JP2013148301A

JP2013148301A - 太陽熱集熱装置

Info

Publication number: JP2013148301A
Application number: JP2012010447A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Okamoto; 康男岡本
Original assignee: CHIRYU HEATER CO Ltd
Current assignee: CHIRYU HEATER CO Ltd
Priority date: 2012-01-20
Filing date: 2012-01-20
Publication date: 2013-08-01

Abstract

【課題】
互いに共同して太陽熱集熱装置を構成する複数の太陽熱集熱器のうち、互いに隣合うものの一方の集熱管の端部である排液端部と、他方の集熱管の端部である受液端部とを接続する接続装置を改善する。
【解決手段】
排液端部５２と受液端部５４とを互いに同軸に対向させ、それら２つの端部５２，５４を接続する接続装置５０を、(a)２つの端部５２，５４の外周側に嵌合され、それら２つの端部の各々に対応する２部分の内周面に一対のＯリング溝５６が形成された接続装置本体５８と、(b)一対のＯリング溝の各々に装着された一対のＯリング６２と、(c)接続装置本体の２つの端部に対する軸方向の相対移動を許容するとともに、その相対移動を、複数の太陽熱集熱器の温度のいかんを問わず一対のＯリングが２つの端部から外れることがない大きさに制限する相対移動制限部（集熱器の側壁２４）とを含むものとする。
【選択図】図５

Description

本発明は、太陽光線の有するエネルギを液体の熱エネルギに変換して収集する複数の太陽熱集熱器と、それら太陽熱集熱器を接続する接続装置とを含む太陽熱集熱装置に関するものであり、特に、接続装置の改良に関するものである。

複数の太陽熱集熱器とそれらを接続する接続装置とを含む太陽熱集熱装置の一例が下記特許文献１に記載されている。各太陽熱集熱器(以下、特に必要がない限り「集熱器」と略称する）は、上方へ開いた開口を有する箱状を成し、その開口が透明板により閉塞された集熱器本体内に、内部を流れる液体を前記透明板を透過した太陽光線のエネルギにより加熱する集熱管が配設されて成っている。集熱管は、互いに平行な給液ヘッダと排液ヘッダとが、それら両ヘッダの各々の複数個所同士において複数の通液管によって接続されたものであり、通液管の各々に集熱板が固着され、この集熱板により太陽光線のエネルギが熱エネルギに変換され、伝導により集熱管に伝達されて、集熱管内の液体が温められる。

複数の集熱器が並べて配設され、それら集熱器の集熱管同士が接続装置により接続されて、１つの太陽熱集熱装置(以下、特に必要がない限り「集熱装置」と略称する）を構成する。互いに隣接する２つの集熱器のうちの一方の排液ヘッダが他方の集熱器の給液ヘッダに接続されるのである。特許文献１に記載の集熱装置においては、これら排液ヘッダと給液ヘッダとの各端部が直角に曲げられ、集熱器本体の側壁を貫通して外部へ突出させられて突出端部とされている。そして、それら排液ヘッダおよび給液ヘッダの間に、それら両ヘッダに平行に延びる接続配管が設けられ、その接続配管の両端部がそれぞれ逆の向きに直角に曲げられて、排液ヘッダおよび給液ヘッダの各突出端部と同軸に対向させられ、フランジ継手により互いに接続されている。

特開２００４−３１７０２７号公報

集熱装置が複数の集熱器を含む場合は、各集熱器の集熱器本体がそれぞれ支持台等の構造物に固定されるのであるが、集熱器自体(特に集熱管）は使用中にかなり大きな温度変化を生じ、それに伴って膨張・収縮を繰り返す。上記のように、互いに隣接する集熱器の集熱管の突出端部同士が、それらに直角な方向に延びる接続配管を介して接続される場合には、各集熱器の膨張・収縮が、接続管および両突出端部の弾性曲げ変形により吸収されるため、問題が生じることは少ない。
しかし、両突出端部の間に接続管を介在させることが常に可能あるいは望ましいとは限らない。両突出端部同士を直接接続することが望ましい場合があるのである。

