(57)【要約】      （修正有）【課題】太陽熱を利用して温水と、温水生成過程で飲用水取得を可能とし、給湯並びに飲用水を同時に取得しうる飲用水、温水同時回収型太陽熱温水装置を提供する。【解決手段】太陽熱集熱パネル２と、太陽熱集熱パネル２より高位の近接位置に設置され太陽熱集熱パネル２に連通接続されて同太陽熱集熱パネル２で加熱される温水を受容し蒸発させる空間を有する蒸発槽３と、蒸発槽３より高位の近接位置に設置され収容する水が蒸発槽３の蒸発温水と熱交換されて温水化される温水貯留槽４と、蒸発槽３に設けられ温水貯留槽４の水との熱交換による蒸発温水の凝縮液を蒸留水として直接に取り出す取り出し口５と、を備える。第１,第２循環系の中間で熱交換部を設け熱交換部で凝縮水を直接に蒸留水として取り出す。【選択図】図１
2011122772.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽熱集熱パネルと、
太陽熱集熱パネルより高位の近接位置に設置され太陽熱集熱パネルに連通接続されて同太陽熱集熱パネルで加熱される温水を受容し蒸発させる空間を有する蒸発槽と、
蒸発槽より高位の近接位置に設置され収容する水が蒸発槽の蒸発温水と熱交換されて温水化される温水貯留槽と、
蒸発槽に設けられ温水貯留槽の水との熱交換による蒸発温水の凝縮液を蒸留水として直接に取り出す取り出し口と、を備えたことを特徴とする飲用水、温水同時回収型太陽熱温水装置。
【請求項２】
蒸発槽は、太陽熱集熱パネルとともに太陽熱集熱パネルで加熱される温水の循環系を形成する蒸発室と、
蒸発室内に設置され、その加熱される温水を室内空間に直接接触させた状態で支持する温水支持手段と、を含むことを特徴とする請求項１記載の飲用水、温水同時回収型太陽熱温水装置。
【請求項３】
蒸発槽は、温水貯留槽に連通されて温水貯留槽内の液体が循環するとともに蒸発室と区画されて隣接配置され太陽熱集熱パネルによる温水と温水貯留槽内の液体との熱交換をさせる蒸発凝縮壁を有する循環連通室部を一体に備えたことを特徴とする請求項２記載の飲用水、温水同時回収型太陽熱温水装置。
【請求項４】
蒸発凝縮壁は、円弧又は円周壁からなることを特徴とする請求項３記載の飲用水、温水同時回収型太陽熱温水装置。
【請求項５】
蒸発槽は、内外二重筒により蒸発室と循環連通室部を一体形成した二重筒構造体からなる請求項２ないし４のいずれかに記載の飲用水、温水同時回収型太陽熱温水装置。
【請求項６】
温水支持手段は、太陽熱集熱パネル内の温水の出口と入口に連通接続される状態で蒸発室内に設置され、温水を受容する上面を開口した容器体からなる請求項２ないし５のいずれかに記載の飲用水、温水同時回収型太陽熱温水装置。
【請求項７】
太陽熱集熱パネルと蒸発槽とによる高低差による温水の回路で形成される第１の循環系と、
蒸発槽と温水貯留槽とによる高低差による温水の回路で形成される第２の循環系と、を備えたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の飲用水、温水同時回収型太陽熱温水装置。
【請求項８】
蒸発槽の温水支持手段の液面高さを一定に保持する定水位水供給機構が設けられていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の飲用水、温水同時回収型太陽熱温水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽熱温水装置に係り、特に、太陽熱エネルギーにより給湯用温水を取り出すとともに、飲用水を取り出して利用することのできる飲用水、温水同時回収型太陽熱温水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、住宅の屋根の上に機器を設置し、太陽熱によって集熱部内の水を温め、貯湯部内の水との温度差による熱サイホン作用を利用して、貯湯部内に温水を蓄えて、配管によって風呂等に給湯する太陽熱利用給湯システムが知られている。一方、近時、ＣＯ２による地球温暖化、フロンによるオゾン層破壊、大気汚染、酸性雨、地下水汚染、海，河川，湖沼汚染・汚濁、森林破壊、砂漠化、生物種激減、廃棄物処理、土壌汚濁、環境ホルモンを含む環境問題が深刻化し、世界規模で取り組むべき喫緊の課題となっている。これらの環境問題の中核の原因の一つは、ＣＯ２排出による地球温暖化問題であり、この点から、近時、太陽電池を用いて太陽光から直接電力を取り出し、利用する太陽光発電が注目され、各家庭による売電システムの整備とともに採用がすすめられつつある。ところで、この太陽光発電は、１ｍ３あたりのエネルギー密度が低く（約１ｋｗ程度）、エネルギー変換効率が劣る問題があり、特に、水を加熱して湯を得ようとするときの効率は大幅に低下する。この点から、太陽熱利用給湯システムは、水等液体の加熱の点では太陽熱エネルギーを利用して水を直接に湯に変換するので、変換効率が高く、低コスト、規模の選択の自由度が高い上に、ＣＯ２排出がない点から、今後はむしろ積極的に利用されるべき方法といえる。
