施形態によると、熱合焦装置は熱合焦ミラーであり、発電装置は蒸気駆動装置であり、第１の熱交換流体は油であり、第２の熱交換流体は水である。
【００４６】
本発明の一実施形態によると、太陽熱システムは、更に第１の熱交換流体と第２の熱交換流体を駆動するために使用されるポンプを含む。
【００４７】
本発明では、更に別の太陽熱システムが提供される。太陽熱システムは、太陽光を電力に変換することに適している。太陽熱システムは、熱交換器と、熱合焦装置と、発電装置と、電力変換装置と、電力貯蔵部とを含む。熱交換器は、少なくとも一つの第１のフィンと少なくとも一つの第２のフィンを含む。各第１のフィンは第１の本体、第１の連通溝構造、第２の連通溝構造、及び第１の接続溝構造を有し、第１の連通溝構造、第２の連通溝構造、及び第１の接続溝構造は第１の本体内に設けられる。第１の連通溝構造は配置軸に沿って第１の本体に設けられる多数の第１の連通溝組立体を有し、第１の接続溝構造は配置軸に沿って第１の本体に設けられる多数の第１の接続溝組立体を有する。各第１の連通溝組立体は接続軸に沿って第１の本体に設けられる多数の第１の連通溝ユニットを有し、各第１の接続溝組立体は接続軸に沿って第１の本体に設けられる多数の第１の接続溝ユニットを有する。
【００４８】
各第２のフィンは第２の本体、第３の連通溝構造、第４の連通溝構造、及び第２の接続溝構造を有し、第３の連通溝構造、第４の連通溝構造、及び第２の接続溝構造は第２の本体内に設けられる。第３の連通溝構造は配置軸に沿って第２の本体に設けられる多数の第３の連通溝組立体を有し、第２の接続溝構造は配置軸に沿って第２の本体に設けられる多数の第２の接続溝組立体を有する。各第３の連通溝組立体は接続軸に沿って第２の本体に設けられる多数の第３の連通溝ユニットを有する。各第２の接続溝組立体は接続軸に沿って第２の本体に設けられる多数の第２の接続溝ユニットを有する。各第１のフィンと各第２のフィンは組立軸に沿って接続される。第２の接続溝組立体は第１の連通溝構造及び第２の連通溝構造と連通され、第１の接続溝組立体は第３の連通溝構造及び第４の連通溝構造と連通される。各第１の連通溝組立体の第１の連通溝ユニットは隣接する第１の連通溝ユニットと交互に配置される。各第１の接続溝組立体の第１の接続溝ユニットは隣接する第１の接続溝ユニットと交互に配置される。各第３の連通溝組立体の第３の連通溝ユニットは隣接する第３の連通溝ユニットと交互に配置される。各第２の接続溝組立体の第２の接続溝ユニットは隣接する第２の接続溝ユニットと交互に配置される。
【００４９】
第１の連通溝構造、第２の接続溝構造、及び第２の連通溝構造は第１の案内管を構成し、第３の連通溝構造、第１の接続溝構造、及び第４の連通溝構造は第２の案内管を構成し、第１の熱交換流体は第１の案内管を流れ、第２の熱交換流体は第２の案内管を流れる。熱合焦装置は、太陽光を受光して、第１の案内管を流れる第１の熱交換流体に合焦させることに適している。発電装置の一端部は第２の案内管の出口と連通される。第２の熱交換流体は、発電装置を駆動させて力学的エネルギーを生成することに適している。電力変換装置は、発電装置に接続され、力学的エネルギーを電力に変換することに適している。電力貯蔵部は、電力変換装置に接続され、電力貯蔵部には電力が貯蔵される。
【００５０】
本発明の一実施形態によると、第２のフィンの各第２の接続溝組立体の一端部は接続軸に沿って隣接する第１のフィンの第１の連通溝構造と重なる。各第２の接続溝組立体の他端部は第１のフィンの第２の連通溝構造と重なる。第１のフィンの各第１の接続溝組立体の一端部は接続軸に沿って隣接する第２のフィンの第３の連通溝構造と重なる。各第１の接続溝組立体の他端部は第２のフィンの第４の連通溝構造と重なる。
【００５１】
本発明の一実施形態によると、第２のフィンの第２の接続溝ユニットの一端部は隣接する第１のフィンの第１の連通溝ユニットの一端部と重なる。第２の接続溝ユニットの他端部は、第１のフィンの別の第１の連通溝ユニットの一端部又は第１のフィンの第２の連通溝構造と重なる。第１のフィンの第１の接続溝ユニットの一端部は、隣接する第２のフィンの第３の連通溝ユニットの一端部と重なる。第１の接続溝ユニットの他端部は第２のフィンの別の第３の連通溝ユニットの一端部又は第２のフィンの第４の連通溝構造と重なる。
【００５２】
本発明の一実施形態によると、第２の接続溝ユニットと重なる二つの第１の連通溝ユニットは、密接して接続軸に沿って第１の本体に設けられ、第１の接続溝ユニットと重なる二つの第３の連通溝ユニットは密接して接続軸に沿って第２の本体に設けられる。
【００５３】
本発明の一実施形態によると、第２のフィンの第２の接続溝ユニットは、第１のフィンにおける、配置軸に沿って設けられる二つの隣接する第１の連通溝ユニット及び接続軸に沿って設けられる二つの隣接する第１の連通溝ユニットと連通される。第１のフィンの第１の接続溝ユニットは、第２のフィンにおける、配置軸に沿って設けられる二つの隣接する第３の連通溝ユニット及び接続軸に沿って設けられる二つの隣接する第３の連通溝ユニットと連通される。
【００５４】
本発明の一実施形態によると、第１の連通溝ユニット、第３の連通溝ユニット、第１の接続溝ユニット、及び第２の接続溝ユニットは、ひし形構造である。
【００５５】
本発明の一実施形態によると、第２の連通溝構造は配置軸に沿って第１の本体に設けられる多数の第２の連通溝ユニットを有する。各第２の連通溝ユニットは接続軸に沿って対応する第１の連通溝組立体の一方の側に設けられる。第４の連通溝構造は配置軸に沿って第２の本体に設けられる多数の第４の連通溝ユニットを有する。各第４の連通溝ユニットは接続軸に沿って対応する第３の連通溝組立体の一方の側に設けられる。
【００５６】
本発明の一実施形態によると、第２のフィンは第１のフィンを反転させた状態である。
【００５７】
本発明の一実施形態によると、第１の連通溝構造は、更に第１の主流管を含み、各第１の連通溝組立体は接続軸に沿って第１の主流管と接続される支流管を構成する。第１の接続溝構造は更に第２の主流管を含み、各第１の接続溝組立体は接続軸に沿って第２の主流管と接続される支流管を構成する。第３の連通溝構造は更に第３の主流管を含み、各第３の連通溝組立体は接続軸に沿って第３の主流管と接続される支流管を構成する。第２の接続溝構造は更に第４の主流管を含み、各第２の接続溝組立体は接続軸に沿って第４の主流管と接続される。第１の主流管と第４の主流管は互いと連通され、第３の主流管と第２の主流管は互いと連通される。
【００５８】
本発明の一実施形態によると、第１の本体における第２の接続溝構造の突出領域は第１の連通溝構造及び第２の連通溝構造と重なり、第２の本体における第１の接続溝構造の突出領域は第３の連通溝構造及び第４の連通溝構造と重なる。
【００５９】
本発明の一実施形態によると、第１の連通溝構造、第１の接続溝構造、第３の連通溝構造、及び第２の接続溝構造は、「爪」型構造又は「Ｅ」型構造に類似している。
【００６０】
本発明の一実施形態によると、第１の連通溝構造及び第１の接続溝構造は、第１の本体に埋め込まれ、第３の連通溝構造及び第２の接続溝構造は、第１の本体に埋め込まれる。第２の連通溝構造は第２の主流管と第１の連通溝構造との間に配置され、第４の連通溝構造は第４の主流管と第３の連通溝構造との間に配置される。
【００６１】
本発明の一実施形態によると、熱交換器は、更に第３のフィンと第４のフィンを含み、第３のフィンと第４のフィンはそれぞれ組立軸に沿って第１のフィンと第２のフィンの組立体の両側に配置される。第３のフィンは第１の入口構造及び第１の出口構造を有し、第４のフィンは第２の入口構造及び第２の出口構造を有する。第１の入口構造及び第１の出口構造は第１の案内管の両端部に接続され、第２の入口構造及び第２の出口構造は第２の案内管の両端部に接続される。第１の入口構造は第１の連通溝構造と連通され、第１の出口構造は第２の連通溝構造と連通される。第２の入口構造は第３の連通溝構造と連通され、第２の出口構造は第４の連通溝構造と連通される。
【００６２】
本発明の一実施形態によると、第４のフィンにおける第３のフィンの第１の入口構造及び第１の出口構造の突出領域は、第２の入口構造及び第２の出口構造と重ならない。
【００６３】
本発明の一実施形態によると、第１の出口構造は配置軸に沿って設けられる多数の第１の出口ユニットを有し、第２の出口構造は配置軸に沿って設けられる多数の第２の出口ユニットを有する。第１の出口ユニットは第２の連通溝構造と連通され、第２の出口ユニットは第４の連通溝構造と連通される。
【００６４】
本発明の一実施形態によると、第１の本体における第１の出口ユニットの突出領域は第２の連通溝構造と重なり、第２の本体における第２の出口ユニットの突出領域は第４の連通溝構造と重なる。
【００６５】
本発明の一実施形態によると、太陽熱システムは、更に第５のフィンと第６のフィンを含み、第５のフィンと第６のフィンはそれぞれ組立軸に沿って第１のフィン、第２のフィン、第３のフィン、及び第４のフィンの組立体の両側に配置される。第５のフィンは第１の貫通孔及び第２の貫通孔を有し、第６のフィンは第３の貫通孔及び第４の貫通孔を有する。第１の入口構造の一方の側は第１の連通溝構造と連通され、第１の入口構造の他方の側は第１の貫通孔と連通される。第１の出口構造の一方の側は第２の連通溝構造と連通され、第１の出口構造の他方の側は第２の貫通孔と連通される。第２の入口構造の一方の側は第３の連通溝構造と連通され、第２の入口構造の他方の側は第３の貫通孔と連通される。第２の出口構造の一方の側は第４の連通溝構造と連通され、第２の出口構造の他方の側は第４の貫通孔と連通される。
