专利名称：太阳能热水器的集热器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及在集热器箱内收容有集热板的太阳能热水器的集热器。
背景技术：
通常，太阳能热水器包括:收集太阳能热量的集热器；能够积蓄该热量的热水贮槽；和使载热体(热媒)在集热器和热水贮槽之间循环的载热体配管系统。由集热器收集的太阳能热量由通过载热体配管系统的载热体向热水贮槽输送。在热水贮槽内贮蓄所供给的热水，并且设置有与载热体配管系统连接的热交换器。在热水贮槽内，通过热交换器将载热体的热量传递给所供给的热水来储热。图7所示的太阳能热水器500是在并列设置的两个集热器519的上方设置有热水贮槽515的类型的太阳能热水器，通过未图示的载热体循环系统强制载热体在集热器519与热水贮槽515之间循环，并与热水贮槽515内的水进行热交换。此外，通常还使用集热器与贮热水箱分离，集热器设置于屋顶上，而贮热水箱设置于别处的类型的太阳能热水器。图7和图8所示的集热器519是具有下述集热板501的板式集热器，在该集热板501中，通过使呈四边形的两张板材503中的一张或两张板材503形成为波浪状，并将这两张板材503贴合，以形成使载热体通过的流路。构成集热板501的板材503使用导热性高的金属材料(例如参照专利文献I)。在收容集热板501的集热器箱513的上表面侧，安装有透明板511。在···集热板501中，在流路的上游端和下游端与载热体循环管路连通的至少两个部位安装有出入口管505 (连接管)(通常如图7所示，考虑到集热器519的通用性，将出入口管505安装于集热板501的四角)。如图8所示，在收容于集热器箱513的集热板501中，安装于四角的出入口管505贯通集热器箱513的侧面开口 514，导出到外部。以往，为了将该出入口管505与集热板501连接，将出入口管505插入到通过使板材503贴合而形成的板缘部507的流路开口部509，将它们通过焊接或钎焊接合。在先技术文献专利文献1:日本特开2003-262402号公报
实用新型内容实用新型要解决的课题然而，为了将出入口管505插入到形成于板缘部507的流路开口部509并将它们接合，需要通过焊接或钎焊将板缘部507的流路开口部509与出入口管505的外周部之间的间隙部520封闭，该焊接或钎焊作业要求作业人员操作熟练，不利于提高生产效率。此外，出入口管505分别从集热器箱513的侧面导出，但当横向排列有多个集热器519时，则存在必须确保集热器519彼此之间的用于由管接头等连接相邻的出入口管505彼此之间的安装间隙，导致并排设置长度较大的问题。[0012]另一方面，也考虑将出入口管505从收容有集热板501的集热器箱513的下表面侧导出。然而，当出入口管505从集热器519的下表面突出，则存在搬运时或保管时不能直接叠置集热器519，而需要用于装载的隔离部件，或者载热体循环管路必须环绕在集热器箱513的底面侧，在屋顶的安装高度变高等问题。本实用新型就是鉴于上述情况而作成，其目的在于提供易于制造且能够叠置的太阳能热水器的集热器。用于解决课题的手段本实用新型的上述目的通过下述结构实现。(I)太阳能热水器的集热器，其特征在于，包括:将两块板材接合形成为载热体的流路的集热板；将上述集热板以与底板平行的方式收容的方形的集热器箱；在上述集热器箱的至少对角方向的一对转角部的上述底板向上方凹陷并向侧方打开的凹部；和一端开口与上述流路连通并与下侧的上述板材连接，另一端开口贯通上述凹部的底板导出至上述凹部的出入口管。根据上述(I)结构的太阳能热水器的集热器，在集热器箱的转角部，形成有使底部凹陷而成的凹部，一端开口与收容于集热器箱的集热板的下侧的板材连接的出入口管，贯通凹部的底板以设置于凹部。因此，出入口管的另一端开口不会突出到集热器箱的底板的下方。由此，在叠置多个集热器时，出入口管不会与下层的集热器形成干扰，能够实现叠置保管。此外，出入口管的一端开口部能够通过焊接或钎焊沿垂直方向与集热板的下侧的板材接合，以与载热体的流路连接。由此，在将出入口管的圆形的一端开口插入到下侧的板材设有开口的圆形钎焊开口的简单结构中，能够进行容易的焊接或钎焊作业。(2)根据上述(I)结构的太阳能热水器的集热器，其特征在于，上述出入口管贯通上述凹部的底板而下垂成直线短管状，上述出入口管的另一端开口与收容在上述凹部的L形管的垂直管部连接。