JPS5856523Y2 - 太陽熱集熱器における熱影響吸収装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、太陽熱集熱装置、特に集熱板を屋根に一体
に組込んで設置される太陽熱集熱器における熱影響吸収
装置に関する。

この種の太陽熱集熱器は、通常屋根に一体に組込まれる
集熱板の下端と上端にそれぞれ直管状の導入ヘッダー管
と排出ヘッダー管とを有し、これらがそれぞれ軒先部お
よび棟上部に横向きに配置された導入管および排出管に
継手管を介して接続されて水が循環せられるようになっ
ている。

ところで、上記の集熱板は、一般に複数のアルミニウム
押出型材あるいは板材等を並べて接続し、これに銅ある
いはステンレス等よりなる多数本の通水管を組付けた金
属製のものであり、従って熱影響によりこれが実際上か
なり大きな伸縮を生じることを避は得ない。

しかもこの伸縮は、集熱板の全体に一様ではなく、種々
の変形を来たすものであり、この伸縮の影響が直接導入
管や排出管に及ぶと、それらを波打ち状に変形させるお
それがある。

このような変形は、排出管においては格別問題を生じな
いが、導入管においては、水抜きを行った場合に変形部
分に水が残溜する結果を生じ、凍結の問題が起こると共
に、水の流れが悪くなるというような弊害を派生する。

このため、従来では、導入管および排出管をともに固定
し、これらを集熱板のヘッダー管に接続するのに伸縮性
の継手を用いて行い、この継手部分で集熱板の伸縮を吸
収せしめうるようにしていた。

しかしながら、このような伸縮性の継手を用いるときに
は、長期間の使用により継手部分から漏水を生じ易いの
みならず、集熱器自体にもその伸縮に伴って無理な力が
加わるため、その破損の原因になり易い等の問題があっ
た。

この考案は、集熱板の熱伸縮を、変形が生しても格別問
題を生じない排出管側のみで吸収せしめるものとし、導
入管側には何らその影響が及ばないようにして上記問題
の解決をはかることを意図としたものである。

以下、その構成を図示実施例に基づいて詳しく説明する
。

第１図は太陽熱集熱装置を一体に組込んだ屋根の全体を
示すものであり、その集熱装置は概略を第２図に示すよ
うに、太陽熱集熱器１が設置された屋根面の大部分を占
める集熱部２と、該集熱部の下方の軒先部に設けられた
配管用の横長の針車３と、集熱部２の一側縁に沿って設
けられた縦長の側室４と、同集熱部２の上縁に沿って棟
上に設けられた横長の棟室５（第５図参照）とを具備す
る。

集熱部２は、第２図および第３図に示すように、野地板
６上に所定間隔を隔てて平行状に配置されたアルミニウ
ム押出型材からなる複数本の瓦棒７と、この瓦棒７，７
間の下部において野地板６上にアルミニウム板等の金属
製捨板８を介して配置された断熱材９と、この各断熱材
９上に設置された集熱器１と、この集熱器１の上方にお
いて隣接する瓦棒７，７間にまたがって配置された枠付
きカバーガラス１０とを主要部材として構成されている
。

集熱器１は複数のアルミニウム押出型材を並べて接続し
、その各型材の長さ方向に平行状に通水管１２を一体に
組付けた集熱板１１と、その上下端に沿って配置され各
通水管１２の上端の出口端と下端の入口端にそれぞれ接
続された直管状の排出ヘッダー管１３（第５図参照）お
よび導入ヘッダー管１４とよりなる。

導入ヘッダー管１４はその一端部が屋根の傾斜に対して
下方にＬ字状に折曲げられ、この折曲げ部が集熱部２と
針車３との間を仕切った下部仕切板１５を貫通して針車
３に突出せられ、該針車３内に横向きや・傾斜状態に配
置された導入管１６に継手管１７を介して連通接続され
ている。

