(57)【要約】【課題】  従来の落水式太陽熱温水装置において、貯湯槽の温水を使用者が利用する場合に水と混ぜて適当な温度にするのに湯水混合栓が使用できないという問題があった。【解決手段】  落水式太陽熱温水装置１は、貯湯槽３０の上部には上部接続口３１が、貯湯槽３０の下部には下部接続口３２が設けられており、貯湯槽３０からコレクタ２０への揚水時にはポンプ４１を介して下部接続口３２からコレクタ２０へ連通する流路が形成され、コレクタ２０から貯湯槽３０への落水時にはコレクタ２０から上部接続口３１へ連通する流路が形成され、貯湯槽３０の温水と熱交換して上水を給湯用に利用する給湯時にはポンプ４１を介して貯湯槽３０の温水を上部接続口３１から取り出し、熱交換器５０の一次側５１を通過させて貯湯槽３０の下部接続口３２へ戻る流路が形成される流路切り換え手段を有している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽熱を集熱するコレクタと、
前記コレクタより低い位置にあり前記コレクタへ送る水及び前記コレクタで昇温した水を貯留する貯湯槽と、前記貯湯槽に貯留された温水と上水とを熱交換する熱交換器と、前記貯湯槽から前記コレクタへ揚水を行うこと及び前記貯湯槽と前記熱交換器の間の循環を行うポンプと、前記コレクタ、前記貯湯槽、前記熱交換器および前記ポンプを連接する配管とを備えた落水式太陽熱温水装置において、前記貯湯槽の上部には上部接続口が、前記貯湯槽の下部には下部接続口が設けられており、前記貯湯槽から前記コレクタへの揚水時には前記ポンプを介して前記下部接続口から前記コレクタへ連通する流路が形成され、前記コレクタから前記貯湯槽への落水時には前記コレクタから前記上部接続口へ連通する流路が形成され、前記貯湯槽の温水と熱交換して上水を給湯用に利用する給湯時には前記ポンプを介して前記貯湯槽の温水を前記上部接続口から取り出し、前記熱交換器の一次側を通過させて前記貯湯槽の前記下部接続口へ戻る流路が形成される流路切り換え手段を有することを特徴とする落水式太陽熱温水装置。
【請求項２】
前記上部接続口が設けられた前記貯湯槽の内部には前記貯湯槽に貯留する湯水の水位の変化に対応するフロート式の連通口が設けられていることを特徴とする請求項１記載の落水式太陽熱温水装置。
【請求項３】
前記流路切り換え手段は二組の三方弁が前記配管を切り換えることを特徴とする請求項１または請求項２記載の落水式太陽熱温水装置。
【請求項４】
落水を行うかどうかの判定を落水時に湯水が通過する前記ポンプの吐出側の前記配管に設けられた温度センサーのみで行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３記載の落水式太陽熱温水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽熱を集熱して水を加熱させることで得られた温水を給湯用に利用する落水式太陽熱温水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽熱温水装置には、汲み置き式、自然循環式、強制循環式等の様々な方式がある。この中で、強制循環式の太陽熱温水装置は、貯湯槽とコレクタを分離することができ、貯湯槽の容量とコレクタの枚数（集熱面積）の組み合わせが変えられことにより様々なシステムが組めること並びに、屋根にコレクタだけが設置されることから見た目が良いこと及び屋根に集中荷重がかからない等の利点を有している。
【０００３】
しかしながら、強制循環式の太陽熱温水装置では、屋根に設けたコレクタと地上に設けた貯湯槽は離れた状態で設置されることになるので、コレクタと貯湯槽との間を往復する２本の配管とコレクタに設けた温度センサーの取り付けや配線を太陽熱温水装置が設置される現場で施工する必要がある。そして、現場で施工される２本の配管や温度センサーの施工の良否でコレクタと貯湯槽の循環が適切に行われるか否かが決まることになるため、施工技術に一定以上の熟練した技術が必要ということがあり、本件出願人において、特許文献１および特許文献２の太陽熱温水装置を提案している。
【０００４】
特許文献１および特許文献２の太陽熱温水装置は、コレクタと貯湯槽の間を１本の配管で結ぶものであり、貯湯槽側にポンプを備えており、前記ポンプでコレクタへの揚水を行い、コレクタ側で所定の集熱が終わると重力を利用して集熱された温水を貯湯槽に落水させる。そしてこの揚水と落水の繰り返しにより貯湯槽内に温水を貯留させるとものとなっていた。
【０００５】
なお、特許文献１の太陽熱温水装置においては、揚水と落水の切り換え用三方弁１個と揚水用と給湯用を兼ねたポンプ１個の構成が開示されており、特許文献２の太陽熱温水加熱システムでは揚水と落水の切り換え用切換手段１個と、揚水用と給湯用のポンプ２個または揚水と落水の切り換え用及び給湯用の切換手段２個と、揚水と給湯を兼ねたポンプ１個の構成が開示されている。また、特許文献１および特許文献２ともにコレクタ（集熱板）には温度センサー（高温センサ・温度検知器）が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２７４８３７号公報
