(57)【要約】      （修正有）【課題】建物のひさしやベランダ等の屋根以外の場所に設置可能で、またアウトドアにおいて車の屋根に設置可能な太陽熱温水器を提供する。【解決手段】基本的構造は耐圧ホースを渦巻き状にして、小型軽量な太陽熱集熱器５ａ〜５ｆを6個から10個位を組み合わせて連結し、熱交換器ユニットBを構成する。小型軽量なため設置場所を選ばず設置できるので、家屋の屋根やひさし、ベランダのほか車の屋根やボンネットに設置することができる。循環ポンプ１を用いて強制循環すれば貯水槽を地上に置くことができ、家屋の屋根や車の屋根上重量は軽量な熱交換器ユニットBだけにする。強制循環するタイミングは太陽熱集熱器の熱飽和点前に行うプログラムすればよい。【選択図】図１
2012202595.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐圧ホースを渦巻き状にして固定しその両端にホース継ぎ手4を装着した太陽熱集熱器5を連結して熱交換器ユニットBを構成し、前記太陽熱集熱器5に通水することにより通水経路を形成し、太陽熱により熱交換して冷水を温水に変えることを特徴とした太陽熱温水器。
【請求項２】
前記した太陽熱集熱器を10個以下で連結して使用することを特徴とする請求項1記載の太陽熱温水器。
【請求項３】
前記通水経路の前記熱交換器ユニットBの前に逆止弁を、同熱交換器ユニットの後に通水制御弁を入れてこの間の水圧を維持させるようにした請求項1記載の太陽熱温水器
【請求項４】
前記熱交換器ユニットBへの通水を循環ポンプを運転し、通水制御弁を開くことにより水が還流することを特徴とする請求項1また3記載の太陽熱温水器。
【請求項５】
前記循環ポンプを、循環制御プログラムにより制御することにより熱飽和点前に強制循環させるようにしたことを特徴とする請求項4記載の太陽熱温水器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は太陽熱温水器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
集熱器と温水タンクが一体となった構造のものは太陽熱温水器を屋根上に設置し、集熱器の上にタンクを配置して熱対流を利用する自然循環式のものが知られている。従来の技術特許文献1では実開平6-28557のような無金属太陽熱温水器としてガラス板で表面を覆った筐体内に塩ビ管を使用して低価格を計画した温水器及び集熱器がある。これは温水タンクが上にあって下に集熱器を配置した一般的なものであるが、筐体内の金属製集熱器のかわりに大口径の塩ビ管を用いている。塩ビ管を用いて温水タンクと併用させたものは従来からあるが、これはそれを発展させて温水タンクを上に付け加えて熱対流させたものである。特許文献2では特開2002-98417のように集熱器を袋状にした形状でゴム引き軟質合成樹脂シートを用いて型枠に収めてはみ出さないようした上で、屋根の棟瓦をまたぐようにして左右一対に設置するようにしたものがあるが、これは袋の中に水を入れて集熱器と温水タンクを併用したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平6-28557
【特許文献２】特開2002-98417
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献1及び2で紹介したものはいずれも従来からあるものと同様に温水タンクが屋根上にある。このため屋根上には過大な重量が載るという欠点がある。今回の発明は太陽熱温水器を重量物の置けない屋根のひさしやベランダ等に設置できる他、アウトドア等にも用いるため、小型軽量で簡単に組み立てて使用することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
