(57)【要約】【課題】集熱体や湯水からの熱の放出を抑制して、効率良く温水を生成することのできる太陽熱温水器。【解決手段】太陽光を吸収して昇温する集熱体７が、本体ケースＣの表面側に配設された透明板体３に沿って本体ケースＣに収納され、集熱体７によって本体ケースＣに収納された貯湯部８内の湯水を加熱するように構成されている太陽熱温水器で、透明板体３と集熱体７との間のほぼ全面にわたって断熱用の真空層５が設けられている。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光を吸収して昇温する集熱体が、本体ケースの表面側に配設された透明板体に沿って前記本体ケースに収納され、その集熱体によって前記本体ケースに収納された貯湯部内の湯水を加熱するように構成されている太陽熱温水器であって、
前記透明板体と集熱体との間のほぼ全面にわたって断熱用の真空層が設けられている太陽熱温水器。
【請求項２】
前記透明板体が、板ガラスであって、その板ガラスと対面する別の板ガラスが、前記本体ケースの内側に配設されて、それら両板ガラスが、両板ガラス間に間隙部を有する複層ガラスに構成されている請求項１に記載の太陽熱温水器。
【請求項３】
前記複層ガラスが、前記間隙部を減圧状態に維持する真空複層ガラスであり、その真空複層ガラスの間隙部が、前記真空層として機能するように構成されている請求項２に記載の太陽熱温水器。
【請求項４】
前記両板ガラスのうち、前記本体ケースの内側に配設された板ガラスが、前記間隙部と反対側の面にＬｏｗ−Ｅ処理の施されたＬｏｗ−Ｅガラスで構成されている請求項２または３に記載の太陽熱温水器。
【請求項５】
前記透明板体が、板ガラスであって、その板ガラスの前記本体ケース内側の面にＬｏｗ−Ｅ処理が施されている請求項１に記載の太陽熱温水器。
【請求項６】
前記貯湯部が、管状の貯湯管により構成されて、その貯湯管が、前記集熱体により形成されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の太陽熱温水器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽光を吸収して昇温する集熱体が、本体ケースの表面側に配設された透明板体に沿って前記本体ケースに収納され、その集熱体によって前記本体ケースに収納された貯湯部内の湯水を加熱するように構成されている太陽熱温水器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような太陽熱温水器では、集熱体が太陽光を効率良く吸収する必要があり、そのため、本体ケースの表面側には、板ガラスなどからなる透明板体が配設されており、従来の太陽熱温水器では、その透明板体との間に空気層を介在させた状態で集熱体が配置されていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−９８１５７号公報（図１、図２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、従来の太陽熱温水器では、集熱体により太陽光を効率良く吸収して湯水を加熱することができる反面、集熱体や湯水が加熱された後において、例えば、日照時間の関係で太陽光の照射が弱くなって外気の温度が低下すると、集熱体や湯水に吸収された熱が、集熱体と透明板体との間の空気層を介して比較的短時間のうちに放出されて湯温の低下を招くという欠点があった。
【０００５】
本発明は、このような従来の欠点に着目したもので、その目的は、集熱体や湯水からの熱の放出を抑制して、結果的に効率良く温水を生成することのできる太陽熱温水器を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の特徴構成は、図１〜図７に例示するごとく、太陽光を吸収して昇温する集熱体７が、本体ケースＣの表面側に配設された透明板体３，１２に沿って前記本体ケースＣに収納され、その集熱体７によって前記本体ケースＣに収納された貯湯部８，１５内の湯水を加熱するように構成されている太陽熱温水器であって、前記透明板体３，１２と集熱体７との間のほぼ全面にわたって断熱用の真空層５が設けられているところにある。
【０００７】
請求項１の発明の特徴構成によれば、本体ケースの表面側に配設された透明板体と、太陽光の吸収で昇温して貯湯部内の湯水を加熱する集熱体との間において、そのほぼ全面にわたって断熱用の真空層が設けられているので、その断熱用の真空層によって集熱体や湯水からの熱の放出が抑制される。
