TWM413105U - Improved structure of solar heat collection pipe - Google Patents

Description

M413105 五、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 本創作係關於一種太陽能集熱管結構改良，主要是利 用超音波熔結技術進行導熱片與集熱管之結合藉以取代 習知之錫焊合結構，使其得以不受材質限制外，並藉其兩 道以上熔結線之同步施作，使其得以確保集熱管與導熱板 的觸接關係，據以取得較佳之熱傳導效能者。 【先前技術】 按，一般的太陽能熱水器在結構設計上，請參閱第工 圖所示，主要設具有一儲水筒（丄）及至少一組以上之集 熱板（2)，於儲水筒（1)外接有冷、熱水進水管（3 )(5)及冷、熱水出水管（4) (6)，令該冷水出水 官（4)與集熱板（2 )的進水端銜接，而集熱板（2 ) 的出水端則與儲水筒（1 )的熱水進水管（5 )銜接，依 此構成一循環加熱系統，將儲水筒（丄）之冷水進水管（ 3 )導入之低溫冷水經冷水出水管（4)輸送通過集熱板 (2 )，利用集熱板（2 )吸收太陽光的熱能而對通過的 冷水進行加熱，而後將高溫熱水經熱水進水管（5 )導入 儲水筒（1)貯存，待需要時再由熱水出水管（6)導出 供使用者使用。 由於此類太陽能熱水器係利用自然的能源進行水溫加 熱，無需使用電能，完全符合節能減碳之環保訴求，是以 政府亦有相關的補助政策鼓勵民眾按裝此類太陽能熱水器 ’但因其售價偏高’而政府的補助經費有限，是以其安裝 4 M413105 成本仍與傳統的瓦斯熱水器與電熱水器存在有相當大的差 距’嚴重影響消費者的裝機意願，為解決此一問題，相關 業者無不致力於產製成本的減降，期能以降低售價的方式 讓消費者認同與接受。 觀諸此類太陽能熱水器的結構，在其集熱板的設計上 係採相同或不同材質之導熱板與集熱管所複合組製成型， • 而其導熱板與集熱管所採用的材質對於其整體成本的影響 最為顯著’然集熱管因受限於用水的安全性，通常只能採 籲銅管或不銹鋼管製造，是以欲達其成本的減降，惟有從導 熱片的材質改變上著手，基於此，乃有業者基於成本考量 而將導熱片改採成本較低的紹材製造，但仍有部份業者仍 堅持使用銅材導熱片，如此一來，在導熱片與集熱管的組 製結合上，便衍生不同的技術手段，對於一般相同材質之 結合，除了採用傳統的錫焊技術外，亦可採用超音波熔結 技術，但對於不同材質之導熱片與集熱管之結合，則只能 鲁採用超音波熔結技術，換言之，即因該等超音波溶結技術 較不受材質方面的限制，所以目前在導熱片與集熱管的組 製結合上，無論其導熱片與集熱管的材質是否同一，多已 改採超音波熔結技術來進行其組製結合作業。 前揭之集熱管與導熱片採超音波熔結的作業上，請參 閱第2、3圖所示，主要是於集熱板的每一導熱片（工◦ )分別製設有一道呈朝下型態之弧凹容槽（丄丄），其弧 凹容槽（1 1 )的尺徑與型態概與集熱管（2 〇 )的外徑 相符，藉以將集熱管（2 0)自導熱片（2 〇 )下部靠置 5 M413105 二：槽（1 1 )内’再於弧凹容槽（1 1 )最頂點部 = ·、、熱管（2 〇 )間施作—道超音波溶結作業，藉以構 成一道炫結線（2 1 )以取得集熱管（2 〇 )與導熱片（ 土 〇 )兩者之結合效果’類此之作業技術，雖施工難度不 南，但因每—集熱管（2 〇)與導熱片（1〇)間只有單 炫結線（2 1 )取得結合，雖弧凹容槽（丄丄）的型態 與集熱管（2 0)外徑相符契合，理論上可取得全面性的 接觸效果’但其僅屬假性接觸，且可能因導熱# (1〇) 與集熱管（2 0) +同材質的溫度變形率不同，因此在太 陽光照射下所造成的冷縮熱脹現象，常料致導熱片（1 ◦)的弧凹容槽（1 1 )兩端邊側與集熱管（2 〇 )呈局 部分離狀態，而僅有在其㈣線（2 1 )兩側部位保持極 微幅的接觸關係’如此—來，將嚴重影響兩者間的導執效 率’絕難稱為理想之設計，自有必料法加以解決㈣者 【新型内容】 有鑑於現㈣集熱管與導熱片的結合方式所存在及衍 生之問題與缺失，創作人特著手進行研究改良，基於其從 事相關行業之年經驗與技術，進而研創出本創作之太陽能 集熱管結構改良’即其主要目的係在於經由結構之组成設 計，在取得銅質集熱管與崎導熱片的穩固結合關係外， 更得以有效維持其熱傳導效能者。 本創作之另-目的係在於經由結構之組成設計，使其 在取得集熱管與導熱片之熱傳導效能外，更得以確保兩者 6 M413105 2穩固接觸關係與接觸面積，避免因材質冷縮熱服所造 成的不利影響者。 