JPH07239156A - 真空式太陽熱集熱器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 温水が蛇口等から間欠的に流れ出るのを防止
し、円滑に流れ出るとともに、最終的に火傷等をしない
程度の温度の温水が流れ出る真空式太陽熱集熱器を提供
する。 【構成】 真空式コレクタ１０の貯水容器１２の開口端
部に固着され、真空式コレクタ１０の貯水容器１２に水
を給水する給水部２１及び前記貯水容器１２から温水を
出湯する出湯部２２が一体で形成されたヘッダ２０の出
湯部２２の出湯側開口部に面する給水部２１の部位に、
空気排気用の孔２３を穿設し、ヘッダ２０の出湯部２２
の出湯側開口部に延設される配管７に空気排気用の排気
弁４０を配設する。また、前記ヘッダ２０の給水部２１
の出水側開口部に延設される給水管３０の先端部を前記
貯水容器１２の内面に沿って給水可能な形状とし、前記
貯水容器１２内の所定の位置まで挿通する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、真空式太陽熱集熱器に
関するものであり、特に、長尺の円筒状ガラス容器内に
所定の空間を有して真空状態で貯水容器を配した真空式
コレクタを使用する真空式太陽熱集熱器に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来より、真空式コレクタを使用した真
空式太陽熱集熱器は一般家庭等において広く使用されて
いる。この種の真空式太陽熱集熱器は、例えば、図１１
に示すような状態で使用されている。図１１は真空式太
陽熱集熱器の使用状態を示す斜視図である。

【０００３】つまり、図１１のように、取付台１の上に
約３０度の傾斜角度で、複数の真空式コレクタ１０を並
べ、各真空式コレクタ１０の上部のヘッダ２を連結し
て、太陽熱集熱器として使用されている。このように、
真空式コレクタ１０に約３０度の傾斜角度を付けるの
は、太陽熱を吸収し易くするためであり、この真空式太
陽熱集熱器は、通常、屋根上等に設置され、ソーラ式の
温水器として利用されている。屋根等の傾斜面に設置さ
れる場合には、各真空式コレクタ１０を傾斜させるため
の取付台１がなくても構わない。また、二階のベランダ
の手摺等に直接複数の真空式コレクタ１０を各々垂直状
態に並べたり、或いは庭のフェンス等に直接複数の真空
式コレクタ１０を垂直状態に並べて配設されることもあ
るが、このような場合にも取付台１は使用する必要がな
い。

【０００４】この真空式太陽熱集熱器は、具体的には図
１２に示すような構成となっている。図１２は従来の真
空式太陽熱集熱器の使用状態を示す全体構成図である。

【０００５】図１２に示すように、真空式コレクタ１０
は長尺の円筒状ガラス容器１１に所定の空間１３を有し
て同軸状態で円筒状の貯水容器１２が配設され、このガ
ラス容器１１と貯水容器１２との空間１３は保温性を維
持するために真空状態になっている。この真空式コレク
タ１０は、吸熱と貯湯の両方の機能を併せ持つものであ
る。そして、この真空式コレクタ１０の貯水容器１２の
開口端部１２ａにはヘッダ２が固着されており、ヘッダ
２の内部は貯水容器１２に水を給水する給水部２ａと、
この給水部２ａの周囲の隙間を通して貯水容器１２から
温水を出湯する出湯部２ｂとが形成されている。また、
ヘッダ２の給水部２ａには細長い給水管３が接続され、
貯水容器１２内の下方位置近傍まで挿入されている。各
真空式コレクタ１０のヘッダ２は接続管４によって図の
ように各々接続されている。図の右端に位置する真空式
コレクタ１０には水道等から減圧弁５を介して配管７が
連結されており、水道水等が配管７を通り、真空式コレ
クタ１０の貯水容器１２に給水される。そして、図の左
端に位置する真空式コレクタ１０には安全弁６を介して
蛇口８が配管７によって連結されており、蛇口８を開口
することにより、各真空式コレクタ１０の貯水容器１２
内の温水が蛇口８から流出するが、この蛇口８を閉じて
各真空式コレクタ１０の貯水容器１２内に水を満した状
態で太陽熱が集熱される。

【０００６】昼間の太陽光の照射により次第に加熱され
て温水になった各真空式コレクタ１０の貯水容器１２内
の温水は、蛇口８を開口することにより、図中の矢印の
ような流れで、各真空式コレクタ１０内を順次流れる。
蛇口８から流れ出る温水と同量の水道水が真空式コレク
タ１０に順次供給されるので、各真空式コレクタ１０内
は常に一定量の水で満された状態となっている。つま
り、図の右側に位置する真空式コレクタ１０のヘッダ２
から給水管３を介して貯水容器１２の下方部に注水され
ることにより、貯水容器１２内の温水が上方に押上げら
れ、ヘッダ２の出湯部２ｂから出湯し、この温水が次の
真空式コレクタ１０のヘッダ２から給水管３を介して貯
水容器１２の下方部に注水される。こうして右側に位置
する真空式コレクタ１０から順次左側に位置する真空式
コレクタ１０に温水が各真空式コレクタ１０内を流れる
ことにより、最終的には、かなり高温の温水になって蛇
口８から流れ出る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
従来の真空式太陽熱集熱器においては、真空式コレクタ
１０内に水を満したままで、２〜３日不使用状態で放置
すると、真空式コレクタ１０が太陽熱を吸収し過ぎて、
所謂、１００度Ｃ以上の過吸熱状態となっていた。日照
条件によっては、真空式コレクタ１０内の温度は約１２
０度Ｃ〜１３０度Ｃ程度にまで上昇することもあった。
このため、各真空式コレクタ１０の貯水容器１２の上部
には蒸気による空気溜りが発生していた。

