【誤訳訂正書】
【提出日】平成26年4月17日(2014.4.17)
【誤訳訂正１】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】過集保護のための回転反射板を備えた真空管太陽熱集熱器
【技術分野】
【０００１】太陽熱利用装置において、太陽熱集熱器（以下、集熱器とする）に集められた熱エネルギーを制御する事は重要であり、集熱器が常時その熱エネルギーを供給しつづけると、装置の費用が増加し、その性能と耐久性が低下する。
【背景技術】
【０００２】熱エネルギーを制御することができない集熱器は、下記に列挙する問題点があった。【０００３】設計および設置費用の増加：
オーバーヒートを予想して、安全弁の装置や、膨張を考慮した大きな寸法のタンク、より耐久性のある溶接など、追加の装置が必要になる為、より複雑な設計となり生産費が高くなる。【０００４】集熱器の効率と品質が低下：
オーバーヒートを起こすと全ての太陽熱利用装置は損傷がおき、集熱器の効率と性能が低下し、通常、不凍液が分解され、冬には不凍液の役目をしなくなり、装置全体を危険な状態にする。【０００５】暖房用の太陽熱装置には十分な太陽熱を集熱するために大規模な集熱面積が必要となり、その為、夏にはオーバーヒートの原因となる。【０００６】太陽熱利用装置は高熱に耐えられるように設計されていない為、他にもここに記載されていない様々な問題が起きる。【０００７】上記の問題は全て経費の増加につながり、太陽熱集熱の供給を制御することができれば、今日の集熱器の価格はより安価になり、対費用効果も短期間で済む。
【先行技術】
【０００８】現在、太陽熱装置にオーバーヒートを防止する方法が幾つかあり、一般的方法を次に明記する。
【０００９】手動で集熱器を覆う：
問題点：集熱器が覆われていない時、オーバーヒートが起こる。集熱器が屋根の上に設置されてる場合、集熱器へのアクセスが困難であり、集熱器を覆うカバーの費用もかかる。
【００１０】通常の角度より集熱器を傾斜させ、夏期のオーバーヒートを防ぐ：
問題点：オーバーヒートの全ての事例に対応することができない。集熱器が適切な角度に傾いてないので、集熱器の効率が低下する。
【００１１】集熱器の真空ガラス管の本数を必要以下に設置：
問題点：オーバーヒートの全ての事例に対応することができない。集熱器は必要な時に十分な熱を供給できない。
【００１２】放熱装置の設置：
問題点：装置の費用が増加し、又、ポンプが故障した時、オーバーヒート現象が発生する。
【００１３】プールへ水を放出：
問題点：プールのない家には適応できず、プールを使用していない時でも、不必要にポンプを起動させなければならず、ポンプが故障した時、オーバーヒート現象が発生する。
【００１４】温水を捨て冷水と入れ替える：
問題点：不必要に水を消費し、ポンプが故障した時、オーバーヒート現象が発生する。
【００１５】集熱器に入っている作動液を空にする：
問題点：集熱器が乾き、オーバーヒート現象が発生し、作動液を空にする装置の設置費用が増加。
【００１６】その他にも高度なシステムは、一般的に費用が高くなる。
【発明の概要】
【００１７】本発明は、様々な集熱器の種類の中で、真空管集熱器の部類に属し、従来の真空管タイプの集熱器の停滞温度は２５０℃だが、本発明では、オーバーヒート現象を起こさないように、電気を使わず反射板を制御し、停滞温度を１２０℃以下に下げる事を目的としている。
【００１８】現在、２種類の太陽熱真空管が商品化されている。
Ａ、二枚ガラスで同心円状に作られた管で、二枚のガラスの間を真空にした真空管。
Ｂ、一枚ガラスで作られた管で、中を真空にした一枚ガラス真空管
【００１９】真空管から熱を取り出すには下記の方法がある。
【００２０】  １、集熱管（以下、ヒートパイプとする）を使用する場合：
ヒートパイプは、通常は銅でできている管で、二つの部分で構成されており、ヒートパイプの一部は、真空ガラス管の中に入って、真空ガラス管とほぼ同じ長さの細長い管で熱媒体管と呼ばれ、ヒートパイプのもう一部は、真空ガラス管の外に出ている短い部分で、凝縮器と呼ばれる部分で、凝縮器は熱媒体管より高い位置に設置され、熱媒体管にはごくわずかな液体が封入されており、液体は温度が上昇すると熱媒体管を通り上部の凝縮器まで上昇し、凝縮器は集熱器内のヘッダーに挿入され、凝縮器の中では、上昇した水蒸気が凝結し、循環している液体に熱を伝達し、凝結した水蒸気は水となり水自体の重さで、管を落水し、熱媒体管の温度が再び沸騰温度になると、再上昇し、同じサイクルを繰り返す。
