JPS621510B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はエラストマー材料又はプラストマー材
料の太陽熱吸収体（本明細書では、アブソーバと
称する）と、アブソーバに結合されたエラストマ
ー材料又はプラストマー材料のヘツダ管とからな
る太陽熱吸収パネル（本明細書では『ソラーパネ
ル』と称する）のための該ヘツダ管の製造方法に
関する。

従来の技術 平坦なソラーパネルのアブソーバへ流体を送つ
たりアブソーバから流体を取出したりするための
ヘツダ管は既知であり、既知のヘツダ管は一般
に、一側部に直線状の開口を有する円形、六角形
等の横断面をもつダクトを備えており、アブソー
バの終端部分を前記開口へ嵌入することにより、
アブソーバ内で流体を循環させるためアブソーバ
内に設けた流通路とヘツダ管とを直接連通させて
いる。

次に、その従来の製造方法を第７図〜第９図を
使用して説明する。第７図中、２１はすでに加硫
済みのアブソーバで、複数の流通路２１ａを有
し、その一端がプレス２２の一対のプレス半体２
２ａ，２２ｂ間のプレス孔２２ｃ内に後述するダ
クト内壁面２５ａに一致する位置まで所定量挿入
される。２３，２４は強化素子で、予めプレス孔
２１ｃ内に配設されている。そのうちの一の強化
素子２４は将来アブソーバ２１とヘツダ管２５と
が結合する区域に至るまで流通路２１ａ内に挿入
されており、かつ他の強化素子２３は一端２３ａ
がプレス半体２２ａ，２２ｂ間の間隙を介して左
方へ突出している そして、ヘツダ管管壁を形成すべき未加硫エラ
ストマー材料を所定の湯口よりモールド内（即ち
プレス孔２１ｃ）に供給し、湯口を閉じた後熱を
加えて上記未加硫エラストマー材料を加硫させて
ヘツダ管２５を形成すると共にこのヘツダ管２５
をアブソーバ２１に結合していた。この結合を良
好にするためアブソーバ２１を予め接着剤処理し
たものもあつた。尚強化素子２４を流通路２１ａ
内に挿入する理由は、アブソーバ２１の一端がモ
ールド（この場合強化素子２３）内に挿入されて
おらず従つてシールされていないので、ヘツダ管
壁を形成すべき未加硫エラストマー材料が供給さ
れたときその材料が流通路２１ａ内に侵入しない
よう強化素子２４により該一端をシールすると共
に、流通路２１ａ壁部をその内部から支持するた
めである。そして、最後にプレス２２，２２ａ，
２２ｂを取外し、かつ強化素子２３，２４をその
一端２３ａを第７図中左方へ引張つてヘツダ管２
５の弾性変形を伴い取出し第８図の状態とさせ
る。尚ヘツダ管２５の右方部にはアブソーバ２１
との接触面積を大とするためのすそ部２５ｂが形
成されている。

解決すべき問題点 しかしながら、上記従来の製法においては、強
化素子２４が流通路２１ａに挿入されているので
これを取外すには上記の如くその軸方向、即ち第
７図中左方へ引抜かなければならない。従つて、
強化素子２３，２４を取外す際に、ダクト２５、
特にその一対の端部２５ｃが開き変形しなければ
ならないので、各端部２５ｃ間の間隙２５ｄが開
く傾向の残留応力を生じ易く好ましくない。又こ
の間隙２５ｄがあると、ここから水が漏出してし
まうので、第９図の如く、ヘツダ管の長手方向に
わたり端部２５ｃをその間にシール材を介装した
後例えばクランプ２６でクランプした後、端部２
５ｃを貫通する部材２７により締付固着しなけれ
ばならず、閉止作業が大変であるという問題点が
あつた。

問題点の解決手段 従つて、本発明の目的は、アブソーバの流通路
の終端部を支持するための工具（強化素子２４）
を用いた既知の方法の問題点をまつたく有さず実
現可能な、エラストマー又はプラストマー材料の
アブソーバにエラストマー又はプラストマー材料
のヘツダ管を結合する方法を提供することであ
る。

