(57)【要約】【課題】底板部材の矩形枠体への取り付けが容易であり、かつ、作業者の技量に左右されない安定したシール構造を備えた集熱パネル装置を提供する。【解決手段】集熱パイプ１１が配置され、上部及び下部がカバーガラス１２及び底板部材１３によってそれぞれ覆われたパイプ配設部１４と、パイプ配設部１４を囲んで配置された矩形枠体１５とを有する太陽光の集熱パネル装置１０であって、矩形枠体１５の下部には、下部開放で断面矩形の溝１６が形成され、底板部材１３の、溝１６に配置される端部には、折り曲げ加工によって、垂直板部１７と、垂直板部１７の内側に直角曲げ部１８を介して連接される水平板部１９とが形成され、水平板部１９と溝１６の底部２０との間にはパイプ配設部１４への水の浸入を防止するシール材２１を設けると共に、垂直板部１７を溝１６の外側壁２２にねじ固定している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
集熱パイプが配置され、上部及び下部がカバーガラス及び底板部材によってそれぞれ覆われたパイプ配設部と、該パイプ配設部を囲んで配置された矩形枠体とを有する太陽光の集熱パネル装置であって、
前記矩形枠体の下部には、下部開放で断面矩形の溝が形成され、前記底板部材の、該溝に配置される端部には、折り曲げ加工によって、垂直板部と、該垂直板部の内側に直角曲げ部を介して連接される水平板部とが形成され、前記水平板部と前記溝の底部との間にはシール材を設けると共に、前記垂直板部を前記溝の外側壁にねじ固定することを特徴とする集熱パネル装置。
【請求項２】
請求項１記載の集熱パネル装置において、前記矩形枠体は、底部に、前記溝の形成領域外側に配置された水抜き孔を備えることを特徴とする集熱パネル装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の集熱パネル装置において、前記カバーガラスは、該カバーガラスの外周領域を上側から覆って、押圧するガラス押え部材によって前記矩形枠体に固定され、前記カバーガラスと前記矩形枠体の間には上側シール材を設けることを特徴とする集熱パネル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、循環回路を介して送られる熱媒を、太陽光の集熱によって加熱する集熱パネル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、二酸化炭素の排出量削減等の観点から、太陽光を集熱して熱媒を加熱し、水を暖める熱源にする集熱パネル装置が注目されている。
集熱パネル装置としては、例えば特許文献１に開示されているように、カバーガラスの下側に、熱媒が流れる集熱パイプを配置して、カバーガラスを透過した太陽光によって熱媒を加熱するタイプが主流である。
【０００３】
例えば、図４に示す集熱パネル装置１００は、上部及び下部がそれぞれカバーガラス１０１及び底板部材１０２によって覆われ、集熱パイプ１０３が配置されたパイプ配設部１０４と、パイプ配設部１０４の外周側部を囲む矩形枠体１０５とを備えている。パイプ配設部１０４には、集熱パイプ１０３の下側に、集熱パイプ１０３を流れる熱媒の放熱を防ぐ断熱材１０６が配置されている。
また、矩形枠体１０５には、カバーガラス１０１及び底板部材１０２をそれぞれ固定する取り付け部１０７、１０８が設けられ、集熱パイプ１０３に熱媒を送る送入パイプ１０９が挿通する貫通孔１１０が形成されている。なお、貫通孔１１０にはゴムブッシュ１１１が配置され、集熱パイプ１０３には集熱率を高めるフィン１１２が取り付けられている。
【０００４】
そして、集熱パネル装置１００は、矩形枠体１０５が複雑な構造を有するのに対し、底板部材１０２は、矩形枠体１０５のような複雑な構造を有していない。
従って、矩形枠体１０５と底板部材１０２は、それぞれ構造の複雑さに応じて、異なる加工方法によって製造することができ、矩形枠体１０５は、押出し加工によって形成され、底板部材１０２は、アルミ又はアルミ合金の塊を圧延した平板によって、又は表面処理鋼板によって形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２６５３５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、集熱パネル装置１００は、底板部材１０２を矩形枠体１０５の取り付け部１０８に固定する際に、底板部材１０２を持ち上げて矩形枠体１０５に近接した状態にして、底板部材１０２の端部を取り付け部１０８に差し込んでおり、この作業には、ある程度の時間を要するので、集熱パネル装置１００の生産性低下の要因となる。
