(57)【要約】  本発明は、排気できるフラットパネル太陽熱集熱器（１）に関していて、透明な平面壁（４）と筐体（２）は、軟質金属リボン（３２）によってシールされ、軟質金属リボンは、少なくとも第一部分（３４）で筐体（２）に、及び少なくとも第二部分（３６）で透明な平面壁（４）の金属被覆された領域に軟質半田付けされる。本発明はまた、前述のフラットパネル太陽熱集熱器（１）の準備の方法にも関していて、同様に、前述のフラットパネル太陽熱集熱器（１）及び少なくとも一つの外部ミラー（５４）を含む、フラットパネル太陽熱集熱システム（５６）にも関している。
2007518957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気が可能で真空気密となるようになっているフラットパネル太陽熱集熱器（１、１’）であって、少なくとも一つのプレート吸熱器（２０）と、少なくとも一つの導管（１６、１８）と、外辺のフレーム（８）を含む金属製の保持構造体（２）と、少なくとも一つの、ガラス板等の第一の透明な平面壁（４、４６、４８）とを具備し、前記導管（１６、１８）が、少なくとも一つの吸熱器（２０）と少なくとも部分的に、熱的に関連しており、前記第一の透明な壁（４、４６、４８）の外辺部と、保持構造体のフレーム（８）の第一の支持表面とが、部分的に重なる外辺の領域を有し、且つ前記第一の透明な壁（４、４６、４８）の少なくとも一つの側面が、前記部分的に重なる領域の少なくとも一部分に、及び／又は前記第一の透明な壁（４、４６、４８）の前記側面の外辺部に、プラズマ散布銅層等の第一の金属層と、錫被覆層等の第二の金属層とからなる金属コーティングを含み、それによって、前記透明な壁（４、４６、４８）の上に、少なくとも一つの金属被覆された領域を備えていて、前記フラットパネル太陽熱集熱器が、鉛及び／又は銅リボン等の第一の軟質金属リボン（３２）をさらに包含し、前記軟質金属リボン（３２）が、前記第一の透明な壁（４、４６、４８）と前記保持構造体（２）との間の結合部を密閉するようになっていて、前記保持構造体（２）の前記外辺のフレーム（８）に、及び前記第一の透明な壁（４、４６、４８）の前記金属被覆された領域に、軟質半田付け等の半田付けされるようになっている、排気が可能で真空気密となるようになっているフラットパネル太陽熱集熱器（１、１’）。
【請求項２】
前記保持構造体（２）に取付けられる下部（６）をさらに具備していて、それによって、真空気密となるようになっている筐体を形成する、請求項1に記載のフラットパネル太陽熱集熱器（１）。
【請求項３】
前記保持構造体（２）によって、前記第一の透明な壁から離間する、少なくとも一つの、ガラス板等の第二の透明な平面壁をさらに具備していて、前記第二の透明な壁の外辺部と、前記フレーム（８）の第二の支持表面とが、部分的に重なる外辺の領域を有し、且つ、前記第二の透明な壁の側面の、前記部分的に重なる領域の及び／又は前記外辺部の、少なくとも一部分の上に、プラズマ散布銅層等の第一の金属層と、錫被覆層等の第二の金属層とからなる金属コーティング、それによって前記第二の透明な壁に少なくとも一つの金属被覆された領域を備える金属コーティングと、鉛及び／又は銅リボン等の第二の軟質金属リボンとを包含し、前記軟質金属リボンが、前記透明な第二の壁と、前記保持構造体（２）の前記フレーム（８）との間の結合部を密閉するようになっていて、前記保持構造体（２）の前記外辺のフレーム（８）に、及び前記第二の透明な平面壁の前記金属被覆された領域に、軟質半田付け等の半田付けされるようになっている、請求項1に記載のフラットパネル太陽熱集熱器（１’）。
【請求項４】
少なくとも一つの軟質金属リボン（３２）が、前記金属製保持構造体（２）とほぼ平行に、少なくとも部分的に整列することに特徴付けられる、請求項1から3のいずれか一項に記載のフラットパネル太陽熱集熱器（１、１’）。
【請求項５】
前記透明な壁（４、４６、４８）の外辺部と、前記フレーム（８）及び／又は前記保持構造体（２）の下部（６）とが、軟質金属リボン（３２）を使用することによって共に固定され、前記軟質金属リボン（３２）が、少なくとも一つの第一の軟質半田付け部分（３４）を介して、前記保持構造体（２）の前記フレーム（８）及び／又は前記保持構造体の下部（６）に、軟質半田付けされるようになっている、及び／又は、少なくとも一つの第二の軟質半田付け部分（３６）を介して、前記透明な壁（４、４６、４８）の金属被覆された領域に、軟質半田付けされるようになっている、請求項1から4のいずれか一項に記載のフラットパネル太陽熱集熱器（１、１’）。
【請求項６】
前記保持構造体（２）が、少なくとも一つの金属製バーのスペーサ（１０、１２、５２）を、スペーサ配列の形態でさらに含む、請求項1から5のいずれか一項に記載のフラットパネル太陽熱集熱器（１、１’）。
【請求項７】
少なくとも一つの、低い放射率の遮蔽板をさらに具備していて、前記遮蔽板が、前記吸熱器と、前記保持構造体に取付けられる下部との間に挿入されるようになっている、請求項1から6のいずれか一項に記載のフラットパネル太陽熱集熱器。
【請求項８】
前記保持構造体（２）に取付けられた場合の前記下部（６）と前記第一の透明な壁（４、４６）との間の、又は前記第二の透明な壁（４８）と前記第一の透明な壁（４、４６）との間の距離が、約1から10cmである、請求項1から7のいずれか一項に記載のフラットパネル太陽熱集熱器（１、１’）。
【請求項９】
前記保持構造体の内壁の少なくとも一部分と、少なくとも一つのスペーサと、及び／又は前記下部の内壁とが、銅又は鋼鉄又はアルミニウムから作られ、及び／又は、銅及び／又はアルミニウム等からなる赤外線の低い吸収率の膜で被覆される、請求項1から8のいずれか一項に記載のフラットパネル太陽熱集熱器。
【請求項１０】
前記保持構造体及び／又は前記下部に使用される材料が、前記フラットパネル太陽熱集熱器の外側で、腐食に対して耐性があるようになっている、請求項1から9のいずれか一項に記載のフラットパネル太陽熱集熱器。
【請求項１１】
前記吸熱器（２０）の及び／又は前記保持構造体（２）の少なくとも一部分に、少なくとも一塊のゲッターを、及び／又は少なくとも部分的に、1000nmより薄い平均厚さを有するゲッターコーティングをさらに具備する、請求項1から10のいずれか一項に記載のフラットパネル太陽熱集熱器（１、１’）。
【請求項１２】
前記透明な壁と前記吸熱器との間に、少なくとも一つの追加の透明な壁、及び／又は赤外線ミラーコーティングをさらに具備していて、前記赤外線ミラーコーティングは、前記透明な壁の内側に及び／又は前記追加の透明な壁の片側又は両側にある、請求項1から11のいずれか一項に記載のフラットパネル太陽熱集熱器。
【請求項１３】
前記導管が、真空気密な接続ポート（１７、１９）を包含し、前記接続ポート（１７、１９）は、前記外辺のフレーム（８）に一体化されていて、少なくとも一つの膨張ベローズ（２４、２６）を含んでいる、請求項1から12のいずれか一項に記載のフラットパネル太陽熱集熱器（１、１’）。
【請求項１４】
前記保持構造体の、外辺のフレーム又は側壁に組込まれる、排気ポート（４４）の形態の、少なくとも一つの接続ポート、及び／又は前記排気ポートに接続できるようになっている少なくとも一つのポンプをさらに具備する、請求項1から13のいずれか一項に記載のフラットパネル太陽熱集熱器。
