(57)【要約】本発明は、コレクター装置、および熱伝導流体のための熱伝導導管を含む熱伝導装置から構成され、導管はコレクター装置と物理的接触し、コレクター装置は少なくとも片側が熱吸収性コーティングの存在により太陽放射に曝されるよう適合される柔軟性金属箔から構成されることを特徴とし、および物理的接触は導管上の箔を伸長するのに効果的な張力によって維持される。本発明の実施例では、導管のチューブ５は一つの面に配置され、張力はチューブの平面にほぼ平行になる他の面に配置されるバー１０によって維持される。箔８は、チューブおよび張力維持バー５と交互に接触できるよう配置される。【選択図】なし
2010504492.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コレクター装置、および熱伝導流体のための少なくとも一つの熱伝導導管を含み、導管は少なくとも部分的に前記コレクター装置と物理的接触する熱伝導装置から構成される、太陽エネルギーを利用する装置において、
（Ａ）前記コレクター装置は、少なくとも片側が熱吸収性コーティングの存在により太陽放射に曝されるよう適合される少なくとも一つの柔軟性金属箔から構成される、および
（Ｂ）前記物理的接触は前記少なくとも一つの導管上の前記少なくとも一つの箔を伸長するために有効な張力によって維持される。
を特徴とする装置。
【請求項２】
さらに、以下の特徴、
（ａ）前記少なくとも一つの導管は、前記熱伝導流体の直列または並列伝導に適合される複数のチューブから構成される
（ｂ）前記少なくとも一つの箔は、１０度から６０度の間のラップ角度値で前記少なくとも一つの導管と接触する。
（ｃ）前記箔は４０〜２００μｍの範囲の厚さを有する。
（ｄ）前記張力は、スプリング、ウェイト、およびそれらの組み合わせから選択される、少なくとも一つの装置によって形成される。
（ｅ）前記箔は、好ましくは１８０Ｍｐａより優れた最高伸張強度の値を有するアルミニウムまたはアルミニウム合金から構成される。
（ｆ）前記コーティングは真空蒸着による少なくとも一つの層で構成される。
（ｇ）前記コーティングはアルミニウムとアルミナの混合から構成される。
（ｈ）前記コーティングは１００ｎｍから１０００ｎｍの間の厚さを有する。
の少なくとも一つを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記少なくとも一つの導管は、前記熱伝導流体の直列または並列伝導に適合される複数のチューブから構成され、および前記複数のチューブは、一つの面または複数のほぼ平行な面に一連のチューブとして構成される、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記複数のチューブの部分は、前記チューブが太陽放射の方向に直面しない位置で前記箔と接触する、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記複数のチューブは、単一面で一連のほぼ平行なチューブとして構成される、請求項３に記載の装置。
【請求項６】
前記チューブは前記箔と、前記チューブが太陽放射の方向に直面しない位置と前記チューブが太陽放射の方向に面する位置の間で、交互になる方法で接触する、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記複数のチューブは、太陽放射の方向に最も近い上面および太陽放射の方向から最も遠い下面として定められる、二つのほぼ平行な面に一連のチューブとして構成される、請求項３に記載の装置。
【請求項８】
前記面それぞれのチューブはチューブ間の空間に配置され、下面のチューブが上面のチューブの間の空間を貫通する太陽放射に曝されるように、下面のチューブは上面のチューブに関連して交互方法で配置される、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記チューブは、前記チューブが太陽放射の方向に直面しない位置と前記チューブが太陽放射の方向に面する位置の間で、交互になる方法で前記箔と接触する、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記熱吸収性コーティングは、異なる熱伝導流体の温度を有する箔の場所で吸収率および放射率の値が異なることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一つに記載の装置。
