(57)【要約】【課題】スペース性を向上させることができる太陽熱集熱システム及び貯槽システムを提供する。【解決手段】太陽熱集熱システム１は、太陽熱により熱媒を加熱する太陽熱集熱器と、太陽熱集熱器により加熱された熱媒と湯水との熱交換を行う内側胴部２１ａの外壁（外側胴部２１ｂで覆われる部分）と、当該外壁による熱交換にて加熱された湯水を貯湯する貯湯槽２０とを備え、貯湯槽２０は、略円筒形状の胴部２１と、略円筒形状の胴部２１の両端開放部を閉塞するお碗形状の第１及び第２鏡板２２，２３と、を有し、略円筒形状の胴部２１の軸方向が鉛直方向となって貯湯槽２０が設置される場合において、第１鏡板２２よりも上部に位置する第２鏡板２３の上方に、熱媒を導入及び排出可能に構成されて熱媒流通経路における内圧上昇を抑制するシスターン４０を備える。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽熱により熱媒を加熱する太陽熱集熱器と、
前記太陽熱集熱器により加熱された熱媒と湯水との熱交換を行う熱交換器と、
前記熱交換器による熱交換にて加熱された湯水を貯湯する貯湯槽と、を備えた太陽熱集熱システムであって、
前記貯湯槽は、略円筒形状の胴部と、前記略円筒形状の胴部の両端開放部を閉塞するお碗形状の第１及び第２鏡板と、を有し、
前記略円筒形状の胴部の軸方向が鉛直方向となって前記貯湯槽が設置される場合において、前記第１鏡板よりも上部に位置する前記第２鏡板の上方に、熱媒を導入及び排出可能に構成されて熱媒流通経路における内圧上昇を抑制するシスターンを備える
ことを特徴とする太陽熱集熱システム。
【請求項２】
前記第２鏡板と前記シスターンとの間に介在し、突起を有する位置決め部材をさらに備え、
前記第２鏡板は、お碗形状の凸側中央に凸方向と反対方向に凹み前記突起が嵌る窪み部を有し、
前記シスターンは、前記位置決め部材の突起反対面となる背面が嵌り込む凹部を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽熱集熱システム。
【請求項３】
前記位置決め部材は、発泡スチロール、硬質ウレタン、フェノールフォーム、発泡炭化カルシウム、及び発泡ガラスのいずれか１つにより構成されている
ことを特徴とする請求項２に記載の太陽熱集熱システム。
【請求項４】
前記シスターンは、お碗形状の前記第２鏡板の外形に沿う曲面部を有し、
前記曲面部と前記第２鏡板とが前記位置決め部材を介して位置決めされる
ことを特徴とする請求項２又は請求項３のいずれかに記載の太陽熱集熱システム。
【請求項５】
前記シスターンは、幅方向よりも上下方向に薄い平型構造となっている
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の太陽熱集熱システム。
【請求項６】
前記シスターンに熱媒を導入する導入配管は、下方に凸となるＵ字形状となっている
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の太陽熱集熱システム。
【請求項７】
太陽熱により熱媒を加熱する太陽熱集熱器にて加熱された熱媒と湯水との熱交換を行う熱交換器と、前記熱交換器による熱交換にて加熱された湯水を貯湯する貯湯槽とを備えた貯槽システムであって、
前記貯湯槽は、略円筒形状の胴部と、前記略円筒形状の胴部の両端開放部を閉塞するお碗形状の第１及び第２鏡板と、を有し、
前記略円筒形状の胴部の軸方向が鉛直方向となって前記貯湯槽が設置される場合において、前記第１鏡板よりも上部に位置する前記第２鏡板の上方に、熱媒を導入及び排出可能に構成されて熱媒流通経路における内圧上昇を抑制するシスターンを備える
ことを特徴とする貯槽システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は太陽熱集熱システム及び貯槽システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽熱により熱媒を加熱する太陽熱集熱器と、太陽熱集熱器により加熱された熱媒と湯水との熱交換を行う熱交換器と、熱交換器による熱交換にて加熱された湯水を貯湯する貯湯槽とを備えた太陽熱集熱システムが提案されている。このような太陽熱集熱システムは、例えば熱媒の温度上昇に伴って熱媒流通配管等における内圧が上昇して配管等が破損してしまうことを防止するためにシスターンを備えている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１６９５１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、一般的に太陽熱集熱システムでは、シスターンを貯湯槽の側面に設置する構成、又は側方に隣接配置する構成となっていたため、貯湯槽の側方にシスターンが出っ張ることとなり、この出っ張り部分が貯湯槽の設置に障害となることがあった。特に、貯湯槽をマンションのベランダなど比較的狭い場所に設置する場合には、シスターンの出っ張り部分が障害となり易い。
