JPS59142352A - 集熱板 - Google Patents

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】 この発明は、循環式太陽熱コレクタに利用する集熱板に
関する。

従来よシ、この踵の集熱板として第１図に図示するもの
が知られている。すなわち、第１図はその要部を示す断
面図であるが、アルミニウム、銅等の板材料をいわゆる
ロールボンド方式によって成形させてなるプレート伏の
熱交換器であって、材料としてアルミニウムが価格およ
び工作容易の点から圧倒的に多用されている。その構造
は、上部吸熱板１と下部吸熱板２との間に熱媒体ケ循環
させる複数の膨体伏の循環流路４を構成させるとともに
、各々の流路間の両吸熱板を密着させて吸熱板平坦部３
ｔ−形成させて成形したものである、その成形方法は、
周知のように、予じめ一枚の吸熱板上に離形剤によって
圧延方向に圧縮した循環流路パターン金ネガティブに印
刷しておき、その上に他の吸熱板を累重させてから圧延
機にかけ℃−諸に圧延し、離形剤を塗布していない部分
、すなわち循環平坦部を金属間結合によって接合し、そ
の後循環流路となる部分を加圧流体で膨張させて該流路
を凸状に成形させるものであり、前記流路はシルク印刷
技術によって各穏パターンのものが容易に製作できる。

なお、前述したような集熱板は他の方法によっても、成
形でき、例えば、ステンレス鋼、鉄等の薄板材にプレス
加工を施して循環流路を凸状に形成させた両吸熱板を夫
々製作しておき、これ等を果合させて周辺に水密のシー
ム溶接を施工するとともに、平坦部になる部分にシーム
溶接、またはスポット溶接で接合して組立てることによ
っても可能であることはいうまでもない。

前記集熱板は、図示しないが透明板および断熱材を配備
しである集熱ケース内に設置させて太陽熱コレクタを構
成させ、該集熱板の表面にはその使用目的に応じて表面
処理が施こされる。例えば集熱温度が低い用途に用いら
れるときには、太陽光吸収率が比較的高くて良好である
けれども赤外光放射率が比較的高くて性能が、若干劣る
安価な黒色塗装膜を、集熱温度が比較的に高い用途に使
用するとぎには、太陽光吸収率が高くかつ赤外光放射率
が低くて集熱特注の良好な、いわゆる選択吸収膜といわ
れる処理が夫々施工されている。前記塗装処理は各種の
集熱板金属材料に対して施工が可能であるけれども、選
択吸収膜処理は基板の金属材料によってその選択吸収特
性、耐久性、処理の原価等が異なるとされ、集熱板基板
材がアルミニウム材の場合には、前記選択吸収膜処理は
今日では二次電解処理法によって高性能のものを安価に
施工できるが、該基板材が銅、またはステンレス鋼材で
ある場合には酸化処理によるものが実用に供されており
、鋼材については前述アルミニウム材集熱板に比較して
選択吸収特性および耐久団において若干劣るとされ、ま
た鉄板製基板の選択吸収膜処理については、性能の劣る
選択吸収塗装処理以外にはまだ実用化されていない。

