(57)【要約】一態様では、加熱された液体のための自稼動力ポンプが提供される。ポンプは加熱された液体を収容するための気密容器を含む。加熱された液体の吸気管は、端部が容器内にあるように容器内に上に延びる。加熱された液体の排気口は吸気管の端部より低い。呼吸パイプは、端部が容器内にあり、且つ排気口及び吸気口の端部の両方より高く、且つ容器の上端の内面より低いであるように、上向きに伸びる。呼吸パイプの反対端は、容器外にあり、容器のベースより低く、且つ反対端が、ポンプの作用中に開放された容器に溜まった加熱された液体に沈み得るように、開放された容器に収容される。自稼動力ポンプを組み込む流体又は液体を加熱するシステムは、ポンプのための外部パワーを使用せずに動作することができる。他の態様では、流体を加熱し、保存するタンクが提供される。タンクは、主流体の吸気口、主流体の排気口、及び主液から隔離されて副流体を保存タンクを通して流すための装置を有する主流体のための保存タンクを含む。装置は第１及び第２の管及び熱交換器を含む。第１管は、保存タンクを介して延び、端部が保存タンクの壁にある第１及び第２の取り付け部分に取り付けられる。第２管も保存タンクを介して延び、端部が保存タンクの壁にある第３及び第４の取り付け部分に取り付けられる。熱交換器は、保存タンク内に配置され、第１及び第２の管との間に流体を連結する。タンクは、１つ以上の姿勢に立つことができる。流体を加熱し、保存するタンク、及びヒーターを含む流体を加熱するシステムは、実施形態によって、太陽電池ヒーターであり得るヒーターを介して副流体を循環するためのポンプを使用したり、しなかったりする。
2011522144.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱された液体のための自稼動力ポンプであって、
ベースと上端を有する、前記加熱された液体を収容するための気密容器と、
吸気管の端部が前記気密容器内にあるように前記気密容器内に上に延びる、加熱された液体の吸気管と、
前記吸気管の前記端部より低い前記気密容器からの、加熱された液体の排気口と、
端部が前記気密容器内にあり、前記排気口及び前記吸気管の前記端部より高く、且つ前記気密容器の前記上端の内面より低いように、前記気密容器内に上に延びる呼吸パイプであって、前記呼吸パイプの反対端が前記気密容器外にあり、前記ベースより低い前記呼吸パイプと、
前記反対端が、ポンプの作用中に開放された容器に溜まった加熱された液体に沈み得るように、前記呼吸パイプの前記反対端を収容するための開放された容器と、
を含む。
【請求項２】
前記排気口はベースと同一平面である請求項１のポンプ。
【請求項３】
前記吸気管及び前記呼吸パイプの前記気密容器外に延びる部分は取り外し可能である請求項１のポンプ。
【請求項４】
前記呼吸パイプの前記気密容器外に延びる部分は柔軟である請求項１のポンプ。
【請求項５】
前記排気口は、前記気密容器内に上に延びる排気管の端部を含む請求項１のポンプ。
【請求項６】
前記排気管の前記気密容器外に延びる部分は取り外し可能である請求項５のポンプ。
【請求項７】
前記吸気管、排気管及び呼吸パイプは前記気密容器の前記ベースを通る請求項５のポンプ。
【請求項８】
前記気密容器は断熱される請求項１のポンプ。
【請求項９】
流体を加熱するシステムであって、
主流体の吸気口と主流体の排気口と副流体の吸気口及び副流体の排気口とを有する主流体のための保存タンクと、
前記保存タンク内に配置された、前記主流体から隔離されて前記保存タンクを通して液体である副流体を流すための、前記副流体の吸気口と前記副流体の排気口との間に流体を連結し、熱交換器を含む装置と、
を含む流体を加熱し、保存するタンクと、
副流体のための吸気口及び副流体のための排気口を有する、前記流体を加熱し、保存するタンクより高い、前記副流体のためのヒーターと、
前記流体を加熱し、保存するタンクの前記副流体の排気口から前記ヒーターの吸気口へ副流体を流すための戻し導管と、
ポンプが前記ヒーターの排気口のレベルより高い、液体である前記副流体のための自稼動力ポンプであって、
ベースと上端を有する、前記副流体を収容するための気密容器と、
吸気管の端部が前記気密容器内にあるように前記気密容器内に上に延びる、副流体の吸気管と、
前記吸気管の前記端部より低い、前記気密容器からの、副流体の排気口と、
前記呼吸パイプの端部が前記気密容器内にあり、前記自稼動力ポンプの前記排気口及び前記吸気管の前記端部より高く、且つ前記気密容器の前記上端より低いように、前記気密容器内に上に延びる呼吸パイプであって、前記呼吸パイプの反対端が前記気密容器外にあり、前記ベースより低い呼吸パイプと、
前記反対端が、ポンプの作用中に開放された容器に溜まった加熱された副流体に沈み得るように、前記呼吸パイプの前記反対端を収容するための開放された容器と、
を含む自稼動ポンプと、
前記ヒーターの排気口から前記自稼動力ポンプの前記副流体の吸気管へ副流体を上に流すための導管と、
前記自稼動力ポンプの排気口から前記流体を加熱し、保存するタンクの前記副流体の吸気口へ副流体を流すための導管と、
を含む。
【請求項１０】
前記ヒーターは太陽電池ヒーターである請求項９の流体を加熱するシステム。
【請求項１１】
前記気密容器は断熱される請求項９の流体を加熱するシステム。
【請求項１２】
液体を加熱するシステムであって、
前記液体のための吸気口及び前記液体のための排気口を有する、前記液体を加熱するためのヒーターと、
ポンプが前記ヒーターの排気口のレベルより高い、前記加熱された液体を送るための自稼動力ポンプであって、
ベースと上端を有する、前記加熱された液体を収容するための気密容器と、
吸気管の端部が前記気密容器内にあるように前記気密容器内に上に延びる、加熱された液体の吸気管と、
前記吸気管の前記端部より低い、前記気密容器からの、加熱された液体の排気口と、    前記呼吸パイプの端部が前記気密容器内にあり、前記自稼動力ポンプの前記排気口及び前記吸気管の前記端部より高く、且つ前記気密容器の前記上端より低いように、前記気密容器内に上に延びる呼吸パイプであって、前記呼吸パイプの反対端が前記気密容器外にあり、前記ベースより低い呼吸パイプと、
前記反対端が、ポンプの作用中に開放された容器に溜まった加熱された液体に沈み得るように、前記呼吸パイプの前記反対端を収容するための開放された容器と、
を含む流体を送るための自稼動力ポンプと、
前記ヒーターの排気口から前記自稼動力ポンプの前記加熱された液体の吸気管へ加熱された液体を上に流すための導管と、
を含む。
【請求項１３】
前記ヒーターは太陽電池ヒーターである請求項１２の流体を加熱するシステム。
【請求項１４】
前記気密容器は断熱される請求項１２の流体を加熱するシステム。
【請求項１５】
流体を加熱し、保存するタンクであって、
主流体の吸気口及び主流体の排気口を有する、主流体のための保存タンクと、
前記主流体から隔離されて前記保存タンクを通って副流体を流すための装置であって、
１つの端部が前記保存タンクの壁にある第１取り付け部分に、他の端部が前期保存タンクの壁にある第２取り付け部分に取り付けられた、前記保存タンクを介して延びる第１管と、
１つの端部が前記保存タンクの壁にある第３取り付け部分に、他の端部が前期保存タンクの壁にある第４取り付け部分に取り付けられた、前記保存タンクを介して延びる第２管と、
前記第１管と前記第２管との間に流体を連結する、且つ前記保存タンク内に配置された熱交換器と、
を含む装置と、
を含む。
【請求項１６】
前記第１又は第２の取り付け部分のいずれか一方をキャップするためのキャップ、及び前記第３又は第４の取り付け部分のいずれか一方をキャップするためのキャップを更に含む請求項１５の流体を加熱し、保存するタンク。
【請求項１７】
前記第１又は第２の取り付け部分のいずれか一方、及び前記第３又は第４の取り付け部分のいずれか一方はねじが切られ、且つ前記キャップは適合するようにねじが切られている請求項１６の流体を加熱し、保存するタンク。