【０００５】
本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、スペース性を向上させることができる太陽熱集熱システム及び貯槽システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の太陽熱集熱システムは、太陽熱により熱媒を加熱する太陽熱集熱器と、前記太陽熱集熱器により加熱された熱媒と湯水との熱交換を行う熱交換器と、前記熱交換器による熱交換にて加熱された湯水を貯湯する貯湯槽と、を備えた太陽熱集熱システムであって、前記貯湯槽は、略円筒形状の胴部と、前記略円筒形状の胴部の両端開放部を閉塞するお碗形状の第１及び第２鏡板と、を有し、前記略円筒形状の胴部の軸方向が鉛直方向となって前記貯湯槽が設置される場合において、前記第１鏡板よりも上部に位置する前記第２鏡板の上方に、熱媒を導入及び排出可能に構成されて熱媒流通経路における内圧上昇を抑制するシスターンを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明の太陽熱集熱システムによれば、略円筒形状の胴部の軸方向が鉛直方向となって貯湯槽が設置される場合において、第１鏡板よりも上部に位置する第２鏡板の上方にシスターンを備えるため、シスターンは、貯湯槽の側方に顕著に出っ張ることなく、スペース性を向上させることができる。
【０００８】
また、本発明の太陽熱集熱システムにおいて、前記第２鏡板と前記シスターンとの間に介在し、突起を有する位置決め部材をさらに備え、前記第２鏡板は、お碗形状の凸側中央に凸方向と反対方向に凹み前記突起が嵌る窪み部を有し、前記シスターンは、前記位置決め部材の突起反対面となる背面が嵌り込む凹部を有することが好ましい。
【０００９】
この太陽熱集熱システムによれば、第２鏡板とシスターンとの間に介在する位置決め部材を有し、位置決め部材の突起が第２鏡板の窪み部に嵌り、位置決め部材の背面がシスターンの凹部に嵌り込むため、位置決め部材を介して第２鏡板とシスターンとを固定的に配置でき、お碗型の第２鏡板の上方という安定的に設置し難い場所においても、第２鏡板とシスターンとの位置決めを行い、シスターンを安定的に設置することができる。
【００１０】
また、本発明の太陽熱集熱システムにおいて、前記位置決め部材は、発泡スチロール、硬質ウレタン、フェノールフォーム、発泡炭化カルシウム、及び発泡ガラスのいずれか１つにより構成されていることが好ましい。
【００１１】
この太陽熱集熱システムによれば、位置決め部材は発泡スチロール、硬質ウレタン、フェノールフォーム、発泡炭化カルシウム、及び発泡ガラスのいずれか１つにより構成されているため、位置決め部材によって第２鏡板からの放熱が抑えられると共に、シスターンの重みにより発泡スチロール、硬質ウレタン、フェノールフォーム、発泡炭化カルシウム、及び発泡ガラス等が抑え付けられて、一層シスターンを固定的に設置することができる。
【００１２】
また、本発明の太陽熱集熱システムにおいて、前記シスターンは、お碗形状の前記第２鏡板の外形に沿う曲面部を有し、前記曲面部と前記第２鏡板とが前記位置決め部材を介して位置決めされることが好ましい。
【００１３】
この太陽熱集熱システムによれば、シスターンは、お碗形状の第２鏡板の外形に沿う曲面部を有し、曲面部と第２鏡板とが位置決め部材を介して位置決めされているため、位置決め部材はシスターンの曲面部に入り込むように配置されることはもとより、位置決め部材の大きさによっては第２鏡板についても曲面部に入り込むように配置されることとなる。これにより、貯湯槽の上方に配置されるシスターンの出っ張り量を抑え、上方におけるスペース性の向上を図ることができる。
【００１４】
また、本発明の太陽熱集熱システムにおいて、前記シスターンは、幅方向よりも上下方向に薄い平型構造となっていることが好ましい。
【００１５】
この太陽熱集熱システムによれば、シスターンは、幅方向よりも上下方向に薄い平型構造となっているため、貯湯槽の上方に配置されるシスターンの出っ張り量をより一層抑え、一層上方におけるスペース性の向上を図ることができる。