【０００８】このような状態で、蛇口８を開口すると、
各貯水容器１２内に発生した空気溜りの空気も、給水管
３を介して次の真空式コレクタ１０の貯水容器１２の下
方部に順次供給されることになり、各真空式コレクタ１
０内を空気を挟んで温水と空気とが交互に流れる。この
結果、１００度Ｃ以上か、或いは１００度Ｃに近い極め
て高温の温水が蛇口８から間欠的に間欠泉状になって勢
いよく吹出す。つまり、極めて高温の温水と空気とが交
互に繰返し吹出すために、不用意に蛇口８を開口する
と、使用者が火傷等をする虞れがあった。

【０００９】そこで、本発明は、真空式コレクタが過吸
熱状態になったとしても、真空式コレクタの貯水容器内
に発生した空気溜りの空気を円滑に排気でき、温水が蛇
口等から間欠的に流れ出るのを防止し、円滑に流れ出る
真空式太陽熱集熱器の提供を課題とするものである。

【００１０】また、真空式コレクタが過吸熱状態になっ
たとしても、最終的に火傷等をしない程度の温度の温水
が蛇口等から流れ出る真空式太陽熱集熱器の提供を課題
とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明にかかる
真空式太陽熱集熱器は、長尺の円筒状ガラス容器内に同
軸状態で円筒状の貯水容器が配設され、前記ガラス容器
と貯水容器との空間が真空状態の真空式コレクタと、前
記真空式コレクタの貯水容器の開口端部に固着され、前
記貯水容器に給水する給水部及び前記給水部の周囲の隙
間を通して前記貯水容器から出湯する出湯部を有するヘ
ッダと、前記ヘッダの給水部の出湯側開口部に面する部
位に穿設された空気排気用の孔と、前記ヘッダの給水部
の出水側開口部に延設され、前記貯水容器内に挿通され
た給水管とを備えたものである。ここで、空気排気用の
孔は、この孔から貯水容器内上部の空気が円滑に流れる
孔を採用するのが好ましく、具体的には直径１mm〜５mm
程度の孔を採用できるが、好ましくは直径２mm〜３mmの
孔がよい。

【００１２】請求項２の発明にかかる真空式太陽熱集熱
器は、長尺の円筒状ガラス容器内に同軸状態で円筒状の
貯水容器が配設され、前記ガラス容器と貯水容器との空
間が真空状態の真空式コレクタと、前記真空式コレクタ
の貯水容器の開口端部に固着され、前記貯水容器に給水
する給水部及び前記給水部の周囲の隙間を通して前記貯
水容器から出湯する出湯部を有するヘッダと、前記ヘッ
ダの給水部の出湯側開口部に面する部位に穿設された空
気排気用の孔と、前記ヘッダの給水部の出水側開口部に
延設され、前記貯水容器内に挿通された給水管と、前記
ヘッダの出湯部の出湯側開口部に通ずる配管に配設され
た排気弁とを備えたものである。ここで、空気排気用の
孔は、この孔から貯水容器内上部の空気が円滑に流れる
孔を採用するのが好ましく、具体的には直径１mm〜５mm
程度の孔を採用できるが、好ましくは直径２mm〜３mmの
孔がよい。また、排気弁の配設位置は極力空気が排気し
易い位置とするのが好ましい。

【００１３】請求項３の発明にかかる真空式太陽熱集熱
器は、長尺の円筒状ガラス容器内に同軸状態で円筒状の
貯水容器が配設され、前記ガラス容器と貯水容器との空
間が真空状態の真空式コレクタと、前記真空式コレクタ
の貯水容器の開口端部に固着され、前記貯水容器に給水
する給水部及び前記給水部の周囲の隙間を通して前記貯
水容器から出湯する出湯部を有するヘッダと、前記ヘッ
ダの給水部の出水側開口部に延設され、前記貯水容器の
所定の内面に沿って給水可能な先端部を有し、前記貯水
容器内の所定位置まで挿通された給水管とを備えたもの
である。ここで、給水管は、貯水容器の長さ等に応じて
約２０Cm〜５０Cm程度の長さで貯水容器の下側に位置す
る内面に沿って給水が流れるように先端部が折曲されて
おり、真空式コレクタも給水管の先端部からの給水が貯
水容器の下側に位置する内面に沿って流れるように傾斜
させた状態で据付けられる。

【００１４】請求項４の発明にかかる真空式太陽熱集熱
器は、長尺の円筒状ガラス容器内に同軸状態で円筒状の
貯水容器が配設され、前記ガラス容器と貯水容器との空
間が真空状態の真空式コレクタと、前記真空式コレクタ
の貯水容器の開口端部に固着され、前記貯水容器に給水
する給水部及び前記給水部の周囲の隙間を通して前記貯
水容器から出湯する出湯部を有するヘッダと、前記ヘッ
ダの給水部の出湯側開口部に面する部位に穿設された空
気排気用の孔と、前記ヘッダの給水部の出水側開口部に
延設され、前記貯水容器の所定の内面に沿って給水可能
な先端部を有し、前記貯水容器内の所定位置まで挿通さ
れた給水管とを備えたものである。ここで、空気排気用
の孔は、この孔から貯水容器内上部の空気が円滑に流れ
る孔を採用するのが好ましく、具体的には直径１mm〜５
mm程度の孔を採用できるが、好ましくは直径２mm〜３mm
の孔がよい。また、給水管は、貯水容器の長さ等に応じ
て約２０Cm〜５０Cm程度の長さで貯水容器の下側に位置
する内面に沿って給水が流れるように先端部が折曲され
ており、真空式コレクタも給水管の先端部からの給水が
貯水容器の下側に位置する内面に沿って流れるように傾
斜させた状態で据付けられる。