【００２１】  ２、真空管の内側にＵ型パイプを使用する場合：
Ｕ型パイプには、中に熱媒体を促す液体が封入されており、液体は管の中を通った時に温められ、太陽熱が直接真空管内を温める機能を有している。
【００２２】  ３、真空管内に直接液体を入れて使用する場合：
１枚ガラス真空管では管内に液体を入れることはできないが、２枚ガラスで同心円状の真空管の内側に直接液体を入れ、温められサイフォン効果によって真空管上部に向かって上昇し、集熱器内で熱を伝達し、冷たい液体となり真空管下部に戻り、再び温められて同じサイクルを繰り返す。
【先行技術文献】
【００２３】真空管集熱器の過集熱に関する問題を解決しようとする幾つかの特許があるので、例を次に列挙する
【特許文献１】米国特許第５６６７００３号明細書
【特許文献２】特開昭５９−２３１３６０号公報
【特許文献３】特開昭５９−０２４１４３号公報
【特許文献４】特開昭５９−０１２２５３号公報
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】特許文献１は、ヒートパイプの凝縮器に設置されたバイメタルか形状記憶合金（以下、ニチノールとする）を通して、ヒートパイプの中にある液体を収集する方法を挙げており、凝縮器の温度が上昇しすぎると、凝縮器の中にあるニチノールが一部品を押して、液体が熱媒体管に戻らないよう作動し、最終的に熱媒体管の液体は全て上昇し凝縮器にとどまる事で熱媒体管から凝縮器への液体の移動を遮断させ、集熱器内のヘッダーへの熱伝達を遮断させ、凝縮器の温度が下がると、ニチノールは再び形を変えるので、液体が熱媒体管に戻れるようになり、液体は再び熱媒体管から凝縮器の移動で熱を伝達することが出来るようになる。
この特許の問題点は、通常ヒートパイプが銅でできているので、熱が銅管を伝わって熱媒体管から凝縮器へと届いてしまい、完全に熱伝達を遮断することができず、よって、この方法で集熱器の停滞温度を１８０℃に抑えることが出来ても、オーバーヒート現象を妨げるには十分ではなく、スイスの最新の実験室ＳＰＦで、このタイプの集熱器を使って行った実験結果では、停滞温度が１８４℃であった。
【００２５】特許文献２はバイメタルか形状記憶合金の使用に関して、様々な目的のために太陽集熱器でよく使われている技術であるが、本特許では、例えばヒートパイプの熱吸収フィンにバイメタルなどの素材を隣接させオーバーヒートを避ける方法を提案しているが、熱吸収フィンの一面は光を吸収して、反対の面は光を反射させ、また、温度が規定以上に上昇したときは、ニチノールに熱が伝わり熱吸収フィンが曲げられ、停滞温度を低下させるが、前特許文献１、と同じ理由で、オーバーヒートを防止するには十分でない。
【００２６】特許文献３も、オーバーヒート防止のためにニチノールを使用しており、温度が上昇すると、凝縮器の中にある螺旋に巻かれたニチノールスプリングが、外側にある半円形の反射板を動かす構造になっており、同様に、停滞温度は２００℃まで低下するが、オーバーヒートを防止するまでにはいかず、また、真空ガラス管の外側に反射板が設置されているので、長期の悪天候に耐久性がない。
【００２７】特許文献４は、ヒートパイプの下に設置された反射板に隣接したニチノールを使用しているが、温度が上昇すると、ニチノールが反射板を動かすので、ヒートパイプは太陽光の焦点から隠れ、また、太陽光の入射が常に反射板が垂直になるよう計算されていて、早朝、夕刻時、反射板に垂直でないとき、どのように太陽光が反応するかは明記されてなく、ヒートパイプの熱媒体管に反射板が光を全く反射させなくても、常に太陽に当たっているので集熱器に熱は供給されており、オーバーヒートを防止できる温度まで低下させることができない。
【００２８】その他の特許は別の方法を使用し、オーバーヒートを防止する為に電気を使用しており、太陽光を遮断したいとき作動させるモーターがその一例であるが、集熱器には、電気の使用は望ましくなく、なぜなら、停電時にオーバーヒートを引き起こし、主要回路のポンプは止まり、主要操作盤も停止してしまうことになり、緊急装置で停電を一時的に回避したとしても、電気の使用は望ましくない。  なぜなら、集熱器の費用が上がり、同時に、緊急装置は長期停電の場合、オーバーヒートを防止することができない。
