(57)【要約】加熱された水を蓄える貯蔵タンクと、タンクの中の水を加熱するガスバーナーアセンブリとを含んでいる給湯装置であって、ガスバーナーアセンブリが、ハウジングと、ハウジング内のガスバーナーと、ハウジングを貫いている少なくとも１本の流路と、使用時にハウジングがタンクの中の水に浸るようにハウジングをタンク内に取り付ける取付け手段であり、ガスバーナーが作動すると、ハウジングの温度が上昇し、タンクの中の水への熱伝達が起こり、水の対流が少なくとも１本の流路を通って流れることによって、水への熱伝達が増す前記取付け手段とを含んでいる、給湯装置。
2005539191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱された水を蓄える貯蔵タンクと、
前記タンクの中の水を加熱するガスバーナーアセンブリと、
を含んでいる給湯装置であって、
前記ガスバーナーアセンブリが、
ハウジングと、
前記ハウジング内のガスバーナーと、
前記ハウジングを貫いている少なくとも１本の流路と、
使用時に前記ハウジングが前記タンクの中の水に浸るように前記ハウジングを前記タンク内に取り付ける取付け手段であり、前記ガスバーナーが作動すると、前記ハウジングの温度が上昇し、前記タンクの中の前記水への熱伝達が起こり、前記水の対流が前記少なくとも１本の流路を通って流れ、これによって、前記水への熱伝達が増すようになっている、前記取付け手段と、
を含んでいる、給湯装置。
【請求項２】
前記ハウジングを貫いて延びている前記流路が複数存在している、請求項１に記載の給湯装置。
【請求項３】
前記ハウジングが、円筒形のハウジング側壁と、ハウジング上壁及びハウジング下壁とを含んでおり、前記流路が、前記ハウジング上壁と前記ハウジング下壁との間に延びている管状要素によって画成されている、請求項２に記載の給湯装置。
【請求項４】
前記ハウジング下壁が水平に対して所定の角度だけ傾いてる、請求項３に記載の給湯装置。
【請求項５】
前記所定の角度が１゜〜５゜の範囲内である、請求項４に記載の給湯装置。
【請求項６】
前記所定の角度が２．５゜である、請求項５に記載の給湯装置。
【請求項７】
前記タンクが、円筒形のタンク側壁と、タンク上壁及びタンク下壁とを含んでおり、前記円筒形のハウジング側壁の軸線が、前記円筒形のタンク側壁の軸線に対して前記所定の角度だけ傾いている、請求項４に記載の給湯装置。
【請求項８】
前記タンクが、前記バーナーアセンブリの上方に位置する熱交換器と、水道源からの水が前記熱交換器の中を通り、前記タンク内に貯蔵されている前記水から取り出される熱によって加熱されるように、前記熱交換器に前記水道源を接続する結合手段と、を含んでいる、請求項１〜７に記載の給湯装置。
【請求項９】
前記熱交換器がコイルを含んでいる、請求項８に記載の給湯装置。
【請求項１０】
前記熱交換器が、平行に接続されている２本のコイルを含んでいる、請求項８に記載の給湯装置。
【請求項１１】
前記１本以上のコイルが、前記ハウジングの中心又は中心付近を通る軸線の周りに螺旋状に巻かれている、請求項９又は１０に記載の給湯装置。
【請求項１２】
前記１本以上の流路を通る対流が前記熱交換器に当たり、前記熱交換器に熱が吸収されるにつれて冷たい対流が発生し、前記冷たい対流が前記熱交換器と前記タンクとの間の位置において下向きに流れる、請求項８、９又は１０に記載の給湯装置。
【請求項１３】
前記ガスバーナーへのガスの流れを制御するガス制御弁と、前記ガス制御弁に接続されている出力を有する温度センサーと、を含んでいる、請求項１２に記載の給湯装置であって、構成が次のようになっている、すなわち、前記水の温度が運転温度より低いことを前記温度センサーが検出すると、前記ガスバーナーにガスが供給されるようになっている、請求項１２に記載の給湯装置。
【請求項１４】
前記温度センサーが前記ハウジングより下に位置している、請求項１３に記載の給湯装置。
【請求項１５】
前記センサーが前記タンクの側壁付近に位置している、請求項１３又は１４に記載の給湯装置。
【請求項１６】
使用時に冷たい対流が前記センサーに当たるような位置に前記センサーが配置されている、請求項１３、１４又は１５に記載の給湯装置。
【請求項１７】
使用時、前記タンク内の温度が所定の過温度に達した場合に、前記ガスバーナーへのガスの供給を停止させるように作用する過温度センサーを含んでいる、請求項１３〜１６のいずれか１項に記載の給湯装置。
【請求項１８】
前記ガスバーナーアセンブリが、前記ハウジングから上方に延びている煙道を含んでいる、請求項１７に記載の給湯装置。
【請求項１９】
前記過温度センサーが、前記タンク内に位置し且つ前記煙道と熱的に接触しているように取り付けられており、構成が次のようになっている、すなわち、前記タンクの中の前記水が前記所定の過温度を超えたとき、又は前記タンクがその上部に空気を含んでおり、これによって前記煙道に起因して前記過温度センサーが前記所定の過温度よりも高い温度を検出するときに、前記過温度センサーが、前記ガスバーナーへのガスの供給を停止させるように作用するようになっている、請求項１７に記載の給湯装置。
【請求項２０】
複数の補強ロッドが前記ハウジング上壁と前記ハウジング下壁との間に延びている、請求項３に記載の給湯装置。
【請求項２１】
前記ロッドが前記管状要素を貫通している、請求項２０に記載の給湯装置。
【請求項２２】
前記貯蔵タンクの上方に位置しているヘッダタンクと、前記貯蔵タンクの上部から前記ヘッダタンクの上部まで延びている第１の水管路と、前記ヘッダタンクの下部から前記貯蔵タンクの下部まで延びている第２の水管路とを含んでいる、請求項１〜２１のいずれか１項に記載の給湯装置。
【請求項２３】
前記貯蔵タンクから空気泡が除去されるように、前記貯蔵タンクの中の前記水の中の空気泡を前記第１の管路に導く空気泡転送手段を含んでいる、請求項２２に記載の給湯装置。
【請求項２４】
前記タンク上壁が水平に対して傾いており、前記第１の管路が、前記タンク上壁の最上部に接続されており、これによって、空気泡を導く前記手段を構成している、請求項７に間接的に付加される、請求項２２に記載の給湯装置。
【請求項２５】
前記ヘッダタンクへの排出を目的として接続されている熱交換器圧力安全弁、を含んでいる、請求項８に直接的又は間接的に付加される、請求項２２、２３又は２４に記載の給湯装置。
【請求項２６】
前記ヘッダタンク内、及び従って前記貯蔵タンク内の圧力が所定の運転圧力を超えた場合に排出するように作用するヘッダタンク圧力安全弁を含んでいる、請求項２５に記載の給湯装置。
【請求項２７】
前記運転圧力が約５０ｐｓｉである、請求項２６に記載の給湯装置。
【請求項２８】
請求項８〜２１のいずれか１項に記載の給湯装置と、
太陽集熱器パネルと、
ソーラー貯蔵タンクと、
前記ソーラー貯蔵タンクからの水を前記パネルに循環させる循環手段と、
前記ソーラー貯蔵タンク内の熱交換器と、
を含んでいるガス／ソーラー給湯装置であって、
