太陽能熱利用系統的集熱器的制造方法

太陽能熱利用系統的集熱器的制造方法
【專利摘要】本發明提供一種太陽能熱利用系統的集熱器，施工時的操作性良好，由于省空間而提高外觀設計性，而且利用簡單的構造也能夠降低零件成本。集熱器包括：集熱器殼體，容納有形成有熱介質的流路的集熱板；出入口管，一端開口部與集熱板連接，并且貫穿集熱器殼體的底面而導出的另一端開口部在內周面上具有圓筒狀密封面；接連管，插入到出入口管的插入側端部具有嵌合密封部和凸緣部，嵌合密封部具有緊貼在圓筒狀密封面的O形環；固定金屬配件，具有底面側夾持片和側面側固定片，在底面側夾持片的形成有U形缺口的前端部與另一端開口部之間夾持凸緣部，側面側固定片垂直設置在底面側夾持片的后端部并固定在集熱器殼體的側面。
【專利說明】太陽能熱利用系統的集熱器

【技術領域】
[0001]本發明涉及太陽能熱利用系統的集熱器。

【背景技術】
[0002]太陽能熱熱水器等太陽能熱利用系統包括:收集太陽能熱的集熱器；能夠對該熱量進行蓄熱的熱水儲存箱；以及使熱介質在這些集熱器與熱水儲存箱之間循環的熱介質配管系統。將由集熱器收集的太陽能熱利用通過熱介質配管系統的熱介質運送至熱水儲存箱。在熱水儲存箱內設有與熱介質配管系統連接的熱交換器，并且蓄存有供冷熱水。在熱水儲存箱中，熱介質的熱量利用熱交換器傳遞給供冷熱水并被儲存。
[0003]此處，太陽能熱利用系統的集熱器501如圖5(a)所示，一般在房屋的屋頂之上設置槽型材503，設在集熱器側面505的安裝板507被螺栓509緊固于槽型材503從而被固定。
[0004]為了與熱介質配管511連接，在集熱器501的流路的上游端和下游端安裝有至少兩個部位的出入口管513。出入口管513例如設在集熱器側面505。出入口管513和熱介質配管511經由管道515連接。在出入口管513上切有錐形螺紋。在出入口管513上，通過使用工具將卷繞有密封帶的接連管517的一端側擰入錐形螺紋而組裝該接連管517。即，出入口管513和接連管517為利用螺紋擰入方式的連接構造。與出入口管513連接的接連管517的另一端側利用以管道夾箍519固定的管道515與熱介質配管511連接。
[0005]現有技術文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:日本特開平11-132574號公報


【發明內容】

[0008]本發明欲解決的技術問題
[0009]然而，在將集熱器501與接連管517連接時，出入口管513的利用螺紋擰入方式的連接構造會被密封帶的卷繞方式、接連管517的擰入量等施工技術水平左右而產生泄漏。
[0010]另外，由于在構造上出入口管513位于集熱器側面505，因此，在將集熱器501并設的情況下，在集熱器間需要對配管施工的空間。因此，不能使集熱器501彼此緊貼，在外觀設計性方面存在問題。
[0011]另一方面，為了考慮到上述外觀設計性，如圖5(b)所示，還考慮在設在集熱器底面521的出入口管527上使用快速接合件523將接連管529連接的連接構造(參照專利文獻I等)。
[0012]利用快速接合件方式的連接構造由于O形環525的使用而不需要工具，出入口管527向接連管529的連接變得容易。然而，在組裝構造上，集熱器底面521與屋頂面間需要空間。因此，在太陽能面板的并設時，集熱器501與上表面位置不一致，在外觀設計性方面會仍然產生問題。
[0013]另外，在快速接合件523的安裝操作時，需要用目視來確認。因此，存在的問題是，需要對集熱器底面521進行窺視的確認操作，迫使采取缺少穩定性的操作姿勢。另外，由于不使用螺栓和螺母等可靠的緊固部件，因此還可能產生伴隨設置后的快速接合件脫落的泄漏。還存在的問題是，為了安裝快速接合件523，需要在出入口管527和接連管529這兩者上設置凸緣部531，出入口管527和接連管529的制造成本也上升。
