JPS58208543A - 凍結下の導管の破裂防止装置 - Google Patents

凍結下の導管の破裂防止装置

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JPS58208543A
JPS58208543A JP58049651A JP4965183A JPS58208543A JP S58208543 A JPS58208543 A JP S58208543A JP 58049651 A JP58049651 A JP 58049651A JP 4965183 A JP4965183 A JP 4965183A JP S58208543 A JPS58208543 A JP S58208543A
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JP
Japan
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heat
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header tube
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JP58049651A
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English (en)
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コリン・デビツド・ドウグテイ
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S40/00Safety or protection arrangements of solar heat collectors; Preventing malfunction of solar heat collectors
    • F24S40/70Preventing freezing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/70Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits
    • F24S10/75Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits with enlarged surfaces, e.g. with protrusions or corrugations
    • F24S10/753Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits with enlarged surfaces, e.g. with protrusions or corrugations the conduits being parallel to each other
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44Heat exchange systems

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、太陽エネルギコレクタの管の破裂を防止する
装置および方法に関する。
通常の太陽熱湯沸し器かコレクタ内の作用流体の凍結点
以下の温度に晒されるときに損傷を受(プることは、公
知である。この問題を克服づる公知の方法は、夜間に通
常生じる凍結によって破裂する際、高価なrgl熱を加
すかJたはコレクタの流体を抜くかのいづれかを包含す
る。
本特許出願人の特願昭56−150469号には、この
火成を成る程度克服する装置が記載されている。本発明
は、通常のパネルに構造において一層近いにコレクタの
提供を意図するが、前の発明のコレクタと同様な利点を
提供覆るため、特願昭56−150469号のものの改
良である。
本発明の目的は、この切実な要求を成る程度達成するこ
と、また(ま少くとも社会に有用な選択を提供すること
である。
従って、本発明は、一般に、凍結下の導管の破裂本防止
する装置しこあると言ってもよく、該装置は、パネルの
両端のへツタ管に熱伝導関係で関連する差異のある熱抽
出装置と、コレクタ板に熱伝導関係の交差流管とを有す
る太陽熱収集パネルを備え、該熱抽出装置が、該各ヘツ
タ管の第2端部からよりも急速な該各ヘツタ管の第1端
部からの熱の消散を可能にし、従って、使用の際、凍結
か、該各ヘツタ管の該第]端部から該第2端部へ漸進的
に生じ、凍結による腔服か、該各々ヘッダ管の該第2端
部から外へ年しる。
好ましくは、前記へツタ管は円形で、各前記熱抽出装置
は前記各ヘッダ管から半径万同外方l\延ひるフランジ
を有し、該フランジは前記l\ツタ管の長手方向軸線に
対して傾斜して形管の前記第1端部において最も巾が広
く各l\ツタ管の中を通過する前記交差流管と熱伝導関
係にある。
好ましくは、前記熱抽出装置は、前記第1端部から前記
第2端部へ前記各へツタ管の内部横断面積を次第に増大
する装置を備えている。
これに代るものとして、前記差異のある熱抽出装置は各
前記ヘッダ管および各ヘッダ管の中1こ通ずる各前記交
差流管と熱伝導関係に各へツタ管の一縁に沿って延ひる
フランジと、各前記ヘッダ管(こ前記第1端部から前記
第2端部に向って漸次増加する断熱を与える断熱装置と
を有する。
本発明は、添付図面を参照する下記の説明によって更に
明瞭になる。
特願昭56−150469号では、太陽熱へネルのコレ
クタ【こおける凍結を制御するI=め【こ熱の差冑消散
の原理を使用する太陽熱収集パネルか記載されている。
該明細占ては、各交差流管に沿う熱の差異消散を可能に
する如く巾において勾配のあるフランジに各交差流管の
関連する太陽熱収集パネルか示される。本特許出願人は
、交差流管か単一の熱収集シートを有していても、差異
のある熱消散フランジを各ヘッダ管に有する太陽熱収集
パネルのみが、太陽熱コレクタの管の破裂を防止する如
く凍結を制御可能であることを見出した。
これは、簡単になる如く差異のある熱消散原理を具現す
る太陽熱コレクタの製造を可能にし、低減される費用を
