JPS5949506B2 - 空焚き防止太陽熱コレクタ− - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は運転中止時の空焚きを防止して耐久性を向上せ
しめた太陽熱コレクターに関するものである。

一般に、集熱板とこれに接続して設けた集熱管と、この
集熱管に連通するヘッダーパイプとからなる集熱機構を
コレクターケース内に収納した平板型の太陽熱コレクタ
ーは、取付工事期間中や運転中止時において空焚き状態
となる。

この空焚き状態においては、例えば選択吸収面を有する
集熱板の温度が、運転時の温度の２倍にも達するため、
構成部材の接続部分の破損や断熱材の劣化など、著しく
耐久性を劣化させる原因となっていた。

このような空焚きを防止するため、従来法のような防止
構造が採られていた。

■コレクターケースの両端に、開閉する通気孔を設け、
タンクや集熱系内の水圧と連動して、空焚き時に前記通
気孔を開いて空冷し、運転時にこれを閉じる構造のもの
。

■コレクターケースの上面に設けた透光板の下方に集熱
板を覆うように多数の反射板を傾動自在に取付け、タン
クや集熱系の水圧変化と連動して、運転時に反射板を傾
動させて太陽光を集熱板に照射させ運転中止時に反射板
で太陽光を遮ぎるよ５にした構造。

あるいは■集熱系とは別に放熱系の通水回路を並列に設
け、運転中止時に放熱系通水回路に切換えて水を循環す
る構造のものなどがある。

しかしながら従来の空焚き防止装置には次のような問題
点がある。

前記■の空冷タイプのものは通気孔開閉部の水密性に問
題があり、ここからの雨水の浸入による断熱材の断熱性
能の低下や、結露による透光板の透光率低下による集熱
効率の減少などの問題がある。

また■の反射板を設けたものは、通常透光板と集熱板と
の間隔が効率上１０〜２５闘であるのに対し、この間隔
を大きく拡げなければならず装置が大型化する上、多数
の反射板を取付けるため構造が複雑化し、製造コストが
高（なる欠点がある。

また■の水冷タイプのものは、集熱板の枚数が多くなる
と、設備費が高くなり、経済的にも不利であるなど種々
の欠点がある。

本発明はかかる従来の欠点に鑑みなされたもので、構造
が簡単で製造コストが安く、水密性にも優れ、空焚きを
確実に防止して耐久性を向上せしめた太陽熱コレクター
を開発したものである。

即ち本発明は集熱板と、これに接続して設けた集熱管と
、この集熱管に連通するヘッダーパイプとからなる集熱
機構を、上面が透光板で覆われた金属製のコレクターケ
ース内に収納し、前記集熱機構またはコレクターケース
に、互に接離自在に伝熱板を取付け、両者を熱的に接続
して空焚時に熱ヲコレクターケース側にリークするよう
にした空焚き防止太陽熱コレクターである。

以下本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。

第１図乃至第３図は本発明の一実施例を示すもので図に
おいて１は集熱機構、２はこの集熱機構１を収納するコ
レクターケースである。

前記集熱機構１は例えばアルミ、ステンレス銅板など熱
伝導性の優れた金属板で形成された集熱板３の裏面に、
複数本の集熱管４・・・を平行あるいは蛇行状に取付け
、更にこの集熱管４・・・の両端に、これと連通するヘ
ッダーパイプ５，５′を取付けたものである。

またコレクターケース２は、アルミニウム、鉄、ステン
レスなどの金属で形成され、上面が開口した四角形状の
箱型をなし、この上面にガラス、プラスチックなどから
なる透光板６が取付けられ、ケース内は水密構造となっ
ている。

更にこのコレクターケース２のヘッダーパイプ５側の一
面を除いた内側面および底面には発泡プラスチック、グ
ラスウール、アスベストなどの断熱板７が設けられてい
る。

また８は、一端をヘッダーパイプ５にろう付けなどによ
り接着し、他端をフリーにした板状の伝熱板である。

この伝熱板８はヘッダーパイプ側の折曲した部分の内側
に支持棒９を介挿して、伝熱板８に弾性力を持たせであ
ると共に、フリーな下端側を折曲して、コレクターケー
ス２の内壁面に密接するよ′うになっている。

またヘッダーパイプ５の底部には、その長手方向に沿っ
てサーモスタット１０が設けられている。

このサーモスタット１０はヘッダーパイプ５に接触する
金属製の外筒１１内に、螺旋状のバイメタル１２を挿着
し、このバイメタル１２の一端な外筒１１の端部に固定
すると共に、他端を外筒１１の中央部に設けた回転軸１
３に固定したものである。