そのような場合、従来は、両突出端部同士をベローズやゴムホースを使用して接続することが行われていた。集熱器の膨張・収縮に伴う両突出端部間の間隔（軸方向位置）や、軸方向に直角な方向の位置（直径方向位置）の変化を、ベローズやゴムホースの弾性変形により吸収させるのである。しかし、ベローズは高価であり、ゴムホースを使用する場合には耐久性に問題があった。両突出端部にゴムホースの両端部を外嵌し、ホースクランプによりクランプするのであるが、ゴムホースの内周面が損傷し、漏れが生じ易いうらみがあったのである。また、両突出端部同士をベローズやゴムホースを使用して接続する場合には、接続作業が面倒であり、そのために、集熱装置を設置する作業に長時間を要する問題もあった。
本発明は、以上の事情を背景として、互いに隣接する集熱器の集熱管の、互いに同軸に対向する突出端部同士を、接続する接続装置を改善することを課題として為されたものであり、安価にかつ十分な耐久性を以て接続することを可能にすることと、接続作業を簡単にして集熱装置を設置する作業に要する時間を短縮することとの少なくとも一方を課題として為されたものである。

本発明によって、(A)上方へ開いた開口を有する箱状を成し、その開口が透明板により閉塞された集熱器本体内に、内部を流れる液体を前記透明板を透過した太陽光線のエネルギにより加熱する集熱管が配設されて成る複数の太陽熱集熱器と、(B)それら複数の太陽熱集熱器のうちの互いに隣合うものの一方の前記集熱管の排液端部と他方の前記集熱管の受液端部とを接続する接続装置とを含み、前記排液端部と前記受液端部とがそれぞれ前記集熱器本体の外部に突出させられるとともに、それら２つ突出端部が互いに同軸に対向させられ、かつ、前記接続装置が、(i)前記互いに同軸に対向する２つの突出端部の外周側に嵌合され、それら２つの突出端部の各々に対応する２部分の内周面に一対のＯリング溝が形成された接続装置本体と、(ii)前記一対のＯリング溝の各々に装着された一対のＯリングと、(iii)前記接続装置本体の前記２つの突出端部に対する軸方向の相対移動を許容するとともに、その相対移動を、前記複数の太陽熱集熱器の温度のいかんを問わず前記一対のＯリングが前記２つの突出端部から外れることがない大きさに制限する相対移動制限部とを含むことを特徴とする太陽熱集熱装置が得られる。

上記のように、接続装置を(i)接続装置本体，(ii)一対のＯリングおよび(iii)相対移動制限部を含むものとすれば、複数の集熱器のうちの１つ集熱器本体から突出した突出端部の外周側へ接続装置を嵌合し、その隣へ別の集熱器を設置するに際し、その別の集熱器の突出端部を同軸に位置させつつ、先に取り付けられている接続装置の内側へ挿入するのみで、２つの突出端部同士を液密に接続することができる。相対移動制限部として集熱器自体の外側面を利用する場合はそれだけでよいが、スペーサやスナップリングを使用する場合は、それらを予め各突出端部に取り付けておけばよい。いずれにしても、集熱装置の設置後は、相対移動制限部により一対のＯリングが突出端部の外周面から外れることが防止されるため、液密が保持され、互いに隣合う集熱器の間で液漏れが生ずることがない。
その上、集熱器の構造上、互いに同軸に対向する２つの突出端部間の距離が、集熱器、特に集熱体の温度変化に伴って変化する場合には、その距離の変化が接続装置の突出端部に対する相対移動により吸収されるため、接続装置に無理な力が作用することがなく、接続装置の耐久性低下の問題が発生しない。

発明の態様

以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある。請求可能発明は、請求の範囲に記載された発明である「本願発明」を含むが、本願発明の下位概念発明や、本願発明の上位概念あるいは別概念の発明を含むこともある。）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施形態の記載，従来技術等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。