【請求項１８】
前記第１管及び前記第２管は略平行であって、且つ前記第１管、前記第２管、及び前記熱交換器は前記保存タンク内にＨ状又はＮ状の構造体を形成する請求項１５の流体を加熱し、保存するタンク。
【請求項１９】
前記第１管又は前記第２管のいずれか一方は断熱される請求項１５の流体を加熱し、保存するタンク。
【請求項２０】
前記保存タンクは大気に開いた請求項１５の流体を加熱し、保存するタンク。
【請求項２１】
前記保存タンクの底の上にあり、開いた端部を有する、前記保存タンク内に下に延びる副流体の導管であって、前記開いた端部は、前記保存タンクの内部との間に流体が連結され、前記主流体が前記副流体と同じである場合に前記流体を加熱し、保存するタンクの作用中に前記保存タンク内に溜まっている主又は副流体に沈み得る副流体の導管を更に含む請求項２０の流体を加熱し、保存するタンク。
【請求項２２】
前記副流体の導管は、自稼動力ポンプの呼吸パイプを含む請求項２１の流体を加熱し、保存するタンク。
【請求項２３】
前記保存タンクは、加圧され得る請求項１５の流体を加熱し、保存するタンク。
【請求項２４】
前記熱交換器が主熱交換器であって、溢れた副流体を前記主流体から隔離されて前記保存タンク内に保持するための副熱交換機であって、前記副熱交換器は、副流体の導管の端を収容するための開放された上端、及び前記保存タンクの底又はその底の近くにある下端を有し、前記副流体の導管の端は、前記流体を加熱し、保存するタンクの作用中に前記熱交換器内に溜まっている副流体に沈み得る副熱交換機を更に含む請求項２３の流体を加熱し、保存するタンク。
【請求項２５】
前記副流体の導管は、自稼動力ポンプの呼吸パイプを含む請求項２４の流体を加熱し、保存するタンク。
【請求項２６】
前記熱交換器を大気から遮断せずに、前記副熱交換器の前記開放された端をキャップするためのキャップを更に含む請求項２４の流体を加熱し、保存するタンク。 
【請求項２７】
前記保存タンクは、ベースとベースに隣接した壁を更に含み、前記流体を加熱し、保存するタンクは、前記ベース又は前記壁に立つことが出来る請求項２４の流体を加熱し、保存するタンク。
【請求項２８】
前記保存タンクの前記壁の面積のほうが、前記保存タンクの前記ベースの面積より小さい請求項２７の流体を加熱し、保存するタンク。
【請求項２９】
流体を加熱するシステムであって、
流体を加熱し、保存するタンクであって、
主流体の吸気口及び主流体の排気口を有する、主流体のための保存タンクと、
前記主流体から隔離されて前記保存タンクを通して液体である副流体を流すための装置であって、
１つの端部が前記保存タンクの壁にある第１取り付け部分に、他の端部が前期保存タンクの壁にある第２取り付け部分に取り付けられた、前記保存タンクを介して延びる第１管と、
１つの端部が前記保存タンクの壁にある第３取り付け部分に、他の端部が前期保存タンクの壁にある第４取り付け部分に取り付けられた、前記保存タンクを介して延びる第２管と、
前記第１管と前記第２管との間に流体を連結する、且つ前記保存タンクないに配置された熱交換器と、
少なくとも前記第１又は第２取り付け部分のいずれか一方は、副流体の吸気口として機能し、少なくとも前記第３又は第４取り付け部分のいずれか一方は、副流体の排気口として機能すること、
を含む液体である副流体を流すための装置と、
を含む流体を加熱し、保存するタンクと、
前記副流体のための吸気口及び前記副流体のための排気口を有する、前記副流体のためのヒーターと、
前記ヒーターの排気口から流体を加熱し、保存するタンクの副流体の吸気口へ、且つ流体を加熱し、保存するタンクの副流体の排気口からヒーターの吸気口へ前記副流体を循環するためのポンプと、
を含む。
【請求項３０】
流体を加熱するシステムであって、
流体を加熱し、保存するタンクであって、
主流体の吸気口及び主流体の排気口を有する、主流体のための保存タンクと、
前記主流体から隔離されて前記保存タンクを通して液体である副流体を流すための装置であって、
１つの端部が前記保存タンクの壁にある第１取り付け部分に、他の端部が前期保存タンクの壁にある第２取り付け部分に取り付けられた、前記保存タンクを介して延びる第１管と、
１つの端部が前記保存タンクの壁にある第３取り付け部分に、他の端部が前期保存タンクの壁にある第４取り付け部分に取り付けられた、前記保存タンクを介して延びる第２管と、
前記第１管と前記第２管との間に流体を連結する、且つ前記保存タンクないに配置された熱交換器と、
少なくとも前記第１又は第２取り付け部分のいずれか一方は、副流体の吸気口として機能し、少なくとも前記第３又は第４取り付け部分のいずれか一方は、副流体の排気口として機能すること、
を含む液体である副流体を流すための装置と、
を含む流体を加熱し、保存するタンクと、
吸気口及び排気口を有する、前記流体を加熱し、保存するタンクより高い、前記副流体のためのヒーターと、
前記流体を加熱し、保存するタンクの前記副流体の排気口から前記ヒーターの吸気口へ副流体を流すための戻し導管と、
ポンプが前記ヒーターの排気口のレベルより高い、前記副流体のための自稼動力ポンプであって、
ベースと上端を有する、前記副流体を収容するための気密容器と、
吸気管の端部が前記気密容器内にあるように前記気密容器内に上に延びる、副流体の吸気管と、
前記吸気管の前記端部より低い、前記気密容器からの、副流体の排気口と、
前記呼吸パイプの端部が前記気密容器内にあり、前記自稼動力ポンプの前記排気口及び前記吸気管の前記端部より高い、且つ前記気密容器の前記上端の内面より低いように、前記気密容器内に上に延びる呼吸パイプであって、前記呼吸パイプの反対端が前記気密容器外にあり、前記ベースより低い呼吸パイプと、
前記反対端が、ポンプの作用中に開放された容器に溜まった加熱された副流体に沈み得るように、前記呼吸パイプの前記反対端を収容するための開放された容器と、
を含む自稼動力ポンプと、
前記ヒーターの排気口から前記自稼動力ポンプの前記副流体の管へ副流体を上に流すための導管と、
前記自稼動力ポンプの排気口から前記流体を加熱し、保存するタンクの前記副流体の吸気口へ副流体を流すための導管と、
を含む。
【請求項３１】
前記ヒーターは太陽電池ヒーターである請求項３０の流体を加熱するシステム。
【請求項３２】
流体を加熱するシステムであって、
流体を加熱し、保存するタンクであって、
主流体の吸気口及び主流体の排気口を有する、主流体のための保存タンクと、
前記主流体から隔離されて前記保存タンクを通して副流体を流すための装置であって、
１つの端部が前記保存タンクの壁にある第１取り付け部分に、他の端部が前期保存タンクの壁にある第２取り付け部分に取り付けられた、前記保存タンクを介して延びる第１管と、
１つの端部が前記保存タンクの壁にある第３取り付け部分に、他の端部が前期保存タンクの壁にある第４取り付け部分に取り付けられた、前記保存タンクを介して延びる第２管と、
前記第１管と前記第２管との間に流体を連結し、且つ前記保存タンクないに配置された熱交換器と、を含み、
少なくとも前記第１又は第２取り付け部分のいずれか一方は、副流体の吸気口として機能し、少なくとも前記第３又は第４取り付け部分のいずれか一方は、副流体の排気口として機能する、
副流体を流すための装置と、
を含む流体を加熱し、保存するタンクと、
前記副流体のためのヒーターであって、前記ヒーターは副流体の吸気口及び副流体の排気口を有し、前記ヒーターの前記副流体の吸気口は前記流体を加熱し、保存するタンクの前記副流体の排気口より低い、前記ヒーターの前記副流体の排気口は前記流体を加熱し、保存するタンクの前記副流体の吸気口より低い前記副流体のためのヒーターと、
前記ヒーターの前記副流体の排気口から前記流体を加熱し、保存するタンクの前記副流体の吸気口へ副流体を流すための導管と、
前記流体を加熱し、保存するタンクの前記副流体の排気口から前記ヒーターの副流体の吸気口へ副流体を流すための導管と、
を含む。