【０００３】
従来、太陽熱利用給湯システムとして、出願人が提案した特許文献１の装置がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１５９８１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の特許文献１のシステムは、ヘッダタンクと蓄熱タンク、集熱部とヘッダタンクとにより第１、第２対流循環回路を形成し、集熱部は、第１、第２いずれかの対流循環回路へ切り替える切り替え接続部に接続させたもので、給水時間を短縮して常時一定の温水を供給できるようにしたものである。この特許文献１のシステムでは蓄熱タンクの温水が減少してもヘッダタンクによる高温度の温水を蓄熱タンク側に供給して給水時間節約、短時間での給湯実現を達成する点で優れている。一方、太陽熱利用給湯システムに新たに機能を付加した多機能の製品の出現が望まれている。    
【０００６】
本発明は上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、その一つの目的は、太陽熱を利用して温水を生成し種々の目的に用いる温水を得るとともに、温水生成過程で飲用水取得を可能とし、給湯並びに飲用水を同時に取得しうるようにした飲用水、温水同時回収型太陽熱温水装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明は、太陽熱集熱パネル２と、太陽熱集熱パネル２より高位の近接位置に設置され太陽熱集熱パネルに連通接続されて同太陽熱集熱パネルで加熱される温水を受容し蒸発させる空間を有する蒸発槽３と、蒸発槽３より高位の近接位置に設置され収容する水が蒸発槽の蒸発温水と熱交換されて温水化される温水貯留槽４と、蒸発槽３に設けられ温水貯留槽４の水との熱交換による蒸発温水の凝縮液を蒸留水Ｑとして直接に取り出す取り出し口５と、を備えた飲用水、温水同時回収型太陽熱温水装置１から構成される。太陽熱集熱パネル２と、蒸発槽３と、温水貯留槽４と、はそれぞれ順次高位置に設置されており、温水が流路を経由して自然対流循環する。水の通流のためのポンプ等の駆動装置は必要に応じて用いてもよいが、基本的には自然対流で通流させることができる。本発明の飲用水、温水同時回収型太陽熱温水装置は、太陽熱集熱パネル２と、蒸発槽３と、温水貯留槽４と、で一体化されて組みつけられるが、この装置１セットを併設して２連式、３連式・・・とし、給湯や蒸留水の取り出し部分で連結して必要な容量の給湯を行うようにすることもできる。また、本装置は、一般住居建物その他の建物の屋根上の設置だけでなく、別途に設置した傾斜架台上に傾斜は位置させて用いることもできる。
【０００８】
その際、蒸発槽３は、太陽熱集熱パネル２とともに太陽熱集熱パネル２で加熱される温水の循環系を形成する蒸発室２０と、蒸発室２０内に設置され、その加熱される温水を室内空間２０ａに直接接触させた状態で支持する温水支持手段２１と、を含むとよい。太陽熱集熱パネルからの温水が蒸発して凝縮液を蒸留水として回収する際に混じり合わないような温水の支持形態であれば、具体的な温水支持構成は限定されない。温水支持手段による温水支持は太陽熱集熱パネルからの温水が自由に通流し得る状態で行われる。
【０００９】
また、蒸発槽３は、温水貯留槽４に連通されて温水貯留槽内の液体が循環するとともに蒸発室２０と区画されて隣接配置され太陽熱集熱パネル２による温水と温水貯留槽４内の液体との熱交換をさせる蒸発凝縮壁３４を有する循環連通室部２８を一体に備えるとよい。蒸発槽３は、太陽熱集熱パネル２と、温水貯留槽４との間でそれぞれ異なる循環系を形成し、かつそれらの系の一部として同時に機能する。すなわち、蒸発槽３は、太陽熱集熱パネル２と温水貯留槽４との中間に配置されて第１の循環系で生成された温水の気相から液相への相変化により第２の循環系の水へ熱供給するとともに、相変化の際に凝縮液化された蒸留水を取得させる。温水の蒸気と温水貯留槽側の水との熱交換作用を生じやすくし、熱交換効率を良好にし、さらに製作のしやすさ、強度の確保の点から、温水貯留槽の一部を循環連通室部として蒸発槽に一体化して構成させている。しかし、蒸発槽全体を温水貯留槽内に収容させた状態で配置させるようにしてもよい。
