JP3664185B2 - Solar heat collector - Google Patents
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- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/44—Heat exchange systems
Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、太陽熱集熱装置、詳しくは、複数個の集熱器の貯水容器を共通の出口側ヘッダー管又は貯湯タンクに分岐管を介して分岐接続してなる太陽熱集熱装置の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図3は従来の太陽熱集熱装置を例示するもので、内部を真空に保持した透明なガラス容器1の内部に、選択吸収膜を外周面に被覆形成した金属製等の貯水容器2を支持具3を介して設置して集熱器4を構成し、各集熱器4の貯水容器2の一端には導出管5が連結され、この導出管5が共通の出口側ヘッダー管6に分岐管7を介して接続され、上記出口側ヘッダー管6内には入口側ヘッダー管8が支持具9を介して略同心状に設置され、上記入口側ヘッダー管8には各集熱器4の貯水容器2内に向けて導出管5内を通して導入管10が分岐連結してある。
【0003】
上記太陽熱集熱装置は、4個の集熱器4で構成した場合を示し、入口側ヘッダー管8から各導入管10を介して各貯水容器2内に水を導入し、導入した水を太陽熱で温めて導出管5から出口側ヘッダー管6を経て台所や風呂等の給湯栓箇所へ分配給湯される。
【0004】
各集熱器4においては、透明なガラス容器1を通して太陽の光が貯水容器2の外周面に当り、この外周面に形成してある選択吸収膜が太陽熱を選択吸収して内部の水を温めるものである。そして、貯水容器2の熱が外部へ逃げることをガラス容器1と貯水容器2との間の真空断熱空間によって防止させている。なお、ガラス容器1は、封止金具11により導出管5の途中一部に封着してある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
従来、上記導出管5は出口側ヘッダー管6の分岐管7に差し込み接続し、この接続部にロウ材を流し込んで気密にロウ付けしていた。
【0006】
上記導出管5及び出口側ヘッダー管6並びに分岐管7は、一般に、ステンレスから形成され、管の表面には不働態皮膜が形成されており、該皮膜を除去し、酸化を防止させるため、フラックスを塗布してロウ付けが行なわれる。そして、ロウ付け後、フラックスを洗浄して除去し、フラックスによる腐食の進行を防止している。
【0007】
このようなロウ付けは、予め、工場等で行なわれた後に太陽熱集熱装置が、設置現場に運び込まれて家屋の屋根上等に設置されるため、使用中に何らかの原因で1本の集熱器が不具合になった場合、ロウ付け設備のない現場でそれだけを取り外し、直ちに交換することが不可能であり、太陽熱集熱装置全体を一旦取り外して工場へ持ち帰り修理するか、又は、太陽熱集熱装置全体を新しいものに交換する必要があった。
【0008】
本発明の目的は、ロウ付け設備のない現場でも、簡単な作業で各集熱器毎の取り替え交換を可能とし、抜脱や漏水の恐れもない接続構造を有する太陽熱集熱装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、内部を真空に保持したガラス容器内に貯水容器を設置してなる集熱器の複数個を備え、各集熱器の貯水容器を共通の出口側ヘッダー管又は貯湯タンクに、導出管及び分岐管を介して分岐接続してなる太陽熱集熱装置において、一端が貯水容器に連結され、他端に差し口及び該差し口付近に抜止め用の係止溝を形成した導出管と、一端が出口側ヘッダー管又は貯湯タンクに連結され、他端にパッキング装着溝を内包する受け口を膨隆形成し、該受け口付近に抜止め用の係止段部を形成した分岐管と、上記分岐管のパッキング装着溝内に装着される環状のパッキングと、上記導出管及び分岐管に跨がって装着され、かつ、上記抜止め用の係止溝及び係止段部に係合する係止突部及び係止段部を有し、管軸方向に沿った平面で2分割され、締結手段により緊締される一対の締付バンドとを具備し、上記導出管の差し口を上記分岐管の受け口に挿入嵌合し、この嵌合隙間を上記環状のパッキングでシールさせ、かつ、上記一対の締付バンドで緊締保持させたものである。
