JPS5812958A - 自然循環式太陽熱温水装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自然循環式太陽熱温水装置に関し、その要旨と
するとζろは棟部ｉ１）を隔てて一方の屋根面１！１に
貯湯槽１Ｂ）を設置し、他方の屋根面Ｉりに集熱器（４
）を設置し、貯湯槽（３）と集熱器（４）とを棟部（１
１を跨がらせた通水用のパイプ（１３Ｋより連結して成
ることを特徴とする自然循環式太陽熱温水装置にあるＯ 従来の温水装置にありては、第１図に示すように、貯湯
槽（３）′及び集熱器（４）′は接続板ｉｌｌで固定一
体化され、一方の屋根面（２）〔南面〕に設置さ、れる
九め、荷重は偏在していた。また、落下を防止するため
に温水装置（５）′と反対側の屋根面（２）を跨がせて
針金（７）を張り、家屋側に固定するために母屋、たる
木（８）等に］−チねじ（９）をねじ込み、針金（７）
を巻きつけ、集熱器（４）′の下端も同様に針金（転）
゛を張り・台風などによる吹き上げを防止していた。し
たがって・■荷重が屋根面（２）の片側に集中している
ため、背面の針金（７）には常時張力が作用しており、
棟瓦１軒瓦４たは袖瓦を局部圧縮して破、損させえり、
瓦との接触部がこすられて摩耗して針金（７）Ｋ破断を
生じる恐れがある。■針金（））叫の先端を固定するコ
ーチねじ（９）はねじ径、打ち込み深さ、打ち込まれる
側の木材の種類、木材の木目、繊維方向、木材の老朽度
、施工要領、設置光条件などによってばらつきが大きく
、信頼性が低い。■背面の針金（７）が張力による伸び
や固定部のゆるみでたるみを生じると、集熱器；４）′
下端の針金００がその分たるみを生じ、貯湯槽１ａｌｊ
が空のときに強風が吹くなどの条件が重なれば針金−の
張り角度の効果が無くなり、背面の針金（７）の切断を
生じる恐れも出てくる、というような欠点がみられ、落
下に対する安全性から見て問題点が多かり九。

本発明は鋲止の従来鈎の欠点に鑑みてなされたものであ
り、その目的とするところは屋根棟部を利用し１その両
側に貯湯槽と集熱器とを振り分は設置することにより、
屋根への荷重分散による負担の軽減と落下等による安全
性を向上させた自然循環式太陽熱温水装置を提供するに
ある。　、以下一本発明を添付図により詳述する。

１１）は貯湯槽であル、貯湯槽（３）内には複数本の湯
水分離管・場を立ててあり、湯水分離管ｍｌ場の下ｔ４
は貯湯槽（１）内庭面にて開口しており、湯水分離管Ｏ
場の上端は止水位（Ｗ）よりも上方にて開口しており、
ｈずれかの湯水分離管ＩＩの上端開口の上方にはボール
タップ■付きの給水器−を設けてあシ、別な湯水分離管
り場の上端開口の上方には溢水ローを開口してあり、更
に、止水位（Ｗ）以下の高さにおいて各湯水分離管−の
上部側面から出水用管部を分岐させて出水用管（ｌｔＩ
の先端を貯湯槽（３）前面から外部へ突出させ、集熱器
（４）への通水を可能にするために出水用管輌の上部に
空気抜き孔端を開口しである。また、貯湯槽１３）上部
の出水用管０？）近傍において止水位（Ｗ）以下の高さ
に入湯用の複数個の孔ｆ：開口してそこから外部に入湯
用管（１碕を突出させである。出水用管（ｌη及び入湯
用管０鴫のしベルは同一であれば夜間など昇温停止時の
逆循環による放熱がなく理想的であるが、必ずしも絶対
条件ではない０貯湯楢（３）は高密度ポリエチレンのプ
ロー成形などで同時成形しても良く、その場合には湯水
分離管０１は貯湯槽（３）の両側表面を凹没させて互い
に圧着させた圧着部で形成しても良り。まえ、第６図に
示す実施例では、湯水分離管（ハ）は給水器（ｌのから
の水を湯と混合させることなく貯湯槽（１）内底部に注
水するための湯水分離管と貯湯槽（３）内底部の水を湯
と混合させるこ々なく出水用管ｍｌ乃から集熱器°１４
）へ送諷ための湯水分離管とを兼ねているが、これらを
分離して別々にしても差支えない０１１？貯湯槽（３）
の上部又は下部の少なくとも一方には給湯ロー１に設け
てあり、更に、貯湯槽（３）の外面は適宜保温材−や外
、装板（２）により扱われている。（４）は給水部（ハ
）と加温部（至）とから構成された集熱器であり、給水
部（２）は貯＃　ｍ　（３１から送られた低温水の下降
管であり、加温部ｅ４は太陽熱により加熱され次昼轟水
の上昇管゛であり、寒熱器（４）の上総部には配管接続
部−を有している。、集熱器（４□）は第２図又は第７
図に示すように複数体連結して使用することもできる０
（川は左右一対の種麹架台であり、棟部（１）への直接
接触を避け、棟部（１）両側に跨がる構造と−なりてい
る０（ロ）は接続板であり、寒熱器（４）と種麹架台回
との接続を容易にするために使用することができるもの
である０１＆ｌ１ｌｊ貯湯゛４１１　（３１の出水用管
Ｏｎ及び入湯用管−を寒熱器ｔ４）の配管接続部−に接
続するための通水用の可撓性を有するパイプであり、例
えばｊム６本ニス合成樹脂ホース等も使用でき、放熱を
防ぐため周囲に断熱材を巻いたものが望ましい。また、
寒熱器１４）内の気泡を円滑に突気抜きするためにパイ
プ１５１及び出水用管αη、入湯用管−には突気抜き孔
部に向けて勾配をつけであるＯ 以下にこの温水装置（４）の設置方法について説明する
。棟部（１）を鰻がせて平行に設置した種麹架台（ｌυ
の一方に貯湯４１１１Ｂ１を連結し、貯＊　４’１１：
１１を屋根面（２１の一方にべた屓に設置する。棟部（
１）の棟瓦が高い場合などは、貯＃に檜ｉｌｌ下部に補
助台ｔ−敷くなどにより高さ調優をすることもできる０
集熱器（４）は、屋根面（２１との接触面積を増やすた
めにべた置き、が望ましいが、屋根面帽）の勾配がゆる
くてすべりによる落下の危険性が少め場合もあり、必要
条件ではない。集熱″６（４）は接続板（ロ）を介して
装置架台（１１）の他方に固定されているが、種麹架台
Ｏすと集熱器（４）とは必らずしも剛体接合である必要
はない。