【００１６】
また、本発明の太陽熱集熱システムにおいて、前記シスターンに熱媒を導入する導入配管は、下方に凸となるＵ字形状となっていることが好ましい。
【００１７】
この太陽熱集熱システムによれば、シスターンに熱媒を導入する導入配管は下方に凸となるＵ字形状となっているため、蒸散により導入配管に達した熱媒は冷却凝縮してＵ字底部に溜まることとなる。これにより、溜まった熱媒によって蒸散した熱媒を食い止めることとなり、熱媒蒸散を低減して熱媒不足による集熱効率の低下や、熱媒濃度及び熱媒粘度の上昇による熱媒循環効率の低下に起因する集熱効率の低下を抑えることができる。
【００１８】
また、本発明の貯槽システムは、太陽熱により熱媒を加熱する太陽熱集熱器にて加熱された熱媒と湯水との熱交換を行う熱交換器と、前記熱交換器による熱交換にて加熱された湯水を貯湯する貯湯槽とを備えた貯槽システムであって、前記貯湯槽は、略円筒形状の胴部と、前記略円筒形状の胴部の両端開放部を閉塞するお碗形状の第１及び第２鏡板と、を有し、前記略円筒形状の胴部の軸方向が鉛直方向となって前記貯湯槽が設置される場合において、前記第１鏡板よりも上部に位置する前記第２鏡板の上方に、熱媒を導入及び排出可能に構成されて熱媒流通経路における内圧上昇を抑制するシスターンを備えることを特徴とする。
【００１９】
本発明の貯槽システムによれば、略円筒形状の胴部の軸方向が鉛直方向となって貯湯槽が設置される場合において、第１鏡板よりも上部に位置する第２鏡板の上方にシスターンを備えるため、シスターンは、貯湯槽の側方に顕著に出っ張ることなく、スペース性を向上させることができる。
【００２０】
なお、上記において湯水とはあらゆる温度の湯又は水を意味するものであり、温度範囲が限定されるものではない。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、スペース性を向上させることができる太陽熱集熱システム及び貯槽システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態に係る太陽熱集熱システムの概略構成図である。
【図２】図１に示した太陽熱集熱器の詳細を示す断面図である。
【図３】図１に示した太陽熱集熱器の熱媒流通経路を示す平面図である。
【図４】図１に示した貯湯槽等を示す透視斜視図であり、斜め前方斜視状態を示している。
【図５】図１に示した貯湯槽等を示す透視斜視図であり、斜め後方斜視状態を示している。
【図６】図４及び図５に示した貯湯槽を示す断面図である。
【図７】図５に示した貯湯槽等の一部を示す断面図であり、（ａ）は上方側の突条付近を拡大して示しており、（ｂ）は下方側の突条付近を拡大して示している。
【図８】図６に示したシスターンの拡大断面図である。
【図９】図８に示したシスターンの一部拡大図である。
【図１０】参考例に係る太陽熱集熱システムを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明は以下の実施形態に限られるものではない。
【００２４】
図１は、本発明の実施形態に係る太陽熱集熱システム１の概略構成図である。図１に示すように、太陽熱集熱システム１は、太陽熱集熱器１０と、貯湯槽２０と、これらを接続する配管（熱媒流通経路の１つ）３０とを備えている。このような太陽熱集熱システム１は、太陽熱集熱器１０が太陽熱により熱媒を加熱し、加熱された熱媒を行き配管３１を通じて貯湯槽２０に供給して貯湯槽２０内の湯水を加熱する。湯水の加熱により冷却した熱媒は戻り配管３２を通じて太陽熱集熱器１０に至り、再度太陽熱により加熱されることとなる。なお、本実施形態では太陽熱集熱器１０がマンション等のベランダの柵外に傾斜を有した状態で設置され、貯湯槽２０がベランダに設置されるものを想定しているが、太陽熱集熱器１０及び貯湯槽２０の設置個所は上記に限られるものではない。
【００２５】
図２は、図１に示した太陽熱集熱器１０の詳細を示す断面図であり、図３は、図１に示した太陽熱集熱器１０の熱媒流通経路を示す平面図である。図２に示すように、太陽熱集熱器１０は、四角形状に形成された２枚のプレート１１のうち、一方又は両方を波型に形成し、２枚のプレート１１を貼り合わせることで熱媒が通る複数の流路１２（熱媒流通経路の１つ）を形成した集熱板１３を有するプレート式集熱器である。この集熱板１３において、複数の流路１２は、互いに平行に配置される。
【００２６】