【0010】
【作用】
各集熱器の導出管は、共通の出口側ヘッダー管又は貯湯タンクの分岐管に対して、管軸方向に沿った平面で2分割され、ボルト、ビス、リベット等の締結手段により緊締する構造の締付バンドにより接続してあるため、太陽熱集熱装置の各集熱器の1つが不具合になった場合、当該集熱器の導出管と分岐管とを接続している締付バンドのボルト、ビス、リベット等の締結手段を弛めることにより、締付バンドを外し、導出管を出口側ヘッダー管又は貯湯タンク側の分岐管から抜き取ることができ、ロウ材の除去処理や切除等が不要である。その後、新しい集熱器の導出管を上記出口側ヘッダー管又は貯湯タンク側の分岐管に挿入嵌合し、一対の締付バンドを装着して締結手段により緊締すれば集熱器の交換作業が終了し、使用を再開することができるため、ロウ付け設備がなくても各集熱器毎の現場での交換が可能であり、しかもその交換作業がスパナ等の工具さえあれば出来、非常に簡単である。上記導出管及び分岐管には、抜止め用の係止溝及び係止段部が形成してあり、かつ、これに対応して係合する係止突部及び係止段部が締付バンドに形成してあるため、導出管と分岐管とが使用中に抜け出すことを確実に防止することができる。また、導出管の差し口と分岐管の受け口との嵌合隙間に装着される環状のパッキングとして、漏水方向への水圧により弾性変形してシール圧を増大するリップを設けたパッキングを使用すると、使用中の導出管と分岐管との接続部からの漏水をより確実に防止することができるため好ましい。
【0011】
【実施例】
図1は本発明の要部を示す太陽熱集熱装置の集熱器と共通の出口側ヘッダー管との接続部の拡大横断平面図、図2は図1のA−A線断面図であって、20は集熱器、21は導出管で貯水容器(図示省略)に接続される。22は集熱器20の透明なガラス容器、23は封着金具で導出管21の途中一部外周面にロウ付け或いは溶接等によって一体的、かつ、気密に、しかも、環状に封着接合される。24は各集熱器20に共通の出口側ヘッダー管で、図1は便宜上、集熱器20を1つだけ表しており、出口側ヘッダー管24も一部を表しているに過ぎないが、実際には、集熱器20は給湯容量に応じて必要とされる複数個のものが出口側ヘッダー管24に所定の間隔で分岐接続される。
【0012】
上記出口側ヘッダー管24には、分岐管25が必要個数だけ所定のピッチでロウ付け或いは溶接等によって一体的、かつ、気密に接合されており、この分岐管25の端部には、パッキング装着溝25aを内包する受け口25bが膨隆形成され、該受け口25b付近に抜止め用の係止段部25cが形成されている。パッキング装着溝25aは、受け口25bの内面に断面コ字形のストッパーリング25dをロウ付け或いは溶接等によって一体的に接合することによって形成されており、このパッキング装着溝25aに合成ゴム等の環状のパッキング26が装着されている。
【0013】
上記パッキング26は、管軸方向の一方の面にリップ26a、26aが二股状に形成されており、この二股状のリップ26a、26a間に水圧が作用することにより、弾性変形してシール圧を増大し、漏水を防止させるものである。
【0014】
前記導出管21の端部には先端を縮径テーパー状に形成した差し口21a及び該差し口21a付近に抜止め用の係止溝21bが縮径させて形成してあり、上記差し口21aを前記分岐管25の受け口25b内に挿入嵌合させるものである。図1及び図2において、27、27は一対の締付バンドであって、上記導出管21及び分岐管25に跨がって装着され、かつ、受け口25bを被覆囲繞する環状の膨隆部27a、27aを備え、この膨隆部27a、27aの両側に上記抜止め用の係止溝21b及び係止段部25cに係合する係止突部27c、27c及び係止段部27b、27bを形成し、管軸方向に沿った平面で2分割され、この分割面に沿って接合用フランジ27d、27dを一連に形成し、このフランジ27d、27dの複数箇所(図1は4箇所の場合を示す)をボルト28により緊締する構造としたものである。
【0015】
