JP3174465U - ヒートパイプ式太陽光集熱装置及びその密封構造 - Google Patents

Abstract

【課題】差込スリーブ及び貫通孔の間の密封性を保ち、熱交換管体内部の水が外へ漏れるのを防止するヒートパイプ式太陽光集熱装置及びその密封構造を提供する。
【解決手段】ヒートパイプ式太陽光集熱装置は、熱交換管体、密封構造３０及びヒートパイプを含み、密封構造は差込スリーブ３１及び密封リング３２を含み、差込スリーブはヒートパイプを差し込む管柱を含む。密封リングは、リングカバー及びリング片を含み、リング片は管柱の圧迫を受けて熱交換管体を押さえ、ヒートパイプの一端は密封構造によって熱交換管体内に設置される。
【選択図】図８

Description

本考案は、太陽光集熱装置に関するもので、特にヒートパイプ式太陽光集熱装置及びその密封構造に係わる。

現在の太陽放射熱エネルギーの応用に於いて、太陽エネルギー集熱装置が商業化し、且つ経済効果を得られる製品となっている。太陽放射熱エネルギーの転換効率を向上するため、優良な熱伝導導能力を備えたヒートパイプを太陽エネルギー集熱装置内に応用することで、熱量を伝導する部品として良好な効果を得ている。

図１及び図２に示すのは、公知のヒートパイプ式太陽エネルギー集熱装置の使用指示図及び断面図である。図１に示すとおり、ヒートパイプ式太陽エネルギー集熱装置の密封構造１ａは、熱交換管体１０ａ、該熱交換管体１０ａ内に挿設する複数の分管２０ａ、及び該複数の分管２０ａ内に差し込む複数のヒートパイプ３０ａを含む。該ヒートパイプ式太陽エネルギー集熱装置の密封構造１ａを使用する時、冷水が熱交換管体１０ａの一端から流入した後、該複数のヒートパイプ３０ａを流れ、該複数のヒートパイプ３０ａの熱を奪って流れ、熱交換管体１０ａの別一端から流出する。

ヒートパイプ式太陽エネルギー集熱装置１ａを組み立てる時、先ず該熱交換管体１０ａに複数の貫通孔１１ａを穿設し、続いて該複数の分管２０ａを該複数の貫通孔１１ａ内に溶接し、最後に該複数の分管２０ａ内壁に導熱媒質４０ａを塗布する。それらによって、該複数のヒートパイプ３０ａが該貫通孔１１ａ内にしっかりと挿設される。

上述のヒートパイプ式太陽エネルギー集熱装置１ａの組立方式は、煩雑で時間がかかるだけでなく、溶接箇所から漏水の可能性がある。この他、該複数のヒートパイプ３０ａが熱交換を行う時、熱交換管体１０ａ内の水が直接接触しないため、該複数の分管２０ａが熱交換管体１０ａ内に間接的に伝導し、熱伝導率が大幅に劣ってしまう。

解決しようとする問題点は、煩雑で時間がかかるだけでなく、溶接箇所から漏水の可能性がある点である。
上述の欠点を改善するために、本考案を提出する必要がある。

本考案は、熱交換管体、密封構造及びヒートパイプを含み、密封構造は差込スリーブ及び密封リングを含み、差込スリーブはヒートパイプを差し込む管柱を含む。密封リングは、リングカバー及びリング片を含み、リング片は管柱の圧迫を受けて熱交換管体を押さえ、ヒートパイプの一端は密封構造によって熱交換管体内に設置されることを最も主要な特徴とする。