【００１５】請求項５の発明にかかる真空式太陽熱集熱
器は、長尺の円筒状ガラス容器内に同軸状態で円筒状の
貯水容器が配設され、前記ガラス容器と貯水容器との空
間が真空状態の真空式コレクタと、前記真空式コレクタ
の貯水容器の開口端部に固着され、前記貯水容器に給水
する給水部及び前記給水部の周囲の隙間を通して前記貯
水容器から出湯する出湯部を有するヘッダと、前記ヘッ
ダの給水部の出湯側開口部に面する部位に穿設された空
気排気用の孔と、前記ヘッダの給水部の出水側開口部に
延設され、前記貯水容器の所定の内面に沿って給水可能
な先端部を有し、前記貯水容器内の所定位置まで挿通さ
れた給水管と、前記ヘッダの出湯部の出湯側開口部に通
ずる配管に配設された排気弁とを備えたものである。こ
こで、空気排気用の孔は、この孔から貯水容器内上部の
空気が円滑に流れる孔を採用するのが好ましく、具体的
には直径１mm〜５mm程度の孔を採用できるが、好ましく
は直径２mm〜３mmの孔がよい。排気弁の配設位置は極力
空気が排気し易い位置とするのが好ましい。また、給水
管は、貯水容器の長さ等に応じて約２０Cm〜５０Cm程度
の長さで貯水容器の下側に位置する内面に沿って給水が
流れるように先端部が折曲されており、真空式コレクタ
も給水管の先端部からの給水が貯水容器の下側に位置す
る内面に沿って流れるように傾斜させた状態で据付けら
れる。

【００１６】

【作用】請求項１の発明の真空式太陽熱集熱器によれ
ば、真空式コレクタが過吸熱状態になり、真空式コレク
タの貯水容器の上部に空気溜りが発生したとしても、温
水取出し時には、ヘッダの給水部に穿設された孔を通し
て次の真空式コレクタのヘッダに順次空気が円滑に送ら
れ、真空式コレクタ内を温水が円滑に流れる。

【００１７】請求項２の発明の真空式太陽熱集熱器によ
れば、真空式コレクタが過吸熱状態になり、真空式コレ
クタの貯水容器の上部に空気溜りが発生したとしても、
ヘッダの給水部に穿設された孔を通して次の真空式コレ
クタのヘッダに順次空気が送られ、排気弁を介して排気
でき、温水取出し時には、真空式コレクタ内を温水が円
滑に流れる。

【００１８】請求項３の発明の真空式太陽熱集熱器によ
れば、真空式コレクタが過吸熱状態になったとしても、
温水取出し時には、真空式コレクタのヘッダから給水管
を介して貯水容器の下面に沿って給水され、貯水容器内
の温水が中和されるから、温水が順次真空式コレクタ内
を流れても、最終的に、それ程極端な高温の温水になら
ない。

【００１９】請求項４の発明の真空式太陽熱集熱器によ
れば、真空式コレクタが過吸熱状態になり、真空式コレ
クタの貯水容器の上部に空気溜りが発生したとしても、
温水取出し時には、ヘッダの給水部に穿設された孔を通
して次の真空式コレクタのヘッダに順次空気が円滑に送
られるとともに、真空式コレクタのヘッダから給水管を
介して貯水容器の下面に沿って給水され、貯水容器内の
温水が中和されるから、温水が順次真空式コレクタ内を
流れても、最終的に、それ程極端な高温の温水にならな
い。

【００２０】請求項５の発明の真空式太陽熱集熱器によ
れば、真空式コレクタが過吸熱状態になり、真空式コレ
クタの貯水容器の上部に空気溜りが発生したとしても、
ヘッダの給水部に穿設された孔を通して次の真空式コレ
クタのヘッダに順次空気が送られ、排気弁を介して排気
でき、温水取出し時には、真空式コレクタ内を温水が円
滑に流れるとともに、真空式コレクタのヘッダから給水
管を介して貯水容器の下面に沿って給水され、貯水容器
内の温水が中和されるから、温水が順次真空式コレクタ
内を流れても、最終的に、それ程極端な高温の温水にな
らない。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明をする。
図１は本発明の一実施例である真空式太陽熱集熱器の使
用状態を示す全体構成図であり、図２は本発明の一実施
例である真空式太陽熱集熱器の要部を示す断面図であ
る。なお、この実施例の真空式太陽熱集熱器も、従来と
同様に図１１に示すような状態で使用されるが、屋根等
の傾斜面に直接設置されたり、二階のベランダの手摺等
や庭のフェンス等に直接配設されることもある。