また、底板部材１０２の取り付け部１０８への固定箇所には、外部からパイプ配設部１０４内への水の浸入を防ぐために、シリコンが塗付されるが、シリコンの塗付は、作業者の技量により左右されやすく、安定した防水処理がなされないとの問題がある。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされるもので、底板部材の矩形枠体への取り付けを容易に行え、かつ、作業者の技量に左右されない安定したシール構造を備えた集熱パネル装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的に沿う本発明に係る集熱パネル装置は、集熱パイプが配置され、上部及び下部がカバーガラス及び底板部材によってそれぞれ覆われたパイプ配設部と、該パイプ配設部を囲んで配置された矩形枠体とを有する太陽光の集熱パネル装置であって、前記矩形枠体の下部には、下部開放で断面矩形の溝が形成され、前記底板部材の、該溝に配置される端部には、折り曲げ加工によって、垂直板部と、該垂直板部の内側に直角曲げ部を介して連接される水平板部とが形成され、前記水平板部と前記溝の底部との間にはシール材を設けると共に、前記垂直板部を前記溝の外側壁にねじ固定する。
【０００８】
本発明に係る集熱パネル装置において、前記矩形枠体は、底部に、前記溝の形成領域外側に配置された水抜き孔を備えることができる。
【０００９】
本発明に係る集熱パネル装置において、前記カバーガラスは、該カバーガラスの外周領域を上側から覆って、押圧するガラス押え部材によって前記矩形枠体に固定され、前記カバーガラスと前記矩形枠体の間には上側シール材を設けることができる。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１〜３記載の集熱パネル装置は、矩形枠体の下部に、下部開放で断面矩形の溝が形成され、底板部材の、溝に配置される端部には、折り曲げ加工によって、垂直板部と、垂直板部の内側に直角曲げ部を介して連接される水平板部とが形成されているので、水平配置された底板部材の上部から矩形枠体を降下することで、垂直板部と水平板部を溝に嵌入することができ、底板部材の矩形枠体への取り付けを効率的に行うことが可能であり、集熱パネル全体の製造時間を短縮できる。
また、水平板部と溝の底部との間にはシール材を設けているので、水平板部と溝の底部の隙間を通って、パイプ配設部内に水が浸入するのを防止できる。
更に、垂直板部を溝の外側壁にねじ固定するので、水平板部を固定して、水平板部と溝の底部の間のシール材を確実に位置固定することができ、シール材による安定的なシールを確保可能である。
【００１１】
特に、請求項２記載の集熱パネル装置は、矩形枠体は、底部に、溝の形成領域外側に配置された水抜き孔を備えるので、矩形枠体の底部に水の排出口を確保でき、矩形枠体に水が溜るのを防止可能である。
【００１２】
請求項３記載の集熱パネル装置は、カバーガラスと矩形枠体の間には上側シール材が設けられるので、カバーガラスと矩形枠体の間からパイプ配設部内へ水が浸入するのを確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る集熱パネル装置の端部の断面図で、図２のＩ−Ｉ矢視図である。
【図２】同集熱パネル装置の一部切欠き平面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る集熱パネル装置の端部の断面図である。
【図４】従来の集熱パネルの端部の一部省略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１、図２に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る集熱パネル装置１０は、太陽光を集熱して熱媒を加熱する装置であって、集熱パイプ１１が配置され、上部及び下部がカバーガラス１２及び底板部材１３によってそれぞれ覆われたパイプ配設部１４と、パイプ配設部１４を囲んで配置された矩形枠体１５とを有している。