【００１０】
また、蒸発凝縮壁３４は、円弧又は円周壁から構成すると良い。
【００１１】
また、蒸発槽３は、内外二重筒により蒸発室２０と循環連通室部２８を一体形成した二重筒構造体で構成すると良い。
【００１２】
また、温水支持手段２１は、太陽熱集熱パネル２内の温水の出口１２と入口１０に連通接続される状態で蒸発室２０内に設置され、温水を受容する上面を開口２５した容器体２６から構成すると良い。
【００１３】
また、太陽熱集熱パネル２と蒸発槽３とによる高低差による温水の回路で形成される第１の循環系Ｍと、蒸発槽３と温水貯留槽４とによる高低差による温水の回路で形成される第２の循環系Ｎと、を備えるとよく、蒸発槽３の両側に太陽熱集熱パネル２と温水貯留槽４とを配置してコンパクト化させる。
【００１４】
また、蒸発槽３の温水支持手段２１の液面高さを一定に保持する定水位水供給機構６０を設けてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る飲用水、温水同時回収型太陽熱温水装置によれば、太陽熱集熱パネルと、太陽熱集熱パネルより高位の近接位置に設置され太陽熱集熱パネルに連通接続されて同太陽熱集熱パネルで加熱される温水を受容し蒸発させる空間を有する蒸発槽と、蒸発槽より高位の近接位置に設置され収容する水が蒸発槽の蒸発温水と熱交換されて温水化される温水貯留槽と、蒸発槽に設けられ温水貯留槽の水との熱交換による蒸発温水の凝縮液を蒸留水として直接に取り出す取り出し口と、を備えた構成であるから、一般住居建物その他の建物の屋根等に設置してコンパクトな構造で、駆動装置を不要としてメンテナンスの手間がかからず、低廉な製造コスト、保守管理コストで、太陽熱を利用して温水とともに、上質の飲用水を取得することが可能である。また、太陽熱から直接に給湯用温水を高いエネルギー変換効率で生成し、ＣＯ２を全く排出することなく同時に上質な飲用水を回収可能であり、地球温暖化防止等の環境対応の装置として我国のみならず、外国での有効利用も期待できる。
【００１６】
また、蒸発槽は、太陽熱集熱パネルとともに太陽熱集熱パネルで加熱される温水の循環系を形成する蒸発室と、蒸発室内に設置され、その加熱される温水を室内空間に直接接触させた状態で支持する温水支持手段と、を含む構成であるから、太陽熱集熱パネルからの温水が蒸発して凝縮液を蒸留水として回収する際に混じり合わないようにして温水貯留槽側の水との熱交換時に効率よく、蒸留水回収を行うことが可能である。
【００１７】
また、蒸発槽は、温水貯留槽に連通されて温水貯留槽内の液体が循環するとともに蒸発室と区画されて隣接配置され太陽熱集熱パネルによる温水と温水貯留槽内の液体との熱交換をさせる蒸発凝縮壁を有する循環連通室部を一体に備えた構成であるから、太陽熱集熱パネルによる温水の蒸気と温水貯留槽側の水との熱交換作用を効率よく行わせ、温水貯留槽の水との熱交換作用を生じさせる温水貯留槽と蒸発槽との連結構造を製造容易な構成とし、さらに、温水貯留槽の一部を循環連通室部として蒸発槽に一体化しているから蒸発槽の構造強度を確保することができる。
【００１８】
また、蒸発凝縮壁は、円弧又は円周壁からなる構成とすることにより、温水の蒸気がむらなく蒸発凝縮壁に付着し凝縮蒸留水を効率よく生成するとともに、円周壁とすることにより、内外筒の二重筒構成を具体的に実現でき、熱交換作用を効率よく行わせ、温水貯留槽と蒸発槽との連結構造を製造容易な構成とし、さらに、蒸発槽の構造強度を確保することができる。
【００１９】
また、蒸発槽は、内外二重筒により蒸発室と循環連通室部を一体形成した二重筒構造体からなる構成であるから、熱交換作用を効率よく行わせ、温水貯留槽と蒸発槽との連結構造を製造容易な構成とし、さらに、蒸発槽の構造強度を確保することができる。
【００２０】
