FI101642B - Aurinkokeräimen runkorakenne - Google Patents

Description

101642

Aurinkokeräimen runkorakenne Stomkonstruktion för solkollektor 5

Keksinnön kohteena on aurinkokeräin, johon kuuluu ainakin valoaläpäisevä kate, absorbaattori, absorbaattorin virtauskanavisto ja reunaprofiileista muodostettu runkorakenne.

10 Nykyisin tunnetut aurinkokeräimet valmistetaan yleensä seuraavasti. Keräin muodostuu absorbaattorielementeistä, jotka sijoitetaan eristetyn laatikkomaisen rakenteen sisään. Tällä tavalla rakennetun keräimen auringon valoa absorboivan sivun pinnoi-temateriaalina eli valoaläpäisevänä katteena on joko lasi tai hyvät optiset ominaisuudet omaava muovi, kuten esim. PC-muovi. Absorbaattorit valmistetaan erillisinä 15 elementteinä. Absorbaattorielementti voi olla rakenteeltaan esim. levymäinen tai kapea suikalemainen valmistustavasta riippuen. Absorbaattorielementtien sisällä oleva paineenkestävä nestetila on joko putkimainen tai laajemman pinnan omaava kahden levyn välissä oleva tila. Absorbaattorielementtien rakennemateriaalina voidaan käyttää eri metalleja kuten esim. alumiinia, ruostumatonta terästä, kuparia, jne. Myös 20 erilaiset muovi- ja komposiittimateriaalit voivat tulla kysymykseen. Absorbaattorielementtien auringon lämpösäteitä vastaanottava pinta käsitellään hyvin absorboivalla pinnoitteella kuten esim. mustakromilla, mustanikkelillä, erikoismaalilla tai -teipillä.

25 Tekniikan tasosta on tunnettua muodostaa aurinkokeräimen runkorakenne esim. alumiinisista reunaprofiileista, jotka kiinnitetään toisiinsa joko ruuviliitoksen tai . ·, liimaliitoksen avulla. Ruuviliitos ja liimaliitos ovat työläitä liitostapoja ja lisäksi liimaliitos ei ole purettavissa. Nykyisin tunnettujen liitostapojen ulkonäkö on myös epäedullinen. Vaikka ruuviliitos on periaatteessa purettavissa oleva liitos, 30 aurinkokeräimen tällainen runkorakenne on huollettavuuden kannalta huono ratkaisu.

101642 2

Keksinnön päämääränä on aikaansaada parannus nykyisin tunnettuihin aurinkoke-räimen runkorakenteisiin.

Keksinnön yksityiskohtaisena päämääränä on aikaansaada aurinkokeräimen runko-5 rakenne, joka voidaan muodostaa liittämällä reunaprofiilit toisiinsa siten, että aurinkokeräimen huollettavuus, osien vaihdettavuus ja ulkonäkö paranee huomattavasti.

Keksinnön päämäärät saavutetaan aurinkokeräimen runkorakenteella, joka on tunnettu siitä, että aurinkokeräimen runkorakenne muodostuu ainakin yhdestä lii-10 toksesta, kunkin liitoksen käsittäessä ainakin yhden upotteen, joka on sovitettu reuna-profiilin sisäpuolelle ja ainakin yhden esitaivutetun lukitussokan, että reunaprofiilin välikannaksessa tai ulokkeessa ja upotteessa on reikä lukitussokkaa varten, ainakin yhden mainitun reiän sisältäessä tasomaisen pinnan ja mainitun lukitussokan sisältäessä tasomaisen pinnan, jolloin liitos on kiristettävissä kääntämällä lukitussokkia 15 siten, että lukitussokkien tasomainen pinta lukittuu mainitussa reiässä olevaan tasomaiseen pintaan.

Keksinnön mukaisen aurinkokeräimen nurkkaliitoksen tai nurkkakonstruktion peruskomponentteina ovat reunaprofiilit, edullisesti esim. alumiiniset reunaprofiilit, me-20 talliset nurkkaupotteet ja edullisesti jousiteräksestä valmistetut esitaivutetut ja toiselta sivulta tukipisteiden kohdilta tasomaiseksi pinnaksi koneistetut sokkatapit. Nurkka-konstruktioon voi lisäksi kuulua läpivientikappale absorbaattorin virtauskanaviston liitosputkea eli jakotukkia varten.