【請求項１５】
前記保持構造体（２）の前記フレーム（８）が、側壁（２８）と前記側壁に垂直な支持表面（３０）とを包含し、前記支持表面（３０）が、前記側壁に接続され、前記透明な壁（４、４６、４８）の外辺部を支持するようになっている、請求項1から14のいずれか一項に記載のフラットパネル太陽熱集熱器（１、１’）。
【請求項１６】
軟質金属リボン（３２）の少なくとも一つの第一部分（３４）が、前記筐体（２）の、前記フレーム（８）に、及び／又は前記フレームの支持表面（３０）に、軟質半田付け等の半田付けされ、且つ前記軟質金属リボン（３２）の第二部分（３６）が、前記透明で平面の壁（４）の金属被覆された領域に、軟質半田付け等の半田付けされる、請求項1から15のいずれか一項に記載のフラットパネル太陽熱集熱器（１）。
【請求項１７】
前記吸熱器が、少なくとも一つの無酸素銅板及び／又は銀入り無酸素銅板を包含し、前記銅板は、少なくとも太陽放射エネルギーに曝露される側面に、クロムブラック等の選択的な吸収膜を用いて被覆される、請求項1から16のいずれか一項に記載のフラットパネル太陽熱集熱器。
【請求項１８】
少なくとも一つの、本質的にＵ字形状の導管が、溶接又はロー付けによって、少なくとも一つの吸熱器に、熱的に取付けられ、及び／又は前記導管が、前記保持構造体の前記外辺のフレームと及び／又は少なくとも一つのスペーサと、直接に熱接触をしないように配列される、請求項1から17のいずれか一項に記載のフラットパネル太陽熱集熱器。
【請求項１９】
フラットパネル太陽熱集熱システム（５６、５６’）が、請求項1から18のいずれか一項に記載の少なくとも一つのフラットパネル太陽熱集熱器（１、１’）と、少なくとも一つの本質的に半円筒形ミラー（５４、５８、６０）とを具備していて、前記ミラーが、前記フラットパネル太陽熱集熱器の少なくとも一つの透明な壁に、光を反射するようになっている、フラットパネル太陽熱集熱システム（５６、５６’）。
【請求項２０】
前記太陽熱集熱器（1、1’）が、半円筒形ミラー（５４、５８、６０）の軸に沿って本質的に整列する、請求項19に記載のフラットパネル太陽熱集熱システム（５６、５６’）。
【請求項２１】
前記ミラーの断面が、半円よりも小さい形状の、円弧の又はその一部分を示す、請求項19又は20に記載のフラットパネル太陽熱集熱システム。
【請求項２２】
前記太陽熱集熱器（１、１’）が、二つの隣接する半円筒形ミラー（５８、６０）の上に、又は断面が円弧の又はその一部分の形状を示すミラーの上に配置される、請求項19から21のいずれか一項に記載のフラットパネル太陽熱集熱システム（５６’）。
【請求項２３】
請求項1から18のいずれか一項に記載の少なくとも二つのフラットパネル太陽熱集熱器、及び／又は請求項19から22のいずれか一項に記載のフラットパネル太陽熱集熱システムを具備する、太陽熱集熱器の配列。
【請求項２４】
フラットパネル太陽熱集熱器の準備のための、a)からj)の方法であって、
a) 少なくとも一つの保持構造体の、少なくとも一つの外辺のフレーム及び／又は少なくとも一つのスペーサと、少なくとも一つのプレート吸熱器と、少なくとも一つの導管と、少なくとも一つの第一の透明な壁と、少なくとも一つの下部及び／又は少なくとも一つの第二の透明な壁とを用意していて、前記第一の及び／又は第二の、透明な壁の外辺部が、少なくとも部分的にプラズマ散布銅層等の第一の金属層と、錫被覆層等の第二の金属層とからなる金属コーティングを包含する段階と、
b) 外辺のフレームにスペーサを取付ける段階と、
c) 吸熱器と熱的に関連する少なくとも一つの導管を、溶接又はロー付けによって吸熱器に取付け、少なくとも一つのスナップ式要素によってスペーサ上に取付け、及び前記外辺のフレームの接続ポートに取付ける段階と、
d) 前記接続ポートに前記導管の端部を溶接する段階と、
e) 前記第一の透明な壁の金属コーティングに、軟質金属リボンが軟質半田付けされている前記第一の透明な壁を、前記保持構造体に取付ける段階と、
f) 前記保持構造体に前記軟質金属リボンを半田付けして、それによって、前記保持構造体とほぼ平行である前記軟質金属リボンの少なくとも一部分を整列する段階と、
g) 少なくとも一つの外部ポンプを使用することによって、前記太陽熱パネルを排気ポートを介して排気する段階と、
h) 前記集熱器の十分なガス出しをするために、約120℃から約170℃の範囲の約150℃程度で、少なくとも30分間、前記フラットパネル太陽熱集熱器を加熱する段階と、
i)一塊のゲッター及び／又はゲッターコーティングを包含する前記フラットパネル太陽熱集熱器の部品を、ゲッターを活性化するために、170℃より高い温度の約180℃又はそれ以上の温度に加熱する段階と、
j) 前記フラットパネル太陽熱集熱器の前記排気ポートで、弁を閉鎖することによって又は前記導管接続部を挟み潰して止めることによって、分離する段階と、
を含む、請求項1から18のいずれか一項に記載のフラットパネル太陽熱集熱器の準備ための方法。
【請求項２５】
真空気密のやり方で、前記保持構造体のフレームに、前記下部を取付ける段階をさらに含む、請求項24に記載の方法。
【請求項２６】
前記第二の透明な壁の金属コーティングに、軟質金属リボンが軟質半田付けされている前記第二の透明な壁を、前記保持構造体に取付ける段階と、前記軟質金属リボンを、前記保持構造体に半田付けるする段階とをさらに含む、請求項24に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも一つの吸熱器と、少なくとも一つの導管と、保持構造体と、少なくとも一つの透明な壁とを包含する、排気可能なフラットパネル太陽熱集熱器に関する。本発明はさらに、本発明に従う少なくとも一つのフラットパネル太陽熱集熱器と、少なくとも一つのミラーとを含む、フラットパネル太陽熱集熱システムに関していて、またフラットパネル太陽熱集熱器の配列にも関する。最後に、本発明は、本発明に従う排気可能なフラットパネル太陽熱集熱器の準備の方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽熱集熱器、詳細にはフラットパネル太陽熱集熱器は、周知の装置であり、太陽熱集熱器は通常、太陽エネルギーを集熱流体に吸収して伝達するために使用される。主に、太陽熱集熱器は、透明な窓ガラスによって前面が閉じられた筐体に収納された、黒く塗られて吸熱する、円筒又は平板から成っている。太陽光の強度が弱められる性質から、熱ロスを低減することによって運転温度を上昇するために、太陽熱集熱器は、使用中、ガス伝達及び分子伝導を排除するように排気されてもよい。非常な高温もまた、光を焦点に集めることによって達成させることが出来る。しかし、直接光のみが焦点に集められ、一方、散乱した光は失われる。その結果、この解決策は、太陽光の約50％が散乱する中央ヨーロッパのような地域にとって、大して魅力的でない。フラットパネル太陽熱集熱器内の排気が、大気圧から発生する巨大な力の下でさえ、高真空を維持することが出来る構造体の必要性によって問題になる時に、焦点は、円筒形又は平面の吸熱器を収納する円筒形のガラス容器に基づく太陽熱集熱器にあった。このような構造は、例えば特許文献1に見られ、そこには、集熱管の配列の背後に位置する乱反射表面を有する多管式太陽エネルギー集熱器が開示され、集熱器は、複数の二重壁の管状部材を含み、外側の壁は、全周にわたって透明なガラス素材から作られている。
