(57)【要約】      （修正有）【課題】太陽熱を効率的に収集することで、安定した熱エネルギーにより水を温めることができる太陽熱温水装置を提供する。【解決手段】並列する複数の集光レンズ２３０によって太陽光を管状部材２２に集中させる。感知ユニットは太陽光の入射方向を表す感知情報をコントローラに送出する。コントローラが感知情報に基づいて駆動ユニットによる回転盤３２の回転と伸縮ロッド部材３４の長さを制御する。回転盤３２の回転及び伸縮ロッド部材３４の長さの調整により、管状部材２２を太陽光に対して適当な角度に設定することができる。【選択図】図１
0003162841.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
太陽熱により水を温める太陽熱温水装置であって、
太陽光を集中させる太陽光収集手段と、前記太陽光収集手段を姿勢変更可能に支持する支持手段と、前記太陽光収集手段の姿勢を制御する制御手段と、を備え、
前記太陽光収集手段は、
取付座と、
水を循環させるための中空部を有する管状部材と、
前記取付座に取り付けられ、太陽光を前記管状部材に集中させるように前記管状部材の上方に配置された集光ユニットと、を有し、
前記支持手段は、
前記太陽光収集手段側の上面と該上面の反対側の下面とを有する中空状のベースと、
鉛直方向の中央軸を中心として回転可能に前記ベースの上面に取り付けられた回転盤と、
前記回転盤の前記中央軸を中心とした回転を駆動するように前記ベースの中空部に取り付けられた駆動ユニットと、
前記取付座と前記回転盤とにそれぞれ枢結された上動端と下動端とを有し、伸縮可能な伸縮ロッド部材と、
互いに所定の間隔をおいて、前記回転盤上に直立し、前記回転盤に固定された下端と、前記取付座に枢結された上端と、を有する２本の支柱と、を有し、
制御手段は、
前記太陽光の入射方向を表す感知情報を出力する感知ユニットと、
前記感知ユニットと、前記駆動ユニットと、前記伸縮ロッド部材と、に接続され、前記感知ユニットが出力した感知情報に基づいて、前記駆動ユニットによる前記回転盤の回転と前記伸縮ロッド部材の長さとの調整により、前記集光ユニットが太陽光に対面するように前記駆動ユニットと前記伸縮ロッド部材を制御するコントローラとを有することを特徴とする太陽熱温水装置。
【請求項２】
前記集光ユニットは、回転可能に前記取付座に取り付けられ、前記第１方向に長手方向を有する集光レンズを複数有し、前記複数の集光レンズは、前記第１の方向に対して垂直な第２の方向に配列され、
前記管状部材は、所定の長さごとにＵ字型に屈曲し、前記第１の方向に平行して並ぶ複数の直線部を有し、前記複数の直線部は、前記第２の方向に所定の間隔をおいて並列し、前記複数の集光レンズのそれぞれ下方に前記各直線部が配置されることを特徴とする請求項１に記載の太陽熱温水装置。
【請求項３】
前記太陽光収集手段は更に、前記管状部材の下方に、及び前記直線部に対応するように前記取付座に取り付けられ、第１の方向に長手方向を有する反射部材を複数有することを特徴とする請求項２に記載の太陽熱温水装置。
【請求項４】
前記集光レンズはそれぞれ、前記支持手段側に平面を有し、その反対側に凸面を有する平凸レンズを用いることを特徴とする請求項２に記載の太陽熱温水装置。
【請求項５】
前記集光レンズはそれぞれ、互いに反対側に突出する両凸面を有する両凸レンズを用いることを特徴とする請求項２に記載の太陽熱温水装置。
【請求項６】
前記伸縮ロッド部材として流体シリンダーを用いることを特徴とする請求項１に記載の太陽熱温水装置。
【請求項７】
前記駆動ユニットは、前記制御手段のコントローラに制御されるように電気的に接続されたモータを有し、該モータは前記中央軸に沿って延伸された駆動軸を有し、前記モータの駆動軸が前記回転盤と共に回転するように前記回転盤に設置されることを特徴とする請求項１に記載の太陽熱温水装置。
【請求項８】
前記駆動ユニットは、
モータシャフトを有し、前記制御手段のコントローラに制御されるように電気的に接続されたモータと、
前記回転盤と共に回転するように前記回転盤に設置された前記中央軸に沿って延伸された駆動ロッドと、
前記駆動ロッドと共に回転するように前記駆動ロッドに取り付けられた伝達輪と、
前記モータのモータシャフトの回転を前記伝達輪に伝達する回転伝達手段と、を有することを特徴とする請求項１に記載の太陽熱温水装置。
【請求項９】