【請求項１１】
上文に記述されるものとして十分である、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
付随する図面に特に言及しおよび例証されるように、上文に記述されるものとして十分である、請求項１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【定義】
【０００１】
本明細書および特許請求の範囲では以下の定義を適用する。
【０００２】
ソーラーコレクター―太陽放射を吸収し、およびそれを熱に変換する装置。
【０００３】
吸収プレート―太陽放射の吸収に関与するソーラーコレクターの要素。
【０００４】
吸収性―放射エネルギーを吸収する本体の能力。
【０００５】
放出性―放射エネルギーを放出する本体の能力。
【０００６】
吸収率―表面にかかる総量エネルギーに対する表面によって吸収される放射の比率；吸収性の定量的測度。
【０００７】
放出率―表面にかかる総量エネルギーに対する表面によって放出される放射の比率；放出性の定量的測度。
【０００８】
選択性吸収面（または単純に、選択性表面）―太陽放射波長の範囲で高い吸収率、および電磁スペクトルの熱赤外波長の範囲で低い熱放射率を有する、特別に適合される表面。表面の量的な選択性は放射率に対する吸収率の比率によってあらわされることが可能である。
【０００９】
柔軟性金属箔―０．２ｍｍ以下の厚さの箔またはシート。
【００１０】
熱伝導流体―吸収された熱を一箇所かそれ以上の場所に保存し、および吸収された熱を一箇所かそれ以上の場所に伝導する能力のある流体。
【背景技術】
【００１１】
通常ソーラーコレクターと呼ばれるソーラーエネルギー利用のための装置は、放射形状で太陽からエネルギーを獲得し、およびこの放射線を次に様々な目的のために使用されることの可能な、熱または他の型のエネルギーに変換するために使用される。ソーラーコレクターは基本的に、１）項目で明示する通り、太陽エネルギーを吸収し、かつそれを熱に変換することを目的とする吸収プレート、および、２）熱伝導流体を含むよう適合されるチューブ、から構成される。
【００１２】
ソーラーコレクターの吸収プレートは、通常ガラスまたはプラスチックのソーラー窓を有する断熱のフラットチャンバー内に格納される。太陽放射の方向（つまり太陽）に面する吸収プレートの表面は、放射吸収のための黒化表面を生成するため、塗装または処理される。太陽放射が吸収された後、吸収された熱は吸収プレートから熱伝導流体に、一般的に、ソーラーコレクターチャンバーの内部に配置される熱伝導導管（チューブのシステム）を通って押し出され、伝導されなければならない。
【００１３】
吸収プレートからチューブの熱伝導流体へ効率的な熱伝導を提供するために、吸収プレートは、上にかかる最大の太陽放射を吸収し、および吸収された放射を最小ロスで熱に変換する能力が必要とされる。
【００１４】
言い換えれば、吸収プレート表面は選択性でなければならない、つまり、太陽放射波長範囲での高い吸収率の値、および再放射ロスを最小限にするため赤外熱放射波長範囲での放出率の低い値を有する。
【００１５】
選択性表面のある吸収プレートを生成するために、プレートの表面は蛍光着色剤が塗布される。または、高い選択性の値を示す材料が吸収プレートの表面上に堆積される。吸収プレートからチューブへ吸収された熱を変換するために、プレートとチューブの間の効果的な熱伝導接触が必要である。そのような接触は通常、吸収プレートとチューブの間に、例としてはんだ付け、溶接、またはクラッディングなどの特殊な連結を形成することにより達成される。熱伝導連結を形成するために、吸収プレートの材料（例：アルミニウム）およびチューブ（例：銅）は互いに金属（冶金）融合され、その結果、プレートおよびチューブの両材料の分子結合となる。
【００１６】