前述した従来技術による集熱板は、その表面において吸
収し定太陽元が循環流路を流送する熱媒体の温度を上昇
させるのであるが、両吸熱板が単体の金属材料で構成さ
れている場合には、その耐食性、価格、選択吸収特性等
について後述するような問題点があり、アルミニウム材
使用のロールボンド方式によって製作した集熱板では、
材料費および加工費は比較的に安価で済む上に選択吸収
膜処理も高性能のものが安価に得られるが、循環流路カ
フ　／ｌ／ｌ／ミニラム形成されているので、通常水を
熱媒体として使用するとぎに耐食性に劣るから、防食剤
を添加した水を用いる必要があるという欠点を避けられ
ない。この場合該流路内面をベーマイト処理等を施工し
て耐食性全向上させることもできるが、完全な耐食性全
付与することにはならない。また基板材に銅材料を便用
してロールボンド方式によって製作した集熱板の場合に
は、耐食性について充分に高性能をもっているが、材料
費が高くなる上に良好な選択吸収膜処理を施工できない
欠点がある。さらに鉄材料にプレス成形を施してシーム
溶接による組立てを行なって得られる集熱板は、最も安
価に供給できるけれども、何分耐食性がない上に選択吸
収膜処理を施工できず、さらにまたステンレス鋼製のシ
ーム溶接々合による集熱板については、そのステンレス
鋼トシて高級ステンレス鋼を使用しないと孔腐り現象が
避けられないという欠点がある、 この発明は、このような現状からなされたものであシ、
循環流路表面に表面処理に適する金属材料を、流路内面
に耐Ｊｌの高い金属材料を配置した二層あるいはそれ以
上のクラッド金属薄板からなる集熱板を提供して従来技
術の欠点を除去することを目的としている。

つぎに、この発明を実施例図面と共に説明すれば、第２
図において、アルミニウム材５と銅材６をクラッド接合
によって構成したクラッド薄板７からなる上部吸熱板１
′と、　同様に構成した下部吸熱板２との間に、膜数の
凸状の熱媒体を循環させる循環流路４を夫々の前記両吸
熱板の鋼材側を流路内面に、アルミニウム材側を流路表
面に配置して構成させるとともに、各々の流路間の両吸
熱板を密着させて吸熱板平坦部６ｖｉｌ−形成させて成
形したものであセ、その成形方法は前述した周知のロー
ルボンド方式、あるいはシーム溶接方式のいずれによっ
ても良い。なお、前記両吸熱板の厚さは、流路内面の鋼
材層についてはその腐食量を考慮した最小厚さに、流路
表面のアルミニウム材層な厚さで理論的に充分であるが
、実際には集熱板としての機械的強度、特に循環流路の
耐圧性を満足させられる銅およびアルミニウムの夫々の
材層の最適な厚さを価格を考慮に入れながら選択するも
のとすゐ。

前述の実施例においては上下吸熱板の各々にアルミニウ
ム材および鋼材によるクラッド薄板を使用した場合につ
いて述べたが、流路表面に施工処理する選択吸収膜の形
成は集熱板の上面に限定しても性能的に問題がないから
、上部吸熱板１については前記アルミニウム材および鋼
材か°らなゐクラッド薄板７全使用し、下部吸熱板２に
ついては安価な鉄材および鋼材によるクラッド薄板（図
示□せず）を用いても同様な効果が得られる上に５材料
費の軽減を実現できる。

また、前述の実施例のクラッド薄板構造のアルミニウム
材および鋼材層の二層組合せに代えて、アルミニウム材
層と鋼材層との間に強度保持の鉄材層を間挿させた三層
クラッド薄板（図示せず）を使用すれば、流路表面およ
び内面に展設されるアルミニウムおよび鋼材の各層の厚
さをさらに減少させられるので、集熱板原価をさらに軽
減可能である。

さらに、低温集熱用として利用される黒色塗装の集熱板
の場付には、その表面全選択吸収膜処理ＫＪするアルミ
ニウム材層に構成する必要がないから、鉄材層を表面に
配置したクラッド薄板（図示せず）によるもので充分で
あるので、価格の低減力できることになる。

さらにまＴこ、上下部吸熱板の接合前の夫々の形状全前
述した第２因に図示する同一にしたものに形成して接合
して得られる上下対称形状の循環流路４に代えて、プレ
ス成形によるシーム溶接方式にもとすく製造法を採用゛
する場合には、上下部吸熱板の流路凸状の形状を各々異
なるものにし、または片側形状を平面状にするなど種々
の組合せ形状が得られ−しかもその効果は同一であるこ
とは詳述するまでもない。