前記支持手段は、前記ベースの下面に取り付けられた複数の車輪を更に有することを特徴とする請求項１に記載の太陽熱温水装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、温水装置に関し、特に太陽熱温水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の太陽熱温水装置は、支持フレームにより太陽光収集手段を支持して屋根の上などに固定されており、太陽光収集手段に設けられた集光ユニットで太陽熱を集めることにより、水管内の水を温めることができる。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の太陽光温水機は、太陽光収集手段が固定されているため、太陽光収集手段に対する太陽光の照射が弱くなると、太陽熱の収集効率が下がるので、効率的に水を温めることができないという不都合がある。
【０００４】
本考案は、上述した問題点に艦みてなされたものであり、太陽熱を効率的に収集することで、安定した熱エネルギーにより水を温めることができる太陽熱温水装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本考案の太陽熱温水装置は、太陽光を集中させる太陽光収集手段と、前記太陽光収集手段を姿勢変更可能に支持する支持手段と、前記太陽光収集手段の姿勢を制御する制御手段と、を備え、前記太陽光収集手段は、取付座と、水を循環させるための中空部を有する管状部材と、前記取付座に取り付けられ、太陽光を前記管状部材に集中させるように前記管状部材の上方に配置された集光ユニットと、を有し、前記支持手段は、前記太陽光収集手段側の上面と該上面の反対側の下面とを有する中空状のベースと、鉛直方向の中央軸を中心として回転可能に前記ベースの上面に取り付けられた回転盤と、前記回転盤の前記中央軸を中心とした回転を駆動するように前記ベースの中空部に取り付けられた駆動ユニットと、前記取付座と前記回転盤とにそれぞれ枢結された上動端と下動端とを有し、伸縮可能な伸縮ロッド部材と、互いに所定の間隔をおいて、前記回転盤上に直立し、前記回転盤に固定された下端と、前記取付座に枢結された上端と、を有する２本の支柱とを有し、制御手段は、前記太陽光の入射方向を表す感知情報を出力する感知ユニットと、前記感知ユニットと、前記駆動ユニットと、前記伸縮ロッド部材と、に接続され、前記感知ユニットが出力した感知情報に基づいて、前記駆動ユニットによる前記回転盤の回転と前記伸縮ロッド部材の長さとの調整により、前記集光ユニットが太陽光に対面するように前記駆動ユニットと前記伸縮ロッド部材を制御するコントローラとを有することを特徴とする。
【０００６】
本考案の太陽熱温水装置において、前記集光ユニットは、回転可能に前記取付座に取り付けられ前記第１方向に長手方向を有する集光レンズを複数有し、前記複数の集光レンズは前記第１の方向と直角の第２の方向に配列され、前記管状部材は、所定の長さごとにＵ字型に屈曲し、前記第１の方向に平行して並ぶ複数の直線部を有し、この複数の直線部は前記第２の方向に所定の間隔をおいて並列し、前記複数の集光レンズのそれぞれ下方に前記各直線部が配置される。
【０００７】
本考案の太陽熱温水装置において、前記太陽光収集手段は更に、前記管状部材の下方であって前記直線部に対応するように前記取付座に取り付けられ、第１の方向に長手方向を有する反射部材を複数有することが好ましい。
【０００８】
本考案の太陽熱温水装置において、前記集光レンズはそれぞれ、前記支持手段側に平面を有し、その反対側に凸面を有する平凸レンズを用いることが好ましい。
【０００９】
本考案の太陽熱温水装置において、前記集光レンズはそれぞれ、互いに反対側に突出する両凸面を有する両凸レンズを用いてもよい。
【００１０】
本考案の太陽熱温水装置において、前記伸縮ロッド部材として流体シリンダーを用いることが好ましい。
【００１１】
本考案の太陽熱温水装置において、前記駆動ユニットは、好ましくは、前記制御手段のコントローラに制御されるように電気的に接続されたモータを用いる。該モータは前記中央軸に沿って延伸された駆動軸を有し、前記モータの駆動軸が前記回転盤と共に回転するように前記回転盤に設置されることが好ましい。
【００１２】
本考案の太陽熱温水装置においてまた、前記駆動ユニットは、モータシャフトを有し、前記制御手段のコントローラに制御されるように電気的に接続されたモータと、前記回転盤と共に回転するように前記回転盤に設置された前記中央軸に沿って延伸された駆動ロッドと、前記駆動ロッドと共に回転するように前記駆動ロッドに取り付けられた伝達輪と、前記モータのモータシャフトの回転を前記伝達輪に伝達する回転伝達手段と、を有するようにしてもよい。
【００１３】
本考案の太陽熱温水装置において、前記支持手段は、更に前記ベースの下面に取り付けられた複数の車輪を有することが好ましい。
【考案の効果】
【００１４】