すなわち、集熱体は太陽からの輻射により昇温するため、真空層により昇温が妨げられることはなく、しかも、昇温後においては、真空層によって熱伝導による熱の放出が抑制されるので、結果的に効率の良い温水の生成が可能となる。
【０００８】
請求項２の発明の特徴構成は、図１〜図４、図６、図７に例示するごとく、前記透明板体３が、板ガラスであって、その板ガラス３と対面する別の板ガラス４が、前記本体ケースＣの内側に配設されて、それら両板ガラス３，４が、両板ガラス３，４間に間隙部を有する複層ガラスに構成されているところにある。
【０００９】
請求項２の発明の特徴構成によれば、透明板体が、板ガラスであって、その板ガラスと対面する別の板ガラスが、本体ケースの内側に配設されて、それら両板ガラスが、両板ガラス間に間隙部を有する複層ガラスに構成されているので、単板の板ガラスに較べて断熱効果に優れ、その複層ガラスとは別に断熱用の真空層を設ける場合には、断熱用真空層と複層ガラスによる断熱効果の相乗作用により、一層確実に熱の放出を抑制することができる。
【００１０】
請求項３の発明の特徴構成は、図１〜図４、図６、図７に例示するごとく、前記複層ガラスが、前記間隙部を減圧状態に維持する真空複層ガラスＰであり、その真空複層ガラスＰの間隙部が、前記真空層５として機能するように構成されているところにある。
【００１１】
請求項３の発明の特徴構成によれば、複層ガラスが、その間隙部を減圧状態に維持する真空複層ガラスであり、真空複層ガラスの間隙部が、断熱用の真空層として機能するように構成されているので、真空複層ガラスをそのまま使用して本体ケースに組み付けることができ、その場合には、真空複層ガラスを構成する両板ガラスと本体ケースとの間に真空層用のシールを施す必要はない。
したがって、太陽熱温水器の構造を殊更複雑化することなく、太陽熱温水器の本体ケースに対して断熱用真空層を有する真空複層ガラスを簡単かつ確実に組み付けることができ、真空層に対するシールも確実に維持されて優れた断熱効果を期待することができる。
【００１２】
請求項４の発明の特徴構成は、図１〜図４、図６、図７に例示するごとく、前記両板ガラス３，４のうち、前記本体ケースＣの内側に配設された板ガラス４が、前記間隙部と反対側の面にＬｏｗ−Ｅ処理６の施されたＬｏｗ−Ｅガラスで構成されているところにある。
【００１３】
請求項４の発明の特徴構成によれば、複層ガラスを構成する両板ガラスのうち、本体ケースの内側に配設された板ガラスが、Ｌｏｗ−Ｅガラスで構成されているので、Ｌｏｗ−Ｅガラスにより集熱体側からの熱の放射も抑制され、集熱体や湯水からの熱の放出が一層確実に抑制される。
その際、Ｌｏｗ−Ｅガラスは、その特性により太陽光を受けてかなり高温になるが、Ｌｏｗ−Ｅガラスは、複層ガラスを構成する内側の板ガラスであり、外気に直接触れることがないので、Ｌｏｗ−Ｅガラスからの熱の放出も抑制され、しかも、そのためのＬｏｗ−Ｅ処理は、前記間隙部と反対側の面に施されているので、Ｌｏｗ−Ｅ処理部分から集熱体への熱の伝導も比較的良好に行われる。
【００１４】
請求項５の発明の特徴構成は、図５に例示するごとく、前記透明板体１２が、板ガラスであって、その板ガラス１２の前記本体ケースＣ内側の面にＬｏｗ−Ｅ処理６が施されているところにある。
【００１５】
請求項５の発明の特徴構成によれば、透明板体が、板ガラスであって、その板ガラスの本体ケース内側の面にＬｏｗ−Ｅ処理が施されているので、上述したように集熱体側からの熱の放射が抑制されて、集熱体や湯水からの熱の放出が一層確実に抑制されるとともに、そのＬｏｗ−Ｅ処理を内側の面に施すことで、Ｌｏｗ−Ｅ処理の剥がれなどに起因するＬｏｗ−Ｅ効果の低下を抑制することができる。
【００１６】
請求項６の発明の特徴構成は、図１〜図５に例示するごとく、前記貯湯部８が、管状の貯湯管により構成されて、その貯湯管８が、前記集熱体７により形成されているところにある。
【００１７】
請求項６の発明の特徴構成によれば、貯湯部が、管状の貯湯管により構成されて、その貯湯管が、集熱体により形成されているので、太陽光の吸収により昇温して湯水を加熱する集熱体そのものにより、貯湯部としての貯湯管を形成することで、構造の簡素化と部品点数の減少によるコストダウンを図ることができるとともに、集熱体から湯水への熱の伝導も、貯湯管の周囲から効率良く行うことができる。
