JP2691925B2 - 太陽熱温水器 - Google Patents

太陽熱温水器

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JP2691925B2
JP2691925B2 JP1028483A JP2848389A JP2691925B2 JP 2691925 B2 JP2691925 B2 JP 2691925B2 JP 1028483 A JP1028483 A JP 1028483A JP 2848389 A JP2848389 A JP 2848389A JP 2691925 B2 JP2691925 B2 JP 2691925B2
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は太陽熱温水器に係り、特に、飲料水を加熱す
るための熱交換器が内蔵された太陽熱温水器に関する。
〔従来の技術〕
太陽熱温水器の貯留槽に貯留する湯の温度は、夏期に
おいては通常40℃以上となり、この湯をそのまま風呂、
洗い物などに使用するには高過ぎ、太陽熱温水器の湯に
水を加えて洗い物などに使用している。しかし、太陽熱
温水器の湯を風呂や洗い物などに使用するだけでは湯の
エネルギーを有効に使用することができない。そこで、
飲料水を加熱するための熱交換器を内蔵した太陽熱温水
器が利用されている。
従来のこの種の温水器としては、第5図に示されてい
るものが知られている。この太陽熱温水器は、貯留槽10
内に熱交換器12が内蔵されており、貯留槽10内には給水
弁14、給水管16を介して水が供給されている。この水は
ボールタップ18が設定レベルに上昇するまで供給され、
貯留槽10内に貯留する。そして、この水は入水筒20、集
熱板22、出水筒24を循環する間に加熱され、貯留槽10内
に湯として貯留する。また熱交換器12には給水管16,26
を介して水が供給されており、この水が貯留槽10内の湯
と熱交換されて出湯管28、バルブ30を介して出湯口32か
ら排出されるようになっている。また貯留槽10内の湯が
出湯管34、出湯口コック36を介して排出されるようにな
っている。このように、貯留槽10内に熱交換器12を内蔵
すれば、飲料水を熱交換器12で加熱して出湯口32から排
出することができるため、貯留槽10内の湯の熱エネルギ
ーを有効に利用することができる。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、従来の太陽熱温水器においては、貯留
槽10内の湯の温度によらず、バルブ30を開くだけで熱交
換器12から湯が排出されるため、出湯口32からの出湯量
を多くすると貯留槽10内の湯温が低下し、風呂などに使
用できなくなる場合がある。また逆に熱交換器12の出湯
量を少なく抑えると、出湯口32からの出湯温度が高くな
り、貯留槽10内の湯の熱エネルギーを有効に利用できな
い場合がある。またバルブ30を閉じた後は出湯管28内に
湯が残るため、バルブ30を開いても出湯当初は冷却され
た湯が排出され、高温度の飲料水を必要とする場合には
出湯当初の湯を捨てなければならない。
本発明の目的は、流体の温度が基準温度を越えたとき
にのみ熱交換器からの出湯を可能とすることができる太
陽熱温水器を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
前記目的を達成するために、本発明は、第1の温水器
として、流体導入口から流体を導入して貯留する貯留槽
と、貯留槽内の流体を入水口から導入し、導入した流体
を出水口から貯留槽へ導く流体循環路と、太陽の熱エネ
ルギーを受けて流体循環路内の流体を加熱する集熱板
と、給水管から水の供給を受け、この水を貯留槽内の流
体と熱交換して出湯管へ排出する熱交換器と、貯留槽内
の流体の温度を検出する温度センサと、温度センサの検
出出力を受け、温度センサの検出による流体温度が基準
温度を越えている間給水管または出湯管の管路を開く制
御弁と、大気導入口と流体導入口とを結ぶ流体通路中に
流体の圧力に応じて大気導入口を開閉するフロートが挿
入されたエアー抜きユニットとを有し、エアー抜きユニ
ットの流体導入口が出湯管の管路途中に接続されている
太陽熱温水器を構成したものである。
また、本発明は、第2の温水器として、流体導入口か
ら流体を導入して貯留する貯留槽と、貯留槽内の流体を
入水口から導入し、導入した流体を出水口から貯留槽へ
導く流体循環路と、太陽の熱エネルギーを受けて流体循
環路内の流体を加熱する集熱板と、給水管から水の供給
を受け、この水を貯留槽内の流体と熱交換して出湯管へ
排出する熱交換器と、貯留槽内の流体の温度を検出する
温度センサと、温度センサの検出出力を受け、温度セン
サの検出による流体温度が基準温度を越えている間給水
管または出湯管の管路を開く制御弁と、貯留槽底部側の
流体を流体循環路の入水口へ導く低温流体導入管と、貯
留槽上部側の流体を流体循環路の入水口へ導く高温流体
導入管と、低温流体導入管に導入される流体の温度に感