更にこの回転軸１３の外筒１１から突出した端部に、折
曲したアーム１４が取付けられ、更にこのアーム１４の
先端が、前記伝熱板８に接続し、アーム１４０回動に伴
って、伝熱板８がコレクターケース２の内壁面に接離す
るようになっている。

しかして上記構造の太陽熱コレクターにおいて、運転中
止時に集熱板３が加熱されると、熱伝導によってヘッダ
ーパイプ５も加熱される。

これに伴ってヘッダーパイプ５に接触して設けたサーモ
スタットの螺旋状のバイメタル１２が熱膨張して回転軸
１３を回転させる。

この回転によりアーム１４が回動し、これに伴なって第
２図に示す如く伝熱板８が仮想線で示す離れた状態から
回動してコレクターケース２の内壁面に接触して熱的に
接続し熱をコレクターケース２側にリークさせることに
より空焚きを防止することができる。

なお上記実施例ではアーム１４を回動させて伝熱板８を
接離させる構造のものについて示したが、伸縮運動によ
り接離させる構造のものでも良い。

また温度の検知機構として金属の熱膨張を利用するもの
に限らず、気体、液体などをシリンダー内に封入して、
その熱膨張を利用する構造のものでも良い。

また上記実施例では多数の太陽熱コレクターを隣接して
配置し、その一部のコレクターだけを運転する場合、あ
るいは断続的に運転する場合など運転状態が不連続であ
るような場合に好適な構造であるが、冬期の暖房以外は
給湯用に一部の太陽熱コレクターだけを運転する場合、
あるいは取付は工事期間中など、運転中止状態が長期間
にわたる場合には第４図に示す如き構造のものが良い。

この太陽熱コレクターはヘッダーパイプ５を配置した側
のコレクターケース２にねじ孔１５゜１５を設け、ここ
にポル）１６．１６を螺合させ、内側に突出したポル）
１６．１６の先端に湾曲した伝熱板８を取付けたもので
ある。

ボルト１６を回転させることにより伝熱板８をヘッダー
パイプ５に接触させて、伝熱板８とポルト１６を介して
コレクターケース２と熱的に接続し、運転中止時におけ
る集熱板８の熱をリークさせて空焚きを防止するもので
ある。

なお上記実施例では手動により伝熱板８を接離させるも
のについて示したが、モーターの駆動力を用いて電気的
に行なう構造のものでも良い。

また伝熱板８の取付は位置、大きさなどは設置場所、放
熱量などによって適宜選定することができる。

従って伝熱板８の取付は位置は上述の如くヘッダーパイ
プ５とコレクターケース２との間ニ限らず、例えば陸屋
根または屋上などで架台上に傾斜して太陽熱コレクター
を設置する場合には、集熱板３の裏面と、コレクターケ
ース２の底面との間に伝熱板８を設けて、両者を熱的に
接続するようにしたものでも良い。

この場合、伝熱板８０表面を反射面とすれば集熱時の熱
のロスを少な（することができる。

以上説明した如く本発明に係る空焚き防止太陽熱コレク
ターによれば、断続的に運転を中止する場合や、長期間
にわたって運転を中止するような場合に集熱機構の異常
な温度上昇を抑えて確実に空焚きを防止することができ
る。

この結果、熱膨張収縮に伴なう構成部材の接続部分の破
損を防止すると共に断熱材の劣化を防止して耐久性を高
めることができる。

更に本発明によれば構造が簡単で製造コストが安く、水
密性にも優れているなど顕著な効果を有するものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す一部切欠した平面図、
第２図は第１図の■−■線に沿う要部縦断面図、第３図
は第１図の■−■線に沿う要部横断面図、第４図は本発
明の他の実施例を示す平面断面図である。 １・・・集熱機構、２・・・コレクターケース、３・・
・集熱板、４・・・集熱管、５ 、５′・・・ヘッダー
パイプ、６・・・透光板、７・・・断熱材、８・・・伝
熱板、１０・・・サーモスタット、１２・・・バイメタ
ル、１４・・・アーム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 集熱板と、これに接続して設けた集熱管と、この集
   熱管に連通するヘッダーパイプとからなる集熱機構を、
   上面が透光板で覆われた金属製のコレクターケース内に
   収納し、前記集熱機構またはコレクターケースに、互に
   接離自在に伝熱板を取付け、両者を熱的に接続して空焚
   時に熱をコレクターケース側にリークするようにしてな
   る空焚き防止太陽熱コレクター。