この集熱板１３では、複数の流路１２の上端及び下端に入口管１４及び出口管１５がオリフィス１６を介して接続されている。入口管１４は、太陽熱集熱器１０の傾斜下方側の一端側から冷却された熱媒を導入する。入口管１４は、平行に配置される複数の流路１２のそれぞれに対して直交接続されており、熱媒を複数の流路１２のそれぞれに供給する。
【００２７】
出口管１５は、太陽熱集熱器１０の傾斜上方側の他端側から、貯湯槽２０に対して熱媒を供給する。出口管１５は、平行に配置される複数の流路１２のそれぞれに対して直交接続されており、複数の流路１２からの熱媒を導入する。
【００２８】
また、太陽熱集熱器１０は、集熱板１３の上層に、空気層を介して透明板１７が設けられている。透明板１７は、ガラス又は透明樹脂材により構成されている。さらに、太陽熱集熱器１０は、集熱板１３の下層に空気層を介して、断熱材１８及び底板１９を備えている。断熱材１８は、例えばグラスウール、又は発泡スチロール等により構成されている。底板１９は、図外の側壁と共に太陽熱集熱器１０の各要素を収納する収納ケースを構成するものである。
【００２９】
なお、太陽熱集熱器１０の入口管１４及び出口管１５には、図外の継手管（行き配管３１及び戻り配管３２の一要素）を介して接続ホース３１ａ，３２ａ（行き配管３１及び戻り配管３２の一要素）が接続される。継手管の接続構造は種々のものが用いられ、例えば螺子切り構造のものやワンタッチ接続構造のものが用いられる。
【００３０】
図４及び図５は、図１に示した貯湯槽２０等を示す透視斜視図であり、図６は、図４及び図５に示した貯湯槽２０等を示す断面図である。図４及び図５に示すように、貯湯槽２０は、これを覆うケース５０内に収納されている。ケース５０は、背面を平板５１とし、側面及び前面をＵ字板５２とする湾曲構造の筒体５３と、筒体５３の下方を閉塞するトレイ形状の下板５４と、後述のシスターン４０と共に筒体５３の下方を閉塞する上板５５とから構成され、例えばステンレスにより構成されている。また、ケース５０内には断熱材５６（例えば発泡スチロール）が設置されている。
【００３１】
このようなケース５０に収納される貯湯槽２０は、概略的に胴部２１と、第１鏡板２２と、第２鏡板２３とを有し、例えばステンレスにより構成されている。胴部２１は、略円筒形状の内側胴部２１ａと、内側胴部２１ａの外側を覆う略円筒形状の外側胴部２１ｂとから構成されている。
【００３２】
図７は、図５に示した貯湯槽２０等の一部を示す断面図であり、（ａ）は上方側の突条付近を拡大して示しており、（ｂ）は下方側の突条付近を拡大して示している。図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、内側胴部２１ａは、筒の両端部近傍において外側に湾曲して張り出す突条２１ａ１（図６参照）が周状に形成されている。また、外側胴部２１ｂは、筒の下端部が筒内側に折り曲げられて縮径部２１ｂ１が形成されている。また、内側胴部２１ａに形成される上方側の突条２１ａ１と外側胴部２１ｂの上端部、及び、内側胴部２１ａに形成される下方側の突条２１ａ１と外側胴部２１ｂの下端部（すなわち縮径部２１ｂ１）とは溶接接続されており、内側胴部２１ａと外側胴部２１ｂとの間に空間Ｓ１が形成されている。
【００３３】
さらに、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、上方側の突条２１ａ１は、下方側の突条２１ａ１よりも高くされており（ｈ１＞ｈ２）、溶接前に内側胴部２１ａの周囲に外側胴部２１ｂを被せる作業が容易に行えるようになっている。すなわち、内側胴部２１ａの下方側から外側胴部２１ｂを被せると、外側胴部２１ｂの上方側は、内側胴部２１ａの下方側の突条２１ａ１に接触することなくスムーズに挿入される。そして、外側胴部２１ｂの上端部が内側胴部２１ａの上方側の突条２１ａ１まで到達するとこれに接触して挿入作業が完了したこととなる。この際、外側胴部２１ｂの下端部（すなわち縮径部２１ｂ１）と内側胴部２１ａに形成される下方側の突条２１ａ１とについても接触する。
【００３４】
また、図４及び図５に示すように、外側胴部２１ｂは、筒側壁に３つの継手管２４が取り付けられている。第１継手管２４ａは、外側胴部２１ｂの下端付近に取り付けられており、第２継手管２４ｂは、外側胴部２１ｂの上下方向中間付近に取り付けられており、第３継手管２４ｃは、外側胴部２１ｂの上端付近に取り付けられている。
【００３５】
