JPS6048451A - 太陽熱集熱器 - 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】 （イ）産業上の利用分野 この発明は複数の集熱管に熱媒体を流し、熱媒体を太陽
熱を利用して加熱するようにした太陽熱集熱器に関する
。

（ロ）往来技術 従来、この柚の太陽熱集熱器として第１図ないし第３図
に示すものがあった。

第１図の太陽熱集熱器は集熱板（１）を伝熱的に取着し
た集熱管（２）を複数本並設し、集熱管（２）・・・・
・・を連結管（３）・・・・・・で順次直列に接続して
構成したものであり、熱媒体の温度が出口へいくのに従
って徐々に上昇し、高温集熱が可能である。ところが、
日射門が太ぎなどきでも熱媒体が出口部で沸騰しないよ
うに流量を調整する必要があり、熱媒体の流路が長く、
損失抵抗が太きいため動力費が嵩むなどの欠点があった
。

第２図の太陽熱集熱器は平行な２本のヘングー（４）、
（５）間に集熱板（６）を備えた松数本の集熱管（力・
・・・・・を並列に接続したものであり、熱媒体が各集
熱管（力に分流して流れることから、流量を少なくして
も熱媒体が沸騰することはなく、損失抵抗も小さいなど
の利点を有する。しかしながら、分流不良により熱伝達
率が低下する虞れがあるため、各集熱管（７）に流量調
整パルプを挿入したり、管径を変えたり、リバースリタ
ーン配管を施すなどして各集熱管（７）の管内流速を一
定値以上に保つ必要があった。また、ヘッダー（４）、
（５）を２本必要とすることから、太陽熱集熱器の低コ
スト化が困難であるとともに、放熱損失が大きくなる欠
点があった。

さらにまた、集熱管相互の熱伸縮差によりヘッダー（４
）、（５）に応力が加わりやすいという問題があった。

第３図の太陽熱集熱器は２列の往側ヘッダー（８）」６
よび戻りｔｉｌｌヘッダー（９）の−側に集熱板（１０
１を備えた２止管構造の集熱管（ＩＩを複数本並設し、
そ〕１ぞれの集熱管（１１）の内管（ｌｌａ）上柱側ヘ
ッダー（８）に接６６′じするとともに、外管（ｌｌｂ
）を戻り側ヘッダー（９）に接続して構成したものであ
り、往ｔ（１１ヘツダー（８）から各集熱管（１１）に
供給した熱媒体を集熱管（１１）内で往復流させ、戻り
側ヘッダー（９）に回収するようにしである。

この太陽熱集熱器はヘッダー（８）、（９１を片側に集
めであるため、集熱管（印・・−・−・の熱伸縮を反ヘ
ッダー側で吸収することかでき、集熱管相互の熱伸縮差
でヘッダー（８）、（９）に応力が加わる心配がない。

また、ム）４図に示すように、集熱管（ｉｌ＋を真空ガ
ラス管（１２）に収納する場合、集熱管０１）の熱伸縮
を吸収１−７）ために、集熱せ（１１）と與、空ガラス
管０ｚの封止板（１２ａ）との接合部にベローズ等の伸
縮部月な介設する必要がない。しかしながら、第２図の
ものと同様にヘッダー（８）、（９）を２本使用してい
るため、構造的にコストアップにつながり、放熱損失が
大きいという欠点があった。

（／−１発明の目的 この発明は上述した太陽熱集熱器のそｎぞれの長所を生
かしつつ、欠点を解消することを目的とする。

に）発明の構成 この発り」ではヘッダーの側壁に先姑を閉じた複数の集
熱管を間隔を存して連結し、それぞれの集熱管の内部に
仕切り部材で仕切も肚、かつ先端部で連通［また往路お
よび復路を形成する３、また、ヘッダーの内部にバイパ
ス通路を有する複数の区画板を集熱管に近接して配設し
、それぞλ１．の集熱管の往路と４路とを近接する区画
板のヘッダー上流側とヘッダー下流側とに連通させろ３
゜（ホ）実施例 以下、この発明を図面に示す実施例について説明する。

第５図ないし第７図はこの発明の第１の実施例の太陽熱
集熱器で、ヘッダー０３）の側壁に先端を閉じた複数の
集熱管（Ｉ４）・・・・・・を間隔を存して連結しであ
る。それぞれの集熱’Ｍ　０４１の内部は先端を開放し
、集熱管０４）と同ｌｂ的に配設した内管（１９（仕切
り部材）で仕切られており、内管Ｑ５１の内部に往路（
１６）、内管（１５）と集熱管０４）の間に復路０７１
が形成されている。また、内管（１■の先端部を集熱管
α（イ）の先端部から離間させることにより、往路（１
６）と往路０７）とを集熱管０４）の先！ＩＭ部で連通
させている。ヘッダー（１３）の内部には集熱管Ｑ４１
．０４）に近接させた位置に区画板（１８１）、（１８
２）が間隔を存して配設されており、区画板（１８１）
、（１８１）にはそれぞれバイパス孔α湧が穿設されて
いる。そして、集熱管Ｑ４１．０４１の往路（１６）と
復路（１７）とは近接する区画板（１８１）、（１８１
）のヘッダー上６ｔｃ　１１ｉ１とヘッダー下流側とに
そ几ぞれ連通させである。なお（２０）は集熱板で、第
７図に示すように集熱管（１４）の外周壁に伝熱的に取
付けられる。