【特許文献２】特開２０００−１２１１７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の特許文献１および特許文献２の太陽熱温水装置（以下、落水式太陽熱温水装置と呼ぶ。）では、貯湯槽を密閉式とすることができず、開放式とする必要があった。
【０００８】
また、貯湯槽の給水に用いられる水は一般的に水道水が用いられ、この水道水は水道事業体が管理しており、水道水は飲用が可能な上水であることが義務付けられているので、水道事業体が管理する水道管には衛生上の安全性が保障された器具以外の接続は禁止されている。
【０００９】
一方、開放式の貯湯槽の場合は、貯湯槽内に貯留されている温水は大気に常に開放された状態となり、水道水に含まれている殺菌剤の塩素は大気に放出することになる。そのため、水道事業体は開放式の貯湯槽に貯留した温水を水道事業体が管理する水道管に逆流する虞のある器具の接続は認めていなかった。水道管に逆流する虞のある接続の一例としては、湯水混合栓の水側に水道管を接続し、湯側に開放式の貯湯槽からの湯が流入する管を接続する場合であり、湯水混合栓の内部で水道管の水と開放式の貯湯槽の湯を直接的に混合させる構造であり、水側に逆流防止手段を設けても逆流防止手段の故障等の可能性より、逆流の虞が排除できないとされていた。そのため、落水式太陽熱温水装置の貯湯槽の温水を使用者が利用する場合に水と混ぜて適当な温度にするのに水道管が水側に接続された湯水混合栓が使用できないという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【００１１】
第１発明の落水式太陽熱温水装置は、太陽熱を集熱するコレクタと、前記コレクタより低い位置にあり前記コレクタへ送る水及び前記コレクタで昇温した水を貯留する貯湯槽と、前記貯湯槽に貯留された温水と上水とを熱交換する熱交換器と、前記貯湯槽から前記コレクタへ揚水を行うこと及び前記貯湯槽と前記熱交換器の間の循環を行うポンプと、前記コレクタ、前記貯湯槽、前記熱交換器および前記ポンプを連接する配管とを備えた落水式太陽熱温水装置において、前記貯湯槽の上部には上部接続口が、前記貯湯槽の下部には下部接続口が設けられており、前記貯湯槽から前記コレクタへの揚水時には前記ポンプを介して前記下部接続口から前記コレクタへ連通する流路が形成され、前記コレクタから前記貯湯槽への落水時には前記コレクタから前記上部接続口へ連通する流路が形成され、前記貯湯槽の温水と熱交換して上水を給湯用に利用する給湯時には前記ポンプを介して前記貯湯槽の温水を前記上部接続口から取り出し、前記熱交換器の一次側を通過させて前記貯湯槽の前記下部接続口へ戻る流路が形成される流路切り換え手段を有することを特徴とする。
【００１２】
第２発明の落水式太陽熱温水装置は、請求項１記載の発明において、前記上部接続口が設けられた前記貯湯槽の内部には前記貯湯槽に貯留する湯水の水位の変化に対応するフロート式の連通口が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
第３発明の落水式太陽熱温水装置は、請求項１または請求項２記載の発明において、前記流路切り換え手段は二組の三方弁が前記配管を切り換えることを特徴とする。
【００１４】
第４発明の落水式太陽熱温水装置は、請求項１乃至請求項３記載の発明において、落水を行うかどうかの判定を落水時に湯水が通過する前記ポンプの吐出側の前記配管に設けられた温度センサーのみで行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
以上のような、技術的手段を有することにより、以下の効果を有する。
【００１６】
第１発明によれば、貯湯槽に貯留された温水と上水を給湯用に熱交換する熱交換器を有していることにより、前記熱交換器を介して前記貯湯槽に貯留された温水と上水を熱交換することができ、熱交換された上水は水道水を密閉した状態で熱交換するので、熱交換されて昇温した上水を湯水混合栓に接続することが可能となる。
【００１７】
同時に、前記貯湯槽からコレクタへ揚水を行うこと及び前記貯湯槽と前記熱交換器の間の循環を行うポンプと、前記貯湯槽から前記コレクタへの揚水時には前記ポンプを介して下部接続口から前記コレクタへ連通する流路が形成され、前記コレクタから前記貯湯槽への落水時には前記コレクタから上部接続口へ連通する流路が形成され、前記貯湯槽の温水と熱交換して上水を給湯用に利用する給湯時には前記ポンプを介して前記貯湯槽の温水を前記上部接続口から取り出し、前記熱交換器の一次側を通過させて前記貯湯槽の前記下部接続口へ戻る流路が形成される流路切り換え手段とを有しているので、流路を切り換えることにより、一つの前記ポンプで前記貯湯槽から前記コレクタへ揚水を行うこと及び前記貯湯槽と前記熱交換器の間の循環を行うことが可能であり、併せて流路の切り換えで前記コレクタから前記貯湯槽へ落水を行うことも可能な落水式太陽熱温水装置を提供できる。