太陽熱温水器を建物の屋根以外の場所、例えばひさしやベランダ等に設置するためには小型、軽量であること、またアウトドアで使用するためには車の屋根に設置できて組み立てや解体が簡単にできることが必要である。そこでこれらを解決する為に熱交換器を分割して現場で組み立てができるようにするため次のような発明をした。耐圧ホースを渦巻き状にして固定し、その両端にホース継ぎ手を装着した、例えば10個以下の太陽熱集熱器を連結して熱交換器ユニットを構成し、前記太陽熱集熱器には好ましくは循環ポンプを用いて通水することにより通水経路を形成し、太陽熱により熱交換して冷水を温水に変えるようにした。
【０００６】
太陽エネルギーを効率よく熱交換するためには太陽熱集熱器内が満水状態でなければならない。そこで前記通水経路の熱交換器ユニットBの前に逆止弁を、同じく熱交換器ユニットBの後に通水制御弁を設けて水圧を維持するようにした。
【０００７】
熱交換器ユニットBが太陽エネルギーにより加熱されると放物線を描くように水温が上昇し、一定温度以上になると放熱を始める。この頂点を熱飽和点と定義することにする。この熱飽和点前に強制循環させると温水は貯水槽へ給湯され、熱交換器ユニットB内は冷水と入れ替わるので熱損失が小さい。そこで前記循環ポンプを循環制御装置のプログラムにより制御することにより熱飽和点前に強制循環するように設計した。
【発明の効果】
【０００８】
太陽熱集熱器を耐圧ホースで渦巻き状にし、その両端にホース継ぎ手を装着する構造にしたので,熱交換器Bは建物の屋根以外の部分、例えば図2に示すようなひさしやベランダ等にも設置できる。アウトドアで使用する際は携帯して移動ができるよう、小型軽量、設置、解体が簡単で現場で組み立てが容易にできる。また太陽熱集熱器1個の満水重量は5Kgである。例えばこれを6個連結して熱交換器ユニットを構成しても30kgを超えないので屋根上重量は極めて小さいこと、また水道水圧や循環ポンプ等によって太陽熱集熱器内の温水を排出し、冷水と入れ替える構造にしたので貯水槽を自然循環式のように屋根上に置く必要がなくなった。設置場所によっては太陽熱集熱気器は10個連結してもよい。また上記の如く制御装置の制御プログラムにより熱損失を少なくして、効率よく温水を得ることができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施例を付した貯湯式給湯装置を示す概略説明図
【図２】実施例で屋根のひさしに設置した例の写真
【図３】同実施例の図で集熱器本体平面図
【図４】同実施例の図で集熱器本体上面図
【図５】同実施例の図で車の屋根に搭載した例を示す平面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施形態を図面に基いて説明する。
【実施例】
【００１１】
図１は太陽熱温水器の全体の構成である。図2は太陽熱集熱器5で構成された熱交換器ユニットBが屋根のひさしに設置された実施例の写真、図3は全体図で耐圧ホースを渦巻き状にしてシリコンゴム等の固定剤11で固定しその両端にたけのこ形ホース継ぎ手またはねじ込み式ホース継ぎ手、ワンタッチ継ぎ手等のホース継ぎ手が装着されている。1の循環ポンプには2a通水管がつながれ、通水管2には耐圧ホースが用いられる。ここから3の逆止弁に行き逆止弁からは2bの通水管を通って4aのホース継ぎ手を経由して5aの集熱器に行く。水は集熱器5aから5fに向かって流れる。それぞれの集熱器5には4のワンタッチ継ぎ手があり、メス側4Sとオス側4Pを隣同士連結する。5fの集熱器からは2cの通水管を経由して6の通水制御弁に行き、通水管2dを経由して最後に7の貯水槽に温水を排出する。冷水は集熱器を通過する際に太陽熱によって熱交換され温水となって出てくる。通水制御弁を開くタイミングはそのときの条件によるが熱飽和点前になるよう8の制御装置の制御回路にプログラムされている。9は通水制御弁を開く制御用信号線であり10は循環ポンプの電源コードである。
【００１２】