根据上述(2)的太阳能热水器的集热器，贯通凹部的底板而下垂的出入口管的另一端开口设置于凹部，该另一端开口与收容在凹部的L形管的垂直管部连接。L形管的与垂直管部垂直连接的水平管部在凹部与集热板平行地延伸。由此，与出入口管连接的L形管的水平管部能够从在集热器箱的侧面开放的凹部的开放部向集热器的外侧导出，能够容易地进行与其它集热器、热交换器的连接。(3)根据上述(2)结构的太阳能热水器的集热器，其特征在于，上述L形管的与上述垂直管部垂直连接的水平管部的基端侧由被上下挤压而成的扁平管形成，并且，上述水平管部的末端侧由相对于上述扁平管，管心偏向上述凹部的底板侧的圆管形成。根据上述(3)结构的太阳能热水器的集热器，设置在出入口管的另一端开口的下方的L形管的水平管部的基端侧形成为扁平管，因此，与该基端侧为圆管的情况相比，能够减少被挤压的量、降低凹部的高度方向的高度。由此，L形管就能够在高度较低的凹部内，使得与垂直管部连接的水平管部转换方向为垂直方向，将末端侧从集热器箱侧面导出。(4)根据 上述(I) (3)结构中的任一结构的太阳能热水器的集热器，其特征在于，上述凹部通过使上述集热器箱的底板沿上述集热器箱的底边和顶边凹陷而形成。根据上述(4)结构的太阳能热水器的集热器，沿着集热器箱的底边和顶边，使集热器箱的底板凹陷而形成凹部。因此，沿着集热器箱的底边和顶边形成的凹部，除了能够用作连接出入口管的空间以外，还能够用作其它配管或配线的设置空间。由此，集热器施工外观美观，能够提高施工品质。实用新型的效果根据本实用新型的太阳能热水器的集热器，能够简化制造，并能够在搬运或保管
时叠置。以上，对本实用新型进行了简单说明。进而，通过参照附图通读用于实施下述实用新型的方式(以下称为“实施方式”)，来进一步了解本实用新型的详细情况。
图1是具备本实用新型第一实施方式的集热器的太阳能热水器的整体立体图。图2是图1所示的集热器的转角部的主要部分的放大立体图。图3是对图2所示的转角部的出入口管的连接结构进行说明的II1-1II截面向视图。图4是从圆管侧观察图3所示的L形管时的正视图。图5是图3所示的L形管的整体立体图。图6是本实用新型第二实施方式的集热器的整体立体图。图7是具备现 有集热器的太阳能热水器的整体立体图。图8是图7所示的集热器的转角部的一部分剖开的放大立体图。符号说明11太阳能热水器13集热器19集热器箱21集热板23 板材25 流路27转角部29 出入口管61 L 形管65 底板67 凹部71 底板76出入口管上端(一端开口)77出入口管下端(另一端开口)81垂直管部91水平管部93扁平管95 圆管具体实施方式
以下，参照附图对本实用新型的实施方式进行说明。如图1所示，本实用新型第一实施方式的太阳能热水器11采用使载热体强制循环并进行热交换的强制循环/热交换结构。太阳能热水器11大致包括集热器13、热水贮槽15和载热体循环管路系统17。集热器13在集热器箱19内收容有集热板21。如图3所示，集热板21是将两块板材23接合以形成载热体的流路25的所谓板式集热器的一种。集热器13呈例如矩形状，具有纵向(屋顶延伸方向)2m、横向(沿着房梁的方向)lm、厚度60mm的约2平方米的集热面积。在集热器13中，流路25以成为长边侧的朝向设置于屋顶面，通常有多个流路25横向并排连接进行使用。在本实施方式中，两台集热器13并排连接。收容有集热板21的集热器箱19的上表面由作为透射体的透明板26封闭。集热器19采用例如涂敷熔融锌-5%镀铝合金钢板。集热板21能够适合采用超低碳铁氧体类不锈钢。对集热板21的表面实施选择吸收面处理，以提高集热效率。在集热板21中，后述的出入口管29 (参照图3和图4)与4个转角部27连接，出入口管29与流路25连通。在本实施方式中，出入口管29设置于集热板21的四角，能够实现4个方向的排出。在实际施工中，将4个部位的出入口管29中的I个部位的出入口管封闭，而使用其余的3个部位的出入口管。作为出入口管29的配管尺寸，例如采用约为Φ 12.7的配管。热水贮槽15在热水贮槽箱31中收容有槽主体33，设置于集热器13的上方的屋顶上。热水贮槽箱31采用例如涂敷熔融锌-5%镀铝合金钢板。槽主体33使用不锈钢。