本考案の太陽熱温水装置によれば、感知ユニットからの感知情報に基づいてコントローラが支持手段を制御することにより、太陽光収集手段の姿勢を変え、管状部材を太陽光に対して適当な角度に設定することができる。また、集光レンズによって、太陽光を管状部材に集中させることができる。従って、本考案の太陽熱温水装置は、太陽熱の収集効率を向上させることができ、安定した熱エネルギーで管状部材内の水を温めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本考案の第１の実施形態に係る太陽熱温水装置を示す斜視図である。
【図２】第１の実施形態に係る太陽熱温水装置の使用状態を示す側面断面図である。
【図３】第１の実施形態における太陽光収集手段を示す斜視図である。
【図４】太陽光収集手段の一例の一部を示す側面断面図である。
【図５】太陽光収集手段の使用状態を示す側面断面図である。
【図６】太陽光収集手段の他例の一部を示す側面断面図である。
【図７】第１の実施形態に係る太陽熱温水装置の他の使用状態を示す側面断面図である。
【図８】第１の実施形態に係る太陽熱温水装置の一部を示す回路ブロック図である。
【図９】本考案の第２の実施形態に係る太陽熱温水装置を示す斜視図である。
【考案を実施するための形態】
【００１６】
以下、本考案の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、ほぼ同一構成及び機能を有する構成要素については、同一番号を付してその説明を省略する。しかしながら、各図面が例示と説明のためだけに提供されており、本考案を制限することを意図していないことは特に理解されるべきである。
【００１７】
［第１の実施の形態］
図１〜図８は、本考案の太陽熱温水装置の第１の実施形態の構成及び作用を詳細に示す図である。
【００１８】
本考案にかかる太陽熱温水装置は太陽熱により水を温めるものであり、図１および図２に示すように、太陽光を集中させる太陽光収集手段２と、太陽光収集手段２を姿勢変更可能に支持する支持手段３と、太陽光収集手段２の姿勢を制御する制御手段４とを備えている。この図２に示すように、太陽熱温水装置は、平面ｂ上に設置される。
【００１９】
太陽光収集手段２は、取付座２１と、中空状管状部材２２と、集光ユニット２３と、を有する。
【００２０】
取付座２１は、支持手段３上に設けられる。
【００２１】
管状部材２２は、取付座２１に搭載されており、中空部に水を循環させるようになっている。図３に示すように、この例において、管状部材２２は、所定の長さごとにＵ字型に屈曲し、Ｘ方向に長手方向を有する複数の直線部２２１が、Ｘ方向に対して垂直なＹ方向に所定の間隔をおいて並列するように構成されている。
【００２２】
また、図４に示すように、集光ユニット２３は取付座２１に取り付けられ、管状部材２２に太陽光を集中させて太陽熱により管状部材２２内の水が温められるように管状部材２２の直線部２２１の上方に設置されている。また、図３に示すように、本実施形態では、集光ユニット２３はＸ方向に長手方向を有する集光レンズ２３０を複数有し、これら複数の集光レンズ２３０は直線部２２１に対応するように、Ｘ方向に対して垂直なＹ方向に配列されている。
【００２３】
さらに、図５に示すように、集光レンズ２３０は、それぞれ回転可能に取付座２１に取り付けられているので、取付座２１に対して回転することができる。この例において、集光レンズ２３０はそれぞれ、太陽光の入射側に凸面２３１を有し、反対の管状部材２２側に平面２３２を有するが、他の例として、図６に示すように集光レンズ２３０’として、互いに反対側に突出する両凸面２３１、２３２’を有する両凸レンズを用いてもよい。
【００２４】
また、図４に示すように、太陽光収集手段２は、更に反射面２４を有する。反射面２４は、管状部材２２の下方に直線部２２１に対応するように配置され、入射した太陽光を管状部材２２の直線部２２１の下面へ反射させるように取付座２１上に取り付けられている。
【００２５】
支持手段３は太陽光収集手段２を姿勢変更可能に支持しており、ベース３１と、回転盤３２と、駆動ユニット３３と、伸縮ロッド部材３４と、支柱３５と、を含む。
【００２６】
ベース３１は、中空部を有する筐体からなり、平面ｂ上に設置され、太陽光収集手段２側の上面３１１と、該上面３１１の反対側の下面３１２と、を有する。
【００２７】
回転盤３２は、鉛直方向の中央軸ａを中心として回転可能にベース３１の上面３１１に取り付けられている。
【００２８】
駆動ユニット３３は、回転盤３２の中央軸ａを中心とした回転を駆動するようにベース３１の中空部に取り付けられている。図２及び図７に示すように、駆動ユニット３３は制御手段４に電気的に接続されたモータ３３０を有する。該モータ３３０は、中央軸ａに沿って延伸された駆動軸３３１を有し、駆動軸３３１が回転盤３２と共に回転することができるように回転盤３２に設置されている。