該継手管１７は金属製のもので導入ヘッダー管１４およ
び導入管１６に対し溶接等の手段で強固に一体化接合さ
れるものである。

一方、集熱器１の上端の排出ヘッダー管１３は、これも
その一端部が上方にＬ字状に折曲げられ、この折曲げ部
が第５図に示すように集熱部２と棟室５との間を仕切っ
た上部仕切板１８を貫通して棟室５内に突出せられ、そ
の管端が前記同様金属製の非伸縮性継手管１９を介して
棟室５内に横向きに配置された上部排出管２０ ａに連
通接続されている。

上部排出管２０ ａは、一端が閉塞されると共に、他端
が側室４内に配置された側部排出管２０ ｂを介して、
針車３内に導入管１６を略平行に配置された下部排出管
２０ Ｃに接続されている。

従って、導入管１６から供給される熱媒体としての水は
、継手管１７、導入ヘッダー管１４を通じて各集熱板１
１の通水管１２に分配され、この通水管１２内を上昇す
る間に太陽熱を吸収して温められ、温水となって排出ヘ
ッダー管１３に集められ、継手管１９を介して排出管２
０ ａ 、２０ ｂ 、２０ Ｃに還流せられるものと
なっている。

ところで、集熱器１の下端は、その導入ヘッダー管１４
が、前記下部仕切板１５の集熱器側内面に取付けられた
複数個の固定支持部材２１に当接支承されており、これ
によって屋根の傾斜に沿う下方、即ち軒先方向および屋
根面の上方への移動を阻止されたものとなっている（第
２図および第４図参照）。

上記支持部材２１はステンレス等の不錆性金属板の屈曲
成形品からなるもので、第７図に詳細を示すように、平
面５学状の主体部２１ ａと、その両端から外方に直角
に折曲げられた取付耳部２１ｂ、２１ｂと、主体部２１
ａの頂壁の上端から折曲げられて棟方向に延設された
抑止部２１ Ｃとを有し、取付耳部２１ ｂ、２１ ｂ
が適宜ねし２２等で下部仕切板１５に固定されると共に
、上記主体部２１ ａの頂壁と抑止部２１ Ｃとで導入
ヘッダー管１４を受は止めて、それの前記方向への移動
を阻止するものとなっている。

導入ヘッダー管１４を直接下部仕切板１５で支持するこ
となく、このように支持部材２１を介して支持せしめる
のは次の理由による。

即ち、導入ヘッダー管１４は前記のように一端部に折曲
げ部分を有するが、その折曲げの彎曲部の存在のために
ヘッダー管１４を仕切板１５にうまく沿わせることが困
難であること、かつ両者を直接接触させることは、熱伝
導の関係から好ましくないことによるものである。

もつとも支持部材２１を仕切板１５に取付けて設けるこ
とは必ずしも必要ではなく、仕切板１５を省き、適宜形
状に形成した支持部材を野地板６上等に固定して集熱器
１の下端を支持せしめるものとすることも許容される。

一方、集熱器１の上端は、第５図に示すように何ら固定
されることなく全くフリーな状態となされており、排出
ヘッダー管１３が屋根の傾斜に沿う上下方向に移動自在
なものとなされている。

かつこの自由な移動を阻害しないように、該排出ヘッダ
ー管１３の接続される上部排出管２０ ａは、これも完
全固定されることなく、後述する配管支持金具２４′の
管体抱持部２７内に間隙２３を存して嵌め込まれ、屋根
の傾斜方向に沿う若干の移動を許容される状態で支持さ
れている。

従って、集熱器１が熱影響によって伸縮せられた場合に
も、その下端の導入ヘッダー管１４側は常に静止状態を
保ち、上端の排出ヘッダー管１３側のみが移動して、熱
伸縮の影響を上部排出管２０ ａ側のみにしか伝えない
ものとなっている。

なお、この熱伸縮の影響によって上部排出管２０ ａに
変形を生じることがあっても、これの変形は、水抜きを
行った場合内部の水が屋根の勾配によって排出ヘッダー
管１３から通水管１２の方向へと自然流下するので、滞
溜水による凍結のおそれを生じさせることはない。