【請求項３３】
前記ヒーターは太陽電池ヒーターである請求項３２の流体を加熱するシステム。
【請求項３４】
副流体の吸気口又
副流体の排気口として機能されない、前記第１、２、３又は４取り付け部分のいずれか１つをキャップするためのキャップを更に含み、前記キャップは前記副流体を大気圧に維持するための呼吸孔を含む請求項３２の流体を加熱するシステム。
【請求項３５】
副流体の吸気口又は副流体の排気口として機能されない、前記第１、２、３又は４取り付け部分のいずれか１つをキャップするためのキャップを更に含み、前記キャップは副流体が追及されることを可能とするように着脱可能である請求項３２の流体を加熱するシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、加熱された液体のための自稼動力ポンプ（self-powered pumps）に関する。また、本明細書は、タンク内に保存された流体を加熱するのに使用され得る熱交換器を有する流体保存タンクに関する。更に、本明細書は、この構成部品のいずれか一方又は両方を使用する流体加熱システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池水ヒーターシステムは、一般的に２つの主構成部品を有する流体加熱システムの種類である。第１構成部品は、複数の真空管及び移動される加熱された流体を一時的に保存するための断熱された容器を含み得る、太陽電池を使用して水を加熱するための太陽電池パネルである。第２構成部品は、加熱された水を保存するための保存タンクである。上昇する傾向にある加熱された水が自然に、ポンプを使用することなく、保存タンク内に溜まるように、保存タンクをパネルの上に配置することは一般的である。しかし、この配置は様々な不利な点がある。先ず、保存タンクが重いことがあるので、パネルの上にタンクを配置するのは、システムの上部が重くなり、従って強い風等において不安定になることを引き起こす。また、タンクが見苦しく思われ得る。
【０００３】
この不利な点を考慮して、保存タンクが太陽電池パネルより低い配置された太陽電池水加熱システムが展開されている。これは、ホース又は管を介してパネルと保存タンクとの間で水を循環する電気ポンプの使用によって一般的に実現される。このようなシステムは、ポンプが外部パワー（すなわち、電気）を消費し、且つ設備、取り付け及び作動に関する費用が増加し得る制御システムを必要とするという不利な点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
いくつかの太陽電池水ヒーターシステムは、互いに隔離されている、主液と副液の２つの液体の種類を使用する。主液は、システム内で加熱される水、例えば、飲用に供するための水である。副液は、太陽電池パネル内で加熱される、熱が熱交換器によって主液に移動される、他の液体である。副液は、一般的に、水の氷点より低い氷点である。これは、寒冷気候において、パネルが凍害を受ける危険性を制限するためである。副液は、例えば、普通の自動車用フロントガラス洗浄液に使用されるエチレングリコール又はエタノール溶液であってもよい。熱交換器は、主液と副液との間に流体が連結されなく、副液から主液に熱を移動するために使用される。熱交換器は、主液保存タンク内に収容される。このようなタンクにおいて、作用中に熱交換器の振動は構造的完全性を脅かすことがあり、漏れの危険を冒す。更に、この種類の知られている液体保存タンクは、一般的に、特定の消費者に適されない所定の姿勢で取り付けられ得る。
【０００５】
外部パワーを使用せず、加熱された液体のためのポンプは好ましい。また、より振動に耐えることができる、１つ以上の姿勢で取り付けられ得る、流体を加熱し、保存するタンクは好ましい。最後に、この構成部品のいずれか一方又は両方を使用する流体加熱システムは好ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書の一態様によれば、ベースと上端を有する、前記加熱された液体を収容するための気密容器と、吸気管の端部が前記気密容器内にあるように前記気密容器内に上に延びる、加熱された液体の吸気管と、前記吸気管の前記端部より低い前記気密容器からの、加熱された液体の排気口と、端部が前記気密容器内にあり、前記排気口及び前記吸気管の前記端部より高く、且つ前記気密容器の前記上端の内面より低いように、前記気密容器内に上に延びる呼吸パイプであって、前記呼吸パイプの反対端が前記気密容器外にあり、前記ベースより低い前記呼吸パイプと、前記反対端が、ポンプの作用中に開放された容器に溜まった加熱された液体に沈み得るように、前記呼吸パイプの前記反対端を収容するための開放された容器と、を含む加熱された液体のための自稼動力ポンプが提供さている。
【０００７】
本明細書の他態様によれば、主流体の吸気口と主流体の排気口と副流体の吸気口及び副流体の排気口とを有する主流体のための保存タンクと、前記保存タンク内に配置された、前記主流体から隔離されて前記保存タンクを通して液体である副流体を流すための、前記副流体の吸気口と前記副流体の排気口との間に流体を連結し、熱交換器を含む装置と、を含む流体を加熱し、保存するタンクと、副流体のための吸気口及び副流体のための排気口を有する、前記流体を加熱し、保存するタンクより高い、前記副流体のためのヒーターと、前記流体を加熱し、保存するタンクの前記副流体の排気口から前記ヒーターの吸気口へ副流体を流すための戻し導管と、ポンプが前記ヒーターの排気口のレベルより高い、液体である前記副流体のための自稼動力ポンプであって、ベースと上端を有する、前記副流体を収容するための気密容器と、吸気管の端部が前記気密容器内にあるように前記気密容器内に上に延びる、副流体の吸気管と、前記吸気管の前記端部より低い、前記気密容器からの、副流体の排気口と、前記呼吸パイプの端部が前記気密容器内にあり、前記自稼動力ポンプの前記排気口及び前記吸気管の前記端部より高く、且つ前記気密容器の前記上端より低いように、前記気密容器内に上に延びる呼吸パイプであって、前記呼吸パイプの反対端が前記気密容器外にあり、前記ベースより低い呼吸パイプと、前記反対端が、ポンプの作用中に開放された容器に溜まった加熱された副流体に沈み得るように、前記呼吸パイプの前記反対端を収容するための開放された容器と、を含む自稼動ポンプと、前記ヒーターの排気口から前記自稼動力ポンプの前記副流体の吸気管へ副流体を上に流すための導管と、前記自稼動力ポンプの排気口から前記流体を加熱し、保存するタンクの前記副流体の吸気口へ副流体を流すための導管と、を含む流体を加熱するシステムが提供さている。
【０００８】
本明細書の他態様によれば、前記液体のための吸気口及び前記液体のための排気口を有する、前記液体を加熱するためのヒーターと、ポンプが前記ヒーターの排気口のレベルより高い、前記加熱された液体を送るための自稼動力ポンプであって、ベースと上端を有する、前記加熱された液体を収容するための気密容器と、吸気管の端部が前記気密容器内にあるように前記気密容器内に上に延びる、加熱された液体の吸気管と、前記吸気管の前記端部より低い、前記気密容器からの、加熱された液体の排気口と、前記呼吸パイプの端部が前記気密容器内にあり、前記自稼動力ポンプの前記排気口及び前記吸気管の前記端部より高く、且つ前記気密容器の前記上端より低いように、前記気密容器内に上に延びる呼吸パイプであって、前記呼吸パイプの反対端が前記気密容器外にあり、前記ベースより低い呼吸パイプと、前記反対端が、ポンプの作用中に開放された容器に溜まった加熱された液体に沈み得るように、前記呼吸パイプの前記反対端を収容するための開放された容器と、を含む流体を送るための自稼動力ポンプと、前記ヒーターの排気口から前記自稼動力ポンプの前記加熱された液体の吸気管へ加熱された液体を上に流すための導管と、を含む液体を加熱するシステムが提供さている。
【０００９】