薄フィンが比較的厚い壁を結合するような望ましい接合融合を達成することは難しく、およびしばしば特殊な接合設計、および複数の溶接パスの使用に頼る。米国特許4,362,921 (Rudd)（特許文献１）は、溶接工程を促進するためチュービングが一対の近接リップを有して形成される、高周波数の電流を使用する平面ソーラーパネル要素をチューブに溶接する方法を記載する。米国特許3,999,029 (Orr)（特許文献２）もまた、まずチューブを変形することにより溶接を促進する、高周波数の電気抵抗加熱を使用してフィンをチューブに溶接する工程を記載する。
【００１７】
電子ビーム溶接およびレーザー溶接のような高エネルギー密度溶接法は、高い奥行幅アスペクト比溶接を達成することにより、一貫したエネルギー吸収とともに使用されている。これらの方法は一般的に、キーホール溶接を利用し、かつ接合準備かつ裏込めを必要としない。しかしながら、これらの方法は高アスペクト比溶接のために使用され、冷えた湯境、底部気孔率、他の底部欠陥、および接合欠如の可能性が上昇する。ミレフスキー他（米国特許5,760,365  特許文献３）は、溶接接合が光学要素としてみなされ、および光学光線追跡技術がレーザービームおよび溶接の継ぎ手形状をかたどるために使用される、高い奥行き幅アスペクト比率の溶接に関連する問題を克服する方法を記載する。この方法は溶接のパラメーターを最適化するための、複雑なモデリング技法を提供する。
【００１８】
欧州特許1 ,217,315（特許文献４）および米国特許2002/0073988（特許文献５）でライヘルト他は、吸収部分および熱伝導流体がその第一側に接続されるチューブを有するソーラーコレクター要素を開示する。吸収部分は金属基プレートと光学活性三層コーティングを基材の第二側に有する複合材料から成る。吸収部分とチューブの間の接触は、材料間のレーザー溶接結合を用いて実行され、結合はパルス溶接工程によって形成されることが可能である。一実施例中では、光学活性（つまり選択性）の三層コーティングの底層はスパッタ法で処理され、一方、チューブおよび吸収部分はチューブの両側に走る溶接線によって互いに接するよう結合され、および互いに離間される溶接領域から形成される。
【００１９】
米国特許6,300,591（Fuerschbach他）（特許文献６）は、ソーラーコレクターの金属フィンをチューブにレーザー溶接する方法を教授しており、方法は溶接される接合範囲を形成するため金属チューブに金属フィンをほぼ接触するように設置することから構成される。フィンおよびチューブは従って、接触の鋭角を形成し、溶接される接合範囲に接触の角度を通してレーザービームを集中させる。ゆえに接合範囲を溶接温度に加熱するレーザービームは、フィンとチューブの間の溶接を引き起こす。この発明によるフィンおよびチューブは両方とも、アルミニウムまたは銅で作られる。
【００２０】
吸収プレート（フィン）とチューブ間の分子結合接合に関連しないソーラーコレクターの設計は、先行技術でも既知である。
【００２１】
米国特許4,416,261（特許文献７）でVan der Aaは、ヒートパイプの蒸発器部分で熱を変換する吸収プレートから構成されるソーラーコレクターを教授する。開示される設計では、吸収プレートはチューブの表面を包囲するにすぎない、すなわち、吸収プレートおよびチューブは熱伝導接続される。
【００２２】
米国特許4,290,419（特許文献８） でRabedeaux は、放射、伝導、伝達からエネルギーを利用する、発明者によるソーラーコレクター装置を開示する。前記装置は周囲の外気から断熱されるチャンバーである。チャンバーは、複数の隣接するチューブの全体の長さに沿った複数のスペースフィン要素のある蛇行チューブコイルから構成される。フィンはチューブの周辺にだいたい配置される。太陽の光線に曝されるチューブとフィンの表面は、黒または深緑色に塗装される。チャンバーは、酸素、窒素、または亜酸化窒素などの圧縮された乾ガスで充填される。開示されたシステムが操作状態のとき、太陽光線は熱エネルギーを吸収するためコーティングされた表面に作用する。結果として、チューブとフィンの表面はガスと同様加熱され、およびチャンバーの中の熱はガスに乱流を生じさせ、従って熱伝導が強化される。開示された構造はかなり複雑であり、および製造上の困難が生じうる。さらに、チューブとフィンの間の接触表面はあまりに小さく、従って、伝導構成要素が全体の熱伝導の要因となる方法が、明確ではない。