上記締付バンド27、27の係止段部27b、27bと、分岐管25の受け口25bの係止段部25cとの間には、図1の上半分に示すように、管軸方向の隙間gを形成するよう設計しておき、集熱器20の貯水容器内に水を入れたときの水圧の急激な増大変化等に対して、出口側ヘッダー管24側の分岐管25と導出管21との間で管軸方向に相対的な変位(図1の下半分を参照)を可能とし、これによって、衝撃を吸収させるようにしている。上記締付バンド27、27及びボルト28は、ステンレス材等の錆付き防止機能をもつ材料や防錆処理された材料で構成される。
【0016】
本発明の太陽熱集熱装置は、以上の構成からなり、集熱器20を単独で交換する場合は、ボルト28を弛めて締付バンド27、27を外し、導出管21を集熱器20と共に分岐管25から抜き取る。そして、新しい集熱器20側の導出管21の差し口21aを上記分岐管25の受け口25bに挿入嵌合し、この嵌合隙間を環状のパッキング26でシールさせ、かつ、一対の締付バンド27、27を図1の上半分に示すように装着し、両締付バンド27、27をボルト28で緊締保持させて使用する。
【0017】
なお、本発明は図3に示した従来例と同様に、出口側ヘッダー管24内に入口側ヘッダー管を配設し、この入口側ヘッダー管から導入管を分岐して各集熱器20側へ水道水を導入させ、集熱器20で温めた湯を導出管21から出口側ヘッダー管24を経て必要箇所へ給湯することが可能である。この場合には、出口側ヘッダー管24は集熱器20よりも高位置に設置する。
【0018】
また、ヘッダー管の代わりに貯湯タンクを使用する場合の実施態様として、図1の出口側ヘッダー管24と入口側ヘッダー管を貯湯タンクに置換し、且つ、導入管を取り除いた上で、各集熱器20で集熱した湯をその比重差で貯湯タンクへ上昇させて貯留し、冷水は集熱器20へ流下させ、この比重差を利用した自然循環方式の太陽熱集熱装置にも適用することができ、同様な作用効果を奏する。勿論、ポンプで強制循環させる方式の太陽熱集熱装置にも適用することができ、同様な作用効果を奏することは云うまでもない。
【0019】
【発明の効果】
本発明によれば、各集熱器は、共通の出口側ヘッダー管又は貯湯タンクの分岐管に対して、一対の締付バンドのボルトを緊締弛緩することにより、各集熱器を交換して使用を再開することができるため、交換作業が非常に簡単であり、ロウ付け設備がなくても現場で各集熱器毎に簡単に交換することができる。上記導出管及び分岐管には、抜止め用の係止溝及び係止段部が形成してあり、かつ、これに対応して係合する係止段部及び係止突部が締付バンドに形成してあるため、使用中、導出管と分岐管との抜止めを確実に行なわせることができる。また、導出管の差し口と分岐管の受け口との嵌合隙間に装着される環状のパッキングとして、漏水方向への水圧により弾性変形してシール圧を増大するリップを設けたパッキングを使用すると、使用中の導出管と分岐管との接続部からの漏水をより確実に防止することができるため好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の要部を示す太陽熱集熱装置の集熱器と共通の出口側ヘッダー管との接続部の拡大横断平面図。
【図2】図1のA−A線断面図。
【図3】従来の太陽熱集熱装置の全体の概略を示す横断平面図。
【符号の説明】
20 集熱器
21 導出管
21a 差し口
21b 係止溝
22 ガラス容器
23 封着金具
24 出口側ヘッダー管(または貯湯タンク)
25 分岐管
25a パッキング溝
25b 受け口
25c 係止段部
25d ストッパーリング
26 パッキング
26a リップ
27 締付バンド
27a 膨隆部
27b 係止段部
27c 係止突部
28 ボルト[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a solar heat collector, and more particularly to an improvement of a solar heat collector formed by branching and connecting a water storage container of a plurality of heat collectors to a common outlet side header pipe or hot water storage tank via a branch pipe. It is.
