JPS5930851Y2 - 太陽熱給湯装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は例えば家庭用の風呂などでお湯を供給する簡
易形の太陽熱給湯装置に係わり、特にその凍結防止に関
するものである。

従来この種のシステムにはいわゆるくみ置き式温水器と
呼ばれる２００〜３００１の水の入る水槽を透明カバー
の付いた外箱に収納し、屋根の上などに設置し、ジスタ
ーンタンクを介して給水し採湯は重力によって風呂等へ
落とし込むものがあった。

更に、この改良形として集熱器と貯湯部を分離したいわ
ゆる自然循環式温水器があった。

いずれの温水器も屋根の上等に３００ ｋｇ前後の重量
物が乗るため取付部はこの荷重を支える強度が要求され
るため場所が限定され、また温水器の容量も大きく美観
上建物とうまく調和しないという欠点があった。

また冬期の夜間等外気温が下がり温水器の水が凍結し、
温水器を破損させるおそれのある場合は手動でジスター
ンタンクへの給水弁を止め、温水器からの帰り弁を開は
温水器内を空にする方法がとられていた。

また最近では薄形、軽量のコレクタと地上に置かれた断
熱材付きの貯湯槽の温度を徐々に高めていく強制循環式
のシステムが普及してきた。

このシステムでは太陽が不足した場合にそなえる補助熱
源が貯湯槽に付属あるいは貯湯槽に直列に接続されてい
る。

そして、コレクタの凍結防止法としては、外気温度が氷
点近くまで下がると自動的にポンプを運転し暖かい水を
コレクタへ循環させる方法や、コレクタ回路に設けた電
磁弁を自動的に動作させコレクタ内の水を空にするなど
の方法があった。

強制循環方式では、コレクタは薄形、軽量となり、重量
的にも美観上からも、取付工事性からも前記温水器に比
べ改善されている。

しかしコレクタと貯湯槽をつなぐ配管が複雑になり、ポ
ンプも新たに必要となる。

更に、日射変動に応じてポンプを０Ｎ−ＯＦＦさせるた
めの制御器（差温サーモ）が必要となり、設備費、運転
費共に高くなる。

また我国のように狭い住宅の場合には１ｍ２前後の床面
積をとる貯湯槽を持つことは問題がある。

寿命の点からもポンプの運転寿命、貯湯槽の腐食などが
あり、あまり長くは期待できず、太陽熱という只のエネ
ルギーを得ることによって設備投資の分を取り戻す前に
システムの寿命がつきてしまうという事もあるなど多く
の欠点を有していた。

この考案はより少ない構成機器で太陽熱を有効に利用で
き、冬期のコレクタ凍結防止も計ることの可能な太陽熱
給湯システムを得ることを目的とするものである。

第１図乃至第４図はこの考案の一実施例を示すものであ
り、１は水道等の水源に直結された減圧逆止弁、２はこ
の減圧逆止弁に接続された給水管、３はこの給水管の途
中に接続されたコック状の切換弁、４はこの切換弁の給
水管に接続する一次側、５は同じく二次側、６は切換弁
、３の可動部真中にあけられた第１通路、７，８はこの
第１通路の両側にあけられた第２、第３通路である。

９は上記給水管２の先に接続され、屋根等の上に設置さ
れたコレクタ、１０はこのコレクタの外殻をなす外箱、
１１はこの外箱内の底に敷かれたグラスウール等からな
る断熱材、１２はこの断熱材の上に配置された箱体、１
３はこの箱体の上面に施されたいわゆる選択吸収膜、１
４は箱体の中につめられた例えば５０℃の融点を有する
有機化合物系のノルマルパラフィンの様な潜熱形の蓄熱
材、１５はこの蓄熱材の中に配置された上記給水管２に
接続した集熱管、１６は上記外箱１０の上面を覆う板ガ
ラスなどでできた透明カバーで゛ある。

１７はコレクタ９の出口側の一番高い所に接続された真
空破壊弁を兼ねた自動空気抜弁、１８はこの自動空気抜
弁に接続された帰り管、１９はこの帰り管の途中に持続
された逆止弁である。

２０は前記帰り管１８の先に接続されたガスや石油を燃
料とする瞬間式の温水器、２１はこの温水器に接続され
た給湯管、２２はこの給湯管の先に置かれた浴槽である
。

２３は上記切換弁３の第２通路７側に接続された排水管
、２４は同じく第３通路８側と上記帰り管１８の逆止弁
１９と温水器２ｏの間を結ぶバイパス管である。

上記の様に構成された太陽熱給湯システムでは、通常切
換弁３は第３図の位置にセットされ給水管２の一次側４
と二次側５が導通している。

日中太陽光はコレクタ９の透明カバー１６を透過し、箱
体１２の選択吸収膜１３で吸収され蓄熱材１４の温度が
その融点に達すると温度上昇は止まり、熱量は潜熱の形
で蓄えられていく。