[0014]本發明是鑒于上述狀況而完成的，其目的在于提供一種太陽能熱利用系統的集熱器，施工時的操作性良好，由于省空間而提高外觀設計性，而且利用簡單的構造也能夠降低零件成本。
[0015]用于解決問題的方案
[0016]本發明所涉及的上述目的由下述技術方案達成。
[0017](I) 一種太陽能熱利用系統的集熱器，其特征在于，包括:集熱板，形成有熱介質的流路；集熱器殼體，容納所述集熱板；出入口管，一端開口部與所述流路連通而與所述集熱板連接，并且貫穿所述集熱器殼體的底面而導出的另一端開口部在內周面上具有圓筒狀密封面；接連管，插入于所述出入口管的另一端開口部的插入側端部具有嵌合密封部、和在外周面上突出設置的凸緣部，所述嵌合密封部具有緊貼在所述圓筒狀密封面的O形環；以及固定金屬配件，具有底面側夾持片和側面側固定片，在所述底面側夾持片的形成有U形缺口的前端部與所述出入口管的另一端開口部之間夾持所述凸緣部，所述側面側固定片垂直設置在所述底面側夾持片的后端部并固定在所述集熱器殼體的側面。
[0018]根據上述(I)的技術方案的太陽能熱利用系統的集熱器，在與集熱板的流路連通并從集熱器殼體的底面導出的出入口管上連接接連管時，在出入口管的另一端開口部插入接連管的插入側端部。直至凸緣部抵接在另一端開口部地插入于出入口管內的插入側端部、與出入口管的圓筒狀密封面之間被具有O形環的嵌合密封部水密密封。
[0019]而且，固定金屬配件的底面側夾持片以與出入口管連接的接連管插入于前端部的U形缺口的方式沿著集熱器殼體的底面平行地插入。在接連管插入于底面側夾持片的U形缺口的狀態下，若固定金屬配件的側面側固定片固定在集熱器殼體的側面，則在底面側夾持片的前端部與出入口管的另一端開口部之間夾持凸緣部。因此，凸緣部被夾持在固定金屬配件的底面側夾持片與另一端開口部之間的接連管不能相對于出入口管脫離，完成連接。接連管的插入側端部由于O形環的密封，能夠在任意方向上進行旋轉。由此，例如在L形(彎頭)管狀的接連管的情況下，另一端部容易根據連接管道的布置方向向360°任意的導出方向自由變更。
[0020]因此，在所述連接構造中，不會像以往的利用螺紋擰入方式的連接構造那樣，被施工技術水平左右而產生泄漏。
[0021]另外，由于在集熱器殼體的側面沒有出入口管，因此能夠將多個集熱器緊貼并設。
[0022]另外，在以接連管插入于前端部的U形缺口的方式將固定金屬配件的底面側夾持片沿著集熱器殼體的底面平行地插入時，用手摸索也能確認U形缺口與接連管的嵌合狀況，能夠在底面側夾持片的前端部與另一端開口部之間可靠地夾持凸緣部。
[0023]另外，由于固定金屬配件的底面側夾持片是比快速接合件薄的形狀，因此能夠將接連管相對于集熱器殼體的底面的高度抑制得更低。由此，能夠降低集熱器與屋頂面的距離，使太陽能面板與上表面位置一致。
[0024](2)如所述⑴的技術方案的太陽能熱利用系統的集熱器，其特征在于，所述U形缺口由多級U形缺口構成，所述多級U形缺口的開口寬度從開口端階段地變窄。
[0025]根據所述(2)的技術方案的太陽能熱利用系統的集熱器，在固定金屬配件的底面側夾持片上形成的U形缺口為多級U形缺口，從而能用I種固定金屬配件來對應外徑不同的多個尺寸的接連管。由此，固定金屬配件相對于接連管尺寸的自由度增加。
[0026](3)如所述⑴或者⑵的技術方案的太陽能熱利用系統的集熱器，其特征在于，在所述集熱器殼體的側面上形成有軌道槽，所述軌道槽與螺栓的頭部卡合而將所述螺栓保持為在所述集熱器殼體的側面的延伸方向上自由滑動，在所述側面側固定片上穿設有插通所述螺栓的螺栓插通孔，在所述螺栓上螺紋結合螺母，從而所述側面側固定片被緊固固定在所述集熱器殼體的側面。