【００１８】
第２発明によれば、第１発明を利用し、上部接続口が設けられた前記貯湯槽の内部には前記貯湯槽に貯留する湯水の水位の変化に対応するフロート式の連通口が設けられているので、前記貯湯槽に落水する際は前記貯湯槽内部に貯留する湯水をかき混ぜることなく、層状に温水を貯留することが可能であり、熱交換器への循環時には貯湯槽に貯留する温水の内の最も高温の温水から前記熱交換器に対して循環させることが可能なので熱交換率を向上させることのできる落水式太陽熱温水装置を提供できる。
【００１９】
第３発明によれば、第１発明または第２発明を利用し、前記流路切り換え手段は二組の三方弁が配管を切り換えるので、流路の構成が簡単かつ流路切り換え制御の容易な落水式太陽熱温水装置を提供できる。
【００２０】
第４発明によれば、第１発明乃至第３発明を利用し、落水を行うかどうかの判定を落水時に湯水が通過する前記ポンプの吐出側の配管に設けられた温度センサーだけで行うので、落水式太陽熱温水装置が設置される現地での温度センサーと信号線の工事が不要となり、落水式太陽熱温水器の設置時の工事の容易な落水式太陽熱温水装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る落水式太陽熱温水装置の概略構成図である。
【図２】本発明に係る実施例１のポンプ付流路切換部の説明図である。
【図３】本発明に係る実施例２のポンプ付流路切換部の説明図である。
【図４】本発明に係る実施例３のポンプ付流路切換部の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
発明を実施する形態について、図面に基づいて具体的に説明する。
【実施例１】
【００２３】
本発明の落水式太陽熱温水装置１の概略の構成について図１に基づいて説明する。落水式太陽熱温水装置１は、本体部１０と、本体部１０よりも高い場所、例えば屋根５等に設置されたコレクタ２０と、湯水混合栓６とで構成されている。本体部１０と湯水混合栓６には水道管７が連通されている。本体部１０は、貯湯槽３０と、ポンプ付流路切換部４０と、熱交換器５０と、上水加熱部６０と、これらを制御する制御部７０とで構成されている。
【００２４】
コレクタ２０は太陽熱を受ける面に集熱効率を上昇させる塗料を塗布した所定の広さを有した平板と、この平板に集熱した太陽熱を熱伝導させて内部の水を昇温させる平板に一体で形成された水保有部で構成されている。コレクタ２０は枚数を変えることにより集熱面積を変えることが可能であり、貯湯槽３０の容量との関係により適宜集熱面積を選択することができる。コレクタ２０の上部には空気抜き部２１が設けられ、空気抜き部２１が設けられた反対側の下部にはコレクタ接続口２２が設けられている。コレクタ２０はコレクタ接続口２２から配管９ａでポンプ付流路切換部４０と接続されている。
【００２５】
貯湯槽３０は略円筒状の形状であり、一般家庭用については２００〜５００リットル程度の内容量があるものが選択される。貯湯槽３０には、側面の上部に上部接続口３１と、下部に排水口を兼ねる下部接続口３２と、貯湯槽３０の側面にあって、上部接続口３１より高い位置にある溢水口３３と、貯湯槽３０の上面側に給水口３４が設けられており、それぞれ配管９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅが接続されている。
【００２６】
上部接続口３１は配管９ｂでポンプ付流路切換部４０と連通しており、下部接続口３２には配管９ｃで排水弁３９と連通している。排水弁３９は手動の三方弁であり、接続口Ａ３９ａ、接続口Ｂ３９ｂ、及び共通接続口３９ｃを有している。排水弁３９は配管９ｃとポンプ付流路切換部４０（共通接続口３９ｃと接続口Ａ３９ａが連通）、または配管９ｃと本体部１０の外部の排水溝（共通接続口３９ｃと接続口Ｂ３９ｂが連通）の何れかを選択して連通させることができる。貯湯槽３０内部に貯留する湯水を排水する必要がある場合以外は、下部接続口３２はポンプ付流路切換部４０と連通（共通接続口３９ｃと接続口Ａ３９ａが連通）している。
【００２７】
給水口３４には外部の水道管７と連通し、途中に上水加熱部６０と給水弁３８を通過する配管９ｅが接続され、貯湯槽３０には水道水等の上水が給水される。給水弁３８は貯湯槽３０の貯湯量が適切な範囲になるように制御部７０で制御されている。
【００２８】