本明細書の他態様によれば、主流体の吸気口及び主流体の排気口を有する、主流体のための保存タンクと、前記主流体から隔離されて前記保存タンクを通って副流体を流すための装置であって、１つの端部が前記保存タンクの壁にある第１取り付け部分に、他の端部が前期保存タンクの壁にある第２取り付け部分に取り付けられた、前記保存タンクを介して延びる第１管と、１つの端部が前記保存タンクの壁にある第３取り付け部分に、他の端部が前期保存タンクの壁にある第４取り付け部分に取り付けられた、前記保存タンクを介して延びる第２管と、前記第１管と前記第２管との間に流体を連結する、且つ前記保存タンク内に配置された熱交換器と、を含む装置と、を含む流体を加熱し、保存するタンクが提供さている。
【００１０】
本明細書の他態様によれば、流体を加熱し、保存するタンクであって、主流体の吸気口及び主流体の排気口を有する、主流体のための保存タンクと、前記主流体から隔離されて前記保存タンクを通して液体である副流体を流すための装置であって、１つの端部が前記保存タンクの壁にある第１取り付け部分に、他の端部が前期保存タンクの壁にある第２取り付け部分に取り付けられた、前記保存タンクを介して延びる第１管と、１つの端部が前記保存タンクの壁にある第３取り付け部分に、他の端部が前期保存タンクの壁にある第４取り付け部分に取り付けられた、前記保存タンクを介して延びる第２管と、前記第１管と前記第２管との間に流体を連結する、且つ前記保存タンクないに配置された熱交換器と、少なくとも前記第１又は第２取り付け部分のいずれか一方は、副流体の吸気口として機能し、少なくとも前記第３又は第４取り付け部分のいずれか一方は、副流体の排気口として機能すること、を含む液体である副流体を流すための装置と、を含む流体を加熱し、保存するタンクと、前記副流体のための吸気口及び前記副流体のための排気口を有する、前記副流体のためのヒーターと、前記ヒーターの排気口から流体を加熱し、保存するタンクの副流体の吸気口へ、且つ流体を加熱し、保存するタンクの副流体の排気口からヒーターの吸気口へ前記副流体を循環するためのポンプと、を含む流体を加熱するシステムが提供さている。
【００１１】
本明細書の他態様によれば、流体を加熱し、保存するタンクであって、主流体の吸気口及び主流体の排気口を有する、主流体のための保存タンクと、前記主流体から隔離されて前記保存タンクを通して液体である副流体を流すための装置であって、１つの端部が前記保存タンクの壁にある第１取り付け部分に、他の端部が前期保存タンクの壁にある第２取り付け部分に取り付けられた、前記保存タンクを介して延びる第１管と、１つの端部が前記保存タンクの壁にある第３取り付け部分に、他の端部が前期保存タンクの壁にある第４取り付け部分に取り付けられた、前記保存タンクを介して延びる第２管と、前記第１管と前記第２管との間に流体を連結する、且つ前記保存タンクないに配置された熱交換器と、少なくとも前記第１又は第２取り付け部分のいずれか一方は、副流体の吸気口として機能し、少なくとも前記第３又は第４取り付け部分のいずれか一方は、副流体の排気口として機能すること、を含む液体である副流体を流すための装置と、を含む流体を加熱し、保存するタンクと、吸気口及び排気口を有する、前記流体を加熱し、保存するタンクより高い、前記副流体のためのヒーターと、前記流体を加熱し、保存するタンクの前記副流体の排気口から前記ヒーターの吸気口へ副流体を流すための戻し導管と、ポンプが前記ヒーターの排気口のレベルより高い、前記副流体のための自稼動力ポンプであって、ベースと上端を有する、前記副流体を収容するための気密容器と、吸気管の端部が前記気密容器内にあるように前記気密容器内に上に延びる、副流体の吸気管と、前記吸気管の前記端部より低い、前記気密容器からの、副流体の排気口と、前記呼吸パイプの端部が前記気密容器内にあり、前記自稼動力ポンプの前記排気口及び前記吸気管の前記端部より高い、且つ前記気密容器の前記上端の内面より低いように、前記気密容器内に上に延びる呼吸パイプであって、前記呼吸パイプの反対端が前記気密容器外にあり、前記ベースより低い呼吸パイプと、前記反対端が、ポンプの作用中に開放された容器に溜まった加熱された副流体に沈み得るように、前記呼吸パイプの前記反対端を収容するための開放された容器と、を含む自稼動力ポンプと、前記ヒーターの排気口から前記自稼動力ポンプの前記副流体の管へ副流体を上に流すための導管と、前記自稼動力ポンプの排気口から前記流体を加熱し、保存するタンクの前記副流体の吸気口へ副流体を流すための導管と、を含む流体を加熱するシステムが提供さている。
【００１２】
本明細書の他態様によれば、流体を加熱し、保存するタンクであって、主流体の吸気口及び主流体の排気口を有する、主流体のための保存タンクと、前記主流体から隔離されて前記保存タンクを通して副流体を流すための装置であって、１つの端部が前記保存タンクの壁にある第１取り付け部分に、他の端部が前期保存タンクの壁にある第２取り付け部分に取り付けられた、前記保存タンクを介して延びる第１管と、１つの端部が前記保存タンクの壁にある第３取り付け部分に、他の端部が前期保存タンクの壁にある第４取り付け部分に取り付けられた、前記保存タンクを介して延びる第２管と、前記第１管と前記第２管との間に流体を連結し、且つ前記保存タンクないに配置された熱交換器と、を含み、少なくとも前記第１又は第２取り付け部分のいずれか一方は、副流体の吸気口として機能し、少なくとも前記第３又は第４取り付け部分のいずれか一方は、副流体の排気口として機能する、副流体を流すための装置と、を含む流体を加熱し、保存するタンクと、前記副流体のためのヒーターであって、前記ヒーターは副流体の吸気口及び副流体の排気口を有し、前記ヒーターの前記副流体の吸気口は前記流体を加熱し、保存するタンクの前記副流体の排気口より低い、前記ヒーターの前記副流体の排気口は前記流体を加熱し、保存するタンクの前記副流体の吸気口より低い前記副流体のためのヒーターと、前記ヒーターの前記副流体の排気口から前記流体を加熱し、保存するタンクの前記副流体の吸気口へ副流体を流すための導管と、前記流体を加熱し、保存するタンクの前記副流体の排気口から前記ヒーターの副流体の吸気口へ副流体を流すための導管と、を含む流体を加熱するシステムが提供さている。
【発明の効果】
【００１３】
本明細書の他の態様及び特徴は、図面を参照すると共に下記の発明を実施するための形態の説明を検討すると、当業者に明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】加熱された液体のための自稼動力ポンプ及び流体を加熱し、保存するタンクを使用する例示的な流体加熱システムの概略側面図である。
【図２】加熱された液体が膨張された場合の図１のポンプの概略図である。
【図３】加熱された液体が縮小された場合の図１のポンプ装置の概略図である。
【図４】図１に比べて代替の流体加熱システムに使用される、流体を加熱し、保存するタンクの断面図である。
【図５】図４の保存タンクの概略図である。
【図６】図１に比べて代替の流体加熱システムに使用される、流体を加熱し、保存するタンクの断面図である。
【図７】図６の保存タンクの概略図である
【図８】代替の流体加熱システムの実施形態の断面図である。
【図９】図１の流体を加熱し、保存するタンクを使用し、ポンプを必要としない、他の例示的な流体加熱システムの概略側面図である。
【図１０】内部構造が図１に比べて異なった流体を加熱し、保存するタンクの図である。
【図１１】図１に示されるポンプに比べて代替のポンプの概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１を参照するに、主液（例えば、飲用に供するための水）を加熱するために適している例示的な液体加熱システム１０は作用中の概略側面図として示している。システム１０は、副液を加熱するためのヒーター１２と、加熱された副液を送るための自稼動力ポンプ１４（以下、都合上のために、「ポンプ１４」と呼ぶ）と、熱交換器４６を中に有し、且つ、流体を加熱して保存するタンク１６（以下、流体加熱／保存タンク１６と呼ぶ）と、を含んでいる。ヒーター１２、ポンプ１４及び流体加熱／保存タンク１６内の熱交換器４６は、システム１０内に「ループ」、つまり、副液が循環できる閉回路を形成するように、相互に連結している。図１において、ヒーター１２、ポンプ１４及び流体加熱／保存タンク１６の相対的なサイズは正確な縮尺ではない。例えば、ポンプ１４は、ヒーター１２及び流体加熱／保存タンク１６より小さくてもよい。
