JPH0320699Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は太陽熱集熱器、特にヒートパイプ式
の太陽熱集熱器に関する。

従来の技術とその問題点 近時、この種のヒートパイプ式太陽熱集熱器と
して、集熱板に伝熱接触状態に取付けた並列状の
複数本の集熱管の一端を、内管を水等の熱媒体通
路とする二重管からなるヘツダーの外管の周壁に
連通接続し、このヘツダー外管と集熱管とで密閉
容器を形成して前者を凝縮部、後者を蒸発部とす
るヒートパイプを構成せしめたものとする提案が
なされている。

しかるに、このような集熱器において、集熱板
及び集熱管は、アルミニウム押出型材等で方形に
枠組みされた集熱器枠体内に納められ、該枠体の
上面をガラス等の透過体で覆つて扁平な箱状に形
成されるが、この枠体内に上記ヘツダー部分をも
同時に装入配置するときは、その設置スペース分
だけ枠体内において有効集熱面積が減少せられる
のみならず、ヒートパイプの凝縮部として作用す
るヘツダーの外管の高熱により、集熱室内で対流
を起こし、その結果外管からの熱損失が大きくな
るというような問題点がある。

一方、ヘツダー部分を集熱器枠体の外部に設け
るものとするときは、上記枠体による集熱器の本
体部分とヘツダー部分とが集熱管を介して連結さ
れることになるため、集熱器全体の強度が劣り、
取扱いが厄介なものとなると共に、体裁上も好ま
しくない等の問題点がある。

この考案は、このような問題点を解決しようと
するものであり、集熱部本体とヘツダー部分とを
含む集熱器の全体を一体型に構成し、強度、体裁
に優れたものに構成しながら、可及的構造の簡素
化、組立の簡易化をはかり、併せて、集熱板を配
置した集熱室とヘツダーを収納したヘツダー収納
室内との間での相互の熱干渉を防止しうるヒート
パイプ式太陽熱集熱器を提供することを目的とす
る。

問題点を解決するための手段 上記の目的において、この考案に係るヒートパ
イプ式太陽熱集熱器は、図示実施例の符号を参照
して説明すれば、集熱器枠体３内に配置された集
熱板５に複数本の集熱管６が伝熱接触状態に並列
して取付けられ、これらの集熱管６の一端が内管
１１を熱媒体通路とする二重管からなるヘツダー
１０の外管１２の周壁に連通接続され、該ヘツダ
ー外管１２と前記集熱管６とで前者を凝縮部とし
後者を蒸発部とするヒートパイプが構成された太
陽熱集熱器において、前記集熱器枠体３が、左右
１対の側枠材３ｂ，３ｂと、それらの下端間に連
結された下部横枠材３ｃと、同側枠材３ｂ，３ｂ
の上端部間に連結され、前記集熱板５の配置され
た集熱室１ａと前記ヘツダー１０の配置されたヘ
ツダー収納室２ａとの間を仕切つた上部横枠材３
ａとで構成され、上記側枠材３ｂ，３ｂ、下部横
枠材３ｃ及び上部横枠材３ａで囲まれる集熱部１
の下部に上記各枠材３ａ，３ｂ，３ｃに保持せし
めて断熱材４が設けられ、その上面側に前記集熱
板５が配置されると共に、前記集熱部１の上面を
覆つて透過体８が配置され、該透過体８が前記各
枠材３ａ，３ｂ，３ｃ上に係合止着されたガラス
押さえ３２によつて抑止固定され、また、前記上
部横枠材３ａは、上下に２分割されて上枠材３１
ｂと下枠材３１ａとで構成され、これらの上下両
枠材３１ｂ，３１ａが係合部１６により相互に係
合連結されて前記集熱室１ａとヘツダー収納室２
ａとの間を仕切る仕切壁３４が構成され、かつ上
下枠材３１ｂ，３１ａのいずれか一方の仕切壁３
４部分に設けられた切欠部３５を通じて前記集熱
管６が集熱室１ａからヘツダー収納室２ａに貫通
されたものとなされると共に、前記ヘツダー収納
室２ａは、前記左右側枠材３ｂ，３ｂの集熱部１
からの延長部分の間に配置された横断面コ字状の
ヘツダーカバー１４によつて外側を覆われてな
る、ことを特徴とするものである。