【課題を解決するための手段】
【００２９】本特許にあっては、かかる従来の問題点を解消し、太陽熱集熱器の技術で広く知られた素材であるニチノールや、太陽熱吸収フィン、反射板と円形リングまたはシリンダ、ガラス管を通して動作する磁石などで構成され、それぞれの特徴を生かし取り入れて効果的、かつ信頼性高く設計されているので、水の温度の上昇を１２０℃以下に抑えることができる太陽熱集熱器を提供する事ができ、同時に費用を低額に抑え、商品化が可能である。
【００３０】現在、完全にオーバーヒートの問題を解決できる真空管集熱器は商品化されていない。
【発明を実施するための形態】
【００３１】  実施の形態１：ガラス真空管の真空空間に反射板を備えたガラス真空管：
【００３２】図２は、実施の形態１のタイプのガラス真空管の断面図で、二枚のガラスで同心円状に作られ、二枚のガラスの間を真空にした真空管で、内ガラス管（１４）と外ガラス管（１）と、内ガラス管（１４）の内側に配置される鋳造されたアルミニウムフィン（２３）と、ヒートパイプ（２）により支持されたヒートパイプ（２）を介して内ガラス管（１４）と熱接触しているヒートパイプ（２）と、を備え、太陽熱エネルギーをヒートパイプ（２）内の作動流体に伝達する太陽熱集熱器であって、内ガラス管（１４）と外ガラス管（１）との間の真空部分に、アルミニウムかステンレス、または２００℃までの温度に耐えられるその他の材質の反射板（３）を備え、前記反射板（３）は、中心角が１８０度に等しいか、または、それ以下の半円筒形状であって、二重ガラス管（１，１４）の全長とほぼ同じ長さを有し、さらに、バイメタルまたはニチノール等の温度変化に応じて形状が変化する材質の、一端がヒートパイプ（２）に螺旋状に巻かれ、他端が内ガラス管（１４）の内壁まで伸びるねじりばね（５）を備え、ねじればね（５）の他端にＮ極の磁石（１６）を取り付けるとともに、反射板（３）には内ガラス管（１４）を挟んでＮ極の磁石（１６）と対向する位置にＳ極の磁石（１７）と取り付け、内ガラス管（１４）の温度が上昇すると、ねじりばね（５）の他端がヒートパイプ（２）を中心として回転することで、磁気作用により反射板（３）が二重ガラス管（１，１４）の真空部分の下方から上方に回転移動して太陽光線を遮断し、内ガラス管（１４）の温度が低下すると、反射板（３）は逆方向に回転移動して、通常の集熱器の状態である二重ガラス管（１，１４）の真空部分の下方に戻る、この時、反射板（３）の第二の働きは、回転する前の状態、つまり反射板（３）が下の位置にいるとき、反射板（３）自身に当たって赤外線を反射させることによって、太陽光線の熱を失わず、集熱器の効率がより高くなることを特徴とするガラス真空管。
【００３３】図１は、前記図２の立体図で、内ガラス管の内側でヒートパイプを中心に固定させ、図６に明記された形に鋳造された３枚の薄いアルミニウムフィン（２３）を、内ガラス管の内側に入っており、アルミニウムフィン（２３）は、ヒートパイプを中央に配置させるだけでなく、管（１４）の内部の熱、およびアルミニウムフィンを通して熱を伝達し、内ガラス管とヒートパイプの間の温度差を減少させ、太陽熱集熱器の効率をより上げることができる。
【００３４】ヒートパイプ真空ガラス管の外に出ている短い部分は凝縮器と呼ばれる部分で、凝縮器（９）はヒートパイプ（２）より高い位置に設置されれており、内ガラス管（１４）の上部の開放部は太陽熱を放出しないようシリコンゴムで蓋（２５）をして密閉した構造となっており、前記蓋（２５）の中心にヒートパイプが差し込まれ、凝縮器に熱が伝達されるガラス真空管。
【００３５】  実施の形態２：Ｕ形パイプを備えた、２本の同心円状のガラス真空管：
【００３６】図３のタイプの管は、ヒートパイプを使用するかわりに、内ガラス管（１４）に設置されたＵ形パイプ（１８）の全長を作動液が流動し、図にないが数枚のアルミニウムフィンによって熱接触しており、銅またはアルミニウムの部品（１９）は熱接触の良い２つのパイプの間に置かれ、溶接或いは圧力リングで固定されており、反射板（３）の回転が、Ｕ形パイプ（１８）にニチノールスプリングの長い方の先端にぶつかるが、反射板が１８０度まで回転する必要はなく、同心円状の管なので、実施の形態１と同様、反射板は磁石によって作動するので、過集熱は効果的に防止することができる。
【００３７】  実施の形態３：シリンダ付の反射板を備えた、２本の同心円状のガラス真空管：