なお、前述した各実施例は、強制あるいは自然循環式太
陽熱コレクタに利用する集熱板にすべて適用して効果が
あるが、集熱板の保有水量の多い、すなわち汲装置式温
水器に採用しても充分な効果を得ることができることは
いうまでもない。このような温水器においては、例えば
第３図に図示するように集熱板を構成する上部吸熱板８
と下部吸熱板９との接合周辺部だけを周辺平坦部１０に
形成して中央部をすべて凸状の貯湯流路１１に構成させ
ればよい。この集熱板全構成するクラッド薄板について
は、前述実施例の場合と全く同様であるが、その成形方
式は例えば前述したプレス加工方法によって成形してか
ら周辺部をシーム溶接によって接合水密化すればよい。

また、前記汲装置式温水器の上下吸熱板の形状について
は、水圧強度を充足する広幅貯湯流路、単一流路、片面
平Ｔこん流路、あるいは流路横断面形状が円形なものな
ど、１々の用途、設置場所等に応じて自由に選択でき、
また前述第３図においては貯湯流′路１１の外表面を平
面状に形成しているが、これを波形状に構成して強度増
強を企図することが許されることは詳説するまでもない
。

上述したように、この発明によれば、種々のクラッド薄
板を利用することによって、流路内面にだけ高価な耐食
四に優れた金属材料を配置し、流路扇面には集熱温度差
による表面処理に適する金属材料を選択し、あるい中層
に安価な金属材料を間挿させて補強と同時に他層を極薄
化するなどして原価低減が実現できるから、極めて多く
の実益をもっている。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の強制あるいは自然循環式太陽熱コレクタ
に使用される集熱板の一例を示す要部の縦断側面図、第
２図はこの発明の実施例會示す要部の縦断側面図、第３
□□□は同じく汲装置式温水器の要部の縦断側面図であ
る。 １・・・上部吸熱板、２・・・下部吸熱板、３・・・吸
熱板平坦部、４・・・循環流路、５・・・アルミニウム
材、６・・・銅材、フ・・・クラッド薄板、８・・・汲
装置式温水器の上部吸・熱板、９・・・同じく下部吸熱
板、１０・・・同じく周辺平坦部、１１・・・同じく貯
湯流路。 なお、各図中同一符号は、同一または相当部分を示す。 代理人　葛　野　信　−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）表面処理に適した金属を表面に、耐食性の高い金
   属を内面に用いた二層ないしそれ以上の金属材料から構
   成したクラッド金属性薄板で形成され且つ少なくとも周
   辺が水密シール接合さレタ上下吸熱板の間に熱媒体用の
   流路を形成したことを特徴とする集熱板。 （２）アルミニウム材を流路表面に、鋼材を同内面に展
   設しであるクラッド薄板で上下吸熱板全構成した特許請
   求の範囲第１項に記載の集熱板。 （６）鉄材を流路表面に、鋼材を同内面に展設し□であ
   るクラッド薄板で上下吸熱板を構成した特許請求の範囲
   第１項に記載の集熱板。 （４）アルミニウム材を流路表面に、鋼材を同内面に用
   いるとともに、中間に鉄材を間挿させであるクラッド薄
   板で上下吸熱板を構成した特許請求の範囲第１項に記載
   の集熱板。 （５）アルミニウム材に、銅材まＴこはステンレス鋼材
   、あるいは鉄材および鋼材をクラッドしてなるクラッド
   薄板で上部吸熱板を、鉄材および鋼材からなるクラッド
   薄板で下部吸熱板全構成した特許請求の範囲第１項に記
   載の集熱板。 （６）ロールポンド方式によって接合した上下吸熱板を
   配備した特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれか
   に記載の集熱板。 （カシーム溶接方式によって接合した上下吸熱板を配備
   した特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれかに記
   載の集熱板。 （８）流路を流体循環用に適す／、）　＃１ｆｌｆｉ面
   形次に形成した特許請求の範囲第１項ないし第７項のい
   ずれかに記載の集熱板。 （９１流路を貯湯用に適する縦断面形状に形成した特許
   請求の範囲第１項ないし第７項のいずれ力・に記載の集
   熱板。