前記結合手段が、前記水道源からの水を前記貯蔵タンク内の前記熱交換器を通過させる前に前記ソーラー貯蔵タンク内の前記熱交換器を通過させるように作用する、ガス／ソーラー給湯装置。
【請求項２９】
前記ソーラー貯蔵タンクが、前記貯蔵タンクの下に単一のハウジング内に配置されている、請求項２８に記載のガス／ソーラー給湯装置。
【請求項３０】
前記バーナーアセンブリからの煙道ガスを前記ソーラー貯蔵タンクに導く煙道ガス循環手段であって、これによって、前記煙道ガスの熱が前記ソーラー貯蔵タンクの中の前記水に吸収される、前記煙道ガス循環手段を含んでいる、請求項２９に記載のガス／ソーラー給湯装置。
【請求項３１】
煙道を有するガス燃焼型給湯装置と、
太陽集熱器パネルと、
ソーラー貯蔵タンクと、
前記ソーラー貯蔵タンクからの水を前記パネルに循環させる循環手段と、
前記ソーラー貯蔵タンク内の熱交換器と、
を含むガス／ソーラー給湯システムであって、
前記太陽集熱器パネルが、その中の煙道ガス室と、前記煙道を前記煙道ガス室に接続する煙道ガス配管手段と、を含んでおり、構成が次のようになっている、すなわち、前記パネルの中を循環する水が、太陽エネルギと、前記室に入る煙道ガスからの熱エネルギとを吸収する、ようになっている、
ガス／ソーラー給湯システム。
【請求項３２】
前記ガス燃焼型給湯装置の点火と前記循環手段とを制御するように作用する制御手段であって、前記煙道ガスによって前記パネルが過熱しないように、前記ガス燃焼型給湯装置の点火の前に前記循環手段を作動させるように作用する、前記制御手段、を含んでいる、請求項３１に記載のガス／ソーラー給湯装置。
【請求項３３】
請求項３１に記載のガス／ソーラー給湯システムと、
排気系を有する内燃エンジンと、
前記内燃エンジンによって駆動されるように結合されている電動発電機と、
排気ガスを前記煙道ガス室に導く排気ガスダクト手段であって、これによって、前記パネルの中を循環する前記水が前記排気ガスから熱を吸収する、前記排気ガスダクト手段と、
を含んでいる、電力／給湯装置。
【請求項３４】
前記排気ガスダクト手段がベンチュリを含んでおり、前記煙道ガス配管手段の端部が前記ベンチュリ内に配置されている、請求項３３に記載の装置。
【請求項３５】
請求項３１に記載のガス／ソーラー給湯システムと、
排気系を有する内燃エンジンと、
排気ガスを前記煙道ガス室に導く排気ガスダクト手段であって、これによって、前記パネルの中を循環する前記水が前記排気ガスから熱を吸収する、前記排気ガスダクト手段と、
を含んでいる、給湯装置。
【請求項３６】
前記排気ガスダクト手段がベンチュリを含んでおり、前記煙道ガス配管手段の端部が前記ベンチュリ内に配置されている、請求項３５に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、給湯装置に関する。
【０００２】
より詳細には、本発明は、家庭用給湯サービスなど給湯機能を提供する目的に使用することができる給湯装置に関する。この装置は、循環水式暖房の備えも有し、ただし、この備えは環境によっては使用する必要はない。
【０００３】
本発明の全般的な目的は、効率の高い給湯装置を提供することである。
【０００４】
本発明によると、
加熱された水を蓄える貯蔵タンクと、
タンクの中の水を加熱するガスバーナーアセンブリと
を含んでいる給湯装置であって、
ガスバーナーアセンブリが、
ハウジングと、
ハウジング内のガスバーナーと、
ハウジングを貫いている少なくとも１本の流路と、
使用時にハウジングがタンク内の水に浸るようにハウジングをタンク内に取り付ける取付け手段であり、ガスバーナーが作動すると、ハウジングの温度が上昇し、タンクの中の水への熱伝達が起こり、水の対流が少なくとも１本の流路を通って流れ、これによって、水への熱伝達が増すようになっている、前記取付け手段と
を含んでいる、給湯装置が提供される。
【０００５】
ハウジングを貫いて延びている流路が複数存在していることが好ましい。
【０００６】
ハウジングは、円筒形のハウジング側壁と、ハウジング上壁及びハウジング下壁とを含んでおり、流路が、ハウジング上壁とハウジング下壁との間に延びている管状要素によって画成されていることが好ましい。
【０００７】
下壁は、気泡がその下に捕捉されないように、水平に対してある角度だけ傾いていることが好ましい。空気泡若しくは蒸気泡、又はその両方が捕捉されると、それに起因して加熱の局限化若しくは腐食、又はその両方が生じる。
【０００８】
更に、貯蔵タンクは、貯蔵タンクの中、ガスバーナーアセンブリの上方に位置する１つ以上のコイルを含むことが好ましい。使用時、水道源ないし給水源（ｍａｉｎｓ  ｓｕｐｐｌｙ）からの冷水がコイルの下端部に接続され、コイルの中を循環する水がタンクの中の水から熱を吸収する。これによって、コイル付近の水が冷却され、十分な熱が吸収されると、冷たい対流が発生する。ガスバーナーを作動させる目的で、冷たい対流が当たる位置に温度検出要素を配置することができる。相当な量の温水が要求される場合に本装置が連続給湯装置（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  ｗａｔｅｒ  ｈｅａｔｅｒ）として機能するように、ガスバーナーは、タンクの中の水への十分な加熱能力を提供することのできる十分に大きなものとして作製されている。本発明の装置は、貯蔵型の給湯システムと連続給湯システムの両方として機能することが理解されるであろう。
【０００９】
上に定義した装置は、太陽エネルギ収集システムと組み合わせて使用することができる。基本的には、太陽エネルギ収集システムは、上に定義した装置のコイルに入る水の予熱器として使用することができる。
【００１０】
本発明のこの側面によると、
上に定義した給湯装置と、
太陽集熱器パネルと、
ソーラー貯蔵タンクと、
ソーラー貯蔵タンクからの水をパネルに循環させる循環手段と、
ソーラー貯蔵タンク内の熱交換器と
を含んでいるガス／ソーラー給湯装置であって、
結合手段が、水道源からの水を貯蔵タンク内の熱交換器を通過させる前にソーラー貯蔵タンク内の熱交換器を通過させるように作用する、ガス／ソーラー給湯装置が提供される。
【００１１】
ソーラー貯蔵タンクは、貯蔵タンクの下に単一のハウジング内に配置されていることが好ましい。
【００１２】
太陽集熱器パネルの好ましい形態においては、煙道ガスをパネル内で循環させて煙道ガスから熱を回収することができるように、煙道ガス室が設けられている。
【００１３】
本発明は、
煙道を有するガス燃焼型給湯装置と、
太陽集熱器パネルと、
ソーラー貯蔵タンクと、
ソーラー貯蔵タンクからの水をパネルに循環させる循環手段と、
ソーラー貯蔵タンク内の熱交換器と
を含むガス／ソーラー給湯システムであって、
