JPS6135885Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は開放型蓄熱槽と該蓄熱槽より高い所に
設置される集熱器とを配管にて環状に連結して熱
移送液の循環回路を形成し、集熱器にて集熱した
太陽熱を熱移送液の循環により蓄熱槽へ移送し、
蓄熱するようにした太陽熱集熱装置に関するもの
である。

一般に此種の太陽熱集熱装置は第１図及び第２
図に示すものが知られており、１は開放型蓄熱
槽、２は集熱器、３は集熱ポンプ４及び逆止弁５
の介設された往管、６は還管であり、蓄熱槽１と
集熱器２とが往管３及び還管６にて環状に連結さ
れて熱移送液としての水の循環回路７を形成して
いる。８及び９は循環回路７の最高所となる集熱
器近傍の還管６に接続された空気抜き弁及び給気
弁、１０は還管６側を下流とした水抜き勾配を有
すると共に、水抜き弁１１の介設された水抜き
管、１２及び１３は夫々蓄熱槽１の上下部に接続
された出湯管及び給水弁１４の介設された給水管
である。１５は制御装置であり、集熱器２近傍の
日射量及び外気温を検出する集熱側センサ１６
と、蓄熱槽１内の下部の温水温度を検知する蓄熱
側センサ１７と、蓄熱槽１内上部の温水温度を検
出する沸騰防止センサ１８と、水位検知器１９と
を備え、集熱ポンプ４の発停と、水抜き弁１１及
び給水弁１４の開閉制御とを行なう。

上述した従来のものは制御装置１５が集熱側セ
ンサ１６及び蓄熱側センサ１７の信号を比較して
集熱の可否を判別し、集熱効果が期待できる場合
に水抜き弁１１を閉止させるとともに集熱ポンプ
４を運転させ、熱移送液としての水を循環させ、
太陽熱の集熱を利用して蓄熱槽１に温水を貯湯さ
せ、出湯や冷暖房熱源に利用する。そして集熱効
果が期待できなくなると、集熱ポンプ４が停止
し、水抜き弁１１が開放するため、集熱器２及び
集熱器近傍の往管３及び還管６の水が蓄熱槽１に
回収され、集熱運転停止中にこれらの部分の水が
凍結しないようにする。

又、集熱運転中に蓄熱槽１内上部の温水温度が
高くなり、沸騰防止センサ１８が一定値（例えば
95℃）以上を検出すると、制御装置１５は集熱ポ
ンプ４の運転を停止させ、集熱運転を中断させる
とともに、水抜き弁１１を開放させ、集熱器２及
び集熱器周辺の配管の水を蓄熱槽１に回収するよ
うにし、過集熱状態にて集熱ポンプ４が運転する
ことにより、集熱ポンプ４内にキヤビテーシヨン
現象が起こり、集熱ポンプ４が損傷したり、往管
３及び還管６に異常振動が生じたり、蓄熱槽１内
の温水が沸騰して危険な状態になるのを防止す
る。そして沸騰防止センサ１８が一定値（例えば
90℃）以下に下がり、集熱可能な状態になると、
集熱運転を再開させる。

又、出湯や蒸発により蓄熱槽１内の水量が減少
すると、制御装置１５は水位検知器１９からの電
極間信号に基づき、給水弁１４を開放させ、蓄熱
槽１内の水位をH1−L1間に維持させるように
し、給水弁１４等の故障により水位がH2以上に
なつたり、L1以下となつた場合には警報器（図
示せず）を作動させる。

ところで、第１図のものは沸騰防止のために集
熱ポンプ４が停止した後、沸騰防止センサ１８の
検出温度が低下して集熱ポンプ４の運転が再開す
る際、集熱器２が空焚状態になつているため、集
熱器２に通水されることにより、大量の蒸気が発
生する。この蒸気は空気抜き弁１１から排出し切
れず、その殆んどが還管６から蓄熱槽１に押し流
されることになり、この際、脈動圧による蒸気ハ
ンマー現象が生じ、往管３や還管６等の配管系に
異常振動が起こり、時には破損する虞れを有して
いた。第１図のものは還管６が蓄熱槽１の中央部
に連通されているのに対し、第２図のものは還管
６が蓄熱槽１の上端に連通されているため、運転
開始直後の蒸気発生による振動が第１図のものに
比べて少ないものの、水面が波打ち水位検知器１
９が誤動作する虞れがあり、又、還管６の水温に
より沸騰防止センサ１８が影響されて集熱ポンプ
４が頻繁に発停したり、出湯温度が影響を受ける
虞れを有していた。