針基３に配管された導入管１６および該針基３から側室
４および棟室５をめぐって配管された排出管２０ ａ
、２０ ｂ 、２０ Ｃは、それぞれ所定間隔おきに適
所をステンレス等の金属製の配管支持金具２４．２４’
によって支持されている。

即ち、針車３内において導入管１６と下部排出管２０
Ｃの平行する部分においては、両者が一緒に複式の配管
支持金具２４によって支持され、また前記各室３，４．
５において排出管２０ ａ 、２０ ｂ 、２０ Ｃの
みが収められた部分においては、これが単式の配管支持
金具２４′によって支持されている。

複式の配管支持金具２４は、第４図および第６図に詳細
を示すように、長方形の板状取付座部２５の両端にそれ
ぞれ立上り部２６．２６を介して一対の同方向に指向し
た横Ｕ字状の管体抱持部２７．２７が連設されてなるも
ので、取付座部２５の適所を１本の取付ねじ２８により
、取付面を提供する後述の下部瓦棒半体３１の一側縁部
上面にねし止め固定されている。

この固定状態において、管体抱持部２７．２７は開口面
を棟方向に向けられており、かつ取付ねじ２８を中心に
全体を回動することにより、配管方向に合わせて向きを
微調整しうるように転向可能なものとなされている。

而して導入管１６および下部排出管２０ Ｃは、互いに
平行する部分において、それらの断熱材被覆２９の一部
を切欠いて対応直径に形成した部分を、上記管体抱持部
２７．２７にその開口面側から密に奥底まで嵌め込むこ
とによって支持されている。

なお、管体抱持部２７に管を嵌め込んだのち、これが不
本意に脱出するのを防止するため、要すれば第４図に示
すように、管体抱持部２７の開口端部に抜は止めピン３
０を施すこともある。

単式の配管支持金具２４′は、第５図に示すように板状
取付座部２５の一端のみ（こ立上り部２６を介して横Ｕ
字状の管体抱持部２７が連設されたものであり、下部排
出管２０ Ｃの取付部分においては管体抱持部２７の開
口面を棟方向に向けて、また上部排出管２０ ａの取付
部分においてはそれを軒方向に向けて配設され、それぞ
れに排出管２０ ａ 、２０ Ｃの対応直径部分が密に
嵌め込まれている。

なお、上部排出管２０ ａは、管体抱持部２７の奥底と
の間に間隙２３を存置するようにして嵌め込まれ、それ
の若干の移動を許容するようになされることは前述した
とおりである。

なお、図示実施例において、瓦棒７は第３図に示すよう
に上下に２分割されて下部瓦棒半体３１と上部瓦棒半体
３２との２部材で構成されている。

下部瓦棒半体３１は上端両側に逆り字状突縁３１ａ。

３１ ａを有する広幅の断面略Ｕ字状に形成されたもの
で、底面の中央部を所定間隔置きに釘３３で野地板６お
よびその下面のたる本３４に固定されている。

一方上部瓦棒半体３２は、基本的には左右一対の対峙す
る両側壁を上下一対の連結壁で連結して中空状に形成さ
れたもので、下端に突出された連結用脚部を下部瓦棒半
体３１の両側壁間に密に嵌め込み、それらに形成された
係合部を係合せしめることにより、該下部瓦棒半体３１
と一体不離に接合されている。

上部瓦棒半体３２の」二端開ロ面は、瓦棒カバー３５が
容易に離脱しないように被着され、これによって瓦棒７
の内部、集熱部２の内部、および針基３、側室４、棟室
５等の内部への雨水や塵埃の浸入を防止している。

針基３および棟室５において、瓦棒７の存在が導入管１
６や排出管２０ ａ 、２０ Ｃの配管の邪魔になる部
分においては、第２図に示すように上部瓦棒半体３２の
みが取除かれ、下部瓦棒半体３１上に配管スペースが形
成されている。