【０００３】
特許文献2に従って、管状集熱器が開示され、管状集熱器は、それぞれの表面に溶融金属を付着することによって、又は吹付けすることによって、ガラスの上に、太陽熱の、選択的な、表面又はコーティングと、反射的な、表面又はコーティングとの、両方を製作するために使用される方法によって達成される非常に有用な特性を有していて、結果として、ガラスが溶融金属と接触して融解し、良好な接着と熱接触を得る。
【０００４】
特許文献3に従う太陽エネルギー集熱システムもまた、二重壁のガラス管を使用していて、その外側の壁が、ほぼ全周にわたって透明である。二重壁の間の空間は、準大気圧で密閉される。
【０００５】
例えば、特許文献1で開示されたような管状集熱器の配列に対して、フラットパネル集熱器が、エネルギー吸収に対して最大の有効性を見込めることは周知であるけれども、管状式太陽熱集熱器は、高真空を維持するために要求されるガラスと金属との密閉のより容易な製造によって有利であると、なお多くの場合に考えられている。
【０００６】
特許文献4において、球状の太陽エネルギー集熱器が開示され、それは、フラットなランプ容器に挿入される黒く塗られた太陽熱吸熱器を包含し、それに関して、例えばテレビの陰極管で知られる信頼性の高い密閉技術を使用している。
【０００７】
特許文献5から、フラットパネル太陽熱集熱器モジュールが引用され、モジュールは、そこに画定された排気されるチャンバーを備える筐体と、前述のチャンバーの一面に形成する透明な平面壁と、筐体から断熱されている流路を備える輻射エネルギー吸熱器とを包含している。ある実施形態において、必要に応じて時折、集熱器モジュールを排気するために、真空ポンプが適切な導管を介して集熱器モジュールに接続される。特許文献5に従って、133.3Pa（1Torr（1mmHg））の範囲の真空が、伝達損失を排除するのに十分と見なされる。しかし、この文献において、本質的に伝導損失も排除する非常に低い圧力は、商用的に有効でない技術を必要とするだろうことを認めている。
【０００８】
特許文献6において、フラットパネル太陽熱集熱器が開示され、排気された容器に大気によって印加される力に対抗するのに十分な構造体を有する、排気するフラットパネル集熱器を提供する試みがなされている。伝達、伝導、及び一般的に輻射と呼ばれている熱赤外放射による吸熱器からの熱損失は、一連の平行なセル、好ましくは断面が半円形のセルを提供するために形成される後部筐体を包含するフラットパネル太陽熱集熱器によって克服されるであろう。このそれぞれのセルは、主要な板ガラスを支持し、フィン付き管の吸熱器を受容するようになっている。これらのフィン付き管は、セルの側壁間の空きスペースの少なくとも90％を占めるから、大部分の輻射が吸収され、ごく僅かの輻射がフィン付き管の吸熱器と側壁との間を通過する。個々のセルの円形断面は、内部真空による変形力に最善の抵抗を備えていることが述べられている。特許文献6に従うフラットパネル太陽熱集熱器は、多数の構成部品を提供し、それらの大きさは正確に設定しなければならず、それらはまた、複雑な所定のやり方で配置されなければならない。従って、特許文献6に基づくフラットパネル太陽熱集熱器は、相当に高価で、製造するのもまた相当に難しい。
【０００９】
特許文献7において、用途は、太陽熱集熱器であり、太陽熱集熱器は、加熱が出来て可逆な水素ゲッターを収納する、少なくとも一つの密閉され排気される、透明な管又は容器から成る。水素ゲッターは、一つ又はそれ以上の金属、チタニウム、ジルコニウム、ハーフニウム、スカンジウム、イットリウム、ランサナム、希土類、ストロンチウム、バリウム、バナジウム、ニオビウム、タンタラム、ソリウム、及びいくらか水素添加された条件において、その合金からなる。水素の圧力は、可逆な水素ゲッターを加熱することにより水素を放出して増加し、そして、一方、可逆な水素ゲッターが冷却される時に、水素は再び捕縛される。この機構は、太陽熱集熱器の生成熱が、設備の残余の貯蔵能力を超えて、吸熱器の温度が高く成り過ぎる場合に、水素の圧力が増加することによって太陽熱集熱器の損失が増加されて、太陽熱集熱器は通常の高効率を維持することを確保する。太陽熱集熱器のための容器として、ガラス管のみが開示され、ガラス管は、円形の断面を有し、ヒートパイプの蒸発器の部分と熱伝導するように接続された、プレート形状の吸熱器を封じ込めている。
【００１０】
排気する管状集熱器の構造において、太陽熱集熱器の利点にもかかわらず、なお幾つかの主な不都合がある。各々の管は、熱伝導を減少するため、及び室温の容器に対して冷却管の熱膨張差を補償するために、ベローズを備えた各々の端部でガラスと金属の密閉を必要とする。さらに、管は、吸熱能力の損失となる影になることを避けるため、離間しなければならない。多管式構造の保守管理及び洗浄にもまた、どちらかと言えば問題を含んでいる。それ故、かなり頻繁に追加の正面ガラスが、この問題を多少とも解決するために付加されるけれど、結果として、伝播する光のさらなる損失となる。
【００１１】
管状太陽熱集熱器の上述した不利益は、フラットな排気する太陽熱パネルによって、少なくとも部分的に克服することが出来るけれども、前述のフラットシステムの主な欠点はなお存在し、大きくフラットな表面が大気圧に耐えるために不適当である。加えて、周縁のガラスと金属の密閉が、さらに重大な問題の原因となっている。たぶん、これらの困難さのために、特許文献5のフラットな太陽熱集熱器は、プラスチックから作られ、透明な正面もまたプラスチック製の筐体に頼っている。結果として、このフラットな太陽熱集熱器は、たったの133.3Pa（1Torr）に排気され、その圧力は、空気伝達を排除するために十分であるが、分子伝導には不十分であるかもしれない。
【００１２】
【特許文献１】米国特許第４００２１６０号明細書
【特許文献２】米国特許第４５７９１０７号明細書
【特許文献３】米国特許第３９６０１３６号明細書
【特許文献４】米国特許第４０８４５７６号明細書
【特許文献５】米国特許第３９１６８７１号明細書
【特許文献６】米国特許第５６５３２２２号明細書
【特許文献７】米国特許第４４５５９９８号明細書
【特許文献８】米国特許第６４６８０４３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
