JP6118186B2 - 太陽熱利用システムの集熱器 - Google Patents
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Description
ここで、太陽熱利用システムの集熱器501は、図5(a)に示すように、一般的に、家屋の屋根の上にチャンネル材503を設置し、集熱器側面505に設けた取付プレート507がボルト509でチャンネル材503に締結されることによって固定される。
また、構造上、出入口管513が集熱器側面505にあるため、集熱器501を併設した場合、集熱器間に配管を施工するスペースが必要となる。このため、集熱器501同士を密着させることができず、意匠性に問題があった。
クイックファスナー方式による接続構造は、Oリング525の使用により工具が不要で、出入口管527への継手管529の接続が容易となる。ところが、組付け構造上、集熱器底面521と屋根面間のスペースが必要となる。このため、太陽光パネルの併設時には集熱器501と上面位置が合わず、やはり意匠性に問題が生じる。
また、クイックファスナー523の取り付け作業時には、目視での確認が必要となる。このため、集熱器底面521を覗き込む確認作業が必要となり、安定性に欠ける作業姿勢が強いられるという問題があった。また、ボルト・ナット等の確実な締結部材を使用しないため、設置後のクイックファスナー脱落に伴う漏れ発生の可能性もあった。更に、クイックファスナー523を取り付けるため、出入口管527と継手管529の両方にフランジ部531を設ける必要があり、出入口管527及び継手管529の製造コストも高くなるという問題点があった。
(1) 熱媒の流路が形成された集熱板と、前記集熱板が収容される集熱器ケースと、一端開口部が前記流路に連通して前記集熱板に接続されるとともに前記集熱器ケースの底面を貫通して導出される他端開口部が内周面に円筒状シール面を有する出入口管と、前記出入口管の他端開口部に挿入される挿入側端部が、前記円筒状シール面に密着するOリングを有する嵌合シール部と外周面に突設されたフランジ部とを有する継手管と、U字状切欠が形成された先端部と前記出入口管の他端開口部との間で前記フランジ部を挟持する底面側挟持片と、前記底面側挟持片の後端部に垂設されて前記集熱器ケースの側面に固定される側面側固定片とを有する固定金具と、を備えることを特徴とする太陽熱利用システムの集熱器。
そして、出入口管に接続された継手管が先端部のU字状切欠に挿入されるようにして、固定金具の底面側挟持片が集熱器ケースの底面に沿って平行に挿入される。底面側挟持片のU字状切欠に継手管が挿入された状態で、固定金具の側面側固定片が集熱器ケースの側面に固定されると、底面側挟持片の先端部が出入口管の他端開口部との間でフランジ部を挟持する。そこで、固定金具の底面側挟持片により他端開口部との間でフランジ部が挟持された継手管は、出入口管に対して離脱不能とされて接続が完了する。継手管の挿入側端部は、Oリングのシールにより、任意の方向に回転が可能となる。これにより、例えばL字(エルボ)管状の継手管の場合、他端部が接続ホースの配索方向に応じて360°任意の導出方向へ容易に変更自在となる。
そこで、上記接続構造では、従来のねじ込み方式による接続構造のように施工技量により漏れの発生が左右されることがない。
また、集熱器ケースの側面に出入口管がないため、複数の集熱器を密着して併設することができる。
また、先端部のU字状切欠に継手管が挿入されるように、固定金具の底面側挟持片を集熱器ケースの底面に沿って平行に挿入する際には、手探りでもU字状切欠と継手管との嵌合状況が確認可能となり、底面側挟持片の先端部と他端開口部との間でフランジ部を確実に挟持することができる。
また、固定金具の底面側挟持片は、クイックファスナーよりも薄い形状のため、集熱器ケースの底面に対する継手管の高さをより低<抑えることができる。これにより、集熱器と屋根面の距離を低くして、太陽光パネルと上面位置を揃えることが可能となる。
前記ボルトにナットが螺合されることによって前記側面側固定片が前記集熱器ケースの側面に締結固定されることを特徴とする太陽熱利用システムの集熱器。
そこで、ボルトの位置が決定したなら、ボルト先端に側面側固定片のボルト挿通穴を挿通しながら、先端部のU字状切欠に継手管が挿入されるように、固定金具の底面側挟持片を集熱器ケースの底面に沿って平行に挿入するこの状態で、ボルト先端にナットを螺合することで、固定金具の側面側固定片がボルト及びレール溝を介して集熱器ケースの側面に固定される。側面側固定片が集熱器ケースの側面に固定された固定金具は、底面側挟持片によって、継手管のフランジ部を出入口管の他端開口部とで挟持し、継手管が出入口管に対して離脱不能に固定される。
図1に示す本発明の一実施形態に係る集熱器11は、図2に示す太陽熱利用システム13に用いられる。太陽熱利用システム13は、併設された2枚の集熱器11の上方に貯湯槽15を配置し、集熱器11と貯湯槽15との間を図示しない熱媒循環系により熱媒が強制循環されて貯湯槽内の水と熱交換する。また、太陽熱利用システム13は、集熱器11と貯湯槽15とを分離し、集熱器11は屋根の上、貯湯槽15は別のスペースに設置されてもよい。
一方、出入口管33の円筒状シール面41の内径は、嵌合シール部47の外径よりも大きく、且つ装着されたOリング43の外径よりも小さく設定される。従って、Oリング43が装着された嵌合シール部47は、出入口管33の他端開口部37に挿入されることで、Oリング43が所定の圧縮量で圧縮される。圧縮されたOリング43は、弾性復元力によって周溝底面と円筒状シール面41に密着することで、出入口管33と継手管45との隙間を水密シールする。
