(57)【要約】      （修正有）【課題】一般的な太陽熱集熱器はコスト、工数がかかり価格を高くしていた。また液体熱媒体の流路抵抗も高い。これらを低減した集熱器を提供する。【解決手段】横断面が波状で縦断面が直線状の縦方向が長手方向となる波板３が上下の別の板状材料１，２の並行に向かい合わせて配置された間に入り、上下板状材料面の２面を含み、ほぼ６面となる直方体状のケースの少なくとも２つのコーナー近傍にニップル４，９を有し、波板の長手方向の長さが直方体状ケースの内面長手方向長さよりニップルの径の約２倍、或いはそれ以上短くなっており、直方体状ケース内部の長手方向両端に波板のない隙間が出来るように波板が配置された太陽熱集熱器である。又波板の代わりに直方体状ケース内面に上板１或いは下板２からリブ、又は凸加工を長手方向に複数施す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
横断面が波状で縦断面が直線状の縦方向が長手方向となる波板が上と下に別の板状材料の並行に向かい合わせて配置された間に入り、上下の板状材料面の２面を含み、ほぼ６面となる直方体状のケースの少なくとも２つのコーナー近傍にニップルを有し、波板の長手方向の長さが直方体状ケースの内面長手方向長さよりニップルの取り付け幅の約２倍、或いはそれ以上短くなっており、直方体状ケース内部の長手方向両端に波板のない隙間が出来るように波板が配置された太陽熱集熱器。
【請求項２】
請求項１の直方体内を長手方向の液体流れを分流するに波板の代わりに上下板補強、及び分流ガイドとして長手方向に複数のリブ又は長手方向に長く内面の方向の凸加工を上下板両方に、或いは片方のみに有すか、または上下板両方か、片方が直方体長手方向に直交する横断面が内面から見れば凸加工され、その凸加工が長手方向にのび、凸部分で上下板が溶接され、上下板状材料を含むほぼ６面の直方体ケースの少なくとも２つのコーナー近傍にニップルを有し、リブ、又は凸加工の長手方向の長さが直方体状ケースの内面長手方向長さよりニップルの取り付け幅の約２倍、或いはそれ以上短くなっており、直方体状ケース内部の長手方向両端にリブ、或いは凸加工のない隙間が出来るように配置された太陽熱集熱器。
【請求項３】
少なくとも１つのニップルを横に付し、下面に長方形の開口部を有す板金製の上部ケースと少なくとも１つのニップルを横に付し、上面に長方形の開口部を有す板金製の下部ケースとこれら２つの開口部に断面が長方形の流路となる中間部を接続し、下部ケースから中間部を経由し上部ケースに流れる流体を中間部で分流するため中間部に波板を入れたもの、又は中間部内面に下から上に平行に複数リブ、仕切り、又は凸加工を付したもので構成される太陽熱集熱器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は温水器、給湯器等に使われる太陽熱集熱器、ソーラーコレクタに関する。
【背景技術】
【０００２】  太陽熱を熱源としている太陽熱温水器、給湯器等には太陽熱集熱器が使用されているが、大きく分けて貯め置き式と循環式の２つに分けられ、貯め置き式は安価なシステムであるが集熱器効率は循環式に劣る。
また循環式も自然循環式と強制循環式の２種類あり、強制循環式はポンプ駆動の電力を食うが集熱効率は高いため、一般に本格的な物、規模の大きな物に多く採用されている。
タンクを屋根に沿って斜めに寝かせたような簡単な物もあるが集熱効率は低いため、最も普及している物は屋根上に斜めに置かれた場合、下から上に水、又は他の液体熱媒体を流すにあたりパイプで分流する様にし上下にヘッダーを配置し複数の配管に分け、配管ににフィンとして集熱版を密着させている。
