JP2002364934A - 内外二重分岐管の製造方法 - Google Patents

内外二重分岐管の製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、例えば太陽熱集熱器に用いるヘ
ッダー管などの内外二重の分岐管の製造方法に係り、上
記のような分岐管を容易・安価に製造することのできる
製造方法を提供する。 【解決手段】 複数個に分岐される内外二重の分岐管1
を製造するに当たり、上記分岐管1を構成する部品を互
いに嵌合して仮組固定した後、各嵌合部を一括して炉中
ろう付けするようにしたことを特徴とする。具体的には
例えば上記分岐管1を、内外二重の本体管2・3と、そ
の各本体管のそれぞれ一端側に配設される口金4・5
と、上記各本体管のそれぞれ他端側端部を閉塞する端板
6・7と、上記各本体管の長手方向複数箇所に設けられ
各本体管に枝管10・11等を接続するための筒体8・
9とを有する構成とし、それらを互いに嵌合して仮組固
定した後、その各嵌合部を一括して炉中ろう付けするも
のである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば太陽熱集熱
器に用いるヘッダー管などの内外二重の分岐管の製造方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば太陽熱集熱器においては、
複数個の集熱管の上部に配設されるヘッダー管として内
外二重の分岐管が用いられ、その内側の本体管には上記
各集熱管への送水管を設けると共に、外側の本体管には
各集熱管の上部を連通接続するようにしている(例え
ば、特開平8−61786号公報等参照)。
【0003】上記のような内外二重の分岐管にあって
は、その各本体管のそれぞれ一端側には口金等を設ける
と共に、それぞれの他端側を端板等で閉塞し、各本体管
の長手方向複数箇所には、上記送水管や集熱管等の枝管
接続用の筒体等を設けるのが一般的であり、それらの分
岐管を構成する部品は、通常それぞれ個別に溶接等で固
着している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
に分岐管を構成する部品をそれぞれ個別に溶接等で固着
するのは、溶接および組付作業が非常に煩雑かつ面倒で
多大な労力と時間を要し、製作コストが嵩む等の不具合
があった。
【0005】本発明は上記の問題点に鑑みて提案された
もので、上記のようなヘッダー管等の内外二重の分岐管
を容易・安価に製造することのできる製造方法を提供す
ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明による内外二重分岐管の製造方法は、以下の
構成としたものである。即ち、複数個に分岐される内外
二重の分岐管を製造するに当たり、上記分岐管を構成す
る部品を互いに嵌合して仮組固定した後、各嵌合部を一
括して炉中ろう付けするようにしたことを特徴とする。
【0007】具体的には、例えば前記分岐管を、内外二
重の本体管と、その各本体管のそれぞれ一端側に配設さ
れる口金と、上記各本体管のそれぞれ他端側端部を閉塞
する端板と、上記各本体管の長手方向複数箇所に設けら
れ各本体管に枝管を接続するための筒体とを有する構成
とし、上記各本体管と、上記口金および端板ならびに筒
体とをそれぞれ互いに嵌合して仮組固定した後、その各
嵌合部を一括して炉中ろう付けするようにしたものであ
る。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明を太陽熱集熱器用ヘ
ッダー管に適用した場合を例にして本発明による内外二
重分岐管の製造方法を、図に示す実施形態に基づいて具
体的に説明する。
【0009】図1は本発明を適用した太陽熱集熱器の一
例を示す正面図、図2はその一部の拡大図、図3(a)
はヘッダー管両端部の拡大断面図、同図(b)は(a)
におけるb−b断面図、同図(c)及び(d)はヘッダ
ー管両端部の分解図である。
【0010】図において、1は分岐管としてのヘッダー
管で、そのヘッダー管1はステンレス等よりなる断面円
形の内側の本体管(以下、内管という)2と、外側の本
体管(以下、外管という)3とで内外二重に形成され、
その内外管2・3の互いに反対側の端部には接続用短管
4・5を介してねじ付きの短筒状口金6・7が設けられ
ている。また上記内管2および外管3の反対側の端部に
は、それらの端部を閉塞する端板8・9が設けられてい
る。
【0011】上記内管2の端部を閉塞する端板8は、図
3(a)に示すように内管2の端部に内嵌合するキャッ
プ状に形成され、その開口側の端部には内管2の半径方
向外方に突出する突出部8aが周方向に略等間隔に複数
個、図の場合は3つ設けられている。その各突出部8a
の先端部は上記接続用短管5の内面に摺動可能に当接し
て内外管2・3が同心状に保持されると共に、熱膨張差
等による内外管2・3のずれが許容されるように構成さ