【００２９】
伸縮ロッド部材３４は、取付座２１と回転盤３２とにそれぞれ枢結された上動端と下動端とを有する。この例において、伸縮ロッド部材として例えば油圧シリンダー又は空気圧シリンダーなどの流体シリンダーを用いる。
【００３０】
伸縮ロッド部材３４は、筒体３４１と、該筒体３４１に対して往復移動可能に連結されたピストンロッド３４２と、を有する。筒体３４１は、回転盤３２に枢結された下動端３４１１を有する。ピストンロッド３４２は、取付座２１に枢結された上動端３４２１を有する。
【００３１】
２つの支柱３５は、互いに所定の間隔をおいて回転盤３２上に直立している。それぞれの支柱３５は、回転盤３２に固定された下端３５１と、取付座２１に枢結された上端３５２と、を有する。
【００３２】
本考案の姿勢制御について、図８を参照して以下の通り説明する。制御手段４は、感知ユニット４１と、コントローラ４２と、を含む。感知ユニット４１は、太陽光の入射方向を表す感知情報を出力する。コントローラ４２は、感知ユニット４１と、駆動ユニット３３のモータ３３０と、伸縮ロッド部材３４と、に電気的に接続されており、感知ユニット４１が、出力した感知情報に基づいて駆動ユニット３３による回転盤３２の回転と伸縮ロッド部材３４の伸縮とを制御する。駆動ユニット３３による回転盤３２の回転及び伸縮ロッド部材３４の長さの調整によって、太陽光収集手段２の姿勢を制御し、図２又は図８に示すように集光レンズ２３０と管状部材２２とが太陽光に対面するように、すなわち太陽熱を効率的に収集できる角度を保つように制御することが可能となっている。
【００３３】
［第２の実施の形態］
図９は、本考案に係る第２の実施形態の太陽熱温水装置を示す斜視図である。この形態は、上記第１の実施形態と駆動ユニットの構成が異なる。第２の実施形態における駆動ユニット３３’は、モータ３３０’と、駆動ロッド３６と、伝達輪３７と、回転伝達手段３８と、からなっている。この形態において、回転伝達手段３８として環状伝達ベルト３８を用いる。
【００３４】
モータ３３０’は、モータシャフト３３２を有し、制御手段４のコントローラ４２に制御されるように電気的に接続されている。
【００３５】
駆動ロッド３６は、回転盤３２と共に回転するように回転盤３２に設置されており、中央軸ａに沿って延伸されている。
【００３６】
伝達輪３７は、駆動ロッド３６と共に回転するように駆動ロッド３６に取り付けられている。
【００３７】
伝達ベルト３８は、モータ３３０’のモータシャフト３３２と伝達輪３７との上に装着され、モータシャフト３３２の回転を前記伝達輪３７に伝達する回転伝達手段の役割を果たす。
【００３８】
支持手段３は、この形態において、ベース３１の下面３１２に取り付けられた複数の車輪３９をさらに有しており、平面ｂに対して支持手段３が移動可能となっている。
【００３９】
以上により、本考案の感知ユニット４１からの感知情報に基づいてコントローラ４２が支持手段３を制御することにより、集光レンズ２３０（２３０’）と管状部材２２が太陽光に対面するように、すなわち太陽熱を効率的に収集できる角度を保つようにし、集光レンズ２３０（２３０’）によって太陽光を管状部材２２に集中させることができる。従って、本考案の太陽熱温水装置は、太陽熱の収集効率を向上させることができ、安定した熱エネルギーで管状部材２２内の水を温めることができる。
【符号の説明】
【００４０】
２  太陽光収集手段
２１  取付座
２２  管状部材
２２１  直線部
２３０、２３０’  集光レンズ
２３１、２３２’  凸面
２３２  平面
２４  反射面
３  支持手段
３１  ベース
３１１  上面
３１２  下面
３２  回転盤
３３  駆動ユニット
３３０、３３０’  モータ
３３１  駆動軸
３３２  モータシャフト
３４  伸縮ロッド部材
３４１  筒体
３４１１  下動端
３４２  ピストンロッド
３４２１  上動端
３５  支柱
３５１  下端
３５２  上端
３６  駆動ロッド
３７  伝達輪
３８  伝達ベルト
３９  車輪
４  制御手段
４１  感知ユニット
４２  コントローラ
ａ  中央軸
ｂ  平面
【図１】
0003162841.tif 000003
【図２】
0003162841.tif 000004
【図３】
0003162841.tif 000005
【図４】
0003162841.tif 000006
【図５】
0003162841.tif 000007
【図６】
0003162841.tif 000008
【図７】
0003162841.tif 000009
【図８】
0003162841.tif 000010
【図９】
0003162841.tif 000011