次に、貯鋒槽１３）の出水用管Ｏηと集熱器ｊ４）の給
水部園側の配管接続部−をパイプＩＩＩにより接続し、
貯湯槽（ｍｌの入湯用管０榊と集熱器（４）の加温部シ
４側の配管接続部−をパイプ＋６１により接続し、パイ
プＩＩＩの上方をカバー９８により伽うてパイプｌ！ｉ
ｌ　ｔ−保饅する０果熱器（４）の下端と、貯＄　＄　
１３１の下端にけ昇温の喪めり循環の水頭圧差Ｈ・が生
じるように貯湯槽を上位に投設する〇 また、施工にあたっては次の点に賀意して行なわれるＯ
■貯湯４１１　Ｌｓｌと集熱器（噛）を装置架台ＩＩ）
及び接続板同で剛体として接合した場合（第１０図）１
貯湯槽（３）の重心Ｇ１（重量Ｗｔ　＞と集熱器（４）
の重心Ｇｍ（重置Ｗ、）′ｆ：合成し良重心ＧＦｉｏ−
タンク方式のため棟部付近の棟瓦よりも下方に位置する
ことになり、荷重は左右に分散される。しかも屋根勾配
と同一角度で貯湯槽（１）と集熱器（４）ｔ−ま九がら
せるため、ずれ落ちの心配がない口このように設置され
ると、−第１０図に示した距＄７９１ｈ　、　ｊｍはト
ｔを満足することとなる。■また１種麹架台（ロ）及び
接続根固が剛接合でなく、屋根角度との微１１Ｍ整のた
めに１回動できるスピン接合の場合には（ｍｌ１図）、
貯湯槽（ｓ）の荷重Ｗ１は種麹架台（ｌすと屋根瓦接触
部に抗力Ｗｌを生じ、実際には棟部（１１０両側に分散
され、 Ｗ＊”Ｗｌｓ　＋　Ｗｔ＊ となるｏ！に、貯湯槽１１）がず９落ち・ないためには
、屋根瓦に平行な荷重の分力Ｗ１ｔと、すべり方向と逆
方向に生じるすべり摩擦力／１１との間に次の関係が生
じればよい。

