JPS596215Y2 - 太陽熱コレクタ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は太陽熱コレクタに関するものである。

太陽熱コレクタには平板状の箱体中に媒体（例えば水）
を供給循環するものと筒状の真空ガラス管内に媒体を通
過させるための細径の鋼管を内拝するものとが存在する
が、太陽熱を利用して冷暖房まで行おうとする場合には
真空ガラス管方式を用いなければ媒体が所要の温度まで
上げられないという問題点がある。

従って、今後は真空ガラス管方式の太陽熱コレクタが有
望になってくると思われるが、このコレクタには製作上
、あるいは寿命の点で各種の問題点があった。

この点について第１図、第２図に示す従来の真空ガラス
管式太陽熱コレクタを参照して説明する。

まず第１，２図において、１は透明カバー兼箱体の役目
を負う外ガラス管である。

２は、少なくとも外表面に選択吸収膜が施された円筒状
フィンであり、たとえばアルミニウム押出戊型などによ
って作られる。

３は、円筒状フイン２に熱伝的に密着し、太陽熱で熱せ
られた円筒状フイン２から熱を得ることにより加熱され
る熱媒体の通路となる集熱パイプで、鋼管などによって
作られる。

４は、外ガラス管１の端部のシール板である。

シール板４は、外ガラス管１と固着するために、ガラス
と膨張率の近似している鉄・ニッケル・クロム合金など
で作られ、外ガラス管１とは、たとえば低融点ガラスフ
リットなどの封着材７を用いて融着されている。

また、集熱パイプ３とは銀ロー付けされている。

このようにして、外ガラス管１とシール板４にて真空容
器を形或する。

５は、外ガラス管１とシール板４に囲まれた空間で、チ
ップ管（図示せず。

）から真空ポンプで排気し、チップ管を封止することに
よって形威された真空部である。

６は、円筒状フイン２を外ガラス管１の内部の所定位置
に保持するためのスペーサで、たとえばセラミックなど
によって作られる。

このようなコレクタは集熱パイプ３が外ガラス管１の中
央より偏心した位置にあるため、熱膨張により生じる力
が、たとえ吸収する対策を講じたとしても、シール板４
に均一な力となって加わらず、融着部が部分的に破壊し
やすい欠点がある。

従ってガラス管１の封着においては、ガラス管１とシー
ル板４及び封着材７の熱膨張係数を合せて封着部を強固
にしておく必要があり、一般にソーダガラスに対しては
、Ｆｅ−Ｎｉ合金，４２６合金，硬貨２級ガラスに対し
てはコバール等が用いられ又封着材としてもそれぞれ熱
膨張係数を合せた低融点ガラスが用いられている。

しかしながら、シール板４をガラス管１の開口端部に融
着する際には低融点ガラス及びガラス管１の開口端部を
４００℃以上に加熱して溶融する必要があり、製作上ガ
ラス管１のほぼ全体がかなりの高温に加熱されるため、
ガラス管１内の集熱フイン２，集熱パイプ３がその熱に
よって酸化，損傷する欠点があった。

又、上記のＦｅ−Ｎｉ合金，４２６合金，コバール等の
金属は、通常鉄や銅等の材料に比べて非常に高価である
ので、封着材の材料コストによって太陽熱コレクタが高
価になるばかりか、これらの合金金属は耐食性が乏しく
防食加工を施す必要があることから封着材のコストはか
なり高価なものとなっていた。

本考案は上記欠点を除去するために威されたもので、以
下その実施例を図面を参照して説明する。

なお第１図と同一部分は同一符号を記す。

第３図は１本の直線状集熱パイプ３をガラス管１の両端
面を介して貫通する型式の太陽熱コレクタの断面図であ
って、第３図においてＡはガラス管１の端面開口を封止
する封止体である。

この封止体Ａは、封着材７によって上記ガラス管１の両
面開口端部に被着されるリング部材８と、このリング部
材８の端面開口を封止する封止具９とから構或されてお
り、集熱パイプ３がこの封止具９に気密に貫通している
。

上記リング部材８は、上面が水平方向に鍔状に突出する
ように断面Ｌ字状を威し、ガラス管１にソーダガラスを
用いる場合には４２６合金というように、ガラス管１と
熱膨張係数が類似している金属材料で構戊されている。

又、上記封止具９は外方に膨出したドーム形状を威すも
のであって、周縁部１０がガラス管１の外周部からほぼ
１０ｍｍ程度突出したリング部材８の接合部１１に溶接
され、この封止具９は例えばニッケル，ステンレスや銅
等耐食性に優れる材料が用いられている。

尚、上記接合部１１はガラス管１の外周部からほぼｌＱ
ｍｍ程度、突出しているが、これは上記リング部材８と
封止具９の溶接部分がガラス管１に近接していると、リ
ング部材８を接合部１１に溶接する際の熱でガラス管１
あるいは封着材７が部分的に加熱され、その部分のみが
高温となって破損するおそれがあるので、そのおそれの
ない程度の距離（この場合ｌＱｍｍ程度）を持たせてい
るわけである。

又、この封止具９を貫通する集熱パイプ３と当該封止具
９とは溶接あるいは銀ロー付け等で結合されている。

上記第３図の如き太陽熱コレクタの製作に当っては、ま
ず、ガラス管１の両端開口部にリング部材８，８を被着
し、しかる後、予め集熱フイン２及び一方の封止具９を
固着した集熱パイプ３をガラス管１の一方から挿入し、
該パイプ３に固着した封止具９とガラス管１の一方のリ
ング部材１１とを合致させ、この部分を溶接する。