この目的を達成するため、複数個の流通路を具
備したエラストマー材料又はプラストマー材料の
アブソーバから成るソラーパネルのためのヘツダ
管を製造する方法の特徴とする所は、既に加硫済
みの前記アブソーバの終端部分をモールド内に挿
入する工程、前記加硫済みのアブソーバの終端部
分に接してヘツダ管の管壁を形成すべく未加硫エ
ラストマー材料をシエーピングし、前記アブソー
バに設けた流通路の壁の所定部分を弾性的に押圧
変形させる工程、該未加硫エラストマー材料を加
硫することによりヘツダ管をアブソーバに結合す
る工程、およびこのようにして出来たソラーパネ
ルとヘツダ管との結合体をモールドから取出し前
記アブソーバの壁の所定部分を弾性的に元の形に
戻す工程とからなることである。

実施例 第１図には、複数個の流通路（第１図には示さ
ない）を具備した平坦なアブソーバ２から成るソ
ラーパネル１を示す。これらの流通路８（第３
図）はアブソーバの全長に亘つて互いに平行に延
びている。これらの流通路が開口するアブソーバ
端部３に、ヘツダ管４（第１図）が設けてある。

ヘツダ管の一般的な実施例によれば、ヘツダ管
はソラーパネル内を循環する循環流体の温度を均
一にする手段を備えている。一般に、循環流体は
液体であり、更に一般的には水である。

第１図には、アブソーバ２内を循環する流体の
圧力水頭を均一にする手段をも示す。第１図の実
施例では、この手段は、各ヘツダ管４をその出入
口端部５から反対側の盲端部６に向つて先細りに
することから成る（特に、ヘツダ管の内部通路を
先細りにするとよい）。即ち、この先細りは、ア
ブソーバ２の流通路８に通じたヘツダ管の内部通
路（図示せず）の横断面寸法を、ヘツダ管の出入
口端部５から反対側の盲端部６まで漸減させるこ
とにより、得られる。

第２図には、ソラーパネル内の循環流体の温度
を均一にする手段の一実施例を示す。第２図の実
施例では、この手段は、流通路８が開口するアブ
ソーバ端部におけるオーバーハング即ち張出し部
７から成り、この張出し部７はヘツダ管４の内部
通路即ちダクト９内へ延びている。

第２図に示すように、アブソーバ２はエラスト
マー材料又はプラストマー材料を押出して作つた
本体から成り、この本体の内部には（好適には楕
円形又は円形断面の）流通路８が位置する。互い
に平行な一連の波形１１をアブソーバ２の上面１
０に設け、これら波形１１の頂部はアブソーバの
流通路８に平行で、該流通路と上下に実質上整合
している。

アブソーバ２を形成するエラストマー本体に
は、流通路８に平行な方向におけるアブソーバ自
体の可撓性を変える手段も設けてあり、この手段
は、例えばテクシタイル又は合成繊維の如き可撓
性で非伸長性の材料でできたコード１２から成
る。これらのコード１２は流通路８内に挿入して
もよく或いは好適には流通路８のレベルに関して
下方のレベルに位置する。即ち、コード１２はア
ブソーバ２の平坦な下面１３′の近傍に位置す
る。アブソーバ２の可撓性はアブソーバ自体に多
少の剛直性を与える上記コードにより変えること
ができる。

第２図において、アブソーバ２の終端部にある
張出し部７は、ヘツダ管４のダクト９の軸線を通
りかつアブソーバの流通路８の軸線を含む平面に
平行な平面の一側に位置する。即ち、張出し部７
はダクト９の軸線を通る平面とダクトの底部との
間でダクトの軸線に関し非対称的に位置してい
る。

第３図（この図にはヘツダ管を作るためのモー
ルドをも示してある）の別の実施例では、前述の
２つの平面、即ち流通路８の軸線を含む平面及び
この平面に平行でかつダクト９の軸線を通る平面
は互いに一致している。即ち、アブソーバ２の流
通路８のすべての軸線はダクト９の軸線と交差
し、従つてアブソーバ２はダクト９の軸線に関し
対称的に位置している。更に、第３図において
は、張出し部７′は、第２図のものよりも一層奥
の方までダクト内へ突出し、ダクト９の軸線を越
えて延びている。

更に、第３図には、ヘツダ管４（第１，２図の
実施例のもの及び種々の実施例のものを含む）を
作るための装置を示す。この装置は、上部金型１
３と下部金型１４と芯金型（例えば円すい状部
材）１５とを有するモールドから成る。芯金型１
５はヘツダ管４の内部にダクト９を形成するため
のものであり、またこの芯金型は、ダクト９内に
位置すべきアブソーバの張出し部７′を形成する
ためアブソーバの端部をグルーブ１６を有する。
このグルーブ１６は、ヘツダ管４を形成してその
結果支持区域１７，１８を形成すべき未加硫エラ
ストマー材料が流通路８内へ流入するのを阻止即
ちシールすべく流通路８の端部を遮閉する。