【００２３】
米国特許5,653,222（特許文献９）でニューマンは、つや出し平面加工、および最小限の直接触でフィン-チューブ吸収体の受容を目的とする多数の半円形セルに形成される後部ハウジングから構成される、ソーラーコレクターを開示する。前記吸収体は、約０．２ｍｍの厚さを有するフィンと少なくとも０．５ｍｍの厚さの壁を有するチューブのある、銅から構成されることが好ましい。
【００２４】
米国特許4,491,175 （特許文献１０）でブルームは、プレートとチューブの間の接触がプレスによって実行されるソーラーコレクターを開示する。適切な締め付けを得るため、プレートおよびチューブはかなり複雑な特殊な装置に取り付けられる。
【００２５】
定量的に、ソーラーコレクターの効率は、チューブがプレートに十分に接していない場合に生じる熱変換への抵抗を考慮する、とりわけ項を含む効率要素によって評価される。この項は、通常１／Ｃで表され、Ｃは接触の伝導性である。Ｃの値は効率要素に大幅に影響を与える。 ウィラーによって示されるように（オースティン・ウィラー著  「ソーラーエネルギーの低温応用工学」中のＰ３７「ソーラーコレクター性能に影響を及ぼす設計要因」  ヒーティング・リフリジレーティング・エアコンディショニング・エンジニアズ  １９６７年  （非特許文献１））、３．５〜３５Ｗ／ｍ／Ｋの上昇Ｃ値は、３０％以上も効率要因を上昇させる。ウィラーによる先行技術で既知である方法は、９Ｗ／ｍ／Ｋ以下のＣ値での非結合のチューブ・プレート接触を確実にすることが可能である。この値は、分子結合（５０÷１００Ｗ／ｍ／Ｋ）を用いるチューブ・プレート接触と比べてかなり小さい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２６】
【特許文献１】米国特許4,362,921
【特許文献２】米国特許3,999,029
【特許文献３】米国特許5,760,365
【特許文献４】欧州特許1 ,217,315
【特許文献５】米国特許2002/0073988
【特許文献６】米国特許6,300,591
【特許文献７】米国特許4,416,261
【特許文献８】米国特許4,290,419
【特許文献９】米国特許5,653,222
【特許文献１０】米国特許4,491,175
【非特許文献】
【００２７】
【非特許文献１】オースティン・ウィラー著  「ソーラーエネルギーの低温応用工学」中のＰ３７「ソーラーコレクター性能に影響を及ぼす設計要因」  ヒーティング・リフリジレーティング・エアコンディショニング・エンジニアズ  １９６７年
【００２８】
前述の先行技術とは異なり、本発明の装置では、吸収プレートはチューブに非結合接触の、つまり分子結合連結が接触に関連しない、柔軟性のある金属箔として設計される。より明確に、箔とチューブそれぞれの間の接触は箔をチューブの上に伸長するのに有効な張力によって維持される。箔とチューブそれぞれの間の熱伝導は、チューブと箔の間の物理的接触を通して、同様にそれらの間の狭い空隙を通して熱伝導装置によって起こる。従来のプレート・チューブ接触とは異なり、本発明の箔・チューブ接触は、０．８以上のコレクターの効率要因（前述のウィラーの方法によって評価される）に適合する、約１５０Ｗ／ｍ／Ｋおよびそれ以上のＣ値を確実にできる。しかしながら、これらの高いＣ値（およびそれぞれ、効率要因の値）は、ラップ弧の長さ（図８にＡｂＣで表される）が約４ｍｍかそれ以上である場合に、達することが可能である。
【００２９】
本発明の目的は、吸収プレートとチューブの間の有効な熱伝導を確実にし、および吸収プレートとチューブの間の分子結合接触を用いない構造であり、よって結果としてメンテナンス、修理、および再生が可能な、そして高温での歪曲を受けない（溶接およびはんだ付けを用いる温度方法ではない）、単純で低コストのソーラーエネルギーを利用するための装置を提供することである。
【００３０】
本発明の他の目的、特徴、および利点は、詳細な説明を読むことによってより明確になる。
【発明の概要】