【００３８】図４、図５のタイプの管は、２本の同心円状のガラス真空管（１，１４）のガラス管とガラス管の間の真空空間に反射板が設置されており、反射板（３）には、４つの鉄、あるいは磁石に引きつけられるメタル材質のシリンダ（２２）が装備され、４つのうち２つは、管（１４）の上部最端近くに配置され、他２つは、管（１４）の下部最端近くに配置され、４つのシリンダ（２２）は、反射板（３）を支えており、自由に回転できる。
【００３９】シリンダ（２２）は、Ｖ形の２つの磁石（２１）によって動かされ、磁石はネオジゥム磁石が望ましく、磁石はニチノールスプリング（５）によって動かされ、ニチノールスプリング（５）の片方の最端が磁石側に固定され、止め金具（１０）か、或いは溶接によってヒートパイプ（２）に固定されており、ニチノールスプリング（５）の回転は、磁石を回転させ、内管（１４）のガラス壁を通してシリンダ（２２）を引き寄せ、回転させることができ、シリンダ（２２）は、中央部分（２２Ｂ）を微妙に細くつくり、光を吸収する内ガラスの表面がシリンダ（２２）の回転によって傷つかないようにしており、反射板はシリンダについている磁気によって引き寄せられているので、内ガラス管の上を滑り落ちることなく反射板を回転できる。
【００４０】内ガラス管で、ヒートパイプを中心におくために、図６に明記された形に鋳造された３枚の薄いアルミニウムフィン（２３）を、内ガラス管の内側に入れており、アルミニウムフィン（２３）は、ヒートパイプを中央に配置させるだけでなく、管（１４）の内部の熱、及びアルミニウムフィンを通して熱を伝達し、内ガラス管とヒートパイプの間の温度差を減少させ、太陽熱集熱器の効率をより上げるものである。
【００４１】  実施の形態４：一枚ガラス管の中に反射板を備えたガラス真空管：
【００４２】図８は、図７のタイプのガラス真空管の断面図で、一本のガラス管で作られ、ガラス管（１）を真空にする為にガラス管上部にガラス管（１）よりひと回り小さな円形の金属板（１２）をガラス管（１）と溶接し、金属板（１２）にある真空引き用パイプ（１１）よりガラス管内を真空引きし、真空度が上がった時に真空引き用パイプを潰してふさぐことで、真空度を保持し、金属板（１２）の中心軸に通されたヒートパイプ（２）も真空度を保つために、金属板に溶接され、ヒートパイプ（２）と接触している熱吸収フィン（６）と、を備えたガラス真空管であって、ガラス真空管（１）内に、反射板（３）と円形リング（４）と、を備え、反射板（３）は、中心角が１８０度に等しいか、または、それ以下の半円筒形状であって、前記ガラス管（１）の全長とほぼ同じ長さを有し、前記円形リング（４）は、ガラス真空管（１）より僅かに小さな直径を有し、反射板（３）を取り付けるための幾つかのタブ（７）を備え、さらに、ニチノール（５）の温度変化に応じて形状が変化する材質からなり、一端が熱媒体管（２）に螺旋状に巻かれ、他端が前記円形リング（４）まで伸びるねじりばね（５）を備え、ガラス管内（１）の温度が上昇すると、ねじればね（５）の他端がヒートパイプ（２）を中心として、円形リング（４）に沿って円滑に回転することで、反射板（３）がガラス真空管（１）の下方から上方に回転移動して熱吸収フィン（６）への太陽光線を遮断し、ガラス真空管（１）の温度が低下すると、反射板（３）は逆方向に回転移動して、通常の集熱器の状態であるガラス真空管（１）の下方に戻り、過集熱を防ぐことができるガラス真空管。
【００４３】図７は実施の形態４のタイプの集熱器の立体図で、一本のガラス管（１）の管内を真空にし、円形リング（４）に沿って可動する反射板（３）を備え、熱吸収フィン（６）は管内に設置され、熱接触することによって熱媒体管（２）から凝縮器（９）に熱が伝達できるガラス真空管。
【誤訳訂正２】
【訂正対象書類名】図面
【訂正対象項目名】全図
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【図．１】
2013514519.tif 000001
【図．２．１】
2013514519.tif 000002
【図．２．２】
2013514519.tif 000003
【図．３】
2013514519.tif 000004
【図．４】
2013514519.tif 000005
【図．５】
2013514519.tif 000006
【図．６】