25 Keksinnön mukainen nurkkakonstruktio toimii aurinkokeräimen asennusaikaisena kiinnityselimenä. Läpivientikappale kompensoi aurinkokeräimen absorbaattorin ja keräinpiirin erisuuruiset lämpöliikkeet sekä toimii aurinkokeräimen virtausputkiston asennusta helpottavana kiertymänestoelimenä.

30 Keksinnön mukaisella aurinkokeräimen runkorakenteella ja nurkkakonstruktiolla saavutetaan aurinkokeräimen valmistuksessa ja asentamisessa lukuisia merkittäviä 101642 3 etuja. Helposti purettavissa oleva nurkkaliitos helpottaa aurinkokeräimen huoltoa sekä antaa mahdollisuuden vaihtaa aurinkokeräimen osia esim. katelasia, absorbaattoria, jne. Keksinnön mukaisessa liitoksessa käytetyn nurkkaupotteen ansiosta aurinkokeräimen kokoonpano on erittäin nopeaa ja yksinkertaista verrattuna esim. perinteisiin 5 ruuviliitosmenetelmiin. Läpivientikappaleen sallima liikevara vähentää virtausputkis-toon ja absoibaattoriin kohdistuvia rasituksia aurinkokeräimen käyttölämpötilan vaihdellessa lämpötilavälillä jopa noin 200°C. Muovista valmistettuna läpivientikappale toimii rasituksien kompensoinnin lisäksi myös lämpöäeristävänä elementtinä aurinkokeräimen rungon ja absorbaattorin välillä. Aurinkokeräimen putkistojen kytkemi-10 nen toisiinsa rakennuksen katolla voidaan suorittaa yksinkertaisesti yhtä avainta käyttäen läpivientikappaleen estäessä samalla jakotukin kiertymisen. Keksinnön mukaisella rakenteella aikaansaatava kiertymisen estävä ominaisuus suojelee absorbaattorin juotossaumoja asennuksen tai irrotuksen aikaisilta väännöiltä. Keksinnön mukaisessa liitoksessa käytetty nurkkaupote toimii asennuksen aikaisena kiinnityseli-15 menä helpottaen usein vaikeissa olosuhteissa kaltevalla katolla suoritettavaa asennustyötä.

Keksintöä selitetään yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisien piirustuksien kuvioissa esitettyihin keksinnön eräisiin edullisiin suoritusmuotoihin, joihin keksintöä ei ole 20 kuitenkaan tarkoitus yksinomaan rajoittaa.

Kuvio 1 esittää keksinnön mukaista aurinkokeräintä päältäpäin nähtynä.

Kuvio 2 esittää leikkausta pitkin kuvion 1 viivaa II-II.

25 *. Kuvio 3 esittää leikkausta pitkin kuvion 1 viivaa III-III.

Kuvio 4 esittää kuvion 1 yksityiskohtaa A suurennetussa mittakaavassa.

101642 4

Kuvio 5 esittää kaaviomaisena leikkauskuvana keksinnön mukaisen aurinkokeräimen runkorakenteen nurkkakonstruktion erästä edullista suoritusmuotoa ennen liitoksen lopullista kiristämistä.

5 Kuvio 6 esittää kaaviomaisena leikkauskuvana kuvion 5 mukaista suoritusmuotoa liitoksen lopullisen kiristämisen jälkeen.

Kuvio 7 esittää leikkausta pitkin kuvion 6 viivaa VII-VII.

10 Kuvio 8 esittää kaaviomaisena leikkauskuvana keksinnön mukaisen aurinkokeräimen runkorakenteen nurkkakonstruktion erästä toista edullista suoritusmuotoa ennen liitoksen lopullista kiristämistä.

Kuvio 9 esittää kaaviomaisena leikkauskuvana keksinnön mukaisen aurinkokeräimen IS runkorakenteen nurkkakonstruktion erästä kolmatta edullista suoritusmuotoa ennen liitoksen lopullista kiristämistä.