上記の構成において、ヘッダー（１３）を流れる熱媒体
はその１部が区画板（１８１）のヘッダー上流（ＩＩ＋
から集熱管（１４）の往路（１０に入る。往路（Ｉｌｉ
ｌに入った熱媒体は集熱管０４）の先端部で反転され、
復路０７）をｏｉｅ！シる間に集熱板（２■から太陽熱
を受け、加熱゛さオシる。

そして、区画板（１８１）の下流側に戻った熱媒体はバ
イパス孔０．９１を通って集熱管（１４）を側路する熱
媒体と合流して次の区画板（１８２）へ向かう。区画板
（ｔｓ２）の上流側に到達した熱媒体は１部が集熱管０
４）の内部を往復流し、残りがバイパス孔Ｑ９＋を通っ
てそれぞれ区画板（１８２）の下流側へ向かう。

第８図ないし第１０図はこの発明の第２の実ｈＩＩｉ例
を示すものである。この実施例ではヘッダー（１３）に
角管を使用し、集熱管（１４）・・・・・・の一端８１
（をヘッダー０３）の側壁からヘッダー内部に挿入する
とともに、この挿入部分に連通孔（２Ｉ）、０粉を穿設
しである。また、集熱管０４）・・・・・・の内部は平
板状の仕切り板（２３Ｊ仕切り板ｅ（５）の先端部を集
熱管Ｑ４）の先端部から離間させることにより、往路（
旧と復路０７）とを集熱管先端部で連通させている。ま
た、集熱管０チとともにヘッダー内部に挿入さ几た仕切
り板（２３）はバイパス孔（１！１１が穿設され、区画
板を兼ねさせである。なお、仕切り４反力）は断面Ｚ形
、Ｓ形のものでも良い。

この実施例のものでは集熱管０４）の管径、管長を第１
の実施例のものと同一とした場合、第１の実施例のもの
に比べて集熱管ｏ６の往後路における熱媒体の漏れ面積
が小さくなるので、集熱管Ｑｌｌｌの流ＩＩ′６抵抗を
小さくでざる。また、仕切り板（、’３）を介して集熱
板（２［１＋がら熱媒体へ太陽熱が伝導されるので、熱
１へ導性も向上する。

（へ）発明の効果 この発明は以上のように１１４成されているので次の効
果を奏する。

（１）ヘッダーの熱媒体が各区画板で集熱管とバイパス
通路とに分流しながら３１ｉ、れるので、第１図のもの
と同様に熱媒体を徐々に上昇させつつ、熱媒体が沸騰し
ないようにできる。

（１１）も集熱管に流す熱媒体は熱伝達性能に影響を及
ぼさない程度の小流せで良く、集熱管の圧力損失か小さ
く、動力費を節減でさるとともに、集熱管に管径の小さ
なものを使用できる。

（１１Ｄ　熱媒体が各集熱管に順次流ｎるようにし℃あ
るので、第２図のもののように力（ＩＩｉ：不良を生じ
る心配がな（、しかも、ヘッダーの−（ｉｉｉｌの集熱
管に熱媒体を往復流させるので、集熱管相互の熱伸縮差
がヘッダーに悪影響を与えないようにできるなど、第３
図の構造の利点をそのまま生がっ−ことができろ。

（■　ヘッダーが１本で良いので、太陽熱集熱器の低廉
化が図れ、放熱損失も小さくなイ、。

■　ヘッダー内部に配役−ｆ′る区ｌＩｉ！ｌ板はバイ
パス通路を有するものであるから、ヘッダーにろう刊な
どで固Ｍする必要はなく、全体構造を複ＡＩ＋−に１−
る心配もない。

【図面の簡単な説明】

第１図ないしｔＡ３図はそ才１そ７を従来［＆ｌＪ　’
に示す概略構造図、裁４図は第３図の太陽熱集熱器の１
６用例の要（ｉｔ！　［ｌｕｉ面欠示すｔＩｕ面図、第
５図はこの発明の一実施例の太１２弓熱集熱器の要部Ｉ
Ｊ）ｒ　ｉｍを示−Ｊ゛平１０１図、第６図は第５図の
Ｉ　・−Ｉ位１ｄＫ対応するＫｌ（分の断面図、第７図
は第５図の■−■位謹に対応する部分の断面図、第８図
はこの発明の他の一実施例の要部断面を示す平面図、第
９図は第８図のＩｎ−Ｉ［ｆ位置に対応する部分の断面
図、第１０図は第８図のＩＶ　−ＩＶ位置に・対応する
部分の断面図である。 ・・・復路、（１８１）、（１８２）・・・区画板、　
（１’ｌ・・・バイパス孔（バイパス通路）、　（７！
３）・・・仕切り板（仕切り部劇）。 出願人　三洋電機株式会社　外１名、−１−ｊ、Ｊ’、
：、・ 第１図　１ 第３図 Ｉｎ 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ヘッダーの側壁に先端を閉じた複数の集熱管を間
   隔を存して連結し、それぞれの集熱管の内部に仕切部材
   で仕切られ、かつ先端部で連通した往路および復路を形
   成し、ヘッダーの内部にバイパス通路を有する複数の区
   画板を集熱管に近接して配設し、それぞれの集熱管の往
   路と復路とを近接する区画板のヘッダー１流側とヘッダ
   ー下流側とに連通させたことを特徴とする太陽熱集熱器
   。