[0002]
[Prior art]
FIG. 3 exemplifies a conventional solar heat collecting apparatus, and supports a
[0003]
The solar heat collecting apparatus shows a case where it is constituted by four heat collectors 4. Water is introduced into each
[0004]
In each heat collector 4, solar light strikes the outer peripheral surface of the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, the lead-out
[0006]
The
[0007]
Such brazing is carried out in advance in a factory or the like, and then the solar heat collector is brought to the installation site and installed on the roof of the house. In the event that the equipment fails, it is impossible to remove it on site without brazing equipment and replace it immediately, and remove the entire solar thermal collector and take it back to the factory for repair or solar thermal collector. The entire device had to be replaced with a new one.
[0008]
An object of the present invention is to provide a solar heat collecting apparatus having a connection structure that enables replacement and replacement for each heat collector by a simple operation even on the site without brazing equipment, and does not cause removal or leakage of water. It is in.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention comprises a plurality of heat collectors in which water storage containers are installed in a glass container whose interior is maintained in a vacuum, and the water storage containers of the respective heat collectors are connected to a common outlet side header. In a solar heat collecting apparatus that is branched and connected to a pipe or hot water storage tank via a lead-out pipe and a branch pipe, one end is connected to the water storage container, and the other end is connected to the outlet and the retaining stopper near the outlet. A lead-out pipe formed with a groove, one end connected to an outlet-side header pipe or a hot water storage tank, and the other end formed a bulging receiving port containing a packing mounting groove, and a locking step portion for retaining is formed near the receiving port A branching pipe, an annular packing that is mounted in the packing mounting groove of the branching pipe, and a fixing groove and a locking step that are mounted across the outlet pipe and the branching pipe, Has a locking projection and a locking step to engage the tube, and is in the tube axis direction And a pair of fastening bands that are tightened by fastening means. The outlet of the outlet pipe is inserted and fitted into the outlet of the branch pipe, and the fitting gap is formed into the annular gap. Sealed by packing and tightly held by the pair of tightening bands.
[0010]
[Action]
The outlet pipe of each heat collector is divided into two planes along the pipe axis direction with respect to the common outlet header pipe or branch pipe of the hot water storage tank, and is tightened by fastening means such as bolts, screws, rivets, etc. If one of the solar collectors of the solar heat collector becomes defective, the bolt of the fastening band connecting the outlet pipe and the branch pipe of the collector By loosening the fastening means such as screws and rivets, the fastening band can be removed and the outlet pipe can be removed from the outlet side header pipe or the hot water tank side branch pipe, eliminating the need for brazing material removal processing or excision. is there. After that, the new heat collector lead-out pipe is inserted and fitted into the outlet header pipe or the hot water storage tank side branch pipe, and a pair of tightening bands are attached and tightened by fastening means to replace the heat collector. It can be used and can be used again, so even if there is no brazing equipment, it is possible to replace each collector in the field, and the replacement work can be done only with a tool such as a spanner. Simple. The lead-out pipe and the branch pipe are formed with a locking groove and a locking step for retaining, and a locking projection and a locking step that are engaged with the locking groove and the locking step are a fastening band. Therefore, it is possible to reliably prevent the outlet pipe and the branch pipe from coming out during use. Further, as an annular packing attached to the fitting gap between the outlet of the outlet pipe and the outlet of the branch pipe, a packing provided with a lip that is elastically deformed by the water pressure in the direction of water leakage to increase the seal pressure is used. It is preferable because water leakage from the connecting portion between the outlet pipe and the branch pipe in use can be more reliably prevented.