れている。また外管3の端部を閉塞する端板9はリング
状に形成され、その内方に前記の接続用短管4が挿通嵌
合されている。
【0012】上記内外管2・3の軸線方向複数箇所、図
の場合は4箇所にバーリング加工等で短筒状に形成した
貫通孔2a・3aが設けられ、内管2の各貫通孔2aに
は、枝管としての集熱管10への送水管11を嵌合接続
するための筒体12が設けられ、外管3の各貫通孔3a
には有底筒状の集熱管10の上端開口10aを嵌合接続
するための筒体13が設けられている。図中、14は上
記筒体13内に集熱管10の上端開口部10aを嵌合し
てろう付けする際にろう材がヘッダー管1内に進入する
のを防止する筒状のストッパで、該ストッパ14は必要
に応じ設ける。15は集熱管10の外周を覆うガラス管
で、そのガラス管15と集熱管10との間の空間は通常
ほぼ真空に保たれる。
【0013】上記のように構成されたヘッダー管1を製
造するに当たっては、そのヘッダー管1を構成する部品
を互いに嵌合して仮組固定した後、その嵌合部を一括し
て炉中ろう付けするようにしたもので、上記のようなヘ
ッダー管1にあっては、例えば図4(a)に示すように
先ず一方の口金7には予め接続用短管5を嵌合してお
き、内管2の両端部には接続用短管4と端板8とを嵌合
接続すると共に、内管2の各貫通孔2aには送水管11
の接続用筒体12を嵌合する。
【0014】一方、外管3の一端部には端板9を嵌合接
続すると共に、外管3の各貫通孔3aには集熱管10の
接続用筒体13を嵌合する。そして上記外管3内に内管
2を挿入した後、内管2の一端側に嵌合接続した短管4
の他端側に口金6を嵌合すると共に、前記の口金7に嵌
合した接続用短管5の他端側を外管3の端部に嵌合す
る。なお筒体13内に前記のストッパ14を設ける場合
には、そのストッパ14も筒体13内に嵌合しておく。
【0015】このようにしてヘッダー管1を構成する全
ての部品を互いに嵌合することによって図4(b)の状
態に仮組固定するもので、この場合の嵌合の程度は少な
くとも互いに嵌合した部品がずれない程度に嵌合すれば
よく、強固に圧入嵌合する、あるいは軽嵌合でもよい。
また必要に応じて互いに嵌合した部品同士をスポット溶
接等で仮止め固定するようにしてもよい。
【0016】次に、上記各嵌合部をろう付けするための
ろう材Rを、例えば図3(a)の鎖線示のように各嵌合
部に設置するもので、その各ろう材Rとしては、例えば
BNi−5ろう材等を用いる。また上記各ろう材Rは図
のように各嵌合部の上部に配置する。この場合、ヘッダ
ー管1を構成する部品を全て仮組した後からでは、ろう
材Rを設置できない箇所については、前記の仮組を行う
前に設置して必要に応じて部分溶着等により固定してお
く。
【0017】上記のようにして各嵌合部に予めろう材R
を設置した状態で上記ヘッダー管1を図に省略した真空
加熱炉等に挿入して、例えば1050℃程度の温度で一
括して炉中ろう付けを施すもので、このように各嵌合部
を一括して炉中ろう付けすると、ヘッダー管1を容易・
安価に製造することが可能となる。
【0018】なおこの場合、前記各嵌合部の少なくとも
いずれか一方の嵌合面には、ろう材Rを良好に浸透させ
るための微細な凹溝や突起等を必要に応じて設けるよう
にしてもよい。特に上記実施形態における口金6・7の
ように肉厚の部品と、接続用短管4・5のように肉薄の
部品とをろう付けする場合で、かつ嵌合部の軸線方向が
略水平方向であるような場合には、加熱時の温度上昇に
差が生じて嵌合部にろう材が良好に浸透せずに垂れ落ち
てしまうことが多いが、例えば図3(c)および(d)
に示すように接続用短管5・6の内面もしくは口金6・
7の外周面に軸線方向に延びる複数本の凹溝条16を形
成すると、両嵌合面間にろう材Rを良好に浸透させるこ
とができる。
【0019】また上記各嵌合部の上部には、必要に応じ
て例えば図3(d)に示すようなろう材Rの位置決め兼
たれ落ち防止用の切欠部17を設けるようにしてもよ
い。その場合、上記切欠部17の周方向長さを、上記嵌
合部のろう付けに必要かつ充分な長さのろう材Rが丁度
入る大きさに形成しておき、それに合わせてろう材Rを
切断して設置するようにすれば、過不足のなく常に適当
量のろう材で良好にろう付けすることが可能となる。
【0020】上記のようにして製作したヘッダー管1の
筒体12・13には、それぞれ送水管11および集熱管
10を取付けるもので、その場合、例えば図5に示すよ
うに送水管11の上端部近傍に切り起し部11aを設
け、その切り起し部11aの上部は送水管11の外周面
と同等もしくはそれよりも内方に位置させ、切り起し部
11aの下部は送水管11の外周面よりも外方に突出す
るようにすると、送水管11を筒体12に挿入するだけ
で抜け止め係止することができる。なお上記送水管11
の上部内面には必要に応じて補強板等を設けてもよい。
図中、18はゴム等よりなるシールリングで、該シール
リング18は送水管11の周面に設けた突条11bと筒
体12との間に圧接挟持されている。