為達前揭目的’本創作於結構設計上，主要是利用超 曰波炫結技術於狐凹槽外緣面同步施作有至少兩道以上之 嫁…線’且該等溶結線以愈近接弧凹槽下邊側為愈佳，據 以令每—集熱管與其導熱片之弧凹槽均具有至少兩道以上 ，溶結線，使其不致科熱片的冷縮熱脹仙而脫離集敎 :表面，據以確保導熱板與集熱管具有較大之接觸面積:、 從而可提昇其整體的熱傳導效能者。 【實施方式】 有關於本創作之結構組成、技術手段及功效達成方面 ’謹配合圖式再予舉例進一步具體說明於后： 請參閱第4圖之結構示意圖及第5圓之結構關係示意 圖說明本創作之較佳實施例，如圖所示 設計上’主要是於太陽能熱水器的集熱板之各導熱τ(: _ 〇)分別製設有-道呈朝下型態之狐凹容槽㈡丄），該 等弧凹容槽（3D乃設具有契合集熱管（4〇)外徑;; 81弧面’俾在將集熱管"〇)置入其弧凹容槽（川 時可々集熱b (4〇)的外緣面與弧凹容槽（η)取 得貼合接觸關係，再利用超音波熔結技術於弧凹容槽（3 1)的外緣面同步施作有至少兩道以上之熔結線（41) j42)，且該等溶結線（41) (42)以愈近接弧凹 ”曰（3 1 )的下邊側為愈佳亦即使集熱管（4 〇 )與 導熱片（41)的炼結線（4 1) (4 2)得以偏離弧凹 105 容槽（31)的頂點位置’如此一來’將可利用該兩道炼 結線（4 1 ) ( 4 2 )取得集熱管（4 〇 )與導熱 〇 )弧凹容槽（3 1 )的貼合接觸關係之穩定維持，令1 即使因冷縮熱脹而產生變形率差異時，仍㈣其兩 線（41) (42)的兩側邊部位保有的適 限位拉引作用，取得集熱管（4〇)·導熱二= 弧凹谷槽（31)間的較大面積接觸，不致有習知單一溶 結線結構的大幅度分離問題，俾能有效增加與維持兩者的 接觸面積，從而可提昇其整體的熱傳導效率； 即，本創作在結構設計上，雖係沿襲習知導教片利用 預製之弧凹容槽供㈣管組製並取得貼合接觸關係， 兩者接觸關係之結合固^上，則捨棄了習知單道超音波溶 結線之mu式，轉超音波熔結技術於導㈣偏離狐凹 ”位同步施作至少兩道以上之超音波熔結線， 二b:來’將可確實固定導熱片之弧凹容槽與集熱管的貼 觸關係’使其不致因材質的變形率不同而發生導熱片質集 熱管之間產生大幅度的分離間隙之問題，據以可確保埶 板與集熱管具有較大之接觸面積，從而可提昇其整體的: 傳導效能’有效解決習知結構所存在之問題盥缺失.… 由是可知，本創作在太陽能集熱板之導熱片與集熱管 的組製結合上’乃採用超音波溶結技術使其結合作業不致 受到導熱片與集熱管的材質限制，如此一來，當受限於用 水安全性而必須選擇銅管或不銹鋼管作為集熱管時，則其 在導熱片的材質選擇上，除了與集熱管材質相同之鋼質導 M413105 熱片或不銹鋼導熱片外，更得以選擇採用成本較為低簾之 銘板作為導熱片’而無論集熱管與導熱片的材質是否相同 ，均得經由超音波㈣.而取得兩者結合_之穩固性，更 因本創作係採兩道溶結線同步施作，且使其設製位置偏離 頂點部位’令其得以在兩側兩道溶結線的結合與拉引限位 作用下，無論在任何情況下均能取得集熱管與導熱片的大 _接觸Μ ’使其熱料效率可獲得極佳之維持與提昇 _ ，徹底解決現有同類物品所存在之問題與缺失； 總結以上說明，可知本創作在結構設計上，乃利用超 音波熔結技術於每一集熱管與其靠置之導熱片的弧凹容槽 同步施作至少兩道或以上之熔結線，使其結合上更為穩固曰 且可確實維持兩者的貼觸關係，使導熱板受陽光照射所 吸收的熱量能有效地傳導至集熱管進行冷水的加溫，達到 高效率的節能加熱功效，俾在減降其整體的產製成本目的 外，更能兼顧其高效能之熱傳導效率，徹底解決習知結構 • 未盡完善之缺失，整體而言，確具有極佳之產業利用性與 實用價值，誠不失為一優異、突出之創新設計，爰依法提 出專利申請。 【圖式簡單說明】 第1圖：係一般太陽能熱水器之結構示意圖。 第2圖·係習知太陽能集熱管之結構示意圖。 第3圖：係習知太陽能集熱管之結構關係示意圖。 第4圖：係本創作較佳實施例之結構示意圖。 第5圖：係本創作較佳實施例之結構關係示意圖。 9 M413105 【主要元件符號說明】 (1 )儲水筒 (3 )冷水進水管 (5 )熱水進水管 (1 0 )導熱板 (2 0 )集熱管 (3 0 )導熱板 (4 0 )集熱管 (2 )集熱板 (4 )冷水出水管 (6 )熱水出水管 (1 1 )弧凹容槽 (2 1 )熔結線 (3 1 )弧凹容槽 (41) ( 4 2 )熔結線