Kuvioissa 1-8 keksinnön mukaista aurinkoenergian kerääjää on merkitty yleisesti viitenumerolla 10. Aurinkokerääjän 10 pääkomponentit ovat valoaläpäisevä kate 11 20 ja levymäinen absorbaattori 12. Valoaläpäisevä kate 11 voi olla esim. karkaistua lasia oleva kansiosa. Absorbaattorin 12 virtauskanavistossa 13 virtaa lämmönsiirtoai-ne. Virtauskanavisto 13 voi olla esim. kupariputkisto ja lämmönsiirtoaineena voidaan käyttää vettä, veden ja glykolin seosta, lämmönsiirtoöljyjä jne.

25 Lämmönsiirtoaine johdetaan aurinkokeräimen 10 virtauskanavistoon 13jakoelimen 14, joka voi olla esim. jakotukki, avulla. Aurinkokeräimen 10 runkorakenne on muodostettu reunaprofiileista IS. Reunaprofiilissa IS olevaa välikannasta on merkitty viitenumerolla 15a ja reunaprofiilissa 15 olevia hahloja viitenumerolla 15b. Aurinkokeräimen 10 runko-rakenteen muodostamiseksi reunaprofiilit 15 leikataan haluttuun 30 kulmaan, edullisesti esim. olennaisesti 45°:n kulmaan, jolloin voidaan muodostaa ns. jiiriliitos.

101642 5

Keksinnön mukaiseen nurkkakonstruktioon kuuluu metalliset nurkkaupotteet 17 ja esitaivutetut sokkatapit 18. Nurkkakonstruktioon voi lisäksi kuulua läpivientikappale 19 jakotukkia 14 varten. Läpivientikappaletta 19 varten reunaprofiiliin 15 koneistetaan läpimenokappaleelle 19 sopiva reikä.

5

Reunaprofiilit 15 on leikattu olennaisesti 45°:n kulmaan ja tarvittaessa reunaprofiiliin 15 on koneistettu reikä läpimenokappaletta 19 varten. Reunaprofiileihin 15 on porattu läpimenoreiät 20 sokkia 18 varten. Reiät 20 on porattu esim. reunaprofiilin 15 välikannakseen 15a. Upotteissa 17 on reiät 21 sokkia 18 varten. Upotteissa 17 10 olevassa reiässä 21 on tasomainen pinta 21a ja vastaavasti esitaivutetuissa sokissa 18 on tasomainen pinta 18a sokan 18 toisessa päässä.

Keksinnön mukainen aurinkokeräimen 10 runkorakenne ja keksinnön mukainen nurkkakonstruktio eli liitos muodostetaan seuraavasti. Reunaprofiilien 15 sisään 15 hahloihin 15b asetetaan nurkkaupotteet 17, esim. kaksi kappaletta upotteita nurkkaa kohden. Seuraavaksi asennetaan jakotukin 14 läpivientikappale 19 (esim. lämmönkes-tävä ruiskupuristettu muoviosa) paikalleen. Lopuksi asetetaan esitaivutetut lukitus-sokat 18, esim. kaksi, mieluiten neljä kappaletta nurkkaa kohden paikoilleen. Viimeisenä työvaiheena sokkatappeja 18 käännetään erikoisavaimella olennaisesti 180°. 20 Sokkatapit 18 lukittuvat paikoilleen niiden tasomaisten pintojen 18a tullessa reikien 21 tasomaisia pintoja 21a vasten. Lukitussokassa 18 olevan esitaivutuksen ansiosta liitos kiristyy sopivaan kireyteen muodostaen erittäin lujan, mutta helposti purettavissa olevan nurkkaliitoksen.

25 Kuvioiden 5-7 mukaisessa suoritusmuodossa läpivientikappaleena 19 on käytetty sellaista läpivientikappaletta, jossa on laippaosa 19a, korvakeosa 19b ja kannakeosa 19c. Tällainen läpivientikappale 19 kompensoi aurinkokeräimen 10 absorbaattorin 12 ja keräinpiirin lämpöliikkeet sekä toimii samalla aurinkokeräimen virtauskanaviston 13 asennusta helpottavana kiertymänestoelimenä. Läpivientikappale 19 on asennettu 30 reunaprofiilissa 15 olevaan koneistettuun reikään siten, että läpivientikappaleessa 19 on liikevara, joka vähentää virtausputkistoon 13 ja absorbaattoriin 12 kohdistuvia 101642 6 rasituksia aurinkokeräimen 10 käyttölämpötilan vaihdellessa suhteellisen suurella lämpötila-alueella. Muovista valmistettuna läpivientikappale 19 toimii lisäksi läm-pöäeristävänä elementtinä aurinkokeräimen 10 rungon ja absorbaattorin 12 välillä.