【００３１】
本発明は、コレクター装置および熱伝導装置から構成される、ソーラーエネルギーの利用のための装置を提供する。後者は熱伝導流体のための一つかそれ以上の伝導導管から構成され、導管（複数可）は少なくとも部分的にコレクター装置と物理的接触し、以下の特性を特徴とする。
【００３２】
（１）少なくとも片側が熱吸収性コーティングの存在により太陽放射に曝されるよう適合される一つかそれ以上の柔軟性金属箔から構成され、および、
【００３３】
（２）物理的接触は、前記導管（複数可）の上に前記金属箔（複数可）を伸長するのに有効な張力によって維持される。
【００３４】
本発明の装置に用いられる箔・チューブ接触は非結合型であり、すなわち、箔材料とチューブ材料の両方において、この接触を形成する過程で分子結合が関与されない。前記導管（複数可）上の前記金属箔（複数可）の伸長は、スプリング、ウェイト、かつ／またそれらの組み合わせなどの張力装置によって実行される。チューブは単一面（図１）または二つの面（図２および３）に配置される。箔（複数可）は、好ましくは１０度から６０度の間（図１および２）のラップ角度で、または好ましくは約１８０度のラップ角度（図３）でチューブを包む。
【００３５】
熱伝導導管は一つまたは複数のチューブから構成されることが可能であり、後者の場合は、チューブは熱伝導流体の直列または並列伝導に適合されることが可能である。
【００３６】
前記高吸収性コーティングは、好ましくは１００ｎｍから１０００ｎｍの厚さを有し、およびフラッシュ蒸発または電子ビーム蒸発などの真空蒸着法によって適用されることが可能である。好ましい蒸着される高吸収性コーティングは、アルミニウムとアルミナの混合から構成され、およびまた低放出性を示す。このコーティングは不変の（表面に沿って非変形の）放出率εおよび吸収率αの値を有し、またはもう一つの方法としてεおよびαの値が吸収プレートの表面に沿って規則的な方法で変化することが可能である。理想的な選択性表面はα＝１、およびε＝０を有するが、しかし、通常高吸収率の表面の特質は放出率が高いため、これらαおよびεの値に到達することができないことは、同業者全てに既知である。これは、妥協解決を探す場合、高吸収率または低放出率のどちらかを犠牲にしなければならないという事実を意味する。例として現在のところ、市場で入手可能なソーラーコレクターの選択性表面は、εが約０．０７、およびαが約０．９５を有する。
【００３７】
ソーラーコレクターの主要な設計では、熱伝導流体の温度は吸収プレートの高さに沿って変化する（温度勾配）。 より明確に、温度は下方の場所では低くなり、および上方の場所では高くなる。この結果は、ナチュラル・サーモサイフォンと呼ばれる原理に基づく、ソーラーヒーティングシステム内の熱変換液の循環から得られる。ソーラーコレクターに加えてソーラーヒーティングシステムもまた、熱伝導流体の保存のための槽を含む。吸収プレートが（本発明では箔で実施される）そのエネルギーの一部をチューブの水に伝導するとき、水は加熱される。加熱された水は軽くなり、および故に保存槽へと上昇し、従って新鮮な冷たい水がチューブに生じる。この冷たい水は吸収プレート（箔）から熱を受容し、および上昇し、および処理は同様の方法で続く。
【００３８】
１００℃以上の沸点（例：エチレングリコール）のある熱伝導流体が使用されるとき、箔温度が高い場合には、著しい温度勾配が観測される。従来のε値が約０．０７の選択性表面が使用されるならば、高温の表面箇所の放射熱ロスは上昇するであろう。そのような場合、吸収表面の異なる場所（水平部）でのεおよびαの異なる値のある吸収表面が効率的になりうる。
【００３９】
2010504492.tif 000003
【００４０】
柔軟性金属箔アルミニウムとして、アルミ合金、または銅が使用されることが可能である。箔はチューブの上に伸長されることを目的とするため、箔の好ましい材料は１８０ＭＰａより優れた最高伸張強度の値を有するアルミニウム合金である。他の側から、伸長された箔は固い箔・チューブ接触を確実にしなければならない。従って、後者の合金の間でより好ましいのは、それらの硬度を減少させるため温度処理を受けたものである（通常高度調整‘Ｏ’によって表される、いわゆる‘極低’合金）。 ‘極低’合金の例は、２０１４高度調整Ｏ、３００４高度調整Ｏ、などである。前記‘極低’合金はしかし、４５から５５の間のブリネル硬度の値を特徴とすることがより好ましい。本発明に使用される好ましい箔厚は４０〜２００μｍである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