【００１６】
ヒーター１２は、液体を加熱するために、例えば、太陽電池パネル、ガスヒーター等、如何なる適切な装置であってもよい。加熱すべき副液を保持するための容器（不図示）を含む。副液は、氷点が水より低い液体、例えば、エチレングリコール又はエタノール溶液、であってもよい。ヒーター１２が太陽電池パネルである場合、寒冷気候において、複数のガラスの真空管を含み得るパネルが凍害を受ける可能性を低減する状況かもしれない。ヒーター１２によって加熱される副液は、上昇する傾向があるので、ポンプ１４に向かって、導管１７を通って、吸気管１８内に、上向きに流れる。
【００１７】
ポンプ１４は、加熱された副液を、ヒーター１２の排気口より低い流体加熱／保存タンク１６内の熱交換器４６に送る装置である。ポンプ１４は自稼動力ポンプ（self-powered pump）であり、すなわち、加熱された液体を送るために、外部パワーが必要ではない。ポンプ１４は、例えばガラス又は鋼鉄のような剛体材料から作られる、加熱された副液を収容するのに適した、気密容器２０を含む。気密容器は、断熱の気密容器であってもよい（例えば、真空によって断熱の気密容器）。容器は、示された実施形態において略平らなベース２２（しかし、他の実施形態において平らなベースに限定されない）と、上端２３を含む。吸気管１８は、吸気管の端部２４が容器２０内にあるように、ベース２２を通って、気密容器２０内に上向きに延びる。示された実施形態において排気管３０として示された容器２０からの加熱された液体の排気口２８は、吸気管１８の端部２４より低い。導管３１は排気管３０の他の端部を流体加熱／保存タンク１６の入り口に連結する。
【００１８】
呼吸パイプ３２は、端部３４が容器内にあり、かつ、排気口２８及び吸気管１８の端部２４の両方より高いように、容器２０のベース２２を通って上向きに伸びる。また、端部３４は、ポンプ１４が使用されている間、容器２０の液体の上に気体６０（例えば、空気と、ガス状又は蒸気状の副液）を維持するように、容器２０の上端２３の内面から離れる。呼吸パイプ３２の反対端３６は、容器２０の外にあり、ベース２２の下である。端部３６は、作用中にさまざまなレベルの副液を収容し得るように開放された容器３８（つまり、大気に開放された）内に収容される。端部３６は、ポンプ１４の作用中に沈むように、容器３８の縁３７より低い。これは、システム１０からの蒸発を制限する機能がある。しかし、端部３６が液体に沈まなくても、システム１０はある程度の時間（例えば、起動する時に）動作することができる。容器３８は断熱の容器であってもよい。
【００１９】
気密容器２０のベース２２は円形もよい。この場合、吸気管１８、排気管３０及び呼吸パイプ３２がベース２２を通る位置は、抽象的な、ベース２２に重ねた正三角形の頂点のように配置してもよい。
【００２０】
流体加熱／保存タンク１６は、熱交換器で副液によって加熱されるべく主液（この場合は水）を収容するためのものである。流体加熱／保存タンク１６は、主液のための収容タンク３９を含む。タンク３９は、加熱されるべく主液のための吸気口４０と、加熱後の主液のための排気口４２を含む。また、収容タンク３９は、副液をタンクを通して流すための装置を含む。装置は、収容タンク３９を通って延びる第１パイプ４９及び第２パイプ５０を含む。第１パイプ４８の１つの端部はタンク３９の壁にある第１の取り付け部分５２に取り付けられ、第１パイプ４８の他の端部はタンク３９の壁にある第２の取り付け部分５４に取り付けられる。同様に、第２パイプ５０の１つの端部はタンク３９の壁にある第３の取り付け部分５８に取り付けられ、第２パイプ５０の他の端部は壁にある第４の取り付け部分６０に取り付けられる。本実施形態において、パイプ４８と５０は略平行であるが、これは必須ではない。示された実施形態において、第１と３の取り付け部分５２と５８はタンク３９の１つの壁にあって、第２と第４の取り付け部分５４と６０は対壁に配置される。これはすべての実施形態において必ずしも必須ではない。熱交換器４６はタンク３９内に配置し、パイプ４８と５０の流体を連結する。熱交換器４６の目的は、熱交換器４６を通って流れる副液からタンク３９内の主液に、熱を伝えることでる。図１において、熱交換器４６は複数の放射する羽根として示されたが、他の実施形態において他の形式になることができる（例えば、コイル）。
【００２１】
組み合わせとして、図１に示された実施形態のパイプ４８、５０及び熱交換器４６は、Ｈ状（又、以下説明するように、Ｎ状）の形になる。これはすべての実施形態において必ずしも同じではない。例えば、もしパイプ４８，５０は略平行でなければ、且つ、熱交換器４６は略真っ直ぐでなければ、構造体は、Ｈ状又はＮ状の形にならない可能性がある。図１の熱交換器４６の上、下にあるパイプ４８の部分はそれぞれ、パイプ４８の脚６４、脚６８と呼ぶ。図１の熱交換器４６の上、下にあるパイプ５０の部分はそれぞれ、パイプ５０の脚７０、脚７２と呼ぶ。脚６４、６８の長さは同じでなくてもよいし、脚７０、７２の脚の長さも同じでなくてもよい。すなわち、熱交換器４６は、タンク３６の中心に配置されなくてもよい。例えば、熱交換器４６は、タンク３９の上端より、タンク３９の底に近く配置されてもよい（タンク３９の意図の取り付けの姿勢（installation orientation）において）。
【００２２】
パイプ４８及び５０は、図１に示された細長い流体加熱／保存タンク１６の場合において、長さ方向に垂直な方向に、タンク３９の壁に取り付けられることによって熱交換器４６に構造的な安定をもたらす。これは、作用中に起こり得る、熱交換器４６の振動を制限し、従って、流体加熱／保存タンク１６の構造的な損害（例えば、隙間による漏れ等）の危険性を低下する。
【００２３】
パイプ４８と５０、及び熱交換器４６は、副液が収容タンク３９内の主液から隔離されて収容タンク３９を通って流れることを可能とする。この隔離は、主液が副液に汚染されることを避ける（また、その反対）。また、望むなら、ヒーター１２及びポンプ１４の損害の危険性なく、タンク３９が都市水道水の圧力にかけられることを可能とする。
【００２４】
取り付け部分５２、５４、５８及び６０は、例えば、銅又はステンレス鋼の取り付け部分であってもよい。本実施形態において、取り付け部分は、導管のねじ端部（例えば、導管３１を取り付け部分５２内に）の防水の連結や、ねじキャップで、タンク３９の外部からの、取り付け部分の防水キャッピング（例えば、取り付け部分５４内のキャップ５６）を簡単にするように、ねじが切られている。作用中に、タンク３９の取り付け部分のどれにキャップするか、且つ、流れている副液のための導管を、取り付け部分のどれに連結するかは、消費者の施設での流体加熱／保存タンク１６の意図される姿勢等によって、使用者に決定されてもよい。通常は、第１、２の取り付け部分５２及び５４のいずれか１つはキャップされ、第３、４の取り付け部分５８及び６０のいずれか１つはキャップされる。キャップされない取り付け部分５２又は５４は、ポンプ１４からの導管３１に連結され、キャップされない取り付け部分５８又は６０は、戻し導管８０に連結される。これは、熱交換器を通って、副液の流れを促す。例えば、図１において、取り付け部分５４及び６０は、それぞれキャップ５６及び６２にキャップされている。取り付け部分５２と５４の両方は、取り付け部分の両方が導管３１から副液を受けるように（例えば、Ｔ又はＹの連結装置によって）、キャップされなく、且つ、相互に連結すること、及び／又は取り付け部分５８と６０は、キャップされなく、戻し導管８０に連結する（例えば、Ｔ又はＹの連結装置によって）ことは、可能であるが、その可能性はより低い。いくつかの実施形態において、漏れに対する感受性の減少のために、キャップされた取り付け部分は、着脱可能にキャップされなく、むしろ取り外せないようにキャップされてもよい（例えば、工場で溶接によって）。