【００６６】
本発明の一実施形態によると、第４のフィンは第３のフィンを反転させた状態であり、第６のフィンは第５のフィンを反転させた状態である。
【００６７】
本発明の一実施形態によると、発電装置の他端部は第２の案内管の入口と連通される。
【００６８】
本発明の一実施形態によると、太陽熱システムは、更に第１の熱交換流体タンクを含み、第１の熱交換流体タンクは第１の熱交換流体タンク入口と第１の熱交換流体タンク出口を有する。第１の熱交換流体タンク入口は第１の案内管の出口と連通され、第１の熱交換流体タンク出口は第１の案内管の入口と連通される。
【００６９】
本発明の一実施形態によると、太陽熱システムは、更に第１の案内管の出口と第１の熱交換流体タンクとの間に配置される制御弁を含み、発電装置は制御弁の開状態と閉状態を制御することに適している。
【００７０】
本発明の一実施形態によると、太陽熱システムは、更に第２の熱交換流体タンクと制御モジュールを含み、第２の熱交換流体タンクは第２の熱交換流体を貯蔵するために使用され、発電装置と第２の案内管の入口との間に配置される。制御モジュールは、第２の熱交換流体の流れを検出することに適している。第２の熱交換流体の流れがデフォルト値未満の場合、制御モジュールは第２の熱交換流体タンクを開状態に制御して補充を行う。
【００７１】
本発明の一実施形態によると、制御モジュールは制御部及び流れ制御弁を含み、制御部は第２の熱交換流体タンクの開状態又は閉状態を制御する。
【００７２】
本発明の一実施形態によると、熱合焦装置は熱合焦ミラーであり、発電装置は蒸気駆動装置であり、第１の熱交換流体は油であり、第２の熱交換流体は水である。
【００７３】
本発明の一実施形態によると、太陽熱システムは、更に第１の熱交換流体と第２の熱交換流体を駆動するために使用されるポンプを含む。
【００７４】
本発明の実施形態で説明するように、太陽熱システムの発明において、熱交換器では少なくとも二つのフィンに多数の連通溝構造と接続溝構造がそれぞれ設置されている。各フィンにおいて、連通溝構造は接続溝構造と連通されず、一つの連通溝構造は別の連通溝構造と連通されない。フィンが組み立てられると、一つのフィンの連通溝構造が別のフィンの接続溝構造を介して隣接する連通溝構造と連通される。各フィンの連通溝構造は、フィンが組み立てられると、別のフィンの接続溝構造によって案内管を構成する。ここで、本発明の熱交換器には、異なる温度の流体間で熱交換処理を実行するための案内管が二つ設けられる。
【００７５】
更には、本発明の熱交換器が互いと交互に配置される少なくとも二種類のフィンによって組み立てられており、各フィンが多数の連通溝構造及び接続溝構造を有するため、熱交換流体が熱交換器に流れ込むと熱交換流体は常に強制的に合流される、又は分離される。これにより、熱交換流体と熱交換器との接触面積が実質的に増加され、熱交換流体の熱交換処理の速度が上がるため、良好な熱交換性能が実現される。従って、第２の熱交換流体は、たとえば、水である。第１の熱交換流体は、たとえば、油である。第２の熱交換流体は、第１の熱交換流体が本発明の熱交換器によって太陽光を介して加熱された場合には迅速且つ効率的に蒸発させられ蒸気となる。蒸気は発電装置を駆動するよう適用され、力学的エネルギーが生成される。力学的エネルギーは電力に変換され、太陽熱システムの光電変換効率性が著しく向上される。
【００７６】
本発明の他の特徴及び利点は、本発明の実施形態によって開示される更なる技術的特徴からより良く理解され、本願では本発明を実施するための最良の態様の単なる例示によって本発明の実施形態を示し説明する。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
添付の図面は、本開示をより良く理解するために提供され、本明細書に組み込まれてその一部を構成するものである。また、図面は、本開示の実施形態を示し、明細書と共に本開示の原理を説明するものである。
【００７８】
【図１】図１は本発明の一実施形態による太陽熱システムを示す概略図である。
【００７９】
【図２Ａ】図２Ａは本発明の一実施形態による熱交換器を示す分解図である。
【００８０】
【図２Ｂ】図２Ｂは図２Ａに示すフィンの一部を除いた熱交換器を示す概略図である。
【００８１】
【図３Ａ】図３Ａは本発明の別の実施形態による熱交換器を示す概略図である。
【００８２】
【図３Ｂ】図３Ｂは図３Ａに示す熱交換器を示す分解図である。
【００８３】
【図３Ｃ】図３Ｃは図３Ｂに示す領域Ｒを示す拡大概略図である。
【００８４】
【図３Ｄ】図３Ｄは図３Ｂに示す熱交換器を示す平面概略図である。
【００８５】
【図３Ｅ】図３Ｅは図３Ｄに示す第１のフィンを示す拡大概略図である。
【００８６】
【図３Ｆ】図３Ｆは図３Ｄに示す第２のフィンを示す拡大概略図である。
【００８７】
【図４Ａ】図４Ａは本発明の一実施形態による別の熱交換器を示す概略図である。
【００８８】
【図４Ｂ】図４Ｂは図４Ａに示す熱交換器を示す分解図である。
【００８９】
【図４Ｃ】図４Ｃは図４Ｂに示す領域Ｒを示す拡大概略図である。
【００９０】
【図４Ｄ】図４Ｄは図４Ｂに示す熱交換器を示す平面概略図である。
【００９１】
【図４Ｅ】図４Ｅは図４Ｄに示す第１のフィンを示す拡大概略図である。
【００９２】
【図４Ｆ】図４Ｆは図４Ｄに示す第２のフィンを示す拡大概略図である。
【００９３】
【図４Ｇ】図４Ｇは図４Ｅに示す第１のフィン及び図４Ｆに示す第２のフィンの積層体を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００９４】
本発明の他の特徴及び利点は、本発明の実施形態によって開示される更なる技術的特徴からより良く理解され、本願では本発明を実施するための最良の態様の単なる例示によって本発明の実施形態を示し説明する。
【００９５】
図１は、本発明の一実施形態による太陽熱システムを示す概略図である。図１を参照するに、本実施形態の太陽熱システム１は、太陽光を電力に変換することに適している。太陽熱システム１は、熱交換器１０と、熱合焦装置２０と、発電装置３０と、電力変換装置４０と、電力貯蔵部５０とを含む。熱交換器１０には、主として第１の案内管Ｃ１と第２の案内管Ｃ２が設定されている。第１の案内管Ｃ１とそれと連通される他の管は、たとえば、高温の第１の熱交換流体Ｆ１を流すことができる。第２の案内管Ｃ２とそれと連通される他の管は、たとえば、低温の第２の熱交換流体Ｆ２を流すことができる。たとえば、第１の熱交換流体Ｆ１は油又は高い沸点を持つ他の適当な流体である。たとえば、第２の熱交換流体Ｆ２は、水又は低い沸点を持つ他の適当な流体である。熱合焦装置２０は、たとえば、熱合焦ミラーである。発電装置３０は、たとえば、蒸気駆動装置である。発電装置３０と電力変換装置４０は発電モジュールを構成する。
【００９６】
本実施形態では、熱合焦点装置２０は、太陽光を受光することに適している。太陽光は、第１の案内管Ｃ１内の第１の熱交換流体Ｆ１に合焦される。第１の熱交換流体Ｆ１が、たとえば、油等の高い沸点を持つ適当な流体であるため、第１の熱交換流体Ｆ１が太陽光によって加熱された場合には、第１の熱交換流体Ｆ１の温度は実質的に上昇する（約摂氏８００度）。更に、第２の熱交換流体Ｆ２は、たとえば、水等の低い沸点を持つ適当な流体であるため、第２の案内管Ｃ２における第２の熱交換流体Ｆ２の温度は常温である（約摂氏２０度）。従って、本発明の熱交換器１０は、第１の熱交換流体Ｆ１と第２の熱交換流体Ｆ２が熱交換器１０に流れ込むと良好な熱交換効率性を発揮する。すなわち、第２の熱交換流体Ｆ２は、たとえば、液体である。第２の熱交換流体Ｆ２は、加熱されて蒸発させられ蒸気となる。以下に、本実施形態の熱交換器１０の設計を詳細に説明する。
【００９７】
上記より、発電装置３０の一端部は、第２の案内管Ｃ２の出口Ｏ２と連通される（発電装置３０の他端部は第２の案内管Ｃ２の入口Ｉ２と連通される）。第２の熱交換流体Ｆ２の蒸発は、発電装置３０を駆動して力学的エネルギーを生成することに好適である。電力変換装置４０は発電装置３０に接続され、力学的エネルギーを電力に変換する。電力貯蔵部５０は、電力変換装置４０に接続され、電力を貯蔵するために使用される。更には、本実施形態では、発電装置３０の他端部は第２の案内管Ｃ２の入口Ｉ２と連通される。蒸発した第２の熱交換流体Ｆ２は、発電装置３０を駆動した後に再びに液体に凝縮される。液体状態の第２の熱交換流体Ｆ２は、第２の案内管Ｃ２の入口Ｉ２に向かって流れるよう駆動され、熱交換処理が再び循環的に実施される。
【００９８】
更には、本実施形態の太陽熱システム１は、更に第１の熱交換流体タンク６０を含み、第１の熱交換流体タンク６０は第１の熱交換流体タンク入口６２と第１の熱交換流体タンク出口６４を有する。第１の熱交換流体タンク入口６２は第１の案内管Ｃ１の出口Ｏ１と連通される。第１の熱交換流体タンク出口６４は第１の案内管Ｃ１の入口Ｉ１と連通される。熱交換器１０の熱交換処理が終了した第１の熱交換流体Ｆ１は、第１の熱交換流体タンク入口６２を通って第１の熱交換流体タンク６０に貯蔵される。熱交換処理が終了した第１の熱交換流体Ｆ１の温度は、たとえば、摂氏５００度である。太陽熱システム１は、更に第１の案内管Ｃ１の出口Ｏ１と第１の熱交換流体タンク６０との間に配置される制御弁７０を含む。これにより、発電装置３０によって制御弁７０の開状態と閉状態を制御する適当な方法が提供され、第１の熱交換流体Ｆ１の流れを更に制御する。
