JP6058896B2 - 太陽熱温水器の集熱器 - Google Patents
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Description
ここで、太陽熱温水器の集熱器には、一般的に管状集熱器やプレート式集熱器が使用される。プレート式集熱器は、管状集熱器に比べ構造を簡素にでき、軽量化が可能である利点を有する。
図8に示すように、集熱器ケース513に収容された集熱板501は、四隅に取付けられた出入口管505が集熱器ケース513の側面開口514を貫通して外方へ導出される。従来、この出入口管505を集熱板501に接続するには、プレート503の貼り合わせによって形成されたプレート縁部507の流路開口部509に出入口管505を挿入し、これらを溶接或いはロー付けによって接合していた。
また、出入口管505は、それぞれ集熱器ケース513の側面から導出されているが、集熱器519を横方向に複数並べると、隣接する出入口管505同士を管継手などで接続するための取付隙間を集熱器519同士の間に確保しなければならず、並設長が大きくなるという問題があった。
一方、集熱板501を収容した集熱器ケース513の下面側から出入口管505を導出することも考えられる。ところが、集熱器519の下面から出入口管505が突出していると、運搬時や保管時に集熱器519を直接積み重ねることができず、積載するためのスペーサ部材が必要になったり、集熱器ケース513の底面側に熱媒循環管路を取り回さなければならず、屋根への取付高さが高くなったりするという問題がある。
(1) 二枚のプレートを接合して熱媒の流路が形成される集熱板と、底板と平行に前記集熱板が収容される四角形状の集熱器ケースと、前記集熱器ケースの少なくとも対角方向一対の隅部における前記底板が上方に凹まされて側方が開放した凹部と、一端開口部が前記流路に連通して下側の前記プレートに接続され、他端開口部が前記凹部の底板を貫通して前記凹部に導出される出入口管と、を備え、
前記出入口管が前記凹部の底板を貫通して垂下する直線短管状に形成され、
前記出入口管の他端開口部が前記凹部に収容されるL字管の垂直管部に接続され、
前記L字管は、前記垂直管部に直交して接続される水平管部の基端側が上下に潰れた扁平管で形成されるとともに、前記水平管部の先端側が前記扁平管に対し前記凹部の底板側に偏芯した円管で形成されており、
前記L字管の底が、前記集熱器ケースの底板における前記凹部が形成されていない部分よりも下方へ突出しないことを特徴とする太陽熱温水器の集熱器。
また、出入口管の一端開口部は、集熱板の下側のプレートに対して垂直方向に溶接或いはロー付けによって接合して、熱媒の流路に接続することができる。これにより、下側のプレートに開口した円形のロー付け開口部に、出入口管の円形の一端開口部を挿入した単純な構造での容易な溶接或いはロー付け作業が可能となる。
図1に示すように、本発明の第1実施形態に係る太陽熱温水器11は、熱媒を強制循環させて熱交換する強制循環・熱交換式として構成される。太陽熱温水器11は、集熱器13と、貯湯槽15と、熱媒循環管路系17と、に大別される。集熱器13は、集熱器ケース19内に、集熱板21を収容する。図3に示すように、集熱板21は、二枚のプレート23を接合して熱媒の流路25が形成される所謂プレート式集熱器の一種である。
図2に示すように、この集熱器ケース19の4つの隅部27には、それぞれ凹部67が形成される。本第1実施形態の凹部67は、各隅部27における底板65が上方に凹まされて交差する2つの側方が開放部103として開放している。即ち、この凹部67は、集熱器13が屋根に設置されることで、屋根面との間に屋根間空隙69(図3参照)を形成することになる。
水平管部91の先端側は、扁平管93に対し凹部67の底板71側に偏芯した円管95で形成されている。図3に示すように、扁平管93の底は、集熱器ケース19の底板65よりも若干内側(図中、上側)の位置に配置される。円管95は、この扁平管93の底よりも底が内側方に位置するようにクランク状に屈曲して偏芯している。即ち、扁平管93と円管95との間は、断面形状が楕円形から円形に段差なく変形する屈曲つなぎ部94とされている。そこで、L字管61は、屋根に干渉することなく、屋根間空隙69に収容されるようになっている。