【００２２】図１に示すように、この真空式太陽熱集熱
器の真空式コレクタ１０は、約２ｍ２０Cm程度の長さで
約１２Cm程度の直径の長尺の耐熱強化ガラス等からなる
円筒状のガラス容器１１に、銅或いはステンレス製の円
筒状の貯水容器１２が所定の空間１３を有して同軸状態
で配設され、口金具１４により密閉されたガラス容器１
１と貯水容器１２との空間１３が保温性を維持するため
に真空状態になっている。この真空式コレクタ１０は、
吸熱と貯湯の両方の機能を併せ持つものである。そし
て、真空式コレクタ１０の貯水容器１２の開口端部１２
ａには、図２に示すように、銅、真鍮、或いはステンレ
ス等の鋳造品であるヘッダ２０が固着されている。つま
り、ヘッダ２０の出湯部２２の入湯側開口部２２ａと貯
水容器１２の開口端部１２ａとが全周に亘る銀ろう付等
により確実に固着されている。このヘッダ２０の詳細な
形状は、図３乃至図７に示す形状を呈しており、ヘッダ
２０の内部は貯水容器１２に水を給水する給水部２１
と、この給水部２１の周囲の隙間を通して貯水容器１２
から温水を出湯する出湯部２２とが一体成形によって形
成されているとともに、出湯部２２の出湯側開口部２２
ｂに面する給水部２１の部位には１mm〜５mm程度の径の
孔２３が穿設されている。この孔２３の形状は円形に限
定されるものではなく、例えば四角形状の孔２３でもよ
いが、円形の孔２３は容易に形成できることから、通
常、円形が採用される。しかし、この孔２３が余り大き
いと本来貯水容器１２内へ給水されるべき水が直接この
孔２３を通過して、出湯部２２の出湯側開口部２２ｂか
ら流れ出る。一方、この孔２３が余り小さいと空気がこ
の孔２３を通して流れないので、直径２mm〜３mmの孔２
３が好ましい。また、このヘッダ２０の給水部２１の出
水側開口部２１ｂには、約２０Cm〜５０Cm程度の長さの
銅、真鍮、ステンレス等のパイプからなる給水管３０が
延設され、貯水容器１２内の比較的上方の途中の位置ま
で挿通されている。ヘッダ２０の給水部２１の出水側開
口部２１ｂと給水管３０とは全周に亘る銀ろう付等によ
り確実に固着されている。なお、後述するように、この
給水管３０の先端部３１ａは貯水容器１２内面に沿って
給水可能なように折曲されている。

【００２３】各真空式コレクタ１０のヘッダ２０はフレ
キシブルチューブ等からなる接続管４によって図１のよ
うに接続されている。つまり、ヘッダ２０の出湯部２２
の出湯側開口部２２ｂと次の左に位置する真空式コレク
タ１０のヘッダ２０の入水側開口部２１ａとを接続管４
によって接続し、各真空式コレクタ１０のヘッダ２０が
各々連結されている。接続管４としてフレキシブルチュ
ーブ等を使用する理由は、組立時の製品誤差を吸収で
き、吸熱による膨脹及び収縮も吸収できるとともに、冬
場の凍結による膨脹等も吸収できるからである。

【００２４】図１の右端に位置する真空式コレクタ１０
のヘッダ２０の入水側開口部２１ａには、従来同様に水
道等から減圧弁５を介して配管７が連結されており、水
道水等が配管７を通り、真空式コレクタ１０の貯水容器
１２に供給される。そして、図１の左端に位置する真空
式コレクタ１０のヘッダ２０の出湯側開口部２２ｂには
安全弁６を介して蛇口８が配管７によって連結されてお
り、各真空式コレクタ１０の貯水容器１２内の温水は蛇
口８から取出可能になっているが、この蛇口８を閉じて
各真空式コレクタ１０の貯水容器１２内に水を満した状
態で太陽熱が集熱される。また、図１の左端に位置する
真空式コレクタ１０のヘッダ２０の出湯部２２の出湯側
開口部２２ｂに通ずる配管７には空気排気用の排気弁４
０が配設されている。

【００２５】昼間の太陽光の照射により次第に加熱され
て温水になった各真空式コレクタ１０の貯水容器１２内
の温水は、蛇口８を開口することにより、各真空式コレ
クタ１０内を順次流れる。蛇口８から流れ出る温水と同
量の水道水が真空式コレクタ１０に順次供給されるの
で、各真空式コレクタ１０内は常に一定量の水で満され
た状態となっている。つまり、図１の右側に位置する真
空式コレクタ１０のヘッダ２０から給水管３０を介して
貯水容器１２に注水されることにより、貯水容器１２内
の温水が上方に押上げられ、ヘッダ２０の出湯部２２か
ら出湯し、この温水が次の左側の真空式コレクタ１０の
ヘッダ２０から給水管３０を介して貯水容器１２に注水
される。こうして温水が順次各真空式コレクタ１０内を
流れることにより、最終的には、高温の温水になって蛇
口８から流れ出る。