なお、以下の各項において、（１）項が請求項１に相当し、（３）項が請求項２に、（５）項が請求項３に、（６）項が請求項４に、（７）項が請求項５に、それぞれ相当する。

（１）上方へ開いた開口を有する箱状を成し、その開口が透明板により閉塞された集熱器本体内に、内部を流れる液体を前記透明板を透過した太陽光線のエネルギにより加熱する集熱管が配設されて成る複数の太陽熱集熱器と、
それら複数の太陽熱集熱器のうちの互いに隣合うものの一方の前記集熱管の排液端部と他方の前記集熱管の受液端部とを接続する接続装置と
を含み、前記排液端部と前記受液端部とがそれぞれ前記集熱器本体の外部に突出させられるとともに、それら２つ突出端部が互いに同軸に対向させられ、かつ、前記接続装置が、
前記互いに同軸に対向する２つの突出端部の外周側に嵌合され、それら２つの突出端部の各々に対応する２部分の内周面に一対のＯリング溝が形成された接続装置本体と、
前記一対のＯリング溝の各々に装着された一対のＯリングと、
前記接続装置本体の前記２つの突出端部に対する軸方向の相対移動を許容するとともに、その相対移動を、前記複数の太陽熱集熱器の温度のいかんを問わず前記一対のＯリングが前記２つの突出端部から外れることがない大きさに制限する相対移動制限部と
を含むことを特徴とする太陽熱集熱装置。
本項に係る発明は、互いに隣合って配設される２つ以上の太陽熱集熱器であって、一方の太陽熱集熱器の集熱管から排出された液が他方の太陽熱集熱器の集熱管に受けられるものを含む種々の態様の太陽熱集熱装置に適用可能である。
（２）各々が、(a)互いに平行な給液ヘッダと排液ヘッダとが、それら両ヘッダの各々の複数個所同士において複数の通液管によって接続されるととともに、前記複数の通液管の各々に集熱板が固着されて成る集熱体と、(b)上方へ開いた開口を有する箱状を成し、内部に前記集熱体を、前記集熱板が前記開口に対向する状態で収容するとともに、前記給液ヘッダと前記排液ヘッダとの各突出端部を外部へ突出させる集熱器本体と、(c)その集熱器本体の前記開口を塞ぐ透明板とを含む複数の太陽熱集熱器が、前記給液ヘッダおよび前記排出ヘッダの前記集熱器本体から突出した２つの突出端部同士が互いに対向する状態で並べられた集熱器列と、
その集熱器列の、前記給液ヘッダと前記排液ヘッダとの互いに対向する突出端部同士を液密に接続する接続装置と
を含む太陽熱集熱装置であって、
前記接続装置が、
前記互いに対向する２つの突出端部の外周側に嵌合され、それら２つの突出端部の各々に対応する２部分の内周面に一対のＯリング溝が形成された接続装置本体と、
前記一対のＯリング溝の各々に装着された一対のＯリングと、
前記接続装置本体の前記２つの突出端部に対する軸方向の相対移動を許容するとともに、その相対移動を、前記太陽熱集熱器の温度のいかんを問わず前記一対のＯリングが前記２つの突出端部から外れることがない大きさに制限する相対移動制限部と
を含むことを特徴とする太陽熱集熱装置。
複数の太陽熱集熱器を効率的に配列するためには、複数（特に３つ以上）を互いに隣合う状態に、一列あるいは複数列に並べて配設することが望ましく、本項の態様は、そのような配設が可能な場合に特に適している。
（３）前記接続装置本体が、円筒部材の内周面の両端部に、それぞれ内周側へ突出した円環状突部が形成されるとともに、その円環状突部の幅方向の中央部に前記Ｏリング溝が形成された(1)項または(2)項に記載の太陽熱集熱装置。
接続装置本体は円環状突部のみによって突出端部と嵌合されるため、互いに対向する２つの突出端部の同心度が比較的低くくても２つの突出端部を支障なく接続し得る。