【００２５】
示された実施形態において、断熱材７４は、副液がタンク３９を出る脚７０を囲む。この断熱材７４は、取り付け部分５２を介して入ったときより冷たい、出ている副液がタンクを出るときに、タンク内の周囲の主液の熱を奪うことを防ぐ。脚７２は同様に断熱材７６に囲まれる。なぜならば、流体加熱／保存タンク１６のいくつかの姿勢においては、副液が、取り付け部分５８ではなく、むしろ取り付け部分６２を介してＨ状の構造体を出ることができるからである。
【００２６】
作用中に、タンク３９は、完全に主液で満たされてもよく（例えば、タンクが都市水道水の圧力にかけられる）、又は部分的に主液で満たされてもよい（タンクは大気に開放される、従って、都市水道水の圧力にかけられない場合）。
【００２７】
戻し導管８０は、取り付け部分５８を介して液体加熱／保存タンク１６を出ている副液をまたヒーター１２へ流して、ループを完成する。 すべての導管／パイプ１７、３１、３２及び８０は、大気に熱損失を制限するために、断熱される。図１においてはっきりと示されないが、ポンプ１４及び流体加熱／保存タンク１６も断熱される。
【００２８】
作用中に、副液はヒーター１２によって加熱される。加熱された副液は、膨張して、断熱された導管１７に沿って容器２０内の吸気チューブ１８内に上昇する。作用中に、容器２０内の副液のレベル２６は、吸気管１８の端部２４より高くても、低くてもよい。液体のレベル２６は、時間にわたって変化し得る、システム１０内の副液の現在温度を含めて、多くの要因によって異なる。これは、時間にわたってヒーター１２による可変加熱による可能性がある。例えば、ヒーター１２は、太陽電池パネルとすれば、加熱度は晴れるときに高くなり、曇るときに低くなり得る。
【００２９】
図２は、システム１０内の副液が極めて熱くなった場合の、容器２０内の副液のレベル２６を示す。図１に比べて増加した副液のレベル２６は、システム１０内の副液が膨張することによるものである。膨張によって副液のレベル２６が上昇するにつれて、タンク２０内の過熱された副液の上のガス６０（ガス状の副流体に混じった空気又は他のガスであってもよい）の体積が減る。この結果、容器２０が気密なので、ガスの圧力は上昇する。この上昇した圧力は、一部のガスを、パイプ３２を介して下に押し下げる傾向にある。ガスの圧力が十分である場合、下に押し下げられたガスは、パイプ３２の下端３６から脱出することができ、開放された容器３８内の副液を介して上に泡立つことができる。容器２０内の副液のレベル２６は、たまに、一時的に呼吸パイプ３２の端部３４の高さを超えるが、容器２０内の液体のレベル２６が端部３４の高さに下がるまで、副液はパイプ３２を介して開放された容器３８内へ下に流れるので、これは一時的である。
【００３０】
図３は、システム１０内の副液が冷たくなる場合の、容器２０内の副液のレベル２６を示す。減少したレベル２６は、システム１０内の副液が収縮することによるものである。副液のレベル２６が下がるにつれて、副液の上のタンク２０内のガス６０の体積が上昇する。その結果、容器２０内のガスの圧力は下がる。これは、呼吸パイプ３２内のガスを容器２０内に引く傾向にある。これはまた、図３に示されたように、開いた容器３８から副液が呼吸パイプの下端３６内に引かれることを引き起こすかもしれない。副液が開いた容器３８内から、またパイプ３２に沿って、容器２０に上に引かれることは、容器２０内の副液を不利に冷やすかもしれないので、ありそうもなく、また、おそらく好ましくない。ガス及び／又は副液が呼吸パイプ３２に沿って上に引かれる原因となり得る他の要因は、冷えている副液が吸気管１８に沿った下向きの放出を含み得る。効果を現す要因は、システム１０内の様々な位置においての変更する副流体の相対温度によって、時間にわたって異なり得る。
【００３１】
システム１０内の液体の加熱と冷却の間の、パイプ３２を介するガスと液体の周期的な放出と進入は、パイプ３２が「呼吸パイプ」と呼ばれる理由である。
【００３２】
加熱された副液は、ポンプ１４を出ると、断熱された導管３１及び取り付け部分５２（この場合には副液の入り口として機能する）を通って下に流れる。そして、パイプ４８、５０及び熱交換器４６から形成された「Ｈ状」の構造体を介する副液の流れは、加熱された副液が取り付け部分５２を介して脚６４に入り、熱交換器４６を介して脚７０に流れて、取り付け部分５８を介して脚７０（及び全体のＨ状の構造体）を出る。この構成において脚６８及び７２内の副液の流れが制限され得ること、及び存在しないことは、理解されるべきである。脚６４及び熱交換器４６内の加熱された副液はタンク３９内の流体に熱を伝える。出ていて、より冷たい副液は断熱された戻し導管８０を介してヒーター１２に戻る。ヒーター１２において副液が再加熱され、サイクルは再び開始される。
【００３３】
有利に、流体加熱／保存タンク１６がヒーター１２の排気口より低くても、外部パワーを使用せずにポンプ１４はシステム１０内のループの至るところに加熱された副液を循環する。ヒーター１２が太陽電池パネルである場合、これは太陽電池パネルが建物の外部（例えば、屋根）に取り付けられると共に、流体加熱／保存タンク１６がその下に建物の内（例えば、屋根裏部屋）に収容されることを可能とする。これは、上部の重い貯水タンクの問題を回避し、不必要な電気の消費を回避する。さらに、タンクが屋内に収容されるので、大気への熱損失（例えば、屋外の温度が低いときに起こり得る）を減らすことができる。また、こういう配置は、寒冷気候において起こり得る太陽電池パネルの凍害という問題を対処し得る。なぜならば、収容タンク内の主液が少なくとも収容される建物の内側と同様に温かい傾向にあるからである。タンク内の温かい主液は、より冷たい、屋外の空気によって冷却された副液を取り替えるために、次に熱交換器４６内の副液を加熱し、ヒーター（太陽電池パネル）１２内に上昇させる。この循環は、太陽電池パネル内の液体が氷結されることを避ける傾向にあるし、高価な凍害を回避し得る。凍害を避けるために、温かい副液が中に上昇し得るポンプ１４は同様である。ポンプ１４は、高さがシステムの他の構成部品に対して上記のとおりであれば、屋内又は屋外に取り付けられてもよい。
【００３４】
なお、システム１０は、副液（例えば、エチレングリコール）を使用して主液（例えば、水）を加熱するシステムとして上述されているが、副液を使用してガスを加熱しても機能できることは理解すべきである。従って、システム１０は「流体を加熱するシステム」として適切に表現されてもよい。さらに、流体加熱／保存タンク１６は、液体ではなく、むしろガスである副流体を使用して主流体を加熱するために、使用されることが可能である。
【００３５】
当業者が分かるように、本発明の特質から逸脱することなく、以上説明された実施形態を変更することができる。例えば、個別の容器３８の必要を避けるために、開放された容器３８が流体加熱／保存タンク１６内に組み込まれた副熱交換器を含むことが可能である。副熱交換器は、収容タンク３９内に、主流体から隔離されて、溢れた副液を保持するためのものである。これは、図４及び５に示されている。
【００３６】
図４及び５を参照するに、代替の流体加熱／保存タンク１１６は、それぞれ断面図及び斜視図として示される。明瞭のために、図１のパイプ４８と５０及び熱交換器４６から形成されたＨ状構造体は省略される。図４及び５において、副熱交換器２００は、図１の開放された容器３８と同様な役目を果たすが、個別の容器の必要を除外する。また、熱交換器２００は、作用中に、パイプ３２を介してポンプ１４を出て溢れた副液２０６及びガスから、タンク１１６内の主液に、熱を移動する役目を果たす。従って、副熱交換器２００は、「主」熱交換器と呼べる熱交換器４６の主液を加熱する役割を補足する。