【００９９】
特筆すべきは、本実施形態による太陽熱システム１が太陽光の下で発電処理を実施するだけでなく、太陽光を用いることなく発電処理を実施することができることである。詳細には、第１の熱交換流体Ｆ１の温度は、熱交換処理が終了した際はたとえば、約摂氏５００度である。第１の熱交換流体Ｆ１の温度は、第１の熱交換流体Ｆ１がいくらかの時間、第１の熱交換流体タンク６０に貯蔵されている間も高温状態（摂氏２００度より高い）で維持される。太陽光を用いない場合、本実施形態は、熱交換処理を実施するために高温状態で維持される第１の熱交換流体Ｆ１を適用してもよい。第１の熱交換流体Ｆ１の高温状態により、第２の熱交換流体Ｆ２の蒸気は上述の力学的エネルギーを生成する。つまり、本発明の太陽熱システム１は、いかなる天候においても作動することができ、曇の日でも夜でも影響されない。
【０１００】
更には、本実施形態の太陽熱システム１はまた、第２の熱交換流体Ｆ２の流れを検出するよう適応された、第２の熱交換流体タンク８０と制御モジュール９０を含む。第２の熱交換流体タンク８０は第２の熱交換流体Ｆ２を貯蔵するために使用され、発電装置３０と第２の案内管Ｃ２の入口Ｉ２との間に配置される。第２の熱交換流体Ｆ２は、蒸発過程、又は力学的エネルギーを生成するために発電装置３０を駆動する過程で消費される傾向があるため、本実施形態は制御モジュール９０を適用して第２の熱交換流体Ｆ２の流れを監視し、続いて補充を行う。詳細には、制御モジュール９０は、第２の熱交換流体Ｆ２の流れがデフォルト値未満の場合、第２の熱交換流体タンク８０を開状態に制御して補充を行う。制御モジュール９０は、たとえば、制御部９２及び流れ制御弁９４よりなる。制御部９２を使用して第２の熱交換流体タンク８０の開状態、又は閉状態を制御する。更には、第１の熱交換流体Ｆ１と第２の熱交換流体Ｆ２の流れに関して、本実施形態は第１の熱交換流体Ｆ１及び第２の熱交換流体Ｆ２が流れるように駆動するためのポンプを適用し得る。それにより、第１の熱交換流体Ｆ１と第２の熱交換流体Ｆ２は太陽熱システム１において常に循環するようになる。
【０１０１】
上述の説明は、本発明の太陽熱システム１の各種構成要素間の接続に関するものである。次に、本発明の太陽熱システム１における熱交換器の設計を例示し、本発明の太陽熱システム１が良好な光電変換効率性を有するための良好な熱交換効率性をどのようにして得るかを例示する。
【０１０２】
図２Ａは、本発明の一実施形態による熱交換器を例示する分解図であり、図２Ｂは図２Ａに示すフィンの一部を除いた熱交換器を示す概略図である。図２Ａ及び図２Ｂを参照するに、図２Ａに示す熱交換器１０は第１のフィン１００、第２のフィン２００、第３のフィン３００、第４のフィン４００、及び第５のフィン５００を含む。たとえば、第１のフィン１００、第２のフィン２００、第３のフィン３００、第４のフィン４００、及び第５のフィン５００は、長方形のシートであり、組立軸Ｌ１に沿って接触される。たとえば、第３のフィン３００、及び第４のフィン４００はそれぞれ組立軸Ｌ１に沿って第１のフィン１００、及び第２のフィン２００の組立体の両側に配置される。たとえば、各第５のフィン５００は、組立軸Ｌ１に沿って第１のフィン１００と第２のフィン２００との間に配置される。本実施形態では、第２のフィン２００は、たとえば、第１のフィン１００を反転させた状態である。反転させた状態とは、たとえば、組立軸Ｌ１に沿って第１のフィン１００を１８０度回転させた状態である。第２のフィン２００は、このタイプを含むがこれに制限されずに第１のフィン１００の他の反転された状態にあってもよい。更に、第４のフィン４００も、たとえば、第３のフィン３００を反転させた状態である。
【０１０３】
本実施形態の熱交換器１０は、主に少なくとも一つの第１のフィン１００と少なくとも一つの第２のフィン２００よりなり、第１のフィン１００と第２のフィン２００については以下に詳細に説明する。第１のフィン１００は、第１の本体１１０、第１の連通溝構造１２０、第２の連通溝構造１３０、及び第１の接続溝構造１４０を有する。第１の連通溝構造１２０、第２の連通溝構造１３０、及び第１の接続溝構造１４０は第１の本体１１０内に設けられ、第１の連通溝構造１２０、及び第２の連通溝構造１３０はそれぞれ第１の本体１１０の両側に配置される。第１の接続溝構造１４０は接続軸Ｌ２に沿って第１の本体１１０に配置される。接続軸Ｌ２は、たとえば、組立軸Ｌ１に対して垂直である。
【０１０４】
更に、第２のフィン２００は、第２の本体２１０、第３の連通溝構造２２０、第４の連通溝構造２３０、及び第２の接続溝構造２４０を有し、第３の連通溝構造２２０、第４の連通溝構造２３０、及び第２の接続溝構造２４０は第２の本体２１０内に設けられる。第３の連通溝構造２２０、及び第４の連通溝構造２３０はそれぞれ第２の本体２１０の両側に配置され、第２の接続溝構造２４０は接続軸Ｌ２に沿って第２の本体２１０に配置される。たとえば、本実施形態の第１の接続溝構造１４０及び第２の接続溝構造２４０は、波形構造である。熱交換器１０に流れ込む熱交換流体は、第１の接続溝構造１４０及び第２の接続溝構造２４０の波形構造により、衝突して常に乱流を生じる。これにより、フィンの熱交換効率性が向上する。他の実施形態における第１の接続溝構造及び第２の接続溝構造は、たとえば、熱交換流体の乱流を増加させることができるギザギザ形構造、又は適当な構造であり、本発明は特に制限されない。
【０１０５】
上記より、第１のフィン１００、第２のフィン２００、第３のフィン３００、第４のフィン４００、及び第５のフィン５００が組立軸Ｌ１に沿って互いと接触されると、第２の接続溝構造２４０は、第１の連通溝構造１２０及び第２の連通溝構造１３０と連通され、第１の接続溝構造１４０は、第３の連通溝構造２２０及び第４の連通溝構造２３０と連通される。詳細には、本実施形態において、第２の本体２１０における第１のフィン１００の第１の連通溝構造１２０及び第２の連通溝構造１３０の突出領域は、それぞれ第２の接続溝構造２４０と重なる。第１の本体１１０における第２のフィン２００の第３の連通溝構造２２０及び第４の連通溝構造２３０の突出領域はそれぞれ第１の接続溝構造１４０と重なる。それにより、第１の連通溝構造１２０、第２の接続溝構造２４０、及び第２の連通溝構造１３０は第１の案内管Ｃ１を構成し、第３の連通溝構造２２０、第１の接続溝構造１４０、及び第４の連通溝構造２３０は第２の案内管Ｃ２を構成する。
【０１０６】
更に、第２の本体２１０における第１のフィン１００の第１の連通溝構造１２０、及び第２の連通溝構造１３０の突出領域はそれぞれ第２の接続溝構造２４０の両端部と重なる。第１の本体１１０における第２のフィン２００の第３の連通溝構造２２０、及び第４の連通溝構造２３０の突出領域はそれぞれ第１の接続溝構造１４０の両端部と重なる。第２の本体２１０における第１の接続溝構造１４０の両端部の突出領域はそれぞれ第３の連通溝構造２２０、及び第４の連通溝構造２３０の領域以上である。第１の本体１１０における第２の接続溝構造２４０の両端部の突出領域はそれぞれ第１の連通溝構造１２０、及び第２の連通溝構造１３０の領域以上である。従って、第２の熱交換流体Ｆ２は円滑に第３の連通溝構造２２０から第１の接続溝構造１４０に流れ、次に、第１の接続溝構造１４０から第４の連通溝構造２３０に流れることができる。第１の熱交換流体Ｆ１は円滑に第１の連通溝構造１２０から第２の接続溝構造２４０に流れ、次に、第２の接続溝構造２４０から第２の連通溝構造１３０に流れることができる。
【０１０７】
更には、本実施形態において、第２の本体２１０における第１のフィン１００の第１の連通溝構造１２０及び第２の連通溝構造１３０の突出領域は、第３の連通溝構造２２０及び第４の連通溝構造２３０と重ならない。第２の本体２１０における第１のフィン１００の第１の接続溝構造１４０の突出領域は第２の接続溝構造２４０と重ならない。つまり、第１のフィン１００と第２のフィン２００が組立軸Ｌ１に沿って接触されると、第１の案内管Ｃ１及び第２の案内管Ｃ２は互いと連通されない。
【０１０８】
本実施形態では、第１の案内管Ｃ１は、たとえば、
2014025694.tif 000003
型案内管である。第２の案内管Ｃ２は、たとえば、
2014025694.tif 000004
型案内管である。たとえば、第１の案内管Ｃ１の横方向の面積は、熱交換器１０の断面を横切るものである。同様にして、たとえば、第２の案内管Ｃ２の横方向の面積も、熱交換器１０の断面を横切るものである。つまり、第１の案内管Ｃ１の横方向の面積と第２の案内管Ｃ２の横方向の面積は実質的に同じである。従って、第１の熱交換流体Ｆ１及び第２の熱交換流体Ｆ２は、完全に熱交換器１０を流れることで有効的に熱交換処理を実施することができる。第１の案内管Ｃ１における流体の案内方向及び第２の案内管Ｃ２における流体の案内方向は、たとえば、同時に時計周り又は反時計回りである。
【０１０９】