槽主体33是水管直接连接的密闭式，具有约200升的贮热水容量。在槽主体33的内侧，设置有由不锈钢制成的热交换器35，热交换器35与载热体循环管路系统17连接。热水贮槽15使得由集热器13加热的载热体通 过热交换器35对水进行加热，并且将加热后的水作为热水贮存。将水供给到槽主体33的供水口 37、用于从槽主体33进行排水的排水口 39以及热水供给口 41连接，将它们从热水贮槽箱31导出。设置于与排水口 39连接的未图示的排水管的排水阀通常时关闭，仅在从槽主体33排水时打开。通过将水管与供水口 37连接，被供给到槽主体33的水，通过设置于内部的热交换器35而成为热水，从热水供给口 41排出。本第一实施方式的载热体循环管路系统17具有出水连接管43、连接软管45、回水连接管47、水箱49、集热泵51、太阳能电池53、安全阀55、真空断路器57和浮动开关59。出水连接管43的一端与集热泵51连接，另一端则通过后述的L形管61与成为上游侧的集热器13 (图1的右侧)的注水侧的出入口管29 (参照图4)连接。连接软管45将上游侧的集热器13和下游侧的集热器13 (图1的左侧)的相邻的出入口管29彼此连接。回水连接管47的一端通过L形管61与成为下游侧的集热器13的排水侧的出入口管29连接，另一端则与热交换器35连接。水箱49设于热交换器35与集热泵51之间，暂时蓄积来自热水贮槽15的载热体。水箱49设有用于填充载热体的未图示的填充用开口。在该填充用开口的下方，设有使膨胀的剩余的载热体溢流的排放软管。集热泵51设置于水箱49与出水连接管43之间，通过对来自水箱49的载热体进行加压输送，使载热体按照集热器13、热交换器35和水箱49的顺序循环。太阳能电池53作为集热泵51的电源使用。在有太阳照射时，集热泵51通过太阳能电池53的发电自动运转。此外，在本实施方式中，从安全性出发，载热体使用以丙二醇为主的防冻液。安全阀55设于槽主体33与热水供给口 41之间，以槽主体33的内压达到规定值以上时打开并排出热水的方式工作。此外，该安全阀55也成为槽主体33水满后排出由供水口 37供给的水的排出口。真空断路器57是在热水供给处位于比热水贮槽15低的位置时设置，通过将供热水管系统内向大气开放，防止供热水管内的容器因成为负压而导致的凹陷。浮动开关59设于水箱49的底部，在水箱49的载热体(即载热体总量)成为一定量以下时进行工作，以防止集热泵51空转。如图1所示，本实施方式的集热器箱19形成为上述的矩形等四边形，以与底板65平行的方式收容集热板21。如图2所示，在该集热器箱19的4个转角部27，分别形成有凹部67。本第一实施方式的凹部67中，各转角部27中的底板65向上方凹陷而交叉的2个侧部开放为开放部103。即，该凹部67通过将集热器13设置于屋顶而与屋顶面之间形成屋顶间空隙69(参照图3)。 如图3所示，在与凹部67的位置相应的集热板21的四角，设置有出入口管29。出入口管29的出入口管上端(一端开口部)76通过焊接或钎焊与下侧的板材23连接，使得出入口管29与流路25流通。在集热器箱19的凹部67的底板71，形成有使出入口管29贯通的出入口管贯通开口部73。从集热板21下垂的出入口管29的出入口管下端(另一端开口部)77通过出入口管贯通开口部73并贯穿底板71，导出至凹部67。出入口管29与出入口管贯通开口部73之间由橡胶等制成的封闭部件75封闭。在贯通封闭部件75的出入口管下端77，形成有向半径方向外侧突出的凸缘部79。出入口管29贯通凹部67的底板71而下垂成直线短管状。出入口管下端77与收容于凹部67的L形管61的垂直管部81连接。垂直管部81的末端侧形成有周槽83，周槽83的外周安装着O形环85。O形环85将从出入口管下端77插入的垂直管部81的外周面与出入口管29的内周面之间进行水密密封。借助O形环85以水密状态连接的出入口管29和L形管61的垂直管部81由快速紧固件(quick fastener) 63夹持固定。快速紧固件63具有沿着周向形成有缝隙87的大致呈C形的截面形状。快速紧固件63通过缝隙87夹持并固定出入口管29的凸缘部79和垂直管部81的压紧台阶部89。如图3 图5所示，L形管61中的与垂直管部81垂直连接的水平管部91的基端侧由被上下挤压而成的扁平管93形成。垂直管部81与扁平管93通过钎焊连接。