本発明はヘツダ管の製造方法に関し、一実施例
におけるその方法は次の工程から成る。(イ)既に加
硫済みのアブソーバの端部をモールド内に挿入す
る工程、(ロ)アブソーバの流通路壁の支持区域部分
の弾性変形を伴つてヘツダ管の管壁を形成する未
加硫エラストマー材料をシエーピングする工程、
(ハ)ヘツダ管を形成すべき未加硫エラストマー材料
を加硫しヘツダ管をアブソーバに結合する工程、
及び(ニ)モールドにより形成されたソラーパネルを
取出し、アブソーバ内を通る流通路壁の上記支持
区域部分を実質上元の形にする工程。

特に、工程(イ)は、張出し部７′又は７を形成す
べきアブソーバの終端部分を芯金型１５のグルー
ブ内に挿入することにより行なう。芯金型１５
は、上下金型１３，１４を閉じたときに生じるモ
ールド孔３１内に位置決めされ、このモールド孔
３１はヘツダ管４自体の管壁を形成する材料で満
たされうる。この位置決めは、芯金型１５のグル
ーブ１６内にアブソーバ２の終端部分を挿入する
ことにより行なうが、この挿入が完了すると、ア
ブソーバ自体の曲げ応力に対する抵抗及びグルー
ブ付きの芯金型１５を支持すべきアブソーバの突
出部分（張出し部）が短かいという事実を利用し
て、芯金型を適所に維持できる。

ヘツダ管壁を形成すべき未加硫エラストマー材
料をシエーピングする上記工程(ロ)は、エラストマ
ー材料がどのようにしてモールド内へ挿入される
かに応じて、種々の方法で遂行されうる。事実、
このような未加硫エラストマー材料は、押出しで
作つた数個の部片の形でモールド内に挿入でき、
そしてモールドの上部金型１３と下部金型１４と
を閉じてこれらのエラストマー部片を加硫して一
体的にヘツダ管４を作ることができる。好適に
は、ヘツダ管４の最終管壁の厚さよりも厚いＣ字
状の押出しエラストマー部片を用いてこれをモー
ルド内へ挿入し、芯金型１５のまわりでモールド
の上下金型１３，１４を閉じたときにＣ字状のエ
ラストマー部片を変形させて、アブソーバ２の弾
性抵抗に遭遇する支持区域１７，１８の方へエラ
ストマー材料を流動させ、もつて２つの幅広い表
面に亘つてアブソーバ２とヘツダ管壁を形成する
エラストマー材料とを接触させるとよい。ヘツダ
管壁を形成すべき未加硫エラストマー材料をモー
ルド内に挿入するための別の方法は、例えば上下
金型１３，１４間の分離面に設けた湯口を介して
エラストマー材料をモールド内へ射出する方法で
ある。射出された未加硫エラストマー材料は上下
金型１３，１４と芯金型１５とにより画定された
モールド孔３１内を流動し、２つの支持区域１
７，１８に沿つてアブソーバ２と厳密に接触す
る。未加硫エラストマー材料がどのようにしてモ
ールド内に挿入されても、この材料のシエーピン
グ期間中、エラストマー材料はアブソーバ２の２
つの支持区域１７，１８に圧力を加え、これらの
区域１７，１８を流通路８が押しつぶされるよう
弾性的に押圧変形させる。

上記のシエーピング工程(ロ)に続いて上記の工程
(ハ)を行なうが、この工程(ハ)においては、ヘツダ管
４を形成すべき未加硫エラストマー材料を加硫し
て、このエラストマー材料を２つの支持区域１
７，１８に沿つてアブソーバ２に結合する。アブ
ソーバのこれら２つの支持区域１７，１８は、ヘ
ツダ管とアブソーバの確実な結合を保証するた
め、エラストマー材料に対し接着性の適当な溶剤
等で予め処理しておくとよい。

