(57)【要約】【課題】製造が容易で環境に軽負荷で、熱媒体の取り回しがしやすい集熱効率の高い真空二重式集熱管を提供する。【解決手段】マグネシウムを86〜９4重量％、カルシウムを1.5〜3重量％、残部にマンガン、亜鉛、アルミニウムから選ばれる少なくとも1種を含み、密度が大凡１．8ｇ／ｃｃである難燃性マグネシウムに陽極酸化等の太陽熱を吸収しやすい表面処理を施した上、１０ｍｍ〜500ｍｍ長さに仕上げた集熱材２を二重真空管内管１a及び二重真空管外管１ｂで構成される透明な二重真空管１の内側に多数個入れ込み、更に集熱材２に開けたパイプ穴２aへ集熱パイプ３を通す構成とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明な材料からなり、径が異なる有底の２本の管が、径の小さい方が径の大きい方の内側に同軸状に配された状態で、２本の管の間に形成される空隙が真空に保持されるように開口端を接合してなる二重真空管と、前記二重真空管の内部に配され、熱媒体を通すための集熱パイプと、前記二重真空管の内周と前記集熱パイプの間の空隙の少なくとも一部を充填するように配された集熱材とを有する真空二重集熱管において、前記集熱パイプは、入口と出口が前記二重真空管の開口部に配されたＵ字形状を有し、前記集熱材は太陽熱吸収用の表面処理が施されてなることを特徴とする真空二重集熱管。
【請求項２】
前記集熱材は、長さ方向で、10ｍｍ〜500ｍｍの長さに分割されていることを特徴とする、請求項１に記載の真空二重集熱管。
【請求項３】
前記集熱材が、マグネシウムを86〜９4重量％、カルシウムを1.5〜3重量％、残部にマンガン、亜鉛、アルミニウムから選ばれる少なくとも1種を含み、密度が大凡１．8ｇ／ｃｃである難燃性マグネシウムからなることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の真空二重集熱管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集熱管に関するものであり、特に真空構造の集熱管に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
今般、省エネルギーの推進、再生可能エネルギーの活用方法が検討されている中、温水に関しては太陽熱を利用した太陽熱温水器が広く普及している。
【０００３】
この太陽熱温水器には、近年、効率の高い真空二重集熱管が活用されている。
【０００４】
真空二重集熱管は、透明な材料からなり、径が異なる有底の２本の管が、径の小さい方が径の大きい方の内側に同軸状に配された状態で、２本の管の間に形成される空隙が真空に保持されるように開口端を接合してあり、且つ小さい方に太陽熱を吸収する選択吸収膜が施してある二重真空管と、前記二重真空管の内部に配され熱媒体を通すためのＵ字型の集熱パイプと、前記二重真空管の内周と前記集熱パイプの間を充填するように配置された集熱材、及び前記二重集熱管の内部の熱を閉じ込める真空管蓋から構成される。
【０００５】
この真空二重集熱管に太陽光等の熱源を照射すると、太陽光は二重真空管の大きい径の管は素通りし小さい径に到達するが、小さい径の管に施してある選択式吸収膜を通して前記二重真空管の内側へ熱が入り込む。
【０００６】
しかし、二重真空管の小さい径の中に入った熱は、二重真空管の大きい径の管と小さい径の管の間の真空層があるために、外部へは熱放射が発生しないため、小さい径の管の内側に熱が蓄積されていくことになる。
【０００７】
そして例えば特許文献１に開示されているように、このとき小さい径の管の内側に溜まった熱は小さい径の管の内側の空気及び集熱材を通じ集熱パイプに伝わり、集熱パイプへ通した水等の媒体を暖めることになる。
【０００８】
また、熱収集効率を上げるための技術として、特許文献２には、小さい径の管の側ではなく、集熱材の表面に選択吸収膜を施し、集熱パイプ等を使用せず流体をそのまま流し込む方法が開示されている。
【０００９】
しかし、特許文献１に開示されている方法では、熱媒体の取り回しが容易な反面、集熱効率が弱いという問題を抱え、特許文献2に開示されている方法では、集熱効率が高い反面、熱媒体の密閉が難しいと言う相反する問題を抱えることとなっている。
【００１０】
また、双方に使用している熱集熱材は、長尺で寸法精度を出すことが困難であり、真空二重管の内側や集熱パイプに長い距離で嵌合させるのは極めて難しいものである。
【００１１】
更に、集熱材に使用する材質は熱伝導率の高いアルミニウムを基本的に使用する考えとなっているが、アルミニウム自体は資源量として限定されるうえ、リサイクルするにしても高エネルギーを必要とするという問題を抱えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特願平６−１１６５８４