【００１８】
なお、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明による太陽熱温水器の実施の形態を図面に基づいて説明する。
この太陽熱温水器は、図１〜図３に示すように、例えば、建屋の屋根Ｒの上に載置可能な本体ケースＣを備え、その本体ケースＣは、金属製の板材により二重構造に構成されていて、その内部空間内に断熱材１が充填され、上面のみが開口された扁平な矩形の箱状に形成されている。
その本体ケースＣの表面側となる上面には、ほぼ全面にわたって真空複層ガラスＰが配設され、その真空複層ガラスＰと本体ケースＣとがシール材Ｓにより気密にシールされて、本体ケースＣの内部空間が外気と遮断されるとともに、真空複層ガラスＰの上面には、透明な強化板ガラスからなるカバー用の板ガラス２が配設されて真空複層ガラスＰを覆っている。
【００２０】
真空複層ガラスＰは、本体ケースＣの上面側に位置する透明板体としての透明な板ガラス３と、その板ガラス３とほぼ平行に対面して本体ケースＣの内側に位置する別の透明な板ガラス４により構成されている。
両板ガラス３，４は、多数のスペーサ（図示せず）を介在させて間隙部を有するように対面配置され、その間隙部が減圧されるとともに、気密にシールされて減圧状態に維持されて、その間隙部が断熱用の真空層５として機能するように構成されている。
真空複層ガラスＰを構成する２枚の板ガラス３，４のうち、本体ケースＣの内側に配設の板ガラス４において、真空層５と反対側の面には、低放射性能を示すＬｏｗ−Ｅ特殊金属膜６がコーティングされている。もちろん、断熱性能を更に高めるため、真空層５に向かい合う面にもＬｏｗ−Ｅ特殊金属膜をコーティングし、板ガラス４の両面にＬｏｗ−Ｅ特殊金属膜をコーティングしてもよい。更に、板ガラス３において、いずれか一方の面あるいは両面にＬｏｗ−Ｅ特殊金属膜をコーティングすることもでき、要するに、板ガラス３の両面と板ガラス４の両面のうち、少なくとも一面以上にＬｏｗ−Ｅ特殊金属膜をコーティングして実施することができる。
また、太陽熱を効率良く集めるためには、Ｌｏｗ−Ｅ特殊金属膜による太陽光の吸収をできるだけ避けるべきであり、そのため、Ｌｏｗ−Ｅコーティング付き板ガラスの太陽光透過率は、最低でも６０％以上とするのが望ましい。
更に、板ガラス３，４自体もできる限り太陽光を吸収しないものが望ましく、そのためには、ガラスに含まれるＦｅＯ成分を排除した、いわゆる白板ガラスを使用するのが望ましく、また、板ガラスの表面に多層膜や微細な凹凸化処理を施して、太陽光の反射ロスを低減させることも効果的である。
【００２１】
前記本体ケースＣには、カバー用の板ガラス２と真空複層ガラスＰを通して照射される太陽光を吸収して昇温する集熱体７が、真空複層ガラスＰに沿ってほぼ平行になるように収納されている。
集熱体７は、例えば、金属製の板材で構成され、その板材をプレス加工することによって、集熱体７自体に貯湯部としての管状の貯湯管８が形成されていて、貯湯管８を形成する集熱体７の外表面には、太陽光の吸収を促進し、および／または、低放射性機能を持つ、例えば、ブラッククロム、ブラックニッケル、金−酸化マグネシウムサーメットなどの選択吸収材料が被覆されている。
集熱体７は、真空複層ガラスＰとほぼ同じ平面積を有し、その全面にわたって貯湯管８が適宜湾曲されて配管され、真空複層ガラスＰと集熱体７との間に空気層９が形成されるとともに、貯湯管８の一端には加熱用の水を供給する給水部１０が、他端には加熱後の湯を排出する給湯部１１が設けられている。
【００２２】
このような構成からなる太陽熱温水器によれば、カバー用の板ガラス２と真空複層ガラスＰを通して照射される太陽光により集熱体７が昇温され、その集熱体７によって貯湯管８内の湯水が加熱され、加熱後の湯が給湯部１１から給湯されることになる。
そして、集熱体７や貯湯管８内の湯水が加熱された後においては、真空複層ガラスＰの真空層５によって外部への熱の伝導が効果的に抑制され、かつ、Ｌｏｗ−Ｅ用の特殊金属膜６がコーティングされたＬｏｗ−Ｅガラス４によって外部への熱の放射も抑制されるので、給水部１０から貯湯管８内に供給された水を効率良く加熱することができる。
【００２３】
〔別実施形態〕