[0027]根據所述(3)的技術方案的太陽能熱利用系統的集熱器，頭部卡合在設在集熱器殼體的側面的軌道槽的螺栓能夠以從集熱器殼體的側面垂直突出的姿勢沿著軌道槽進行移動。即，由插通于側面側固定片的螺栓支承的固定金屬配件利用沿著集熱器殼體的側面的滑動，容易向出入口管的位置對位。
[0028]因此，螺栓的位置決定后，以一邊在螺栓前端插通側面側固定片的螺栓插通孔一邊在前端部的U形缺口插入接連管的方式將固定金屬配件的底面側夾持片沿著集熱器殼體的底面平行地插入，在該狀態下，在螺栓前端螺紋結合螺母，從而固定金屬配件的側面側固定片借助螺栓和軌道槽被固定在集熱器殼體的側面。利用出入口管的另一端開口部、和側面側固定片固定在集熱器殼體的側面的固定金屬配件的底面側夾持片夾持接連管的凸緣部，接連管被固定得不能相對于出入口管脫離。
[0029]發明的效果
[0030]根據本發明所涉及的太陽能熱利用系統的集熱器，施工時的操作性良好，由于省空間而提高外觀設計性，而且利用簡單的構造也能夠降低零件成本。
[0031]以上，簡潔地說明了本發明。進一步，通過參照附圖通讀下面說明的用于實施發明的方式(以下記作“實施方式”)，本發明的細節被進一步明確化。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1是本發明的一個實施方式所涉及的集熱器的主要部分剖視圖。
[0033]圖2是使用圖1的集熱器的太陽能熱利用系統的整體立體圖。
[0034]圖3是固定固定金屬配件之前的集熱器的主要部分立體圖。
[0035]圖4是變形例所涉及的固定金屬配件的立體圖。
[0036]圖5(a)是以往的利用螺紋擰入方式的連接構造立體圖，圖5(b)是以往的利用快速接合件方式的連接構造的側視圖。
[0037]附圖標記的說明
[0038]11…集熱器
[0039]19…流路
[0040]21…集熱板
[0041]25…集熱器殼體
[0042]33…出入口管
[0043]35----端開口部
[0044]37…另一端開口部
[0045]41…圓筒狀密封面
[0046]43...0 形環
[0047]45…接連管
[0048]47…嵌合密封部
[0049]49…凸緣部
[0050]59…側面
[0051]61…固定金屬配件
[0052]63…側面側固定片
[0053]65…底面側夾持片
[0054]67...U 形缺口
[0055]69…底面
[0056]71…多級U形缺口
[0057]73…螺栓
[0058]75…頭部
[0059]77…軌道槽
[0060]79…螺栓插通孔
[0061]81…螺母

【具體實施方式】
[0062]下面，參照【專利附圖】

【附圖說明】本發明所涉及的實施方式。
[0063]圖1所示的本發明的一個實施方式所涉及的集熱器11用于圖2所示的太陽能熱利用系統13。太陽能熱利用系統13在并設的兩片集熱器11的上方配置有熱水儲存箱15，利用未圖示的熱介質循環系統使熱介質在集熱器11與熱水儲存箱15之間強制循環，并與熱水儲存箱內的水進行熱交換。另外，太陽能熱利用系統13也可以將集熱器11與熱水儲存箱15分離，并將集熱器11設置在屋頂之上，將熱水儲存箱15設置在其他空間。
[0064]本實施方式的集熱器11是具有集熱板21的板式集熱器，集熱板21將形成為四邊形的兩片板17中的、一片或者兩片板17形成為波形，將這兩片板17貼合，從而形成有熱介質通過的流路19。集熱板21的周緣部23被螺釘29固定在集熱器殼體25的內部固定片27上，被容納在集熱器殼體25中。構成集熱板21的板17使用熱傳導性好的金屬材料。在容納集熱板21的集熱器殼體25的上表面側安裝有透明板31。