本考案は上述の事実に鑑みてなされたものであ
り、開放型蓄熱槽と該蓄熱槽より高い所に設置さ
れる集熱器とを配管にて環状に連結して熱移送液
の循環回路を形成するものに於いて、蓄熱槽の下
部と集熱器流入口とを連結する往管に集熱ポンプ
を介設し、集熱器流出口と蓄熱槽の中央部とを連
結する還管途中の立下げ部分に蓄熱槽の液面より
高い位置に設定した液抜き勾配を有する横引管を
設け、該横引管の下流端と蓄熱槽内の液面上方と
を所定の立上げ寸法を有する〓字状の分岐管にて
連結し、蓄熱槽内の液面上方には分岐管と対向し
てバツフル板を設けることを特徴とし、集熱器か
ら還管を介して戻される熱移送液を蓄熱槽の中央
部に戻して蓄熱槽内上部の熱移送液の温度が還管
の熱移送液温度に影響されないようにしつつ、熱
移送液が集熱器にて蒸発した場合には還管途中に
設けた横引管から分岐管を介して蒸発気体のみを
蓄熱槽上方に戻して配管系の異常振動を防止し、
配管系の保護が図れるようにし、更に蓄熱槽内上
方に戻された蒸発気体と液面とをバツフルにて遮
断して液面の波打ち現象をも防止できるようにす
ることを目的とする。

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明
する。第３図は本考案の一実施例を示す太陽熱集
熱装置であり、第１図及び第２図と対応する部分
には同一符号を付してある。第３図に於いて開放
型蓄熱槽１の下部に設けた往管接続口１ａと集熱
器２の流入口２ａとが集熱ポンプ４及び逆止弁５
の介設された往管３にて連結されると共に、集熱
器２の流出口２ｂと蓄熱槽１の中央部に設けた還
管接続口１ｂとが還管６にて連結されて熱移送液
としての水の循環回路７が形成されている。還管
６は集熱器２の近傍に循環回路７の最高所となる
最上部２０が設けられ、ここに空気抜き弁８と給
気弁９とが接続され、最上部２０と還管接続口１
ｂの間の立下がり部分の途中に蓄熱槽１の水面
（最高水面）より高い位置に水抜き勾配を図示方
向に持たせた横引管２１が設けられている。横引
管２１の下流端２１ｂと蓄熱槽１の頂部とが所定
の立上げ寸法Ｈを有する〓字状の分岐管２２にて
連結されている。又、横引管２１の上流端２１ａ
と往管３とが横引管２１と同一方向に水抜勾配を
持たせると共に水抜き弁１１を介設した水抜き管
１０にて連結されている。又、横引管２１の下流
端２１ｂと還管接続口１ｂとの間には絞り弁２３
が介設されている。２４は蓄熱槽１内の水面上方
にて分岐管２２と対設させたバツフル板である。
２５は一端が蓄熱槽１の頂部に連結され、他端が
大気に開放した通気管である。尚、出湯管１２、
給水管１３及び制御装置１５については従来のも
のと同様である。又、鎖線上方は機械室外部、鎖
線下方は機械室内部を示す。

而して、本実施例に依れば、制御装置１５が集
熱側センサ１６及び蓄熱側センサ１７からの信号
に基づいて集熱ポンプ４を発停するとともに沸騰
防止センサ１８からの信号に基づいて蓄熱槽１内
の上部温水温度が沸騰しそうな場合には集熱ポン
プ４を停止させ、集熱運転を中断させる。そして
集熱ポンプ４が停止すると同時に水抜き弁１１が
開放し、集熱器２、機械室外部の往管３及び還管
６内の水が蓄熱槽１に回収される。この際、還管
６の立下がり部分の途中に設けた横引管２１は水
抜き勾配を設け、且つ蓄熱槽１の水面より高く設
定してあるため、水残りのない状態にあり、横引
管２１と集熱器２とは給気弁９から吸入された空
気により連通されている。

従つて沸騰防止のために集熱ポンプ４が停止し
た状態から沸騰防止センサ１８の検出温度が低下
して集熱ポンプ４の運転が再開した場合、空焚状
態になつた集熱器２に水が供給されることにより
発生する大量の蒸気は集熱器２から横引管２１の
間に水残りがないことから、横引管２１から分岐
管２２を通つて蓄熱槽１内の水面上方に空気とと
もに勢いよく吐出する。この時、吐出された蒸気
と空気は水面上方に設けたバツフル板２４に当る
ため、水面が波立つことがない。その後、横引管
２１に到達した水は分岐管２２が立上げてあるた
め、還管６をそのまま下降し、還管接続口１ｂか
ら蓄熱槽１内の中央部に戻される。