従来溶接がしやすい材料に制約されている事と、この密着させる為の溶接コスト、工数が従来面倒で製品として高価なものなっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】最も普及してきた太陽熱集熱器はパイプにフィンとしての板が溶接されねばならない事、フィンを用いるため熱伝導率の高い材料でなければならない等、制約条件があった為、防食特性のより良い材料、材料価格の安価な材料への転換等が出来なかった。既に述べたようにパイプにフィンを溶接するコスト、工数がかかった事とヘッダーを用いる事によりコスト、工数もかかった等も価格を高くしていた要因であり、これらを低減するのは大きな課題であった。さらにヘッダーおよびパイプ方式については水、または他の液体熱媒体の流路抵抗が高くなり循環ポンプの電力消費も高く、この低減を望まれていた。
【課題を解決する為の手段】
【０００４】請求項１に有る発明は、横断面が波状で縦断面が直線状の縦方向が長手方向となる波板が上下の別の板状材料の並行に向かい合わせて配置された間に入り、上下板状材料面の２面を含み、ほぼ６面となる直方体状のケースの少なくとも２つのコーナー近傍にニップルを有し、波板の長手方向の長さが直方体状ケースの内面長手方向長さよりニップルの径の約２倍、或いはそれ以上短くなっており、直方体状ケース内部の長手方向両端に波板のない隙間が出来るように波板が配置された太陽熱集熱器である。
こうする事により、下部に波板がない隙間がヘッダーの役割をし、直方体状ケース下部コーナーのニップルより入ってきた水、又は他の液体熱媒体は波板と上下板との間に分流し直方体長手方向のもう一つの端に向かって波板に沿って流れ、上部の端に流れてくるが、この上部の端は下部端と同様、波板がない隙間となっているため下部同様ヘッダーの役割を果たし流れが集められ上部コーナーにあるニップルから流れ出てゆく事となる。
【０００５】また、請求項２に係る発明は、請求項１の直方体内を長手方向の液体流れを分流するに波板の代わりに上下板補強、及び分流ガイドとして長手方向に複数のリブを上下板両方に、或いは片方のみに有すか、または上下板両方か、片方が直方体長手方向に直交する横断面が内面から見れば凸加工され、その凸加工が長手方向にのび、上下板間を長手方向に流れる水、又は他の液体熱媒体の分流させる効果と上下板の強度を増す事が出来る。
向かい合っている上下板の凸部分をちょうど相手の板にあたる様な寸法とし、凸部分で上下板をスポット溶接又はシーム等溶接する事も出来る。
上下板状材料を含むほぼ６面の直方体ケースの少なくとも２つのコーナー近傍にニップルを有し、リブ、凸加工の長手方向の長さが直方体状ケースの内面長手方向長さよりニップルの径の約２倍、或いはそれ以上短くなっており、直方体状ケース内部の長手方向両端にリブ、或いは凸加工のない隙間が出来るように配置された太陽熱集熱器である。
請求項２の発明は請求項１の波板の代わりにリブ、または凸加工を配置したものであるため、水、又は他の液体熱媒体の流れは請求項１の発明の説明と同様の流れとなる。
【０００６】  又請求項３にあるように下部に有る入口ヘッダーの機能をする隙間部分と上部にある出口ヘッダーの機能をする部分とそれらの間の分流部分を組み合わせ製作する事も出来る。
【発明の効果】
【０００７】請求項１の発明についてはニップル以外パイプを使用する必要はなくなり、水、又は液体熱媒体を流すパイプ群を廃止する事が出来、パイプを集熱板に溶接する必要もなくなり、ヘッダーも必要なくなりコストを上げていた工数低減が可能となるだけでなく、パイプについてはニップル以外廃止できるため材料選択の自由度も増え、材料コスト低減、耐食性、耐久性、重量低減、意匠向上等品質向上、商品性向上も可能となる。
【０００８】  又、請求項２の発明については水、又は他の液体熱媒体の圧力に対する耐圧性を向上させた上、波板を内蔵する必要を省いた物で発明の効果は請求項１の発明の説明と同様な理由で材料コスト低減、工数低減、品質向上、商品性向上が期待できる。
【発明を実施する為の最良の形態】
【実施例】
【０００９】以下、図１から図９までの図を用い本発明の請求項１、請求項２を実施する為の最良の形態、実施例を説明する。