その後ガラス管１の反対側から突出した集熱パイプ３に
もう一方の封止具９を挿入して、もう一方のリング部材
８と合致させ、最後にこの部分を溶接すると共に封止具
９と集熱パイプ３とを銀ロー付けする。

このため、これまで゛のようにガラス管１内にフイン２
，パイプ３等を収容してガラス管１との融着を行う場合
に比して、作業性が著しく向上するばかりでなく、融着
時の熱によってフイン２，パイプ３等が酸化、損傷する
ようなことがない。

なお、封止具９とリング部材８との溶接時の熱は高温で
はあるが局部的であるためガラス管内のフイン２，パイ
プ３を酸化するようなことはない。

しかもリング部材８の接合部１１はガラス管１の半径方
向に大きく突出しているから、溶接作業も極めて行いや
すい。

更に耐蝕性の必ずしも良好ではないリング部材８の使用
量を最少限にし、耐食性に優れた金属から戒る封止具９
を利用できるので、これまでに比し封止部分の耐蝕性が
大幅に向上する。

他の実施例 （１）第４図は集熱パイプ３をＵ字状に折曲形威しその
両端をガラス管１の一方の開口面から封止具９を介して
引き出す型式の太陽熱コレクタに本考案を実施した場合
を示す。

この場合は予め集熱フイン２を固着した集熱パイプ３，
３と封止具９とを銀ロー付けし、これを集熱フイン２側
からガラス管１内に挿入し、該ガラス管１の開口端部に
予め固着したリング部材８の接合部１１と上記封止具９
の外周縁部とを合致させ、この部分を溶接すればよく、
作業性はより向上する。

（２）第５図において１２は接合部１１をガラス管１の
軸方向に延設して設けた断面Ｌ字状のリング部材で、下
端にはガラス管１の開口端部外周に嵌合する嵌合部１３
が形戊されている。

このリング部材１２はガラス管１の開口端面及び外周部
に封着材７でもって固着されているからその取り付けが
非常に堅固である。

なお、リング部材１２としては特に嵌合部１３を設けな
くてもガラス管１の開口端部に充分固着される。

１４は凹状の封止具で周縁部１５が上方に折曲されてい
る。

従って接合部１１と周縁部１５との溶接作業が非常に行
いやすくなる。

又、このようなコレクタによれば第３，４図の如くリン
グ部材８の外径がガラス管１の外径より大きくなってじ
ゃまになるといったようなことがない。

以上本考案によれば、透明管の端部開口を封止する封止
体を、ガラス管の開口端部に被着されガラス管と熱膨張
係数の類似した金属材料から或るリング部材と、このリ
ング部材の端面開口を封止し耐食性に優れる材料から威
る封止具と、から構或したので、以下のような効果を奏
する。

■ 比較的長時間の加熱が必要である封止体とガラス管
との溶着において、封止体がリング部材と封止具とから
構或されているから、従来集熱フィンや集熱パイプを封
止体に固着した状態で加熱することによって生じていた
集熱フインや集熱パイプの酸化，損傷を、リング部材の
みをガラス管に固着することによって防止することがで
きる。

つまり、リング部材のみを先にガラス管に加熱，溶着し
た後、酸化，損傷を受けやすい金属材料より戊る封止具
，集熱フイン，集熱パイプを比較的短時間加熱である溶
接によって固着することができ、因って集熱フインや集
熱パイプの酸化，損傷を防止することができる。

■ ガラス管に熱膨張係数の類似した金属（例えば４２
６合金，コバール等）で構成されるリング部材は、耐食
性に乏しく他の金属材料に比べて非常に高価であること
から、封正体を上記リング部材と耐食性に優れる金属材
料（例えばステンレス等）から戊る封止具とから構成す
ることにより、耐食性が乏しく高価なリング部材の使用
量を最少限にしその他を耐食性に優れ４２６合金やコバ
ールに比べて安価な封止部材で構或することができる。

従って、封正体とガラス管との接合部分の損傷を防ぎつ
つ、封止体の材料コストを低減すると共に耐食性を飛躍
的に向上させることができる。

因って、従釆封止体の耐食性向上のために行っていた防
食加工もほとんど必要なくなり（リング部材については
必要である）、作業性の向上によって封正体の製作コス
トの低減を可能とする。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の太陽熱コレクタの断面図、第２図はその
要部拡大断面図、第３図は本考案の太陽熱コレクタの断
面図、第４図，第５図は他の実施例の要部断面図である
。 符号 １：ガラス管、８：リング部材、９：封止具。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. １．筒状のガラス管の開口端部を封止体で密封すると共
   に該ガラス管内を真空状態に保持し、このガラス管内に
   集熱パイプを設け、この集熱パイプの端部を上記封止体
   を介してガラス管外へ導出してなる太陽熱コレクタにお
   いて、 上記封着体を、ガラス管の開口端部に被着されガラス管
   と熱膨張係数の類似した金属材料から戊るリング部材と
   、このリング部材の端面開口を封止し耐食性に優れる材
   料から或る封止具と、から構成したことを特徴とする太
   陽熱コレクタ。
2. ２．上記封止部材は、ステンレスであることを特徴とす
   る実用新案登録請求の範囲第１項記載の太陽熱コレクタ
   。