溢水口３３は配管９ｄにより本体部１０の外部の排水溝に連通している。これにより、給水口３４から上水が貯湯槽３０に供給され、図示しない水位制御装置が故障して内部の水位が上昇したとしても、溢水口３３があることにより溢水口３３から上には水位は上昇することはなく、貯湯槽３０の溢水口３３から上側は外気に開放された状態となっている。そのため、給水口３４まで、貯湯槽３０の水位が上昇することはなく、断水により水道管７が負圧になったとしても給水口３４から、貯湯槽３０の内部に貯留した湯水が逆流することは防止されている。
【００２９】
上部接続口３１が設けられている貯湯槽３０の内部にはフロート式連通口３５が取り付けられている。フロート式連通口３５の全長は、貯湯槽３０の直径よりも短い長さであり、上部接続口３１に接続する側の反対側の端に開口部３５ａを有し、この開口部３５ａの近傍に屈曲自在に連結されたフロート３５ｂがある。フロート式連通口３５の上部接続口３１に接続する側はゴム管等の屈曲自在の弾性体の管３５ｃとなっている。フロート式連通口３５がこの構造を有していることで、フロート３５ｂが貯湯槽３０に貯留された湯水の上面（水面）と連動して動けば、フロート３５ｂと屈曲自在に連結された開口部３５ａは貯湯槽３０に貯留された湯水の上面よりやや沈むように調整されているので、貯湯槽３０に貯留された湯水の上面付近の湯水が常に出入りすることが可能となっている。そして、貯湯槽３０内に貯留する湯水の水位が変化した場合でも上部接続口３１の位置をセンターとしてフロート式連通口３５の全長に対応する上下範囲の水位変化に対応してすることができる。
【００３０】
熱交換器５０は熱交一次５１と熱交二次５６の二つ流路を有しており、熱交一次５１を通過する液体の保有する熱量を、熱交二次５６を通過する液体に移動させることができる。熱交一次５１には、一次入口５２と一次出口５３の二つの接続口を有しており、熱交二次５６には、二次入口５７と二次出口５８の二つの接続口を有している。なお、熱交一次５１と熱交二次５６の間では、熱移動は可能であるが流体の出入りは完全に分離されているので、熱交一次５１から熱交二次５６に流体が移動することはない。
【００３１】
上水加熱部６０について説明する。上水加熱部６０は水道管７が連通されている熱交換器５０の熱交二次５６に上水を通過させ、熱交一次５１を循環する温水で加熱し、必要な場合は、落水式太陽熱温水装置１の外部に設けられガスや灯油等の燃焼機を加熱源とする補助熱源装置６８で補助的に加熱して、湯水混合栓６に供給するものである。
【００３２】
水道管７は、湯水混合栓６の水側６ａ、熱交二次５６の二次入口５７、第１の混合弁６１の接続口Ｂ６１ｂ、第２の混合弁６２の接続口Ｂ６２ｂの夫々に配管で接続されている。なお、上水加熱部６０と接続される水道管７から延びる配管の途中には逆止弁８が設けられており、上水加熱部６０からの水道側へ湯水の逆流を防止するようになっている。熱交二次５６の二次出口５８は、第１の混合弁６１の接続口Ａ６１ａ、第２の混合弁６２の接続口Ａ６２ａ、給水弁３８の夫々に配管で接続されている。第２の混合弁６２の共通接続口６２ｃは補助熱源装置６８の給水口６８ａと配管で接続されており、配管の途中に流量センサー６７ｂと温度センサー６６ｂが設けられている。第１の混合弁６１の共通接続口６１ｃは、第３の三方弁６３の接続口Ｂ６３ｂと配管で接続されており、配管の途中に流量センサー６７ａと温度センサー６６ａが設けられている。補助熱源装置６８の出湯口６８ｂは、第３の三方弁６３の接続口Ａ６３ａと配管で接続されている。第３の三方弁６３の共通接続口６３ｃは湯水混合栓６の湯側６ｂと配管で接続されている。なお、水側６ａに供給された水道水と、湯側６ｂに供給された湯水とは、湯水混合栓６の内部で混合して湯水混合栓６の外部に供給される。
【００３３】
前記上水加熱部６０の構成で、熱交一次５１で間接的に加熱された熱交二次５６の湯は、二次出口５８を出て、第１の混合弁６１で水道管７からの水道水を所定の温度になるように混合させて、接続口Ｂ６３ｂと共通接続口６３ｃが連通した状態に切換えられている第３の三方弁６３を経由し、湯水混合栓６に所定の温度の湯水を供給する第１の出湯回路が形成される。また熱交二次５６の湯は、二次出口５８を出て、第２の混合弁６２で水道管７からの水道水を所定の温度になるように混合させて、補助熱源装置６８と接続口Ａ６３ａと共通接続口６３ｃが連通した状態に切換えられている第３の三方弁６３とを経由し、湯水混合栓６に湯水を供給する第２の出湯回路が形成される。
【００３４】
前記上水加熱部６０での湯温制御の具体例としては、温度センサー６６ａまたは６６ｂで検知される二次出口５８からの湯の温度をＴ１、湯水混合栓６へ供給する湯水の温度として図示しない操作盤で設定された温度をＴ２、０度を超え５度以下の範囲で予め制御部７０に設定される温度をαとし、以下の条件で、第１の混合弁６１、第２の混合弁６２及び第３の三方弁６３は制御部７０に制御されている。