この項では、項目‘チューブ・箔構造’は導管チューブの配置方法およびその間の箔の配置を意味する。
【００４２】
【図１Ａ】張力バーのない、単一面のチューブ・箔構造の設計の略図（横断面図）である。および、
【図１Ｂ】張力バーのある、単一面のチューブ・箔構造の設計の略図（横断面図）である。
【図２Ａ】二つの面のチューブ・箔構造の設計の略図（横断面図）である。および、
【図２Ｂ】二つの面のチューブ・箔構造の設計の略図（斜視図）である。
【図３Ａ】他の二つの面のチューブ・箔構造の略図（横断面図）である。
【図３Ｂ】他の二つの面のチューブ・箔構造の略図（横断面図）である。
【図４】第一実施例による装置およびそのチューブ・箔構造の斜視図である。
【図５】第一実施例による装置およびそのチューブ・箔構造の平面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線に沿って取った、第一実施例による装置およびそのチューブ・箔構造の横断面図である。
【図７Ａ】装置のチューブの固定支持の略図である。
【図７Ｂ】装置のチューブのスプリング支持の略図である。
【図８】第一の好適な実施例による装置の幾何学的設計図である。
【図９】第二実施例による装置およびそのチューブ・箔構造の斜視図である。
【図１０】第二実施例による装置およびそのチューブ・箔構造の平面図である。
【図１１】図１０のＡ−Ａ線に沿って取った、装置およびそのチューブ・箔構造の横断面図である。
【図１２】分岐管型導管の略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
本発明は装置設計の例の参照とともに詳細が説明されるが、本発明はこれらの例に制限されるものではない。
【００４４】
本発明の装置は、従来のソーラーコレクターの吸収プレートを薄金属箔または箔に交換して用いることにより、および箔とチューブの間の接触を形成する方法により、先行技術と異なる。項目‘箔’は単一箔と同様、および一つ以上の箔を参照する以下の説明に使用される。
【００４５】
本発明の装置に用いられる箔・チューブ接触は、チューブの上に伸長するために効果的な張力によって維持される、固い非結合性の物理的接触である。張力装置として、ウェイト、スプリング、かつ／またそれらの組み合わせが使用される。いくつかの様式では張力維持バーもまた使用される。本発明の種々の実施例は、装置チャンバーのチューブのレイアウトにより、チューブの間の箔の配置方法により、および同様に種々の張力装置を用いることにより、他と異なる。チューブ（図の位置５）は図１Ａおよび図１Ｂに表されるように一つの面に、または図２および３に表されるように二つの面に配置されることが可能である。箔（図の位置８）は太陽放射の方向に面する位置１１および太陽放射の方向に直面しない位置１２で（図１Ａおよび２）、チューブと交互に接触できるよう配置されることが可能である。また、箔は図３に示されるようにチューブの間に配置されることが可能である。さらに箔は、図２Ａに表される設計と類似して、一つの面のチューブが張力維持バー１０（図２Ｂ）に交換されるという違いで、配置されることが可能である。張力維持バーは低温導電材料で作られることが非常に望ましい。
【実施例１】
【００４６】
図４から６は本発明の第一の好適な実施例による装置を説明する。
【００４７】