Claims (1)

1. M413105 • 100年07月15日修正替換頁 • 六、申請專利範圍： 1、 一種太陽能集熱管結構改良，主要是針對太陽能 熱水器集熱板的導熱片與集熱管之組製結合而設計，於該 集熱板的各導熱片分別製設有一道呈朝下型態之弧凹容槽 ’該等狐凹容槽乃設具有契合集熱管外徑之圓弧面，俾在 將集熱官分別置入旅凹容槽時，可令集熱管的外緣面與弧 凹谷槽取得貼合接觸關係；其改良係在於： 該等導熱片的弧凹容槽乃利用超音波熔結技術於其外 鲁緣面施作有至少兩道以上之熔結線，且該等熔結線將導熱 片與集熱管熔結成一體者。 2、 依據申请專利範圍第1項所述之太陽能集熱管結 構改良，其中該等導熱片的弧凹容槽與其置設之集熱管熔 結的至少兩道以上之熔結線，係採同步施作成型者。 3、 依據申請專利範圍第1項所述之太陽能集熱管結 構改良，其中該等導熱片的弧凹容槽與其置設之集熱管熔 • 結之至少兩道以上之熔結線，係製設於偏離弧凹容槽頂點 的兩邊側部位者。 4、 依據申請專利範圍第i項所述之太陽能集熱管結 構改良，其中該等導熱片的弧凹容槽與其置設之集熱管熔 、σ的至夕兩道以上之熔結線，係以愈近接弧凹容槽的下邊 側為愈佳者。 5、 依據申請專利範圍第j項所述之太陽能集熱管結 構改良，其中該導熱片與集熱管係為同一材質者。 • 6、依據申請專利範圍第1項所述之太陽能集熱管結 11 M413105 構改良，其中該導熱片與集熱管係為不同材質者。

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