【００３７】
熱交換器２００は開放された上端２０１（図４に示されるように）及び下端２０８（図４及び５に示されるように）を有する。開放された上端２０１は、タンク１１６の上端と同一平面であってもよい。下端２０８は、タンク１１６の底又はその底の近くに位置されている。例示的な熱交換器２００は、主液への熱交換を促進するために半径方向に延びる座金状の羽根を有する。副熱交換器２００は、開放された上端２０１の下に副液の導管（この場合には、呼吸パイプ３２である）を収容する。示された実施形態において、呼吸チューブ３２の下端３６は熱交換器２００の下端２０８より少し高い位置に配置される。示されるように、作用中に、端部３６は液体に沈み得る。
【００３８】
なお、図４及び５において、導管３０と呼吸パイプ３２の相対位置が入れ替わっているが、これは、熱交換器２００がＨ状（又はＮ状）主熱交換器の構造を干渉することを防ぐためである。この場合、例えば、図８に示されるように、排気管３０及び呼吸パイプ３２のポンプ１４内の相対位置に対応して変える必要がある。
【００３９】
タンク１１６内の主流体の好ましくない冷却をし得る、熱交換器２００内の副液の好ましくない冷却を制限するために、パイプ３２を囲むキャップ２０２は、熱交換器２００の開いた上端２０１をキャップする。キャップ２０２は、気密のキャップではない。キャップ周辺にある、一組の孔２０４（図５）は、ガスの通過を許容する。これは、熱交換器２００が大気に対して遮断されることを避けるためである。キャップは、断熱する部材、例えば、スタイロフォームTMから作られてもよい。
【００４０】
他の代替においては、流体加熱／保存タンクが大気に開放され、且つ主流体及び副流体は同じ液体である場合、タンク自体がタンクとして機能すると共に開いた容器３８としても機能する（すなわち、１つの構造体が両方の役割を機能する）と共に、個別の開いた容器３８が削除されてもよい。これは、図６及び７に示されている。
【００４１】
図６及び７を参照するに、代替の流体加熱／保存タンク２１６は、それぞれ断面図及び斜視図として示される。熱交換器４６を含むＨ状（又はＮ状）の構造体は、また、明瞭のために示されない。図４及び５のように、導管３０と呼吸パイプ３２の相対位置が入れ替わっているが、これは、呼吸パイプ３２がＨ状（又はＮ状）の構造を干渉することを防ぐためである。例えば、図８のように、排気管３０及び呼吸パイプ３２のポンプ１４内の相対位置に対応して変える必要がある。加熱すべき主液は、第１パイプ４０を介して図６及び７の保存タンクに入って、加熱された主液は第２パイプを介してタンク２１６を出る。開口２９９によって表示されるように、タンク２１６は、大気に開放されている。従って、タンク２１６が完全に主液で満たされることはいつも必要ではない。示された実施形態において呼吸パイプ３２の下部である、溢れた副流体のためのパイプ（secondary fluid spillover pipe）はタンク３９内に下に延びる。パイプ３２の開いた端部３６は、前記タンクの底の上であり（すなわち、少し上に離れる）、且つ、タンク３９の内部との間に流体が連結している。一時的に主液のレベルが端部３６より低くなってもポンプ１４が機能することができるが、閉じられた液体のループから液体の蒸発を制限するために、この端部３６は、作用中にタンク２１６内の主液のレベルより低く位置すべきである。なお、呼吸パイプ３２はタンク２１６の内部との間に流体が直接に連結されるので、ヒーター１２、ポンプ１４及び熱交換器４６によって形成された閉じられたループを通って循環する副液は、２つの液体の混合が起こり得るので、タンク２１６内の主液と同じであるべきである。
【００４２】
場合によって、流体加熱／保存タンク１６が、図１に示されるように、横に置かれるために、消費者の施設に十分な空間がないかもしれない。このような場合、消費者は、垂直配向した流体加熱／保存タンク１６を好むかもしれない。この構成は図８に示される。
【００４３】
図８を参照するに、例示的な液体を加熱するシステム１００が示される。２つの例外を除いて、システム１００は図１のシステム１０と同じである。まず、図１に比べて、排気管３０及びポンプ１４内の呼吸パイプ３２の相対位置が入れ替われている。これは、ポンプ１４の代替の構成を示すにすぎない。 次に、流体加熱／保存タンク１６は、垂直配向で端部に立てられている。従って、いくつかの消費者にとって好ましい、より小さいタンク１６の面積になる。この姿勢でタンク１６とシステム１００の他の部分との連結を促進するために、図１において取り付け部分５４内にあるキャップ５６は図８において、取り付け部分５２に移動され、導管３１は取り付け部分５４に取り付けられる。他のキャップ６２は、取り付け部分６０内に残されている。取り付け部分がこのようにキャップされると、「Ｈ状」の構造体を介して加熱された副液の流れが、図１と異なることについては、次のように理解される。加熱された副液が（取り付け部分５２を介して脚６４に入ることなく）取り付け部分５４を介して脚６８に入り、熱交換器４６を介して脚７０に流れ、取り付け部分５８を介して脚７０を出る。この構成において、脚６４及び７２内の副液の流れは制限され、及び存在しないことは、理解されるべきである。従って、図８のシステム１００は、消費者が便利であるか、消費者の施設において空間制限によって必要とされるように、取り付け部分５２か５４のいずれが副液の吸気口として、且つ、取り付け部分５６か５８のいずれが副液の排気口として使用されるように、流体加熱／保存タンク１６をどのように消費者が容易に構成出来るかを示す。タンク１１６をシステムの他の部分（例えば、ヒーター１２及びポンプ１４）に連結するのに必要となる導管の長さを制限するためにタンク１６の両側にある取り付け部分（つまり、取り付け部分５４と５８、または取り付け部分５２と６０）をキャップし、且つ、導管の湾曲部又はひじの数を制限することは好ましいかもしれない。図８において、流体加熱／保存タンク１６は、図１においてタンクが単独で立っているベースに隣接して、タンク３９の壁に単独で立っている。隣接した壁は、ベースより小さい面積である。流体加熱／保存タンク１６の全ての実施形態が、複数の姿勢で取り付けられることは必要ではない。
【００４４】
ポンプ１４のような自稼動力ポンプを有しない流体を加熱するシステムにおいて、図１の流体加熱／保存タンク１６が使用されることは可能である。 このような代替のタンクの使用は、図９に示される。
【００４５】
図９を参照するに、代替の流体を加熱するシステム９００は、作用中の概略的な側面図として示される。システム９００は、主液、例えば、飲用に供するための水を加熱するためのシステムである。システム９００は、副液を加熱するための太陽電池ヒーター９０２とヒーター９０２の上の流体加熱／保存タンク１６を含む。さまざまな例外を除いて、タンク１６は、以上説明されたタンクと略同じである。まず、キャップ５６は、（取り付け部分５４ではなく）取り付け部分５２をキャップするために使用される。次に、キャップ６２は取られ、異なるキャップ９６２が取り付け部分５８をキャップするために使用される（取り付け部分６０はキャップされないままである）。キャップ９６２は、熱交換器４６内の副液が膨張及び収縮すると共に、ガスの大気へ／からの放出及び進入を許容する「呼吸孔」と呼ばれる小さい開口９６４を有する。太陽電池ヒーター９０２及びタンク１６内の熱交換器４６は、副液が循環できる閉回路を形成するように、相互に連結している。キャップ５６と９６２の一方又は両方は、例えば、最初又は流体が蒸発するときに、副液が閉回路に追求されることを促進するために、着脱可能（例えば、ねじが切られているキャップ）である。
【００４６】