図４から６を参照に見られるように、第一実施例による装置は金属、繊維、または同様の材料で作られる深い枠組み１から構成される。枠組み１の底部と側部は、吸収体の内部が枠組みの周囲から断熱されるのに十分な深さの絶縁体２で覆われる。透明ガラス窓３は吸収体のカバーとして機能し、および枠組み１とともにチャンバー４を形成する。チャンバー４は、上方（太陽放射の方向に最も近い）および下方（太陽放射の方向から最も遠い）として定められ、二つの面に配置される連続的な蛇行コイルチューブ５のある導管を含む。下面のチューブは、上面のチューブと関連して交互方法で配置される。導管は入口６で始まり出口７で終わる。チューブコイル５は、少なくとも一端がその熱吸収性コーティングの存在により太陽放射に曝されるよう適合される、少なくとも一つの金属箔８によって包囲される。好ましくは、箔はアルミニウム、アルミニウム合金、または銅で作られる。箔それぞれの幅は１０から３０ｃｍが好ましいが、より幅広の箔も使用されることが可能である。箔それぞれとチューブの間の接触は、チューブが太陽放射の方向に直面しない場所と太陽放射の方向に面する場所の間で交互になる方法で行われる。従って、箔はそれぞれジグザグのような外形を有する。箔と接触しないチューブの場所は、黒で塗装される。チューブと箔の間の接触の密性は、箔がチューブの上で伸長するのに効果的な張力によって維持される。張力はスプリング、ウェイト（チューブ５が水平方向に配置されるようなソーラーコレクターの作業位置である場合）、またはそれらの組み合わせによって達成されることが可能である。
【００４８】
チューブ５のたるみを防止するために、支持（または複数の支持）が、チューブが配備されうる下に挿入される（図７ＡおよびＢ）。支持の数は装置の操作を維持するのに必要な最小数を保持される。例としてセラミックなどの低温伝導材料の支持を製造することが必須である。
【００４９】
装置の点検（例：メンテナンス、補修、または再生）が必要なときは、箔の張力は緩められ、および支持は容易に取り外すことが可能であり、それにより箔およびチューブの間の接触は取り除かれる。点検作業が完了すると、接触は容易に再生されることが可能である。この意味で、本発明に用いられる箔・チューブ接触はリバーシブル（可逆性）と名付けられることが可能である。
【００５０】
チャンバー４のチューブ５は熱伝導流体の直列または並列伝導に適合されることが可能であり、および縦方向または逆に配置されることが可能である。チャンバーの前に取り付けられるチューブは、チューブとプレートの間の改良された熱伝導接触を得るため、外表から研磨されることが可能である。研磨に加えて、またはその代わりに、箔と接触することを目的とされるこれらチューブの場所の上に熱伝導材料が適用されることにより、熱伝導接触が改良されることが可能である。この材料がチューブ表面の粗さおよび箔表面の粗さによって引き起こされる空間を充填することは必須である。
【００５１】
前述のすべての特徴は様々な組み合わせで結合されることが可能であり、それにより第一の好適な実施例の複数の様式を形成する。
【００５２】
第一の好適な実施例による装置の設計の主な幾何学的特性は以下の通りである（図８）。ｄ−同面に属する二つの近接するチューブの軸の間の距離、β―ラップ角度、Ｄ−チューブの外径、およびｆ−導管と吸収カバーの間の距離。これらのパラメーターの好ましい値は以下の通りである。ｄは２０〜２５ｃｍ、βは１０〜６０度、Ｄは８〜２０ｍｍ、およびｆは９〜１１ｃｍ。
【実施例２】
【００５３】
図９から１１は本発明の第二の好適な実施例を記述する。
【００５４】
図９から１１を参照に見られるように、第二実施例によって示される装置は、チューブが単一面に配置され、および箔が同面に属するチューブと交互に接触するという違いで、第一実施例のソーラーコレクターと同じ要素から構成される（箔は上面および下面に属するチューブと交互に接触する第一の好適な実施例とは異なる）。
【実施例３】
【００５５】
本発明の第三の実施例によるソーラーコレクターチューブは‘クランクシャフト’状の配置を有する（図３）。この配置では、チューブは上方と下方の二つの面に配置される。箔・チューブシステムは、それぞれが四つのチューブ（上面に二つのチューブおよび下面に二つのチューブ）、およびチューブの間に配置される箔から構成される、反復要素の構成として見なされることが可能である。前述の要素それぞれでは、箔は下記の方法で配置される。まず太陽放射の方向に面するチューブ位置で上面の第一チューブと接触し、次に続いて、太陽放射の方向に直面しないチューブ位置で下面の二つのチューブと接触する。そして最後に、箔は太陽放射の方向に面するチューブ位置で第四のチューブに接触する。前記箔・チューブ構造は、約πＤ／２のラップ弧長の値に適合する、約１８０度のラップ角度値に達することが可能である。