本考案のヒートパイプ式太陽光集熱装置及びその密封構造は、差込スリーブ及び貫通孔の間の密封性を保ち、熱交換管体内部の水が外へ漏れるのを防止するという利点がある。

公知のヒートパイプ式太陽エネルギー集熱装置の使用指示図である。 公知のヒートパイプ式太陽エネルギー集熱装置の断面図である。 本考案のヒートパイプ式太陽エネルギー集熱装置の使用指示図である。 本考案の密封構造とヒートパイプの立体分解図である。 本考案の密封構造とヒートパイプの組立指示図である。 本考案の熱交換管体とヒートパイプの立体組立指示図である。 本考案の熱交換管体とヒートパイプの断面図である。 本考案のヒートパイプ式太陽エネルギー集熱装置の組立断面図である。 本考案の密封構造とヒートパイプ第二実施例の組立指示図である。 本考案の密封構造とヒートパイプ第二実施例の組立断面図である。

熱交換管体とヒートパイプ結合時の密封性を保ち、熱交換效果を向上させるヒートパイプ式太陽エネルギー集熱装置の密封構造を提供することを本考案の目的とする。

上述の目的を達成するため、本考案のヒートパイプ式太陽エネルギー集熱装置は、熱交換管体、差込スリーブ、密封リング、及び少なくとも一ヒートパイプを含む。熱交換管体は納置空間を備え、且つ熱交換管体の一側面にはその管壁を貫通しないネジ孔及び納置空間に連通する少なくとも一貫通孔を設置する。差込スリーブは穿孔を穿設した管柱を含み、穿孔内にはヒートパイプを挿設し、管柱の外縁面には複数のネジ紋を備えてネジ孔内で螺合する。密封リングは、ヒートパイプ上に嵌合したリングカバー及びリングカバーの外縁から外に向けて伸びたリング片を含み、リング片は管柱を圧迫して貫通孔を押さえ、ヒートパイプの一端は差込スリーブ及び密封リングを差し込み、熱交換管体内に納置する。

上述の目的を達成するため、本考案のヒートパイプ式太陽エネルギー集熱装置の密封構造は、熱交換管体及びヒートパイプを結合するのに用い、熱交換管体の一側面には管壁を貫通しないネジ孔及びネジ孔内の貫通孔を設置する。密封構造は、差込スリーブ及び密封リングを含み、差込スリーブは穿孔を穿設した管柱を含み、穿孔内はヒートパイプを挿設する。管柱の外縁面は複数のネジ紋を備え、ネジ孔内で螺合する。密封リングはヒートパイプ上に嵌合するリングカバー及びリングカバーの外縁から外向きに伸びるリング片を含み、リングカバーは穿孔内で塞ぎ、リング片は管柱の圧迫を受けて貫通孔を押さえる。そのうち、ヒートパイプの一端は差込スリーブ及び密封リングに挿設し、熱交換管体内に納置する。

密封構造にＯ型リングを備えることで、差込スリーブは密封リングのリング片及びＯ型リングを圧迫し差込スリーブ及び貫通孔の間の密封性を保ち、熱交換管体内部の水が外へ漏れるのを防止するヒートパイプ式太陽エネルギー集熱装置の密封構造を提供することを本考案の別の目的とする。

公知と比較して、本考案の集熱装置は、密封構造によってヒートパイプを熱交換管体内にしっかりと結合し、両者間の密封性を維持する。更に、差込スリーブの設置によって、ヒートパイプを熱交換管体に結合する結合方式を簡素化する。その他、密封構造は密封リングを含み、密封效果を高めることに拠って、密封性を確保し漏れを有効に防止する。更に公知のヒートパイプが間接伝導によって伝熱することと比較すると、本考案のヒートパイプは、熱交換管体内の水に直接接触するため、熱伝導効率が高くなり且つ集熱効果も向上し、更に本考案の実用性を高める。

本考案の詳細な説明及び技術内容を図式と共に以下に説明するが、図式は参考と説明に用いるためだけであって、本考案を制限するものではない。

図３は、本考案のヒートパイプ式太陽エネルギー集熱装置の使用指示図である。本考案のヒートパイプ式太陽エネルギー集熱装置１（以下集熱装置と略称する）は、集熱フレーム１０、熱交換管体２０、密封構造３０、少なくとも一ヒートパイプ４０、及び少なくとも一集熱板５０を含む。