生じることが認められる。
太陽熱の水加熱収集装置は、全体を符号10で示される
。該装置は、支持部材13の上に側部フレーム12を備
えている。通常の断熱材11(ま、支持部材13か充分
な断熱を与えなければ、支持部材13の内側に設けられ
る。好ましく(ま、支持部材13は、断熱材で作られる
太陽熱収集パネル自体は、夫々例えは32mmg゛ 材
料の上側および下側のヘッダ管14.16と、例えば1
3mm管材料の交差流管30とから成っている。勾配付
きフランジ22.24は、l\ツタ管14.16に夫々
固着される。好ましくは、これ等のフランジは、その長
さに治って蝋付(プされるが、ヘッダ管への電熱関係で
の任層:の好適な固定は、本発明の実施を可能にする。
同様(こフランジ22および24は蝋付けその伯の方法
で交差流管30に熱伝導関係に接合、される。好ましく
は、該フランジは、20番ゲージの銅で構成される。フ
ランジ22.24の各々は、勾配の狭い端部で75mm
であり広い端部で150mmである巾を有している。ヘ
ッダ管14.16の夫々の左端は、保持片18.20で
押え付けられている。右端は、側部33を貢通する端部
32.34で所定の位置に保持される。
好適実施例では1100mmx 1140mmテある銅
板26は、各交差流管30を収容する様な内径を有する
一連の膨出部28をプレス成形される。
交差流管30は、好ましくは、第3図に認められる如く
椴26に連続蝋(=J fブされる。銅板26は、好ま
しくは27!1番ケージである。第1図に示されるコレ
クタと通常のコレクタとの間の差異は、コレクタ26か
通常のコレクタよりも幾分短かく、一方フランシ22.
24かあることが認められる。
本発明の好適実施例では、ヘッダ管14内には、円錐形
中実要素15か設けられ、一方、ヘッダ管16内には、
円錐形中実要素17がある。これ等の各要素は、各ヘッ
ダ管内の水の流れに利用可能な横断面積を第1図で見て
右端から左端へ低減する。最小横断面積は、最大面積を
有するフランジの端部と同一の端部にあり、従って、凍
結がヘッダ管14.16の左側から右側へ生じるのを保
証覆ることを扶助する如く熱の最大消散を最小体積の水
に勺えることが認められる。要素15.17は、有用で
あるか、本発明に不可欠ではない。
第2図を参照すると、ヘッダ管14.16は、ケーシン
グとの接触を防止する如くその両端てゴ1    ム栓
36.42内に休止する。ポリカーボネー1〜の嵌め込
み板38か、設【ブられる。極端な気候の地方では、2
重嵌め込み板が設けられてもよい。
また、スペーサ片40(ま、コレクタ板から獣め込み板
を離すため、パネルの中心を横切って設(プられる。好
ましくは、該スペーサ40は、断熱材で作られる。
第4図を参照すると、ヘッダ管16Aは、その一端から
細端へ漸進的に延ひる勾配刊き押込み部分19を備えて
いる。これは、ヘッダ管16か破断されている第1図の
部分に示される円錐形要素17を設けるのと同一の目的
を達成する。
第5図では、共通の管48へ導<lN44.46を有す
る継手か示される。管44は、ヘッダ管16.14の夫
々のねじ付き端部32またはねじ付き端部34のいづれ
かに結合されてもよい。管44.46の半径付き隅は、
端部34.32と、第1図に示されるものの勝手違いで
ある他のコレクタの対応する管との凍結による膨張を許
容する。
作用の際、第1図に示されるパネル10は、通常の太陽
熱湯沸し器の態様で太陽に面する如く装着される。冷水
またはその伯の作用流体は、端部32に入りl\ツタ管
16に治って流れ管30を上着する。加熱された水は、
端部34から流出する。
このパネルは、通常の熱サイホンまたは通常のポンプで
扶助される装置に使用されてもよい。該〕<ネルか幅用
を受【プす、温度か作用流体の凍結点以下(こ降下する
とき、凍結は、ヘッダ管14.16の7i端から右端へ
次第に生じる。交差流管30ての凍結は、ヘッダ管のい
づれかに進入するか、2つのl\ツダ管16.14の外
方l\の作用流体の凍結の充分な流れか存在することか
認められ、交差流管30の破裂は、防止される。
第6図に示す実施例では効果の変化する断熱を使用する
ことにより、差異のある熱の消散が達成される。図示の
実施例は第1図のパネルのフランジ24を一定巾のフラ
ノン25で置き代えた底の部分である。フランジ25は
連続V=付は等の手段によりヘッダ管16および交差流
管30と熱伝導関係にある。例えば発泡断熱材のような
形の断熱材27かケーシング12の側部から傾斜した巾
のケーシング]2内に設けられヘッダ管16を包む。
ヘッダ管16の右端(J断熱材で完全に包囲されるか1
i端は被覆されない。フランジ25を8焚(づることは
熱の消散および凍結プロセスを助(する。凍結の方向は
i熱の増加の方向に一致する。
実施例の各々において、フランジを管と同じケージの金
航から作ることか好ましい。これl、tや【より熱の均
一な消散を助ける。
本発明か特に太陽熱収集器について記述されたが、本発
明は例えば自動車のラジェータのように作動流体の凍結
が問題となるような他の形態の熱交換器に応用をもつ。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の単一の太陽熱収集]\ネルの断熱ケー
シング中における平面図、第2図(ま第1図のII−I
I線に沿う断面図、第3図(ま第1図のlll−■線に
沿う断面図、第4図は本発明の第2実施忰1による下側
へツタ管と交差流管とフランジとの部分断面図、第5図
は対の太陽熱〕(ネルを結合するのに使用する継手の図
、第6図は第1図(こ示で実施例の代替装置の部分図を
示す。 14.16,16Δ・・・ヘツタ管 15.17・・・円釦形中実要素 ]9・・・勾配付き押込み部分 22.24・・・勾配付きフランジ 26・・銅板 30・・・交差流管 代理人 浅 利   皓 外4名 −11− 一巳丘し 預ユ       」邸1 手続補正書(方式) 昭和58年 7月 71」 特許庁長官殿 1、・Jr件の表示 1((1和5B  年?!77’FM第49651  
  号:3. )+li正をする者 11’l−との関(孕 ↑1..’1出願人4、代理人 Q、、、−”AJ 5、補正命令の日付 昭和58 年6 月28  日 6、補11;により増加する発明の数