次に、本実施形態の他のフィンについて以下に説明する。本実施形態の第３のフィン３００は、第１の入口構造３１０及び第１の出口構造３２０を有し、第４のフィン４００は第２の入口構造４１０及び第２の出口構造４２０を有する。たとえば、第３のフィン３００と第４のフィン４００は、それぞれ組立軸Ｌ１に沿って第１のフィン１００及び第２のフィン２００の組立体の両側に配置される。第５のフィン５００は、第１の貫通孔５１０、第２の貫通孔５２０、第３の貫通孔５３０、及び、第４の貫通孔５４０を有する。たとえば、第５のフィン５００は、組立軸Ｌ１に沿って第１のフィン１００と第２のフィン２００の間に配置される。第１の貫通孔５１０の一方の側及び第２の貫通孔５２０の一方の側は、たとえば、第１の連通溝構造１２０及び第２の連通溝構造１３０とそれぞれ連通される。第１の貫通孔５１０の他方の側及び第２の貫通孔５２０の他方の側は、たとえば、第２の接続溝構造２４０の両端部とそれぞれ連通される。第３の貫通孔５３０の一方の側及び第４の貫通孔５４０の一方の側は第３の連通溝構造２２０及び第４の連通溝構造２３０とそれぞれ連通される。第３の貫通孔５３０の他方の側及び第４の貫通孔５４０の他方の側は、たとえば、第１の接続溝構造１４０の両端部とそれぞれ連通される。
【０１１０】
上記より、たとえば、第３のフィン３００の第１の入口構造３１０及び第１の出口構造３２０は、第１の案内管Ｃ１の両端部に接続される。たとえば、第４のフィン４００の第２の入口構造４１０及び第２の出口構造４２０は、第２の案内管Ｃ２の両端部に接続される。第３のフィン３００の第１の入口構造３１０は、第１のフィン１００の第１の連通溝構造１２０と連通される。第３のフィン３００の第１の出口構造３２０は、第１のフィン１００の第２の連通溝構造１３０と連通される。第４のフィン４００の第２の入口構造４１０は第２のフィン２００の第３の連通溝構造２２０と連通される。第４のフィン４００の第２の出口構造４２０は、第２のフィン２００の第４の連通溝構造２３０と連通される。第１の案内管Ｃ１と第２の案内管Ｃ２が互いと連通されていないため、第４のフィン４００における第３のフィン３００の第１の入口構造３１０及び第１の出口構造３２０の突出領域は、第２の入口構造４１０及び第２の出口構造４２０と重ならない。
【０１１１】
加えて、第５のフィン５００の第１の貫通孔５１０及び第２の貫通孔５２０は第１の案内管Ｃ１と連通され、第５のフィン５００の第３の貫通孔５３０及び第４の貫通孔５４０は第２の案内管Ｃ２と連通される。第１のフィン１００と第２のフィン２００との間に配置される第５のフィン５００は、高温の第１の熱交換流体Ｆ１と低温の第２の熱交換流体Ｆ２を同時に流すために設けられ、第１の熱交換流体Ｆ１と第２の熱交換流体Ｆ２との間の熱交換処理を増加させる。
【０１１２】
高温の第１の熱交換流体Ｆ１及び低温の第２の熱交換流体Ｆ２を同時に第５のフィン５００に流す能力に加え、高温の第１の熱交換流体Ｆ１に対する第１の案内管Ｃ１が第１のフィン１００の第１の連通溝構造１２０、第１のフィン１００の第２の連通溝構造１３０、及び第２のフィン２００の第２の接続溝構造２４０を含み、低温の第２の熱交換流体Ｆ２に対する第２の案内管Ｃ２が第１のフィン１００の第１の接続溝構造１４０、第２のフィン２００の第３の連通溝構造２２０、及び第２のフィン２００の第４の連通溝構造２３０を含むことにより、第１のフィン１００と第２のフィン２００は高温の第１の熱交換流体Ｆ１と低温の第２の熱交換流体Ｆ２を流すこともできる。従って、第１のフィン１００及び第２のフィン２００の設計は、第１の熱交換流体Ｆ１と第２の熱交換流体Ｆ２との間の熱交換処理を増加させることができる。第１のフィン１００における波形構造のような第１の接続溝構造１４０や波形構造のような第２のフィン２００における波形構造のような第２の接続溝構造２４０は、更に第１の熱交換流体Ｆ１及び第２の熱交換流体Ｆ２に一定の乱流を発生して熱交換効率性を向上させることができる。それにより、本実施形態の熱交換器１０は、より良い熱交換性能を有する。
【０１１３】
本実施形態では、たとえば、第１のフィン１００及び第２のフィン２００は主として組立軸Ｌ１に沿って交互に配置される。他の実施形態では、多数の第１のフィン１００が予め組立てられ、多数の第２のフィン２００が予め組み立てられてもよい。次に、第１のフィン１００の組立体と第２のフィン２００の組立体は交互に配置されることで別の熱交換器を構成することができ、本発明は特に制限されない。第１のフィン１００及び第２のフィン２００の組立体を交互に配置する方法について、本発明は特に制限されない。更に、本実施形態は、主に少なくとも一つの第１のフィン１００と少なくとも一つの第２のフィン２００よりなり、上述の第１のフィン１００、及び第２のフィン２００の場所と反対の第３のフィン３００、第４のフィン４００、及び第５のフィン５００の組立型は様々な実施形態のうちの一つである。第１の案内管Ｃ１及び第２の案内管Ｃ２に対する適当な配置型により流体を円滑に流すことができる限り、本発明の範囲内及び精神内であり、本発明は特に制限されない。
【０１１４】
図３Ａは、本発明の別の実施形態による熱交換器を示す概略図である。図３Ｂは図３Ａに示す熱交換器を示す分解図である。図３Ｃは図３Ｂに示す領域Ｒを示す拡大概略図である。図３Ｄは図３Ｂに示す熱交換器を示す平面概略図である。図３Ｅは図３Ｄに示す第１のフィンを示す拡大概略図である。図３Ｆは図３Ｄに示す第２のフィンを示す拡大概略図である。図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ、図３Ｄ、図３Ｅ、及び図３Ｆを参照するに、本実施形態の熱交換器１０’は、第１のフィン１００’、第２のフィン２００’、第３のフィン３００’、第４のフィン４００’、第５のフィン５００’、及び第６のフィン６００’を含む。第１のフィン１００’、第２のフィン２００’、第３のフィン３００’、第４のフィン４００’、第５のフィン５００’、及び第６のフィン６００’は、たとえば、長方形のシートであり、組立軸Ｌ１に沿って接触される。
【０１１５】
第３のフィン３００’と第４のフィン４００’は、それぞれ組立軸Ｌ１に沿って第１のフィン１００’と第２のフィン２００’の組立体の両側に配置される。第５のフィン５００’と第６のフィン６００’は、それぞれ組立軸Ｌ１に沿って第１のフィン１００’と、第２のフィン２００’と、第３のフィン３００’と、第４のフィン４００’との組立体の両側に配置される。本実施形態では、たとえば、第２のフィン２００’は第１のフィン１００’を反転させた状態である。反転させた状態とは、たとえば、組立軸Ｌ１に沿って第１のフィン１００’を１８０度回転させた状態である。第２のフィン２００’も、このタイプを含むがこれに制限されずに第１のフィン１００’の他の反転された状態にあってもよい。更に、第４のフィン４００’は、たとえば、第３のフィン３００’を反転させた状態であり、第６のフィン６００’は、たとえば、第５のフィン５００’を反転させた状態である。
【０１１６】
本実施形態の熱交換器１０’は、主として少なくとも一つの第１のフィン１００’と少なくとも一つの第２のフィン２００’よりなり、第１のフィン１００’と第２のフィン２００’については以下に詳細に説明する。第１のフィン１００’は、第１の本体１１０’、第１の連通溝構造１２０’、第２の連通溝構造１３０’及び、第１の接続溝構造１４０’を有し、第１の連通溝構造１２０’、第２の連通溝構造１３０’及び、第１の接続溝構造１４０’は第１の本体１１０’内に設けられる。更に、第２のフィン２００’は、第２の本体２１０’、第３の連通溝構造２２０’、第４の連通溝構造２３０’、及び第２の接続溝構造２４０’を有し、第３の連通溝構造２２０’、第４の連通溝構造２３０’、及び第２の接続溝構造２４０’は第２の本体２１０’内に設けられる。
【０１１７】
第１のフィン１００’、第２のフィン２００’、第３のフィン３００’、第４のフィン４００’、第５のフィン５００’、及び第６のフィン６００’が組立軸Ｌ１に沿って接触されると、第２の接続溝構造２４０’は第１の連通溝構造１２０’及び第２の連通溝構造１３０’と連通される。第１の接続溝構造１４０’は、第３の連通溝構造２２０’及び第４の連通溝構造２３０’と連通される。詳細には、本実施形態において、第１の接続溝構造１４０’は配置軸Ｌ３に沿って第１の本体１１０’内に設けられる多数の第１の接続溝組立体１４２’よりなる。第２の接続溝構造２４０’は配置軸Ｌ３に沿って第２の本体２１０’に設けられる多数の第２の接続溝組立体２４２’よりなる。配置軸Ｌ３は、たとえば、組立軸Ｌ１に対して垂直である。第２のフィン２００’の各第２の接続溝組立体２４２’の一端部は、接続軸Ｌ２に沿って隣接する第１のフィン１００’の第１の連通溝構造１２０’と重なる。第２の接続溝組立体２４２’の他端部は、第１のフィン１００’の第２の連通溝構造１３０’と重なる。第１のフィン１００’の各第１の接続溝組立体１４２’の一端部は接続軸Ｌ２に沿って隣接する第２のフィン２００’の第３の連通溝構造２２０’と重なる。第１の接続溝組立体１４２’の他端部は、第２のフィン２００’の第４の連通溝構造２３０’と重なる。従って、第１の連通溝構造１２０’、第２の接続溝構造２４０’、及び第２の連通溝構造１３０’は第１の案内管Ｃ１’を構成し、第３の連通溝構造２２０’、第１の接続溝構造１４０’、及び第４の連通溝構造２３０’は、第２の案内管Ｃ２’を構成する。組立軸Ｌ１、配置軸Ｌ３、及び接続軸Ｌ２は、たとえば、互いに対して垂直である。
【０１１８】