実施例 以下、この考案の実施例を添附図面に基いて説
明する。

第１図はこの考案に係る太陽熱集熱器Ａの全体
を、第２図および第３図はその各部の構造の詳細
をそれぞれ示すものであり、１は集熱部、２は熱
交換部を示す。

集熱部１は、アルミニウム押出型材等をもつて
方形に枠組みされた集熱器枠体３の内側におい
て、その下部に上記枠体３に保持せしめて断熱材
４が敷設され、その上面側に集熱板５がほゞ全面
に亘つて配置されると共に、該集熱板５の下面側
に複数本の集熱管６が集熱板と伝熱接触状態にし
て並列状に取付けられている。そしてこの各集熱
管６の下端は共通の１本の連通管７に直交状に連
通接続されると共に、上端部は枠体３の上部横枠
材３ａを貫通してその外側に突出され、後述する
ヘツダー１０の外管１２の周壁に連通接続されて
いる。８は集熱部１の上面を覆つて配置された透
明ガラス等の透過体である。

熱交換部２は集熱部１の上端部に隣接して設け
られたもので、前記枠体３の上部横枠材３ａに近
接してこれを平行に配置されたヘツダー１０と、
これの外側を、断熱材１３（第２図参照）を介し
て覆つたヘツダーカバー１４とを有する。

ヘツダー１０は二重管からなるもので、その内
管１１は水等の熱媒体の循環する熱媒体通路を構
成し、外管１２はヒートパイプの凝縮部を構成す
るものとなつている。即ち、内管１１は両端部が
外管１２から突出されて熱媒体循環回路に接続可
能なものとなされると共に、外管１２は両端が絞
り加工されて内管１１の周面に密封接合され、そ
の周壁に連通接続された集熱管６及び下部連通管
７とで密閉真空容器を構成し、かつ内部に作動流
体が封入されて全体として一体のヒートパイプを
構成するものとなされている。従つて、集熱板５
に接触する集熱管６はヒートパイプの蒸発部とし
て作用するものとなつている。また、内管１１の
外周面には熱交換効率をあげるために多数の円板
状フイン１５が取付けられている。かつ、外管１
２は、集熱器Ａが設置される屋根勾配が変化して
もその内部に作動流体の滞溜を生じないように、
集熱管６に接続される周壁の下部が断面漏斗状の
案内斜壁１２ａに形成され、全体として断面略水
滴形を呈するものとなされている。

ヘツダー１０のまわりをとり囲んだ断熱材１３
は、グラスウール等よりなるものであり、高温と
なる外管１２からの外部への熱放散を防ぐと共
に、その防振効果によりヘツダーを保護しその関
連部材の接合部に緩み等の欠陥を生じにくいもの
としている。

ところで、集熱器枠体３は、第１図ないし第３
図に示すように、集熱部１と熱交換部２とに連続
した左右１対のアルミニウム押出型材製の側枠材
３ｂ，３ｂと、それらの下端間をつないだ下部横
枠材３ｃと、同側枠材３ｂ，３ｂの上端部間をつ
ないだ上部横枠材３ａとよりなり、これらの枠材
３ａ，３ｂ，３Ｃ上に、集熱部１上面を覆つて配
置された前記透過体８の周縁部を抑止固定するガ
ラス押さえ３２が係合止着されている。そしてま
た、上記枠材３ａ，３ｂ，３ｃで囲まれた集熱部
１の領域において、前記断熱材４はこれらの枠材
の下部のコ字状の断熱材保持部３１によつて周縁
部を保持せられたものとなされている。