上記の工程(ハ)が終了したのち、アブソーバ２と
ヘツダ管４とから成る組立体をモールドから取出
す。すると、予め加硫されていたアブソーバ２の
エラストマー材料の弾性のため、アブソーバ２は
元の形（即ちヘツダ管に結合される前の形）に戻
る。それ故、アブソーバ２内の流通路８も元の形
に戻る。次いで、ヘツダ管４のダクト９の軸線に
平行な方向に芯金型１５を引抜くことにより、芯
金型をダクト９から取外す。事実、芯金型１５
は、ヘツダ管４に対する液体の出入口部５から抜
出すことができる。

尚第３図の実施例では金型１３，１４、芯金型
１５に夫々逃げ部１３ａ，１４ａ，１５ａが設け
られて、未加硫エラストマー材料の流入を許容し
てすそ部４ａ，４ｂを形成し、これによりアブソ
ーバ２とヘツダ管４との支持区域１７，１８の幅
を大きくするようにしている。

次に第３図の実施例の製造法の基本原理となる
製造工程を第４図〜第６図に示すが、第４図〜第
６図中、第３図と対応する部分には対応符号を付
す。

第４図中、金型１３−１，１４−１、芯金型１
５−１は第３図の金型１３，１４、芯金型１５に
比して夫々逃げ部１３ａ，１４ａ，１５ａを有さ
ない形状である。従つて、もし、モールド孔３１
内に未加硫エラストマー材料を供給したとき、ア
ブソーバ２の支持区域１７−１，１８−１部分が
弾性変形しないなら、上記支持区域の幅はリング
形モールド孔１８のリング部分の半径方向寸法分
しか形成されない。

しかるに、実際には、上述した押圧変形の結果
により、第５図の如く、モールド孔３１内にヘツ
ダ管壁を形成すべき未加硫エラストマー材料を供
給したとき、アブソーバ２の支持区域１７−１，
１８−１対応部分は流通路８内に強化素子（第７
図参照）が挿入されていないので、同図に示す如
く流通路が押しつぶされるよう流通路壁の支持区
域対応部分が弾性的に変形する。この結果、金型
１３，１４のモールド孔３１近傍部及び芯金型１
５のグルーブ１６のモールド孔３１近傍部と弾性
変形中のアブソーバ２の上下外面との間に夫々間
隙３１ａ，３１ｂを生ずる。そしてこの間隙に未
加硫エラストマー材料が流入して充填されて夫々
アブソーバ２の上下外面と結合するすそ部４ａ−
１，４ｂ−１を形成する。

次に、金型１３，１４、芯金型１５を除去する
と、上記の如く、アブソーバ２の流通路壁部が弾
性的に変形復帰して元の形に戻り、すそ部４ａ−
１，４ｂ−１を伴つた幅広の支持区域１７−１，
１８−１が形成される。

即ち、第７図の従来例においては、アブソーバ
２１の一端の流通路２１ａのシール及び保持のた
めに強化素子２４を流通路２１ａ内に挿入してい
たが、本発明では、流通路２１ａのシールはアブ
ソーバ２の一端を芯金型１５−１のグルーブ１６
内に挿入して行なわせ、又従来例とは逆にむしろ
流通路２１ａ壁部を弾性変形させて従来の一方の
みのすそ部２５ｂ（第７図参照）に代えて左右両
方向にすそ部４ａ−１，４ｂ−１を得るようにし
たものである。尚この場合第５図で明らかな如く
流通路２１ａ壁部は押しつぶし変形した両側部が
元の形を保つたままであるため該壁部が弾性的に
変形復帰する力は非常に強く良好な元の形を得る
ことができる。

従つて、上記第３図の実施例においては、図示
していないが実際にはアブソーバ２の流通路８壁
部が押しつぶし方向へ弾性変形するので、予め逃
げ部１３ａ，１４ａ，１５ａを設けた効果により
すそ部４ａ，４ｂは実際には第６図に示したすそ
部４ａ−１，４ｂ−１より更に所定寸法幅広く形
成されることになり、その支持区域１７，１８は
第６図の支持区域１７−１，１８より一層幅広く
形成でき、アブソーバ２及びヘツダ管４のより一
層強固かつ安定した取付構造を提供できる。