更に、本実施形態では、第２の本体２１０’における第１のフィン１００’の第１の連通溝構造１２０’及び第２の連通溝構造１３０’の突出領域は、第３の連通溝構造２２０’及び第４の連通溝構造２３０’と重ならない。第２の本体２１０’における第１のフィン１００’の第１の接続溝構造１４０’の突出領域は、第２の接続溝構造２４０’と重ならない。つまり、第１のフィン１００’と第２のフィン２００’が組立軸Ｌ１に沿って接触されると、第１の案内管Ｃ１’及び第２の案内管Ｃ２’は互いと連通されない。従って、第２の熱交換流体Ｆ２は、第３の連通溝構造２２０’から第１の接続溝構造１４０’に円滑に流れることができ、第１の接続溝構造１４０’から第４の連通溝構造２３０’に円滑に流れることができる。第１の熱交換流体Ｆ１は、第１の連通溝構造１２０’から第２の接続溝構造２４０’に円滑に流れることができ、第２の接続溝構造２４０’から第２の連通溝構造１３０’に円滑に流れることができる。
【０１１９】
特筆すべきは、第１の接続溝構造１４０’と第２の接続溝構造２４０’は、それぞれ多数の第１の接続溝組立体１４２’と多数の第２の接続溝組立体２４２’よりなり、第１の案内管Ｃ１’に流れ込んだ第１の熱交換流体Ｆ１と第２の案内管Ｃ２’に流れ込んだ第２の熱交換流体Ｆ２は、それぞれ第１の接続溝組立体１４２’と第２の接続溝組立体２４２’によって分離され得ることである。従って、熱交換流体とフィンとの間の熱交換効率性は、第１の案内管Ｃ１’に流れ込んだ第１の熱交換流体Ｆ１と第２の案内管Ｃ２’に流れ込んだ第２の熱交換流体Ｆ２の分離によって向上される。上記の分離により、第１の案内管Ｃ１’における第１の熱交換流体Ｆ１と第２の案内管Ｃ２’における第２の熱交換流体Ｆ２との間の熱交換効率性が更に向上する。
【０１２０】
本実施形態では、第１の案内管Ｃ１’は、たとえば、高温の第１の熱交換流体Ｆ１を流すことができ、第２の案内管Ｃ２’は、たとえば、低温の第２の熱交換流体Ｆ２を流すことができる。第１の案内管Ｃ１’は、たとえば、
2014025694.tif 000005
型案内管である。第２の案内管Ｃ２’は、たとえば、
2014025694.tif 000006
型案内管である。たとえば、第１の案内管Ｃ１’の横方向の面積は、熱交換器１０’の断面を横切るものである。同様にして、たとえば、第２の案内管Ｃ２’の横方向の面積も、熱交換器１０’の断面を横切るものである。つまり、第１の案内管Ｃ１’の横方向の面積と第２の案内管Ｃ２’の横方向の面積は実質的に同じである。従って、第１の熱交換流体Ｆ１及び第２の熱交換流体Ｆ２は、完全に熱交換器１０’を流れることで有効的に熱交換処理を実施することができる。第１の案内管Ｃ１’における流体の案内方向及び第２の案内管Ｃ２’における流体の案内方向は、たとえば、同時に時計周り又は反時計回りである。
【０１２１】
上記より、頻繁に分離することでより良い熱交換効率性を得るために、本実施形態では、第１の連通溝構造１２０’はまた、配置軸Ｌ３に沿って第１の本体１１０’に設けられる多数の第１の連通溝組立体１２２’よりなり、第３の連通溝構造２２０’は配置軸Ｌ３に沿って第２の本体２１０’に設けられる多数の第３の連通溝組立体２２２’よりなる。第１のフィン１００’と第２のフィン２００’とが接触されると、第２のフィン２００’の各第２の接続溝組立体２４２’の一端部は接続軸Ｌ２に沿って隣接する第１のフィン１００’の第１の連通溝組立体１２２’と重なり、第２の接続溝組立体２４２’の他端部は接続軸Ｌ２において第２の連通溝構造１３０’と重なる。同様にして、第１のフィン１００’の各第１の接続溝組立体１４２’の一端部は接続軸Ｌ２に沿って隣接する第２のフィン２００’の第３の連通溝組立体２２２’と重なり、第１の接続溝組立体１４２’の他端部は接続軸Ｌ２に沿って第４の連通溝構造２３０’と重なる。
【０１２２】
特に、熱交換流体とフィンとの間の熱交換面積を増加させるためには、本実施形態の各第１の連通溝組立体１２２’は接続軸Ｌ２に沿って第１の本体１１０’に設けられる少なくとも一つの第１の連通溝ユニット１２２ａ’を有し、各第１の接続溝組立体１４２’は接続軸Ｌ２に沿って第１の本体１１０’に設けられる少なくとも一つの第１の接続溝ユニット１４２ａ’を有し、各第３の連通溝組立体２２２’は接続軸Ｌ２に沿って第２の本体２１０’に設けられる少なくとも一つの第３の連通溝ユニット２２２ａ’を有し、各第２の接続溝組立体２４２’は接続軸Ｌ２に沿って第２の本体２１０’に設けられる少なくとも一つの第２の接続溝ユニット２４２ａ’を有する。接続溝ユニット又は連通溝ユニットは、たとえば、ストリップ状の構造又は他の適当な構造である。
【０１２３】
第２のフィン２００’の第２の接続溝ユニット２４２ａ’の一端部は隣接する第１のフィン１００’の第１の連通溝ユニット１２２ａ’の一端部と重なり、第２の接続溝ユニット２４２ａ’の他端部は第１のフィン１００’の別の第１の連通溝ユニット１２２ａ’又は第１のフィン１００’の第２の連通溝構造１３０’の一端部と重なる。第１のフィン１００’の第１の接続溝ユニット１４２ａ’の一端部は隣接する第２のフィン２００’の第３の連通溝ユニット２２２ａ’の一端部と重なり、第１の接続溝ユニット１４２ａ’の他端部は第２のフィン２００’の別の第３の連通溝ユニット２２２ａ’又は第２のフィン２００’の第４の連通溝構造２３０’の一端部と重なる。第２の接続溝ユニット２４２ａ’と重なる二つの第１の連通溝ユニット１２２ａ’は、隣接して接続軸Ｌ２に沿って第１の本体１１０’に設けられ、第１の接続溝ユニット１４２ａ’と重なる二つの第３の連通溝ユニット２２２ａ’は隣接して接続軸Ｌ２に沿って第２の本体２１０’に設けられる。少なくとも一つの溝ユニットを有する各溝組立体の設計により熱交換流体とフィンとの間の熱交換面積を相当増加させることができ、熱交換器１０’の熱交換効率性も向上させることができる。本実施形態では、第１の連通溝組立体１２２’は、たとえば、二つの第１の連通溝ユニット１２２ａ’よりなる。第１の接続溝組立体１４２’は、たとえば、二つの第１の接続溝ユニット１４２ａ’よりなる。第３の連通溝組立体２２２’は、たとえば、二つの第３の連通溝ユニット２２２ａ’よりなる。第２の接続溝組立体２４２’は、たとえば、二つの第２の接続溝ユニット２４２ａ’よりなる。たとえば、二つの溝ユニットよりなる溝組立体について、本発明は特に制限されない。
【０１２４】
他方で、第２の接続溝ユニット２４２ａ’の端部と第１の連通溝ユニット１２２ａ’の端部の部分的な重なり合い、第２の接続溝ユニット２４２ａ’の端部と第２の連通溝構造１３０’の端部との部分的な重なり合い、第１の接続溝ユニット１４２ａ’の端部と第３の連通溝ユニット２２２ａ’の端部との部分的な重なり合い、及び、第１の接続溝ユニット１４２ａ’の端部と第４の連通溝構造２３０’の端部との部分的な重なり合いにより、いずれかの接続溝ユニット又はいずれかの連通溝ユニットに流れた熱交換流体は、部分的に重なる二つの連通溝ユニットあるいは部分的に重なる二つの接続溝ユニットに分離される。二つの連通溝ユニットあるいは二つの接続溝ユニットに分離された上記の熱交換流体は、同時に二つの連通溝ユニットが重なる接続溝ユニット又は同時に二つの連通溝ユニットが重なる連通溝ユニットで合流する。つまり、熱交換流体は、常に各溝ユニットを流れる工程で分離され合流される。従って、熱交換器１０’を熱交換流体が流れる工程で各フィンと熱交換流体との間の接触面積は最大となる。各接続溝ユニット又は各連通溝ユニットを流れる熱交換流体と熱交換器１０’との間では熱交換処理が実施され、それにより、更に熱交換器１０’は良好な熱交換効率性を得ることができる。
【０１２５】
更には、本実施形態において、第１の案内管Ｃ１’における高温の第１の熱交換流体Ｆ１と第２の案内管Ｃ２’における低温の第２の熱交換流体Ｆ２との間の熱交換路をより短くかつ直接的にするために、第１の本体１１０’に設けられる第１の連通溝組立体１２２’及び第１の接続溝組立体１４２’は、配置軸Ｌ３に沿って交互に配置され、同様にして、第２の本体２１０’に設けられる第３の連通溝組立体２２２’及び第２の接続溝組立体２４２’も配置軸Ｌ３に沿って交互に配置される。その結果、第１の案内管Ｃ１’と第２の案内管Ｃ２’は隣接して上下の関係となる。従って、第１の案内管Ｃ１’における高温の第１の熱交換流体Ｆ１と第２の案内管Ｃ２’における低温の第２の熱交換流体Ｆ２との間の熱交換路が短くかつ直接的になり、それにより効率的に熱交換器１０’の熱交換処理が行われる。
【０１２６】
次に、本実施形態の他のタイプのフィンについて説明する。本実施形態の第３のフィン３００’は、第１の入口構造３１０’ と第１の出口構造３２０’を有し、第４のフィン４００’は第２の入口構造４１０’と第２の出口構造４２０’を有する。第１の入口構造３１０’と第１の出口構造３２０’は第１の案内管Ｃ１’の両端部に接続され、第２の入口構造４１０’と第２の出口構造４２０’は第２の案内管Ｃ２’の両端部に接続される。第１の入口構造３１０’と第１の連通溝構造１２０’は互いと連通され、第１の出口構造３２０’と第２の連通溝構造１３０’は互いと連通され、第２の入口構造４１０’と第３の連通溝構造２２０’は互いと連通され、第２の出口構造４２０’と第４の連通溝構造２３０’は互いと連通される。第４のフィン４００’における第３のフィン３００’の第１の入口構造３１０’及び第１の出口構造３２０’の突出領域は、第２の入口構造４１０’及び第２の出口構造４２０’と重ならない。同様にして、熱交換流体とフィンとの間の熱交換面積を増加させるために、第１の入口構造３１０’はまた配置軸Ｌ３に沿って設けられる多数の第１の入口ユニット３１２’よりなり、第２の入口構造４１０’は配置軸Ｌ３に沿って設けられる多数の第２の入口ユニット４１２’よりなる。第１の本体１１０’における第１の入口ユニット３１２’の突出領域は第１の連通溝構造１２０’と重なり、第２の本体２１０’における第２の入口ユニット４１２’の突出領域は第３の連通溝構造２２０’と重なる。つまり、第１の入口ユニット３１２’と第１の連通溝構造１２０’は互いと連通され、第２の入口ユニット４１２’と第３の連通溝構造２２０’は互いと連通される。