ここで、円管95の先端は、集熱器ケース19の側方からは突出していない。円管95の先端には管用ネジ97の形成された配管継手99がロー付けされ、この配管継手99が集熱器ケース19の側方から若干突出する。なお、円管95の先端にロー付けされる配管継手は、接続される相手配管やホース等の種類に応じて、種々の配管継手を選択することができる。
本実施形態の太陽熱温水器11において、集熱器13に日射が当たると、集熱器13の熱媒が加熱される。同時に太陽電池53にも日射が当たることにより、太陽電池53は集熱ポンプ51に給電を行う。これにより、集熱ポンプ51は回転し、熱媒を強制的に接続往管43、集熱器13、接続還管47、熱交換器35、シスターン49、集熱ポンプ51へと循環させる。その結果、貯湯槽15に貯留された水に熱交換器35を介して熱が与えられることになる。
また、出入口管29の出入口管上端76は、集熱板21の下側のプレート23に対して垂直方向に溶接或いはロー付けによって接合して、熱媒の流路25に接続することができる。これにより、下側のプレート23に開口した円形の溶接或いはロー付け開口部101(図3参照)に、出入口管29の円形の出入口管上端76を挿入した単純な構造での容易な溶接或いはロー付け作業が可能となる。
図6に示すように、本第2実施形態に係る集熱器107は、集熱器ケース109内に、集熱板21(図示せず)を収容する。二台の集熱器107は、例えば、連結して屋根面に併設され、軒下等の別のスペースに設置された図示しない貯湯槽と接続往管43及び接続還管47を介して接続される。
図6に示した右側の集熱器107の右上のL字管61と、左側の集熱器107の左下のL字管61とは、配管継手99に装着したキャップ98によって閉塞されている。右側の集熱器107の右下のL字管61は、配管継手99を介して接続往管43に接続されている。右側の集熱器107の左上下のL字管61と、左側の集熱器107の右上下のL字管61とは、連結ホース96によって接続されている。左側の集熱器107の左上のL字管61は、配管継手99を介して接続還管47に接続されている。
ここで、接続還管47は、上辺部113に沿って形成された凹部105内に配索され、右側の集熱器107の右上で合流する接続往管43と共に図示しない熱交換器に接続される。
13…集熱器
19…集熱器ケース
21…集熱板
23…プレート
25…流路
27…隅部
29…出入口管
61…L字管
65…底板
67…凹部
71…底板
76…出入口管上端(一端開口部)
77…出入口管下端(他端開口部)
81…垂直管部
91…水平管部
93…扁平管
95…円管
Claims (2)
- 二枚のプレートを接合して熱媒の流路が形成される集熱板と、
底板を有してこの底板と平行に前記集熱板が収容される四角形状の集熱器ケースと、
前記集熱器ケースの少なくとも対角方向一対の隅部における前記底板が上方に凹まされて側方が開放した凹部と、
一端開口部が前記流路に連通して下側の前記プレートに接続され、他端開口部が前記凹部の底板を貫通して前記凹部に導出される出入口管と、
を備え、
前記出入口管が前記凹部の底板を貫通して垂下する直線短管状に形成され、
前記出入口管の他端開口部が前記凹部に収容されるL字管の垂直管部に接続され、
前記L字管は、前記垂直管部に直交して接続される水平管部の基端側が上下に潰れた扁平管で形成されるとともに、前記水平管部の先端側が前記扁平管に対し前記凹部の底板側に偏芯した円管で形成されており、
前記L字管の底が、前記集熱器ケースの底板における前記凹部が形成されていない部分よりも下方へ突出しないことを特徴とする太陽熱温水器の集熱器。 - 前記凹部が、前記集熱器ケースの下辺部及び上辺部に沿って形成されることを特徴とする請求項1に記載の太陽熱温水器の集熱器。
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