この背景に対して、非常に高い温度でも運転可能で、向上した効率を有していて、非常に長い期間にわたって非常に高い真空を維持するフラットパネル太陽熱集熱器を提供することが、本発明の目的である。大きなフラットな表面をまた包含していて、大気圧に耐えることが出来て、運用の高い安全性を保証する、フラットパネル太陽熱集熱器を提供することもまた、本発明の目的である。さらに、高真空気密のフラットパネル太陽熱集熱器を生産する信頼性の高い製造工程を提供することが、本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この目的は、フラットパネル太陽熱集熱器によって達成され、フラットパネル太陽熱集熱器は、少なくとも一つの吸熱器、詳細にはプレート吸熱器と、少なくとも一つの吸熱器に少なくとも部分的に熱的に関連する少なくとも一つの導管と、保持構造体、詳細には金属製で外辺のフレームを含む保持構造体と、少なくとも一つの第一の透明な壁、詳細には第一の平面壁、詳細にはガラス板とを包含し、第一の透明な壁、詳細には第一の透明な壁の外辺部と、保持構造体、詳細にはフレームの第一の支持表面とが、部分的に重なり合う領域、詳細には外辺の領域を有し、且つ第一の透明な壁の少なくとも一面が、少なくとも部分的に、詳細には第一の透明な壁の前述の側面の重なり合う領域及び／又は外辺部の少なくとも一部分の上に、金属コーティングを、詳細には第一の金属層、詳細にはプラズマ散布銅層、及び第二の金属層、詳細には錫被覆層から成り、それによって透明な壁に少なくとも一つの金属被覆された領域を備える金属コーティングを含んでいて、前述のフラットパネル太陽熱集熱器はさらに、軟質金属リボン、詳細には第一の軟質金属リボン、詳細には鉛又は／及び銅リボンを包含し、軟質金属リボンが、第一の透明な壁と保持構造体との間の接合部を気密にするようになっていて、且つ保持構造体に、詳細には外辺のフレームに、及び第一の透明な壁の金属被覆された領域に、半田付け、詳細には軟質半田付けされるようになっている。
【００１５】
本発明の別の態様において、フラットパネル太陽熱集熱器はさらに、保持構造体に取り付けられる下部を包含し、それによって真空気密となるようになっている筐体を形成する。
【００１６】
少なくとも一つの軟質金属リボンは、金属製保持構造体と部分的に平行に少なくとも整列される場合を、特に所望される。それ故、金属リボンは、それが置かれる保持構造体の基盤をなす表面に、最も都合よく整列される。
【００１７】
本発明のある実施形態に従って、透明な壁の外辺部と、フレームと、及び／又は保持構造体に取付けられる下部とが、軟質金属リボンの使用によって共に固定され、軟質金属リボンは、少なくとも一つの第一の軟質半田付け部分を介して、保持構造体に、詳細にはフレーム及び／又は保持構造体の下部に、軟質半田付けされるようになっていて、及び／又は、少なくとも一つの第二の軟質半田付け部分を介して、透明な壁に、詳細には透明な壁の金属被覆された領域に、軟質半田付けされるようになっている。
【００１８】
本発明はまた、フラットパネル太陽熱集熱器を提供していて、フラットパネル太陽熱集熱器はさらに、保持構造体によって第一の透明な壁から離間する、第二の透明な壁、詳細には平面壁、詳細にはガラス板を包含し、第二の透明な壁、詳細には第二の透明な壁の外辺部と、フレーム、詳細にはフレームの第二の支持表面とが、部分的に重なり合う領域、詳細には外辺の領域を有し、且つ第二の透明な壁の少なくとも一面が、少なくとも部分的に、詳細には第二の透明な壁の前述の側面の、部分的に重なり合う領域及び／又は外辺部の少なくとも一部分の上に、金属コーティング、詳細には第一の金属層、詳細にはプラズマ散布銅層と、第二の金属層、詳細には錫被覆層とからなり、それによって、第二の透明な壁に少なくとも一つの金属被覆された領域を備える金属コーティングと、軟質金属リボン、詳細には第二の軟質金属リボン、詳細には鉛及び／又は銅リボンとを含んでおり、軟質金属リボンは、透明な第二の壁と保持構造体、詳細にはフレームとの間の接合部を密閉するようになっていて、且つ保持構造体、詳細には外辺のフレームに、及び第二の透明な平面壁の金属被覆された領域に、半田付け、詳細には軟質半田付けされるようになっている。
【００１９】
所望する実施形態に従って、フラットパネル太陽熱集熱器はまた、少なくとも一つのスペーサ、詳細にはスペーサ配列の形で、詳細には金属製バーのスペーサを包含する。
【００２０】
スペーサは、フラットパネル太陽熱集熱器の透明な平面壁を適切に支持するために、詳細にはガラス板が大きすぎる表面を覆う時に、適切に支持するために使用される。スペーサが無ければ、大きな透明な正面のガラス板は、大気圧の下で崩壊するだろう。最も好ましくは、長手方向の及び横方向の、金属製バーの配列、詳細には集熱器の筐体の深さに本質的に一致する高さを有する金属製バーの配列が利用される。通常、長手方向の又は横方向のバー、詳細には約1から10mmの幅を有す金属製バーを備えれば十分である。それ故、保持構造体の要素の寸法、詳細には外辺のフレームの及びスペーサの寸法は、透明な壁をしっかりと支持する保持構造体の支持領域の全てが、単一のガラス板の範囲内に存在するようになっている。このような方法で、透明な壁に作用する力は、ほとんど均等に分配される。
【００２１】
好ましくは、少なくとも一つの遮蔽板、詳細には低放射率の遮蔽板が使用され、遮蔽板は、吸熱器と保持構造体に取付けられる下部との間に挿入されるようになっている。このような遮蔽板を用いることによって、主に、集熱器の金属部分を有する吸熱器の輻射熱交換が減少されるから、熱損失をさらに低減することが出来る。
【００２２】
一様に、筐体の下部と透明な平面壁との間の距離は、約1から10cmである。有利なのは、保持構造体に取付けられた場合の下部と正面の透明な平面壁との間の距離が、約2から6cmの範囲である。さらに、正面のガラス板の厚さは、通常、約1から10mmの範囲である。正面のガラス板の厚さは、主に前述のガラス板の表面の大きさと、スペーサ間の距離とに依存する。
【００２３】
所望する実施形態に従って、少なくとも保持構造体、詳細には保持構造体の内側壁の少なくとも一部分、及び／又は少なくとも一つのスペーサ、及び／又は下部、詳細には下部の内側壁は、銅又は鋼鉄又はアルミニウムから作られ、及び／又は赤外線の吸収率の低い膜、詳細には吸熱器の輻射損失を減少するために、銅及び／又はアルミニウムからなる膜で被覆される。保持構造体に、及び／又は下部に使用される材料は、詳細には前述のフラットパネル太陽熱集熱器の外側で、腐食に対し耐性を有するようになっているように準備される。
【００２４】
本発明の別の実施形態において、フラットパネル太陽熱集熱器が提供され、フラットパネル太陽熱集熱器はさらに、吸熱器の及び／又は保持構造体の、少なくとも一部分の上に、少なくとも一塊のゲッターと、及び／又は少なくとも部分的にゲッターコーティング、詳細には1000nmより小さい平均厚さを有するゲッターコーティングとを包含する。一体化されたポンプを備えた本発明のフラットパネル太陽熱集熱器を提供するために、ゲッター技術を用いることが所望される。このような一体化ポンプを使用することによって、通常、十分な程度まで分子伝導損失を低減するのに必要な、0.01333Pa（0.0001Torr）より低い圧力を維持することが可能となる。所望する実施形態において、薄膜非蒸発のゲッターコーティングは、詳細には吸熱器の裏側に、及び／又は筐体の又は保持構造体の内表面に塗布される。ゲッターコーティングの厚さが、基盤となる銅又はアルミの合金コーティングの放射率を損なわないことに、注意すべきである。通常、ゲッターコーティングの厚さは、数百nmに、詳細には約100から600nmの範囲に維持されるべきであり、最も所望されるのは、約100nmである。ゲッターコーティング技術は、例えば特許文献8で開示される。一塊のゲッターポンプとして、市場で入手可能なゲッターは、例えば、SAES Getters社で生産されるSt707非蒸発ゲッターが使用可能である。
【００２５】
フラットパネル太陽熱集熱器が、また提案されて、フラットパネル太陽熱集熱器はさらに、透明な壁と吸熱器との間に、少なくとも一つの追加する透明な壁と、及び／又は赤外線ミラーコーティングとを包含し、赤外線ミラーコーティングは、透明な壁の内面上に、及び／又は追加する透明な壁の、内面上に又は両面上になされる。正面のガラス壁からの輻射損失を低減するために、さらに追加のガラス板と及び／又は赤外線ミラー層コーティングとが、使用されることも可能である。