太陽集熱器パネルが、その中の煙道ガス室と、煙道を煙道ガス室に接続する煙道ガス配管手段と、を含んでおり、構成が次のようになっている、すなわち、パネルの中を循環する水が、太陽エネルギと、煙道ガス室に入る煙道ガスからの熱エネルギとを吸収する、ようになっている、ガス／ソーラー給湯システムも提供する。
【００１４】
上に定義したガス／ソーラー給湯システムは、電動発電機と組み合わせて使用することができる。この場合、電動機からの排気ガスから熱を取り出す目的で、電動機からの排気ガスをソーラーパネル内で循環させることができる。
【００１５】
本発明は、上に定義したガス／ソーラー給湯システムと、排気系を有する内燃エンジンと、排気ガスを煙道ガス室に導く排気ガスダクト手段であって、パネルの中を循環する水が排気ガスから熱を吸収する、排気ガスダクト手段と、を含む給湯装置も提供する。
【００１６】
本発明は、加熱する水が中で循環する第１の室と、煙道ガス又は排気ガスが中で循環する第２の室と、を含む太陽集熱器パネルであって、煙道ガス又は排気ガスからの熱を第１の室の中の水に吸収させることができるように、２つの室が熱的に互いに接触している、太陽集熱器パネルも提供する。
【００１７】
以下では、本発明について添付の図面を参照しながら更に説明する。
【００１８】
図１は、本発明によって構築されている給湯装置２の概略図である。この給湯装置は、金属薄板ハウジング６内に配置されているメインタンク４を含んでいる。タンク４の中には、ガスバーナーアセンブリ（図１には示していない）が配置されており、このガスバーナーアセンブリにはガスと空気の可燃性混合物が供給される。タンク４の中には、コイルアセンブリ８が配置されており、このコイルアセンブリは、本発明の好ましい形態においては、中を流れる水への抵抗を低減させる目的で、平行に接続されている２つの銅管螺旋コイルである。コイルアセンブリ８は、冷水吸込みライン１４に接続されている吸込み継手１０，１２を含んでいる。吸込みライン１４は、ハウジング６の外側からアクセス可能である冷水吸込み継手１６に接続されている。使用時、継手１６には水道源が接続される。コイルアセンブリ８は、高温出口ライン２２に接続されている出口継手１８，２０を含む。ライン２２は、Ｔ型継手２４を含んでおり、Ｔ型継手２４は、高温出口継手２８を終端とする高温出口ライン２６に接続されている。出口継手２８は、特定の状況において必要となる高温水を利用できるようにする目的で設けられている。後から詳しく説明するように、メインタンク４の中の水は、圧力がかかっており１００℃を超える温度に加熱することができる。一般には、運転温度は８０℃〜９０℃の範囲内であるが、特定の状況においては１１０℃の温度を選択することができる。従って、コイルアセンブリの中を流れる水がメインタンク４の中の水と同じか又はほぼ同じ温度に達するだけの十分な時間があると想定すると、ほぼこの温度の高温水を、コイルから高温出口継手２８にて利用することができる。タンク４の中の水は、例えば５０ｐｓｉの圧力がかかっているため沸騰せず、１１０℃はこの圧力における水の沸点よりも十分に下である。
【００１９】
装置は、ライン２２の高温水を受け取る混合弁３４を含んでいる。この弁は、Ｔ型継手３８を介して冷水吸込みライン１４に接続されているライン３６を介して、冷水も受け取る。混合弁は、ハウジング６まで延びており且つ温水出口継手４２を終端とする出口ライン４０を含んでいる。混合弁３４は、浴室及び台所で使用するのに適する温度の水を生成する目的で、メインサプライからの冷水とコイルアセンブリ８からの高温水とを混合するようにされている。一般には、この水は、４０℃〜６０℃の範囲内であり、４５度が好ましい。
【００２０】
装置２は、ハウジングの中、メインタンク４の上方に位置しているヘッダタンク４４を含んでいる。ヘッダタンク４４の主たる目的は、メインタンク４内の空気泡をヘッダタンク４４の中に移動できるようにすることと、メインタンク４の運転圧力を制御できるようにすることであり、これについては後から詳しく説明する。
【００２１】
メインタンク４は、大気圧を超える圧力、例えば５０ｐｓｉにて動作することがあるため、比較的頑丈な構造である必要がある。通常、円筒形の側壁４６と、上壁４８と、下壁５０とを有する溶接鋼構造とする。メインタンク４は鋼で作製されているため、メインタンクの中の水に酸素又は空気が溶けていたりメインタンク内に侵入すると、錆や腐食が生じる。しかしながら、通常は、メインタンク４の中の水は入れ替わることがなく、酸素に起因する腐食は酸素がなくなるまでであり極めて小規模である。このことは、たとえ循環水式暖房システムにおいてメインタンク４の中の水が循環する場合でもあてはまり、なぜなら、システム内では基本的に最初に充填された水が維持されているためである。それにもかかわらず、漏れその他に起因して失われる水を補う目的で、とりおり新しい水がメインタンク４に注入されることがある。従って、メインタンク４の中に存在しうる気体を集める目的で、ヘッダタンク４４が設けられている。ヘッダタンク４４は、銅などの耐食性材料から作製することができる。ヘッダタンク４４は、タンク４の公称容量が１３０リットルである状況において、例えば５リットルの容量を有することができる。メインタンク４の上壁４８は、転送ライン５４が接続されている継手５２を含んでおり、転送ラインの反対側の端部は、ヘッダタンク４４の上部に接続されている。図からわかるように、メインタンク４内の気体の泡が継手５２の方に移動してヘッダタンク４４に送られるように、上壁４８は水平に対して傾いている。ヘッダタンクは、戻りライン５６に接続されている出口を底部付近に有し、戻りライン５６は、ヘッダタンク４４からの水をメインタンク４に戻す役割を果たしている。
【００２２】
高温出口ライン２２は、圧力安全弁６０に接続されているＴ型継手５８を含んでいる。圧力逃がしライン６２は、図１に示したように、弁６０からヘッダタンク４４の上部まで延びている。これに代えて、圧力逃がしライン６２は、図２に示したように、ヘッダタンクを迂回してライン６４に直接接続することができる。ヘッダタンク４４は、第２の圧力安全弁６６に接続されている圧力逃がしライン６４を含んでおり、圧力安全弁６６はハウジング６の外側に出口６８を有する。第２の圧力安全弁６６は、ヘッダタンク４４内の圧力が所定の値（例：５０ｐｓｉ）を超えたときにヘッダタンク４４内の圧力を解放するようにされている。従って、この所定値によってメインタンク４内の運転圧力が決まる。第１の圧力安全弁６０は、コイルアセンブリ８内の水圧が所定の値を超えたときにその水圧を解放するようにされている。この状況は、コイルアセンブリ８に冷水が入って温水の流れが止まるときに起こることがある。コイルアセンブリの中の水は、メインタンク４の中の水から熱を吸収するため、熱膨張する。コイルアセンブリ８内の圧力が例えば２５０ｐｓｉに達したときにコイルアセンブリ８から過度の圧力を解放することができるように、第１の圧力安全弁６０を例えば２００ｐｓｉ（なぜならヘッダタンク４４内の内部圧力に打ち勝つ必要もあるため）に設定することができる。
【００２３】
