JPS627077B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、太陽熱利用給湯装置に装備される貯
水タンクなどの上面開放型貯液タンクの凍結破損
防止技術に関する。

一般に、寒冷地又はそれに準じる地域での厳冬
期においては、タンク内の収納液が該タンクの底
壁部、側壁部に接する箇所及び自由液面から凍結
し始め、収納液の外周部の全部が一旦凍結する
と、それ以後の中心部に向かう凍結進行につれ
て、中心部での凍結膨張圧は逃げ場を失い、タン
クの側壁に大なる圧力が作用して破損を招く問題
がある。

このような貯液タンクの凍結に伴なう破損防止
対策として、非使用時には、貯液タンク内の収納
液を抜き出しておく、或いは、外気温が一定以下
のとき、貯液タンク全体を加温する手段が従来か
ら採られているが、前者の場合では、凍結の恐れ
のある前にタンク内の収納液を抜き取つたのち、
使用時にはタンク内に液を再注入するといつた煩
雑で面倒な作業を要する欠点がある。特に、屋根
などの高所に設置される太陽熱利用給湯装置の貯
水タンクの場合では、この貯水タンクの風雪時等
における安全面から、厳冬期の休止中といえども
安定設置可能な満水状態の重量を保つことが必要
で、それ故に、上述のように液抜きを前提とする
場合には、このタンクを高所より降す必要があ
り、そのタンクの取外し、取付けに多大の労力と
手間を要する欠点がある。また、後者の場合で
は、前記タンク内の収納液の凍結を防止するに足
りる大容量のヒータが必要で、設備費及びそれの
ランニングコストが非常に高く付く欠点があつ
た。

本発明は、上述の実情に鑑み、設備費及びラン
ニングコストの大巾な軽減を図り乍ら、タンクの
凍結破損を確実に防止することができるようにす
る点にある。

本発明による貯液タンクの凍結破損防止装置
は、上面開放型貯液タンク内に、収納液の中心部
相当位置又はその近くの位置と、最高液面位置よ
りも上方の位置との夫々に開口する口を有する筒
状体を設け、この筒状体に、少なくとも前記両口
間の筒状体内に存在する液の凍結を防止するに足
りる容量を備えたヒータを設けてあることを特徴
とする。

即ち、筒状体の一方の口を収納液の中心部相当
位置又はその近くの位置に設け、他方の口を収納
液の最高液面位置よりも上方の位置に開口させて
あり、しかも、筒状体中に存在する収納液はその
他の部位よりも先に凍結することがないから、タ
ンク内の収納液の自由液面及びタンクの底壁部、
側壁部に面する箇所が全面凍結した後において、
収納液の中心部に向かつて凍結が進行しても、こ
の凍結進行に伴う体積膨張量に相当する量だけ筒
状体内の液面位置が上昇するので、中心部におけ
る凍結膨張圧は緩和される。

そして、仮りに、凍結進行に伴う体積膨張量が
多く、収納液が筒状体の上側の口からあふれ出る
事態となつても、このあふれ出した収納液は既に
凍結している自由液面上に落下して凍結すること
になるので、あふれ出した収納液の凍結によつて
筒状体の上側の口が塞がれるようなことはない。

つまり、タンク内の全収納液が凍結するのを防
止させるのではなく、収納液の凍結を許容しなが
ら、タンクの破損の原因となる凍結膨張圧のみを
緩和するものであるから、タンク容量に比して非
常に小さい容量のヒータを用い乍ら、タンク側壁
の破損を確実に回避することができる。

従つて、前述のように簡単な筒状体とヒータと
を準備するだけで良く、全体として、設備費及び
ランニングコストの大巾な軽減を図り乍ら、か
つ、タンク内の液を一々抜出すような煩雑な手間
を要することなく、タンクの凍結による破損を確
実に防止し得るに至つた。

また、前記ヒータが前記貯液タンク内の筒状体
近傍に設けた液温検出器の検出結果に基づいて加
熱状態と非加熱状態とに自動的に切換えられるべ
く構成されたものである場合には、前記ヒータを
液温検出器の検出結果に基づいて適切な時期に加
熱状態と非加熱状態とに自動的に切換えることが
できるから、操作の簡便化を図ることができるば
かりでなく、切換え忘れに起因するタンクの凍結
破損を確実に防止することができる利点がある。