本実施例に於いて、該集熱フレーム１０は三角型のフレーム体であるが、本考案を制限するものではない。該熱交換管体２０及び該ヒートパイプ４０は、該集熱フレーム１０上に固定し、且つ該熱交換管体２０は該集熱フレーム１０の高所に設置し、該ヒートパイプ４０は該集熱板５０上に嵌合する。

図４から図７に示すのは、それぞれ本考案の密封構造とヒートパイプの立体分解図、組立指示図、熱交換管体とヒートパイプの立体組立指示図とその断面図である。本考案の密封構造は熱交換管体２０及びヒートパイプ４０を結合するのに用いる。

該熱交換管体２０は、納置空間２００を備え、且つ該熱交換管体２０の一側面にはその管壁を貫通しないネジ孔２１及び該納置空間２００に連通する少なくとも一貫通孔２２を設置し、該貫通孔２２の口径は、該ヒートパイプ４０の管径よりもやや大きい。

該密封構造３０は、差込スリーブ３１、密封リング３２及びＯ型リング３３を含む。該差込スリーブ３１は穿孔３１０を穿設した管柱３１１及び該管柱３１１に連接した回転ノブ３１２を含み、該穿孔３１０は該管柱３１１及び該回転ノブ３１２の中央に設置し、該管柱３１１及び該回転ノブ３１２を貫通する。更に該穿孔３１０の口径は、該ヒートパイプ４０の管径よりもやや大きい。該穿孔３１０内に該ヒートパイプ４０を挿設し、該管柱３１１の外縁面には複数のネジ紋３１１１を備え、該差込スリーブ３１（管柱３１１）は該複数のネジ紋３１１１によって該熱交換管体２０のネジ孔２１内に螺合される。実際に実施する時、該ネジ孔２１は内ネジ紋を設置してもよく、その場合、該複数のネジ紋３１１１は外ネジ紋で対応する。

該密封リング３２は、該ヒートパイプ４０上に嵌合するリングカバー３２１及び該リングカバー３２１の外縁から外向きに伸びたリング片３２２を含む。本実施例では、該リングカバー３２１が該差込スリーブ３１の穿孔３１０を塞ぐ。即ち、該リングカバー３２１は該管柱３１１の内壁面及び該ヒートパイプ４０の外壁面の間に位置し、且つ該リング片３２２が該管柱３１１の圧迫を受けて該貫通孔２２を押さえ、該リング片３２２が完全に該貫通孔２２を塞ぐ。実際に実施する場合、該密封リング３２は、はんだ付けもしくは溶接等結合方式で該ヒートパイプ４０上に固定して該リングカバー３２１とヒートパイプ４０の間隙を封鎖しても良い。

該Ｏ型リング３３は、該ヒートパイプ４０上に嵌合し、該Ｏ型リング３３は該密封リング３２の外側に設置し、且つ該熱交換管体２０の貫通孔２２及び該密封リング３２のリング片３２２の間に挟持する。拠って該リング片３２２は該Ｏ型リング３３上を押さえるため、該差込スリーブ３１及び該貫通孔２２の間の密封性を保つ。

図６及び図７に示すとおり、該ヒートパイプ４０の一端は、該密封構造３０（該差込スリーブ３１、該密封リング３２及び該）に挿設し、該熱交換管体２０の納置空間２００内に納置する。

組立の前に、密封リング３２はすでにヒートパイプ４０上に溶接しておく。組立時、該差込スリーブ３１及び該Ｏ型リング３３を該ヒートパイプ４０上に嵌合し、該回転ノブ３１２を回転し、該密封構造３０を備えたヒートパイプ４０を該ネジ孔２１に螺設し、該貫通孔２２に通す。該ヒートパイプ４０は、該密封構造３０によって而緊密地結合在該熱交換管体２０上にしっかりと結合され、両者の間の密封性を維持する。