また、上部横枠材３ａは、第２図および第４図
に示すように枠材主体に相当する部分が上下に２
分割されて下枠材３１ａと上枠材３１ｂとで構成
され、それらが互いに係合部１６により係合連結
されたものとなされている。そして、上枠３１ｂ
の下部が、枠体３内の上部空間である集熱室１ａ
と、ヘツダーカバー１４内のヘツダー収納室２ａ
との間を仕切つた仕切壁３４となつており、この
仕切壁３４に設けられた逆Ｕ字状の切欠部３５を
前記集熱管６が貫通せられている。仕切壁３４
は、上下両枠材３１ｂ，３１ａの両者で構成する
ものとしても良いし、また切欠部３５も、これを
下枠材３１ａ側に設けるものとしても良い。

ヘツダーカバー１４は横断面略コ字状に形成さ
れたアルミニウム押出型材等よりなるもので、そ
の開口側上下端縁に、先端に矢形係合部を有する
断面略Ｌ字状の係合突片３６，３６が設けられ、
該係合突片３６，３６を枠体３の上部枠体３ａ、
即ちその下枠３１ａとガラス押さえ３２ａとに突
設された対応係合突片３７，３７に係止すること
により、上記横枠材３ａに着脱自在に取付けられ
ている。かつこのヘツダーカバー１４は集熱器枠
体３と同じ高さに形成され、上下両面が枠体３と
同一平面に位置せられると共に、両端の開口部分
が集熱部１から延長された枠体３の側枠材３ｂ，
３ｂの延長部分によつて塞がれ、その結果外観
上、集熱部１と熱交換部２とが連続した一体物と
して外観されるものとなつている。

上記の太陽熱集熱器Ａは、透過体８を透過した
太陽光によつて集熱板５を介して集熱管６が加熱
され、その内部に封入されている作動流体に蒸発
を生じさせる。この蒸発した高温の蒸気は、急速
に集熱管６から上方のヘツダー１０の外管１２内
に移動し、内管１１内を流れる水等の熱媒体と熱
交換して該熱媒体を加熱する。この熱交換によつ
て外管１２内で凝縮された作動流体は専らに重力
の作用で再び集熱管６内に流下され、その下端に
連通された連通管７によつて各集熱管６内の液位
を常に平均的に維持されつゝ、再び上記の加熱蒸
発のサイクルを繰返すことによつて、ヘツダー内
管１１内の熱媒体に太陽熱エネルギーを連続的に
伝達する。

従つて、上記のような太陽熱集熱器Ａは、その
内管の両端を、蓄熱槽をめぐる熱媒体循環回路に
接続することにより、自然循環式あるいは強制循
環式のいずれの太陽熱温水器にも適用可能なもの
である。

考案の効果 この考案は上述の次第で、集熱板５の配置され
た枠体３内の集熱室１ａと、ヘツダー１０の配置
されたヘツダー収納室２ａとの間に上部横枠材３
ａによる仕切壁３４が設けられて、上記両室が互
いに仕切られたものとなされている。従つて、集
熱室１ａ内はヘツダー１０に制約されることなく
その全面を有効集熱面積として利用することがで
き、集熱効率を向上しうると共に、相当な高温に
なるヘツダー収納室２ａと、比較的低温である集
熱室１ａとの間で空気が対流するのを少なくする
ことができる。従つて、ヘツダー外管１２から外
方への熱放散による熱損失を減少し、ヘツダー内
管１１を流れる熱媒体への太陽熱エネルギーの伝
達効率を向上しうる。

また、熱交換器の集熱部１とヘツダー１０を備
えた熱交換部２とが、左右の側枠材３ｂ，３ｂを
介して一連に連設されたものとなされているか
ら、全体を一体型の熱交換器として取扱うことが
でき、強度に優れたものとすることができると共
に、外観体裁も良い。