以下、本発明の貯液タンクの凍結破損防止装置
を図面に基づいて説明すると、第１図で示すよう
に、上面開放型貯液タンク１内に、収納液の中心
部相当位置又はその近くの位置と最高液面位置よ
りも上方の位置とにおいて夫々下方及び上方に向
かつて開口する口２ａ，２ｂを有する筒状体２を
ステー３を介して取付け、この筒状体２内に、前
記両口２ａ，２ｂ間の筒状体２内に存在する液の
凍結を防止するに足りる比較的小容量の電気ヒー
タ４を挿設している。

そして、外気温の低下に伴なつてタンク１内の
収納液の凍結が始まると、自由液面及びタンク１
の底壁部１ａ、側壁部１ｂに接する筒所から凍結
していくが、前記筒状体２内の液のみはヒータ４
により加熱されて凍結せず、凍結が筒状体２の液
流入口２ａに達するにつれ、凍結に伴なう膨張に
よつて筒状体２内の液面位置が上昇し、更に、上
側の口２ｂから溢れ出して既に凍結している自由
液面上に落下するので、収納液の凍結を許容しな
がらも、常に内圧が一定又はほぼ一定に保持され
る。それ故に、タンク１の側壁に大なる凍結膨張
圧が作用することがない又は作用するにしても極
めて小さく、この凍結膨張圧によるタンク側壁の
破損を確実に防止することができるのである。

また、前記タンク１内の筒状体２近傍で、か
つ、液面近くに、液温が設定温度、つまり、凍結
開始点にまで低下したとき、前記ヒータ４の電気
回路を開成する非加熱状態から閉成する加熱状態
に自動的かつ可逆的に切換えるバイメタル式の液
温検出器５を設けている。尚、液温を検出する代
わりに外気温を検出しても良い。

前記筒状体２を第２図乃至第５図で示すように
構成して実施しても良い。

(イ) 第２図で示すものは、前記筒状体２の２つ
（３つ以上でも良い）を前記タンク１の側壁１
ｂから延設したステー３に取付けたものであ
る。

(ロ) 第３図で示すものは、前記筒状体２をタンク
１の底壁部１ａから立設したものである。

(ハ) 第４図で示すものは、前記筒状体２をタンク
１の開口部を閉塞する蓋体１２から延出したも
のである。

(ニ) 第５図で示すものは、前記筒状体２を上方拡
がりのラツパ状に構成したものである。

尚、第６図は、本案の凍結破損防止技術を太陽
熱利用給湯装置の貯水タンク１に適用した場合を
示し、図中６はこの貯水タンク１に連通接続され
た太陽熱コレクター、７は前記貯水タンク１内の
収納水の水面が所定水位にまでに達したときに自
動的に給水を停止するボールタツプ弁、８は前記
ボールタツプ弁７及び開閉弁９を介在してある給
水管、１０は前記貯水タンク１の下側部に接続さ
れた開閉弁１１付きの給湯管であり、前記貯水タ
ンク１内に、前記筒状体２、ヒータ４、液温度検
出器５を設けている。

尚、特許請求の範囲の項に図面と対照を便利に
する為に符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構造に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る貯液タンクの凍結破損防止
装置の実施例を示し、第１図は概略縦断面、第２
図乃至第５図は夫々他の実施例を示す概略縦断面
図、第６図は太陽熱利用給湯装置の一部切欠斜視
図である。 １……貯液タンク、２……筒状体、２ａ，２ｂ
……口、４……ヒータ、５……液温検出器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 上面開放型貯液タンク１内に、収納液の中心
   部相当位置又はその近くの位置と、最高液面位置
   よりも上方の位置との夫々に開口する口２ａ，２
   ｂを有する筒状体２を設け、この筒状体２に、少
   なくとも前記両口２ａ，２ｂ間の筒状体２内に存
   在する液の凍結を防止するに足りる容量を備えた
   ヒータ４を設けてある貯液タンクの凍結破損防止
   装置。 ２ 前記ヒータ４が前記筒状体２内に挿設されて
   いる特許請求の範囲第１項に記載の貯液タンクの
   凍結破損防止装置。 ３ 前記ヒータ４は、前記貯液タンク１内の筒状
   体２近傍に設けた液温検出器５の検出結果に基づ
   いて加熱状態と非加熱状態とに自動的に切換えら
   れるべく構成されたものである特許請求の範囲第
   １項又は第２項に記載の貯液タンクの凍結破損防
   止装置。 ４ 前記貯液タンク１が太陽熱利用給湯装置の貯
   水タンクである特許請求の範囲第１項乃至第３項
   のいずれかに記載の貯液タンクの凍結破損防止装
   置。