【特許文献２】特願平３−２０９５９５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従って、本発明の課題は、製造が容易で、用いる材料の環境負荷が小さく、且つ、熱媒体の取り回しが容易な集熱効率の高い真空二重集熱管を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、前記課題の解決のため、透明な二重真空管の内側に陽極酸化等の太陽熱吸収用の表面処理を施した難燃性マグネシウム材質の短尺の集熱材を組み入れる構造となっている。
【発明の効果】
【００１５】
難燃性マグネシウムは、通常のマグネシウムよりも腐食性が低く発火点も700度付近であり、アルミニウムと同等のレベルである。従って本発明に難燃性マグネシウム製の集熱材を適用することにより、組立が容易で熱媒体の取り回しもよく、環境負荷にも軽く且つ高効率で熱の太陽熱の集熱を行う真空二重集熱管が提供できることになる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係わる真空二重集熱管の一例の断面図
【図２】本発明に係わる真空二重集熱管の一例の断面拡大図
【図３】本発明に係わる真空二重集熱管の一例のカットモデル
【図４】従来の真空二重集熱管一例の断面図
【図５】従来の真空二重集熱管一例の断面拡大図
【図６】従来の真空二重集熱管一例のカットモデル
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の一実施例について図面を参照して説明する。
【００１８】
図２は本発明に係わる真空二重集熱管の一例の断面拡大図であり、図３は、本発明に係わる真空二重集熱管の一例のカットモデル、図５は従来の真空二重集熱管の一例の断面拡大図である。
【００１９】
本発明は、透明な材料からなり、径が異なる有底の２本の管、即ち径の小さい二重真空管内管１ｂが径の大きい二重真空管外管１aの内側に同軸上に配された状態で、真空二重管内管１ｂと真空二重管外管1aの間に形成される空隙が真空に保持されるように開口端を接合してなる二重真空管１と、前記二重真空管１の内部に配され、熱媒体を通すための集熱パイプ３と、前記二重真空管１の内周と前記集熱パイプの間の空隙の少なくとも一部を充填するように配された集熱材２、および真空二重管内管の内側に溜まった熱を閉じ込める真空管蓋４から構成される。
【００２０】
前記集熱材２は、マグネシウムを86〜94重量％、カルシウムを1.5〜3重量％、残部にマンガン、亜鉛、アルミニウムから選ばれる少なくとも1種を含み、密度が大凡１．8ｇ／ｃｃである難燃性マグネシウム製であり、表面には太陽熱を吸収しやすい陽極酸化などの表面処理が施されている。
【００２１】
また、集熱材２の長手寸法は二重真空管1及び集熱パイプ３に比較し、短尺となっており、集熱材２本体内には集熱パイプ３を通すパイプ穴２aを設けている。。
【００２２】
真空二重集熱管を組み立てる際には、集熱パイプ３を集熱材２のパイプ穴2a通し、更に二重真空管１に入れ込まなければならないが、本発明では、集熱材２が極めて短い物であるため、集熱パイプ３の曲がりや二重真空管１のゆがみに対しても従来の長尺の集熱材６に比べ集熱パイプ３や二重真空管１に精度を求めなくてもよい上、組立も容易となる。
【００２３】
また、集熱材２には陽極酸化処理などの太陽光を吸収しやすい表面処理を施し、且つパイプ穴２a通す構造となっているため太陽熱は直接集熱材２に吸収された後、そのままパイプ３に伝導されるため、太陽熱を効率的に吸収しながらも媒体の取り回しが容易となる。
【００２４】
更に、集熱材２に使用されている難燃性マグネシウムの素材であるマグネシウムは海水に含まれており、今後とも安定して資源として供給可能である上、アルミニウムよりも軽量で剛性も高く、リサイクル時の使用エネルギーも少なくすむ。
【００２５】
以上、説明したように本発明は組立や媒体の取り回しが容易で環境にも軽負荷でありながらも、高効率に太陽熱を収集できる真空二重集熱管を提供するものである。
【符号の説明】
【００２６】
１ ．二重真空管
1a．二重真空管外管
1ｂ．二重真空管内管
２．集熱材
２a．パイプ穴
３．集熱パイプ
４．真空管蓋
５．二重真空管
5a．二重真空管外管
５ｂ．二重真空管内管
６．集熱材
６a．パイプ溝
７．集熱パイプ
８．真空管蓋
９．選択吸収膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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