【００２６】
本発明のある態様において、真空気密接続ポートが、外辺のフレームに一体化され、詳細には少なくとも一つの膨張ベローズを包含する。排気ポートの形で少なくとも一つの接続ポートが、集熱器の初期の排気のために、保持構造体の、外辺のフレームに又は側壁に組込まれるように準備されることもまた可能である。フラットパネル太陽熱集熱器内に配置される、冷却管又は導管は、真空気密の造りでフラットパネル太陽熱集熱器の筐体の壁を介して延伸する。導管と筐体との熱挙動の相違によって、膨張ベローズが、筐体と、導管又は冷却管との接続部の付近で使用される。排気ポートは、好ましくは、排気工程の完了後に、接続管が弁で止められるようになっている。その接続管が、詳細には銅製であるならば、挟み潰して止められてもよい。
【００２７】
非常に所望する実施形態において、保持構造体、詳細にはフレームは、側壁と、詳細には側壁に垂直で、透明な壁を、詳細には透明な壁の外辺部を支持するようになっている前述の側壁に接続される支持表面とを包含するように準備されてもよい。フラットパネル太陽熱集熱器のフレームが、筐体の下部を取り囲む及び詳細には筐体の下部に垂直に整列する、外辺の側壁を包含するならば、特に所望される。所望する実施形態において、前述の側壁に接続される支持表面は、少なくとも前述の支持表面と向き合う筐体の下部と平行に整列される。フラットパネル太陽熱集熱器の端部のこのようなＵ字形状の輪郭は、正面の透明な平面壁の非常に堅固な固定を可能にする。
【００２８】
本発明の別の実施形態において、少なくとも一つの軟質金属リボンは、透明な平面壁とフレームの支持表面との間に、少なくとも部分的に配置されることが所望されていて、前述の金属リボンの少なくとも第一部分は、透明な平面壁に、詳細には透明な平面壁の金属被覆された領域に、及び／又は筐体に、詳細には側壁に、及び／又は支持表面に、半田付けされ、詳細には軟質半田付けされ、及び／又は、前述の金属リボンの少なくとも第二部分は、透明な平面壁に、詳細には透明な平面壁の金属被覆された領域に、及び／又は筐体に、詳細には側壁に、及び／又は支持表面に、半田付けされ、詳細には軟質半田付けされる。本発明のフラットパネル太陽熱集熱器の非常に有効な密閉が、透明な平面壁の錫と銅との金属被覆を使用することによって、詳細には透明な平面壁の二つの表面のうちの一つの外辺部の金属被覆によって達成されることが分かった。軟質金属リボンはそれ故、通常、金属製の筐体、及びガラス壁のいずれにも、軟質半田付けすることが出来る。軟質金属リボンを、ガラス壁の内側と筐体の側壁に接続される支持表面との間に配置することが所望され、それによって、真空下での死空間を最小にし、フレームの支持表面の金属構造体との摩擦によって生ずる擦り傷から、ガラス壁を保護する。
【００２９】
このように、軟質金属リボンの少なくとも一つの第一部分は、筐体に、詳細にはフレームに及び／又はフレームの支持表面に、半田付け、詳細には軟質半田付けされ、軟質金属リボンの第二部分は、透明な壁に、詳細には前述の平面壁の金属被覆された領域に、半田付け、詳細には軟質半田付けされるように準備されている。
【００３０】
本発明の別の態様において、吸熱器は、少なくとも一つの銅板、詳細には無酸素銅板及び／又は銀入り無酸素銅板を含むように準備されていて、銅板は、選択的吸収膜、詳細にはクロムブラックで、少なくとも太陽の放射エネルギーに曝露される側面に被覆される。銅板製の吸熱器の板厚は、例えば、無酸素の又は銀入り無酸素の銅板が使用される時に、通常約1から2mmの平均厚さを示す。概ね、選択的吸収膜として、約350から400℃で長期間の加熱に耐えることが可能な膜が、所望される。吸熱器プレートの背後部は、好ましくは導管、例えば、熱除去用冷却管を固定する。150℃までの適用に対しては、通常、水が冷却流体として使用され、一方、より高温の適用に対しては、油又は空気が所望される。
【００３１】
少なくとも一つの、詳細には本質的にＵ字形状の導管が、詳細には溶接又はロー付けによって、少なくとも一つの吸熱器に熱的に取付けられる、フラットパネル太陽熱集熱器がまた提供され、及び／又は導管は、保持構造体、詳細には外辺のフレームと、及び／又は少なくとも一つのスペーサと、直接に熱接触がないように配置される。
【００３２】
さらに、本発明のある実施形態において、少なくとも一つの外部ポンプ、詳細にはターボ分子ポンプステーションが提供される。このような外部ポンプは、初期に十分に低い圧力を確立するために使用され、その結果、次に続く使用において、例えば、ゲッター技術に基づく一体化排気を可能にする。
【００３３】
本発明の目的は、太陽熱集熱器の後部もまた透明な壁からなる、前述の太陽熱集熱器によって解決することもまた可能である。かくして、フラットパネル太陽熱集熱器が提供され、フラットパネル太陽熱集熱器は、少なくとも一つの吸熱器、詳細にはプレート吸熱器と、少なくとも一つの吸熱器に、少なくとも部分的に熱的に関連する少なくとも一つの導管と、外辺のフレーム、詳細には金属フレームと、正面の透明な壁と、後部の透明な壁とを包含し、正面の透明な壁、詳細には正面の透明な壁の外辺部と、フレームの上面と、後部の透明な壁、詳細には後部の透明な壁の外辺部と、前述のフレームの下面とが、各々、部分的に重なり合う外辺の領域を有し、フレームの上面、詳細にはフレームの支持表面に面する正面の透明な平面壁の面の部分的に重なり合う領域の少なくとも一部分と、フレームの後面、詳細にはフレームの支持表面に面する後部の透明な壁の面の部分的に重なり合う領域の少なくとも一部分とが、少なくとも一つの第一の金属層で各々コーティングされ、詳細には、プラズマ散布銅層で金属被覆され、各々の第一の金属層が、少なくとも一つの第二の金属層、詳細には錫被覆層で保護され、正面の透明な壁、詳細には正面の透明な壁の外辺部と前述のフレーム、及び後部の透明な壁、詳細には後部の透明な壁の外辺部と前述のフレームが、第一と第二の、詳細には外辺の軟質金属リボン、詳細には鉛及び／又は銅の金属リボンを使用して、各々共に固定されていて、第一の金属リボンは、詳細には少なくとも一つの第一部分を介して、正面の透明な平面壁の金属被覆された領域に軟質半田付けされ、及び少なくとも一つの第二部分、詳細には第一部分の反対側の第二部分を介して、前述のフレームに、詳細には画定された半田付けする部分にわたって、軟質半田付けされるようになっており、後部の透明な壁、詳細には後部の透明な壁の外辺部と前述のフレームとが、第二の軟質金属リボン、詳細には外辺の軟質金属リボン、詳細には鉛及び／又は銅の金属リボンを使用して共に固定されていて、第二の軟質金属リボンは、詳細には少なくとも一つの第一部分を介して、後部の透明な平面壁の金属被覆された領域に、軟質半田付けされるようになっていて、少なくとも一つの第二部分、詳細には第一部分と反対側の第二部分を介して、前述のフレームに、詳細には画定された半田付けする部分にわたって、軟質半田付けされるようになっている。第一と第二の軟質金属リボンは、好ましくは少なくとも部分的に、保持構造体と平行に整列する。
【００３４】
