(57)【要約】【課題】太陽熱集熱器同士の間隔を小さく抑えることができる太陽熱集熱器の連結構造を提供する。【解決手段】一対の架台２１の上にハイブリッドモジュール１０を載置した状態で、隣接するハイブリッドモジュール１０のヘッダー管同士を、ヘッダー管の端部にロウ付けされたヘッダー管継手に、Ｏリングが装着された連結管を嵌入することによって相互に接続し、隣接するハイブリッドモジュール１０を、固定金具２２の隙間保持部２２ａを挟み込むことで位置決めした状態で、固定金具２２の掛止部２２ｂを金属ケーシング１１の上面周縁部に掛止し、隙間保持部２２ａのボルト挿通穴に固定ボルト２３を挿通して、架台２１に形成されているネジ穴にねじ込むと、固定金具２２の掛止部２２ｂによって、金属ケーシング１１が架台２１に押し付けられ、隣接するハイブリッドモジュール１０が所定幅の隙間を開けた状態で架台２１に固定されるようになっている。【選択図】        図４
2005155992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱媒を通す熱媒流路が設けられた集熱板と、前記熱媒流路が接続されるヘッダー管とがケーシング内に収容された太陽熱集熱器同士を相互に連結する太陽熱集熱器の連結構造であって、
隣接する前記太陽熱集熱器の前記ヘッダー管同士を接続するヘッダー管接続手段と、
前記ケーシングを架台に固定するケーシング固定手段と
を備え、
前記ヘッダー管接続手段は、
隣接する前記太陽熱集熱器の前記ヘッダー管に設けられた一対のヘッダー管継手と、
一対の前記ヘッダー管継手に外嵌または内嵌され、液密状態で前記ヘッダー管の接続方向に摺動可能な連結管と
を有し、
前記ケーシング固定手段は、
隣接する前記太陽熱集熱器間の隙間が所定幅以下に保持されるように、前記ケーシングを架台に固定するようになっていることを特徴とする太陽熱集熱器の連結構造。
【請求項２】
熱媒を通す熱媒流路が設けられた集熱板と、前記熱媒流路が接続されるヘッダー管とがケーシング内に収容された太陽熱集熱器同士を相互に連結する太陽熱集熱器の連結構造であって、
隣接する前記太陽熱集熱器の前記ヘッダー管同士を接続するヘッダー管接続手段と、
前記ケーシングを架台に固定するケーシング固定手段と
を備え、
前記ヘッダー管接続手段は、
隣接する一方の前記太陽熱集熱器における前記ヘッダー管の一端側と、隣接する他方の前記太陽熱集熱器における前記ヘッダー管の他端側とに設けられた、液密状態で接近離反可能に嵌合する一対のヘッダー管継手を有し、
前記ケーシング固定手段は、
隣接する前記太陽熱集熱器間の隙間が所定幅以下に保持されるように、前記ケーシングを架台に固定するようになっていることを特徴とする太陽熱集熱器の連結構造。
【請求項３】
前記ケーシング固定手段は、
隣接する前記太陽熱集熱器の前記ケーシング間に挟み込まれることで、隣接する前記太陽熱集熱器間の隙間を所定幅に保持する隙間保持部から、隣接する前記太陽熱集熱器の前記ケーシングにおける上面周縁部に掛止される掛止部が水平に張り出した固定金具と、
前記固定金具の前記隙間保持部に形成されたボルト挿通穴に軸部を挿通した状態で、前記架台に形成されたネジ穴に螺合させることで、前記固定金具の前記掛止部によって、前記ケーシングを前記架台に押し付けて固定する固定ボルトとを有している請求項１または２に記載の太陽熱集熱器の連結構造。
【請求項４】
前記ケーシング固定手段は、
前記架台に設けられた、ボルト挿通用の長穴が形成された連結片と、
前記連結片に形成された前記長穴に軸部を挿通した状態で、隣接する前記太陽熱集熱器の前記ケーシングにそれぞれ形成されたネジ穴に螺合させることで、隣接する前記太陽熱集熱器の前記ケーシングを前記連結片に固定する固定ボルトとを有している請求項１または２に記載の太陽熱集熱器の連結構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、太陽熱利用温水器等に使用される太陽熱集熱器の連結構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の太陽熱集熱器は、熱媒（水等）を通す熱媒流路が設けられた集熱板と、この熱媒流路が接続されるヘッダー管とがケーシング内に収容されており、例えば、図８に示すように、太陽熱集熱器のケーシング５１から突出しているヘッダー管５２の端部にヘッダー管継手５３をロウ付けし、両端部にＯリング５５が装着された連結管５４をヘッダー管継手５３に摺動自在に挿入し、図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、金属片を屈曲及び湾曲させることによって形成されたファスナー部材５６を、そのスリット５６ａの間に、ヘッダー管継手５３の端部に形成されたフランジ部５３ａと連結管５４の端部側に形成されたフランジ部５４ａとを嵌め入れるようにして装着することにより、隣接する太陽熱集熱器同士を相互に連結するようになっている。