扁平管93的开口端(图3中的左端)由经过了钎焊的铜栓86封闭。水平管部91的末端侧由相对于扁平管93，管心偏向凹部67的底板71侧的圆管95形成。如图3所示，扁平管93的底部与集热器箱19的底板65相比，配置在稍靠内侧(图中的上侧)的位置。圆管95以其底部与该扁平管93的底部相比位于内侧的方式弯曲成曲轴状偏心设置。即，扁平管93与圆管95之间，形成截面形状无阶差地从椭圆形变为圆形的折曲连接部94。因此，L形管61在不与屋顶相干涉的状态下收容于屋顶间空隙69。在此，圆管95的末端不从集热器箱19的侧面突出。形成有管用螺纹97的配管接头99钎焊于圆管95的末端，该配管接头99从集热器箱19的侧面稍微突出。此外，钎焊连接于圆管95的末端的配管接头能够根据连接的对像配管或软管等的种类选择各种配管接头。与出入口管29连接的L形管61在各凹部67的位置与不同的对像配管连接，或者由盖98封闭。例如，图1所示的右侧的集热器13的右上的L形管61 (未图示)与左侧的集热器13的左下的L形管61 (未图示)由安装于配管接头99的盖98封闭。右侧的集热器13的右下的L形管61借助配管接头99与出水连接管43连接。右侧的集热器13的左上左下的L形管61与左侧的集热器13的右上右下的L形管61由连接软管45连接。左侧的集热器13的左上的L形管61借助配管接头99与回水连接管47连接。接着，对具有上述结构的太阳能热水器11的集热器13的作用进行说明。在本实施方式的太阳能热水器11中，当太阳照射到集热器13时，集热器13的载热体被加热。由于此时太阳能电池53也被太阳照射，因此，太阳能电池53对集热泵51进行供电。由此，集热泵51旋转，强制载热体按照出水连接管43、集热器13、回水连接管47、热交换器35、水箱49、集热泵51的方向循环。结果，借助热交换器35，将热量传递给存储在热水贮槽15中的水。另一方面，当没有太阳照射时，停止从太阳能电池53向集热泵51供电。由此，停止集热，并且不再从集热器13放热。此外，在该太阳能热水器11中，载热体循环的集热回路与贮存作为蓄热介质的供给热水的贮热水回路分离，载热体与蓄热介质不会混合，因此，与直接使贮热水循环的形式相比更加卫生。而且，在太阳能热水器11的集热器13中，在集热器箱19的转角部27形成有使底板65凹陷而成的凹部67。出入口管上端76连接于收容在集热器箱19的集热板21的下侧的板材23的出入口管29将贯穿凹部67的底板71并设于凹部67。因此，出入口管29的出入口管下端77不会突出到集热器箱19的底板65的下方。由此，在叠置有多个集热器13时，出入口管29不会干 扰下层的集热器13，能够实现叠置保管。此外，出入口管29的出入口管上端76能够通过焊接或钎焊沿垂直方向与集热板21的下侧的板材23接合，进而与载热体的流路25连接。由此，就能够在将出入口管29的圆形出入口管上端76插入下侧板材23设置开口的圆形的焊接或钎焊开口部101 (参照图3)的简单结构下，容易地进行焊接或钎焊作业。此外，贯通凹部67的底板71并下垂的出入口管29的出入口管下端77设置于凹部67，该出入口管下端77与收容于凹部67的L形管61的垂直管部81连接。L形管61中的与垂直管部81垂直连接的水平管部91在凹部67中以与集热板21平行的方式延伸。由此，与出入口管29连接的L形管61的水平管部91能够从在集热器箱19的侧面开放的凹部67的开放部103(参照图3)向集热器13的外侧导出，能够容易地进行与其它集热器13、热交换器35的连接。进而，配置在出入口管29的出入口管下端77的下方的L形管61的水平管部91的基端侧形成为扁平管93，因此，与该基端侧为圆管的情况相比，能够减少被挤压的量、降低凹部67的高度方向的高度。由此，L形管61能够在高度较低的凹部67的屋顶间空隙69内，使得与垂直管部81连接的水平管部91转换方向为垂直方向，将末端侧从集热器箱19的侧面导出。结果，L形管61的水平管部91的末端几乎不会从集热器箱19的侧面突出，能够减小在将多个集热器13沿横向排列时为了用管接头或软管等将相邻的L形管61的水平管部91彼此连接而不得不确保的集热器13彼此之间的安装间隙，能够缩小并排设置长度。此外，在上述第一实施方式中，集热器箱19的四角的底板65向上方凹陷，形成侧面开放的凹部67。