（４）前記円環状突部の内周面が内周側へ凸の凸曲面を成し、その凸曲面の中央部に前記Ｏリング溝が形成された(3)項に記載の太陽熱集熱装置。
本態様の円環状突部を備えた接続装置本体は、上記(3)項のものよりさらに２つの突出端部同士の軸ずれを許容し得る。
（５）前記接続装置本体が、円筒部材の両端部に、塑性加工により外周側に凸、内周側に凹の円環状Ｏリング保持部が形成されたものである(1)項または(2)項に記載の太陽熱集熱装置。
円環状Ｏリング保持部の内周側に凹の部分がＯリング溝として機能するのであるが、Ｏリング溝は、漏れを防止すべき液体の圧力が高いほど高い寸法精度を必要とする。円環状Ｏリング保持部の内周側に凹の部分の塑性加工精度が十分に高い場合はその内周面にＯリングを装着することができ、塑性加工精度が不十分な場合は、内周側に凹の部分の内周面に機械加工を施して寸法精度を向上させればよい。
いずれにしても、接続装置本体を機械加工のみで製造する場合より、製造コストを低減し得る場合が多い。
（６）前記接続装置本体が、各々が前記２つの突出端部の各々に嵌合されるとともに互いに接続されることにより一体的な部材として機能する一対の接続部材を含む(1)項ないし(5)項のいずれかに記載の太陽熱集熱装置。
本項の接続装置としては、例えば、ユニオンねじおよびユニオンつばがユニオンナットにより接続されるユニオン継手や、一対のフランジおよびそれらを締結するボルト，ナットを含むフランジ継手等の管継手を採用することができる。勿論、これらの管継手もシール手段を含んで液密を保ち得るものであることが必要である。
本項の態様の接続装置によれば、互いに隣合う太陽熱集熱器を必要に応じて分離することが容易となる。１つの集熱器列に属する太陽熱集熱器のすべてを本項の態様の接続装置で接続することも可能であるが、例えば、集熱器列の中央部に位置する２つの太陽熱集熱器を本項の態様の接続装置で接続する等、一部の接続装置を本項の態様の接続装置としておくことも可能である。
（７）前記互いに対向する２つの突出端部の前記集熱器本体からの突出長さが互いに等しくされるとともに、前記一対のＯリング溝の各々が前記接続装置本体の両端面から等しい距離の位置に形成され、かつ、前記突出長さと、前記接続装置本体の長さと、前記互いに隣合う２つの太陽熱集熱器の間隔とが、前記接続装置本体の一端面が前記互いに隣合う２つの太陽熱集熱器の外側面の一方に当接した状態で、前記Ｏリングが前記突出端部の外周面から外れない大きさに決定されることにより、前記互いに隣合う２つの太陽熱集熱器の外側面が前記相対移動制限部として機能するようにされた(1)項ないし(6)項のいずれかに記載の太陽熱集熱装置。
（８）前記互いに対向する２つの突出端部の各々の外周側に一対のスペーサが嵌合され、それら一対のスペーサが前記相対移動制限部として機能するようにされた(1)項ないし(6)項のいずれかに記載の太陽熱集熱装置。
本態様は、例えば、太陽熱集熱装置の設置環境の都合等で、(7)項の態様を採用できない場合等に有効である。
（９）前記互いに対向する２つの突出端部の各々に、それら２つの突出端部の外周面から突出した状態で設けられた一対のストッパが設けられ、それら一対のストッパが前記相対移動制限部として機能するようにされた(1)項ないし(6)項のいずれかに記載の太陽熱集熱装置。
一対のストッパは、互いに対向する２つの突出端部の各々の互いに同じ位置に設けられてもよく、互いに異なる位置に設けられてもよいが、太陽熱集熱器の製造コストを低減させる観点からは前者が望ましい。また、後者は、太陽熱集熱装置の設置環境の都合に合わせ易い利点がある。