【０００３】
このように、ファスナー部材５６を用いて、ヘッダー管継手５３と連結管５４とを接続しておくと、ヘッダー管継手５３から連結管５４が脱落することがなく、しかも、熱媒の温度変化に伴い、ヘッダー管５２、ヘッダー管継手５３及び連結管５４が伸縮した場合であっても、ファスナー部材５６に形成されたスリット５６ａがある程度の幅を有しているので、ヘッダー管継手５３に挿入された連結管５４が、ファスナー部材５６のスリット５６ａの幅の範囲内で自由に摺動することができ、ヘッダー管５２等の伸縮を確実に吸収することができるという利点がある。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１３２５７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したようなファスナー部材５６は、ある程度の幅を有しており、しかも、ファスナー部材５６を着脱するためには、ある程度の作業スペースが必要になるので、こういったファスナー部材５６を用いてヘッダー管継手５３と連結管５４とを接続しようとすると、隣接する太陽熱集熱器との間にある程度の間隔を確保しなければならず、太陽熱集熱器の設置面積が大きくなるといった問題がある。
【０００６】
特に、太陽熱集熱器に太陽電池が搭載された光・熱ハイブリッドモジュールと、この光・熱ハイブリッドモジュールと同一デザインに統一された、太陽電池のみが搭載されている光モジュールとを併設する場合、光モジュール同士は配線で接続するだけなので、光モジュール同士の間隔については極端に小さくすることが可能であるが、上述したように、太陽熱集熱器のヘッダー管を接続しなければならない光・熱ハイブリッドモジュール同士の間隔については極端に小さくすることができない。従って、光・熱ハイブリッドモジュールと光モジュールとを併設する場合は、デザイン上、光モジュール同士の間隔だけを小さくすることはできず、光・熱ハイブリッドモジュール同士の間隔に合わせて、光モジュール同士の間隔を必要以上に大きく設定しなければならないので、設置数の多い光モジュールを効率よく設置することができないといった問題がある。
【０００７】
そこで、この発明の課題は、太陽熱集熱器同士の間隔を小さく抑えることができる太陽熱集熱器の連結構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、請求項１にかかる発明は、熱媒を通す熱媒流路が設けられた集熱板と、前記熱媒流路が接続されるヘッダー管とがケーシング内に収容された太陽熱集熱器同士を相互に連結する太陽熱集熱器の連結構造であって、隣接する前記太陽熱集熱器の前記ヘッダー管同士を接続するヘッダー管接続手段と、前記ケーシングを架台に固定するケーシング固定手段とを備え、前記ヘッダー管接続手段は、隣接する前記太陽熱集熱器の前記ヘッダー管に設けられた一対のヘッダー管継手と、一対の前記ヘッダー管継手に外嵌または内嵌され、液密状態で前記ヘッダー管の接続方向に摺動可能な連結管とを有し、前記ケーシング固定手段は、隣接する前記太陽熱集熱器間の隙間が所定幅以下に保持されるように、前記ケーシングを架台に固定するようになっていることを特徴とする太陽熱集熱器の連結構造を提供するものである。
【０００９】
また、上記の課題を解決するため、請求項２にかかる発明は、熱媒を通す熱媒流路が設けられた集熱板と、前記熱媒流路が接続されるヘッダー管とがケーシング内に収容された太陽熱集熱器同士を相互に連結する太陽熱集熱器の連結構造であって、隣接する前記太陽熱集熱器の前記ヘッダー管同士を接続するヘッダー管接続手段と、前記ケーシングを架台に固定するケーシング固定手段とを備え、前記ヘッダー管接続手段は、隣接する一方の前記太陽熱集熱器における前記ヘッダー管の一端側と、隣接する他方の前記太陽熱集熱器における前記ヘッダー管の他端側とに設けられた、液密状態で接近離反可能に嵌合する一対のヘッダー管継手を有し、前記ケーシング固定手段は、隣接する前記太陽熱集熱器間の隙間が所定幅以下に保持されるように、前記ケーシングを架台に固定するようになっていることを特徴とする太陽熱集熱器の連結構造を提供するものである。
