JPS6337640Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ＜技術分野＞ 本考案は熱媒の状態変化を利用した太陽熱集熱
装置に関する。

＜従来技術＞ 従来、熱媒の状態変化を利用し、蓄熱槽へ熱を
移送する太陽熱集熱装置としては例えば第１図に
示すようなものが知られている。即ちこの太陽熱
集熱装置は、太陽熱集熱器１、この集熱器の上方
に位置する熱交換チユーブ２、このチユーブの下
方に位置する受液器３、これら三者を接続する蒸
気管４及び液管５からなる第一熱媒の第一循環系
と、蓄熱槽６、循環ポンプ７、熱交換チヤンバー
８及びこれらを接続する配管９からなる第二熱媒
の第二循環系とから構成されていた。なお第一熱
媒の循環系内は真空排気された後、所定量の熱媒
が充填され、熱媒の充填量としては受液器の位置
の高さまで液状態となるよう調整される。

そして太陽熱を受けると、太陽熱集熱器１内の
第一熱媒は、第１図実線で示す如く、気化して上
方へ移動し、蒸気管４を通つて熱交換チユーブ２
に流入する。この熱交換チユーブ２で第一熱媒は
熱交換チヤンバー８内の第二熱媒に熱伝達して凝
縮し、液管５を流下し受液器３を経た後、再び太
陽熱集熱器１に入いる。なお受液器３は太陽熱集
熱器１内の液量を調整し、集熱状態を最適に保つ
役目がある。他方第二熱媒は、点線で示す如く、
蓄熱槽６と熱交換チヤンバー８の間を循環して熱
を移送する。

上記の如き太陽熱集熱装置を実際に家庭へ取付
ける場合、太陽熱集熱器、熱交換器、受液器等の
構成部品の設置、固定あるいは相互の配管、そし
て配管の真空排気、第一熱媒の充填等、その施工
は非常に面倒なものであり、商品としての普及に
至つていないのが現状である。

＜目的＞ 本考案は上記に鑑みてなされたもので、熱媒の
状態変化を利用する太陽熱集熱装置の主要構成部
品を太陽熱集熱器内に内装することにより構成の
簡易化及び施工性の改善を図ると共に集熱効率を
向上させることを目的としている。

＜実施例＞ 以下に本考案の実施例を図面に基いて説明す
る。第２図〜第４図は本考案の第一実施例を示す
もので、第２図は太陽熱集熱器の一部断面斜視
図、第３図は第２図のＸ−Ｘ断面図、第４図は熱
媒の流れを示す太陽熱集熱器の構成図である。こ
の第一実施例に示す太陽熱集熱装置は、第一熱媒
ａを太陽熱集熱器１１内で循環させる第一循環系
Ａと、第一熱媒ａとは別の第二熱媒ｂを太陽熱集
熱器１１と蓄熱槽との間で循環させる第二循環系
Ｂとが設けられ、前記第一循環系Ａは、複数の集
熱管１３と、これらの上端を互に接続する凝縮管
１４と、該凝縮管１４と前記複数の集熱管１３の
下端とを接続する液管１５とから構成され、該液
管とこれに嵌合する第二循環系Ｂの第一吸熱管１
６ａとから第一熱交換器１７ａが構成され、前記
凝縮管１４とこの凝縮管に嵌合する第二循環系Ｂ
の第二吸熱管１６ｂとから第二熱交換器１７ｂが
構成され、該第一熱交換器１７ａ及び第二熱交換
器１７ｂは前記太陽熱集熱器１１の箱体１８に内
装されてなるものである。

なお前記第一循環系Ａにおいては、前記集熱管
１３は、各々集熱板１９を有して横方向に複数本
並設されており、その下端は下部ヘツダー管２１
に接続されている。また前記集熱管１３に並設さ
れた液管１５の下端は該下部ヘツダー管２１の一
端に接続されている。そして前記凝縮管１４の一
端側及び下部ヘツダー管２１の他端側は閉塞され
ている。また凝縮管１４及び液管１５は一体成形
されて互に直角に折曲され、液管１５の下端と下
部ヘツダー管２１の一端とはろう付接合されてい
る。なお第一循環系Ａは真空排気された後、少く
とも集熱管１３の下側1/2以上が液相となるよう
第一熱媒ａ（例えば商品名フロンＲ−11，113，
114）が充填されている。

一方前記第二循環系Ｂは、太陽熱集熱器１１内
の縦方向の第一吸熱管１６ａ及びこれと一体成形
された横方向の第二吸熱管１６ｂと、前記蓄熱槽
と、循環ポンプと、これらを接続する配管とから
構成されたもので、その構成は、第二熱媒ｂ（例
えば水又は不凍液）により温水が蓄熱槽内に蓄え
られる従来のものとほぼ同様である（第１図参
照）。そして前記両吸熱管１６ａ，１６ｂの主要
部は前記凝縮管１４に内嵌されており、該各吸熱
管１６ａ，１６ｂの外端部１６ｃ，１６ｄは前記
箱体１８の側壁１８ａの上部及び下部から夫々外
側へ突出されている。また前記第一熱交換器１７
ａ及び第二熱交換器１７ｂは一体的に成形された
二重管構造であり、両者１７ａ，１７ｂは互に直
角に折曲されて、第一熱交換器１７ａは縦方向
に、第二熱交換器１７ｂは横方向に夫々配置され
たものである。