【0021】また集熱管10は、その上端開口部10a
を筒体13内に嵌合してろう付け等で固定するもので、
その場合、例えば図6に示すように上記筒体13の外端
部を上向きにして、その上方から集熱管10の上端開口
部10aを下向きに嵌合し、筒体13の端部に形成した
拡開部13aにろう材を設置して加熱溶融させると、ろ
う材の一部がヘッダー管1内に滴下するおそれがある
が、前記のように筒体13の内面にストッパ14を設け
ると、ろう材がヘッダー管1内に進入するのを防ぐこと
ができる。
【0022】上記のようにしてヘッダー管1に複数個、
図の場合は4つの集熱管10を連結することによって1
つの太陽熱集熱器が構成され、それを通常は例えば図7
に示すように複数個並べて家屋の屋根等に設置して使用
する。この場合、隣接する一方の集熱器の口金6と他方
の集熱器の口金7とは、図のような筒状の連結ナット1
9等で連結する。また図で右側の集熱器の口金6には水
道管等を接続し、図で左側の集熱器の口金7には給湯器
等に連通する管を接続する。
【0023】そして上記の水道管等からヘッダー管1を
介して全ての集熱管10内に水を充填するもので、先
ず、図で右側の集熱器の口金6から内管2内に入った水
は、複数本の送水管11を介して右側の集熱器の全ての
集熱管10内に充填され、更にそれらの集熱管10から
溢れ出た水は内管2と外管3との間および連結ナット1
9等を介して隣りの内管2内に導入された後、各集熱管
10内に充填される。
【0024】このようにして全ての集熱管10内に水を
充填することができ、その各集熱管10に充填された水
は、太陽熱により漸次温められて湯となり、その各集熱
管10の湯は、前記の給湯器等のバルブを開くことによ
って浴槽等に供給することができるものである。
【0025】なお、上記実施形態は、内外管2・3の端
部を、それぞれ接続用短管4・5を介して口金6・7に
接続するようにしたが、上記のような接続用短管4・5
を用いることなく、内外管2・3の端部を必要に応じて
絞り加工等して口金6・7に直接接続するようにしても
よい。
【0026】また上記実施形態は、太陽熱集熱器用のヘ
ッダー管に適用した場合を例にして説明したが、これに
限らず各種の内外二重分岐管(多岐管)にも適用でき
る。
【0027】
【発明の効果】以上のように本発明による内外二重分岐
管の製造方法は、上記のように分岐管を構成する部品を
互いに嵌合して仮組固定した後、各嵌合部を一括して炉
中ろう付けするようにしたから、前記従来のようにヘッ
ダー管等の分岐管を構成する部品をそれぞれ個別に溶接
等で固着する場合に比べて容易・安価に量産することが
できる。また炉中で分岐管全体を加熱することにより、
固溶化焼鈍されてヘッダー管全体の強度および耐久性を
向上させることが可能となる。さらに分岐管内の不純物
を容易に焼却除去できると共に、食品衛生法にも適合す
る消毒効果が得られる等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した太陽熱集熱器一例を示す正面
図。
【図2】その一部の拡大図。
【図3】(a)は分岐管としてのヘッダー管両端部の拡
大断面図。(b)は(a)におけるb−b断面図。
(c)及び(d)はヘッダー管両端部の分解図。
【図4】(a)はヘッダー管を構成する部品を組付ける
状態の分解正面図。(b)は組付けた状態の正面図。
【図5】(a)はヘッダー管両端部の拡大断面図。
(b)は(a)におけるb−b断面図。(c)及び
(d)はヘッダー管両端部の分解図。
【図6】集熱管の取付け状態を示す断面図。
【図7】太陽熱集熱器の使用状態の一例を示す正面図。
【符号の説明】
1 分岐管(ヘッダー管) 2 内側本体管(内管) 3 外側本体管(外管) 4、5 接続用短管 6、7 口金 8、9 端板 10 枝管(集熱管) 11 枝管(送水管) 12、13 筒体 14 ストッパ 15 ガラス管

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数個に分岐される内外二重の分岐管を
    製造するに当たり、上記分岐管を構成する部品を互いに
    嵌合して仮組固定した後、各嵌合部を一括して炉中ろう
    付けするようにしたことを特徴とする内外二重分岐管の
    製造方法。
  2. 【請求項2】 前記分岐管は、内外二重の本体管と、そ
    の各本体管のそれぞれ一端側に配設される口金と、上記
    各本体管のそれぞれ他端側端部を閉塞する端板と、上記
    各本体管の長手方向複数箇所に設けられ各本体管に枝管
    を接続するための筒体とを有し、上記各本体管と、上記
    口金および端板ならびに筒体とをそれぞれ互いに嵌合し
    て仮組固定した後、その各嵌合部を一括して炉中ろう付
    けするようにした請求項1記載の内外二重分岐管の製造
    方法。
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