2013514519.tif 000007
【図．７】
2013514519.tif 000008
【図．８．１】
2013514519.tif 000009
【図．８．２】
2013514519.tif 000010
【誤訳訂正３】
【訂正対象書類名】特許請求の範囲
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内ガラス管（１４）と外ガラス管（１）との間を真空状態とした同心円状の二重ガラス管（１、１４）と、前記内ガラス管（１４）の内側に配置される鋳造されたアルミニウム（２３）と、前記アルミニウムフィン（２３）により支持された前記アルミニウムフィン（２３）を介して前記内ガラス管（１４）と熱接触しているヒートパイプ（２）と、を備え、太陽熱エネルギーを前記ヒートパイプ（２）内の作動流体に伝達する太陽熱集熱器であって、前記内ガラス管（１４）と前記外ガラス管（１）との間の真空部分に、反射板（３）を備え、前記反射板（３）は、中心角が１８０度に等しいか、又は、それ以下の半円筒形状であって、前記二重ガラス管（１，１４）の全長とほぼ同じ長さを有し、前記反射板（３）を取り付けるための幾つかのタブ（７）を備え、さらに、バイメタルまたはニチノール等の温度変化に応じて形状が変化する材質からなり、一端が前記ヒートパイプ（２）に螺旋状に巻かれ、他端が前記内ガラス管（１４）の内壁まで伸びるねじりばね（５）を備え、前記ねじりばね（５）の他端にＮ極の磁石（１６）を取り付るとともに、前記反射板（３）には前記内ガラス管（１４）を挟んで前記Ｎ極の磁石（１６）と対向する位置にＳ極の磁石（１７）を取付け、前記内ガラス管（１４）の温度が上昇すると、前記ねじりばね（５）の他端が前記ヒートパイプ（２）を中心として回転することで、磁気作用により前記反射板（３）が前記二重ガラス管（１，１４）の真空部分の下方から上方に回転移動して太陽光線を遮断し、前記内ガラス管（１４）の温度が低下すると、前記反射板（３）は逆方向に回転移動して、通常の集熱器の状態である前記二重ガラス管（１，１４）の真空部分の下方に戻り、前記反射板（３）が前記二重ガラス管（１，１４）の真空部分の下方に位置して、太陽光は真空管、アルミニウムフィンを熱が通り、ヒートパイプ（２）に向けて伝達されることを特徴とする二重ガラス管の真空部分に反射板を備えた太陽熱集熱器。
【請求項２】
前記ヒートパイプ（２）はＵ字型パイプ（１８）であり、前記Ｕ字型パイプ（１８）は前記内ガラス管（１４）の全長にわたる長さで内ガラス管（１４）の内側に設置され、パイプ内を作動流体が温められて循環するとともに、前記Ｕ字型パイプ（１８）には銅またはアルミニウムからなる部材（１９）で固定され、前記銅またはアルミニウムからなる部材（１９）に形成された軸に前記ねじりばね（５，８）の一端を巻き付けて固定することを特徴とする請求項１に記載された太陽熱集熱器。
【請求項３】
前記反射板（３）に、鉄または鉄の成分が入った物質で作られたシリンダー（２２）が４つあり、うち２つは前記真空管（１４）の外管上部近くに付けられ、他の２つは前記真空管（１４）の外管下部に付けられ、自由に回転することができ、上部近くに付けられた前記シリンダー（２２）と同じ位置に設置された「Ｖ」型の先端にある２つの磁石（２１）で前記シリンダー（２２）は動かされ、そして２つのバイメタルかニチノールスプリングによって前記反射板（３）が回転するのを特徴とする請求項１に記載された太陽熱集熱器。
【請求項４】
一枚ガラスで作られた管（１）で、中を真空とした一枚ガラス真空管であって、前記ガラス管（１）上部に円形の金属板で蓋をし、前記金属板の中心軸に集熱管（２）を通し、溶接されて真空度を保持している前記ガラス真空管（１）であり、前記真空ガラス管（１）の全長と同じ長さの湾曲した反射板（３）を備え、湾曲が半円以下かあるいはほぼ１８０度で、直径が前記ガラス管（１）の内壁より微妙に小さく、真空管（１）の下方の場所に配置され、円形リンク（４）が、数個のタブで固定され、バイメタルまたはニチノール（５）等の温度で形状を変形できる素材でできたねじればね（５）によって前記ガラス管（１）の内部で前記反射板（３）は前記円形リング（４）に沿って回転することで、熱吸収フィンにも当たらず円滑に回転することができ、前記熱吸収フィン（６）を太陽光線から隠し、作動液の過集熱を避けることを特徴としている、太陽熱温水器。