更に上記何れの実施例（第３図、第５図）にお
いても、アブソーバ２の流通路壁部の弾性はヘツ
ダ管を形成すべき未加硫エラストマー材料のシエ
ーピング及び加硫の工程においても利用される。
その理由は、これらの工程中アブソーバの弾性が
未加硫エラストマー材料に対して作用するからで
ある。それ故、第３図、第５図の何れの場合にお
いてもこの弾性によりヘツダ管とアブソーバとの
間の確実で信頼のおける結合が得られ、この結合
はまた上記の如くヘツダ管とアブソーバとの間の
支持区域を広くすることにより更に良好となる。
即ち、まずモールド圧力の分布を良好にして（ア
ブソーバの流通路８を隔てている）エラストマー
材料壁による弾性作用を良好にし、使用中はダク
ト及び流通路内の流体に起因する圧力を大きな表
面に分布させ、もつてヘツダ管とアブソーバとの
接触区域における応力・ひずみを少なくし使用寿
命を延ばし信頼性を与える。

更に本発明の方法を用いれば、アブソーバ２，
２１の流通路８，２１ａの終端部を支持する芯金
型１５は流通路８，２１ａ内に何ら挿入されてい
ないので、上記の如くヘツダ管４のダクト９の軸
方向へ引抜くことができ、従来例の第９図に示す
如き、ヘツダ管の長手方向にわたる端部２５ｃの
クランプ２６、貫通部材２７を必要とせず信頼性
を向上しうると共に作業コストを低減しうる。

更に、本発明によれば次のような効果もある。
即ち、ヘツダ管の特異な構成のため、アブソーバ
の種々の流通路を循環する流体の分布を均一にで
き、循環流体の速度を均一にでき、もつて良好な
熱交換を行なわせることができると共に一層大な
る温度を流体内に蓄積できる。

ヘツダ管のダクトを先細りにしたため、アブソ
ーバ内を循環する流体の圧力水頭損失を一層均一
にできる。従つて、特に循環流体に関する限りソ
ラーパネル自体の最大の効率を得ることができ
る。更に、ヘツダ管のダクト内での張出し部の特
異な配列のため、ダクト内でのらせん状運動を生
じさせ、これが各流通路内での循環流体の分布を
良好にする。

更に、張出し部がダクトの軸線に関して対称的
でない特に第２図の実施例の場合、ヘツダ管内の
循環流体の圧力によりヘツダ管をアブソーバから
分離させようとする応力の発生が少ない。事実、
ヘツダ管とアブソーバとの結合部に加わる力は、
ヘツダ管の断面がどのようなものであつても円周
方向（即ち接線方向）に向くことになる。それ
故、ダクトに関して張出し部を非対称に配置する
と、アブソーバの表面に垂直な力の成分、即ち実
際にアブソーバからヘツダ管を垂直方向へ引剥そ
うとする力の成分は、張出し部の非対称性が顕著
になるほど（即ち、流通路の軸線を含む平面とダ
クトの軸線との間の距離が大きくなるほど）小さ
くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るヘツダ管を備えたソラー
パネルの概略平面図、第２図は上記ヘツダ管の一
実施例の断面斜視図、第３図は上記ヘツダ管の別
の実施例の製造工程を示す断面図、第４図〜第６
図は上記ヘツダ管の更に別の実施例の製造工程を
示す断面図、第７図〜第９図は従来のヘツダ管を
備えたソラーパネルの製造工程を示す図である。 １：ソラーパネル、２，２１：アブソーバ、
４，２５：ヘツダ管、４ａ，４ｂ，４ａ−１，４
ｂ−１，２５ｂ：すそ部、７，７′：張出し部、
８，２１ａ：流通路、９：ダクト、１３，１３−
１，１４，１４−１：金型、１５，１５−１：芯
金型、１６：グルーブ、１７，１８，１７−１，
１８−１：支持区域。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数個の流通路を具備したエラストマー材料
   又はプラストマー材料のアブソーバから成るソラ
   ーパネルのためのヘツダ管を製造する方法におい
   て、 既に加硫済みの前記アブソーバの終端部分をモ
   ールド内に挿入する工程、 前記加硫済みのアブソーバの終端部分に接して
   ヘツダ管の管壁を形成すべく未加硫エラストマー
   材料をシエーピングし、前記アブソーバに設けた
   流通路の壁の所定部分を弾性的に押圧変形させる
   工程、 該未加硫エラストマー材料を加硫することによ
   りヘツダ管をアブソーバに結合する工程、 およびこのようにして出来たソラーパネルとヘ
   ツダ管との結合体をモールドから取出し前記アブ
   ソーバの壁の所定部分を弾性的に元の形に戻す工
   程とからなるソラーパネルのためのヘツダ管の製
   造方法。