（１）Ｔ１−α≧Ｔ２の場合は、前記第１の出湯回路を介して二次出口５８からの湯と水道水を第１の混合弁６１で混合し温度Ｔ２の湯水として、湯水混合栓６に湯水を供給する。
（２）Ｔ１−α＜Ｔ２の場合は、前記第２の出湯回路を介して補助熱源装置６８に供給して温度Ｔ２の湯水として、湯水混合栓６に湯水を供給する。
【００３５】
また、補助熱源装置６８への供給が可能な湯水の最高温度がＴｍで、Ｔ１−α＜Ｔ２でかつＴ１＞Ｔｍの場合、第２の混合弁６２で二次出口５８からの湯に水道水を所定の割合で混合しＴｍ以下の温度にして補助熱源装置６８に供給するように制御部７０で制御されている。
【００３６】
なお、上水加熱部６０の構成を、二次出口５８と温水混合栓６を直接接続する構成としたり、二次出口５８と温水混合栓６との間に補助熱源装置６８だけを介在させて補助的に加熱する構成にしても良い。
【００３７】
ポンプ付流路切換部４０について図２により説明する。ポンプ付流路切換部４０は、ポンプ４１、第１の三方弁４２、第２の三方弁４３、温度センサー４６及び流量センサー４７により構成されている。この構成で、ポンプ４１を揚水手段とし、下部接続口３２からコレクタ接続口２２へ連通させる揚水流路と、コレクタ２０に水が満たされた状態を維持する集熱流路と、温度センサー４６で通過する水温を測定可能であり、コレクタ接続口２２から上部接続口３１に連通させる落水流路と、ポンプ４１を循環手段とし、温度センサー４６で循環する水温及び流量センサー４７で循環する水量が測定可能であり、貯湯槽３０から、上部接続口３１、一次入口５２、熱交一次５１、一次出口５３、下部接続口３２で再び貯湯槽３０に戻り循環流路を形成することができる。
【００３８】
ポンプ付流路切換部４０のポンプ４１は電動機を駆動させることにより液体を一方向に送ることができ揚水流路が形成された場合の揚水手段と、循環流路が形成された場合の循環手段となる。また、ポンプ付流路切換部４０の流路切換手段として、第１の三方弁４２及び第２の三方弁４３が設けられている。第１の三方弁４２には接続口Ａ４２ａ、接続口Ｂ４２ｂ、及び共通接続口４２ｃを有しており、第２の三方弁４３には接続口Ａ４３ａ、接続口Ｂ４３ｂ、及び共通接続口４３ｃを有している。第１の三方弁４２及び第２の三方弁４３は、何れも電動駆動部を有しておりこの電動駆動部が駆動することで流路を切り換えることができる。
【００３９】
制御部７０は、ＣＰＵ（中央処理装置）の処理装置、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶装置より構成され、温度センサー４６、６６ａ、６６ｂや流量センサー４７、６７ａ、６７ｂ、貯湯タンク３０の水位を検出する水位電極（図示せず）の電気的な信号を受けて、給水弁３８、ポンプ４１、第１の三方弁４２、第２の三方弁４３、第１の混合弁６１、第２の混合弁６２および第３の三方弁６３を、記憶装置に予めプログラムされた内容や操作盤（図示せず）からの操作内容に従って前記の各種制御を電気的に処理し、制御するようになっている。
【００４０】
（ポンプ付流路切換部の構成）
ポンプ付流路切換部４０の構成について説明する。上部接続口３１と第１の三方弁４２の接続口Ａ４２ａが配管９ｂで接続され、第１の三方弁４２の共通接続口４２ｃと熱交一次５１の一次入口５２が配管で接続され、熱交一次５１の一次出口５３と第２の三方弁４３の共通接続口４３ｃが配管で接続され、第２の三方弁４３の接続口Ａ４３ａとコレクタ接続口２２が配管９ａで接続され、第２の三方弁４３の接続口Ｂ４３ｂと第１の三方弁４２の接続口Ｂ４２ｂ及び排水弁３９を介して下部接続口３２とが配管で接続されている。なお、熱交一次５１の一次出口５３と第２の三方弁４３の共通接続口４３ｃを結ぶ配管の途中にはポンプ４１、流量センサー４７及び温度センサー４６が設けられている。また、貯湯槽３０は、排水弁３９が排水側と連通してない状態（共通接続口３９ｃと接続口Ａ３９ａが連通）であり、給水弁３８が開くことで内部に水道管７からの上水が溢水口３３の近傍まで貯留された状態である。
【００４１】
（揚水時の構成）
揚水時には制御部７０は第１の三方弁４２の接続口Ｂ４２ｂと共通接続口４２ｃが連通し、第２の三方弁４３の共通接続口４３ｃと接続口Ａ４３ａが連通するように制御し、同時にポンプ４１を駆動させる。すると、貯湯槽３０に貯留された湯水はポンプ４１を揚水手段として下部接続口３２、第１の三方弁４２、熱交一次５１、第２の三方弁４３を経て、コレクタ接続口２２からコレクタ２０へ揚水され、空気抜き部２１でコレクタ２０の内部の空気が抜けるまで、すなわちコレクタ２０の内部に貯湯槽３０に貯留された湯水が完全に満たされるまで揚水される。その後、第２の三方弁４３の共通接続口４３ｃと接続口Ｂ４３ｂが連通するように駆動させ、ポンプ４１を停止し、揚水を終了し太陽熱を集熱する。
【００４２】
（落水時の構成）