応し、この流体の温度が設定温度を越えたときに低温流
体導入管の管路を閉塞する開閉弁とを有する太陽熱温水
器を構成したものである。
〔作用〕
温度センサにより流体の温度が基準温度を越えたこと
が検出されたときにのみ給水管または出湯管の管路が開
かれるため、流体の温度が基準温度を越えたときにのみ
熱交換器からの出湯が可能となる。これにより貯留槽内
の流体の熱エネルギーを有効に利用することが可能とな
る。また熱交換器から湯が排出された後は出湯管がエア
ー抜きユニットと連結され、出湯管の管路が大気と連通
するため、出湯管内に湯が残るのが防止される。またさ
らに貯留槽内の流体の温度が設定温度を越えたときには
低温流体導入管の管路が閉塞され、高温流体導入管のみ
から流体循環路へ流体が導入されるため、熱交換器の出
湯を高温度に維持することができる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第1図及び第2図において、貯留槽40上部の流体導入
口42には給水管44が配設されており、給水弁46を開く
と、ボールタップ48が設定レベルに上昇するまで貯留槽
40内に水が供給されるようになっている。貯留槽40の中
央部には給水管50、出湯管52,54が配設されており、給
水管50の管路途中には給水弁56、感温式膨張弁58が挿入
され、出湯管52の管路途中に出湯口コック60が挿入され
ている。出湯管54の管路途中には、出湯管54から分岐し
たエアー抜き管62が連結されており、このエアー抜き管
62の管路途中にはエアー抜きユニット64が設けられてい
る。そしてエアー抜き管62の端部は貯留槽40上部側に挿
入され、エアー抜き管62の流体導入口63は出湯管54に接
続されている。なお貯留槽40の上部にはエアー抜き口65
が設けられている。
また貯留槽40底部側には流体循環路66が配設されてお
り、流体循環路66の途中には複数の集熱板68が配設され
ている。流体循環路66は貯留槽40内の水を入水口70から
導し、導入した水を流体循環路66内を循環させて出水口
72から貯留槽40へ戻すように構成されている。集熱板68
は太陽の熱エネルギーを受けて流体循環路66内の水を加
熱するように構成されており、入水口70から導入された
水は流体循環路66内を循環する間に加熱されて出水口72
から湯として貯留槽40へ戻される。すなわち、貯留槽40
内の水は貯留槽40と流体循環路66内を順次循環するよう
に構成されている。
膨張弁58は、貯留槽40内の湯の温度を検出する温度セ
ンサ74に接続されており、温度センサ74の検出による流
体の温度が基準温度を越えている間給水管50の管路を開
く制御弁として構成されている。このため、給水弁56を
開いて給水管50へ飲料水を供給した場合、貯留槽40内の
湯の温度が基準温度を越えたときにのみ膨張弁58の弁が
開かれて熱交換器76に飲料水が供給されるようになって
いる。この熱交換器76は、供給された飲料水と貯留槽40
内の湯と熱交換をおこない、加熱された飲料水を出湯管
54側へ排出するようになっている。このため、給水弁56
を開くと、貯留槽40内の湯の温度が基準温度を越えてい
る間出湯口78からは加熱された飲料水が排出される。こ
のため貯留槽40内の湯の熱エネルギーを有効に利用する
ことができる。そして給水弁56を閉じると出湯口78から
の出湯が停止される。
一方、エアー抜きユニット64は、第2図に示されるよ
うに、箱形のユニット本体80内にラッパ管82、フロート
84、フロート支え86が収納されており、ラッパ管82がエ
アー抜き管62に連結され、フロート支え86が出湯管54に
連結されている。このフロート支え86の上部側には穴88
が形成されている。エアー抜きユニット64は出湯管54か
ら湯が導入されると、この湯の圧力に応じて球形のフロ
ート84が上昇してラッパ管82を閉塞するようになってい
る。一方出湯管54への湯の排出が停止されたときにはフ
ロート84が下降してフロート支え86によって支持され、
出湯管54が穴88、ラッパ管82、エアー抜き管62を介して
エアー抜き管62先端の大気導入口90と連通するようにな
っている。このため、給水弁56を閉じたときには出湯管
54の管路途中がエアー抜きユニット64を介して大気と連
通するため、出湯管54内に湯が残留することなく出湯口
78から排出される。またエアー抜き管62の先端側が貯留
槽40上部側まで配設されているので、出湯管54内に湯が
満たされ、ラッパ管82がフロート84によって閉塞される
ときに、フロート84のシールが多少不完全であっても、
エアー抜き管62内の湯は大気導入口90を介して貯留槽40
内に戻されるため、湯が大気導入口90から貯留槽40外部
に漏れるのを防止することができる。
第3図及び第4図は本発明の他の実施例が示されてい
る。
本実施例は、流体循環路66の入水口70側に低温流体導
入管94と高温流体導入管96を設け、低温流体導入管94内
に導入される湯の温度が設定温度を越えたときに、低温