図８に示すのは、本考案の集熱装置の組立断面図である。待ヒートパイプ４０を該差込スリーブ３１によって該熱交換管体２０に回転結合した後、該差込スリーブ３１の管柱３１１が該リング片３２２及び該Ｏ型リング３３を押圧し、該差込スリーブ３１及び該貫通孔２２の間の密封性を保持することよって該熱交換管体２０内部の水が外へ流れるのを防止する。また、本実施例において、該ヒートパイプ４０は本体４１及び該本体４１内に設置した工作流体４２を含む。図３に示すとおり、該熱交換管体２０は相対して設置した出水口２０１及び入水口２０２を備え、冷水は該入水口２０２から該熱交換管体２０内部へ流入し、該ヒートパイプ４０を経ることで、該ヒートパイプ４０を通過した水が該ヒートパイプ４０の熱を取り除き、該出水口２０１から流出する。これらに拠って、該ヒートパイプ４０は工作流体４２の相対変化に拠って、熱交換を行い、該集熱装置１の集熱效果を達成する。

図９及び図１０に示すのは、本考案の密封構造とヒートパイプの第二実施例である。本実施例と第一実施例が異なる箇所として、該密封リング３２の設置方向であり、同様に該密封リング３２は該ヒートパイプ４０上に嵌合したリングカバー３２１及び該リングカバー３２１の外縁から外へ伸びたリング片３２２を含む。本実施例において、該リングカバー３２１は反対方向に設置する。即ち、該Ｏ型リング３３の内径は該ヒートパイプ４０の管径よりもやや大きく、該リングカバー３２１は該Ｏ型リング３３の内側に塞いで設置し、該リング片３２２は該管柱３１１の端面を押さえる。

以上は、本考案の良好な実施例に過ぎず、本考案の請求範囲を制限するものではない。その他、本考案の特許精神に基づく同効果の変化については、すべて本考案の請求範囲とする。

１ａ 集熱装置
１０ａ 熱交換管体
１１ａ 穿孔
２０ａ 分管
３０ａ ヒートパイプ
４０ａ 導熱媒質
１ 集熱装置
１０ 集熱フレーム
２０ 熱交換管体
２００ 納置空間
２０１ 出水口
２０２ 入水口
２１ ネジ孔
２２ 貫通孔
３０ 密封構造
３１ 差込スリーブ
３１０ 穿孔
３１１ 管柱
３１１１ ネジ紋
３１２ 回転ノブ
３２ 密封リング
３２１ リングカバー
３２２ リング片
３３ Ｏ型リング
４０ ヒートパイプ
４１ 本体
４２ 工作流体

Claims (18)