揚水を停止した状態で所定時間（実施の形態では３０分間）維持した後、第２の三方弁４３の接続口Ａ４３ａと共通接続口４３ｃが連通し、第１の三方弁４２の共通接続口４２ｃと接続口Ａ４２ａが連通するように制御する。コレクタ２０が貯湯槽３０よりも高い場所に設置されているのでコレクタ２０の内部に貯留する湯水には重力が働き、空気抜き部２１から空気が流入することで、コレクタ２０の内部に貯留する湯水は落水を開始する。コレクタ接続口２２、第２の三方弁４３、熱交一次５１、第１の三方弁４２、上部接続口３１、フロート式連通口３５の経路で貯湯槽３０に落水する。その際共通接続口４３ｃと一次出口５３の配管の途中に設けてある温度センサー４６により、コレクタ２０で集熱された温度を検知して集熱が十分であれば所定時間（実施の形態では２０秒間）の落水を継続し、集熱が不十分と判断すれば、落水を中止して揚水し、集熱が十分行われるまで揚水と落水を繰り返す。集熱が十分行われて落水が行われれば、再度揚水時の動作を行う。
【００４３】
落水時に上部接続口３１から貯湯槽３０に流入するコレクタ２０からの温水は、フロート式連通口３５の開口部３５ａより貯湯槽３０に貯留している湯水の上面側に、貯留している湯水をかき混ぜることなく流入し、貯湯槽３０内部に貯留する水は上面側より下に向かって順に層状に昇温する。
【００４４】
（循環時の構成）
湯水混合栓６（図１参照）の湯側が開かれると、上水加熱部６０に設けられた流量センサー６７ａまたは６７ｂ（図１参照）の何れかが流水を検知することで制御部７０は湯水混合栓６の湯側が開かれたと判断し、第１の三方弁４２の接続口Ａ４２ａと共通接続口４２ｃが連通するようにし、第２の三方弁４３の共通接続口４３ｃと接続口Ｂ４３ｂが連通するようにし、同時にポンプ４１を駆動させる。ポンプ４１が駆動することで、貯湯槽３０の湯水はフロート式連通口３５の開口部３５ａから吸い込まれ、フロート式連通口３５、上部接続口３１、第１の三方弁４２、熱交一次５１、第２の三方弁４３、排水弁３９、下部接続口３２を経由して再び貯湯槽３０に戻り、循環する。この循環により、熱交二次５６の上水は加熱されて湯水混合栓６に温水が供給される。
【００４５】
湯水混合栓６の湯側が閉められると、上水加熱部６０に設けられた流量センサー６７ａ、または６７ｂが止水を検知することで制御部７０は湯水混合栓６の湯側が閉められたと判断し、湯水混合栓６の湯側が開けられる前の状態であった、揚水時、集熱時、落水時の何れかの状態に戻る。
【実施例２】
【００４６】
本発明の落水式太陽熱温水装置２について説明する。図３は落水式太陽熱温水装置２のポンプ付流路切換部４０ａの構成を説明する図であり、落水式太陽熱温水装置２は落水式太陽熱温水装置１のポンプ付流路切換部４０を、ポンプ付流路切換部４０ａに変更しているだけであるため、共通する部分には同一の符号を付けて説明を省略する。
【００４７】
（ポンプ付流路切換部の構成）
ポンプ付流路切換部４０ａは、上部接続口３１と熱交換器５０の一次入口５２が配管９ｂで接続され、熱交一次５１の一次出口５３と第１の三方弁４２の接続口Ａ４２ａが配管で接続され、第１の三方弁４２の共通接続口４２ｃと第２の三方弁４３の共通接続口４３ｃが配管で接続され、第２の三方弁４３の接続口Ａ４３ａとコレクタ接続口２２が配管９ａで接続され、第２の三方弁４３の接続口Ｂ４３ｂと第１の三方弁４２の接続口Ｂ４２ｂ及び排水弁３９を介して下部接続口３２とが配管で接続されている。なお、第１の三方弁４２の共通接続口４２ｃと第２の三方弁４３の共通接続口４３ｃを結ぶ配管の途中にはポンプ４１、流量センサー４７及び温度センサー４６が設けられている。また、貯湯槽３０は、排水弁３９が排水側と連通してない状態（共通接続口３９ｃと接続口Ａ３９ａが連通）であり、給水弁３８（図１参照）が開くことで貯湯槽３０の内部に水道管７からの上水が溢水口３３（図１参照）の近傍まで貯留された状態である。
【００４８】
（揚水時の構成）
揚水時には制御部７０は第１の三方弁４２の接続口Ｂ４２ｂと共通接続口４２ｃが連通し、第２の三方弁４３の共通接続口４３ｃと接続口Ａ４３ａが連通するように制御し、同時にポンプ４１を駆動させる。すると、貯湯槽３０に貯留された湯水はポンプ４１を揚水手段として下部接続口３２、排水弁３９、第１の三方弁４２、第２の三方弁４３、コレクタ接続口２２からコレクタ２０へ揚水され、空気抜き部２１でコレクタ２０の内部の空気が抜けるまで、すなわちコレクタ２０の内部に貯湯槽３０の湯水が完全に満たされるまで揚水される。その後、第２の三方弁４３の共通接続口４３ｃと接続口Ｂ４３ｂが連通するように駆動させ、ポンプ４１を停止し、揚水を終了する。
【００４９】
（落水時の構成）