そして、矩形枠体１５の下部には、下部開放で断面矩形の溝１６が形成され、底板部材１３の、溝１６に配置される端部には、折り曲げ加工によって、垂直板部１７と、垂直板部１７の内側に直角曲げ部１８を介して連接される水平板部１９とが形成され、水平板部１９と溝１６の底部２０との間にはシール材２１を設けると共に、垂直板部１７を溝１６の外側壁２２にねじ固定している。
【００１５】
図２に示すように、パイプ配設部１４は、平面視して矩形であり、長手方向の両端部には、長手方向と直交する方向に銅製の送入パイプ２４及び送出パイプ２５がそれぞれ配置され、送入パイプ２４は平行に配置された複数の集熱パイプ１１のそれぞれの一側端部と連結し、送出パイプ２５は、集熱パイプ１１のそれぞれの他側端部と連結している。
送入パイプ２４は、図示しない熱交換器に接続されており、熱交換器で水を湯にして放熱した熱媒を、集熱パイプ１１に送る流路を形成している。そして、送出パイプ２５は、集熱パイプ１１を通って、太陽光により加熱された熱媒を、熱交換器に送るための流路を形成している。
【００１６】
集熱パイプ１１は、送入パイプ２４及び送出パイプ２５と直交する方向に配置され、銅を素材に形成されている。また、集熱パイプ１１の上部には、銅製又はアルミニウム製のフィン２５ａがカシメや溶接により取り付けられているので、このフィン２５ａによって集熱効果が上げられている。フィン２５ａは太陽光による集熱を効率的に行うために、化学反応や塗装により表面が黒色化されている。
また、パイプ配設部１４には、集熱パイプ１１の下部に、断熱材２６が一面に配置され、断熱材２６は、太陽光で加熱された熱媒が放熱によって温度低下するのを抑制している。なお、断熱材２６には、グラスウールや、発泡ウレタン、発泡メラミン、ロックウール等が好適に用いられる。
また、集熱パネル装置１０は、複数の集熱パネル装置１０を並列に連結することができ、その場合、各集熱パネル装置１０は、送入パイプ２４及び送出パイプ２５によって接続される。
【００１７】
パイプ配設部１４の外周側部には、パイプ配設部１４を囲むアルミ製又はアルミ合金製の矩形枠体１５が取り付けられている。
矩形枠体１５は、平面視して長辺に沿って配置された対となる枠部材２７、２８と、短辺に沿って配置された対となる枠部材２９、３０とを備えている。枠部材２７の両端部にはそれぞれ、枠部材２９、３０の端部の一側が連結され、枠部材２８の両端部にはそれぞれ、枠部材２９、３０の端部の他側が連結されている。
【００１８】
枠部材２７、２８、２９、３０の外側側部には、化粧部材３１、３１ａ、３１ｂ、３１ｃがそれぞれ固定されている。
パイプ配設部１４の上部を覆うカバーガラス１２は、平面視して、矩形に形成され、四方の端部を、枠部材２７、２８、２９、３０にそれぞれ対応するガラス押え部材３２、３２ａ、３２ｂ、３２ｃによって上側から押圧されて、矩形枠体１５に固定されている。
カバーガラス１２は透明であり、図１に示すように、カバーガラス１２と集熱パイプ１１の間には、カバーガラス１２を通過した太陽光を遮るものが無いので、フィン２５ａ及び集熱パイプ１１は太陽光を受けて熱媒を加熱することができる。
【００１９】
ガラス押え部材３２、３２ａ、３２ｂ、３２ｃは、カバーガラス１２の外周領域を覆い、ねじ３３によって、枠部材２７、２８、２９、３０の上部に固定されている。
そして、図１に示すように、ガラス押え部材３２（ガラス押え部材３２ａ、３２ｂ、３２ｃについても同じ）は、カバーガラス１２と当接する領域に、シール材の一例であるゴムパッキン３４を備えているので、ガラス押え部材３２とカバーガラス１２の当接箇所から、パイプ配設部１４内への水の浸入を防止している。また、カバーガラス１２と枠部材２７の間には上側シール材の一例であるゴムパッキン３５が配置されているので、カバーガラス１２と枠部材２７の間からパイプ配設部１４内への水の浸入も防がれている。
【００２０】
枠部材２７（以下、特に記載の無い限り、枠部材２８、２９、３０についても同じ）は、集熱パネル装置１０全体が変形しないように集熱パネル装置１０の堅牢性を確保する筒状部材であり、断面中央に略矩形の空間部であるホロー部３６を備えている。
枠部材２７には、下部内側（ホロー部３６の形成領域の内側）に、下部を開放した溝１６が設けられ、溝１６には、底板部材１３の端部である垂直板部１７、及び垂直板部１７に連接された水平板部１９が配置されている。
そして、矩形枠体１５にこの溝１６が設けられているので、矩形枠体１５を、水平配置した底板部材１３の上位置から、降下することによって、溝１６に垂直板部１７及び水平板部１９を嵌入でき、底板部材１３の矩形枠体１５への取り付けが容易である。