請求可能発明の一実施形態である集熱装置を示す斜視図である。図１に示した集熱装置の一構成要素である集熱器を示す平面図である。図２におけるＡ−Ａ断面図である。図２に示す集熱器の集熱体を取り出して示す斜視図であり、(a)は集熱体の一構成要素の表面側を示し、(b)は集熱体の一部の裏面側を示す図である。図１に示した集熱装置の接続装置を示す正面断面図である。図５に示した接続装置の機能を説明するための図である。図５に示した接続装置の別の機能を説明するための図である。図５に示した接続装置とは相対移動制限部を異にする別の接続装置を示す正面断面図である。図５に示した接続装置とは相対移動制限部を異にするさらに別の接続装置を示す正面断面図である。図５に示した接続装置とは接続装置本体を異にする別の接続装置を示す正面断面図である。図５に示した接続装置とは接続装置本体を異にするさらに別の接続装置を示す正面断面図である。請求可能発明の別の実施形態である集熱装置を構成する集熱器の集熱体を示す背面図である。請求可能発明のさらに別の実施形態である集熱装置を構成する集熱器の集熱体を示す背面図である。請求可能発明のさらに別の実施形態である集熱装置を示す平面図である。

以下、請求可能発明のいくつかの実施形態を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、請求可能発明は、下記実施形態の他、上記〔発明の態様〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更を施した態様で実施することができる。

図１に、請求可能発明の一実施形態としての集熱装置１０を示す。本集熱装置１０は、３つの集熱器１２が横一列に並べられて一体的な支持台１４に固定されたものとして示されているが、６，７個程度の集熱器１２が並べられることもある。いずれにしても、集熱装置１０は設置場所のスペース，向きや傾斜に合わせて、複数の集熱器１２が１日でできる限り効率良く太陽光線を受け得る状態に設置される。支持台１４がそのように構成されるのである。

上記集熱器１２の１つを図２および図３に示す。これらの図から明らかなように、集熱器１２は、全体として上方へ開いた浅い矩形の箱状を成す集熱器本体１６と、その集熱器本体１６内に配設された集熱体１８と、集熱器本体１６の開口を閉塞するガラス板２０とを含んでいる。集熱器本体１６は図２，３においては一体的な部材として示すが、実際は複数の部材により構成され、短辺側と長辺側との一対ずつの側壁２２，２４と、底板２６とを備えている。集熱器本体１６の内面は、周辺断熱材３０と底部断熱材３２とによって覆われており、それら断熱材３０，３２と前記ガラス板２０とに囲まれた内部空間３４内に、前記集熱体１８が配設されている。

集熱体１８は、図２，図４に示すように、互いに平行な給液ヘッダ４０および排液ヘッダ４２と、それら両ヘッダ４０，４２の各々の複数個所同士を接続する複数本（例えば８本）の通液管４４と、それら複数の通液管４４の各々に固着された複数枚の集熱板４６とから成る。集熱板４６は各々がガラス板２０と平行な姿勢で、溶接等、熱伝導が良好な固着手段により各通液管４４に固着されている。給液ヘッダ４０，排液ヘッダ４２，通液管４４等は熱伝導率が高く、かつ、腐食し難い材料、例えば銅，アルミニウム，ステンレス鋼等から成るものとされ、集熱板４６は薄板化が容易で熱伝導率が高い材料、例えばアルミニウムから成るものとされることが望ましい。ただし、それらに限定されるものではなく、例えば、合成樹脂から成るものとされてもよい。集熱体１８は、ガラス板２０に対面する上面が、黒色等、太陽光線の吸収率の高い色に着色されることが望ましい。