揚水を停止した状態で所定時間維持した後、第２の三方弁４３の接続口Ａ４３ａと共通接続口４３ｃが連通し、第１の三方弁４２の共通接続口４２ｃと接続口Ａ４２ａが連通するように制御する。コレクタ２０が貯湯槽３０よりも高い場所に設置されているのでコレクタ２０の内部に貯留する湯水には重力が働き、空気抜き部２１から空気が流入することで、コレクタ２０の内部に貯留する湯水は落水を開始する。コレクタ接続口２２、第２の三方弁４３、第１の三方弁４２、熱交一次５１、上部接続口３１、フロート式連通口３５の経路で貯湯槽３０に落水する。その際共通接続口４３ｃと共通接続口４２ｃの配管の途中に設けてある温度センサー４６により、コレクタ２０で集熱された温度を検知して集熱が十分であれば所定時間の落水を継続し、集熱が不十分と判断すれば、落水を中止して揚水し、集熱が十分行われるまで揚水と落水を繰り返す。集熱が十分行われて落水が行われれば、再度揚水時の動作を行う。
【００５０】
落水時に上部接続口３１から貯湯槽３０に流入するコレクタ２０からの温水は、フロート式連通口３５の開口部３５ａより貯湯槽３０に貯留している湯水の上面側に、貯留している湯水をかき混ぜることなく流入し、貯湯槽３０内部に貯留する水は上面側より下に向かって順に層状に昇温する。
【００５１】
（循環時の構成）
湯水混合栓６（図１参照）の湯側が開かれると、上水加熱部６０に設けられた流量センサー６７ａまたは６７ｂ（図１参照）の何れかが流水を検知することで制御部７０は湯水混合栓６の湯側が開かれたと判断し、第１の三方弁４２の接続口Ａ４２ａと共通接続口４２ｃが連通するようにし、第２の三方弁４３の共通接続口４３ｃと接続口Ｂ４３ｂが連通するようにし、同時にポンプ４１を駆動させる。ポンプ４１が駆動することで、貯湯槽３０の湯水はフロート式連通口３５の開口部３５ａから吸い込まれ、フロート式連通口３５、上部接続口３１、熱交一次５１、第１の三方弁４２、第２の三方弁４３、排水弁３９、下部接続口３２を経由して再び貯湯槽３０に戻り循環する。この循環により、熱交二次５６の上水は加熱されて湯水混合栓６に温水が供給される。
【００５２】
湯水混合栓６の湯側が閉められると、上水加熱部６０に設けられた流量センサー６７ａ、または６７ｂが止水を検知することで制御部７０は湯水混合栓６の湯側が閉められたと判断し、湯水混合栓６の湯側が開けられる前の状態であった、揚水時、集熱時、落水時の何れかの状態に戻る。
【実施例３】
【００５３】
本発明の落水式太陽熱温水装置３について説明する。図４は落水式太陽熱温水装置３のポンプ付流路切換部４０ｂの構成を説明する図であり、落水式太陽熱温水装置３は落水式太陽熱温水装置１のポンプ付流路切換部４０を、ポンプ付流路切換部４０ｂに変更しているだけであるため、共通する部分には同一の符号を付けて説明を省略する。
【００５４】
（ポンプ付流路切換部の構成）
ポンプ付流路切換部４０ｂは、上部接続口３１と第１の三方弁４２の接続口Ａ４２ａが配管９ｂで接続され、第１の三方弁４２の共通接続口４２ｃと第２の三方弁４３の共通接続口４３ｃが配管で接続され、第２の三方弁４３の接続口Ｂ４３ｂと熱交一次５１の一次入口５２が配管で接続され、第２の三方弁４３の接続口Ａ４３ａとコレクタ接続口２２が配管９ａで接続され、熱交一次５１の一次出口５３と第１の三方弁４２の接続口Ｂ４２ｂ及び排水弁３９を介して下部接続口３２とが配管で接続されている。なお、第１の三方弁４２の共通接続口４２ｃと第２の三方弁４３の共通接続口４３ｃを結ぶ配管の途中にはポンプ４１、流量センサー４７及び温度センサー４６が設けられている。また、貯湯槽３０は、排水弁３９が排水側と連通してない状態（共通接続口３９ｃと接続口Ａ３９ａが連通）であり、給水弁３８（図１参照）が開くことで貯湯槽３０の内部に水道管７からの上水が溢水口３３（図１参照）の近傍まで貯留された状態である。
【００５５】
（揚水時の構成）
揚水時には制御部７０は第１の三方弁４２の接続口Ｂ４２ｂと共通接続口４２ｃが連通し、第２の三方弁４３の共通接続口４３ｃと接続口Ａ４３ａが連通するように制御し、同時にポンプ４１を駆動させる。すると、貯湯槽３０に貯留された湯水はポンプ４１を揚水手段として下部接続口３２、排水弁３９、第１の三方弁４２、ポンプ４１、第２の三方弁４３、コレクタ接続口２２からコレクタ２０へ揚水され、空気抜き部２１でコレクタ２０の内部の空気が抜けるまで、すなわちコレクタ２０の内部に貯湯槽３０に貯留された湯水が完全に満たされるまで揚水される。その後、第２の三方弁４３の共通接続口４３ｃと接続口Ｂ４３ｂが連通するように駆動させ、ポンプ４１を停止し、揚水を終了する。
【００５６】
（落水時の構成）
揚水を停止した状態で所定時間維持した後、第２の三方弁４３の接続口Ａ４３ａと共通接続口４３ｃが連通し、第１の三方弁４２の共通接続口４２ｃと接続口Ａ４２ａが連通するように制御する。コレクタ２０が貯湯槽３０よりも高い場所に設置されているのでコレクタ２０の内部に貯留する湯水には重力が働き、空気抜き部２１から空気が流入することで、コレクタ２０の内部に貯留する湯水は落水を開始する。コレクタ接続口２２、第２の三方弁４３、第１の三方弁４２、上部接続口３１、フロート式連通口３５の経路で貯湯槽３０に落水する。その際共通接続口４３ｃと共通接続口４２ｃの配管の途中に設けてある温度センサー４６により、コレクタ２０で集熱された温度を検知して集熱が十分であれば所定時間の落水を継続し、集熱が不十分と判断すれば、落水を中止して揚水し、集熱が十分行われるまで揚水と落水を繰り返す。集熱が十分行われて落水が行われれば、再度揚水時の動作を行う。