S Kuviossa 8 esitetty suoritusmuoto on muutoin sama kuin kuviossa 5 esitetty suoritusmuoto, mutta kuvion 8 mukaisessa suoritusmuodossa käytetään ainoastaan yhtä upotetta 17.

Kuvion 9 mukaisessa suoritusmuodossa läpivientikappaleen 19 muoto mahdollistaa 10 pyörimisen eston. Tässä suoritusmuodossa sokkatapit 18 nojaavat kummaltakin puolelta läpivientikappaleen 19 suoraan pintaan 19d. Kuvion 7 mukaisessa suoritusmuodossa korvakeosa 19b estää ainoastaan läpivientikappaletta 19 tulemasta ulos reiästään, kun sokkatapit 18 ovat paikallaan. Kuvion 9 mukaisessa suoritusmuodossa sokkatapit 18 sijoitetaan siis siten, että ne nojaavat läpivientikappaleen 19 suoraan 15 pintaan 19d. Tällöin sokkatapit 18 estävät läpivientikappaleen 19 kiertymisen tehokkaasti.

Reiät 21 voivat sijaita upotteissa 17 ja/tai välikannaksessa 15a ja/tai väliulokkeessa. Samoin lukitussokkaa 18 varten olevat reiät 20 voivat sijaita reunaprofiilin 15 väli-20 kannaksessa 15a tai väliulokkeessa ja upotteessa 17.

a

Edellä on esitetty ainoastaan eräitä keksinnön edullisia suoritusmuotoja ja alan ammattimiehelle on selvää, että niihin voidaan tehdä lukuisia modifikaatioita oheisissa patenttivaatimuksissa esitetyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

25

Claims (7)

101642

1. Aurinkokeräin (10), johon kuuluu ainakin valoaläpäisevä kate (11), absorbaattori (12), absorbaattorin virtauskanavisto (13) ja reunaprofiileista (15) muodostettu runko-5 rakenne, tunnettu siitä, että aurinkokeräimen (10) runkorakenne muodostuu ainakin yhdestä liitoksesta, kunkin liitoksen käsittäessä ainakin yhden upotteen (17), joka on sovitettu reunaprofiilin (15) sisäpuolelle ja ainakin yhden esitaivutetun luki-tussokan (18), että reunaprofiilin (15) välikannaksessa (15a) tai ulokkeessa ja upot-teessa (17) on reikä (20,21) lukitussokkaa (18) varten, ainakin yhden mainitun reiän 10 (21) sisältäessä tasomaisen pinnan (21a) ja mainitun lukitussokan (18) sisältäessä tasomaisen pinnan (18a), jolloin liitos on kiristettävissä kääntämällä lukitussokkia (18) siten, että lukitussokkien (18) tasomainen pinta (18a) lukittuu mainitussa reiässä (21) olevaan tasomaiseen pintaan (21a).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen aurinkokeräimen runkorakenne, tunnettu siitä, että toisiinsa liitettävät reunaprofiilit (15) on leikattu olennaisesti samaan kulmaan.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen aurinkokeräimen runkorakenne, tun-20 n e 11 u siitä, että reunaprofiili (15) on varustettu läpimenokappaleella (19) läm- mönsiirtoaineen johtamiseksi virtauskanavistoon (13) jakoelimen (14) avulla. *

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen aurinkokeräimen runkorakenne, tunnettu siitä, että läpivientikappale (19) käsittää laippa-osan (19a), korvakeosan (19b) ja 25 kannakeosan (19c).

5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen aurinkokeräimen runkorakenne, tunnettu siitä, että läpivientikappale (19) on lämpöäeristävää materiaalia, edullisesti muovimateriaalia, jolloin läpivientikappale (19) toimii lämpöä eristävänä 30 elementtinä aurinkokeräimen (10) rungon ja absorbaattorin (12) välillä. 101642

6. Jonkin patenttivaatimuksen 3-5 mukainen aurinkokeräimen runkorakenne, tunnettu siitä, että lukitussokat (18) on sovitettu estämään läpivientikappaleen (19) kiertymisen.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen aurinkokeräimen runkorakenne, tunnettu siitä, että läpivientikappaleessa (19) on suorat pinnat (19d). « 101642