このうち、第１継手管２４ａは蛇腹状の接続ホース３２ａを介して太陽熱集熱器１０の入口管１４に接続されている。また、第２継手管２４ｂは接続ホース３１ａを介して太陽熱集熱器１０の出口管１５に接続されている。なお、第３継手管２４ｃは接続ホース２５を介して後述のシスターン４０に接続されている。
【００３６】
第１鏡板２２と第２鏡板２３とは、略円筒形状の胴部２１の両端開放部を閉塞するお碗形状の部材（例えばステンレス製）であって、お碗の開放側と胴部２１の円筒端部とがそれぞれ合致する形状及び大きさとなっている。第１鏡板２２と第２鏡板２３とのお碗の開放側と胴部２１の円筒端部との合致部分は溶接接続されている。なお、略円筒形状の胴部２１の軸方向が鉛直方向となるように貯湯槽２０が設けられた場合、第１鏡板２２が下側となり、第２鏡板２３が上側となる。
【００３７】
また、内側胴部２１ａの内部には、図６に示すように、給水管２０ａと、給湯管２０ｂと、センサ保護管２０ｃと、加熱ヒータ２０ｄとが設けられている。給水管２０ａ及び給湯管２０ｂは第１鏡板２２を貫通しており、給水管２０ａはその先端が貯湯槽２０の第１鏡板２２の設置領域までしか伸びておらず、給湯管２０ｂはその先端が貯湯槽２０の第２鏡板２３の設置領域まで伸びている。
【００３８】
センサ保護管２０ｃは、貯湯槽２０内の湯水の温度を検出するセンサを内部に有する保護管であり、その先端は貯湯槽２０の胴部２１上下方向中央付近に位置している。加熱ヒータ２０ｄは、貯湯槽２０の湯水を加熱する補助熱源であって、例えば胴部２１の下部付近において例えばコイル状に巻かれて配置されている。
【００３９】
さらに、貯湯槽２０は、図４及び図５に示すように、外側胴部２１ｂの外壁にコントロールパネル２７と固定部材２８とを備えている。コントロールパネル２７は、加熱ヒータ２０ｄの制御、温度設定等を可能とするものである。固定部材２８は、断面凹形状の金属部材であって、凹字先端部が外側胴部２１ｂに接続され、凹字下辺部がボルト締め等によりケース５０の平板５１に固定可能となっている。
【００４０】
このような太陽熱集熱システム１では、太陽熱集熱器１０において流路１２内の熱媒が加熱される。加熱された熱媒は上昇するため、オリフィス１６を介して出口管１５に至る。そして、熱媒は出口管１５から太陽熱集熱器１０側の継手管、接続ホース３１ａ及び第２継手管２４ｂからなる行き配管３１を通じて、内側胴部２１ａと外側胴部２１ｂと間の空間Ｓ１に至る。
【００４１】
この空間Ｓ１には太陽熱集熱器１０において加熱された熱媒が流入するため、内側胴部２１ａ内に貯湯される湯水は加熱された熱媒と熱交換されることとなる。すなわち、内側胴部２１ａの外壁を介して湯水と熱媒とが熱交換される。よって、内側胴部２１ａの外壁（外側胴部２１ｂで覆われる部分のみ）が熱交換器として機能することとなる（所謂ジャケット式熱交換器）。
【００４２】
そして、熱交換により冷却した熱媒は空間Ｓ１内において下側に溜まることとなる。溜まった熱媒は第１継手管２４ａ、接続ホース３２ａ及び太陽熱集熱器１０側の継手管からなる戻り配管３２を介して入口管１４に流入する。入口管１４に流入した熱媒は、オリフィス１６を介して再度複数の流路１２に至り太陽熱により加熱されることとなる。
【００４３】
なお、上記した接続関係等であることから熱媒は自然循環する。よって、太陽熱集熱システム１は熱媒循環用のポンプが不要となる。しかし、これに限らず、熱媒循環用のポンプを備えていてもよい。
【００４４】
また、ユーザが湯水を使用すべく蛇口等を捻ったとすると、給湯管２０ｂを通じて家庭等に湯水が供給される。ここで、貯湯槽２０内では比較的暖かい湯が第２鏡板２３付近に溜まり、且つ、給湯管２０ｂの先端が第２鏡板２３の設置領域まで伸びていることから、貯湯槽２０内における比較的暖かい湯（温水）が家庭等に供給されることとなる。このとき給水管２０ａから冷水が貯湯槽２０内に供給される。
【００４５】
また、センサ保護管２０ｃにより検出される湯水の温度が給湯に不十分である場合には、コントロールパネル２７内の制御部からの指令によって加熱ヒータ２０ｄが作動し、加熱ヒータ２０ｄにより湯水が加熱されて給湯に適切な温度となる。
【００４６】
さらに、本実施形態に係る太陽熱集熱システム１は、熱媒を導入及び排出可能に構成されたシスターン４０を備えており、貯湯槽２０とシスターン４０にて貯槽システムを構成している。シスターン４０は、熱媒流通経路の内圧上昇を抑制、熱媒の体積膨張を吸収するものであって、本実施形態では第２鏡板２３の上方に設けられている。
【００４７】