図１の集熱装置１０は、以上のように構成された集熱器１２の互いに隣合うものの給液ヘッダ４０同士と排液ヘッダ４２同士とが接続装置５０によって接続されたものである。接続装置５０としては種々のものを採用可能であるが、その一例を図５に示す。図５において、上流側の集熱器１２と下流側の集熱器１２とから給液ヘッダ４０の端部がそれぞれ突出させられ、それら突出端部５２，５４が互いに同軸に対向し、接続装置５０により液密に接続されている。接続装置５０は、突出端部５２，５４の外周側に嵌合され、それら２つの突出端部の各々に対応する２部分の内周面に一対のリング溝５６が形成された接続装置本体５８と、それら一対のＯリング溝５６の各々に装着された一対のＯリング６２とを含んでいる。接続装置本体５８は、両端部の内周面に、それぞれ他の部分より内径が小さくされた小径部６４を備え、それら小径部６４の各々の軸方向の中央部にＯリング溝５６が形成され、各Ｏリング溝５６内にＯリング６２が配設されている。各小径部６４の内周面はＯリング溝５６の両側において、円筒面とされることも可能であるが、図示の実施例においては、Ｏリング溝５６に隣接する部分の内径が最も小さくされ、Ｏリング溝５６から離れるにつれて加速度的に内径が大きくなる形状とされている。換言すれば、Ｏリング溝５６の両側壁６６を構成する部分の内周面が内向きに凸の曲面とされているのである。そのため、Ｏリング６２はＯリング溝５６の両側壁６４により十分強固に保護されながら、接続装置５０の両突出端部５２，５４に対する傾きが許容される。

互いに隣合う２つの集熱器１２は、それらの突出端部５２，５４が正確に同軸に対向する状態に並べられることが望ましく、支持台１４に相対位置の調整装置を設けるなどして、できる限り同軸に対向させる努力が払われるのであるが、それでも図６に例示するように、突出端部５２，５４の軸ずれが生じることを避け得ない場合がある。その場合にも、本実施形態の接続装置５０は突出端部５２，５４に対して相対的に傾き得るため、支障なく液密を保持することができるのである。

また、接続装置５０は両突出端部５２，５４の外周側に単純に嵌合されているのみであるから、接続装置５０，突出端部５２および突出端部５４は互に自由に軸方向に移動可能である。この構成は、集熱器１２、特に集熱体１８の温度変化に起因する膨張・収縮に伴う突出端部５２，５４相互の相対移動を許容しつつ両突出端部５２，５４を液密に接続するために採用されているのであるが、この相対移動が無制限に許容されたのでは、接続装置５０のＯリング６２が突出端部５２，５４のいずれかから外れ、液密が保持できなくなってしまう。そのため、本実施形態においては、接続装置５０の両突出端部５２，５４に対する相対移動量が制限されている。すなわち、
２つの集熱器１２の間隔：ａ
接続装置本体５８の長さ：ｂ
突出端部５２，５４の長さ：ｃ
２つのＯリング６２の中心間距離：ｄ
とした場合に
ｃ＞ａ−〔ｄ＋（ｂ−ｄ）／２〕
の関係が成り立つように（厳密には、集熱体１８の温度変化により突出端部５２，５４の端面が最も離れた状態においても）各部の寸法が設定されているのである。それによって、接続装置５０が図７に例示するように、両突出端部５２，５４に対して最も大きく相対移動した場合でも、Ｏリング６２が突出端部５２（５４）の外周面から外れることがなく、液密が保たれる。換言すれば、互いに隣合う２つの集熱器１２の集熱器本体１６（厳密には、それらの互いに対向する２つの側壁２４）が相対移動制限部として機能するのである。

もっとも、相対移動制限部の構成はこれに限定されるわけではなく、例えば、図８に示すように、突出端部５２，５４にスペーサ７４を嵌合し、これらスペーサ７４を相対移動制限部として機能させることや、図９に示すように、突出端部５２，５４の外周面に円環溝７６を形成し、その円環溝７６にＣ形のスナップリング７８を取り付けて相対移動制限部として機能させること等も可能である。
なお、集熱体１８が集熱器本体１６に固定される（例えば、給液ヘッダ４０，排液ヘッダ４２が側壁２４に溶接される等により）ことも、側壁２４と給液ヘッダ４０，排液ヘッダ４２との間にゴム製や合成樹脂製の閉塞部材が配設されて、集熱器１２内の温められた空気が外部に流出することが防止される一方、給液ヘッダ４０，排液ヘッダ４２の側壁２４に対する相対移動が許容されることもあり、本実施形態においては、前者が採用されている。