【００１０】
また、請求項３にかかる発明は、請求項１または２にかかる発明の太陽熱集熱器の連結構造において、隣接する前記太陽熱集熱器の前記ケーシング間に挟み込まれることで、隣接する前記太陽熱集熱器間の隙間を所定幅に保持する隙間保持部から、隣接する前記太陽熱集熱器の前記ケーシングにおける上面周縁部に掛止される掛止部が水平に張り出した固定金具と、前記固定金具の前記隙間保持部に形成されたボルト挿通穴に軸部を挿通した状態で、前記架台に形成されたネジ穴に螺合させることで、前記固定金具の前記掛止部によって、前記ケーシングを前記架台に押し付けて固定する固定ボルトとを有しているケーシング固定手段を採用したのである。
【００１１】
また、請求項４にかかる発明は、請求項１または２にかかる発明の太陽熱集熱器の連結構造において、前記架台に設けられた、ボルト挿通用の長穴が形成された連結片と、前記連結片に形成された前記長穴に軸部を挿通した状態で、隣接する前記太陽熱集熱器の前記ケーシングにそれぞれ形成されたネジ穴に螺合させることで、隣接する前記太陽熱集熱器の前記ケーシングを前記連結片に固定する固定ボルトとを有しているケーシング固定手段を採用したのである。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、請求項１にかかる発明の太陽熱集熱器の連結構造では、ケーシング固定手段によって、隣接する太陽熱集熱器を架台に固定すると、隣接する太陽熱集熱器間の隙間が所定幅以下に保持されるので、ヘッダー管に設けられたヘッダー管継手に連結管を単に外嵌または内嵌した状態で、隣接する太陽熱集熱器をケーシング固定手段によって架台に固定すると、ヘッダー管継手と連結管とをあえて連結しなくても、ヘッダー管継手に外嵌または内嵌された連結管がヘッダー管継手から脱落することがなく、ファスナー部材を使用してヘッダー管継手と連結管とを接続している従来の連結構造に比べて、隣接する太陽熱集熱器間の隙間を小さくすることができる。
【００１３】
また、請求項２にかかる発明の太陽熱集熱器の連結構造では、ケーシング固定手段によって、隣接する太陽熱集熱器を架台に固定すると、隣接する太陽熱集熱器間の隙間が所定幅以下に保持されるので、ヘッダー管に設けられた一対のヘッダー管継手を単に嵌合させた状態で、隣接する太陽熱集熱器をケーシング固定手段によって架台に固定すると、一対のヘッダー管継手をあえて連結しなくても、一対のヘッダー管継手の嵌合状態が解除されることがなく、ファスナー部材を使用してヘッダー管継手と連結管とを接続している従来の連結構造に比べて、隣接する太陽熱集熱器間の隙間を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。図１（ａ）、（ｂ）は、太陽熱を利用して温水を生成する集熱機能及び太陽光を利用して発電を行う発電機能を兼ね備えた太陽光発電／集熱積層型ハイブリッドモジュール（以下、ハイブリッドモジュールという。）１０の設置状態を示している。このハイブリッドモジュール１０は、図５に示すように、上面開口が透明な板ガラス１２によって閉塞される金属ケーシング１１内に、下面側に形成された把持部１３ａに銅製の通水管１４が把持されたアルミニウム製の集熱板１３と、この集熱板１３の上面側に接着剤を介して積層されたアモルファス太陽電池等の薄膜系太陽電池１５と、通水管１４が接続されるヘッダー管１６とが収容されており、ヘッダー管１６の端部には、金属ケーシング１１の側面から先端部が突出するように、ヘッダー管継手１７がロウ付けされている。
【００１５】
このハイブリッドモジュール１０は、図１〜図５に示すように、平行に配設された一対の架台２１、２１の上に載置した状態で、隣接するハイブリッドモジュール１０のヘッダー管１６同士をヘッダー管接続手段によって相互に接続し、ケーシング固定手段を用いて、金属ケーシング１１を架台２１に固定するようになっている。
【００１６】
前記ヘッダー管接続手段は、図２及び図３に示すように、各ハイブリッドモジュール１０のヘッダー管１６の端部にロウ付けされたヘッダー管継手１７と、このヘッダー管継手１７に嵌入される連結管２４とから構成されており、ヘッダー管継手１７の内径部分は、先端側が大径に、基端側が小径に形成されている。
【００１７】
連結管２４は、図３に示すように、両端大径部の外端側にそれぞれ形成された周溝にＯリング２５が装着されており、ヘッダー管継手１７に嵌入した状態では、図２に示すように、Ｏリング２５が連結管２４の周溝及びヘッダー管継手１７の小径部の内周面にそれぞれ押し付けられることによって、液密状態（ヘッダー管内を流れる熱媒または水が漏れない状態）を維持したまま、ヘッダー管１６の接続方向に摺動することができるようになっている。