1. 熱交換管体及びヒートパイプを結合する際に用いられ、該熱交換管体の一側面に、その管壁を貫通しないネジ孔と該ネジ孔内の貫通孔を有するヒートパイプ式太陽光集熱装置の密封構造において、密封構造は、
   穿孔を設けた管柱を有し、該穿孔内には前記ヒートパイプを挿設し、該管柱の外縁面には複数のネジを備え、前記ネジ孔内で螺合する差込スリーブと、
   該ヒートパイプ上のリングカバー及び該リングカバーの外縁から外向きに伸びたリング片を有し、該リング片が該管柱の圧迫を受けて該貫通孔を押さえる密封リングと、を含み、
   該ヒートパイプの一端は該差込スリーブ及び該密封リングに差し込み、該熱交換管体内に納置することを特徴とするヒートパイプ式太陽光集熱装置の密封構造。
2. 前記ヒートパイプ式太陽エネルギー集熱装置の密封構造は、更にＯ型リングを含み、該Ｏ型リングは該貫通孔及び該リング片の間に挟持することを特徴とする請求項１記載のヒートパイプ式太陽光集熱装置の密封構造。
3. 前記リングカバーは、該穿孔内で塞ぎ、該管柱の内壁面及び該ヒートパイプの外壁面の間に位置し、該リング片は該Ｏ型リング上で押さえることを特徴とする請求項２記載のヒートパイプ式太陽光集熱装置の密封構造。
4. 前記Ｏ型リングの内径は、該ヒートパイプの管径よりやや大きく、該リングカバーは該Ｏ型リングの内側を塞ぎ、該リング片は該管柱の端面上で押さえることを特徴とする請求項２記載のヒートパイプ式太陽光集熱装置の密封構造。
5. 前記差込スリーブは、更に該管柱に連接する回転ノブを含み、該穿孔は該管柱及び該回転ノブを挿設することを特徴とする請求項１記載のヒートパイプ式太陽光集熱装置の密封構造。
6. 前記穿孔の口径は、該ヒートパイプの管径よりやや大きいことを特徴とする請求項１記載のヒートパイプ式太陽光集熱装置の密封構造。
7. 前記穿孔は、該管柱及び該回転ノブの中央に設置することを特徴とする請求項６記載のヒートパイプ式太陽光集熱装置の密封構造。
8. 前記密封リングは、はんだ付けもしくは溶接で該ヒートパイプ上に固定することを特徴とする請求項１記載のヒートパイプ式太陽光集熱装置の密封構造。
9. 納置空間を備え、且つ一側面には、その管壁を貫通しないネジ孔、及び該納置空間を連通する少なくとも一貫通孔を設置する熱交換体を含むヒートパイプ式太陽エネルギー集熱装置において、
   穿孔を設置した管柱を含み、該穿孔内は該ヒートパイプを挿設し、該管柱の外縁面は複数のネジを備え、該ネジ孔内で螺合する差込スリーブと、
   該ヒートパイプ上に嵌合するリングカバー及び該リングカバーの外縁から外向きに伸びたリング片を含み、該リング片は該管柱の圧迫を受けて該貫通孔を押さえる密封リングと、
   一端に該差込スリーブ及び該密封リングを挿設し、該熱交換管体内に納置する少なくとも一ヒートパイプを含むことを特徴とするヒートパイプ式太陽光集熱装置。
10. 前記ヒートパイプ式太陽エネルギー集熱装置は、更に集熱フレームを含み、該熱交換管体及び該ヒートパイプは該集熱フレーム上に固定することを特徴とする請求項９記載のヒートパイプ式太陽光集熱装置。
11. 前記ヒートパイプ式太陽エネルギー集熱装置は、更に少なくとも一集熱板を含み、該ヒートパイプは該集熱板上に嵌合固定することを特徴とする請求項９記載のヒートパイプ式太陽光集熱装置。
12. 前記ヒートパイプ式太陽エネルギー集熱装置は、更にＯ型リングを含み、該Ｏ型リングは、該貫通孔及び該リング片の間で挟持することを特徴とする請求項９記載のヒートパイプ式太陽光集熱装置。
13. 前記リングカバーは、該穿孔内で塞ぎ、該管柱の内壁面及び該ヒートパイプの外壁面の間に位置し、該リング片は該Ｏ型リング上で押さえることを特徴とする請求項１２記載のヒートパイプ式太陽光集熱装置。
14. 前記Ｏ型リングの内径は、該ヒートパイプの管径より大きく、該リングカバーは該Ｏ型リングの内側で塞ぎ、該リング片は該管柱の端面上で押さえることを特徴とする請求項１２記載のヒートパイプ式太陽光集熱装置。
15. 前記差込スリーブは、更に該管柱に連接する回転ノブを含み、該穿孔は該管柱及び該回転ノブに挿設することを特徴とする請求項９記載のヒートパイプ式太陽光集熱装置及びその密封構造。
16. 前記貫通孔の口径は、該ヒートパイプの管径よりやや大きいことを特徴とする請求項９記載のヒートパイプ式太陽光集熱装置。
17. 前記穿孔の口径は、該ヒートパイプの管径よりもやや大きいことを特徴とする請求項９記載のヒートパイプ式太陽光集熱装置。
18. 前記密封リングは、はんだ付けもしくは溶接で該ヒートパイプ上に固定することを特徴とする請求項９記載のヒートパイプ式太陽光集熱装置。

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