JP2002243282A - 太陽熱集熱器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】集熱フィンの熱媒管からの長手方向への移動が
安価に防止できる太陽熱集熱器を提供する。 【解決手段】熱媒管２の外周面に接合される集熱フィン
４の長手方向端部外側に位置する部分の熱媒管２の外面
に、熱媒管２のプレス加工による圧縮変形やフレア加工
等の拡径により凸部３を形成することにより、集熱フィ
ン４が熱媒管２から位置ずれするときに集熱フィン４の
長手方向端面が熱媒管２の外面から突出された凸部３に
突き当たって移動が阻止されるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽熱を集熱して
温水とする太陽熱温水器の太陽熱集熱器に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１(ａ)及び(ｂ)に示すように、熱媒５
が流れる並列状の複数本の熱媒管２と、熱媒管２の両端
が接続される入側ヘッダー管及び出側ヘッダー管との集
合管６，７と、熱媒管２の外周に結合され太陽輻射熱を
集熱して熱媒管２内を流れる熱媒５を加熱する集熱フィ
ン４等から構成される太陽熱集熱板１が枠体(図示省略)
内に収納された太陽熱集熱器において、上記の集熱フィ
ン４と熱媒管２とは両者が膨張係数の異なる金属で構成
されていることから、温度の高低が繰り返されることで
図１(ｂ)に示すように両者の結合部に隙間８が生じて、
集熱フィン４が熱媒管２から集熱フィン４の長手方向
(図１(ａ)中に示す矢印方向)に移動して位置ずれが発生
する。

【０００３】従来、このような位置ずれ防止のために、
集熱フィンと熱媒管を溶接等により結合する方法、ある
いは集熱フィンに設けたかしめ片を熱媒管側に曲げ変形
させる結合部に、かしめ片を管軸と直交する方向に深く
押し潰して形成することにより結合強度を高くするよう
にした構造が知られている(特開２０００−１９３３２
４号公報参照)。

【０００４】しかし、従来の技術で述べたもののうち前
者の集熱フィンと熱媒管を溶接により結合する方法では
コストアップとなる問題があり、また、後者の集熱フィ
ンに設けたかしめ片の変形により結合強度を高くしてか
しめを行っても、集熱フィン自体が薄板であるためかし
め力を大きくすることができにくい問題を有していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、集熱フィン
の熱媒管からの長手方向への移動を安価に防止できる太
陽熱集熱器を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、次のものに関
する。 (１)熱媒管の外周に接合される集熱フィンの長手方向端
部外側の熱媒管の外面に、熱媒管からの集熱フィンの長
手方向への移動を阻止する凸部を設けてなる太陽熱集熱
器。 (２)凸部が、熱媒管の外周面を部分的に突出させて形成
したものである上記(１)記載の太陽熱集熱器。 (３)凸部が、熱媒管の外径を拡径して形成したものであ
る上記(１)記載の太陽熱集熱器。

【０００７】

【発明の実施の形態】太陽熱集熱器は、並列状に配列さ
れ熱媒が流れる複数本の熱媒管と、熱媒管の両端が接続
される入側ヘッダー管及び出側ヘッダー管との集合管
と、熱媒管の外周に結合され太陽輻射熱の照射により集
熱して熱媒管内を流れる熱媒を加熱する集熱フィン等か
らなる太陽熱集熱板をケース状の枠体内に収納して構成
される。

【０００８】集熱フィンは、熱伝導率が高く、また熱に
よる変形が少なく、さらに軽量であることからアルミニ
ウム又はその系列の合金で、また、熱媒管は腐食を考慮
して銅又はその系列の合金で主に構成される。

【０００９】本発明においては集熱フィンと熱媒管の結
合には溶接を使用しないため、集熱フィンの熱媒管から
の移動防止と併せて、集熱フィンの熱媒管からの外れも
防止できるように、熱媒管との結合部が略円形状に形成
される集熱フィンの内周面と円筒状の熱媒管の外周面と
の接触代が、円周の少なくとも６０％以上となるように
集熱フィンに略円形状の結合部を形成して結合するのが
好ましい。なお、集熱フィンの略円筒状の結合部は、こ
の略円形状部分が熱媒管に巻き付いて密着するようにロ
ールフォーミング加工又はプレス成形等により成形され
る。

【００１０】熱媒管外面の凸部は、集熱フィンの熱媒管
からの長手方向への位置ずれ移動時に凸部の部分に集熱
フィンの長手方向端面が当たって移動しないようにする
ためのものであり、集熱フィンの長手方向端部の直近か
ら１０ｍｍ程度の範囲内の位置の熱媒管外面に突出して
設けられる。熱媒管外面からの凸部の突出寸法として
は、集熱フィンの端面が凸部に当たったときに集熱フィ
ンが熱媒管外面の凸部を乗り越えて移動しない程度の寸
法に形成される。熱媒管外面への凸部の形成方法として
は、円筒状の熱媒管をプレス加工により熱媒管が閉塞し
ないように圧縮変形させることにより圧縮されて大きく
なった外周面から部分的に突出する部分を凸部とする方
法、熱媒管の端部付近の全周にわたってフレア加工等に
より拡径して熱媒管外面から突出させた拡径部を凸部と
する方法、熱媒管の端部全体をフレア加工等により膨ら
ませて形成した拡径部を凸部とする方法、熱媒管の外面
に熱媒管の外径よりも大径のリング等を装着してこのリ
ングを凸部とする方法等のいずれでもよい。