[0065]在集熱板21上，在流路19的上游端及下游端與熱介質循環管路連通的至少兩個部位安裝有出入口管33 (連結管)。在本實施方式中，考慮到集熱器11的通用性，在集熱板21的四個角落安裝有出入口管33。出入口管33的一端開口部35連接于將兩片板17接合而形成的集熱板21的下側的板17。出入口管33的另一端開口部37貫穿集熱器殼體25的底板39導出至底面側。出入口管33與集熱板21的連接是在開口于下側的板17上的圓形的釬焊開口部18中插入出入口管33的圓形的一端開口部35而成的簡易構造，通過容易的焊接或者釬焊操作進行。
[0066]與流路19連通而連接于集熱板21的出入口管33在貫穿集熱器殼體25并導出的另一端開口部37的內周面38上形成有圓筒狀密封面41。在出入口管33的另一端開口部37上形成有倒角部，倒角部引導對O形環43的接納。
[0067]在該出入口管33的另一端開口部37上連接有接連管45。接連管45在插入側端部設有:嵌合密封部47，其具有緊貼在圓筒狀密封面41的O形環43 ;和凸緣部49，其突出設置在外周面。在本實施方式中，接連管45形成為L形(彎頭)管狀，但接連管45也可以是直管狀。形成為L形管狀的接連管45在插入側端部形成有嵌合密封部47和凸緣部49，并夾著彎頭部51在相反側的另一端形成有將連接管道53連接在外周的接頭(所謂的套匣)55。
[0068]接連管45的嵌合密封部47形成有安裝O形環43的周槽57。接連管45的周槽57形成于接連管45的插入側端部。安裝在周槽57上的O形環43的內徑設定得小于周槽底面的外徑。所以，安裝在周槽57上的O形環43的內周緊貼在周槽底面。在該狀態下，O形環43的外徑設定得比嵌合密封部47的外徑大。
[0069]另一方面，出入口管33的圓筒狀密封面41的內徑設定得大于嵌合密封部47的外徑、且小于所安裝的O形環43的外徑。所以，安裝有O形環43的嵌合密封部47通過插入出入口管33的另一端開口部37，O形環43以預定的壓縮量被壓縮。被壓縮的O形環43由于彈性復原力而緊貼在周槽底面和圓筒狀密封面41，從而將出入口管33與接連管45的間隙水密密封。
[0070]此外，由于集熱板21的流路內為正壓，因此，在周槽內被壓扁的O形環43向周槽內的外部側移動。此時，O形環43被按壓至圓筒狀密封面41與嵌合密封部47的間隙而塞住該間隙，由此，也將出入口管33與接連管45的間隙水密密封。
[0071]凸緣部49具有比出入口管33的內徑大的外徑，形成為能與另一端開口部37抵接。
[0072]在集熱器殼體25的側面59上固定有圖3所示的固定金屬配件61。形成為L形的固定金屬配件61具有:底面側夾持片65，在其形成有U形缺口 67的前端部與出入口管33的另一端開口部37之間夾持凸緣部49 ;以及側面側固定片63，其垂直設置在底面側夾持片65的后端部并緊固固定于集熱器殼體25的側面59。形成在底面側夾持片65的前端部的U形缺口 67具有大于接連管45的插入側端部的外徑、小于凸緣部49的外徑的開口寬度。
[0073]由此，固定金屬配件61用底面側夾持片65的前端部與出入口管33的另一端開口部37夾持凸緣部49。
[0074]此外，如圖4所示，也能夠使用包括開口寬度A、B、C從開口端階段地變窄(A>B> c)的多級U形缺口 71的固定金屬配件61A。
[0075]如圖3所示，在集熱器殼體25的側面59上形成有軌道槽77，軌道槽77與螺栓73的頭部75卡合，并將螺栓73保持為在集熱器殼體25的側面59的延伸方向自由滑動。在固定金屬配件61的側面側固定片63上穿設有插通該螺栓73的螺栓插通孔79。因此，通過在插通了螺栓插通孔79的螺栓73上螺紋結合螺母81，從而將側面側固定片63緊固固定在集熱器殼體25的側面59。
[0076]接下來，說明所述集熱器11的連接管道連接步驟。