また、温水支持手段は、太陽熱集熱パネル内の温水の出口と入口に連通接続される状態で蒸発室内に設置され、温水を受容する上面を開口した容器体からなる構成であるから、太陽熱集熱パネルからの温水が蒸発して凝縮液を蒸留水として回収する際に混じり合わない構造とし、さらに、温水貯留槽側の水との熱交換時に効率よく、蒸留水回収を行う構成を具体的に実現することが可能である。
【００２１】
また、太陽熱集熱パネルと蒸発槽とによる高低差による温水の回路で形成される第１の循環系と、蒸発槽と温水貯留槽とによる高低差による温水の回路で形成される第２の循環系と、を備えた構成であるから、蒸発槽の両側に太陽熱集熱パネルと温水貯留槽とを配置してコンパクトな構造で軽量化に資する。
【００２２】
また、蒸発槽の温水支持手段の液面高さを一定に保持する定水位水供給機構が設けられている構成であるから、蒸留水確保を安定して行える。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る飲用水、温水同時回収型太陽熱温水装置の要部拡大縦断面図である。
【図２】図１の装置を正面側から見て温水貯留槽、蒸発槽をそれぞれ鉛直面方向に縦断した断熱材を省略した一部縦断面正面説明図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係る飲用水、温水同時回収型太陽熱温水装置の要部拡大概略縦断面図である。
【図４】図１の装置の水又は温水の供給、循環系統説明図である。
【図５】図１の装置を住居建物屋根面に搭載して温水や蒸留水の使用態様を示した説明図である。
【図６】実施例にかかる時刻と装置主要部位ごとの温度実測値を示す表図である。
【図７】図６の実測値をグラフに表した図である。
【図８】（ａ）は、図６実施例の温度検出部位を示した装置概略構成図である。（ｂ）は、図６実施例の温度検出部位を示した他の装置概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
次に、添付図面を参照して本発明に係る飲用水、温水同時回収型太陽熱温水装置の実施の形態を詳細に説明する。図１ないし図４は、本発明の実施形態に係る飲用水、温水同時回収型太陽熱温水装置を示している。本発明の飲用水、温水同時回収型太陽熱温水装置は、各主要構成要素間に高低差を設けて自然対流により温水を生成し、同時に蒸留水を回収するものであり、例えば建物の屋根上や任意架台への傾斜配置等により設置される。
【００２５】
図４において、本実施形態の飲用水、温水同時回収型太陽熱温水装置１は、例えば一般住宅の屋根上に任意の固定方法により傾斜して取り付けられる。図１，２において、実施形態の飲用水、温水同時回収型太陽熱温水装置１（以下、「同時回収温水装置」という。）は、太陽熱集熱パネル２と、太陽熱集熱パネル２に連通接続され、かつ太陽熱集熱パネル２の高位近接位置に配置された蒸発槽３と、蒸発槽内の温水と熱交換されて温水化する液体（水）を貯留する温水貯留槽４と、蒸発槽に設けられた蒸留水取り出し口５と、を備えている。これらの構成要素はステンレス板または鋼板を用いて成型されているが、適用について強度、耐久性、人体への影響などの問題を生じなければ、任意の材料を用いることができる。
【００２６】
太陽熱集熱パネル２は、屋根勾配で屋根面Ｒｆに設置され、さらに、蒸発槽３、温水貯留槽４が組み付け一体化された状態で屋根面上に傾斜して設置されている。
【００２７】
図１、図２において、太陽熱集熱パネル２は、外部から供給した水等の液体を太陽熱で加熱し蒸発槽３へ自然対流により送給する液体の加熱手段であり、本実施形態では、導水路６としての導（温）水凹部を内側に連続形成したステンレス鋼板あるいはポリエチレン等を素材とする２枚の集熱板を重ね合わせて一体的に接合させてパネルとしている。太陽熱を効率よく集熱し対向した導水凹部により形成されるパネル面全体に分布敷設された導水路６を、給水された水が通流する間に加熱される。太陽熱集熱パネル２には後述する蒸発槽３と連通接続する入ポート１０と、出ポート１２と、がその上縁の離隔位置に取り付けられており、配管１４，１６を介して太陽熱集熱パネル内の水あるいは温水が蒸発槽３内部を経由して対流循環する。太陽熱集熱パネル２から蒸発槽３に向けて温水を通流させる入り口が入ポート１０とされ、蒸発槽３から太陽熱集熱パネル２に向けて温水を還流させる出口が出ポート１２とされる。
【００２８】