【０１２７】
更には、第５のフィン５００’は第１の貫通孔５１０’と第２の貫通孔５２０’を有し、第６のフィン６００’は第３の貫通孔６１０’と第４貫通孔６２０’を有する。第１の入口構造３１０’の一方の側は第１の連通溝構造１２０’と連通され、第１の入口構造３１０’の他方の側は第１の貫通孔５１０’と連通される。第１の出口構造３２０’の一方の側は第２の連通溝構造１３０’と連通され、第１の出口構造３２０’の他方の側は第２の貫通孔５２０’と連通される。第２の入口構造４１０’の一方の側は第３の連通溝構造２２０’と連通され、第２の入口構造４１０’の他方の側は第３の貫通孔６１０’と連通される。第２の出口構造４２０’の一方の側は第４の連通溝構造２３０’と連通され、第２の出口構造４２０’の他方の側は第４の貫通孔６２０’と連通される。
【０１２８】
従って、高温の第１の熱交換流体Ｆ１は、第１の貫通孔５１０’及び第１の入口構造３１０’を通って第１の案内管Ｃ１’に流れ込むことができ、第１の案内管Ｃ１’から流れ出た後に第１の出口構造３２０’及び第２の貫通孔５２０’を介して熱交換器１０’から流れ出る。他方で、低温の第２の熱交換流体Ｆ２は第３の貫通孔６１０’及び第２の入口構造４１０’を通って第２の案内管Ｃ２’に流れ込むことができ、第２の案内管Ｃ２’から流れ出た後に第２の出口構造４２０’及び第４の貫通孔６２０’を介して熱交換器１０’から流れ出る。上述の接続により、熱交換器１０’において高温の第１の熱交換流体Ｆ１と低温の第２の熱交換流体Ｆ２との間で熱交換処理を行うことができる。本実施形態では、熱交換器１０’は、更に第７のフィン７００’及び第８のフィン８００’を含む。第７のフィン７００’と第８のフィン８００’とは組立軸Ｌ１に沿って第１のフィン１００’、第２のフィン２００’、第３のフィン３００’、第４のフィン４００’、第５のフィン５００’、及び、第６のフィン６００’の組立体の両側に配置され、熱交換流体は第７のフィン７００’又は第８のフィン８００’に設けられる開口部を通って熱交換器１０’に流れ込む、又は、熱交換器１０’から流れ出ることができる。
【０１２９】
本実施形態では、たとえば、第１のフィン１００’と第２のフィン２００’は主として組立軸Ｌ１に沿って交互に配置される。他の実施形態では、多数の第１のフィン１００’は予め組み立てられてもよく、多数の第２のフィン２００’も予め組み立てられてもよい。次に、第１のフィン１００’の組立体と第２のフィン２００’の組立体が交互に配置されることで別の熱交換器を構成する。第１のフィン１００’と第２のフィン２００’の組立体を交互に配置する方法について、本発明は特に制限されない。更に、本実施形態は、主に少なくとも一つの第１のフィン１００’と少なくとも一つの第２のフィン２００’よりなり、上述したように、第１のフィン１００’及び第２のフィン２００’の反対側に位置する第３のフィン３００’、第４のフィン４００’、第５のフィン５００’、第６のフィン６００’、第７のフィン７００’、及び第８のフィン８００’の組立型は様々な実施形態の一つである。第１の案内管Ｃ１’と第２の案内管Ｃ２’に対する適当な配置型により流体が円滑に流れる限り本発明の範囲内及び精神内であり、本発明は、特に制限されない。
【０１３０】
図４Ａは、本発明の一実施形態による別の熱交換器を示す概略図である。図４Ｂは図４Ａに示す熱交換器を示す分解図である。図４Ｃは図４Ｂに示す領域Ｒを示す拡大概略図である。図４Ｄは図４Ｂに示す熱交換器を示す平面概略図である。図４Ｅは図４Ｄに示す第１のフィンを示す拡大概略図である。図４Ｆは図４Ｄに示す第２のフィンを示す拡大概略図である。図４Ｇは図４Ｅに示す第１のフィン及び図４Ｆに示す第２のフィンの積層体を示す概略図である。図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、図４Ｄ、図４Ｅ、図４Ｆ、及び図４Ｇを参照するに、本実施形態の熱交換器１０’’は、第１のフィン１００’’、第２のフィン２００’’、第３のフィン３００’’、第４のフィン４００’’、第５のフィン５００’’、及び第６のフィン６００’’を含む。第１のフィン１００’’、第２のフィン２００’’、第３のフィン３００’’、第４のフィン４００’’、第５のフィン５００’’、及び第６のフィン６００’’は、たとえば、長方形のシートであり、組立軸Ｌ１に沿って接触される。
【０１３１】
第３のフィン３００’’と第４のフィン４００’’は、それぞれ組立軸Ｌ１に沿って第１のフィン１００’’と第２のフィン２００’’の組立体の両側に配置され、第５のフィン５００’’と第６のフィン６００’’は、それぞれ組立軸Ｌ１に沿って第１のフィン１００’’、第２のフィン２００’’、第３のフィン３００’’、及び第４のフィン４００’’の組立体の両側に配置される。本実施形態では、たとえば、第２のフィン２００’’は第１のフィン１００’’を反転させた状態である。反転させた状態とは、たとえば、組立軸Ｌ１に沿って第１のフィン１００’’を１８０度回転させた状態である。第２のフィン２００’’はまた、このタイプを含むがこれに制限されずに第１のフィン１００’’の他の反転された状態にあってもよい。更に、第４のフィン４００’’は、たとえば、第３のフィン３００’’を反転させた状態であり、第６のフィン６００’’は、たとえば、第５のフィン５００’’を反転させた状態である。
【０１３２】
本実施形態の熱交換器１０’’は、主として少なくとも一つの第１のフィン１００’’と少なくとも一つの第２のフィン２００’’よりなり、第１のフィン１００’’と第２のフィン２００’’については以下に詳細に説明する。第１のフィン１００’’は、第１の本体１１０’’、第１の連通溝構造１２０’’、第２の連通溝構造１３０’’、及び第１の接続溝構造１４０’’を有し、ここで、第１の連通溝構造１２０’’、第２の連通溝構造１３０’’、及び第１の接続溝構造１４０’’は第１の本体１１０’’内に設けられる。第１の連通溝構造１２０’’は、配置軸Ｌ３に沿って第１の本体１１０’’に設けられる多数の第１の連通溝組立体１２２’’を有し、第１の接続溝構造１４０’’は配置軸Ｌ３に沿って第１の本体１１０’’に設けられる多数の第１の接続溝組立体１４２’’を有する。各第１の連通溝組立体１２２’’は、接続軸Ｌ２に沿って第１の本体１１０’’に設けられる多数の第１の連通溝ユニット１２２ａ’’を有し、各第１の接続溝組立体１４２’’は、接続軸Ｌ２に沿って第１の本体１１０’’に設けられる多数の第１の接続溝ユニット１４２ａ’’を有する。更に、第２の連通溝構造１３０’’は、たとえば、配置軸Ｌ３に沿って第１の本体１１０’’に設けられる多数の第２の連通溝ユニット１３２ａ’’よりなる。各第２の連通溝ユニット１３２ａ’’は、たとえば、接続軸Ｌ２に沿って対応する第１の連通溝組立体１２２’’の一方の側に設けられる。
【０１３３】
各第２のフィン２００’’は、第２の本体２１０’’、第３の連通溝構造２２０’’、第４の連通溝構造２３０’’、及び第２の接続溝構造２４０’’を有し、ここで、第３の連通溝構造２２０’’、第４の連通溝構造２３０’’、及び第２の接続溝構造２４０’’は第２の本体２１０’’内に設けられる。第３の連通溝構造２２０’’は、配置軸Ｌ３に沿って第２の本体２１０’’に設けられる多数の第３の連通溝組立体２２２’’を有し、第２の接続溝構造２４０’’は配置軸Ｌ３に沿って第２の本体２１０’’に設けられる多数の第２の接続溝組立体２４２’’を有する。各第３の連通溝組立体２２２’’は、接続軸Ｌ２に沿って第２の本体２１０’’に設けられる多数の第３の連通溝ユニット２２２ａ’’を有し、各第２の接続溝組立体２４２’’は、接続軸Ｌ２に沿って第２の本体２１０’’に設けられる多数の第２の接続溝ユニット２４２ａ’’を有する。その他、第４の連通溝構造２３０’’は、たとえば、配置軸Ｌ３に沿って第２の本体２１０’’に設けられる多数の第４の連通溝ユニット２３２ａ’’よりなる。各第４の連通溝ユニット２３２ａ’’は、たとえば、接続軸Ｌ２に沿って対応する第３の連通溝組立体２２２’’の一方の側に設けられる。
【０１３４】
上記実施形態の熱交換器１０’では、接続溝ユニット又は連通溝ユニットは、たとえば、ストリップ状の構造である。しかし、本実施形態の熱交換器１０’’では、接続溝ユニット又は連通溝ユニットは、たとえば、ひし形構造である。つまり、第１の連通溝ユニット１２２ａ’’、第３の連通溝ユニット２２２ａ’’、第１の接続溝ユニット１４２ａ’’、及び第２の接続溝ユニット２４２ａ’’は、たとえば、ひし形構造である。本実施形態の接続溝ユニット又は連通溝ユニットは、円形構造又は三角形構造でもよく、本発明は特に制限されない。
【０１３５】
上記より、第１のフィン１００’’では、第１の連通溝構造１２０’’は、更に第１の主流管１２４’’を含み、第１の連通溝組立体１２２’’は、たとえば、支流管である。第１の連通溝組立体１２２’’よりなる支流管は、接続軸Ｌ２に沿って第１の主流管１２４’’と接続される。第１の接続溝構造１４０’’は、第２の主流管１４４’’を更に含み、各第１の接続溝組立体１４２’’は、たとえば、支流管であり、第１の接続溝組立体１４２’’よりなる支流管は、接続軸Ｌ２に沿って第２の主流管１４４’’と接続される。第２の連通溝構造１３０’’は、第２の主流管１４４’’と第１の連通溝構造１２０’’との間に配置される。詳細には、各第２の連通溝ユニット１３２ａ’’は、第２の主流管１４４’’と対応する第１の連通溝組立体１２２’’との間に配置される。