特別な利点が、本発明のフラットパネル太陽熱集熱器と、後部の透明な平面壁に太陽光を反射するようになっているミラーとの併用による、フラットパネル太陽熱集熱システムによって活用することが可能となり、それによって最も効果的に、吸熱器で入射する太陽束を増加することが可能となる。このように、前述の請求項のいずれか一項に記載の少なくとも一つのフラットパネル太陽熱集熱器と、少なくとも一つのミラー、詳細には本質的に半円筒形ミラーとを包含する、フラットパネル太陽熱集熱システムが提供され、ミラーは、前述のフラットパネル太陽熱集熱器の少なくとも一つの透明な壁に、光を反射させるようになっている。ある所望する実施形態において、フラットパネル太陽熱集熱器は、半円筒形ミラーの上に、詳細にはミラーに入射する太陽光の散乱成分でさえも、ほぼ完璧にフラットパネル太陽熱集熱器の後部に反射させることが出来る方法で、配置することが出来る。
【００３５】
本発明の別の実施形態において、例えば、もしも半円筒形ミラーが使用されるならば、前述の太陽熱集熱器が、前述の半円筒形ミラーの軸に沿って本質的に整列される。
【００３６】
さらに、ミラーの断面が円弧又はその一部分の形状、詳細には半円形より小さい形状を示すことが、これと共に提案される。
【００３７】
本発明の別の実施形態に従って、太陽熱集熱器が、二つの近接する半円筒形ミラーの、又は円弧形状を示す断面のミラーの上に配置される、フラットパネル太陽熱集熱システムが提供される。互いに近接するミラーを配置することによって、双方が、前述の集熱器の後部で、ミラーに入射する太陽光を反射するだろう。
【００３８】
正面の及び背面の壁が透明な、フラットパネル太陽熱集熱器を使用する時に、選抜的吸収膜を用いて、詳細にはクロムブラック又は約350から400℃で長時間の加熱に耐えることが出来るその他のいずれかのコーティングを用いて、吸熱器の正面及び背面を黒く塗ることが所望される。
【００３９】
もしも本発明のフラットパネル太陽熱集熱器全体が、外部の排気ステーションを用いて前述の集熱器を排気しながら、好ましくは約150℃又は150℃より高温で、詳細には数時間の間、加熱されたならば、表面のガス放出量を、非常に減少することが出来る。従って、本発明のフラットパネル太陽熱集熱器は、以下の段階に従って、好ましくは製作される。
a) 少なくとも一つの保持構造体、詳細には少なくとも一つの外辺のフレーム及び／又は少なくとも一つのスペーサと、少なくとも一つの吸熱器、詳細にはプレート吸熱器と、少なくとも一つの導管と、少なくとも一つの第一の透明な壁と、少なくとも一つの下部及び／又は少なくとも一つの第二の透明な壁とを用意していて、第一及び／又は第二の、透明な壁、詳細には第一及び／又は第二の、透明な壁の外辺部が、少なくとも部分的に金属コーティングを、詳細には、第一の金属層、詳細にはプラズマ散布銅層と、第二の金属層、詳細には錫被膜層とからなる金属コーティングを包含する段階
b) 外辺のフレームにスペーサを取付ける段階
c) 吸熱器と熱的に関連する少なくとも一つの導管を、詳細には溶接又はロー付けによって吸熱器に取付け、少なくとも一つのスペーサ上に、詳細には少なくとも一つのスナップ式要素によってスペーサ上に取付け、及び外辺のフレームの接続ポートに取付ける段階
d) 接続ポートに導管の端部を溶接する段階
e) 第一の透明な壁の金属コーティングに、軟質金属リボンが軟質半田付けされている第一の透明な壁を、保持構造体に取付ける段階
f) 保持構造体に前述の軟質金属リボンを半田付けして、それによって、詳細には保持構造体と本質的に平行である軟質金属リボンの少なくとも一部分を整列する段階
g) 少なくとも一つの外部ポンプを使用することによって、太陽熱パネルを排気する、詳細には排気ポートを介して排気する段階
h) 集熱器の十分なガス放出をするために十分な、約120℃から170℃で、詳細には約150℃で、ある時間、詳細には少なくとも30分間、フラットパネル太陽熱収集器を加熱する段階
i) フラットパネル太陽熱集熱器、詳細には一塊のゲッター及び／又はゲッターコーティングを包含する前述のフラットパネル太陽熱集熱器の部品を、ゲッターを活性化するために、170℃より高い温度に、詳細には約180℃又はそれ以上の温度に加熱する段階
j) フラットパネル太陽熱集熱器を、詳細には排気ポートで、弁を閉鎖するよって又は導管接続部を挟み潰して止めることによって、分離する段階
【００４０】
この方法の一部として又は別に、ゲッターポンプ又はゲッターコーティングは、十分な時間、高温にパネルを保持することによって、排気ポートを閉鎖する前に熱的に活性化させることが出来る。例えば、チタンジルコニアバナジウムコーティングが、ゲッター材料として使用されるならば、加熱は、好ましくは約2時間の間、約180から200℃で行われる。この方法によって、1.333×10-6Pa（10-8Torr）より低い圧力が得られる。本発明のフラットパネル太陽熱集熱器は、それから、例えば、弁によって又は好ましくは接続配管を挟み潰して止めることによって分離される。
【００４１】
もしも保持構造体及び下部が、まだ共に接合されていないならば、保持構造体に、詳細にはそのフレームに、真空気密のやり方で、下部の取付け段階を、製造工程の中に組込むことができる。
【００４２】
もしも、保持構造体に下部を取付ける代わりに、保持構造体の両面が透明な壁を備えるならば、以下の段階が、製造工程に組込まれるに違いない。それは、第二の透明な壁の金属コーティングに、軟質金属リボンが軟質半田付けされた第二の透明な壁を、保持構造体に取付ける段階と、保持構造体に前述の軟質金属リボンを半田付けする段階とである。
【００４３】
本発明はこのように、フラットパネル太陽熱集熱器が得ることが可能な、非常に低い圧力に到達できる驚くべき概念に基づいており、その結果、非常に十分な外縁のガラスと金属との密閉を提供している。本発明のフラットパネル太陽熱集熱器はこのように、密閉を損傷することなく、太陽熱集熱器の異なる材料の異なる熱膨張から生じる拘束によく適応するようになっている。これらのフラットパネル太陽熱集熱器は、その結果、外部の排気ステーションを使用して筐体を排気することなしに、非常に長期間にわたって使用が可能である。本発明のフラットパネル太陽熱集熱器はまた、様々な気候条件の下で、多数の異なった応用のためにも使用することが出来る。約30℃から約300℃までの全温度範囲及びさらに高温においても、対応可能である。本発明のフラットパネル太陽熱集熱器を用いて、一方向のみからの太陽の放射エネルギーに曝露されてさえ、350℃及びそれ以上の平衡温度が得られている。排気しない集熱器によって、すでに完成されている家庭向けの加熱は別として、本発明の太陽熱集熱器は、例えば、集電機装置の分野を用いて、冷凍及び空調用の電気出力を発生のために使用することも出来る。さらに、本発明のフラットパネル太陽熱集熱器は、水から水素の発生、海水の淡水化、及び商業向け又は住宅向け調理用ホットオイルの発生のために使用することが出来る。
【００４４】
前述の太陽熱集熱器の保守管理もまた、むしろ容易であり、保守管理作業に要する時間は軽減される。太陽熱集熱器が開示する、非常に容易に組立てが出来きること、その結果、経済的な大量生産が可能なことが、本発明の別の利点である。ガラス密閉のために非常に信頼性の高い金属が提供されることもまた、大きな利点である。非常に大きな透明なパネルが使用されているように、非常に様々な技術の応用が、本発明のフラットパネル太陽熱集熱器を用いて可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