【００１８】
また、ヘッダー管継手１７の内径部分には、図３に示すように、ヘッダー管１６の挿入部と小径部との間に段部１７ａが形成されており、ヘッダー管継手１７に嵌入された連結管２４は、その端面がヘッダー管継手１７の段部１７ａに当接することによって、ヘッダー管１６側への移動が規制されるようになっている。
【００１９】
前記ケーシング固定手段は、図４及び図５に示すように、隣接するハイブリッドモジュール１０間の隙間を覆うように配設される固定金具２２と、この固定金具２２を介してハイブリッドモジュール１０の金属ケーシング１１を架台２１に固定する固定ボルト２３とから構成されており、固定ボルト２３は、架台２１に形成されているネジ穴２１ａにねじ込まれるようになっている。なお、固定金具２２としては、ステンレス鋼板をプレス成形したものやアルミニウム等を押出成形したものが使用される。
【００２０】
固定金具２２は、図５に示すように、隣接するハイブリッドモジュール１０の金属ケーシング１１間に挟み込まれることで、隣接するハイブリッドモジュール１０間の隙間を所定幅に保持する隙間保持部２２ａと、この隙間保持部２２ａにおける幅方向の両側部から水平に張り出して、隣接するハイブリッドモジュール１０の金属ケーシング１１における上面周縁部に掛止される掛止部２２ｂとを備えており、隙間保持部２２ａには、固定ボルト２３の軸部が挿通されるボルト挿通穴２２ｃが形成されている。
【００２１】
従って、図４に示すように、隣接するハイブリッドモジュール１０の金属ケーシング１１によって、固定金具２２の隙間保持部２２ａを挟み込むように、隣接するハイブリッドモジュール１０を架台２１上に載置した状態で、固定金具２２の掛止部２２ｂを金属ケーシング１１における上面周縁部に掛止する。そして、固定金具２２の隙間保持部２２ａに形成されたボルト挿通穴２２ｃに、固定ボルト２３の軸部を挿通し、架台２１に形成されているネジ穴２１ａに固定ボルト２３をねじ込むと、固定金具２２の掛止部２２ｂによって、金属ケーシング１１が架台２１に押し付けられ、隣接するハイブリッドモジュール１０が所定幅の隙間を開けた状態で架台２１に固定される。
【００２２】
以上のように、このハイブリッドモジュール１０の連結構造では、固定金具２２及び固定ボルト２３からなるケーシング固定手段によって、隣接するハイブリッドモジュール１０を架台２１に固定すると、隣接するハイブリッドモジュール１０間の隙間が所定幅に保持され、しかも、ヘッダー管継手１７に嵌入された連結管２４は、その端面がヘッダー管継手１７の段部１７ａに当接することによって、ヘッダー管１６側に必要以上に移動しないようになっているので、ヘッダー管１６にロウ付けされたヘッダー管継手１７に連結管２４を単に嵌入した状態で、隣接するハイブリッドモジュール１０をケーシング固定手段によって架台２１に固定すると、ヘッダー管継手１７と連結管２４とをあえて連結しなくても、ヘッダー管継手１７に嵌入された連結管２４がヘッダー管継手１７から脱落することがなく、ファスナー部材を使用してヘッダー管継手と連結管とを接続している従来の連結構造に比べて、隣接するハイブリッドモジュール１０間の隙間を小さくすることができる。
【００２３】
また、ヘッダー管継手１７に嵌入された連結管２４は、上述したように、液密状態を維持したまま、ヘッダー管１６の接続方向に摺動することができるので、従来の連結構造と同様に、ヘッダー管１６等の伸縮を吸収することができることはいうまでもない。
【００２４】
なお、上述した実施形態では、ヘッダー管継手１７に連結管２４が嵌入（内嵌）されるタイプのヘッダー管接続手段を採用しているが、これに限定されるものではなく、ヘッダー管継手に連結管が外嵌されるタイプのヘッダー管接続手段を採用することも可能である。ただし、そのようなヘッダー管接続手段を採用する場合も、ヘッダー管継手に外嵌された連結管が、液密状態でヘッダー管の接続方向に摺動するようにしておく必要があることはいうまでもない。
【００２５】