【０１３６】
同様にして、第２のフィン２００’’では、第３の連通溝構造２２０’’は、更に第３の主流管２２４’’を含み、各第３の連通溝組立体２２２’’は、たとえば、支流管である。第３の連通溝組立体２２２’’よりなる支流管は、接続軸Ｌ２に沿って第３の主流管２２４’’と接続される。第２の接続溝構造２４０’’は、第４の主流管２４４’’を更に含み、各第２の接続溝組立体２４２’’は、たとえば、支流管である。第２の接続溝組立体２４２’’よりなる支流管は、接続軸Ｌ２に沿って第４の主流管２４４’’と接続される。第４の連通溝構造２３０’’は、第４の主流管２４４’’と第３の連通溝構造２２０’’との間に配置される。詳細には、各第４の連通溝ユニット２３２ａ’’は、第４の主流管２４４’’と対応する第３の連通溝組立体２２２’’との間に配置される。
【０１３７】
第１の連通溝構造１２０’’、第１の接続溝構造１４０’’、第３の連通溝構造２２０’’、第２の接続溝構造２４０’’は、たとえば、「爪」型構造又は「Ｅ」型構造に類似している。第１の連通溝構造１２０’’と第１の接続溝構造１４０’’は第１の本体１１０’’において互いに埋め込まれ、第３の連通溝構造２２０’’と第２の接続溝構造２４０’’は第２の本体２１０’’において互いに埋め込まれる。つまり、第１の本体１１０’’では、一つの第１の連通溝構造１２０’’は二つの第１の接続溝構造１４０’’の間に配置され、一つの第１の接続溝構造１４０’’は二つの第１の連通溝構造１２０’’の間に配置される。同様にして、第２の本体２１０’’では、一つの第３の連通溝構造２２０’’は二つの第２の接続溝構造２４０’’の間に配置され、一つの第２の接続溝構造２４０’’は二つの第３の連通溝構造２２０’’の間に配置される。
【０１３８】
第１のフィン１００’’、第２のフィン２００’’、第３のフィン３００’’、第４のフィン４００’’、第５のフィン５００’’、及び第６のフィン６００’’が組立軸Ｌ１に沿って接触されると、第１の本体１１０’’における第２の接続溝構造２４０’’の突出領域は第１の連通溝構造１２０’’及び第２の連通溝構造１３０’’と重なり、第２の本体２１０’’における第１の接続溝構造１４０’’の突出領域は第３の連通溝構造２２０’’及び第４の連通溝構造２３０’’と重なる。更に、第２のフィン２００’’の各第２の接続溝組立体２４２’’の一端部は接続軸Ｌ２に沿って隣接する第１のフィン１００’’の第１の連通溝構造１２０’’と重なる。第２の接続溝組立体２４２’’の他端部は第１のフィン１００’’の第２の連通溝構造１３０’’と重なり、第１の主流管１２４’’と第４の主流管２４４’’は互いと連通される。更には、第１のフィン１００’’の各第１の接続溝組立体１４２’’の一端部は接続軸Ｌ２に沿って隣接する第２のフィン２００’’の第３の連通溝構造２２０’’と重なる。第１の接続溝組立体１４２’’の他端部は、第２のフィン２００’’の第４の連通溝構造２３０’’と重なり、第３の主流管２２４’’と第２の主流管１４４’’は互いと連通される。つまり、第２の接続溝組立体２４２’’は、第１の連通溝構造１２０’’と連通するように適合され、第２の連通溝構造１３０’’及び第１の接続溝組立体１４２’’は第３の連通溝構造２２０’’及び第４の連通溝構造２３０’’と連通するように適合される。
【０１３９】
加えて、配置軸Ｌ３に沿って第１の本体１１０’’に設けられる多数の第１の連通溝組立体１２２’’を有する第１の連通溝構造１２０’’、及び接続軸Ｌ２に沿って第１の本体１１０’’に設けられる多数の第１の連通溝ユニット１２２ａ’’を有する各第１の連通溝組立体１２２’’により、第２のフィン２００’’の第２の接続溝ユニット２４２ａ’’の一端部は隣接する第１のフィン１００’’の第１の連通溝ユニット１２２ａ’’の一端部と重なる。第２の接続溝ユニット２４２ａ’’の他端部は、第１のフィン１００’’の別の第１の連通溝ユニット１２２ａ’’の一端部又は第１のフィン１００’’の第２の連通溝構造１３０’’と重なる。
【０１４０】
同様にして、配置軸Ｌ３に沿って第２の本体２１０’’に設けられる多数の第３の連通溝組立体２２２’’を有する第３の連通溝構造２２０’’、及び接続軸Ｌ２に沿って第２の本体２１０’’に設けられる多数の第３の連通溝ユニット２２２ａ’’を有する各第３の連通溝組立体２２２’’により、第１のフィン１００’’の第１の接続溝ユニット１４２ａ’’の一端部は隣接する第２のフィン２００’’の第３の連通溝ユニット２２２ａ’’の一端部と重なる。第１の接続溝ユニット１４２ａ’’の他端部は、第２のフィン２００’’の別の第３の連通溝ユニット２２２ａ’’の一端部又は第２のフィン２００’’の第４の連通溝構造２３０’’と重なる。第２の接続溝ユニット２４２ａ’’と重なる二つの第１の連通溝ユニット１２２ａ’’は隣接して接続軸Ｌ２に沿って第１の本体１１０’’に設けられる。第１の接続溝ユニット１４２ａ’’と重なる二つの第３の連通溝ユニット２２２ａ’’は、隣接して接続軸Ｌ２に沿って第２の本体２１０’’に設けられる。
【０１４１】
その結果、第１の案内管Ｃ１’’は第１の連通溝構造１２０’’、第２の接続溝構造２４０’’、及び第２の連通溝構造１３０’’よりなり、第２の案内管Ｃ２’’は第３の連通溝構造２２０’’、第１の接続溝構造１４０’’、及び第４の連通溝構造２３０’’よりなる。組立軸Ｌ１，配置軸Ｌ３，及び接続軸Ｌ２は、たとえば、互いに対して垂直である。
【０１４２】
更に、本実施形態では、第１の案内管Ｃ１’’は、たとえば、高温の第１の熱交換流体Ｆ１を流すことができ、第２の案内管Ｃ２’’は、たとえば、低温の第２の熱交換流体Ｆ２を流すことができる。第１の案内管Ｃ１’’は、たとえば、
2014025694.tif 000007
型案内管である。第２の案内管Ｃ２’’は、たとえば、
2014025694.tif 000008
型案内管である。第１の案内管Ｃ１’’の横方向の面積は、たとえば、熱交換器１０’’の断面を横切るものである。同様にして、たとえば、第２の案内管Ｃ２’’の横方向の面積も、熱交換器１０’’の断面を横切るものである。つまり、第１の案内管Ｃ１’’の横方向の面積と第２の案内管Ｃ２’’の横方向の面積は実質的に同じである。従って、第１の熱交換流体Ｆ１及び第２の熱交換流体Ｆ２は、完全に熱交換器１０’’を流れることで有効的に熱交換処理を実施することができる。
【０１４３】
上述の実施形態の熱交換器１０’と異なり、本実施形態では、接続軸Ｌ２に沿って設けられる多数の溝ユニットは溝ユニット配置と定められ、各溝組立体は、多数の溝ユニット配置Ａよりなる。一つの溝組立体は、互いに交互に配置された隣接する溝ユニット配置Ａよりなる。つまり、各第１の連通溝組立体１２２’’の第１の連通溝ユニット１２２ａ’’は隣接する第１の連通溝ユニット１２２ａ’’と交互に配置され、各第１の接続溝組立体１４２’’の第１の接続溝ユニット１４２ａ’’は隣接する第１の接続溝ユニット１４２ａ’’と交互に配置され、各第３の連通溝組立体２２２’’の第３の連通溝ユニット２２２ａ’’は隣接する第３の連通溝ユニット２２２ａ’’と交互に配置され、各第２の接続溝組立体２４２’’の第２の接続溝ユニット２４２ａ’’は隣接する第２の接続溝ユニット２４２ａ’’と交互に配置される。
【０１４４】
従って、第１のフィン１００’’と第２のフィン２００’’が組立軸Ｌ１に沿って接触されると、第２のフィン２００’’の第２の接続溝ユニット２４２ａ’’は配置軸Ｌ３に沿って設けられる二つの隣接する第１の連通溝ユニット１２２ａ’’、及び第１のフィン１００’’において接続軸Ｌ２に沿って設けられる二つの隣接する第１の連通溝ユニット１２２ａ’’と連通され、第１のフィン１００’’の第１の接続溝ユニット１４２ａ’’は配置軸Ｌ３に沿って設けられる二つの隣接する第３の連通溝ユニット２２２ａ’’、及び第２のフィン２００’’において接続軸Ｌ２に沿って設けられる二つの隣接する第３の連通溝ユニット２２２ａ’’と連通される。つまり、一つの第２の接続溝ユニット２４２ａ’’は第１のフィン１００’’の四つの隣接する第１の連通溝ユニット１２２ａ’’と連通され、一つの第１の接続溝ユニット１４２ａ’’は第２のフィン２００’’の四つの隣接する第３の連通溝ユニット２２２ａ’’と連通される。上記では、一つの接続溝ユニットが隣接する四つの連通溝ユニットと連通される例を示しているが、一つの接続溝ユニットが隣接する四つの連通溝ユニットと連通される設計は、本発明の精神内且つ範囲内であり、このタイプを含むがこれに制限されない。
【０１４５】
上記より、本実施形態はまた、一つの接続溝ユニットを多数の隣接する連通溝ユニットと連通させ、頻繁に流れを分離する設計によって熱交換効率性を向上させる。多数の溝ユニットよりなる各溝組立体の設計は、更に、熱交換流体とフィンとの間の熱交換面積を実質的に増加させ、熱交換器１０’’の熱交換効率性を向上させる。更に、本実施形態では、二つの接続された溝ユニットの一端部が部分的に互いと重なり合うため、接続溝ユニット又は連通溝ユニットに流れる熱交換流体は、上記実施形態で説明したように、溝壁によって連続的に分離される、又は合流される。従って、熱交換器１０’’を熱交換流体が流れる工程では、各フィンと熱交換流体との間で最大接触面積が得られ、熱交換器１０’’が各接続溝ユニット又は連通溝ユニットにおいて熱交換流体と熱交換処理を実施することができるため、良好な熱交換効率性を有する熱交換器１０’’が得られる。