[0011]
【Example】
FIG. 1 is an enlarged cross-sectional plan view of a connecting portion between a collector of a solar heat collecting apparatus and a common outlet-side header pipe showing a main part of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG. , 20 is a heat collector, and 21 is a lead-out pipe connected to a water storage container (not shown). 22 is a transparent glass container of the
[0012]
A plurality of
[0013]
The
[0014]
At the end of the lead-out
[0015]
As shown in the upper half of FIG. 1, there is a gap in the tube axis direction between the locking step portions 27b and 27b of the tightening
[0016]
The solar heat collector of the present invention has the above-described configuration. When the
[0017]
In the present invention, similarly to the conventional example shown in FIG. 3, an inlet-side header pipe is disposed in the outlet-
[0018]
Further, as an embodiment in the case where a hot water storage tank is used instead of the header pipe, the outlet
[0019]
【The invention's effect】
According to the present invention, each collector can exchange each collector by tightening and loosening bolts of a pair of fastening bands with respect to a common outlet header pipe or branch pipe of a hot water storage tank. Since the use can be resumed, the replacement work is very simple, and even if there is no brazing equipment, it is possible to easily replace each heat collector in the field. The lead-out pipe and the branch pipe are formed with a locking groove and a locking step for retaining, and a locking step and a locking projection that are engaged with the locking groove and the locking protrusion are the fastening bands. Therefore, the outlet pipe and the branch pipe can be reliably prevented from being used during use. Further, as an annular packing attached to the fitting gap between the outlet of the outlet pipe and the outlet of the branch pipe, a packing provided with a lip that is elastically deformed by the water pressure in the direction of water leakage to increase the seal pressure is used. It is preferable because water leakage from the connecting portion between the outlet pipe and the branch pipe in use can be more reliably prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an enlarged cross-sectional plan view of a connecting portion between a collector of a solar heat collecting apparatus and a common outlet side header pipe showing the main part of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional plan view schematically showing the whole of a conventional solar heat collecting apparatus.
[Explanation of symbols]
20
25 Branch pipe
Claims (1)
一端が貯水容器に連結され、他端に差し口及び該差し口付近に抜止め用の係止溝を形成した導出管と、
一端が出口側ヘッダー管又は貯湯タンクに連結され、他端にパッキング装着溝を内包する受け口を膨隆形成し、該受け口付近に抜止め用の係止段部を形成した分岐管と、
上記分岐管のパッキング装着溝内に装着される環状のパッキングと、
上記導出管及び分岐管に跨がって装着され、かつ、上記抜止め用の係止溝及び係止段部に係合する係止突部及び係止段部を有し、管軸方向に沿った平面で2分割され、締結手段により緊締される一対の締付バンドとを具備し、
上記導出管の差し口を上記分岐管の受け口に挿入嵌合し、この嵌合隙間を上記環状のパッキングでシールさせ、かつ、上記一対の締付バンドで緊締保持させたことを特徴とする太陽熱集熱装置。It is equipped with a plurality of heat collectors in which water storage containers are installed in a glass container whose interior is kept in a vacuum, and the water storage containers of each heat collector are connected to a common outlet-side header pipe or hot water storage tank, outlet pipe and branch pipe In a solar heat collecting device that is branched and connected via
One end is connected to the water storage container, and the other end is formed with an outlet and a retaining groove for retaining in the vicinity of the outlet, and
One end is connected to the outlet-side header pipe or hot water storage tank, and the other end is formed with a receiving port that encloses the packing mounting groove, and a branch pipe formed with a locking step portion for retaining in the vicinity of the receiving port;
An annular packing mounted in the packing mounting groove of the branch pipe;
It has a locking projection and a locking step that are mounted across the lead-out pipe and the branch pipe, and that engages with the locking groove and the locking step for the retaining. A pair of fastening bands which are divided into two along the plane along which they are fastened by fastening means;
The solar heat characterized in that the outlet of the outlet pipe is inserted and fitted into the outlet of the branch pipe, the fitting gap is sealed with the annular packing, and tightened and held with the pair of fastening bands. Heat collector.
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