本発明のさらなる特徴と利点は、以下の記述から導くことが出来て、本発明の所望する実施形態が、概略図面に基づいた例示によって詳細に説明される。
【００４６】
図1aにおいて、フラットパネル太陽熱集熱器１が示され、フラットパネル太陽熱集熱器は、矩形の形状を有し、金属製ボックス形状の筐体２と、上部透明な平面壁４とを包含する。筐体２は、本質的に平坦な下部６と外辺の側面フレーム８とを包含する。上部透明な平面壁４は、フレーム８の外辺部に沿って配置される。長手方向と横方向の、金属製バー１０と１２は、透明な平面壁４を支持するためのスペーサとして用いられる。フラットパネル太陽熱集熱器１内の低圧は、側面接続部を示す接続ポート１４を介し、フレーム８を介して筐体２内に確立される。導管又は冷却管１６と１８は、筐体内に、好ましくは下部６と吸熱プレート２０（下にある冷却管システムを表すために点線で示す）との間に配置される。太陽光に支配される吸熱器２０の表面は、好ましくは黒い膜で被覆される。さらに、冷却管１６と１８は、吸熱プレート２０の背後部と熱的に接続される。図1aに従うフラットパネル太陽熱集熱器１はさらに、例えばフレーム８に隣接して、一塊のゲッターポンプ（示されていない）を包含し、ゲッターポンプを用いて、非常に低い圧力が得られ、また非常に長期間にわたって維持できる。熱膨張差に対処するために、筐体２の外側に膨張ベローズ２４と２６を有する冷却管１６と１８を備えることが、利点であることが分かった。
【００４７】
図1bにおいて、フラットパネル太陽熱集熱器１は、組込まれる位置から人為的に離間して、個々の構成要素で示されている。保持構造体２は、矩形の形状の外辺のフレーム８と、互いに十字架のような形を形成する、長手方向及び横方向のスペーサ金属製バー１０及び１２とを有する。これらスペーサ金属製バーの及び外辺のフレームの高さは、透明な平面壁がそれらの上部に配置される時に、冷却管１６と１８及び吸熱プレート２０が、フラットパネル太陽熱集熱器１の筐体内に収まるように調整される。個々の吸熱プレート２０は、スペーサバーと外辺のフレーム８とによって出来た仕切りに、適合する大きさになる。例えばＵ字形状を有する冷却管１６、１８は、それぞれの吸熱プレート２０に取付けられ、それによって４つの全ての吸熱プレート２０と接触をする。非常に都合がよいことに、スペーサバー１０と１２は、冷却管１６と１８を取上げて固定するための、例えば切り取った形状の、それぞれ切り欠き部分を備えている。冷却管１６、１８とスペーサバー１０及び１２との間に、本質的に熱接触が無いことに、注意が向けられるべきである。これは、例えば、切り取り部分又はその他のディスタントピースを使用することによって、達成が可能である。保持構造体２内の冷却管１６、１８の終端部は、外辺のフレーム８に一体化された接続ポート１７と１９にそれぞれ接続される。
【００４８】
図1bに従うフラットパネル太陽熱集熱器１の、下から見た組立分解図が、図1cから得られる。図1cで示すように、冷却管１６と１８は、吸熱プレート２０から冷却管内を移動する流体へ、熱エネルギーの最大の伝達を確保するために、それぞれ個々の吸熱プレート２０の底部全体に取付けられる。代替の実施形態において、フラットパネル太陽熱集熱器のカバープレートが、透明な平面壁４を備えるばかりでなく、その下部にも透明な平面壁を備えることが出来て、それによって、筐体の下部６を除いて別の透明な平面壁を代わりに用いる。この実施形態において、吸熱プレート２０は、両面を黒く塗られる。代替として、吸熱プレート２０の別の組が、第二の透明な平面壁と冷却管１６、１８の間に配置される。このような実施形態において、冷却管１６、１８は、二組の吸熱プレート２０の間に挟まれ、配管系の反対側において、前述の反対側の吸熱プレートと熱的に連結する。けれども、別々の冷却管システムを備えた二組目の吸熱プレートを提供することもまた可能であり、その結果、第一組と第二組の吸熱プレートの間に、少なくとも二つの別な冷却管が配置される。
【００４９】
図1dにおいて、図1bに従うフラットパネル太陽熱集熱器１の一部分が、拡大されて示される。冷却管１６、１８の終端部を受ける接続ポート１７と１９は、熱による寸法変化に対処するために、膨張ベローズ２４と２６を各々に備える。排気ポートは、フラットパネル太陽熱集熱器１の高真空気密筐体を確保するために閉じられ、締め潰された後を示している。
【００５０】
図2から5において、異なった密閉する方法が図示され、それらは、上部の透明な平面壁４を筐体２に接続するために使用される。図2において、断面図は、本発明のフラットパネル太陽熱集熱器１の端部を、略図で示す。フレーム８は、側壁セグメント２８を包含し、側壁セグメントは、本質的に下部６に垂直であり、側壁２８の外端部に、支持表面３０が備えられ、支持表面は、好ましくは下部６と平行に広がり、それ故に側壁２８と本質的に垂直な位置に置かれる。フラットパネル太陽熱集熱器１の密閉は、平面壁４の外辺部と支持表面３０との間に、軟質金属リボン３２を配置することによって、図2の実施形態に従って達成される。この実施形態において、少なくとも平面壁４の下面は、その外辺部に沿って錫と銅の金属被覆を介してコーティングされ、好ましくは、軟質金属リボンの部分がそこに配置されて、平面壁４に軟質半田付けされる。本例示において、軟質金属リボン３２は第一部分３４を有し、第一部分３４は支持表面３０の上面に軟質半田付けされ、支持表面３０は、完全に筐体２である場合に、通常は金属製である。さらに、軟質金属リボン３２は、第二の軟質半田付け部分３６を介して透明な壁４に固定され、それによって、非常に気密性の高い密閉がもたらされ、気密性の高い密閉はまた、真空下で死空間を最小化するようになっている。透明な壁４とフレーム８との間に直接の接触がない場合に、透明な壁は、前述のフレームの金属構造体との摩擦によって生じる擦り傷から保護される。ガラス板と金属保持構造体との間の、所望する接合方法の共通する特徴として、軟質金属リボンは、少なくとも部分的に、金属保持構造体、例えばフレームと本質的に平行に配置される。
【００５１】
同様に図5は、本発明のフラットパネル太陽熱集熱器１のための代替の密閉方法を提供し、密閉方法は、平面壁４と支持表面３０との間の直接接触もまた防止する。図1との相違は、軟質金属リボン３２が、好ましくは軟質金属リボン３２の一端部に配置される第一部分３４によって支持表面３０に、及び第二の軟質半田付け部分３６を介して透明な平面壁４の上部に軟質半田付けされ、第二部分は、平面壁４の金属被覆された正面外辺部に固定される。
【００５２】
代替として、機密性の高い密閉は、軟質金属リボン３２の使用によって得ることがまた出来て、軟質金属リボン３２は、第一の軟質半田付け部分３４を介して側壁２８に、及び第二の軟質半田付け部分３６を介して透明な平面壁４の外辺部の上表面に取付けられる。それ故、軟質金属リボン３２は、図3の平面壁４と支持表面３０との接合部を密閉する。別の密閉方法は図4に示され、図4に従って、軟質金属リボン３２は、第一の軟質半田付け部分３４を介して側壁２８に、及び第二の軟質半田付け部分３６を介して透明な平面壁４の下表面に取付けられる。この場合に、透明な平面壁４の下表面は、上述したように、透明な平面壁４の外辺部に沿って金属層で覆われる。図2、3及び5に示された実施形態との相違は、図4のフラットパネル太陽熱集熱器１が、筐体２の大きさより少し大きな透明な平面壁４を使用していて、それ故、透明な平面壁４は、その外辺部に沿って側壁２８を越えて延伸している。