【００２６】この実施例の真空式太陽熱集熱器において
も、各真空式コレクタ１０内に水を満したまま、２〜３
日不使用状態で放置すると、各真空式コレクタ１０が太
陽熱を吸収し過ぎて、過吸熱状態となる。このため、各
真空式コレクタ１０の貯水容器１２の上部には蒸気によ
る空気溜りが発生する。しかし、この空気は各ヘッダ２
０の給水部２１に穿設された孔２３を通して次の左側の
真空式コレクタ１０のヘッダ２０に流れ、最終的に、配
管７に配設された排気弁４０を介して排気される。した
がって、蛇口８を開口しても、各真空式コレクタ１０内
を温水が円滑に流れるので、従来のように、蛇口８から
温水が空気を挟んで間欠的に勢いよく吹出すような現象
はなくなり、蛇口８からは温水のみが円滑に流れ出る。
譬え、従来のように細長い給水管３をヘッダ２０の給水
部２１の出水側開口部２１ｂに接続し、貯水容器１２内
の下方位置近傍まで挿入した場合にも、蛇口８からは温
水が間欠的に間欠泉のように吹出すことはなく、単に高
温の温水のみが蛇口８から円滑に流れ出るだけである。

【００２７】なお、ここでは、給水部２１の入水側開口
部２１ａと出湯部２２の出湯側開口部２２ｂとが略直線
状に位置するヘッダ２０について説明したが、給水部２
１の入水側開口部２１ａと出湯部２２の出湯側開口部２
２ｂとが所定の角度を有しているヘッダ２０であっても
構わない。この場合にも、給水部２１の空気が出湯部２
２の出湯側開口部２２ｂから排気し易いように、出湯部
２２の出湯側開口部２２ｂに面する給水部２１の部位に
空気排気用の孔２３を穿設すればよい。また、この孔２
３の径も、空気が円滑に排気できる程度の径であれば構
わない。

【００２８】即ち、本実施例の真空式太陽熱集熱器は、
真空式コレクタ１０の貯水容器１２の開口端部１２ａに
銀ろう付等により固着され、真空式コレクタ１０の貯水
容器１２に水を給水する給水部２１及び前記貯水容器１
２から温水を出湯する出湯部２２が一体で形成されたヘ
ッダ２０の出湯部２２の出湯側開口部２２ｂに面する給
水部２１の部位に、空気排気用の直径２mm〜５mm程度の
孔を穿設し、しかも、ヘッダ２０の出湯部２２の出湯側
開口部２２ｂに通ずる配管７に排気弁４０を配設して、
蛇口８から温水が間欠的に吹出すのを防止したものであ
る。

【００２９】したがって、各真空式コレクタ１０が過吸
熱状態になり、各真空式コレクタ１０の貯水容器１２の
上部に空気溜りが発生したとしても、各ヘッダ２０の給
水部２１に穿設された孔２３を通して次の真空式コレク
タ１０のヘッダ２０に順次空気が流れ、排気弁４０を介
して排気できるので、温水取出し時には、各真空式コレ
クタ１０内を温水が円滑に流れる。この結果、蛇口８か
ら温水が間欠的に吹出さず、蛇口８からは温水のみが常
に円滑に流れ出るので、不用意に蛇口８を開口したとし
ても、使用者が火傷等をする虞れがなく、安全性が高
い。

【００３０】ところで、上記説明では排気弁４０を配管
７に配設した場合について説明したが、排気弁４０がな
くても構わない。排気弁４０がない場合には、各真空式
コレクタ１０の貯水容器１２の上部に発生した空気溜り
の空気は、蛇口８を開口することにより、各ヘッダ２０
の給水部２１に穿設された孔２３を通して次の真空式コ
レクタ１０のヘッダ２０に順次送られ、蛇口８から排気
される。そして、蛇口８から空気が排気された後で温水
が流れ出す。したがって、各真空式コレクタ１０内を温
水が円滑に流れ、蛇口８から温水が間欠的に吹出さず、
温水が円滑に流れ出るので、使用者が火傷等をする虞れ
がない。しかし、排気弁４０を設けたほうが、蛇口８か
ら空気が排気されず、温水取出し時に、はじめから温水
が円滑に流れ出るので、より安全性が高い。当然のこと
ではあるが、排気弁４０は配管７の途中の任意の位置に
配設できるが、排気に適した位置を選定して配設するの
が好ましい。

【００３１】また、本実施例においては、給水管３０の
先端部３１ａが図８に示すように折曲され、貯水容器１
２の途中位置までしか挿入されていないので、真空式コ
レクタ１０内の温水の流れは図８の矢印に示すようにな
る。図８は図１の真空式太陽熱集熱器を示す要部拡大縦
断面図である。

【００３２】つまり、本実施例の真空式太陽熱集熱器
は、ヘッダ２０の給水部２１の出水側開口部２１ｂに延
設された長さ２０Cm〜３０Cm程度の給水管３０の先端部
３０ａを貯水容器１２の下側に位置する内面に沿って給
水される水が流れるように折曲し、貯水容器１２内の途
中の位置まで挿通したものである。したがって、真空式
コレクタ１０のヘッダ２０から給水管３０を介して給水
される水は、貯水容器１２内の温水に比べ比重が重いの
で、貯水容器１２内の下面に沿って層流となって下方に
流れる。そして、貯水容器１２内の底部に突当り、乱流
を起こしながら上方に戻る。このため、貯水容器１２内
の上面に沿って貯水容器１２内の比重の軽い温水が上方
に押上げられ、ヘッダ２０の出湯部２２から出湯される
が、給水と出湯の境部の領域においては、給水と出湯と
が部分的に混ざり合う。このため、各ヘッダ２０の出湯
部２２から出湯される温水の温度は、従来の温水の温度
に比べて低く、順次温水が各真空式コレクタ１０内を流
れても、最終的に、従来程極端に高温の温水にはならな
い。つまり、真空式コレクタ１０への水の供給により温
水が中和され温度が低下する。また、給水管３０の先端
部３０ａと貯水容器１２の内面との間には、電蝕を防止
するために、所定の隙間ｃが設けられている。この隙間
ｃは３mm〜１０mm程度でよいが、通常、約５mm程度の隙
間ｃとなっている。