上述したように、メインタンク４の中の水は、循環水式暖房に使用することができる。従って、タンク４は、ハウジング６の外側からアクセス可能な継手７２に接続されている暖房用温水出口ライン７０を含んでいる。また、装置は、同様にハウジング６の外側からアクセス可能な継手７６に接続されている暖房用温水戻りライン７４も含んでいる。継手７２，７６は、装置２を暖房システムに接続できるようにし、暖房システムは、メインタンク４の中の水から熱を取り出す放射パネル若しくはファンコイルユニット、又はその両方を含むことができる。循環水式暖房システムにおいては、循環する水は基本的に入れ替わることがなく、従って、メインタンク４及び循環水式暖房要素の腐食は、通常では大きな問題ではない。
【００２４】
装置２は、ガス供給ライン８０に接続されているガス吸込み継手を含んでいる。ガス吸込みライン８０は、バーナーアセンブリにガスを供給し、これについて以下に更に詳しく説明する。燃焼用の空気は、通気口８２を通じてハウジング６に入る。ハウジング６は、煙道ハウジング８４を備えている上壁８３を有し、煙道ハウジング８４は、ガスバーナーからの煙道ガスを排出する通気口８６を有する。
【００２５】
図２は、装置２の内部構造の細部を概略的に示している。まず最初に、図からわかるように、メインタンクからの熱損失を回避する目的で、メインタンク４の外面とハウジング６との間に一層の絶縁体９０が配置されている。ハウジングの中、メインタンク４の上方には、ファン９２が配置されている。ファン９２は、空気及びガスをその入力に引き込み、その出口はガス／空気供給ダクト９４に接続されている。ファン９２へのガスの流入は、ガス供給ライン８０からガスを受け取るガス制御弁９６によって制御される。
【００２６】
装置は、メインタンク４の下部に位置しているバーナーアセンブリ１００を含んでおり、バーナーアセンブリ１００は、使用時、メインタンクの中の水に完全に浸っている。バーナーアセンブリ１００の中には、ダクト９４に接続されているガスバーナー１０２が配置されている。煙道管１０４は、バーナーアセンブリからメインタンク４の内部を通り、上壁４８を貫いて煙道ハウジング８４まで延びている。雨水などが煙道管１０４とバーナーアセンブリとに入る可能性を回避する目的で、煙道管１０４は、通気口８６とは反対向きの傾斜した開口１０６を有する。
【００２７】
メインタンク４の内部には大気圧を超える圧力がかかるため、内圧がかかった状態での座屈（バックリング）を防止する目的で、上壁４８及び下壁５０は補強されていることが望ましい。図の配置構成は、これを達成することのできる都合のよい方法を示している。この配置構成においては、４本の補強ロッド１０８，１１０，１１２，１１４が存在している。これらのロッドの下端部は、上壁４８及び下壁５０の外側への変形を抑制する目的で、上壁４８及び下壁５０に溶接されている。これに代えて、より直径の大きな１本のロッドを使用することができる。
【００２８】
高温出口ライン２２への水の逆流を防止する目的で、コイルからの高温出口ライン２２は、一方向弁又は逆止め弁１１６を含んでいることができる。
【００２９】
装置は、飲用又は飲料用に使用することができる滅菌水を供給する追加の出口を含んでいることもできる。従って、装置は、滅菌水出口継手１２０に接続されている滅菌水出口ライン１１８を含んでいる。滅菌水出口ライン１１８は、コイルアセンブリ８の中の水が１００度より高い所定温度を超えたときにのみ水を通すように作動する制御弁１２２を含んでいることができる。装置は、コイルアセンブリ８から直接的に高温水を供給することを目的とする、出口継手１２６に接続されている更なる高温出口ライン１２４を含んでいることもできる。運転温度が１００度又は１００度を超える場合、この高温水は沸騰水の供給源として使用することができる。そのような場合、水が６０〜８０℃で供給されるように、高温出口継手２８に供給される水の温度を冷水を使用して下げる必要がある。装置は、弁１２７を含むバイパスライン１２５を含んでいる。弁１２７は、継手２８における水の温度が所定の値（例：６０℃）より下がったときに閉じるように電磁制御されることが好ましい。図の配置構成においては、有用な熱を取り出して、コイルアセンブリ８の中を流れる水に伝えることができるように、入口ライン１４の一部が広くなっており、滅菌水出口ライン１１８用の水ジャケットを形成している。通常は、滅菌水の冷却も必要である。
【００３０】
暖房用温水出口ライン７０は、弁又は栓１３０を含んでいることができる。最初にメインタンク４を満たすとき、水道源を継手７２に接続し、弁１３０を開いて、線１３２によって示したレベルまでメインタンク４とヘッダタンク４４とを満たすことができる。最初の充填後、弁１３０を閉じ、継手７６も遮断することができる。しかしながら、循環水式暖房を使用する場合、弁１３０は、循環水式暖房のコンポーネントに接続した後も開いている。図の配置構成においては、ライン１３４は、循環水式コンポーネントへの供給ラインを示しており、このラインに循環ポンプ１３６を設けることができる。
【００３１】
装置は、電気加熱要素１４０を含んでいることもでき、この要素は、メインタンク４の中、下壁５０のわずか上方に横に延びている管の中に配置されている。電気要素１４０の目的は、ガスの供給が中断した場合の緊急の状況において、メインタンク４の中の水を加熱できるようにすることである。一般に、要素１４０の加熱容量は２．５ＫＷである。
【００３２】
装置は、温度検出要素１５０を含んでおり、この要素は、ファン９２へのガスの流れとファン９２の動作とを制御するガス制御弁９６への入力信号を生成するようにされている。基本的に、温度センサー１５０は、その設定動作温度（例：８０℃〜９０℃）を検出すると、接点が閉じ、これによってガス制御弁がガスをファン９２に供給してファンを作動させる。これにより、ガスと空気の可燃性混合物がダクト９４を通ってバーナー１０２に流れる。制御弁９６は、加熱が行われるようにガスの点火も制御する。ガスバーナーアセンブリ１００は、中を貫いている複数の水路１５２を含んでいる。バーナーアセンブリ１００内で加熱が行われると、対流が発生し、これに起因して、加熱された上昇対流がコイルアセンブリ８を貫いて上向きに流れ、コイルアセンブリ８の中の水に熱が伝わる。この結果として、メインタンク４の中の水が冷やされ、これにより、メインタンク４の側壁付近において、温度の低い下向きに流れる対流が発生する。この低温水は、バーナーアセンブリ１００を貫いている流路１５２の下端部に引き込まれ、再び加熱される。このようなメインタンク４内の水の対流の経路によって、良好な熱伝達がもたらされる。煙道管１０４を流れる煙道ガスからも熱伝達が生じる。
【００３３】