従って、管体支持金具２４．２４’は前述のように、こ
の下部瓦棒半体３１の上面の露出部分を利用してその上
に固定されている。

その他、図中３６はカバーガ゛ラス１０の囲枠、３７は
針基３のカバー、３８．は側室４のカバー、３９は棟室
５を形成している棟包み板を示す。

この考案は、上記実施例について説明したように、集熱
器１がその下端においてのみ、導入ヘッダー管１４を固
定支持部材２１で軒側から受は止めて下方すなわち軒方
向への移動を阻止したものとなされる一方、上端の排出
ヘッダー管１３側は全くのフリーの状態となされて、集
熱板１１の熱伸縮を上部排出管２Ｏａ側だけで吸収せし
めるものとなされているから、導入管に集熱板１１の熱
伸縮の影響が及ぶことがなく、従ってそれに起因する有
害な変形を生じることがない。

このため、導入管内に水溜り部を生じることがなく、凍
結のおそれを解消しうるし、導入管内での水の流れもス
ムーズなものとなし得る。

もつとも上部排出管２０ ａには上記熱伸縮の影響が直
接及ぶが、該排出管２０ ａも上下方向移動自在に支持
されたものであることにより、集熱板１１及びそれと排
出管２０ ａの接続部に無理な力か加わることか゛なく
、それらの損傷を防止しうると共に、上記熱影響により
排出管に多少の変形を生じることがあっても実際上これ
が何ら支障にならないことは前述のとおりであり、この
ように導入管１６及び上部排出管２０ ａのいずれに対
しても、集熱板１１の熱伸縮による影響を格別考慮する
ことなく、それらと集熱器１の上下のヘッダー管１３，
１４との接続を行うことが可能となるから、該接続を金
属製の継手管１７を介して例えば溶接によって行うこと
ができ、従来のように熱伸縮を吸収するべく特殊な伸縮
性の継手を使用する必要がなく、かつ長期にわたって水
漏れ等を生じるおそれもなく、耐久性を向上しうる効果
がある

【図面の簡単な説明】

図面はこの考案の実施例を示すもので、第１図は太陽熱
集熱装置を備えた屋根全体の斜視図、第２図はその一部
の切欠状態斜視図、第３図は第１図のＩＩＩ −ＩＩＩ
線に沿う中間省略断面図、第４図は第２図ＩＶ−ＩＶ線
に沿う断面図、第５図は第１図ＶＶ線に沿う断面図、第
６図は複式配管支持金具の取付状態を示す斜視図、第７
図は集熱器の下端を支承する固定支持部材の斜視図であ
る。 １・・・・・・太陽熱集熱器、２・・・・・・集熱部、
１１・・・・・・集熱板、１２・・・・・・通水管、１
３・・・・・・排出ヘッダー管、１４・・・・・・導入
ヘッダー管、１５・・・・・・下部仕切板、１６・・・
・・・導入管、１７・・・・・・継手管、１８・・・・
・・上部仕切板、１９・・・・・・継手管、２０ ａ・
・・・・・上部排出管、２１・・・・・・固定支持部材
。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 屋根に設置された集熱板の下端の導入ヘッダー管と上端
   の排出ヘッダー管とがそれぞれ継手管を介して軒先部お
   よび棟上部に横向きに配置された導入管および排出管に
   接続された太陽熱集熱器において、集熱板の下端の導入
   ヘッダー管が、その軒先側に設けられた固定支持部材に
   当接支承されて屋根の傾斜に沿う下方への移動を阻止せ
   られる一方、上端の排出ヘッダー管が屋根の傾斜に沿う
   上下方向に移動自在なものとなされ、熱影響による集熱
   板の上下方向の伸縮を排出ヘッダー管側のみの移動によ
   って吸収上しめうるようになされると共に、該排出ヘッ
   ダー管が接続された棟室内の排出管が、これも配管支持
   金具により上下方向移動自在に支持されてなることを特
   徴とする太陽熱集熱器における熱影響吸収装置。