フランジ部49は、出入口管33の内径よりも大きな外径を有して、他端開口部37に当接可能に形成される。
これにより、固定金具61は、フランジ部49を底面側挟持片65の先端部と出入口管33の他端開口部37とで挟持する。
なお、図4に示すように、開口端から段階的に開口幅A、B、Cが狭くなる(A>B>C)多段U字状切欠71を備えた固定金具61Aを用いることもできる。
L字管状の継手管45を集熱器11に接続するには、先ず、嵌合シール部47が設けられた継手管45の挿入側端部を、フランジ部49が他端開口部37に当接してストップするまで出入口管33に挿入する。これにより、嵌合シール部47のOリング43が、出入口管33の円筒状シール面41に密着する。
そこで、レール溝77に頭部75を係合したボルト73を、出入口管33の位置へ位置決めする。ボルト73の位置が決定したなら、ボルト先端に側面側固定片63のボルト挿通穴79を挿通しながら、先端部のU字状切欠67に継手管45が挿入されるように、固定金具61の底面側挟持片65を集熱器ケース25の底面69に沿って平行に挿入する。この状態で、ボルト先端にナット81を螺合し、ナット81を締め付けることで、固定金具61の側面側固定片63がボルト73及びレール溝77を介して集熱器ケース25の側面59に固定される。
側面側固定片63が集熱器ケース25の側面59に固定された固定金具61は、図1に示すように、底面側挟持片65によって、継手管45のフランジ部49を出入口管33の他端開口部37及び底板39とで挟持し、継手管45が出入口管33に対して離脱不能に固定される。なお、図1に示した本実施形態では、集熱器ケース25の底板39に固定された補強板83を介してフランジ部49を挟持している。
以上のように、本実施形態に係る太陽熱利用システム13の集熱器11では、集熱板21の流路19に連通して集熱器ケース25の底面69から導出された出入口管33に、継手管45を接続する際には、出入口管33の他端開口部37に、継手管45の挿入側端部が挿入される。フランジ部49が他端開口部37に当接するまで出入口管33内に挿入された挿入側端部は、出入口管33の円筒状シール面41との間が、Oリング43を有する嵌合シール部47によって水密シールされる。
この際、継手管45の挿入側端部は、Oリング43のシールにより、任意の方向に回転が可能となる。これにより、L字管状の継手管45の場合、他端部が接続ホース53の配索方向に応じて360°任意の導出方向へ容易に変更自在となる。
また、集熱器ケース25の側面59に出入口管がないため、複数の集熱器11を密着して併設することができる。
また、固定金具61の底面側挟持片65は、クイックファスナー523(図5(b)参照)よりも薄い形状のため、集熱器ケース25の底面69に対する継手管45の高さをより低<抑えることができる。これにより、集熱器11と屋根面の距離を低くして、太陽光パネルと上面位置を揃えることが可能となる。
また、図4に示した固定金具61Aのように、底面側挟持片65に多段U字状切欠71を形成することで、1種類の固定金具61Aで、外径が異なる複数サイズの継手管45に対応が可能となる。これにより、継手管サイズに対する固定金具61Aの自由度が増す。
なお、本発明の太陽熱利用システムの集熱器は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
19…流路
21…集熱板
25…集熱器ケース
33…出入口管
35…一端開口部
37…他端開口部
41…円筒状シール面
43…Oリング
45…継手管
47…嵌合シール部
49…フランジ部
59…側面
61…固定金具
63…側面側固定片
65…底面側挟持片
67…U字状切欠
69…底面
71…多段U字状切欠
73…ボルト
75…頭部
77…レール溝
79…ボルト挿通穴
81…ナット
Claims (3)
- 熱媒の流路が形成された集熱板と、
前記集熱板が収容される集熱器ケースと、
一端開口部が前記流路に連通して前記集熱板に接続されるとともに前記集熱器ケースの底面を貫通して導出される他端開口部が内周面に円筒状シール面を有する出入口管と、
前記出入口管の他端開口部に挿入される挿入側端部が、前記円筒状シール面に密着するOリングを有する嵌合シール部と外周面に突設されたフランジ部とを有する継手管と、
U字状切欠が形成された先端部と前記出入口管の他端開口部との間で前記フランジ部を挟持する底面側挟持片と、前記底面側挟持片の後端部に垂設されて前記集熱器ケースの側面に固定される側面側固定片とを有する固定金具と、
を備えることを特徴とする太陽熱利用システムの集熱器。 - 前記U字状切欠が、開口端から段階的に開口幅が狭くなる多段U字状切欠からなることを特徴とする請求項1に記載の太陽熱利用システムの集熱器。
- 前記集熱器ケースの側面には、ボルトの頭部を係合して前記集熱器ケースの側面の延在方向に前記ボルトをスライド自在に保持するレール溝が形成され、
前記側面側固定片には、前記ボルトが挿通されるボルト挿通穴が穿設され、
前記ボルトにナットが螺合されることによって前記側面側固定片が前記集熱器ケースの側面に締結固定されることを特徴とする請求項1又は2に記載の太陽熱利用システムの集熱器。
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