また、上述した実施形態では、ヘッダー管接続手段を、ヘッダー管１６の端部にロウ付けされたヘッダー管継手１７と、このヘッダー管継手１７に嵌入される連結管２４とによって構成しているが、これに限定されるものではなく、例えば、図６に示すハイブリッドモジュール１０Ａのように、ヘッダー管１６の一端側にロウ付けされた、Ｏリング１８が装着された雄側ヘッダー管継手１７Ａと、ヘッダー管１６の他端側にロウ付けされた、雄側ヘッダー管継手１７Ａを嵌入可能な雌側ヘッダー管継手１７Ｂとによって構成することも可能であり、こういったヘッダー管接続手段を採用する場合は、隣接する一方のハイブリッドモジュール１０Ａの雄側ヘッダー管継手１７Ａを、隣接する他方のハイブリッドモジュール１０Ａの雌側ヘッダー管継手１７Ｂに単に嵌入した状態で、隣接するハイブリッドモジュール１０Ａをケーシング固定手段によって架台２１に固定すればよい。ただし、ヘッダー管１６等の伸縮を吸収するためには、雄側ヘッダー管継手１７Ａ及び雌側ヘッダー管継手１７Ｂが、液密状態で接近離反可能に嵌合しなければならないことはいうまでもない。
【００２６】
また、上述した実施形態では、隣接するハイブリッドモジュール１０間の隙間を所定幅に保持する固定金具２２と、この固定金具２２を介してハイブリッドモジュール１０の金属ケーシング１１を架台２１に固定する固定ボルト２３とから構成されたケーシング固定手段を採用しているが、これに限定されるものではなく、例えば、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、架台２１の外側面に、固定ボルト３２の軸部が挿通されるボルト挿通用の長穴３１ａが形成された連結片３１を溶接固定し、連結片３１に形成された長穴３１ａに固定ボルト３２の軸部を挿通した状態で、金属ケーシング１１の側面に形成されたネジ穴１１ａに固定ボルト３２をねじ込むことにより、連結片３１を介して、隣接するハイブリッドモジュール１０の金属ケーシング１１を架台２１に固定するようなケーシング固定手段を採用することも可能である。
【００２７】
また、上述した各実施形態では、集熱機能と発電機能とを兼ね備えたハイブリッドモジュール１０、１０Ａ同士の連結構造について説明したが、これに限定されるものではなく、本発明の連結構造は、発電機能を備えていない太陽熱集熱器同士を連結する場合や、ハイブリッドモジュールと太陽熱集熱器とを連結する場合にも適用することができることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】（ａ）はこの発明にかかる太陽熱集熱器の連結構造を採用しているハイブリッドモジュールの設置状態を示す平面図、（ｂ）は同上のハイブリッドモジュールの設置状態を示す側面図である。
【図２】図１（ａ）のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【図３】図１（ａ）のＸ−Ｘ線に沿った分解断面図である。
【図４】図１（ａ）のＹ−Ｙ線に沿った断面図である。
【図５】図１（ａ）のＹ−Ｙ線に沿った分解断面図である。
【図６】他の実施形態である太陽熱集熱器の連結構造を示す断面図である。
【図７】（ａ）は他の実施形態である太陽熱集熱器の連結構造を示す側面図、（ｂ）は同上の連結構造を示す分解側面図である。
【図８】従来の太陽熱集熱器の連結構造を示す概略断面図である。
【図９】（ａ）は同上の連結構造に使用されているファスナー部材を示す平面図、（ｂ）は同上のファスナー部材を示す側面図、（ｃ）は（ｂ）のＺ−Ｚ線に沿った断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  太陽光発電／集熱積層型ハイブリッドモジュール（太陽熱集熱器）
１１  金属ケーシング
１１ａ  ネジ穴
１２  板ガラス
１３  集熱板
１３ａ  把持部
１４  通水管（熱媒流路）
１５  薄膜系太陽電池
１６  ヘッダー管
１７  ヘッダー管継手
１７Ａ  雄側ヘッダー管継手
１７Ｂ  雌側ヘッダー管継手
１８  Ｏリング
２１  架台
２１ａ  ネジ穴
２２  固定金具
２２ａ  隙間保持部
２２ｂ  掛止部
２２ｃ  ボルト挿通穴
２３  固定ボルト
２４  連結管
２５  Ｏリング
３１  連結片
３１ａ  長穴
３２  固定ボルト
【図１】
2005155992.tif 000003
【図２】
2005155992.tif 000004
【図３】
2005155992.tif 000005
【図４】
2005155992.tif 000006
【図５】
2005155992.tif 000007
【図６】
2005155992.tif 000008
【図７】
2005155992.tif 000009
【図８】
2005155992.tif 000010
【図９】
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