这是在考虑到集热器13的通用性下，为了在集热板21的四角设置出入口管29而做出的设计。本实用新型的集热器并不限于此，只要在至少对角方向的一对转角部27形成有凹部67即可。图6是本实用新型第二实施方式的集热器107的整体立体图。此外，对于与上述第一实施方式的集热器13同样的结构部件，标注相同的符号，并省略其详细说明。如图6所示，该第二实施方式的集热器107在集热器箱109内收容集热板21 (未图示)。两台集热器107例如连接且并排设置于屋顶面，借助出水连接管43和回水连接管47与设置在屋檐下等其它空间的未图示的热水贮槽连接。在集热器107中，沿着集热器箱109的底边111和顶边113，在底面分别形成有凹部105。在该第二实施方式的凹部105中，底边111和顶边113附近的底板65向上方凹陷，和底边111及顶边113 —起，与底边111和顶边113交叉的各侧面开放为开放部106。BP,上述凹部105通过将集热器107设置于屋顶，而在其与屋顶面之间形成屋顶间空隙。在与凹部105的位置相应的未图示的集热板21的四角，设有出入口管29。L形管61与出入口管29连接，配管接头99从集热器箱109的左右侧面突出。图6所示的右侧的集热器107的右上的L形管61与左侧的集热器107的左下的L形管61由装配在配管接头99的盖98封闭。右侧的集热器107的右下的L形管61通过配管接头99与出水连接管43连接。右侧的集热器107的左上左下的L形管61与左侧的集热器107的右上右下的L形管61由连接软管96连接。左侧的集热器107的左上的L形管61通过配管接头99与回水连接管47连接。在此，回水连接管47设置于`沿着顶边113形成的凹部105内，与在右侧的集热器107的右上与之合流的回水连接管43 —起，与未图示的热交换器连接。S卩，根据该第二实施方式的集热器107，除了具有与上述第一实施方式的集热器13同样的作用效果之外，凹部105还能够用作其它配管或配线用的设置空间。由此，能够将配管或配线设置于凹部105内，集热器107施工外观美观，能够提高施工品质。此外，本实用新型并不限于上述实施方式，能够适当地进行变形、改良等。此外，上述实施方式中的各结构要素的材质、形状、尺寸、数量、设置部位等只要能够实现本实用新型就可以为任意形态，而不受限定。
权利要求1.一种太阳能热水器的集热器，其特征在于，包括: 集热板，所述集热板由两块板材接合形成为载热体的流路； 集热器箱，所述集热器箱呈方形，具有底板，并将所述集热板以与所述底板平行的方式收容； 凹部，所述凹部由所述集热器箱的至少对角方向的一对转角部的所述底板向上方凹陷并向侧方打开而成；和 出入口管，所述出入口管的一端开口与所述流路连通，进而与下侧的所述板材连接，所述出入口管的另一端开口贯通所述凹部的底板而导出至所述凹部。
2.如权利要求1所述的太阳能热水器的集热器，其特征在于， 所述出入口管贯通所述凹部的底板而下垂成直线短管状， 所述出入口管的另一端开口与收容在所述凹部的L形管的垂直管部连接。
3.如权利要求2所述的太阳能热水器的集热器，其特征在于， 在所述L形管的与所述垂直管部垂直连接的水平管部的基端侧由被上下挤压而成的扁平管形成，并且，所述水平管部的末端侧由相对于所述扁平管，管心偏向所述凹部的底板侧的圆管形成。
4.如权利要求1 3中任一项所述的太阳能热水器的集热器，其特征在于， 所述凹部是通过使所述集热器箱的底板沿所述集热器箱的底边和顶边凹陷而形成。
专利摘要本实用新型涉及易于制造、能够叠置的太阳能热水器的集热器。该太阳能热水器的集热器(13)包括将两块板材(23)接合形成为载热体的流路(25)的集热板(21)；具有底板(65)，并将集热板(21)以与该底板(65)平行的方式收容的方形集热器箱(19)；在集热器箱(19)转角部(27)，底板(65)向上方凹陷并向侧方打开的凹部(67)；和出入口管上端(76)与流路(25)连通进而与下侧的板材(23)连接，出入口管下端(77)贯通底板(71)而导出至凹部(67)的出入口管(29)。
文档编号F24J2/46GK203148057SQ20132007341
公开日2013年8月21日 申请日期2013年2月16日 优先权日2012年2月17日
发明者乙部博昭, 刑部利英 申请人:矢崎能源系统公司