【００２１】
従って、従来のように（図４参照）、底板部材を持ち上げて矩形枠体の取り付け部に底板部材の端部を差し込む場合に比べ、底板部材の矩形枠体への取り付けを効率的に行うことができる。
なお、底板部材１３は縦横がそれぞれ８０〜２００ｃｍ（本実施の形態では、１００ｃｍ）、１５０〜３００ｃｍ（本実施の形態では、１９０ｃｍ）であり、ある程度の大きさを有するので、取り扱いが容易ではなく、底板部材１３の矩形枠体１５への取り付けの効率化は、集熱パネル装置１０の製造全体に要する時間の短縮に大きく寄与する。
【００２２】
溝１６の外側壁２２と、垂直板部１７には、丸孔（バカ孔）３７とねじ孔３８がそれぞれ設けられ、丸孔３７及びねじ孔３８には、枠部材２７の外側から螺合されたねじ３９が配置されている。ねじ３９は、垂直板部１７に設けられた貫通孔に、回転しながら差し込まれることによって、貫通孔に雌ねじ構造を設けて（セルフタップ）、ねじ孔３８を形成し、底板部材１３を枠部材２７に固定している。
ここで、底板部材１３は、厚さ０．３〜１．０ｍｍの矩形のアルミ又はアルミ合金、あるいは表面処理鋼板からなる平板の端部を直角に折り曲げ、更にその先を内側に直角に折り曲げた後に、垂直板部１７にねじ孔３８となる貫通孔を設けることによって形成されている。
【００２３】
枠部材２７は、下部外側に、ねじ３９の差し込み口である貫通孔４０が設けられた外側垂直板部４１を有し、ねじ３９は、貫通孔４０から内側に差し込まれて、ねじ孔３８に先部が固定される。
また、水平板部１９と溝１６の底部２０は、シール材２１によってシールされているので、水平板部１９と溝１６の間からパイプ配設部１４への水の浸入も確実に防止されている。
【００２４】
外側垂直板部４１は、送入パイプ２４又は送出パイプ２５がゴムブッシュ４２を介して挿通される貫通孔４３を備え、ゴムブッシュ４２は、送入パイプ２４又は送出パイプ２５の取り付け箇所から、外側垂直板部４１の内側へ水が浸入するのを防止している。なお、貫通孔４３は、枠部材２７、２８に設けられているが、枠部材２９、３０には設けられていない。
そして、枠部材２７の底部には、溝１６の形成領域の外側に複数の水抜き孔４４が形成されているので、外側垂直板部４１の貫通孔４０から水が浸入したとしても、水抜き孔４４から排出される。
【００２５】
また、枠部材２７は、内側に、外側壁２２に対向する溝１６の内側壁４５を下部に有する内側垂直板部４７を備え、内側垂直板部４７には、内側壁４５の上方で、外側垂直板部４１の貫通孔４３と対向する位置に、貫通孔４６が形成されている。なお、貫通孔４６は、枠部材２８にも設けられているが、枠部材２９、３０には設けられていない。また、ホロー部３６は、外側垂直板部４１と内側垂直板部４７によって、外側及び内側がそれぞれ覆われている。
そして、貫通孔４６には、送入パイプ２４又は送出パイプ２５が嵌入されており、送入パイプ２４又は送出パイプ２５は、外側垂直板部４１の貫通孔４３と内側垂直板部４７の貫通孔４６によって、水平に保たれている。
送入パイプ２４又は送出パイプ２５の、貫通孔４６に嵌入される領域には、シール材を設けることができ、貫通孔４６と送入パイプ２４又は送出パイプ２５の間を確実にシールすることが可能であるが、枠部材２７は、貫通孔４６に水が達しない構造となっているので、送入パイプ２４又は送出パイプ２５にシール材を設けない場合でも、貫通孔４６からパイプ配設部１４への水の浸入がないことを実験によって確認している。
【００２６】
枠部材２７は、内側壁４５の下部に連接し、パイプ配設部１４に向かって延設された内側突出板部４８を備えている。そして、内側突出板部４８の下部には底板部材１３が密着配置されている。
内側垂直板部４７は、内側（外側垂直板部４１に近い側）に、複数（本実施の形態では３つ）のＣ字状のねじ固定部４９を有している。そして、枠部材２９、３０のねじ固定部４９には、枠部材２７、２８の両端部に形成された図示しない貫通孔から挿通されたねじ（図示せず）が嵌入されており、枠部材２９、３０は、枠部材２７、２８に固定されている。
なお、枠部材２７、２８のねじ固定部４９は、部材の固定等に用いられていないが、枠部材２７、２８、２９、３０を共通の金型によって押出し加工して製造していることから、設けられたものである。
【００２７】
枠部材２７には、外側垂直板部４１の上部に、内部に空洞部を備える角型固定部５０が設けられ、角型固定部５０は、化粧部材３１の内側上部に設けられた窪み部５１に嵌め込まれるようになっている。