【０１４６】
特筆すべきは、本実施形態の溝ユニットは、たとえば、ひし形構造であることである。溝ユニットの内壁は少なくとも傾斜構造を有するため、熱交換流体は溝ユニットの端部と衝突した後に多数の方向に分離される。これにより、重大な乱流が生じ、一か所の熱交換流体が安定して熱交換を行うことになる。
【０１４７】
本実施形態の他のフィンについて以下に説明する。本実施形態の第３のフィン３００’’は、第１の入口構造３１０’’と第１の出口構造３２０’’を有し、第４のフィン４００’’は第２の入口構造４１０’’と第２の出口構造４２０’’を有する。第１の入口構造３１０’’と第１の出口構造３２０’’は第１の案内管Ｃ１’’の両端部に接続され、第２の入口構造４１０’’と第２の出口構造４２０’’は第２の案内管Ｃ２’’の両端部に接続される。第３のフィン３００’’の第１の出口構造３２０’’は、たとえば、配置軸Ｌ３に沿って設けられる多数の第１の出口ユニット３２２’’よりなる。第２の出口構造４２０’’は、たとえば、配置軸Ｌ３に沿って設けられる多数の第２の出口ユニット４２２’’よりなる。第１の本体１１０’’における第１の出口ユニット３２２’’の突出領域は第２の連通溝構造１３０’’と重なり、第２の本体２１０’’における第２の出口ユニット４２２’’の突出領域は第４の連通溝構造２３０’’と重なり、第４のフィン４００’’における第３のフィン３００’’の第１の入口構造３１０’’、及び第１の出口構造３２０’’の突出領域は第２の入口構造４１０’’、及び第２の出口構造４２０’’と重ならない。
【０１４８】
従って、第３のフィン３００’’と第４のフィン４００’’がそれぞれ組立軸Ｌ１に沿って第１のフィン１００’’と第２のフィン２００’’の組立体の両側に配置されると、第１の出口ユニット３２２’’と第２の連通溝構造１３０’’は互いと連通され、第２の出口ユニット４２２’’と第４の連通溝構造２２０’’は互いと連通される。つまり、第１の出口構造３２０’’は第２の連通溝構造１３０’’と連通され、第２の出口構造４２０’’は第４の連通溝構造２３０’’と連通される。更に、本実施形態では、第１の入口構造３１０’’は第１の連通溝構造１２０’’と連通され、第２の入口構造４１０’’は第３の連通溝構造２２０’’と連通される。第３のフィン３００’’の第１の出口構造３２０’’は、たとえば、配置軸Ｌ３に沿って設けられる多数の第１の出口ユニット３２２’’よりなる。第２の出口構造４２０’’は、たとえば、配置軸Ｌ３に沿って設けられる多数の第２の出口ユニット４２２’’よりなる。この設計により熱交換流体とフィンとの間の熱交換面積が増加される。
【０１４９】
更に、第５のフィン５００’’は、第１の貫通孔５１０’’と第２の貫通孔５２０’’を有し、第６のフィン６００’’は第３の貫通孔６１０’’と第４の貫通孔６２０’’を有し、第１の入口構造３１０’’の一方の側は第１の連通溝構造１２０’’と連通され、第１の入口構造３１０’’の他方の側は第１の貫通孔５１０’’と連通され、第１の出口構造３２０’’の一方の側は第２の連通溝構造１３０’’と連通され、第１の出口構造３２０’’の他方の側は第２の貫通孔５２０’’と連通され、第２の入口構造４１０’’の一方の側は第３の連通溝構造２２０’’と連通され、第２の入口構造４１０’’の他方の側は第３の貫通孔６１０’’と連通され、第２の出口構造４２０’’の一方の側は第４の連通溝構造２３０’’と連通され、第２の出口構造４２０’’の他方の側は第４の貫通孔６２０’’と連通される。
【０１５０】
その結果、高温の第１の熱交換流体Ｆ１は、第１の貫通孔５１０’’及び第１の入口構造３１０’’を通って第１の案内管Ｃ１’に流れ込み、第１の案内管Ｃ１’’から流れ出た後に第１の出口構造３２０’’及び第２の貫通孔５２０’’を通って熱交換器１０’’から流れ出ることができる。他方で、低温の第２の熱交換流体Ｆ２は、第３の貫通孔６１０’’及び第２の入口構造４１０’’を通って第２の案内管Ｃ２’’に流れ込み、第２の案内管Ｃ２’’から流れ出た後に第２の出口構造４２０’’及び第４の貫通孔６２０’’を通って熱交換器１０’’から流れ出ることができる。上記接続により、熱交換器１０’の高温の第１の熱交換流体Ｆ１と低温の第２の熱交換流体Ｆ２との間で熱交換処理が実施される。上述の実施形態の熱交換器１０’と同様に、本実施形態の熱交換器１０’’は、更に第７のフィン７００’’と第８のフィン８００’’とを含む。第７のフィン７００’’と第８のフィン８００’’は、組立軸Ｌ１に沿って第１のフィン１００’’、第２のフィン２００’’、第３のフィン３００’’、第４のフィン４００’’、第５のフィン５００’’、及び第６のフィン６００’’の組立体の両側に配置され、熱交換流体は第７のフィン７００’’、又は第８のフィン８００’’に設けられる開口部を通って熱交換器１０’’に流れ込む、又は熱交換器１０’’から流れ出ることができる。
【０１５１】
本実施形態では、第１のフィン１００’’と第２のフィン２００’’は主として組立軸Ｌ１に沿って交互に配置される。他の実施形態では、多数の第１のフィン１００’’は予め組み立てられてもよく、多数の第２のフィン２００’’も予め組み立てられてもよい。次に、第１のフィン１００’’の組立体と第２のフィン２００’’の組立体が交互に配置されることで別の熱交換器を構成してもよい。第１のフィン１００’’と第２のフィン２００’’の組立体を交互に配置する方法について、本発明は特に制限されない。更に、本実施形態は、主として少なくとも一つの第１のフィン１００’’と少なくとも一つの第２のフィン２００’’よりなり、上述のように第１のフィン１００’’及び第２のフィン２００’’の反対側に位置する第３のフィン３００’’、第４のフィン４００’’、第５のフィン５００’’、第６のフィン６００’’、第７のフィン７００’’、及び第８のフィン８００’’の組立型は、様々な実施形態のうちの一つである。第１の案内管Ｃ１’’と第２の案内管Ｃ２’’に対する適当な配置型により流体を円滑に流すことができる限り、本発明の範囲内及び精神内であり、本発明は、特に制限されない。
【０１５２】
熱交換器１０、熱交換器１０’、又は、更に熱交換器１０’’が良好な熱交換効率性を有するか否かに関わらず、本発明の太陽熱システム１は太陽熱システム１の光電変換効率性を効率的かつ実質的に向上させる。
【０１５３】
要約するに、本発明の太陽熱システムにおいて、熱交換器では少なくとも二つのフィンに多数の連通溝構造と接続溝構造がそれぞれ設置されている。各フィンにおいて、連通溝構造は接続溝構造と連通されず、一つの連通溝構造は別の連通溝構造と連通されない。フィンが組み立てられると、一つのフィンの連通溝構造は別のフィンの接続溝構造を介して隣接する連通溝構造と連通される。連通溝構造は、様々な配置によって熱交換器内に密に配置され、良好な熱交換効率性を有する案内管を更に有する。従って、本発明の熱交換器には異なる温度の流体間で熱交換処理を実行させるための案内管が二つ設けられる。
【０１５４】
更に、本発明の熱交換器が互いに交互に配置される少なくとも二種類のフィンによって組み立てられており、各フィンが多数の連通溝構造及び接続溝構造を有するため、熱交換流体が熱交換器に流れ込むと、熱交換流体は常に強制的に合流される、又は、分離される。これにより熱交換流体と熱交換器との間の接触面積が実質的に増加され、熱交換流体の熱交換処理の速度が上がるため、良好な熱交換性能が実現される。従って、第２の熱交換流体は、たとえば、水である。第１の熱交換流体は、たとえば、油である。第２の熱交換流体は、第１の熱交換流体が本発明の熱交換器によって太陽光を介して加熱された場合には迅速且つ効率的に蒸発させられ蒸気になる。蒸気は発電装置を駆動するよう適用され、力学的エネルギーが生成される。力学的エネルギーは電力に変換され、太陽熱システムの光電変換効率性が著しく向上される。
【０１５５】
更に、本発明の太陽熱システムは、太陽光の下で発電処理を実施するだけでなく、太陽光を用いることなく発電処理を実施することができる。太陽光を用いない場合、本発明は、熱交換処理を実施するために高温状態で維持される第１の熱交換流体を適用してもよい。第１の熱交換流体の高温状態により、第２の熱交換流体の蒸気は上述の力学的エネルギーを生成する。
【０１５６】
本発明は、上述の実施形態を参照して説明したが、上述の実施形態が本発明の精神から逸脱することなく変更され得ることは当業者に明らかであろう。従って、本発明の範囲は、上述の詳細な説明に限定されず添付の特許請求の範囲によって定められる。
【図１】
2014025694.tif 000009
【図２Ａ】
2014025694.tif 000010
【図２Ｂ】
2014025694.tif 000011
【図３Ａ】
2014025694.tif 000012
【図３Ｂ】
2014025694.tif 000013
【図３Ｃ】
2014025694.tif 000014
【図３Ｄ】
2014025694.tif 000015
【図３Ｅ】
2014025694.tif 000016
【図３Ｆ】
2014025694.tif 000017
【図４Ａ】
2014025694.tif 000018
【図４Ｂ】
2014025694.tif 000019
【図４Ｃ】
2014025694.tif 000020
【図４Ｄ】
2014025694.tif 000021
【図４Ｅ】
2014025694.tif 000022
【図４Ｆ】
2014025694.tif 000023
【図４Ｇ】
2014025694.tif 000024