温度検出要素１５０は、バーナーアセンブリ１００の底部のすぐ下の高さに、メインタンク４の側壁の比較的近くに位置している。これによって、温度検出要素１５０は、下向きに流れる温度の低い対流の経路内にある。温度の低い対流が温度検出要素１５０に当たると、検出要素１５０の接点が閉じる、又は閉じた状態が続き、ガス制御弁９６が作動する。メインタンク４の中の水の温度が検出要素１５０の動作温度を超える温度まで上昇すると、検出要素１５０の接点が開き、制御弁９６がファン９２の動作とファンへのガスの供給とを停止させる。この配置構成では、メインタンク４の中の水がいったん運転温度に達すると、検出要素１５０に達する大きな対流を発生させることなく、限られた量の水を出口２８，４２から取り出すことができるという利点がある。従って、ガスバーナー１０２を作動させることなく、限られた量の水を装置から得ることができる。しかしながら、浴室のシャワーなどが使用されるときなど、メインタンク４の中の水から大量の熱が取り出される場合、大きな対流が下向きに流れ、温度センサー１５０に当たる。これにより、ただちにバーナー１０２が作動し、従って、メインタンク４の中の水の温度が大きく下がることはない。
【００３４】
図３及び図４は、バーナーアセンブリ１００の細部を概略的に示している。図からわかるように、バーナーアセンブリは、円筒形の側壁１７２と、上壁１７４と、下壁１７６とを有するバーナーハウジング１７０を含んでいる。このハウジングは、側壁１７２に溶接されている取付け管１７８を含んでおり、また、メインタンク４の円筒形の側壁４６の内面への溶接を可能にするフランジ１８０も設けられている。上壁１７４は、煙道管１０４の下端部が溶接されている煙道口１８２を含んでいる。
【００３５】
図４及び図５において最もよくわかるように、バーナーアセンブリは、複数の対流管１８４を含んでおり、これらの対流管１８４は、それぞれバーナーハウジングの上壁１７４、下壁１７６に形成されている開口１８６，１８８に溶接されている。
【００３６】
図３からわかるように、ハウジング１７０の中心軸線１８９は、垂直に対して傾いている。この傾斜は、１゜〜５゜の範囲内であることが好ましく、好ましくは２．５゜であり、図３においては、図をわかりやすくする目的で傾斜をやや誇張してある。管１８４は、前述した対流の流路１５２を画成している。更に図からわかるように、補強ロッド１０８，１１０，１１２，１１４が管を貫通している。これにより、支持が最も重要である、メインタンク４の上壁４８及び下壁５０の中心領域に補強ロッドを結合することができる。このようにバーナーハウジング１７０を取り付ける主たる目的は、ハウジングの上壁１７４及び下壁１７６を水平に対して傾けることである。これにより、ハウジングが水平に配置された場合に起こりうる、特に底面１７６の下に気体の泡が滞留することが回避されることが判明している。下壁１７６の下に気体の泡が蓄積すると、局所的な過熱が起こり、それによって、局所的な沸騰が起きたり、過度の騒音及び振動が生じることがある。従って、面を傾けることは、実際に起こりうる重大な問題を克服するうえで、単純ではあるが効果的な方法である。
【００３７】
バーナーハウジング１７０は、メインタンク４内の全内圧を受けるため、比較的頑丈な構造とする必要がある。管１８４を設けることは、ハウジングを補強する役割りも果たす。図示したように、下壁１７６の裏側に溶接されている補強棒１９０によって、下壁１７６を更に強化することができる。
【００３８】
図３においてわかるように、バーナー１０２は、閉じた内側端部２０２を有するステンレス鋼管２００を含んでいる。管本体の内側部分は、例えば１ｍｍのオーダーの大きさの非常に多数の穴を含んでいる。管２００には、取付けフランジ２０４が設けられており、このフランジは、メインタンクの側壁４６から突き出すねじ付きスタッドによって管２００を側壁４６に接続できるようにする。空気／ガスダクト９４の下端部が、ガスケット（図示していない）を介してフランジ２０４に接続されている。この配置構成では、管２００の内部に入った空気とガスの混合物は、管の穴から外に出ることができる。管２００の外側に隣接して、点火電極２１０，２１２と、火炎検出電極２１４とが配置されている。これらの電極は、導体２１６によって接続されており、導体２１６は、取付け管１７８の中を通ってガス制御弁９６に接続されている。穴を通過する空気／ガス混合物は、ハウジング１７０の内部を加熱する火炎のジェットを形成する。この配置構成では、バーナーアセンブリ１００がタンクの中の水に浸されているためと、対流が流路１５２の中を流れて熱伝達が促進されるため、熱伝達が非常に良好である。
【００３９】
図６及び図７は、ファン９２及びガス制御弁９６の細部を概略的に示している。図からわかるように、ファン９２は出口２２０を含んでおり、この出口２２０は、ガス／空気ダクト９４の上端部に形成されているエルボ２２２に接続されている。ファンは、ファンモーターによって駆動され、ファンモーターは、図７に示したように、ファンの側面に位置しているファンモーターハウジング２２４の中に配置されている。ファンの吸込み口は、ファンの羽根車（図示していない）の軸線のほぼ中心に位置しているベンチュリ２２６の形式である。ベンチュリ２２６の中心には、ガス吸込みダクト２２８が配置されており、このダクトにより、ファンモーターが作動しているとき、弁９６からの天然ガスや都市ガスなどのガスが、ベンチュリ２２６に流れ込む空気と合流することができる。
【００４０】
装置は、メインタンク４の内側で温度が高くなりすぎたことを検出する過温度検出要素２３０を含んでいる。過温度センサー２３０は、メインタンク４の上壁４８の上面に配置されており、煙道管１０４にも接続されている、又は煙道管１０４付近に配置されている。通常、センサー２３０は、タンク４の中の水とほぼ同じ温度であり、従って、水の運転温度（例えば１１０℃）である。しかしながら、温度がこのポイントより高くなると、制御弁９６がセンサー２３０の信号を検出し、制御弁９６が作動してファン９２とバーナー１０２へのガスの流れとを停止させる。過温度センサー２３０がこの位置に取り付けられている場合、メインタンク４の上部に空隙が生じると温度が上昇し、なぜなら、センサー２３０は煙道管１０４と熱的に接触しているためである。従って、センサーは、メインタンク４の上部における空隙の存在を検出し、その場合にガスの供給を遮断する役割も間接的に果たしている。センサー１５０，２３０は、公知のタイプであり、すなわち、液体で満たされたバルブを有し、スイッチの接点を作動させるように結合されているダイヤフラムがバルブに含まれている。
【００４１】
ファン９２は、市販されているタイプ（例：Ｚｅｉｈｌ  Ｍｏｄｅｌ  ＭＶＬ  ＲＧ１３０）でよい。このファンは、約２インチＷＧの出口圧力にて毎分約５０ｆｅｅｔ３の流量を生成する。ガス制御弁９６も、公知のタイプでよく、適する弁の１つとして、ＳＩＴ  Ｍｏｄｅｌ  Ｎｏ．  ５７７  ＤＢＧが挙げられる。この制御弁は、点火電極２１０，２１２とスパーク検出電極２１４の制御など、装置２を制御するために必要な機能すべてが組み込まれている。
【００４２】