より詳細にシスターン４０は、平面視して円形状であって、幅方向よりも上下方向に薄い平型構造となっている。このシスターン４０は、内部が空間Ｓ２となっている。また、シスターン４０は、円形状の外周付近には継手管４０ａが設けられており、これが接続ホース２５に接続されている。
【００４８】
図８は、図６に示したシスターン４０の拡大断面図である。図８に示すように、シスターン４０は、継手管４０ａと異なる位置にＬ字形状のオーバーフロー管４０ｂをさらに備えている。オーバーフロー管４０ｂは、一端側（空間Ｓ２側）がシスターン４０の上部付近まで伸びている。また、オーバーフロー管４０ｂの一端側はやや傾斜を有して斜状に切除された構造となっている。一方、オーバーフロー管４０ｂの他端側は貯湯槽２０の外部まで伸びている。
【００４９】
このような構成であるため、仮に温度上昇により熱媒の膨張が発生した場合には、第３継手管２４ｃ、接続ホース２５及び継手管４０ａを介してシスターン４０の内部空間Ｓ２に熱媒が流入することとなる。すなわち、熱媒流通経路の内圧上昇が抑えられることとなる。さらに、熱媒の過剰な膨張が生じた場合、内部空間Ｓ２に多量の熱媒が溜まることとなり、熱媒はオーバーフロー管４０ｂの一端側からオーバーフロー管４０ｂに流入して、他端側から貯湯槽２０の外部に排出される。このため、熱媒流通経路の内圧上昇が抑えられることとなる。
【００５０】
なお、貯湯槽２０は外側胴部２１ｂの外壁を貫通する複数（２つ）の熱媒注入路２９を有している。この熱媒注入路２９はケース５０についても貫通する構成となっており、熱媒が不足した場合には、ケース５０の外側から熱媒注入路２９を介して空間Ｓ１に熱媒を注入可能となっている。
【００５１】
図９は、図８に示したシスターン４０の一部拡大図である。なお、図９では第２鏡板２３についても図示している。本実施形態に係る太陽熱集熱システム１は、図９に示すように、発泡スチロール、硬質ウレタン、フェノールフォーム、発泡炭化カルシウム、及び発泡ガラスのいずれか１つにより構成された位置決め部材６０をさらに備えている。位置決め部材６０は、第２鏡板２３とシスターン４０との間に介在する部材であって、第２鏡板２３側に突起６１を有している。
【００５２】
さらに、第２鏡板２３は、お碗形状の凸側中央に凸方向と反対方向に凹む窪み部２３ａが形成されている。また、シスターン４０は、お碗形状の第２鏡板２３の外形に沿う曲面部４０ｃを、第２鏡板２３側に有し、曲面部４０ｃの中央に位置決め部材６０の突起６１の反対面となる背面が嵌り込む凹部４０ｄが形成されている。よって、位置決め部材６０は凹部４０ｄに背面が入り込み、突起６１が窪み部２３ａに入り込むことで、第２鏡板２３とシスターン４０（曲面部４０ｃ）とを位置決めすることとなる。なお、シスターン４０は、第２鏡板２３反対側（すなわち天板）が略平面となっている。
【００５３】
加えて、図４及び図５に示すように、本実施形態において貯湯槽２０とシスターン４０とを接続する接続ホース２５、すなわちシスターン４０に熱媒を導入する導入配管（接続ホース２５及び継手管４０ａ）は、下方に凸となるＵ字形状となっている。
【００５４】
このため、熱媒が蒸散した場合には以下の作用がある。例えば、蒸散により接続ホース２５に達した熱媒は冷却凝縮してＵ字底部２５ａに溜まることとなる。これにより、溜まった熱媒によって蒸散した熱媒を食い止めることとなり、熱媒蒸散を低減することとなる。すなわち、熱媒が蒸散してしまうと、熱媒不足による集熱効率の低下が発生するが、これを抑えることとなる。また、熱媒が蒸散してしまうと、熱媒濃度が高くなると共に熱媒粘度が上昇してしまい、熱媒循環効率が低下してしまう。しかし、Ｕ字底部２５ａによって熱媒を食い止めて蒸散を低減することから、熱媒循環効率の低下に起因する集熱効率の低下を抑えることとなる。
【００５５】
このようにして、本実施形態に係る太陽熱集熱システム１及び貯槽システムによれば、略円筒形状の胴部２１の軸方向が鉛直方向となって貯湯槽２０が設置される場合において、第１鏡板２２よりも上部に位置する第２鏡板２３の上方にシスターン４０を備えるため、シスターン４０は、貯湯槽２０の側方に顕著に出っ張ることなく、スペース性を向上させることができる。
【００５６】
また、貯湯槽２０の側方にシスターン４０が顕著に出っ張ることがないため、見栄えの低下についても抑制することができる。
【００５７】
また、第２鏡板２３とシスターン４０との間に介在する位置決め部材６０を有し、位置決め部材６０の突起６１が第２鏡板２３の窪み部２３ａに嵌り、位置決め部材６０の背面がシスターン４０の凹部４０ｄに嵌り込むため、位置決め部材６０を介して第２鏡板２３とシスターン４０とを固定的に配置でき、お碗型の第２鏡板２３の上方という安定的に設置し難い場所においても、第２鏡板２３とシスターン４０との位置決めを行い、シスターン４０を安定的に設置することができる。