更に、熱交換器枠体３が、左右１対の側枠材３
ｂ，３ｂと、下部横枠材３ｃと上部横枠材３ａと
で構成され、それらに囲まれる集熱部１の下部に
上記枠材に保持せしめて断熱材４が設けられてい
るので、該断熱材をもつて集熱部１の底板を兼ね
たものとすることができ、構造の簡素化、軽量化
をはかりうると共に、上部横枠材３ａが上下に２
分割されて上枠材３１ｂと下枠材３１ａとで構成
され、それらが係合連結されるものとなされると
共に、いずれか一方の枠材の仕切壁部分に設けら
れた切欠部３５を通じて集熱管６を集熱室１ａか
らヘツダー収納室２ａに貫通せしめたものとなさ
れていることも相俟つて、組立に際し、断熱材４
を配設し、集熱管６と共に集熱板５を敷設したの
ち、上部横枠材３ａの上枠材３１ｂを同下枠材３
１ａに係合連結させ、次いでヘツダーカバー１４
の取付けを行うことにより、熱交換器のとくに主
要構造部分の組立を比較的簡易に行うことがで
き、しかも組立後の集熱器の強度を充分優れたも
のとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に係る太陽熱集熱器を一部を
切欠いて示した全体斜視図、第２図は中間部を一
部省略して示した全体斜視図、第２図は中間部を
一部省略して示した第１図−線の断面図、第
３図は同じく中間の一部を省略して示した第１図
−線に沿う断面図、第４図は要部の分解状態
斜視図である。 Ａ……太陽熱集熱器、１……集熱部、１ａ……
集熱室、２……熱交換部、２ａ……ヘツダー収納
室、３……熱交換器枠体、３ａ……上部横枠材、
３ｂ……側枠材、３ｃ……下部横枠材、５……集
熱板、６……集熱管、１０……ヘツダー、１１…
…ヘツダー内管、１２……ヘツダー外管、１３…
…断熱材、１４……ヘツダーカバー、１６……係
合部、１８……透過体、３１ａ……下枠材、３１
ｂ……上枠材、３２……ガラス押さえ、３４……
仕切壁、３５……切欠部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 集熱器枠体３内に配置された集熱板５に複数本
   の集熱管６が伝熱接触状態に並列して取付けら
   れ、これらの集熱管６の一端が内管１１を熱媒体
   通路とする二重管からなるヘツダー１０の外管１
   ２の周壁に連通接続され、該ヘツダー外管１２と
   前記集熱管６とで前者を凝縮部とし後者を蒸発部
   とするヒートパイプが構成された太陽熱集熱器に
   おいて、 前記集熱器枠体３が、左右１対の側枠材３ｂ，
   ３ｂと、それらの下端間に連結された下部横枠材
   ３ｃと、同側枠材３ｂ，３ｂの上端部間に連結さ
   れ、前記集熱板５の配置された集熱室１ａと前記
   ヘツダー１０の配置されたヘツダー収納室２ａと
   の間を仕切つた上部横枠材３ａとで構成され、 上記側枠材３ｂ，３ｂ、下部横枠材３ｃ及び上
   部横枠材３ａで囲まれる集熱部１の下部に上記各
   枠材３ａ，３ｂ，３ｃに保持せしめて断熱材４が
   設けられ、その上面側に前記集熱板５が配置され
   ると共に、前記集熱部１の上面を覆つて透過体８
   が配置され、該透過体８が前記各枠材３ａ，３
   ｂ，３ｃ上に係合止着されたガラス押さえ３２に
   よつて抑止固定され、 また、前記上部横枠材３ａは、上下に２分割さ
   れて上枠材３１ｂと下枠材３１ａとで構成され、
   これらの上下両枠材３１ｂ，３１ａが係合部１６
   により相互に係合連結されて前記集熱室１ａとヘ
   ツダー収納室２ａとの間を仕切る仕切壁３４が構
   成され、かつ上下枠材３１ｂ，３１ａのいずれか
   一方の仕切壁３４部分に設けられた切欠部３５を
   通じて前記集熱管６が集熱室１ａからヘツダー収
   納室２ａに貫通されたものとなされると共に、 前記ヘツダー収納室２ａは、前記左右側枠材３
   ｂ，３ｂの集熱部１からの延長部分の間に配置さ
   れた横断面コ字状のヘツダーカバー１４によつて
   外側を覆われてなる、 ことを特徴とするヒートパイプ式太陽熱集熱器。