図８は、ガス制御弁９６からシステム内のそれ以外の制御コンポーネントへの配線を概略的に示している。温度検出要素１５０は、接点２３１，２３２を含んでおり、これらの接点は、検出要素１５０が動作温度より低い温度を感知すると通常は閉じる。これにより、ガス制御弁９６に電源からの電力が供給され、従って、ファン９２を動作させることと、ガス制御弁９６内部のガス弁（図示していない）を開くこととができる。検出要素１５０は、検出要素１５０が正しい動作温度を検出すると閉じるようにされているバック端子（ｂａｃｋ  ｔｅｒｍｉｎａｌ）２３４を有する。これによりファンが停止し、手動で設定可能な部屋のサーモスタット２３６又はその他のコントローラを介して、循環ポンプ１３６に電源からの電力を供給することができる。この構成では、メインタンク４の中の水からの熱は、メインタンク４の中の水の温度が運転レベルにあるときにのみ循環水式暖房用に使用される。すなわち、循環水式暖房に必要な熱よりも、コイルアセンブリ８から取り出される温水が本質的に優先される。
【００４３】
ガス制御弁９６の詳細は周知であり、詳しく説明する必要はない。ガス制御弁９６の作動順序は、要約すると以下のとおりである。最初の作動時、ファン９２を作動させ、これによってパージ空気がダクト９４を通ってバーナーハウジング１７０に流れる。これにより、前回の燃焼による排気生成物が除去される。次に、ダクト９４にガスを供給し、点火電極２１０，２１２を所定の時間間隔（例：５秒）だけ作動させる。正常に点火すると、火炎センサー２１４がそれを検出し、温度センサー１５０が正しい動作温度を検出するか、又は過温度センサー２３０が過温度を検出するまで、燃焼が継続する。正常に点火しない場合、点火サイクルを所定の回数（例：３回）だけ繰り返し、火炎が検出されなければ、ロックアウト条件を設定する。この場合、図において過温度センサー２３０に関連付けられているオーバーライドボタン２３８によって示されているように、手動で設定を無効にする必要がある。ガス制御弁９６は、火炎検出インジケータランプ２４０を有するインジケータパネルを含んでいる、又は関連付けることができ、インジケータランプ２４０は、正しい燃焼が検出されたときに作動する。インジケータパネルは、ロックアウト条件に入ったときに光るロックアウトインジケータランプ２４２を含んでいることができる。
【００４４】
給湯装置のプロトタイプを構築し、非常に効果的であることが判明した。このプロトタイプの公称寸法は、以下のとおりである。
メインタンク４の高さ：９１４ｍｍ
メインタンク４の直径：５６０ｍｍ
メインタンク４のおよその容積：１３０ｌｉｔｒｅ
バーナーハウジング１７０の高さ：４０６ｍｍ
バーナーハウジング１７０の直径：４０６ｍｍ
管１８４の数：２０本
バーナーハウジング１７０の有効表面積（ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ  ｓｕｒｆａｃｅ  ａｒｅａ）：１．８５ｍ２
メインタンク４の容積に対するバーナーハウジング１７０の表面積の比：０．０１４ｍ２／ｌ
バーナー２００の直径：５０ｍｍ
補強ロッド１０８，１１０，１１２，１１４の直径：１２．７ｍｍ
ヘッダタンク４４の容積：１１．５ｌｉｔｒｅ
煙道管１０４の直径：７６．２ｍｍ
コイルアセンブリ８のコイルの数：２
各コイルの巻き数：９
各コイルの長さ：１２．１９ｍ
各コイルの外径：１２．７ｍｍ
ガス入力量：２００ＭＪ／時
出口継手２８における通常の水温：８０〜９０℃
出口継手４２における通常の水温：４５℃
出口継手１２６における通常の水温：８０〜９０℃
出口継手１２０における通常の水温：２０℃
継手７２における通常の水温：８０〜９０℃
メインタンクの中の水が運転温度に加熱されるまでのおよその時間：１０分
【００４５】
給湯装置２は、ソーラー給湯システムと組み合わせて使用することができる。図９は、給湯装置２と太陽エネルギ収集装置２５２とを組み込んだ給湯システム２５０を示しており、太陽エネルギ収集装置２５２は、ソーラーパネル２５４とソーラー予熱器タンク２５６とを含んでいる。タンク２５６は、ソーラー循環ポンプ２６０を含んでいる出口ライン２５８に接続されている。ポンプ２６０は、タンク２５６内からの水をソーラーパネル２５４に循環させるように作動し、水はソーラーパネル２５４において太陽エネルギによって加熱された後、戻りライン２６２を通じてタンク２５６に戻る。冷水吸込みライン３６には、逆止め弁２６６を介して冷水の水道源２６４を接続することができる。予熱器タンク２５６は、熱伝達コイル２６８を含んでおり、水道源２６４からの冷水が吸込みライン２７０を経てこのコイルの中を循環する。コイル２６８の出口は、冷水吸込みライン１４に接続されている。この配置構成においては、タンク２５６内に貯蔵されている熱湯又は温水は、装置２のコイルアセンブリ８の中を循環する水の予熱器として作用する。圧力安全弁６６の出口６８は、水及びエネルギが失われないようにタンク４の上部に接続することができる。
【００４６】
システム２５０において、装置２は、図１〜図８に示した装置２と同じでよい。これに代えて、装置２は、ヘッダタンク４４を省略することによって変更することができる。この場合、メインタンク４の上部を予熱器タンク２５６の上部に接続する目的で、オーバーフローダクト２７２が設けられる。これにより、メインタンク４の中の水の熱膨張に完全に対応する。予熱器タンク２５６自体も、予熱器タンクが一杯になる、又は圧力超過の場合に水を排出する目的で、オーバーフロー出口２７４を有することができる。ソーラー集熱器装置２５２は、ソーラーパネル２５４に取り付けられている温度センサー２７６と、予熱器タンク２５６の底部に取り付けられている温度センサー２７８とを含んでいることができる。ソーラーシステム２５０の制御回路は、センサー２７６によって検出される温度が、センサー２７８によって検出される温度より低いときには、ソーラー循環ポンプ２６０が作動しないように働き、なぜならその場合には熱損失につながるためである。それ以外の場合には、ソーラー循環ポンプ２６０を作動させることができる。
【００４７】
図１０は、ソーラーシステム２５０を制御するのに適する制御回路２８０を示している。図からわかるように、温度センサー２７６，２７８は、比較器２８２の入力に接続されている。この配置構成では、センサー２７６によって生成される電圧レベルがセンサー２７８によって生成される電圧レベルより高いときには、比較器２８２の出力に正の電圧が生成される。この電圧は増幅段２８４において増幅された後、駆動トランジスタ２８６の入力に結合されており、駆動トランジスタ２８６は、ソーラー循環ポンプ２６０への電力の供給を制御するリレー２８８の動作コイルを作動させる。
【００４８】