また、枠部材２７は、外側垂直板部４１の下部に、外側に突出して形成された突出固定部５２を備え、突出固定部５２の先部には、固定具５３を介して、化粧部材３１の内側下部に掛け止めされる掛止め機構５４を有している。そして、化粧部材３１には、掛止め機構５４に対応する掛止受け部５５が設けられているので、化粧部材３１は、化粧部材３１の窪み部５１及び掛止受け部５５と、固定具５３によって枠部材２７に確実に固定されている。
【００２８】
化粧部材３１、３１ａ、３１ｂ、３１ｃは、断面がコの字形状の部材であり、視覚的に柔らかなイメージを醸し出すように、上部外側の角部が丸みをおびて形成されている。
化粧部材３１、３１ａは、外側に送入パイプ２４又は送出パイプ２５が貫通する貫通孔５６を備えている。そして、化粧部材３１、３１ａ、３１ｂ、３１ｃには、Ｃ字状の複数（本実施の形態では３つ）のねじ固定部５７が設けられており、化粧部材３１ｂ、３１ｃのねじ固定部５７には、化粧部材３１、３１ａの両端部にある図示しない貫通孔から挿入されたねじ（図示せず）の先部が嵌入されており、化粧部材３１、３１ａを化粧部材３１ｃ、３１ｄに固定している。
【００２９】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る集熱パネル装置７０について説明する。
なお、集熱パネル装置１０と同一の構成要素については同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
図３に示すように、集熱パネル装置７０は、矩形枠板１５に固定される底板部材７１が、平板状の矩形の底板部材の端部を直角に折り曲げた後に、その先部を外側に直角に折り曲げ、更にその先部を外側に直角に折り曲げて形成されている。
【００３０】
底板部材７１の端部には、底板部材７１の最も外側に、垂直配置された垂直板部７２が形成され、その内側に直角曲げ部７３を介して、垂直板部７２の上部に連接された水平板部７４が設けられている。そして、水平板部７４の内側には、水平板部７４に連続され、垂直板部７２に対向する垂直板部７５が配置されているので、溝１６に配置される底板部材７１の端部は下部開放の溝を形成している。
また、水平板部７４と溝１６の底部２０の間には、シール材２１が配置されているので、底板部材７１の上面側は、水平板部７４から内側に水が浸入する経路が無く、パイプ配設部１４への水の浸入を確実に防ぐことができる。
そして、底板部材７１の最も外側の垂直板部７２は、溝１６の外側壁２２にねじ３９によってねじ固定されている。
【００３１】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
例えば、集熱パネル装置１０において、底板部材１３には、垂直板部１７のねじ孔３８が設けられた箇所に、ねじ孔３８に螺合したねじ３９の先部を覆う半球状のカバーを取り付けてもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１０：集熱パネル装置、１１：集熱パイプ、１２：カバーガラス、１３：底板部材、１４：パイプ配設部、１５：矩形枠体、１６：溝、１７：垂直板部、１８：直角曲げ部、１９：水平板部、２０：底部、２１：シール材、２２：外側壁、２４：送入パイプ、２５：送出パイプ、２５ａ：フィン、２６：断熱材、２７、２８、２９、３０：枠部材、３１、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ：化粧部材、３２、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ：ガラス押え部材、３３：ねじ、３４、３５：ゴムパッキン、３６：ホロー部、３７：丸孔、３８：ねじ孔、３９：ねじ、４０：貫通孔、４１：外側垂直板部、４２：ゴムブッシュ、４３：貫通孔、４４：水抜き孔、４５：内側壁、４６：貫通孔、４７：内側垂直板部、４８：内側突出板部、４９：ねじ固定部、５０：角型固定部、５１：窪み部、５２：突出固定部、５３：固定具、５４：掛止め機構、５５：掛止受け部、５６：貫通孔、５７：ねじ固定部、７０：集熱パネル装置、７１：底板部材、７２：垂直板部、７３：直角曲げ部、７４：水平板部、７５：垂直板部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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