【００３３】したがって、各真空式コレクタ１０内に水
を満したまま、２〜３日不使用状態で放置し、各真空式
コレクタ１０が太陽熱を吸収し過ぎて、過吸熱状態とな
ったとしても、蛇口８からはそれ程極端な高温の温水が
流れ出ない。この結果、火傷等をしない程度の温度の温
水が蛇口８から流れ出るので、不用意に蛇口８を開いた
としても、使用者が火傷等をする虞れがなく、安全性が
高い。

【００３４】また、給水管３０の長さが従来に比べて短
くなっているので、給水時間が短く出湯が迅速にできる
という効果もある。つまり、給水管が長いと水の抵抗が
大きく、流速が低下するために、給水に多くの時間を要
するが、給水管３０の長さが短いと水の抵抗が少なく給
水が迅速にできるからである。しかも、空気が給水管３
０内を流れる場合にも、長い給水管に比べ短い給水管３
０では早目に空気が排出でき、給水が迅速にできるから
である。この給水管３０の長さは、温水が順次真空式コ
レクタ内を流れても、最終的に、それ程極端な高温の温
水にならないように、貯水容器内の温水が適当に中和さ
れ得るように、貯水容器１２の長さや径等に応じて決定
される。

【００３５】なお、給水管の先端部は図９のようにして
もよい。図９は真空式太陽熱集熱器の給水管の他の例を
示す側面図である。

【００３６】図９に示すように、この給水管３１も先端
部３１ａが貯水容器１２の下側に位置する内面に沿って
給水が流れるように折曲され、貯水容器１２内の途中の
位置まで挿通されているが、斜の開口部３１ｂを有して
いる。また、給水管３１の先端部３１ａと貯水容器１２
の内面との間には、電蝕を防止するために、所定の隙間
が設けられている。したがって、真空式コレクタ１０の
ヘッダ２０から給水管３１を介して給水される水は、貯
水容器１２内の下面に沿って下方に層流となって流れ易
いので、上記と同一条件の真空式コレクタ１０を使用し
た場合には、給水管３１の長さは図８の給水管３０より
も短くてよい。しかし、上記の給水管３０と同様に、貯
水容器１２内の温水は途中で部分的に混合されて出湯さ
れる。このため、各ヘッダ２０の出湯部２２から出湯さ
れる温水の温度は、従来の温水の温度に比べて低く、順
次温水が各真空式コレクタ１０内を流れても、最終的
に、従来程極端に高温の温水にはならない。故に、各真
空式コレクタ１０が過吸熱状態となったとしても、蛇口
８からは火傷する程高温の温水が流れ出ない。

【００３７】なお、給水管３１の先端部の開口部３１ｂ
は、図９と逆方向に傾斜する開口部とすることもでき
る。つまり、貯水容器１２内の上面方向に傾斜する開口
部とすることもできる。この場合にも真空式コレクタ１
０のヘッダ２０から給水管３１を介して給水される水
は、貯水容器１２内の下面に沿って下方に層流となって
流れる。

【００３８】また、図９においては、斜の開口部３１ｂ
を給水管３１の先端部３１ａに給水管３１と一体で形成
したものについて説明したが、例えば、この斜の開口部
３１ｂと略同様の形状の開口部を有する筒状のスリーブ
を別部材として製作し、上記図８の給水管３０の先端部
３０ａに装着しても、この給水管３１を使用した同様の
作用効果を奏する。

【００３９】ところで、上記の説明では、パイプを折曲
して給水管３０，３１として使用する場合について述べ
たが、このパイプは円パイプに限定されるものではなく
角パイプを使用してもよい。角パイプとしては正四角形
状の角パイプでも、或いは長四角形の角パイプでもよ
く、好ましくは折曲加工が容易なものがよく、これらの
角パイプを利用して給水管３０，３１を製作しても、当
然、円パイプの場合と同様の作用効果を奏する。また、
楕円パイプや異形管等を利用して給水管３０，３１を製
作することもでき、これらの場合にも上記と同様の作用
効果を奏する。

【００４０】この他にも、給水管を図１０のようにして
もよい。図１０は真空式太陽熱集熱器の給水管の更に他
の例を示す説明図であり、（ａ）は給水管の側面図、
（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図である。

【００４１】図１０に示すように、この給水管３２も先
端部３２ａが貯水容器１２の下側に位置する内面に沿っ
て給水が流れるように折曲され、貯水容器１２内の途中
の位置まで挿通されて使用されるが、この先端部３２ａ
は開口部３２ｂ方向程幅広になっており、しかも、貯水
容器１２の内周に沿うように湾曲している。なお、この
開口部３２ｂの広さは、貯水容器１２の開口端部１２ａ
から給水管３２の先端部３２ａが挿入できるように、貯
水容器１２の開口端部１２ａの開口よりも狭くなってい
る。したがって、この給水管３２を介して給水される水
は、貯水容器１２内の下面に沿って下方に流れ易く、上
記の給水管３０，３１と同様に、貯水容器１２内の温水
は途中で混合されて出湯される。このため、各ヘッダ２
０の出湯部２２から出湯される温水の温度は、従来の温
水の温度に比べて低く、順次温水が各真空式コレクタ１
０内を流れても、最終的に、従来程高温の温水にはなら
ないので、各真空式コレクタ１０が過吸熱状態となった
としても、蛇口８からはそれ程極端な高温の温水が流れ
出ない。この給水管３２の先端部３２ａは、円パイプを
変形させて一体で製作してもよく、或いは、別部材で製
作したものを給水管３２の先端に接続してもよい。