まず請求項１についてであるが、図２にに示されている波板３が図１の破線で示された位置に配置され、波板の長手方向長さが上板１と下板２を含む面で構成された直方体内面の長手方向長さより下部ニップル４、又は上部ニップル９の取り付け幅の約２倍、或いはそれ以上短くなっており、図の下方に入口ヘッダー機能隙間７、図の上方に出口ヘッダー機能隙間８をつくる。
太陽熱で加温される水、又は他の液体熱媒体は本発明の太陽熱集熱器の下部ニップル４から入ってきて、下部ヘッダー機能隙間７に流れ込む。これより上板１を通して太陽熱で加熱され、或いは太陽熱集熱器の外部の回路に取り付けられたポンプで押され、波板３、上板１及び下板２で区切られる隙間を分流して上昇する。上方に配置されている上部ヘッダー機能隙間８に集められ押され上部ニップル９を経由して排出される。この間、太陽熱は上板１を加熱しているため、上板１と裏面で接している水、或いは他の液体熱媒体は熱伝達で加熱される事となる。【００１０】本発明の請求項２については太陽熱集熱器の筐体の直方体を製作するにあたり、上板、下板、側板を製作するにあたり、２枚の板をカットし、折り曲げて図３、図４、図５、図６、及び図８にあるように周囲の溶接リブ５をシーム溶接でつくった形の図１とはやや異なる形で示した図を以降の説明に用いて説明する。図３、図４、図５、及び図７は上板１、及び下板２が内面に向け凸に、複数、帯状に加工された形を示す図で、上板１，及び下板２の強度を増した上、内部を水、又は他の液体熱媒体が流れるとき温度分布を平均化するための分流する役目を果たす。
凸に複数加工された凸部は筐体内面長手方向長さより、ニップルの取り付け幅の約２倍或いはそれ以上短くなるよう加工されており、筐体長手方向の両端に凸加工が無い様に製作されており、長手方向両端の広い隙間はヘッダーの役目を果たす。入口ヘッダー機能隙間７と出口ヘッダー機能隙間８を作る。
図６、図８に示す断面図はは上記説明の内面にむけ凸に加工された上板１側と下板２側とが丁度、接する寸法にし、図６に示す溶接部６でスポット、又はシーム溶接等溶接する事により、筐体の強度を増す事が出来る例を示した物である
下部ニップル４から流入し、上部ニップル９から出てゆくまでの水、または他の液体熱媒体の流れについては既述した請求項１での説明の波板部がリブ、又は凸に加工された部分と同様な機能をし、同様な流れのため説明を省略する。【００１１】本発明の請求項３は上記説明中の入口ヘッダー機能隙間７部分を下部ニップル４も含め下部ケース１０と呼び、出口ヘッダー機能隙間８部分を上部ニップル９も含め上部ケース１１と呼び、それらの中間の分流域部分を中間部と呼び、別々に作り組み合わせ製作する発明である。
【産業上の利用の可能性】
【００１２】自明ゆえ説明は省略
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明太陽熱集熱器の請求項１の一実施形態を示す概略構成平面図
【図２】図１に示されたＡ−Ａ′断面の断面図
【図３】本発明太陽熱集熱器の請求項２の一実施形態を示す概略構成平面図
【図４】本発明太陽熱集熱器の請求項２の一実施形態を示す概略構成側面図
【図５】図３に示されたＢ−Ｂ′断面例の断面図
【図６】図３に示されたＢ−Ｂ′断面の図５とは別の例の断面図
【図７】図３に示されたＣ−Ｃ′断面の断面図
【図８】図３に示されたＣ−Ｃ′断面の図７とは別の例の断面図
【図９】本発明請求項３の実施例の平面図
【図１０】図９に示されたＤ−Ｄ′断面図
【符号の説明】
１．上板
２．下板
３．波板
４．下部ニップル
５．溶接リブ
６．溶接面
７．入口ヘッダー機能隙間
８．出口ヘッダー機能隙間
９．上部ニップル
１０．下部ケース
１１．上部ケース
１２．中間部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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