図１１は、図９に示したシステムと類似する、変更された形態のソーラーシステム２９０を示している。前出の実施形態の部分と同じか又は対応する部分は、同じ参照番号を使用して表してある。この配置構成においては、煙道ガスから熱を取り出して、予熱器タンク２５６の中を循環する水に伝えることができるように、給湯装置２からの煙道ガスがソーラーパネル２５４の中を循環する。これを達成する目的で、熱い煙道ガスが室２９４の中を流れるように、システム２９０は、パネル２５４の下端部に接続されている煙道ガスダクト２９２を含んでいる。予熱器タンク２５６の中の水が加熱されるように、煙道ガスは循環する水と熱的に接触している。次いで、煙道ガスを、強制給排気アセンブリ（ｂａｌａｎｃｅｄ  ｆｌｕｅ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）２９８に接続されている出口ダクト２９６に送ることができる。システムは、強制給排気アセンブリ２９８からファン９２の空気吸込み口まで延びている空気吸込みダクト３００を含んでいることができる。この配置構成では、煙道ラインにおける圧力の変動に起因してバーナー１０２の動作が不安定になる確率が減少する。
【００４９】
この配置構成においては、最適なパフォーマンスが確実に達成されるように、ポンプ２６０の制御回路２８０を制御弁９６に接続することができる。より詳細には、煙道ガスが室２９４に入る前にパネル２５４の中を水が循環しているように、バーナー１０２が作動する前に必ずポンプ２６０が作動しているような配置構成とすることができる。これにより、煙道ガスが中を通ることに起因してパネル２５４が過熱することがない。
【００５０】
図１２は、本発明の更なる側面による、変更されたシステム３１０を概略的に示している。この配置構成は、図９及び図１１に示した配置構成と全般的に類似しているが、システムは、電動発電機又はその他の装置に接続されている内燃エンジン３１２を含んでいる。発電機３１４は、バッテリー３１６を充電するようにされている。バッテリーは、ＤＣで作動するようにされている様々な電気機器に電力を供給する目的で使用することができる。これに代えて、２４０ＶのＡＣを生成する目的でバッテリー３１６をインバータに接続することができ、これにより、通常の家庭電気機器を作動させることができる。
【００５１】
内燃エンジン３１２は、排気ライン３２０を介してソーラー集熱器パネル２５４に接続されている排気口３１８を有する。排気ライン３２０は、バーナーからの煙道ガスをソーラー集熱器パネルに送る目的で使用される煙道ガスダクト２９２に接続されていることが好ましい。ダクト２９２を排気ライン３２０に接続する好ましい方法は、排気ライン３２０にベンチュリ３２２を形成し、煙道ガスダクト２９２の端部がベンチュリ３２２の中に位置するようにすることである。ライン３２０を流れる排気ガスは、一般には、ダクト２９２の中の煙道生成物よりも圧力及び流量が高く、ベンチュリを用いて結合することにより、排気ガスは煙道生成物と合流してより大きな流れとなってパネルに入る。このようにして、ソーラーパネル２５４の中を循環する水によって、内燃エンジンからの排気ガスの熱エネルギも集めることができる。この配置構成では、バーナーアセンブリ１００と、内燃エンジン３１２とに使用される燃料が効率的に利用される。システム３１０は、電力、温水、暖房の各サービスを組み合わせて提供する目的で、それぞれ離れた場所において有利に使用することができる。内燃エンジン３１２は、給湯装置２に使用されるのと同じガス供給源で動作するように使用することもできる。更に、システム３１０では、通常の電力供給システムでは大きくなりうる伝送損失が回避されることが理解されるであろう。
【００５２】
バーナーアセンブリ１００からの煙道ガスとエンジン３１２からの排気ガスとを、パネル２５４の中を循環する水を通過させることにより、汚染物質の少なくとも一部が水の中に残って、汚染を低減することができる。ベンチュリ３２２を使用することにより、バーナー１０２の動作を妨げることのある望ましくない高い背圧が、煙道管１０４内に生じることがない。この配置構成においては、パネル２５４の過熱を回避する目的で、エンジン３１２又はバーナー１０２のいずれかが作動する前にポンプ２６０が作動してパネル２５４内に水を循環させる。
【００５３】
図１３は、本質的には図１〜図８に示した給湯装置２である組み合わせ型ユニット３５０を示しており、このユニットは、同じハウジング６内に、メインタンク４の下に位置する予熱器タンク２５６を有する。この配置構成は、非常に都合がよく、図９、図１１、図１２の配置構成に示したタンクと相互に接続されている様々な流体ライン及びダクトにおいて生じうる熱損失も低減される。
【００５４】
組み合わせ型ユニット３５０には、多数の改良が含まれている。特に、図からわかるように、バーナー１０２がバーナーハウジング１７０の上壁１７４付近に配置されており、煙道管１０４が下向きである。煙道管１０４は、ハウジングの下壁１７６の最下点付近に配置されており、復水はそこから排出される。煙道ガスは煙道ガスジャケット３５２に入り、煙道ガスジャケット３５２は、図示したように、予熱器タンク２５６の上方と、その側壁及び下壁とに隣接して延びている。これにより、煙道ガスから、予熱器タンク２５６内に含まれている水に熱を伝えることができる。ジャケット３５２は、煙道ハウジング８４まで延びている煙道管３５４に接続されている。
【００５５】
更に図からわかるように、ユニット３５０においては、メインタンク４の下壁５０は水平に対していくらか傾いている。これにより、復水は、下壁５０の上に集まらず、下壁５０の最低点まで移動してジャケット３５２に入る。これにより、下壁５０が腐食する可能性が低減する。同様に、タンク２５６は、やはり傾いており下壁５０とほぼ平行な上壁３５６を有する。タンク２５６は、やはり傾いている下壁３５８を有し、従って、復水は下壁３５８から復水トラップ３６０に排出される。ジャケット３５２の下部には、出口３６２を有する復水トラップ３６０が形成されている。この配置構成では、煙道生成物からの復水がトラップ３６０に集められ、トラップが一杯になると出口３６２から排出される。
【００５６】
タンク２５６は、タンク２５６内の内部圧力に起因して上壁３５６と下壁３５８が座屈することを回避する目的で、上壁３５６と下壁３５８との間に延びている中央補強ロッド３６４を含んでいることができる。タンク２５６は、圧力安全弁３６６も含んでいることができる。
【００５７】
図９の配置構成の場合と同様に、センサー２７６によって検出される温度がセンサー２７８によって検出される温度よりも高いときには、ポンプ２６０が作動して、予熱器タンク２５６の中の水がソーラー集熱器によって加熱される。温水又は暖房を目的としてメインタンク４から温水が取り出されるとき、コイルアセンブリ８に供給される水は、コイル２６８の中を循環するため、予熱器タンク２５６において予熱される。当然ながら、これによってガス消費量が減少する。
【００５８】
図１３の配置構成においては、タンク２５６の中に、タンク２５６の容積の例えば５％〜１０％の空隙を意図的に残すことができる。空隙３７０によって、タンク２５６の中の水の熱膨張に対応することができ、個別の膨張容器（ｅｘｐａｎｓｉｏｎ  ｖｅｓｓｅｌ）は必要ない。