【００４２】なお、上記の各給水管３０，３１，３２は
貯水容器１２内の所定の位置まで挿通されているが、こ
の位置は各給水管３０，３１，３２の形状等に応じて適
宜変更し、貯水容器１２内の温水の温度が適当に中和さ
れ得る位置とするのが好ましい。

【００４３】特に、本実施例のように、長尺の円筒状ガ
ラス容器１１内に所定の空間１３を有して同軸状態で円
筒状の貯水容器１２が配設され、前記ガラス容器１１と
貯水容器１２との空間１３が真空状態になった吸熱と貯
湯の両方の機能を併せ持つ真空式コレクタ１０と、前記
真空式コレクタ１０の貯水容器１２の開口端部１２ａに
銀ろう付等により固着され、前記貯水容器１２に水を給
水する給水部２１及び前記給水部２１の周囲の隙間を利
用して前記貯水容器１２から温水を出湯する出湯部２２
が一体で形成されたヘッダ２０と、前記ヘッダ２０の出
湯部２２の出湯側開口部２２ｂに面する給水部２１の部
位に穿設された空気排気用の直径２mm〜５mm程度の孔２
３と、前記ヘッダ２０の給水部２１の出水側開口部２１
ｂに銀ろう付等により延設され、前記貯水容器１２の内
面に沿って給水可能な形状の先端部３０ａを有し、前記
貯水容器１２内の所定の位置まで挿通された給水管３０
と、前記ヘッダ２０の出湯部２２の出湯側開口部２２ｂ
に通ずる配管７に配設された排気弁４０とを備えた真空
式太陽熱集熱器においては、蛇口８から流れ出る温水が
間欠水とならず、しかも、最終的に極端な高温の温水に
ならないので、極めて安全性が高い。

【００４４】ところで、上記実施例では、真空式太陽熱
集熱器の使用例として各真空式コレクタ１０を直列に複
数本接続した場合について説明したが、例えば、各真空
式コレクタ１０を数本づつ並列に接続したものについて
も当然応用できる。

【００４５】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明の真空式
太陽熱集熱器は、真空式コレクタが過吸熱状態となった
としても、温水取出し時に、真空式コレクタの貯水容器
内に発生した空気溜りの空気をヘッダの給水部に穿設さ
れた孔を通して排気でき、真空式コレクタ内を温水が円
滑に流れるので、温水が蛇口等から間欠的に流れ出るの
を防止でき、円滑に流れ出る。

【００４６】請求項２の発明の真空式太陽熱集熱器は、
真空式コレクタが過吸熱状態となったとしても、真空式
コレクタの貯水容器内に発生した空気溜りの空気をヘッ
ダの給水部に穿設された孔及び排気弁を通して排気で
き、温水取出し時に、真空式コレクタ内を温水が円滑に
流れるので、温水が蛇口等から間欠的に流れ出るのを防
止でき、円滑に流れ出る。

【００４７】請求項３の発明の真空式太陽熱集熱器は、
真空式コレクタが過吸熱状態となったとしても、温水取
出し時に、真空式コレクタのヘッダから給水管を介して
貯水容器の下面に沿って給水でき、貯水容器内の温水が
貯水容器内で中和されて出湯されるから、最終的に、そ
れ程極端な高温の温水にならず、火傷等をしない程度の
温度の温水が流れ出る。

【００４８】請求項４の発明の真空式太陽熱集熱器は、
真空式コレクタが過吸熱状態となったとしても、温水取
出し時に、真空式コレクタの貯水容器内に発生した空気
溜りの空気をヘッダの給水部に穿設された孔を通して排
気でき、真空式コレクタ内を温水が円滑に流れるので、
温水が蛇口等から間欠的に流れ出るのを防止でき、円滑
に流れ出るとともに、真空式コレクタのヘッダから給水
管を介して貯水容器の下面に沿って給水され、貯水容器
内の温水が貯水容器内で中和されて出湯されるから、最
終的に、それ程極端な高温の温水にならず、火傷等をし
ない程度の温度の温水が流れ出る。

【００４９】請求項５の発明の真空式太陽熱集熱器は、
真空式コレクタが過吸熱状態となったとしても、真空式
コレクタの貯水容器内に発生した空気溜りの空気をヘッ
ダの給水部に穿設された孔及び排気弁を通して排気で
き、温水取出し時に、真空式コレクタ内を温水が円滑に
流れるので、温水が蛇口等から間欠的に流れ出るのを防
止でき、円滑に流れ出るとともに、真空式コレクタのヘ
ッダから給水管を介して貯水容器の下面に沿って給水さ
れ、貯水容器内の温水が貯水容器内で中和されて出湯さ
れるから、最終的に、それ程極端な高温の温水になら
ず、火傷等をしない程度の温度の温水が流れ出る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である真空式太陽熱集熱器の
使用状態を示す全体構成図である。