【００５６】
本発明の第二および第三の好適な実施例は、第一実施例で記述された特徴、例として、チャンバーのチューブの縦または横の方向、箔・チューブ接触での熱伝導材料の使用、チューブ研磨、支持、および張力部材などから構成されることが可能であることは、同業者によって理解されることが可能である。 
【００５７】
前述の三つの実施例は様々な様式を有しうる。そのうちの一つは、蛇行コイルチューブの導管の代わりに分岐管状の導管が用いられる（図１２）。蛇行コイルチューブの導管と同様に、分岐管状導管は単一面または二つの面上に配置されることが可能である。他の様式では、ガラス窓３は間がシールされおよび空間が真空される二つの離間されたガラス窓に交換されることが可能である。そのような設計は製品コストが上昇しうるにもかかわらず、チャンバー４の周囲の外気からの断熱を改良することを目的とする。
【００５８】
本発明の好適な実施例のみが開示されたが、および本発明の範囲はいずれのある特殊な形状、寸法、配置、または材料を制限するものではないことが理解されるべきである。
【００５９】
記述された様式および本発明を実施する実施例の種々の変更は、本発明の範囲および精神を逸脱しない範囲において同業者によって明白であることは考慮される。
【符号の説明】
【００６０】
１枠組み
２絶縁体
３ガラス窓
４チャンバー
５チューブ（コイル）
６入口
７出口
８（金属）箔
１０（張力維持）バー
１１太陽放射の方向に面する位置
１２太陽放射の方向に直面しない位置
ＡｂＣラップ弧の長さ
Ｄチューブの外形
ｄ（チューブの 軸の間の）距離
ｆ（導管と吸収カバーの間の）距離
α吸収率
βラップ角度
ε放出率
【図１Ａ】
2010504492.tif 000004
【図１Ｂ】
2010504492.tif 000005
【図２Ａ】
2010504492.tif 000006
【図２Ｂ】
2010504492.tif 000007
【図３Ａ】
2010504492.tif 000008
【図３Ｂ】
2010504492.tif 000009
【図４】
2010504492.tif 000010
【図５】
2010504492.tif 000011
【図６】
2010504492.tif 000012
【図７Ａ】
2010504492.tif 000013
【図７Ｂ】
2010504492.tif 000014
【図８】
2010504492.tif 000015
【図９】
2010504492.tif 000016
【図１０】
2010504492.tif 000017
【図１１】
2010504492.tif 000018
【図１２】
2010504492.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成21年6月18日(2009.6.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１Ａ】
2010504492.tif 000020
【図１Ｂ】
2010504492.tif 000021
【図２Ａ】
2010504492.tif 000022
【図２Ｂ】
2010504492.tif 000023
【図３Ａ】
2010504492.tif 000024
【図３Ｂ】
2010504492.tif 000025
【図４】
2010504492.tif 000026
【図５】
2010504492.tif 000027
【図６】
2010504492.tif 000028
【図７Ａ】
2010504492.tif 000029
【図７Ｂ】
2010504492.tif 000030
【図８】
2010504492.tif 000031
【図９】
2010504492.tif 000032
【図１０】
2010504492.tif 000033
【図１１】
2010504492.tif 000034
【図１２】
2010504492.tif 000035
【国際調査報告】
2010504492.tif 000036