[0077]為了將L形管狀的接連管45連接至集熱器11，首先，將接連管45的設有嵌合密封部47的插入側端部插入于出入口管33，直至凸緣部49抵接在另一端開口部37并停止。由此，嵌合密封部47的O形環43緊貼在出入口管33的圓筒狀密封面41。
[0078]接下來，為了將固定金屬配件61固定在集熱器殼體25的側面59，從軌道槽77的端部開口 77a插入螺栓73的頭部75，將螺栓73自由滑動地卡合在軌道槽77。頭部75卡合在軌道槽77的螺栓73能夠以從集熱器殼體25的側面59垂直突出的姿勢沿著軌道槽77進行移動。
[0079]因此，將頭部75卡合在軌道槽77的螺栓73定位到出入口管33的位置。螺栓73的位置決定后，以一邊在螺栓前端插通側面側固定片63的螺栓插通孔79、一邊在前端部的U形缺口 67插入接連管45的方式將固定金屬配件61的底面側夾持片65沿著集熱器殼體25的底面69平行地插入。在該狀態下，在螺栓前端螺紋結合螺母81并將螺母81緊固，從而固定金屬配件61的側面側固定片63借助螺栓73和軌道槽77被固定在集熱器殼體25的側面59。
[0080]如圖1所示，利用側面側固定片63固定在集熱器殼體25的側面59上的固定金屬配件61底面側夾持片65、與出入口管33的另一端開口部37及底板39夾持接連管45的凸緣部49，接連管45被固定得不能相對于出入口管33脫離。此外，在圖1所示的本實施方式中，借助固定在集熱器殼體25的底板39上的加強板83來夾持凸緣部49。
[0081]在將集熱器11彼此連接的接頭構造中央部的情況下，將兩個接連管45的另一端彼此旋轉至相對的位置。接下來，在兩個接連管45的另一端各自連接連接管道53，在各自的接頭55上用單觸式夾箍(one touch band) 85將連接管道53固定，經由連接管道53完成集熱器11彼此的連接。
[0082]接下來，說明上述實施方式所涉及的集熱器11的作用。
[0083]如上所述，在本實施方式所涉及的太陽能熱利用系統13的集熱器11中，在與集熱板21的流路19連通并從集熱器殼體25的底面69導出的出入口管33上連接接連管45時，在出入口管33的另一端開口部37中插入接連管45的插入側端部。直至凸緣部49抵接在另一端開口部37地插入于出入口管33內的插入側端部、與出入口管33的圓筒狀密封面41之間被具有O形環43的嵌合密封部47水密密封。
[0084]而且，以與出入口管33連接的接連管45插入于前端部的U形缺口 67的方式將固定金屬配件61的底面側夾持片65沿著集熱器殼體25的底面69平行地插入。在接連管45插入于底面側夾持片65的U形缺口 67的狀態下，若固定金屬配件61的側面側固定片63固定在集熱器殼體25的側面59，則在底面側夾持片65的前端部與出入口管33的另一端開口部37之間夾持凸緣部49。
[0085]因此，凸緣部49被夾持在固定金屬配件61的底面側夾持片65與另一端開口部37之間的接連管45不能相對于出入口管33脫離，O形環43定位在圓筒狀密封面41的預定位置并維持水密密封狀態。
[0086]此時，接連管45的插入側端部由于O形環43的密封而能夠在任意方向進行旋轉。由此，在L形管狀的接連管45的情況下，另一端部容易根據連接管道53的布置方向向360°任意的導出方向自由變更。
[0087]另外，在本實施方式所涉及的集熱器11的連接構造中，通過將嵌入有O形環43的接連管45的插入前端部向在集熱器殼體25的底面69導出的出入口管33插入，防止泄漏。因此，不會像以往的利用螺紋擰入方式的連接構造那樣，被施工技術水平左右而產生泄漏。
[0088]另外，由于在集熱器殼體25的側面59沒有出入口管，因此能夠將多個集熱器11緊貼并設。