また、接続装置本体も図５に示したものに限定されるわけではなく、例えば、図１０に示すように、接続装置本体８２を、円筒部材の両端部に、塑性加工により外周側に凸、内周側に凹の円環状Ｏリング保持部８４が形成されたものとすることが可能であり、量産による生産コストの低減が可能となる。円環状Ｏリング保持部８４の内周側へ凹の部分をＯリング溝として機能させるのであり、塑性加工のみでは寸法精度が不十分である場合には、内周側へ凹の部分に追加的に機械加工を施すことも可能である。

さらに、互いに分離可能な一対の接続部材を含むものの採用も可能である。その一例を図１１に示す。この例においては、一方の接続部材がユニオンねじ９２，他方の接続部材がユニオンつば９４として機能するように構成され、ユニオンつば９４に相対回転可能に取り付けられたユニオンナット９６がユニオンねじ９２に螺合されることにより、ユニオンねじ９２とユニオンつば９４とが結合されて一体的な接続装置本体９８を構成する。ユニオンねじ９２およびユニオンつば９４の内周面に形成されたＯリング溝と、ユニオンねじ９２の端面に形成されたＯリング溝とには、それぞれＯリング１００，１０２が収容され、液密が保たれている。なお、ユニオンねじ９２およびユニオンナット９６にはそれぞれ、工具係合部としてのスパナ掛け部１０４，１０６が設けられている。

以上、給液ヘッダ４０同士を接続する接続装置を例として説明したが、排液ヘッダ４２同士を接続する接続装置も同様に構成することが可能である。これは不可欠ではないが、本実施形態においては同じとされているため、説明を省略する。
なお、図１においては、集熱装置１０に対する他の構成要素の接続が示されていないが、これは、集熱装置１０が太陽光線のエネルギに基づいて集熱体１８を流れる液体を加熱し、太陽光線のエネルギを液体の熱エネルギとして収集し得るものであればよく、液体がいかなるものであるかを問わないからである。例えば、集熱装置１０により加熱される液体が通常の水で、加熱により得られた湯自体が台所，浴場等に供給され、消費されてもよく、集熱装置１０により加熱される液体が防腐剤，防錆剤，氷点降下剤等の添加剤を含む水その他の液体であって、それ自体が消費されるわけではなく、消費されるべき水との間で熱交換を行ったり、床暖房装置の蓄熱体等、加熱対象物を加熱したりするための熱媒液でもよいのであり、それらのいずれであるかにより、集熱装置１０に接続される構成要素が変わるのである。

また、集熱装置を構成する集熱器も図５のものに限定されるわけではなく、例えば、図１２に示すように、給液ヘッダ４０と排液ヘッダ４２との間に蛇行型の通液管１１０が設けられ、それに集熱板１１２が固着されたものや、図１３に示すように、一体化された給液ヘッダ４０および排液ヘッダ４２に蛇行型の通液管１１０が設けられたもの等、種々の構成のものの採用が可能である。なお、図１３において、符号１１４は、共通の管材を給液ヘッダ４０と排液ヘッダ４２とに仕切る仕切部を表す。

さらに、図１４に示すように、複数の集熱器１２の並び方向を図１の場合とは９０°異ならせることも可能である。この場合には、上流側の集熱器１２の排液ヘッダ４２が下流側の集熱器１２の給液ヘッダ４０に接続装置１２０により接続され、複数の集熱器１２が直列に接続されることになる。接続装置１２０の構成は、Ｃ形のスナップリング１２６が相対移動制限部を構成している以外は、図５に示した接続装置５０と同じである。
図１４の集熱装置においては、排液ヘッダ４２と給液ヘッダ４０とが、集熱器１２の集熱器本体１６から外部へ突出させられた後、９０°曲げられ、その曲げられた突出端部１２２，１２４同士が互いに同軸に対向させられている。このような突出端部１２２，１２４を接続する場合でも、本請求可能発明に係る接続装置１２０は主として接続作業を容易にする上で有効である。