蒸発槽３は、太陽熱集熱パネル２とともに、第１循環系Ｍを形成し、太陽熱集熱パネル２により加熱された温水を受けて蒸発室２０の蒸発空間２０ａで蒸発させる際に温水貯留槽４側の液体と熱交換し凝縮させるとともに、その凝縮液を蒸留水として回収させる相変化手段であり、実施形態において、蒸発槽３は、太陽熱集熱パネル２で加熱される温水の循環系Ｍを形成する蒸発室２０と、蒸発室２０内に設置され、その加熱される温水を室内空間２０ａに直接接触させた状態で支持する温水支持手段２１と、を含む。本実施形態において、蒸発槽３は、太陽熱集熱パネル２より高位置で太陽熱集熱パネル２に接続してその傾斜延長上に屋根面Ｒｆに配置された円筒ドラムにより形成されている。さらに、蒸発槽３は内筒２２と外筒２４とを含む二重筒構造体により形成されている。内筒２２と外筒２４とは同心位置に配置され両筒間は所定の間隔で離隔配置され、空隙を形成している。
【００２９】
図１において、蒸発槽３の内筒２２内には上面を開口２５した容器体２６が例えば容器体の本体壁から突設したフレームのように任意の支持手段で蒸発槽３の底部に着底しないように蒸発槽３の底部から離隔した高さ位置の中空中間位置で架設支持されている。容器体２６は太陽熱集熱パネル２からの加熱温水を蒸発室内空間２０ａの空気に直接接触させた状態で支持する温水支持手段２１であり、太陽熱集熱パネル２の閉鎖空間から蒸発室内に開放させる。言い換えると、容器体２６は、底部及び周側部を有する温水の受容手段であり、太陽熱集熱パネルの入ポート１０から配管１４を介して流入する温水を循環通流する状態で保持する。容器体２６の上面はその一部を開口したものでも全部を開口したものでもよい。容器体２６の材質は実施形態ではステンレス製であるが人体への毒性を有しない金属、合成樹脂その他の材料を用いると良い。また、実施形態では半割円筒形で形成されているが、特に立体形状について限定するものではない。図２において、半割円筒形容器体の左端側と太陽熱集熱パネル２の左端側が配管１４を介して連通接続されるとともに、半割円筒形容器体の右端側と太陽熱集熱パネル２の右端側が配管１６を介して連通接続されている。入ポート１０側の配管１４は出ポート１２の配管１６の容器体２６への接続位置よりも高位に設定されており、温水は容器体２６を入ポート接続側から出ポート接続側に自然対流により通流するようになっている。容器体２６内の温水の温度は例えば８０℃程度に上昇しており、蒸発した蒸気ｐが開口２５から蒸発室２０内に放散する。
【００３０】
蒸発槽３は、原理的には図３（第２実施形態）のように蒸発槽３の外側部分に十分な貯留空間Ｓを形成し得るように蒸発槽全体を収容しうる程度の大きさの温水貯留槽４１を構成してそれに内蔵させるように配置させることができる。
【００３１】
本実施形態では、図１に示すように、蒸発槽３は内筒２２と外筒２４とを含む二重円筒構造体として一体組み付けで構成し、内外筒間の間隙に温水貯留槽４と連通する循環連通室部２８を形成している。この循環連通室部２８の循環連通室２８ａは配管３０，３２により温水貯留槽４１内に連通している。配管３０は、温水貯留槽４と循環連通室部２８の低位部分どうしに接続して連通させるとともに、配管３２は、高位部分どうしに接続して両者を連通させている。循環連通室部２８は、蒸発槽３の蒸発室２０と内筒２２の蒸発凝縮壁３４により区画される一方、温水貯留槽４と連通して温水貯留槽４内の水がこの循環連通室部２８との間で対流循環する。蒸発凝縮壁３４の内壁（内筒２２の内壁）は蒸発室２０の外郭壁でもあり、循環連通室部２８の低温水と蒸発室内の蒸気ｐとで熱交換して温水化された水が対流循環により温水貯留槽４内に通流し温水貯留槽４内の水全体を温水化させる。
【００３２】
蒸発凝縮壁３４は、円弧又は円周壁で形成されており、蒸気ｐが均一に壁面に接触しやすくして熱交換効率を向上させるとともに、円筒体構造や円弧を含む構造として強度を有する構造体として構成しうる。
【００３３】
図３のように、温水貯留槽４１内に蒸発槽３を収容するタイプに対して図１の実施形態では蒸発槽３を温水貯留槽４と別体として製作、組み付けが簡単であるとともに、循環連通室部２８に温水貯留槽４との連通ルートと別に、直接に外部から給水する機構を設けて給水させることで、蒸発室２０内の蒸気との温度差を常に大きく確保して所要の凝縮蒸留水を得るようにすることができる等、付加的な機構の接続自由度を高くすることができる。
【００３４】