【００５８】
また、位置決め部材６０は発泡スチロール、硬質ウレタン、フェノールフォーム、発泡炭化カルシウム、及び発泡ガラスのいずれか１つにより構成されているため、位置決め部材６０によって第２鏡板２３からの放熱が抑えられると共に、シスターン４０の重みにより発泡スチロール、硬質ウレタン、フェノールフォーム、発泡炭化カルシウム、及び発泡ガラスのいずれか１つが抑え付けられて、一層シスターン４０を固定的に設置することができる。
【００５９】
また、シスターン４０は、お碗形状の第２鏡板２３の外形に沿う曲面部４０ｃを有し、曲面部４０ｃと第２鏡板２３とが位置決め部材６０を介して位置決めされているため、位置決め部材６０はシスターン４０の曲面部４０ｃに入り込むように配置されることはもとより、位置決め部材６０の大きさによっては第２鏡板２３についても曲面部４０ｃに入り込むように配置されることとなる。これにより、貯湯槽２０の上方に配置されるシスターン４０の出っ張り量を抑え、上方におけるスペース性の向上を図ることができる。
【００６０】
また、シスターン４０は、幅方向よりも上下方向に薄い平型構造となっているため、貯湯槽２０の上方に配置されるシスターン４０の出っ張り量をより一層抑え、一層上方におけるスペース性の向上を図ることができる。
【００６１】
また、シスターン４０に熱媒を導入する導入配管（接続ホース２５及び継手管４０ａ）は下方に凸となるＵ字形状となっているため、蒸散により導入配管に達した熱媒は冷却凝縮してＵ字底部２５ａに溜まることとなる。これにより、溜まった熱媒によって蒸散した熱媒を食い止めることとなり、熱媒蒸散を低減して熱媒不足による集熱効率の低下や、熱媒濃度及び熱媒粘度の上昇による熱媒循環効率の低下に起因する集熱効率の低下を抑えることができる。
【００６２】
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよいし、各実施形態を組み合わせてもよい。
【００６３】
例えば、本実施形態において熱交換器は、いわゆるジャケット式の熱交換器であるが、これに限らず、加熱ヒータ２０ｄと同様に貯湯槽２０の内部に収納されるタイプの熱交換器であってもよい。
【００６４】
シスターン４０の側部外周及び上部は断熱材で覆わないことが好ましい。シスターン４０には、蒸散した熱媒が導入されることがある。蒸散状態の熱媒はそのままオーバーフロー管４０ｂを通じて外部に排出されることがあり、シスターン４０にて貯留可能であるにも拘わらず、熱媒が外部に排出される結果となる。そこで、シスターン４０の側部外周及び上部は断熱材で覆わず、シスターン４０自体に冷却効果を持たせることで、蒸散した熱媒を液化してシスターン４０にて貯留することができる。
【００６５】
加えて、シスターン４０に冷却効果を持たせるためには、図４及び図５に示すように、シスターン４０の天板をケース５０の上板５５と兼用とすることが好ましいが、特にこれに限らず、シスターン４０の天板がケース５０内に収納されていてもよい。
【００６６】
次に、参考例に係る太陽熱集熱システム２を説明する。図１０は、参考例に係る太陽熱集熱システム２を示す斜視図である。なお、図１０においては一部構成を透視して示すものとする。
【００６７】
図１０に示す太陽熱集熱システム２は、屋根上に設置する太陽熱集熱器１１０と貯湯槽１２０とが一体となった一体型タイプのものである。この太陽熱集熱システム２は、本実施形態のものと同様であって、太陽熱集熱器１１０が太陽熱により熱媒を加熱し、加熱された熱媒を行き配管１３１を通じて貯湯槽１２０に供給して貯湯槽１２０内の湯水を加熱する。湯水の加熱により冷却した熱媒は戻り配管１３２を通じて太陽熱集熱器１１０に至り、再度太陽熱により加熱されることとなる。なお、行き配管１３１は、太陽熱集熱器１１０の傾斜上方側の他端側に接続されており、戻り配管１３２は傾斜下方側の一端側に接続されている。
【００６８】
太陽熱集熱器１１０の詳細構成は、本実施形態の太陽熱集熱器１０と同様である。また、貯湯槽１２０は横向き長い横置きタイプとなっており、内部に熱交換器１２１を備えると共に外周をケース１５０にて覆われたステンレス構造となっている。熱交換器１２１は、図１０に示すように、横置きタイプ貯湯槽１２０内の湯水を満遍なく加熱できるように、横長コイル形状にとなっている。この横長コイル形状の熱交換器１２１内を熱媒が流通することにより貯湯槽１２０内の湯水が加熱される。