【００５９】
図１４及び図１５は、電気式給湯器の効率を向上させる目的で、本発明の原理を電気式給湯器に適用する方法を示している。前出の実施形態の部分と同じか又は対応する部分は、同じ参照番号を使用して表してある。この配置構成においては、給湯装置は、メインタンク４の中の水の熱膨張に対応することのできる空隙３７０が残るように充填されている。タンクは、タンクを最初に充填する目的で冷水の供給源を接続することのできる充填ライン３８２を含んでいる。タンクの上部は、検査開口３８４を含んでおり、この開口は、タンクの中の水の上側レベルを定義しており、また、オペレータがタンク内の水位を観察することを可能にしている。最初の充填後、ライン３８２と開口３８４はいずれも閉じられる。
【００６０】
給湯装置３８０は、第２の電気加熱要素３８６と第２の温度センサー３８８とを含んでいる。通常の動作においては、タンクの中の水を加熱するように要素１４０が作動する。要素１４０は、第１の温度センサー１５０の制御下にあり、温度センサー１５０は、コイルアセンブリ８のほぼ下方に、要素１４０より下の高さに位置している。冷水がコイルアセンブリ８の中を循環すると、加熱される。これにより冷たい対流が下向きに流れる。対流が温度センサー１５０に当たると、要素１４０が作動する。冷却が十分に継続すると、冷たい対流は第２の温度センサー３８８に当たり、これにより第２の要素３８６が作動する。
【００６１】
図１５は、タンクの中の水へ伝えられるエネルギを追加する目的で、要素１４０の付近に電気加熱要素３９０，３９２，３９４を追加する方法を示している概略断面図である。
【００６２】
図１６〜図２０は、図１１に示したシステム２９０において使用することのできるソーラーパネル２５４の好ましい形態を示している。この配置構成では、バーナー１０２からの煙道ガスから熱を吸収する。
【００６３】
図１７は、パネル２５４を構成するコンポーネントを概略的な分解図として示している。コンポーネントとして、板ガラス４００と、その下に配置されている上側、中間、及び下側ステンレス鋼板４０２，４０４，４０６が含まれている。上側板４０２は、横に延びているくぼみ又は溝４０８が形成されるようにプレスされている。これらは、通常は深さ約３ｍｍである。上側板４０２の縁部には、溶接などによって上側板４０２を中間板４０４に容易に接合できるようにする目的で、縁部フランジ４１０が形成されている。板４０２，４０４が接合されると、間に水隙（ｗａｔｅｒ  ｃａｖｉｔｙ）４１２が画成され、これは図１８に更に詳しく示してある。中間板４０４の縁部には、下向きのフランジ４１４が形成されており、下側板４０６の縁部には、上向きの溝４１６が形成されている。中間板４０４の裏側には、複数のＵ字型溝セクション４１８がスポット溶接などによって接合されている。下側板４０６は、スポット溶接などによって中間板４０４に接合されている。フランジ４１４と溝４１６は、組み合わさって、吸込みマニホールド４２０と出口マニホールド４２２とを形成している。マニホールド４２０，４２２は、パネルの両側に沿って延びている。給湯装置２からの熱い煙道燃焼生成物は、マニホールド４２０に入った後、溝セクション４１８によって間隔があいている中間板４０４と下側板４０６との間に画成されているガス隙間４２４を流れる。煙道ガスは、水隙４１２の中の水に伝導によって熱を伝え、冷えた煙道ガスはマニホールド４２２を通じて排出される。
【００６４】
絶縁層４２６は、下側板４０６の下に位置するように設けられている。図１８により詳しく示したように、完成したアセンブリにおいてマニホールド４２０，４２２を収容する目的で、絶縁層４２６には横縁部に沿って段差部（ｒｅｂａｔｅ）４２８が設けられている。
【００６５】
パネルは、亜鉛めっきした鉄などの金属薄板から形成することのできる基部４３０を含んでいる。基部の縁部は、パネルの側面４３２が画成されるように上向きに形成されている。側面は、板ガラス４００を受け入れるための内向きの溝４３４が画成されるように成形されている。
【００６６】
上側板４０２の上面は、吸熱性（ａｂｓｏｒｂｅｎｔ）であるように処理されていることが好ましい。これは、選択的に太陽エネルギの吸熱性を持つようにステンレス鋼を公知の方法で熱処理することによって、行うことができる。これに代えて、ステンレス鋼に吸熱性コーティングを施すことができる。
【００６７】
この配置構成では、中を循環する水を加熱するための水隙４１２と、水隙４１２の中を循環する水に煙道ガスからの熱を伝えるためのガス隙間４２４とを有する、安価なソーラーパネルが提供される。
【００６８】
当業者には、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく多数の変更が明らかであろう。
【００６９】
例えば、図１３の配置構成においては、バーナーアセンブリ１００は、ガスバーナー１０２を含んでいる。変更された配置構成においては、バーナー１０２を省いて、通常は廃棄される熱いガス又は液体をハウジング１７０の中を循環させることにより、そこから熱を取り出してタンク４の中の水を加熱することができる。排ガス又は廃液は、熱いガスが発生するボイラー、エンジン、又はその他の装置からのものでよい。この配置構成は、通常なら大気中に失われる熱いガスから有用な熱を取り出すことのできる産業用途に、特に適する。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明によって構築されている給湯装置の概略図である。
【図２】より詳細な概略図であり、装置の内部構造を示している。
【図３】装置の下部の詳細断面図であり、バーナーアセンブリを示している。
【図４】バーナーアセンブリの裏側の図である。
【図５】線５−５に沿って切断した概略断面図である。
【図６】ファンの側面図である。
【図７】ファンの平面図である。
【図８】装置を制御する制御回路である。
【図９】ソーラー／ガス給湯システムの概略図である。
【図１０】図９のソーラー給湯装置を制御するのに適する制御回路である。
【図１１】ガス／ソーラーシステムの変型を示している。
【図１２】ガス／ソーラーシステムの更なる変型を示している。
【図１３】給湯装置とソーラー貯蔵タンクとを有する組み合わせ型ユニットの概略断面図である。
【図１４】電気式給湯装置の概略図である。
【図１５】給湯装置の変型形態の概略図である。
【図１６】ソーラー集熱器パネルの好ましい形態の詳細を示している。
【図１７】ソーラー集熱器パネルの好ましい形態の詳細を示している。
【図１８】ソーラー集熱器パネルの好ましい形態の詳細を示している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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