一方、内筒２２の底壁近傍に蒸留水の取り出し口５が開口されており、該取り出し口５に配管３８が接続されて開閉弁４０を介して蒸留水Ｑを外部に取り出せるようになっている。実施形態ではミネラル質を溶出させる鉱物粉体等を内蔵したカートリッジで形成されたミネラル水生成器３９を配管３８途中に介設させて飲用水として用いている。なお、４２は、外筒の外面に被着する断熱体であり、実施形態では外筒２４の外面に被着させた発泡性樹脂等の断熱材から構成されている。
【００３５】
温水貯留槽４は、蒸発槽３とともに、第２循環系Ｎを形成し、蒸発室２０内の蒸気と熱交換されて温水化された水を貯留する温水貯留手段であり、実施形態において、温水貯留槽４は、蒸発槽３より高位置で蒸発槽３に配管４４を介して接続してその傾斜延長上に屋根面Ｒｆに配置された円筒ドラムにより形成されている。温水貯留槽４は、蒸発槽３が例えば３０リットル程度の容積に対して８０リットル程度の容積容量の貯留室５０を備えており、太陽の日射及び気温上昇とともに昇温された温水Ｌｗを温水取り出し配管５２を介して取り出せる。図２に示すように、温水貯留槽４にはボールタップ機構５４等を備える水Ｌｃの定量供給装置５６が接続され、定格容量の例えば８０リットルの水を供給すると自動的に供給を停止する。なお、５８は、温水貯留槽４の槽本体外周に被着した発泡性樹脂等で構成された断熱体である。
【００３６】
図２、５において、蒸発槽の温水支持手段２１としての容器体２６内の液面高さを一定に保持する定水位水供給機構６０が設けられている。実施形態では定水位水供給機構６０は、水保持タンク６２と、水保持タンクに連通された他端側を太陽熱集熱パネルの下端側に連通接続した配管６４と、水保持タンクに設置された開閉弁機構６６と、を備えている。水保持タンク６２は、容器体２６の略開口２５上縁高さ位置に内部の水位が設定される高さ位置ｈに設定されており、水保持タンク６２内の水が配管６４、太陽熱集熱パネル２、配管１４を経由して容器体２６内に配置され、その際の液面高さになると、開閉弁機構のボールタップが閉弁して容器体２６内の水位を一定に保持させる。
【００３７】
次に、本実施形態の同時回収温水装置１の作用について図４、５も参照して説明すると、温水貯留槽４に定量供給装置５６により例えば上水蛇口からの水を定格量の例えば８０リットルまで供給する。一方、定水位水供給機構６０により、水保持タンク６２、配管６４を介して太陽熱集熱パネルの導水路６を満たし、さらに容器体２６の開口２５上縁部分付近の水位まで水を充填する。水の供給や充填のためのポンプ等の駆動装置は用いられていない。季節にもよるが太陽による気温、並びに水温が最も高くなる時間帯は、日中の正午から午後３時の間の時間帯に集中する。日射を受けて太陽熱集熱パネル２内の水は加熱されて温水となり、例えば太陽熱集熱パネル２の入ポート１０の部分では１１月でも最高８０℃程度に上昇する。さらに容器体２６の水面部分でも７５℃〜８０℃程度が維持され、水面から蒸発し蒸気として蒸発室内に放散する。太陽熱集熱パネルは例えば水平から３５度程度に傾斜しさらに蒸発槽３と太陽熱パネルとの高低差により太陽熱集熱パネル２と蒸発槽３による第１循環系Ｍで内部の水が太陽熱を受けて加熱され、しだいに温水化して系内を対流循環する（図４）。蒸発室２０内の蒸気は蒸発凝縮壁３４に接触すると循環連通室部２８の水との温度差により凝縮して結露Ｄｎし蒸発凝縮壁３４に付着する。そして蒸発凝縮壁３４を流下して蒸発室底部に滞留し、必要に応じた開栓操作により蒸留水Ｑが回収される。通常は、質量の大きな物質等を含む不純物は除去された蒸留水が得られ、必要に応じて味覚に応えるために図示しないミネラル質粉体カプセル等を有する鉱泉水生成装置等を介装させて飲用水として取得すると良い（図５）。蒸発凝縮壁３４で蒸気と熱交換した循環連通室２８ａ内の水は加温されて温水貯留槽４内に流入する。温水貯留槽４は循環連通室２８ａを含む蒸発槽３よりも高位に設置されているので、循環連通室２８ａ内で加温された水はこの第２循環系Ｎを対流循環する。そして、加温されて例えば３８℃程度に昇温した温水、すなわち湯は図５に示すように、台所の流し場７１、風呂７２、床下暖房装置７３等へ給湯される。温水貯留槽４内の給湯用水は基本的には使いきりで、新たに供給される。
【実施例】
【００３８】
次に、上記実施形態の構成を用いた飲用水、温水同時回収型太陽熱温水装置の実施例について説明する。
［実施例１］
【００３９】
＜温度測定＞