【００１１】また、凸部は、集熱フィンの長手方向の片
側端部外側の熱媒管外面に設ける方法、又は両側端部外
側の熱媒管外面に設ける方法のいずれでもよいが、集熱
フィンの熱媒管左右両方向への移動するのを防止する場
合には、集熱フィンの長手方向の両側端部外側の熱媒管
の外面に設けられる。凸部を設けた熱媒管の集熱フィン
に形成された略円形状の結合部への結合は、一般的に
は、集熱フィンに形成した略円形状の結合部に、熱媒管
を集熱フィンの長手方向の片側から略円形状の結合部を
押し広げるように差し込んで、結合部の内周面に熱媒管
の外周面が密着するように圧入する。本発明に係る太陽
熱集熱器は、自然循環式太陽熱温水器及び強制循環式太
陽熱温水器のいずれにも適用できる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１及び図２を参照
して説明する。図１(ａ)は太陽熱集熱器における太陽熱
集熱板部分の平面図、図１(ｂ)は図１(ａ)中の集熱フィ
ンと熱媒管との結合部の説明断面図、図２(ａ)〜(ｃ)は
本発明による太陽熱集熱器の熱媒管外面への凸部形成の
実施例を示す斜視図である。図１において、太陽熱集熱
器は、並列状に配列した複数本の熱媒管２と、熱媒管２
の両端に接続した入側ヘッダー管及び出側ヘッダー管と
からなる集合管６，７と、熱媒管２の外周に結合され太
陽輻射熱を集熱して熱媒管内を流れる熱媒５を加熱する
板状の集熱フィン４等からなる太陽熱集熱板１をケース
状の枠体(図示省略)内に収納して構成されている。

【００１３】熱媒管２は銅管(外径９．５ｍｍ)とし、ま
た、集熱フィンはアルミニウム板(板厚０．４ｍｍ)を用
いロールフォーミングにより熱媒管２の外周面との接触
代が円周の６０％以上となるように集熱フィンに略円形
状の結合部を形成して、この結合部の内周面が熱媒管の
外周面に密着するようにした。

【００１４】(実施例１)図２(ａ)に示すように熱媒管２
の外周に集熱フィン４を結合した状態での集熱フィン４
の長手方向の端部外側に位置する部分の熱媒管２をプレ
ス加工により熱媒管２が閉塞しない程度に圧縮変形させ
て、集熱フィン４の端部から約５ｍｍ程度の位置の熱媒
管２外面に、集熱フィン４が熱媒管２から長手方向に位
置ずれしたときに集熱フィン４の長手方向の端面が当た
ってそれ以上の移動を阻止するための凸部３を形成し
た。

【００１５】(実施例２)図２(ｂ)に示すように、熱媒管
の外周に集熱フィンを結合した状態での集熱フィンの長
手方向の端部外側に位置する部分の熱媒管２をフレア加
工により熱媒管全周に亘り外径を拡径して熱媒管外面か
ら突出させた凸部３を熱媒管２の外面に形成し、この凸
部３に集熱フィンの長手方向の端面が当たって移動を阻
止するようにした。

【００１６】(実施例３)図２(ｃ)に示すように、熱媒管
２の外周に集熱フィン４を結合した状態での集熱フィン
４の長手方向の端部外側に位置する部分の熱媒管２の端
部全体をフレア加工により熱媒管２を膨らませた拡径部
を凸部３として形成して、凸部３に集熱フィン４の長手
方向の端面が当たって移動を阻止するようにした。な
お、このように熱媒管端部全体をフレア加工により膨ら
ませた拡径部を凸部３とした場合には、この熱媒管２の
両端に接続する集合管６，７(図１(ａ)参照)に熱媒管２
よりも大きな径で接続する必要がある場合には有効であ
る。

【００１７】

【発明の効果】本発明による太陽熱集熱器は、熱媒管の
外周に接合される集熱フィンの長手方向端部外側の熱媒
管の外面に、熱媒管からの集熱フィンの長手方向への移
動を阻止する凸部を設ける構成としており、熱媒管にプ
レス加工やフレア加工等の安価な方法で凸部を形成する
ことによって、経年変化により熱媒管と集熱フィンとの
結合部に隙間が生じた場合などの集熱フィンの位置ずれ
が防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(ａ)は太陽熱集熱器における太陽熱集熱板の平
面図、(ｂ)は(ａ)中の集熱フィンと熱媒管との結合部の
説明断面図である。

【図２】本発明による太陽熱集熱器の熱媒管外面への凸
部形成の実施例を示し、(ａ)はプレス加工により端部を
圧縮変形させて凸部を形成した熱媒管と集熱フィンの接
合状態の斜視図、(ｂ)はフレア加工により端部付近の全
周に凸部を形成した熱媒管の実施例を示す斜視図、(ｃ)
はフレア加工により端部全体を拡径して凸部を設けた熱
媒管と集熱フィンの接合状態の斜視図である。

【符号の説明】

１ 太陽熱集熱板 ２ 熱媒管 ３ 凸部 ４ 集熱フ
ィン(集熱板) ５ 熱媒 ６ 集合管 ７ 集合管 ８ 隙間

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱媒管の外周に接合される集熱フィンの長
   手方向端部外側の熱媒管の外面に、熱媒管からの集熱フ
   ィンの長手方向への移動を阻止する凸部を設けてなる太
   陽熱集熱器。
2. 【請求項２】凸部が、熱媒管の外周面を部分的に突出さ
   せて形成したものである請求項１記載の太陽熱集熱器。
3. 【請求項３】凸部が、熱媒管の外径を拡径して形成した
   ものである請求項１記載の太陽熱集熱器。