【００５３】
図6において、冷却管３８の接続が略図で示される。膨張ベローズ４０は、一方において側面フレーム８の開口部に、他方において例えば、断熱材に接続され、フラットパネル太陽熱集熱器１で用いられる異なる材料の熱膨張差に対処するために使用される。図7で示したように、側面接続部４２もまた、外部排気ステーションのための接続手段として備えることが出来る。接続ポート４４は、例えば、フラットパネル太陽熱集熱器１を密閉するために弁を備えることも出来る。好ましくは、側面接続部は、適切な密閉をするために挟み潰して止められる。
【００５４】
代替のフラットパネル太陽熱集熱器１’が、図8から得られていて、フラットパネル太陽熱集熱器１’は、上部の透明な平面壁４６と、下部の透明な平面壁４８と、好ましくは金属製の、周囲の外縁の壁又はフレーム５０とを包含する。非常に好ましくは、フレーム５０が、側壁６８と、フレームの上部に及び下部に、上部の及び下部の透明な平面壁４６及び４８をそれぞれ配置する、外辺の支持表面７０及び７２とを備えている。フラットパネル太陽熱集熱器１と同様に、太陽熱集熱器１’もまた、金属製バー５２を備えることが出来て、金属製バーは、スペーサとして機能し、上部の及び下部の透明な平面壁４６及び４８の両方を支持する。再び、上部の平面壁４６とスペーサ７０との間の、及び下部の平面壁４８とスペーサ７２との間の気密性の高い接合部は、個々の軟質金属リボン７４及び７６によってそれぞれに達成され、各々は、軟質半田付け部分７８、８０及び８２、８４を包含する。軟質金属リボンが軟質半田付けされる、少なくとも平面壁４６、４８の部分は金属被覆され、詳細には二重金属層システム、例えば錫／銅の２重層によって金属被覆される。上部支持表面から側壁に沿って下部支持表面に広がる、単一の軟質金属リボンを使用することもまた可能である（示されていない）。
【００５５】
本発明の所望する実施形態において、フラットパネル太陽熱集熱器１’が、半円筒形の又はトラフ形状のミラー５４と組み合わせて使用され、それによって、フラットパネル太陽熱集熱システム５６をもたらす。図9に示す、ある実施形態において、フラットパネル太陽熱集熱器１’は、前述のミラー開口部の本質的に半分を覆う半円筒形ミラー５４の軸に沿って配置される。そこで、太陽光は、太陽熱集熱器１’によって覆われない半円筒の部分に入射して、それ故に、前述の集熱器の後部に反射させることが可能となる。この方法で、吸熱器に入射する太陽束は、最も効果的に増加出来る。好ましくは、吸熱器は、その上部に、同様にその下部に、黒い表面のコーティングを行う。フラットパネル太陽熱集熱システム５６の基調をなす概念は、図10に示すような配置で、活用することもまた可能である。図10のフラットパネル太陽熱集熱システム５６’は、二つの隣接する半円筒形ミラーを使用し、二つのミラーは、それぞれの端部で、少なくとも接近して接合され又は取付けられ、それによって本質的にＷ字形状になる。半円筒形ミラー５８、６０の両者の接合部の上部に、フラットパネル太陽熱集熱器１’が配置され、それによって、半円筒形ミラー５８の一部分を覆い、同様に半円筒形ミラー６０の一部分を覆う。それで、太陽光は、フラットパネル太陽熱集熱器１’によって覆われていない部分を介して、半円筒形ミラー５８、６０の両方に入射することが出来る。
【００５６】
本発明は、前述の説明において図面で詳細に説明され、述べられたけれども、前述の説明は例示であって、これに限定されるものではなく、唯単に所望する実施形態が示され、述べられたことと、本発明の範囲内にある全ての変更及び修正が、保護されることを意図していることとが、理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１ａ】図1aは、本発明に従うフラットな太陽熱パネル構造の略平面図を表す。
【図１ｂ】図1bは、本発明に従うフラットパネル太陽熱集熱器の組立分解斜視図を表す。
【図１ｃ】図1cは、本発明に従うフラットパネル太陽熱集熱器の別の組立分解斜視図を表す。
【図１ｄ】図1dは、図1cに従うフラットパネル太陽熱集熱器の側面の略部分図を表す。
【図２】図2は、本発明に従うフラットパネル太陽熱集熱器の、周縁の密閉配置の略断面図を表す。
【図３】図3は、本発明に従うフラットパネル太陽熱集熱器の、周縁の密閉配置の略断面図を表す。
【図４】図4は、本発明に従うフラットパネル太陽熱集熱器の、周縁の密閉配置の略断面図を表す。
【図５】図5は、本発明に従うフラットパネル太陽熱集熱器の、周縁の密閉配置の略断面図を表す。
【図６】図6は、本発明のフラットパネル太陽熱集熱器の周縁の密閉配置と、冷却管も含めた断面図を示す。
【図７】図7は、本発明のフラットパネル太陽熱集熱器の周縁の密閉配置と、排気のための側面接続部も含めた略断面図を示す。
【図８】図8は、本発明のフラットパネル太陽熱集熱器の別の実施形態を示す。
【図９】図9は、本発明のフラットパネル太陽熱集熱器の別の実施形態を示す。
【図１０】図10は、本発明のフラットパネル太陽熱集熱システムの別の実施形態を示す。
【符号の説明】
【００５８】
１，１’    フラットパネル太陽熱集熱器
２    支持構造体
４    透明な平面壁
６    筐体の下部
８    筐体の側面フレーム
１０    長手方向のスペーサ金属製バー
１２    横方向のスペーサ金属製バー
１４    排気ポート
１６    冷却管
１７    接続ポート
１８    冷却管
１９    接続ポート
２０    吸熱器プレート
２４    膨張ベローズ
２６    膨張ベローズ
２８    フレーム８の側壁セグメント
３０    支持表面
３２    軟質金属リボン
３４    軟質半田付けの第一部分
３６    軟質半田付けの第二部分
３８    冷却管
４０    膨張ベローズ
４２    側面接続部
４４    接続ポート
４６    上部の透明な平面壁
４８    下部の透明な平面壁
５０    外辺のフレーム
５２    スペーサ金属製バー
５４    半円筒形ミラー
５６，５６’    フラットパネル太陽熱集熱システム
５８    半円筒形ミラー
６０    半円筒形ミラー
６８    側壁
７０    支持表面
７２    支持表面
７４    軟質金属リボン
７６    軟質金属リボン
７８    軟質半田付けの部分
８０    軟質半田付けの部分
８２    軟質半田付けの部分
８４    軟質半田付けの部分
【図１ａ】
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【図１ｂ】
2007518957.tif 000004
【図１ｃ】
2007518957.tif 000005
【図１ｄ】
2007518957.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
2007518957.tif 000009
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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