[0089]另外，在以接連管45插入于前端部的U形缺口 67的方式將固定金屬配件61的底面側夾持片65沿著集熱器殼體25的底面69平行地插入時，用手摸索也能確認U形缺口 67與接連管45的嵌合狀況，能夠在底面側夾持片65的前端部與另一端開口部37之間可靠地夾持凸緣部49。
[0090]另外，由于固定金屬配件61的底面側夾持片65是比快速接合件523 (參照圖5(b))薄的形狀，因此能夠將接連管45相對于集熱器殼體25的底面69的高度抑制得更低。由此，能夠降低集熱器11與屋頂面的距離，使太陽能面板與上表面位置一致。
[0091]而且，通過利用螺栓73和螺母81將固定金屬配件61固定至集熱器11，接連管45的凸緣部49可靠地卡在底面側夾持片65而不會脫出。由此，不像快速接合件方式那樣在出入口管527和接連管529這兩者上設有凸緣部531 (參照圖5 (b))，就能夠防止接連管45的脫落，能夠將制造成本抑制得較低。
[0092]另外，像圖4所示的固定金屬配件61A那樣，通過在底面側夾持片65上形成多級U形缺口 71，用I種固定金屬配件61A就能夠對應外徑不同的多個尺寸的接連管45。由此，固定金屬配件61A相對于接連管尺寸的自由度增加。
[0093]另外，根據本實施方式的集熱器11，頭部75卡合在設在集熱器殼體25的側面59的軌道槽77的螺栓73能夠以從集熱器殼體25的側面59垂直突出的姿勢沿著軌道槽77進行移動。因此，由插通于側面側固定片63的螺栓插通孔79的螺栓73支承的固定金屬配件61利用沿著集熱器殼體25的側面59的滑動，容易向出入口管33的位置對位。
[0094]所以，根據本實施方式所涉及的太陽能熱利用系統13的集熱器11，施工時的操作性良好，由于省空間而提高外觀設計性，而且利用簡單的構造也能夠降低零件成本。
[0095]此外，本發明的太陽能熱利用系統的集熱器不限定于上述的實施方式，能夠進行適當變形、改良等。此外，上述的實施方式中的各構成要素的材質、形狀、尺寸、數量、配置部位等能夠達成本發明即可，是任意的，對其沒有限定。
[0096]本申請基于2013年6月12日申請的日本專利申請(日本特愿2013-124113)，享受其優先權。
【權利要求】
1.一種太陽能熱利用系統的集熱器，其特征在于，包括: 集熱板，形成有熱介質的流路； 集熱器殼體，容納所述集熱板； 出入口管，一端開口部與所述流路連通而與所述集熱板連接，并且貫穿所述集熱器殼體的底面而導出的另一端開口部在內周面上具有圓筒狀密封面； 接連管，插入到所述出入口管的另一端開口部的插入側端部具有嵌合密封部、和在外周面突出設置的凸緣部，所述嵌合密封部具有緊貼在所述圓筒狀密封面的O形環；以及固定金屬配件，具有底面側夾持片和側面側固定片，在所述底面側夾持片的形成有U形缺口的前端部與所述出入口管的另一端開口部之間夾持所述凸緣部，所述側面側固定片垂直設置在所述底面側夾持片的后端部并固定在所述集熱器殼體的側面。
2.如權利要求1所述的太陽能熱利用系統的集熱器，其特征在于， 所述U形缺口由多級U形缺口構成，所述多級U形缺口的開口寬度從開口端階段地變窄。
3.如權利要求1或2所述的太陽能熱利用系統的集熱器，其特征在于， 在所述集熱器殼體的側面上形成有軌道槽，所述軌道槽與螺栓的頭部卡合而將所述螺栓保持為在所述集熱器殼體的側面的延伸方向上自由滑動， 在所述側面側固定片上穿設有插通所述螺栓的螺栓插通孔， 在所述螺栓上螺紋結合螺母，從而所述側面側固定片被緊固固定在所述集熱器殼體的側面。
【文檔編號】F24J2/46GK104236138SQ201410206727
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年5月15日 優先權日:2013年6月12日
【發明者】名坂竹彥, 小林達志, 田島光明, 辻村雄一 申請人:矢崎能源系統公司