即ち前記太陽熱集熱器１１は、上面を透光性の
蓋２４で覆われた前記箱体１８内に、前記第一循
環系Ａと、前記第一熱交換器１７ａ及び第二熱交
換器１７ｂとが内装され、前記両吸熱管１６ａ，
１６ｂの外端部が第二循環系Ｂの配管と接続可能
に箱体１８から突出されてなるものである。なお
前記箱体１８内には集熱管１３の下部に断熱材２
５が敷設され、更に凝縮管１４、液管１５及び下
部ヘツダー管２１の外周部も断熱処理が施されて
いる。

上記構成において、第一循環系Ａ内は真空排気
された後所定量の第一熱媒ａが充填される。そし
て第４図実線矢印の如く、第一熱媒ａは、太陽熱
を受けると、集熱管１３で気化し、上方の凝縮管
１４に移動し、第二循環系Ｂの第二吸熱管１６ｂ
部で放熱し、第一熱媒ａと対向して流れる第二熱
媒ｂに熱を伝達するとともに自らは凝縮液化して
液管１５に流下する。液管１５に流下した第一熱
媒ａは更に下部ヘツダー管２１に流れるが、この
液管１５部でもその顕熱分を第一吸熱管１６ａの
第二熱媒ｂに放熱する。そして下部ヘツダー管２
１から集熱管１３に入つて再び気化するサイクル
を繰返す。一方第二循環系Ｂの第二熱媒ｂは、第
４図点線で示す如く、第一熱交換器１７ａの吸熱
管１６ａで第一熱媒ａの顕熱を吸熱するとともに
第二熱交換器１７ｂで第一熱媒ａの凝縮熱も吸収
し、蓄熱槽へ熱を移送する。

ここで本実施例と第１図の従来例の構成とを対
比してみると、本実施例の集熱管１３、下部ヘツ
ダー管２１は第１図の太陽熱集熱器１内の集熱流
路に、凝縮管１４は第１図の熱交換チユーブ２
に、液管１５は第１図の受液器６及び液管５に、
第一、第二吸熱管１６ａ，１６ｂは第１図の熱交
換チヤンバー８に夫々対応しており、両者が同じ
機能を有しているものであることが理解できる。
従つて本実施例の太陽熱集熱装置を実際の家庭へ
取付ける場合、太陽熱集熱器１１と蓄熱槽とこれ
らを接続する第二熱媒用の配管のみでよく、熱交
換器、受液器の据付けや相互の配管を省略でき、
また太陽熱集熱器の組立ても従来と何ら変わるこ
とがない。また吸熱管１６ａ，１６ｂを内側に、
凝縮管１４及び液管１５を外側に配した二重管構
造としたから、後述する本考案の第二実施例の如
き上部ヘツダー管を必要とせず、構造も簡単にで
きる。

次に第５図に示す本考案の第二実施例について
説明すると、これは、第一実施例では第一、第二
吸熱管１６ａ，１６ｂが凝縮管１４及び液管１５
の内側に配設されているのに対し、両吸熱管１６
ａ，１６ｂが凝縮管１５及び液管１６の外側に配
設されて夫々第一熱交換器１７ａ、第二熱交換器
１７ｂが構成されたものである。この場合、集熱
管１３の上端は横方向に配された上部ヘツダー管
２６に接続され、該上部ヘツダー管２６を介して
凝縮管１４に接続される。そしてこの場合も上記
実施例と同様の作用効果を奏する。

＜効果＞ 以上の説明から明らかな通り、本考案による
と、第一循環系及びこれの第一熱媒から第二循環
系の第二熱媒へ熱を伝達させるための熱交換器を
太陽熱集熱器に一体的に設けたから、構成が簡易
化され、かつ第一循環系の真空排気及び第一熱媒
の充填は太陽熱集熱器の製作時に行い得、現場で
の太陽熱集熱器、蓄熱槽の設置、配管等の施工が
容易に行い得、更に液管とこれに嵌合する第二循
環系の第一吸熱管とから第一熱交換器が構成さ
れ、凝縮管とこの凝縮管に嵌合する第二循環系の
吸熱管とから第二熱交換器が構成されているか
ら、液管内の液化した第一熱媒の顕熱分も含めて
有効に熱交換でき、集熱効率を向上し得ると共に
スペースの有効利用を図り得るといつた優れた効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の熱媒の状態変化を利用した太陽
熱集熱装置の構成図、第２図は本考案の第一実施
例を示す太陽熱集熱器の一部断面斜視図、第３図
は第２図のＸ−Ｘ断面図、第４図は同じく熱媒の
流れを示す太陽熱集熱器の構成図、第５図は本考
案の第二実施例である熱媒の流れを示す太陽熱集
熱器の構成図である。 Ａ：第一循環系、Ｂ：第二循環系、ａ：第一熱
媒、ｂ：第二熱媒、１１：太陽熱集熱器、１３：
集熱管、１４：凝縮管、１５：液管、１６ａ，１
６ｂ：吸熱管、１７ａ，１７ｂ：熱交換器、１
８：箱体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 第一熱媒を太陽熱集熱器内で循環させる第一循
   環系と、第一熱媒とは別の第二熱媒を太陽熱集熱
   器と蓄熱槽との間で循環させる第二循環系とが設
   けられ、前記第一循環系は、複数の集熱管と、該
   複数の集熱管の上端を互に接続する凝縮管と、該
   凝縮管と前記複数の集熱管の下端とを接続する液
   管とから構成され、前記液管とこれに嵌合する第
   二循環系の第一吸熱管とから第一熱交換器が構成
   され、前記凝縮管とこの凝縮管に嵌合する第二循
   環系の第二吸熱管とから第二熱交換器が構成さ
   れ、該第一熱交換器及び第二熱交換器は前記太陽
   熱集熱器の箱体に内装されたことを特徴とする太
   陽熱集熱装置。