【００５７】
落水時に上部接続口３１から貯湯槽３０に流入するコレクタ２０からの温水はフロート式連通口３５の開口部３５ａより貯湯槽３０に貯留している湯水の上面側に、貯留している湯水をかき混ぜることなく流入し、貯湯槽３０内部に貯留する水は上面側より下に向かって順に層状に昇温する。
【００５８】
（循環時の構成）
湯水混合栓６（図１参照）の湯側が開かれると、上水加熱部６０に設けられた流量センサー６７ａまたは６７ｂ（図１参照）の何れかが流水を検知することで制御部７０は湯水混合栓６の湯側が開かれたと判断し、第１の三方弁４２の接続口Ａ４２ａと共通接続口４２ｃが連通するようにし、第２の三方弁４３の共通接続口４３ｃと接続口Ｂ４３ｂが連通するようにし、同時にポンプ４１を駆動させる。ポンプ４１が駆動することで、貯湯槽３０の湯水はフロート式連通口３５の開口部３５ａから吸い込まれ、フロート式連通口３５、上部接続口３１、第１の三方弁４２、第２の三方弁４３、熱交一次５１、排水弁３９、下部接続口３２を経由して再び貯湯槽３０に戻り循環する。この循環により、熱交二次５６の上水は加熱されて湯水混合栓６に温水が供給される。
【００５９】
湯水混合栓６の湯側が閉められると、上水加熱部６０に設けられた流量センサー６７ａ、または６７ｂが止水を検知することで制御部７０は湯水混合栓６の湯側が閉められたと判断し、湯水混合栓６の湯側が開けられる前の状態であった、揚水時、集熱時、落水時の何れかの状態に戻る。
【符号の説明】
【００６０】
１、２、３：落水式太陽熱温水装置
５：屋根
６：湯水混合栓
６ａ：水側
６ｂ：湯側
７：水道管
８：逆止弁
９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ：配管
１０：本体部
２０：コレクタ
２１：空気抜き部
２２：コレクタ接続口
３０：貯湯槽
３１：上部接続口
３２：下部接続口
３３：溢水口
３４：給水口
３５：フロート式連通口
３５ａ：開口部
３５ｂ：フロート
３５ｃ：弾性体の管
３８：給水弁
３９：排水弁
４０、４０ａ、４０ｂ：ポンプ付流路切換部
４１：ポンプ
４２：第１の三方弁
４３：第２の三方弁
３９ａ、４２ａ、４３ａ、６１ａ、６２ａ、６３ａ：接続口Ａ
３９ｂ、４２ｂ、４３ｂ、６１ｂ、６２ｂ、６３ｂ：接続口Ｂ
３９ｃ、４２ｃ、４３ｃ、６１ｃ、６２ｃ、６３ｃ：共通接続口
５０：熱交換器
５１：熱交一次
５２：一次入口
５３：一次出口
５６：熱交二次
５７：二次入口
５８：二次出口
６０：上水加熱部
６１：第１の混合弁
６２：第２の混合弁
６３：第３の三方弁
４６、６６ａ、６６ｂ：温度センサー
４７、６７ａ、６７ｂ：流量センサー
６８：補助熱源装置
６８ａ：給水口
６８ｂ：出湯口
７０：制御部
【図１】
2012184908.tif 000003
【図２】
2012184908.tif 000004
【図３】
2012184908.tif 000005
【図４】
2012184908.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成23年3月9日(2011.3.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
水道管７は、湯水混合栓６の水側６ａ、熱交二次５６の二次入口５７、第１の混合弁６１の接続口Ｂ６１ｂ、第２の混合弁６２の接続口Ｂ６２ｂの夫々に配管で接続されている。なお、上水加熱部６０と接続される水道管７から延びる配管の途中には逆止弁８が設けられており、上水加熱部６０から水道側への湯水の逆流を防止するようになっている。熱交二次５６の二次出口５８は、第１の混合弁６１の接続口Ａ６１ａ、第２の混合弁６２の接続口Ａ６２ａ、給水弁３８の夫々に配管で接続されている。第２の混合弁６２の共通接続口６２ｃは補助熱源装置６８の給水口６８ａと配管で接続されており、配管の途中に流量センサー６７ｂと温度センサー６６ｂが設けられている。第１の混合弁６１の共通接続口６１ｃは、第３の三方弁６３の接続口Ｂ６３ｂと配管で接続されており、配管の途中に流量センサー６７ａと温度センサー６６ａが設けられている。補助熱源装置６８の出湯口６８ｂは、第３の三方弁６３の接続口Ａ６３ａと配管で接続されている。第３の三方弁６３の共通接続口６３ｃは湯水混合栓６の湯側６ｂと配管で接続されている。なお、水側６ａに供給された水道水と、湯側６ｂに供給された湯水とは、湯水混合栓６の内部で混合して湯水混合栓６の外部に供給される。