なお、上記のように直列に接続された集熱器１２を図１に示した集熱器１２の代わりに使用することも可能である。直列に接続された集熱器１２の列をさらに並列に接続するのである。逆に、並列に接続した複数の集熱器１２の列を直列に接続することも可能である。一般的に、複数の集熱器１２を一列に並べて接続するのみではなく、複数列に並べ、それらを適宜接続して集熱装置を構成することも可能なのである。

１０：太陽熱集熱装置（集熱装置）１２：太陽熱集熱器(集熱器）１４：支持台１６：集熱器本体１８：集熱体２０：ガラス板２４：側壁（集熱器本体１６の）３０：周辺断熱材３２：底部断熱材３４：内部空間４０：給液ヘッダ４２：排液ヘッダ４４：通液管４６：集熱板５０：接続装置５２，５４：突出端部５６：Ｏリング溝５８：接続装置本体６２：Ｏリング７４：スペーサ７６：円環溝７８：スナップリング８２：接続装置本体８４：Ｏリング保持部９２：ユニオンねじ９４：ユニオンつば９６：ユニオンナット９８：接続装置１００、１０２：Ｏリング１１０：通液管１１２：集熱板１１４：絞り１２０：接続装置１２２，１２４：突出端部１２６：スナップリング

Claims

上方へ開いた開口を有する箱状を成し、その開口が透明板により閉塞された集熱器本体内に、内部を流れる液体を前記透明板を透過した太陽光線のエネルギにより加熱する集熱管が配設されて成る複数の太陽熱集熱器と、
それら複数の太陽熱集熱器のうちの互いに隣合うものの一方の前記集熱管の排液端部と他方の前記集熱管の受液端部とを接続する接続装置と
を含み、前記排液端部と前記受液端部とがそれぞれ前記集熱器本体の外部に突出させられるとともに、それら２つ突出端部が互いに同軸に対向させられ、かつ、前記接続装置が、
前記互いに同軸に対向する２つの突出端部の外周側に嵌合され、それら２つの突出端部の各々に対応する２部分の内周面に一対のＯリング溝が形成された接続装置本体と、
前記一対のＯリング溝の各々に装着された一対のＯリングと、
前記接続装置本体の前記２つの突出端部に対する軸方向の相対移動を許容するとともに、その相対移動を、前記複数の太陽熱集熱器の温度のいかんを問わず前記一対のＯリングが前記２つの突出端部から外れることがない大きさに制限する相対移動制限部と
を含むことを特徴とする太陽熱集熱装置。
前記接続装置本体が、円筒部材の内周面の両端部に、それぞれ内周側へ突出した円環状突部が形成されるとともに、その円環状突部の幅方向の中央部に前記Ｏリング溝が形成された請求項１に記載の太陽熱集熱装置。
前記接続装置本体が、円筒部材の両端部に、塑性加工により外周側に凸、内周側に凹の円環状Ｏリング保持部が形成されたものである請求項１に記載の太陽熱集熱装置。
前記接続装置本体が、各々が前記２つの突出端部の各々に嵌合されるとともに互いに接続されることにより一体的な部材として機能する一対の接続部材を含む請求項１ないし３のいずれかに記載の太陽熱集熱装置。
前記互いに対向する２つの突出端部の前記集熱器本体からの突出長さが互いに等しくされるとともに、前記一対のＯリング溝の各々が前記接続装置本体の両端面から等しい距離の位置に形成され、かつ、前記突出長さと、前記接続装置本体の長さと、前記互いに隣合う２つの太陽熱集熱器の間隔とが、前記接続装置本体の一端面が前記互いに隣合う２つの太陽熱集熱器の外側面の一方に当接した状態で、前記Ｏリングが前記突出端部の外周面から外れない大きさに決定されることにより、前記互いに隣合う２つの太陽熱集熱器の外側面が前記相対移動制限部として機能するようにされた請求項１ないし４のいずれかに記載の太陽熱集熱装置。