太陽電池ヒーターは、市販されている従来のヒーターである。ヒーター９０２は副液のための容器９１２を含む。容器は、副液の吸気口９１０と副液の排気口９０８を有する。吸気口９１０と導管９０６との間に流体が連結され、導管９０６の他の端部と、取り付け部分６０との間に流体が連結される。排気口９０８と導管９０４との間に流体が連結され、導管９０６の他の端部と取り付け部分５４との間に流体が連結される。ヒーター９０２は、副液を加熱するために太陽電池を集める太陽電池パネル９１４も含む。太陽電池パネル９１４は、例えば、垂直方向に配置された区画の一組、又は、垂直方向に配置されたガラスの真空管の一連を有する平面パネルであってもよい。
【００４７】
運転においては、太陽電池がパネル９１４内の副液を加熱する。加熱された副液は、膨張して、自然に容器９１２内に上昇する。次ぎに、加熱された溶液は、排気口９０８を通って容器を出て、導管９０４を通って、取り付け部分５４を介してタンク１６内に上に流れる。示された実施形態において、取り付け部分５４は、タンク１６の副液の吸気口として機能する。そして、副液はパイプ４８の脚６８を通って熱交換器４６に入る。熱交換器４６は、副液からタンク１６内の主液に熱を移動する。次に、副液は、パイプ５０の脚７２内に熱交換器４６を出て、取り付け部分６０を介してタンク１６を出る。示された実施形態において、取り付け部分６０は、タンク１６の副液の排気口として機能する。次に、より冷たくなった副液は、下に導管９０６を通って、吸気口９１０を通って、また容器９１２内に、真空管９１４内に下に流れ、サイクルは再び開始する。
【００４８】
以上説明されたように、流体加熱／保存タンク１６のいくつかの実施形態において、熱交換器装置はＮ状の形になる。このような実施形態は図１０に示される。図１０を参照するように、流体加熱／保存タンク３１６は、加熱されるべく主液のための吸気口３４０、及び、加熱後の主液のための排気口３４２を有する主液のための収容タンク３３９を含む。副液をタンクを通して流すための装置は、図１と同様に、タンク３３９を通って延びる、それぞれ取り付け部分３５２と３５４及び３５８と３６０に取り付けられた、第１及び２管３４８及び３５０を含む。示され実施形態において、取り付け部分３５４及び３６０は、それぞれキャップ３５６及び３６２にキャップされる。熱交換器３４６はタンク３３９に配置し、パイプ３４８と３５０の流体を連結する。熱交換器４６は、パイプ３４８との接続点が取り付け部分３５４より取り付け部分３５２に近く、パイプ３５０との接続点が取り付け部分３５８より取り付け部分３６０に近い。従って、パイプ３４８の脚３６４は脚３６８より短く、且つ、パイプ３５０の（断熱材で断熱された）脚３７０は脚３７２より長い。これによって、熱交換器装置はＮ状の形になる。
【００４９】
ポンプ１４については、全ての実施形態において、吸気管１８、排気管３０及び呼吸パイプ３２のそれぞれが気密容器２０のベース２０を通るとは限らない。いくつかの実施形態において、１つ以上のパイプは気密容器２０の壁を通り得る。この場合には、パイプは、少なくとも容器２０の壁を通る位置で、垂直に対して傾いていてもよい。
【００５０】
いくつかの実施形態において、ポンプ１４の排気口２８は、容器２０内に延びるより、むしろ容器２０のベース２２と同一平面であってもよい。ポンプ１４のベースから下に延びる、いろいろなパイプ及び導管がベース２２で取り外し可能である（例えば、ねじが切られている）ことも、組み立て／解体の便宜及び保管の便宜のために、可能である。後者は、図１１に示される。
【００５１】
図１１を参照するに、図１のポンプの代替の実施形態１１１４が示される。示されるように、吸気管１１１８及び排気管１１３０はそれぞれ、少しだけ（又は全然）気密容器１１２０のベース１１２２の下に延びる。吸気管１１１８の下端１１９１は導管１１１７に（ヒーターへ）着脱可能に相互連結し、排気管１１３０の下端１１９３は導１１３１に（流体加熱／保存タンクへ）着脱可能に相互連結する。相互連結は、流体の相互連結であり、且つ、例えば、ねじの相互連結であってもよい。呼吸パイプ１１３２は上部１１３３及び下部１１９５を有する。上部１１３３は、剛体であって、上端１１３４が容器内にあり、容器１１２０の上端の内面より低いように容器１１２０のベース１１２２を通って上向きに伸びる。上部１１３３は少しだけ（又は全然）ベース１１２２の下に延びる（例えば、下端１１９４は、ベース１１２２と同一平面であり、又はベース１１２２直下に配置される）。呼吸パイプ１１３２の下部１１９５は、端部１１９４で上部１１３３に流体的、且つ着脱可能に連結されるし（detachably fluidly interconnected）、図１１に示されるように柔軟であってもよい。呼吸パイプの（端部１１３４の体側にあるので）反対端（と呼ばれる）１１３６は、ポンプの作用中に沈むように、縁１１３７の下に、開いた容器１１３８内に収容される。なお、呼吸パイプ１１３２の下部１１９５及び（図１の）呼吸パイプ３２は、一般的に（溢れた副流体のための）副流体の導管と呼ばれ得ることは理解されるべきである。
【００５２】
流体加熱／保存タンク１６のタンク部分３９の大きさ及び形が実施形態によって変化することも理解されるべきである。収容タンク３９が細長い（例えば、示されたように、円筒状）場合には、安定性のために、管４８及び５０が、例えば長さ方向より、むしろ（示されるように）長さ方向に垂直な方向に、タンク３９内に取り付かれてもよい。しかし、これは必須ではない。
【００５３】
図１の例示的なシステム１０は、水である主液を加熱するためのシステムとして説明された。もちろん、同じやり方は、他の液体の流体のシステムにおいて、飲用又はその他のために、他の種類の主液又はガスを加熱するのに使用され得ることは理解されるべきである。
【００５４】
以上説明された導管は、柔軟な、又は剛体の導管であってもよいことは理解されるべきである。
【００５５】
はっきり説明されなく、且つ図において示されていないが、大気に開放されない流体加熱／保存タンク（例えば図１、４及び１０のタンク１６、１１６及び３１６）がタンクの壁又は底に排気弁を組み込み得ることも理解されるべきである。これは、例えばタンク内の圧力が極めて高くなるときにタンクの損害を避けるために、タンクの圧力を開放するのに使用されてもよい。また、タンクが最初に主流体で満たされる間に、タンクから空気を開放するのに機能されてもよい。
【００５６】
以上説明された自稼動力ポンプは、収容タンクが主流体の吸気口と、主流体の排気口と、副流体の吸気口と、副流体の排気口と、保存タンク内に配置された、主流体から隔離されて液体である副流体を保存タンクを通して流すための、副流体の吸気口と副流体の排気口との間に流体を連結し、熱交換器を含む装置と、を有する主流体のための収容タンク、を有する如何なる流体加熱／保存タンクと使用され得ることは更に理解されるべきである。実施可能性については、装置が振動に対して安定されなくてもよい。
【００５７】
流体加熱／保存タンクが、ポンプが自稼動力ポンプではない流体を加熱するシステムにおいて、使用され得ることは更に理解されるべきである。例えば、電動ポンプは自稼動力ポンプを置き換えてもよい。この場合には、ヒーター、ポンプ及びタンクの相対高さは、必ずしも図１に示されたものと同じではない。また、ポンプは、ヒーターの排気口から流体加熱／保存タンクの副流体の吸気口へ、且つ流体加熱／保存タンクの副流体の排気口からヒーターの吸気口へ副流体を循環する場合、必ずしも図１の自稼動力ポンプの、システムの閉ループ回路内の位置と同じ位置に配置されない。
【００５８】
他の変更が当業者に明らかであるので発明は請求項において定義されている。
【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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【国際調査報告】
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