【図２】本発明の一実施例である真空式太陽熱集熱器の
要部を示す断面図である。

【図３】真空式太陽熱集熱器のヘッダを示す平面図であ
る。

【図４】真空式太陽熱集熱器のヘッダを示す正面図であ
る。

【図５】真空式太陽熱集熱器のヘッダを示す側面図であ
る。

【図６】図３のヘッダのＡ−Ａ断面を示す拡大断面図で
ある。

【図７】図４のヘッダのＢ−Ｂ断面を示す拡大断面図で
ある。

【図８】図１の真空式太陽熱集熱器を示す要部拡大縦断
面図である。

【図９】真空式太陽熱集熱器の給水管の他の例を示す側
面図である。

【図１０】真空式太陽熱集熱器の給水管の更に他の例を
示す説明図である。

【図１１】真空式太陽熱集熱器の使用状態を示す斜視図
である。

【図１２】従来の真空式太陽熱集熱器の使用状態を示す
全体構成図である。

【符号の説明】

１０ 真空式コレクタ １１ ガラス容器 １２ 貯水容器 １２ａ 開口端部 １３ 空間 １４ 口金具 ２０ ヘッダ ２１ 給水部 ２１ａ 入水側開口部 ２１ｂ 出水側開口部 ２２ 出湯部 ２２ａ 入湯側開口部 ２２ｂ 出湯側開口部 ２３ 孔 ３０，３１，３２ 給水管 ３０ａ，３１ａ，３２ａ 先端部 ３１ｂ，３２ｂ 開口部 ４０ 排気弁

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長尺の円筒状ガラス容器内に同軸状態で
   円筒状の貯水容器が配設され、前記ガラス容器と貯水容
   器との空間が真空状態の真空式コレクタと、 前記真空式コレクタの貯水容器の開口端部に固着され、
   前記貯水容器に給水する給水部及び前記給水部の周囲の
   隙間を通して前記貯水容器から出湯する出湯部を有する
   ヘッダと、 前記ヘッダの給水部の出湯側開口部に面する部位に穿設
   された空気排気用の孔と、 前記ヘッダの給水部の出水側開口部に延設され、前記貯
   水容器内に挿通された給水管とを具備することを特徴と
   する真空式太陽熱集熱器。
2. 【請求項２】 長尺の円筒状ガラス容器内に同軸状態で
   円筒状の貯水容器が配設され、前記ガラス容器と貯水容
   器との空間が真空状態の真空式コレクタと、 前記真空式コレクタの貯水容器の開口端部に固着され、
   前記貯水容器に給水する給水部及び前記給水部の周囲の
   隙間を通して前記貯水容器から出湯する出湯部を有する
   ヘッダと、 前記ヘッダの給水部の出湯側開口部に面する部位に穿設
   された空気排気用の孔と、 前記ヘッダの給水部の出水側開口部に延設され、前記貯
   水容器内に挿通された給水管と、 前記ヘッダの出湯部の出湯側開口部に通ずる配管に配設
   された排気弁とを具備することを特徴とする真空式太陽
   熱集熱器。
3. 【請求項３】 長尺の円筒状ガラス容器内に同軸状態で
   円筒状の貯水容器が配設され、前記ガラス容器と貯水容
   器との空間が真空状態の真空式コレクタと、 前記真空式コレクタの貯水容器の開口端部に固着され、
   前記貯水容器に給水する給水部及び前記給水部の周囲の
   隙間を通して前記貯水容器から出湯する出湯部を有する
   ヘッダと、 前記ヘッダの給水部の出水側開口部に延設され、前記貯
   水容器の所定の内面に沿って給水可能な先端部を有し、
   前記貯水容器内の所定位置まで挿通された給水管とを具
   備することを特徴とする真空式太陽熱集熱器。
4. 【請求項４】 長尺の円筒状ガラス容器内に同軸状態で
   円筒状の貯水容器が配設され、前記ガラス容器と貯水容
   器との空間が真空状態の真空式コレクタと、 前記真空式コレクタの貯水容器の開口端部に固着され、
   前記貯水容器に給水する給水部及び前記給水部の周囲の
   隙間を通して前記貯水容器から出湯する出湯部を有する
   ヘッダと、 前記ヘッダの給水部の出湯側開口部に面する部位に穿設
   された空気排気用の孔と、 前記ヘッダの給水部の出水側開口部に延設され、前記貯
   水容器の所定の内面に沿って給水可能な先端部を有し、
   前記貯水容器内の所定位置まで挿通された給水管とを具
   備することを特徴とする真空式太陽熱集熱器。
5. 【請求項５】 長尺の円筒状ガラス容器内に同軸状態で
   円筒状の貯水容器が配設され、前記ガラス容器と貯水容
   器との空間が真空状態の真空式コレクタと、 前記真空式コレクタの貯水容器の開口端部に固着され、
   前記貯水容器に給水する給水部及び前記給水部の周囲の
   隙間を通して前記貯水容器から出湯する出湯部を有する
   ヘッダと、 前記ヘッダの給水部の出湯側開口部に面する部位に穿設
   された空気排気用の孔と、 前記ヘッダの給水部の出水側開口部に延設され、前記貯
   水容器の所定の内面に沿って給水可能な先端部を有し、
   前記貯水容器内の所定位置まで挿通された給水管と、 前記ヘッダの出湯部の出湯側開口部に通ずる配管に配設
   された排気弁とを具備することを特徴とする真空式太陽
   熱集熱器。