【００６９】
また、貯湯槽１２０の他端側には給水配管２１０が接続され、一端側には給湯配管２２０が接続されている。ユーザが湯水を使用すべく蛇口等を捻ったとすると、給湯配管２２０を通じて家庭等に湯水が供給される。また、このとき給水配管２１０から冷水が貯湯槽１２０内に供給される。
【００７０】
さらに、貯湯槽１２０とケース１５０との間には保温筒１６０が設けられており、加熱された湯水の冷却が抑制される構造となっている。
【００７１】
加えて、貯湯槽１２０の一端側にはシスターン１４０が設けられている。また、貯湯槽１２０から熱媒を排出する配管１４１は、戻り配管１３２に接続されている。戻り配管１３２の配管１４１との接続部Ｐは、シスターン１４０の底部に配管接続されている。このため、熱媒流通経路の内圧上昇及び熱媒の体積膨張が有った場合には、上記接続部Ｐからシスターン１４０に熱媒が流れ込み、熱媒流通経路の内圧上昇を抑えることとなる。
【００７２】
また、このような構成であるため熱媒は自然循環する。よって、太陽熱集熱システム２は熱媒循環用のポンプが不要となると共に、ポンプを駆動させる電力を得るために太陽電池を設ける必要もなくなる。しかし、これに限らず、熱媒循環用のポンプ及び太陽電池を備えていてもよい。
【００７３】
なお、参考例に係る太陽熱集熱システム２においても、本実施形態に係る太陽熱集熱システム１の構成を適宜採用してもよい。例えば、貯湯槽１２０とシスターン１４０との間に位置決め部材６０を設けてもよいし、ジャケット式の熱交換器を採用してもよい。また、シスターン１４０にオーバーフロー管が接続され、シスターン１４０に過剰に熱媒が流れ込んだ場合には、これを外部に排出するようにすることが望ましい。
【符号の説明】
【００７４】
１，２    ：太陽熱集熱システム
１０      ：太陽熱集熱器
１１      ：プレート
１２      ：流路（熱媒流通経路）
１３      ：集熱板
１４      ：入口管（熱媒流通経路）
１５      ：出口管（熱媒流通経路）
１６      ：オリフィス（熱媒流通経路）
１７      ：透明板
１８      ：断熱材
１９      ：底板
２０      ：貯湯槽
２０ａ    ：給水管
２０ｂ    ：給湯管
２０ｃ    ：センサ保護管
２０ｄ    ：加熱ヒータ
２１      ：胴部
２１ａ    ：内側胴部（熱交換器）
２１ａ１  ：突条
２１ｂ    ：外側胴部
２１ｂ１  ：縮径部
２２      ：第１鏡板
２３      ：第２鏡板
２３ａ    ：窪み部
２４      ：継手管
２４ａ    ：第１継手管（熱媒流通経路）
２４ｂ    ：第２継手管（熱媒流通経路）
２４ｃ    ：第３継手管
２５      ：接続ホース
２５ａ    ：Ｕ字底部
２７      ：コントロールパネル
２８      ：固定部材
２９      ：熱媒注入路
３０      ：配管（熱媒流通経路）
３１      ：行き配管
３１ａ    ：接続ホース
３２      ：戻り配管
３２ａ    ：接続ホース
４０      ：シスターン
４０ａ    ：継手管
４０ｂ    ：オーバーフロー管
４０ｃ    ：曲面部
４０ｄ    ：凹部
５０      ：ケース
５１      ：平板
５２      ：Ｕ字板
５３      ：筒体
５４      ：下板
５５      ：上板
６０      ：位置決め部材
６１      ：突起
１１０    ：太陽熱集熱器
１２０    ：貯湯槽
１２１    ：熱交換器
１３１    ：行き配管
１３２    ：戻り配管
１４０    ：シスターン
１４１    ：配管
１５０    ：ケース
１６０    ：保温筒
２１０    ：給水配管
２２０    ：給湯配管
Ｓ１      ：空間（熱媒流通経路）
Ｓ２      ：空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2015137832.tif 000009
【図４】
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【図５】
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【図１０】
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