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) パネルの両端におけるヘッダ管に伝熱の関係で
    関連する差異のある熱抽出装置と、コレクタ板に伝熱の
    関係の交差流管とを有する太陽熱収集パネルを備え、前
    記熱抽出装置が、前記各ヘラ、導管の第2端部からより
    も急速に該各ヘッダ管の第1端部からの熱の消散を許容
    し、従って、使用の際、凍結か、該各ヘッダ管の該第1
    端部から該$2端部へ漸進的に生じ、凍結による膨張が
    、該各ヘツタ管の該第2@i部から外方に生じる凍結下
    の導管の破裂防止装置。
  2. (2) 各前記ヘッダ管が円形で前記熱抽出装置か各前
    記ヘッダ管から半径方向外方に延びるフランジを有し、
    該フランジは前記ヘッダ管の長手方向軸線に対して傾斜
    して頚管の前記第1喘部においで最も巾か広く各ヘッダ
    管の中を通過する前記交差流管と熱伝導関係にある特許
    請求の範囲第1項に記載の防止装置。
  3. (3) 前記熱抽出装置が、前記各l\ツタ管の内部横
    断面積を前記第1端部から前記第2端部へ漸進的に増大
    する@置を有する特許請求の範囲第2項記載の防止装置
    。 く4) 前記差異のある熱抽出装置は各前記ヘッダ管お
    よび各ヘッダ管の中に通ずる各前記交差流管と熱伝導関
    係に各へツタ管の一縁に治って延びるフランジと、各前
    記ヘッダ管に前記第1@部から前記第2端部に向って漸
    次増加する断熱を与える断熱装置とを有する特許請求の
    範囲第1項記載の防止装置。
JP58049651A 1982-03-24 1983-03-24 凍結下の導管の破裂防止装置 Pending JPS58208543A (ja)

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NZ20012082 1982-03-24
NZ200120 1982-03-24

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JPS58208543A true JPS58208543A (ja) 1983-12-05

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ID=19919913

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JP58049651A Pending JPS58208543A (ja) 1982-03-24 1983-03-24 凍結下の導管の破裂防止装置

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GB (1) GB2117110A (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4726661A (en) * 1985-04-15 1988-02-23 Robert Parker Flexible resistive heat battery tester and holder
AU661494B2 (en) * 1991-07-24 1995-07-27 Rheem Australia Pty Limited Solar collector
WO1993002327A1 (en) * 1991-07-24 1993-02-04 Rheem Australia Limited Solar collector with freeze damage protection

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU7541281A (en) * 1980-09-22 1982-04-01 Colin David Doughty Avoiding bursting of conduits

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GB8308191D0 (en) 1983-05-05
GB2117110A (en) 1983-10-05

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