流体導入管94の管路を閉塞する開閉弁104を配設したも
のであり、他の構成は前記実施例と同様であるので、同
一のものには同一符号を付してそれらの説明は省略す
る。
低温流体導入管94は貯留槽40底部側に配設され、高温
流体導入管96は貯留槽40の底部側から中央部側にわたっ
て配設されている。すなわち低温流体導入管94は貯留槽
40底部側に貯留する低温の湯を導入し、導入した湯を入
水口70側へ導くように構成されており、高温流体導入管
96は貯留槽40中央部側に貯留する高温の湯を導入し、導
入した湯を入水口70へ導くように構成されている。そし
て低温流体導入管94の管路途中には弁座98が設けられて
おり、弁座98の両側にバイアスバネ100と形状記憶合金
バネ102とが配設され、これらのバネの間に弁104が設け
られている。バイアスバネ100と形状記憶合金バネ102の
バネ力は、低温流体導入管94内に導入される湯の温度が
設定温度以下のときにはバイアスバネ100のバネ力より
も形状記憶合金バネ102のバネ力の方が大きく弁口106が
開かれるように設定されている。さらに、低温流体導入
管94内に導入される流体の温度が設定温度を越えたとき
には形状記憶合金バネ102が収縮し、バイアスバネ100の
バネ力によって弁104が弁口106側に移動して弁口106が
閉塞されるようになっている。このときには高温流体導
入管96のみから湯が導入され、熱交換器76の周囲を高温
度の湯が循環し、出湯口78から高温度の飲料水を排出す
ることができる。
なお、膨張弁58を出湯管54の管路途中に設けることも
可能である。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、流体の温度が
基準温度を越えたときにのみ熱交換器からの出湯を可能
とすることができるため、貯留槽内の流体の熱エネルギ
ーを有効に利用することができる。また出湯管からの湯
の出湯が停止されたときには出湯管の管路途中が大気と
連通するため、出湯管内に湯が残留するのを防止するこ
とができる。またさらに、低温流体導入管に導入される
流体の温度が設定温度を越えたときには高温流体導入管
のみから流体循環路内に湯が導入されるため、熱交換器
の出湯を高温度に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す構成図、第2図はエア
ー抜きユニットの構成図、第3図は本発明の他の実施例
を示す構成図、第4図は開閉弁の構成説明図、第5図は
従来例の構成図である。 40……貯留槽、44,50……給水管、 52,54……出湯管、58……膨張弁、 64……エアー抜きユニット、66……流体循環路、 68……集熱板、74……温度センサ、 76……熱交換器、94……低温流体導入管、 96……高温流体導入管、98……弁座、 100……バイアスバネ、 102……形状記憶合金バネ。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】流体導入口から流体を導入して貯留する貯
    留槽と、貯留槽内の流体を入水口から導入し、導入した
    流体を出水口から貯留槽へ導く流体循環路と、太陽の熱
    エネルギーを受けて流体循環路内の流体を加熱する集熱
    板と、給水管から水の供給を受け、この水を貯留槽内の
    流体と熱交換して出湯管へ排出する熱交換器と、貯留槽
    内の流体の温度を検出する温度センサと、温度センサの
    検出出力を受け、温度センサの検出による流体温度が基
    準温度を越えている間給水管または出湯管の管路を開く
    制御弁と、大気導入口と流体導入口とを結ぶ流体通路中
    に流体の圧力に応じて大気導入口を開閉するフロートが
    挿入されたエアー抜きユニットとを有し、エアー抜きユ
    ニットの流体導入口が出湯管の管路途中に接続されてい
    る太陽熱温水器。
  2. 【請求項2】流体導入口から流体を導入して貯留する貯
    留槽と、貯留槽内の流体を入水口から導入し、導入した
    流体を出水口から貯留槽へ導く流体循環路と、太陽の熱
    エネルギーを受けて流体循環路内の流体を加熱する集熱
    板と、給水管から水の供給を受け、この水を貯留槽内の
    流体と熱交換して出湯管へ排出する熱交換器と、貯留槽
    内の流体の温度を検出する温度センサと、温度センサの
    検出出力を受け、温度センサの検出による流体温度が基
    準温度を越えている間給水管または出湯管の管路を開く
    制御弁と、貯留槽底部側の流体を流体循環路の入水口へ
    導く低温流体導入管と、貯留槽上部側の流体を流体循環
    路の入水口へ導く高温流体導入管と、低温流体導入管に
    導入される流体の温度に感応し、この流体の温度が設定
    温度を越えたときに低温流体導入管の管路を閉塞する開
    閉弁とを有する太陽熱温水器。
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