なおコレクタがらの放熱損失は断熱材１１．選択吸収膜
１３、透明カバー１６の働きにより少ない量に押えられ
る。

日中あるいは日没後、給湯負荷が生じた場合、温水器２
０のバルブを開けると水は減圧逆止弁１、給水管２、切
換弁３、コレクタ９、帰り管１８、逆止弁１９、温水器
２０、給湯管２１と順次水圧の力で流れ、浴槽２２等へ
流出する。

水はコレクタ９の集熱管１５内を通過するとき周囲の蓄
熱材１４より熱をもらい、はぼ一定の温度に昇温され温
水器２０へ入る。

温水器２０で゛は水温が成る所定の温度、例えば４５０
℃以下の場合にはバーナが点火され、更に温度を高め、
４５０℃以上の場合には点火しないでそのまま通過させ
る様、制御機構が働く。

なお水の中に混入した空気あるいは異状加熱等で発生し
た水蒸気は自動空気抜弁１７より排出される。

冬期の夜間等外気温度が０℃近くまで下がり、コレクタ
９内の水が凍結して集熱管１５を破損する恐れがある時
は、事前に切換弁３を手動で第４図の位置へ４５°回転
させる。

切換弁３の中で水路は第２通路７によって給水管２の二
次側５と排水管２３が、又第３通路８によって給水管２
の一次側４とバイパス管２４が結ばれる。

この時、コレクタ９内の水は自重により切換弁３を通り
排水管２３へと流出し、かわりに自動空気抜弁１７より
空気が吸い込まれる。

一方、温水器２０を使用する場合は、水は給水管２、切
換弁３、バイパス管２４、温水器２０へと流れ、通常の
使用が行なえる。

なお上記実施例では、切換弁３の操作を手動としたが、
外気温度を電気的に検出し、切換弁３にモータ等を付属
させ、自動的に動作させる様にしてもよい。

尚、第５図と第６図は切換弁３の他の実施態様を示すも
ので、通常の使用状態では給水管２の一次側４と二次側
５をつなぎ、凍結防止時には９０°回転すると給水管２
の一次側とバイパス管２４とをつなぐ第３通路と、凍結
防止時のみ給水管２の二次側５と排水管２３をつなぐ第
２通路とで構成されている。

この第５図と第６図によれは゛、第３図と第４図に示し
た第１通路６が不要となるので切換弁の製造が簡単にな
る。

この考案は以上説明したとおり、蓄熱形コレクタに温水
器を持続し且つコレクタ内の水を排水し、水をコレクタ
とはバイパスできるようにし、直接温水器へ流す切換弁
を設けるという簡単な構造により、強制循環式の様に循
環ポンプやシスタータンク、貯湯槽が不要となり、設備
費、設置場所、運転費共に有利となる。

また冬期でも切換弁の操作で簡単に凍結防止が計れると
共に温水器も通常の使い方ができるという優れた実用上
の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図はこの考案の一実施例を示すもので、
第１図は本考案装置の全体系統図、第２図はコレクタの
断面図、第３図は通常の使用状態における切換弁の断面
図、第４図は凍結防止時の切換弁の断面図、第５図と第
６図はこの考案の他の実施例を示す切換弁の断面図で、
第５図は通常の使用状態、第６図は凍結防止時である。 図において２は給水管、３は切換弁、９はコレクタ、１
４は蓄熱材、１８は帰り管、１９は逆止弁、２０は温水
器、２３は排水管、２４はバイパス管である。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示すものとす
る。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）蓄熱材を内蔵したコレクタ、このコレクタに給水
   する給水管、コレクタからの水を温水器に導く帰り管、
   上記給水管の途中と帰り管を結ぶバイパス管、このバイ
   パス管と給水管の交点に接続された排水管とを具備し、
   更にこの排水管の上記接続部に設けられ、通常時は給水
   管の水をコレクタへ、又作動時は給水管の水を上記バイ
   パス管へと導き、同時にコレクタ内の水を排水管に導く
   切換弁を持ち、上記帰り管のバイパス管接合部よりコレ
   クタ側に逆止弁を設けたことを特徴とする太陽熱給湯装
   置。
2. （２）切換弁を手動操作弁としたことを特徴とする上記
   第１項記載の太陽熱給湯装置。
3. （３）切換弁を外気温度等を検出して自動的に動作させ
   る自動弁としたことを特徴とする上記第１項記載の太陽
   熱給湯装置。