この太陽熱温水器は、循環ポンプ1、逆止弁3、熱交換器ユニットB ,制御装置8、通水制御弁6、貯水槽7によって構成される。循環ポンプを用いて前記した熱交換器ユニットBで熱交換し温水を貯水槽に供給し循環するが、通水弁を開いて強制循環するタイミングは制御装置のプログラムによる。そのプログラムについて説明すると、この太陽熱集熱器は耐圧ホースでできているので太陽エネルギーが強ければ当然耐圧ホース内の水温は上昇する。温度は太陽エネルギーの強さと外気温との温度差の関係で決まるので方物線を描いて上昇し、その頂点で放熱を始める。放熱を始める時点これを熱飽和点と定義することにする。この熱飽和点に達する前に強制循環させることで損失のない熱効率を得ることができる。
つまり制御装置のプログラムは太陽熱集熱器の熱飽和点前に通水制御弁を開くような、もっとも平均的な条件をデータに基き入力した。
【００１３】
熱交換器ユニットBの入り口の通水路に逆止弁3を配置し出口側の通水路に通水制御弁6を配置したが、これには重要な働きがある。太陽エネルギーを受け取るためには太陽熱集熱器5内は満水状態でなければならないが、これによって水圧を維持する仕組みになっている。循環ポンプ1を運転し、通水制御弁6を開けばいつでも水圧により水は下から屋根上等に設置された熱交換器ユニットBへ、上から下に設置された貯水槽7へと循環できる。その結果貯水槽を自然循環式太陽熱温水器のように屋根上に置く必要がなくなった。
【００１４】
貯水槽7には浴室の浴槽を用いたり、例えば野外では簡易水槽を用いたりする。太陽エネルギーによって水温が暖められ外気温より高くなると放熱するのは当然である。これを抑えるためには水面を保温シートで覆っておけばよい。また太陽熱集熱器5は熱飽和点前に強制循環させる方法によって、放熱を抑えるため集熱器を筐体の中にいれて表面をガラス板で覆うという厳重な保温対策が必要でなくなった。プログラムに従い循環ポンプ1が運転し通水制御弁6が開かれると、熱交換器ユニットBから温水は水圧によって貯水槽7に送られて熱交換器ユニットB内は冷水と入れ代わる。これを一定間隔つまり熱飽和点前に繰り返すと大量の水を温水にできる。温度の低い温水をより高い温度にできる。
【００１５】
小型軽量化した太陽熱集熱器5を連結することによって熱交換器ユニットBを構成するには6個から10個必要である。これを5図に示すように車の屋根に設置した例では満水重量が1個5Kgの集熱器を6個並べて置いた。これで太陽熱集熱器5の満水重量は30Kgであるが車の屋根にとって負担は小さい。実証実験を重ねた結果。能力的には180Lの山間部の冷水を夏の実用温度である36℃以上にするには十分である
【００１６】
アウトドアで使用するには一人で簡単に組み立てと解体ができる必要がある。太陽熱集熱器のみの重量は1個が2Kgであるから合計6個で12Kg、1人で十分組み立てできる。コントローラーの重量も実施例で用いたものは2Kgと軽量である。簡易水槽も折りたたみ式で重量3Kgである。機器搭載用のアングル棚も5kgであり、これと通水制御弁6と逆止弁3各1kgと簡易水槽7の2Kgの全重量は25Kg以下であり、車載して携帯移動するには充分である。折りたたんだ容積は太陽熱温水器の機材全てを含めて0.3立方メートル以下と小さく、乗用車のトランクルームでも収まる大きさであった。
【符号の説明】
【００１７】
１  循環ポンプ
２ａ，２ｂ  給水用通水管
２ｃ，２ｄ  温水排出用通水管
３  逆止弁
４a〜４g  ホース継ぎ手
４S  ホース継ぎ手のメス側
４P  ホース継ぎ手のオス側
５a〜５f  太陽熱集熱器
６  通水制御弁
７  簡易水槽
８  制御装置
９  通水制御弁を開く制御用信号線
１０  循環ポンプの電源コード
１１  固定剤
【図１】
2012202595.tif 000003
【図３】
2012202595.tif 000004
【図４】
2012202595.tif 000005
【図５】
2012202595.tif 000006
【図２】
2012202595.tif 000007