つぎに、別の実施形態について説明するが、重複説明を避けるため、先の実施形態で説明した構成や同じ作用を有する構成については、同じ符号を付すことにより説明を省略し、主として先の実施形態と異なる構成についてのみ説明する。
【００２４】
（１）先の実施形態では、本体ケースＣの上面に真空複層ガラスＰを配設し、真空複層ガラスＰの上面を別の板ガラス２でカバーした構成を示したが、図４に示すように、カバー用の板ガラス２をなくして実施することもでき、また、真空複層ガラスＰを構成する両板ガラス３，４間の間隙部を断熱用の真空層５として機能するように構成した例を示したが、真空複層ガラスＰを使用せずに実施することもできる。
例えば、真空複層ガラスＰに代えて、両板ガラス３，４間の間隙部に空気などを充填した普通の複層ガラスを使用し、複層ガラスと集熱体７との間、つまり、先の実施形態における空気層９部分を減圧して断熱用の真空層５とすることもできる。
【００２５】
また、複層ガラスを使用せずに実施することもでき、その一例を示したのが図５であり、本体ケースＣの最上面に位置する板ガラス１２、換言すると、先の実施形態で示した透明な強化板ガラスからなるカバー用の板ガラス２に相当する板ガラス１２が、透明板体として直接機能するように構成され、そのため、板ガラス１２と本体ケースＣとがシール材Ｓにより気密にシールされている。
さらに、貯湯管８を形成する集熱体７と本体ケースＣとの間もシール材Ｓにより気密にシールされ、板ガラス１２と集熱体７との間に保形用のスペーサ（図示せず）などを介在させて、板ガラス１２と集熱体７との間の間隙部が減圧されて断熱用の真空層５として機能するように構成され、板ガラス１２の本体ケースＣ内側の面には、Ｌｏｗ−Ｅ用の特殊金属膜６がコーティングされている。
【００２６】
（２）これまでの実施形態では、集熱体７自体により貯湯部としての貯湯管８を形成した例を示したが、これら集熱体７や貯湯部については種々の変形が可能であり、その一例を示したのが図６および図７である。
この図に示す別の実施形態では、集熱体７が平坦な板状に形成され、その板状の集熱体７が、真空複層ガラスＰの内側に配置されて本体ケースＣに保持されている。本体ケースＣの底と集熱体７との間の空間が、図６において左側に位置する下端部を除いて、横方向に延びる横壁体１３により上下に区画され、かつ、図７に示すように、縦方向に延びる複数の縦壁体１４により複数に区画されて、その複数に区画された貯湯部としての貯湯室１５が形成されている。
そして、下方の貯湯室１５には、給水部１０から分岐された多数の分岐給水部１０ａが接続され、上方の貯湯室１５には、給湯部１１から分岐された多数の分岐給湯部１１ａが接続されて、貯湯室１５内の湯水が、矢印で示す方向に循環するように構成されている。
【００２７】
（３）これまでの実施形態では、真空複層ガラスＰを構成する内側の板ガラス４あるいはカバー用の板ガラス１２をＬｏｗ−Ｅガラスで構成した例を示したが、Ｌｏｗ−Ｅガラスの使用は必ずしも必要不可欠なものではなく、Ｌｏｗ−Ｅガラスを使用せずに実施することもでき、また、透明板体として板ガラス３，１２を使用した例を示したが、板ガラス３，１２に代えて透明なアクリル板などを使用して実施することもできる。
さらに、実際の施工に際しては、太陽熱温水器とは別に、保温効果に優れた貯湯タンクなどを使用し、その貯湯タンクと太陽熱温水器の給湯部１１とを配管により接続し、加熱後の湯を順次貯湯タンクに供給して貯湯することも可能であり、この太陽熱温水器に対する配管構造などについては不問である。
【図面の簡単な説明】
【図１】太陽熱温水器の縦断側面図
【図２】太陽熱温水器の一部拡大縦断側面図
【図３】太陽熱温水器の横断正面図
【図４】別の実施形態による太陽熱温水器の縦断側面図
【図５】別の実施形態による太陽熱温水器の一部拡大縦断側面図
【図６】別の実施形態による太陽熱温水器の縦断側面図
【図７】別の実施形態による太陽熱温水器の横断正面図
【符号の説明】
３，１２  透明板体としての板ガラス
４        板ガラス
５        断熱用の真空層
６        Ｌｏｗ−Ｅ処理
７        集熱体
８        貯湯部としての貯湯管
１５      貯湯部
Ｃ        本体ケース
Ｐ        真空複層ガラス
【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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