第１実施形態の装置構成により図８（ａ），（ｂ）の（イ）（容器体上層水位部分），（ロ）（蒸発室底部寄り部分），（ハ）（集熱パネル出口部分），（ニ）（集熱パネル入口部分），（ホ）（貯留槽底部）で示す部位番号箇所に検出箇所を設定し、チャートレコーダー（横河電機株式会社製ＤＲ２３０）で１１月の一日について、午前１０：００〜午後１７：００の時間帯でそれぞれの箇所の温度を測定し記録した。
＜製品仕様＞
実施例測定で使用した装置は、太陽熱集熱パネル横１メートル、縦２メートル、蒸発槽２９．３リットル（３７７ｍｍφ×７１５ｍｍ）、容器体０．６リットル、温水貯留槽８１．２リットルである。装置全体は３５度傾斜状態で設置した。
＜グラフ＞
図６に時刻ごとの実測値を示し、結果を図７にグラフで示した。図６の表の最上位行に時刻を示し、それらの以下の行に温度（℃）を示した。図７グラフに示すように、冬季でも太陽熱集熱パネルの出入ポート（ハ）、（ニ）部分は約８０℃であり、給湯源としての温水貯留槽の底部（ホ）部分では１３：００頃で３０℃程度に上昇し、種々の用途に利用可能であることがわかる。なお、１３：００の実測値は検出箇所での検出素子の固定状態に難があり、測定誤差を生じている。さらに、蒸発槽からは、５．５リットルの蒸留水が得られた。飲用に供しやすくするためにミネラルぶんを蒸留水に付加させると、飲用しやすい飲料を得ることができる。特に、都市圏の良質な水道水を得にくい地域、その他の水環境に恵まれない地域にとっては、良質の飲用水を安定して得ることができる。
【００４０】
本発明の飲用水、温水同時回収型太陽熱温水装置は、上記した実施例の構成にのみ限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の本質を逸脱しない範囲において行った改変も本発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の飲用水、温水同時回収型太陽熱温水装置は一般家庭での日常の給湯、飲用水取得は勿論、種々の事業所、工場その他、製品製造、農業、医療分野などでも広く採用することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１  飲用水、温水同時回収型太陽熱温水装置
２  太陽熱集熱パネル
３  蒸発槽
４  温水貯留槽
５  蒸留水取り出し口
１０  入ポート
１２  出ポート
２０  蒸発室
２０ａ  蒸発空間
２１  温水支持手段
２２  内筒
２４  外筒
２５  開口
２６  容器体
２８  循環連通室部
３４  蒸発凝縮室
４１  他の実施形態の温水貯留槽
６０  定水位水供給機構
６６  開閉弁機構
Ｍ  第１循環系
Ｎ  第２循環系
Ｑ  蒸留水
【図１】
2011122772.tif 000003
【図２】
2011122772.tif 000004
【図３】
2011122772.tif 000005
【図４】
2011122772.tif 000006
【図５】
2011122772.tif 000007
【図６】
2011122772.tif 000008
【図７】
2011122772.tif 000009
【図８】
2011122772.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成22年7月9日(2010.7.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明は、太陽熱集熱パネル２と、太陽熱集熱パネル２より高位の近接位置に設置され太陽熱集熱パネルに連通接続されて同太陽熱集熱パネルで加熱される温水を受容し蒸発させる空間を有する蒸発槽３と、蒸発槽３より高位の近接位置に設置され収容する水が蒸発槽の蒸発温水と熱交換されて温水化される温水貯留槽４と、蒸発槽３に設けられ温水貯留槽４の水との熱交換による蒸発温水の凝縮液を蒸留水Ｑとして直接に取り出す取り出し口５と、を備えた飲用水、温水同時回収型太陽熱温水装置１から構成される。太陽熱集熱パネル２と、蒸発槽３と、温水貯留槽４と、はそれぞれ順次高位置に設置されており、温水が流路を経由して自然対流循環する。水の通流のためのポンプ等の駆動装置は必要に応じて用いてもよいが、基本的には自然対流で通流させることができる。本発明の飲用水、温水同時回収型太陽熱温水装置は、太陽熱集熱パネル２と、蒸発槽３と、温水貯留槽４と、で一体化されて組みつけられるが、この装置１セットを併設して２連式、３連式・・・とし、給湯や蒸留水の取り出し部分で連結して必要な容量の給湯を行うようにすることもできる。また、本装置は、一般住居建物その他の建物の屋根上の設置だけでなく、別途に設置した傾斜架台上に傾斜配置させて用いることもできる。