このように集熱運転開始直後に集熱器２に発生
した蒸気は還管６の途中に設けた横引管２１から
分岐管２２を経て蓄熱槽１内の液面上方に逃がす
ようにでき、蒸気と水が脈動しつつ蓄熱槽１内の
温水に押込まれないようにできる。このため、第
１図に示した従来例のように配管系が蒸気ハンマ
ー現象により異常振動を起こし、破損する虞れは
ない。又、分岐管２２から蓄熱槽１内上方に吐出
された蒸気はバツフル板２４にて直接水面に当た
ることがなく、第２図の従来例のような水面の波
打ち現象が阻止でき、水位検知器１９が誤動作し
ないようにできる。しかも、集熱運転中は集熱器
２から還管６を介し、蓄熱槽１の中央部に水が戻
されるため、沸騰防止サーモ１８が還管６から戻
される水の温度に直接応動することがなく、頻繁
に沸騰防止が行なわれて集熱運転が中断されない
ようにでき、出湯管１２からの出湯水の温度が還
管６の水温に影響されないようにできる。

尚、分岐管２２の立上げ寸法Ｈは集熱ポンプ４
運転時における横引管２１の下流端２１ｂの圧力
が正圧になる場合、下流端２１ｂから還管接続口
１ｂまでの還管流路抵抗に相当する水頭高さ以上
に設定することにより、分岐管２２から蓄熱槽１
へ水が流入するのを確実に阻止できる。又、横引
管２１の下流端２１ｂが負圧になる場合、絞り弁
２３を調整して正圧にし、集熱運転中に発生した
蒸気を分岐管２２から排出し易くするとともに、
分岐管２２からの空気の吸入を阻止できる。又、
集熱ポンプ４と直列に逆止弁５を設け、集熱ポン
プ４をウオーターハンマーから保護するようにし
てあるため、水抜き管１０を設けたが、逆止弁５
を使用しない装置では水抜き管１０が不要であ
る。

本考案は上述の如く、開放型蓄熱槽と該蓄熱槽
より高い所に設置される集熱器とを配管にて環状
に連結して熱移送液の循環回路を形成するものに
於いて、蓄熱槽の下部と集熱器流入口とを連結す
る往管に集熱ポンプを介設し、集熱器流出口と蓄
熱槽の中央部とを連結する還管途中の立下げ部分
に蓄熱槽の液面より高い位置に設定した液抜き勾
配を有する横引管を設け、該横引管の下流端と蓄
熱槽内の液面上方とを所定の立上げ寸法を有する
〓字状の分岐管で連結し、蓄熱槽内の液面上方に
は分岐管と対向してバツフル板を設けたものであ
るから、集熱器から還管を介して蓄熱槽の中央部
に熱移送液が戻されるようにして蓄熱槽内上部の
熱移送液温度が還管の熱移送液温度に影響されな
いようにし、蓄熱槽内の太陽熱を利用して加熱さ
れた熱移送液の熱エネルギーを有効に利用できる
ようにすると共に、沸騰等の温度監視を行ない易
くし、集熱運転開始直後に集熱器にて熱移送液が
大量に蒸発した場合には蒸発気体の還管の途中に
設けた横引管から分岐管を介して蓄熱槽内の液面
上方に速やかに逃がして配管系の異常振動による
破損を防止し、且つ蓄熱槽内上方に逃された蒸発
気体と液面とをバツフル板にて遮断して液面の波
打ち現象が防止できるなど、有用なものであり、
特に凍結防止や沸騰防止のために液抜きを行なう
開放型の太陽熱集熱装置に適している。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は夫々従来装置の一例を示す
系統図、第３図は本考案装置の一実施例を示す系
統図である。 １……開放型蓄熱槽、２……集熱器、３……往
管、４……集熱ポンプ、６……還管、７……循環
回路、２１……横引管、２２……分岐管、２４…
…バツフル板。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 開放型蓄熱槽と該蓄熱槽より高所に設置される
   集熱器とを配管にて環状に連結して熱移送液の循
   環回路を形成するものに於いて、蓄熱槽の下部と
   集熱器流入口とを連結する往管に集熱ポンプを介
   設し、集熱器流出口と蓄熱槽の中央部とを連結す
   る還管途中の立下げ部分に蓄熱槽の液面より高い
   位置に設定した液抜き勾配を有する横引管を設
   け、該横引管の下流端と蓄熱槽内の液面上方とを
   所定の立上げ寸法を有する〓字状の分岐管にて連
   結し、蓄熱槽内の液面上方には分岐管と対向して
   バツフル板を設けたことを特徴とする太陽熱集熱
   装置。