【手続補正書】
【提出日】平成22年9月24日(2010.9.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽熱集熱パネルと、
太陽熱集熱パネルより高位の近接位置に設置され太陽熱集熱パネルに連通接続されて同太陽熱集熱パネルで加熱される温水を受容し蒸発させる空間を有する蒸発槽と、
蒸発槽より高位の近接位置に設置され、収容する水が蒸発槽の蒸発温水と熱交換されて温水化され該温水を外部に回収させる温水貯留槽と、
蒸発槽に設けられ温水貯留槽の水との熱交換による蒸発温水の凝縮液を蒸留水として直接に取り出し外部に飲用水として回収させる取り出し口と、を備えたことを特徴とする飲用水、温水同時回収型太陽熱温水装置。
【請求項２】
蒸発槽は、太陽熱集熱パネルとともに太陽熱集熱パネルで加熱される温水の循環系を形成する蒸発室と、
蒸発室内に設置され、その加熱される温水を室内空間に直接接触させた状態で支持する温水支持手段と、を含むことを特徴とする請求項１記載の飲用水、温水同時回収型太陽熱温水装置。
【請求項３】
蒸発槽は、温水貯留槽に連通されて温水貯留槽内の液体が循環するとともに蒸発室と区画されて隣接配置され太陽熱集熱パネルによる温水と温水貯留槽内の液体との熱交換をさせる蒸発凝縮壁を有する循環連通室部を一体に備えたことを特徴とする請求項２記載の飲用水、温水同時回収型太陽熱温水装置。
【請求項４】
蒸発凝縮壁は、断面円弧状又は断面円周状の壁からなることを特徴とする請求項３記載の飲用水、温水同時回収型太陽熱温水装置。
【請求項５】
蒸発槽は、内外二重筒により蒸発室と循環連通室部を一体形成した二重筒構造体からなる請求項２ないし４のいずれかに記載の飲用水、温水同時回収型太陽熱温水装置。
【請求項６】
温水支持手段は、太陽熱集熱パネル内の温水の出口と入口に連通接続される状態で蒸発室内に設置され、温水を受容する上面を開口した容器体からなる請求項２ないし５のいずれかに記載の飲用水、温水同時回収型太陽熱温水装置。
【請求項７】
太陽熱集熱パネルと蒸発槽とによる高低差による温水の回路で形成される第１の循環系と、
蒸発槽と温水貯留槽とによる高低差による温水の回路で形成される第２の循環系と、を備えたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の飲用水、温水同時回収型太陽熱温水装置。
【請求項８】
蒸発槽の温水支持手段の液面高さを一定に保持する定水位水供給機構が設けられていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の飲用水、温水同時回収型太陽熱温水装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明は、太陽熱集熱パネル２と、太陽熱集熱パネル２より高位の近接位置に設置され太陽熱集熱パネルに連通接続されて同太陽熱集熱パネルで加熱される温水を受容し蒸発させる空間を有する蒸発槽３と、蒸発槽３より高位の近接位置に設置され、収容する水が蒸発槽の蒸発温水と熱交換されて温水化され該温水を外部に回収させる温水貯留槽４と、蒸発槽３に設けられ温水貯留槽４の水との熱交換による蒸発温水の凝縮液を蒸留水Ｑとして直接に取り出し外部に飲用水として回収させる取り出し口５と、を備えた飲用水、温水同時回収型太陽熱温水装置１から構成される。太陽熱集熱パネル２と、蒸発槽３と、温水貯留槽４と、はそれぞれ順次高位置に設置されており、温水が流路を経由して自然対流循環する。水の通流のためのポンプ等の駆動装置は必要に応じて用いてもよいが、基本的には自然対流で通流させることができる。本発明の飲用水、温水同時回収型太陽熱温水装置は、太陽熱集熱パネル２と、蒸発槽３と、温水貯留槽４と、で一体化されて組みつけられるが、この装置１セットを併設して２連式、３連式・・・とし、給湯や蒸留水の取り出し部分で連結して必要な容量の給湯を行うようにすることもできる。また、本装置は、一般住居建物その他の建物の屋根上の設置だけでなく、別途に設置した傾斜架台上に傾斜は位置させて用いることもできる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、蒸発凝縮壁３４は、断面円弧状又は断面円周状の壁から構成すると良い。