Ｗへ＋　Ｗ’＋ｍ　＋　　ｆ＊　　十　／　■　＋　　
ｆｓｔ　　＞　Ｗ’口即−ｃ）Ｗ’＋、−（Ｗ’ｓ　＋
　ＶＩ’ｓ諺）＜／＊　、＋　ｆｓｔ　＋　／ｓ＊■し
たがって、荷重分力及びすべり摩擦力に関係する条件で
ある屋根勾配、貯湯Ｗ１１３１　、系熱器（４）下面の
材質を適宜選定するととＫよって、貯湯槽（３）のすべ
りを防止することができ、必らずしも貯湯槽（３）と系
熱器１４）は剛接合される必要はない０次に、この温水
装置囚の動作状態を順を追って説明する。■貯湯槽　１
３１内の水位が下がるとボールタップ（１荀が下がりて
開き、給水器Ｏ＠よりその下方の湯水分離管−内へ水が
給水される。■給水器ｌｌ＠より給水された水は、第５
図に示すように、湯水分離管（ｌＳりを通って貯１ｉ１
　ｆｉｌ　＋３１内に温良される０■貯湯＋１１ｉ３）
内の水位が出水用管αη及び入湯用管０１より高水位に
なると、貯湯槽１３）円の水は、＠８図に示□ すよう°に１ＩＩＡ熱器１４）・ど接続されてｉるパイ
プ（６１七通って集熱器１４）内を満水にし、給水器Ｏ
＠は自助閉栓　　　　！′し、給水が停止する０ここで
、既述の如く、出水用管（ｌηと入湯用管＋ＩＩＪ（！
：は貯湯槽（３）の正水位（Ｗ）以下の高さに設けられ
ているので、集熱器１４）と貯湯槽（りとはパイプ（６
１を介して水の出入りが自由な伏線となっている。■系
熱器（４）が太陽光４１ｉＩｔ−受けると、系熱器１４
）の内部の水は密度が軽くなり、第９図に示すように、
加温ｓｅ４の上昇管、゛パイプ（６］及び入湯用管０矯
１−通りて貯＊　１１１　ｔｉ＞に入ろうとする。

■一方、系熱器１４１の加ａ部（財）の上昇管の補水と
して給水部−の下降管１通って補充されようとするが、
この水は貯湯槽（３）の下部の低温水を湯水分離管ｌＩ
Ｓを通して汲み上げることになるＯ■この場合の循環推
進力は、熱サイフオンによる巣ｍ＊＋４＋から貯湯槽（
１）への上昇力が貯湯槽１３）下部の低温水を湯水分離
管０１の上部の出水用管■まで汲み上げるに要する揚水
力を上回ればよＩＡｏ■貯＃槽（ｓ）下部の低温水が集
熱器（４）下部の連結管−へ移動するのであるから、こ
の間の熱の授受がないと仮足すれば、水−圧差Ｈ０と密
度差（ＰＬ−ＰＨ）の積、（ＰＬ−Ｐａ）・ｇ−Ｈｅが
循環推進力になる〇■従って、系熱器（４）で加温され
た水が、パイプ（−）で放熱することを防ぎ、貯＃　４
１３１の低温水が糸路で加熱されずに連結管−へ移動す
るようにして（ＰＬ−Ｐａ）ｔ−最大にとること、貯湯
槽１３）が集熱器１４）よりも筒位に位置することが循
環の不可欠な条件となる。また、昇温した湯は、上部又
は下部の給湯ローより適宜配管されて給湯される。

従来例のように針金は必らず必要なも°のではないが、
台風や地震など万一の異常時のために貯湯Ｉ？ａｌ：ｌ
）及び集熱Ｄ１４）には針金金張っておくことが望まし
い。

また・貯湯槽１３）は屋根面１りの上にべた置きに設置
されているので（貯湯槽（３）の下面にスペーサー′ｔ
−敷いて貯湯槽１３）の高さ調整を行うことは差支えな
い。）、貯湯槽（３）の重心が低くなり（０−タンク方
式）、風の抵抗が小さくて台風などの影響も少く、かつ
屋根面（２）の上に設置して４１視覚的にも安定感があ
る。更には、貯湯槽１３１　ｔ’ｊ　！！根面（創にべ
た置自のため、屋根面との接触面積が大きくなり局部荷
重による集中応力を避けることができ、屋根瓦の破損管
防止で自るのである。

前記のように、集熱器（４）と貯湯槽（３）とは棟部ｉ
ｌｌを跨がせて載置された装置架台（ＩＩ）により振り
分けて配設しであるので万一、針金が切れても種麹架台
（１１）が樟ＷＡＫ引掛かってストッパーとして働き、
落下による損纒、事故を未然に防止で寝、ま７ｋ。

樟Ｉｓ　（ｔ＋）　を利用し九種麹架台（１１）Ｋ貯湯
槽１Ｂ１、集熱器１４）をそれでれ取付けて設置工事ｔ
していく場合。

それ（れの部材は針金張りをしないで棟瓦を利用して仮
固定がて禽るため、少人数で短時間に要領よく施工がで
自る０　　　。

１１１１図は他の施工状ａｔ−示すものてあり、屋根面
：鵞１の勾配が小さい場合は、集熱器１４）の上Ｓを浮
かして装置架台（１Ｍ）の上、、−に固定し、装置架台
（１１）の下端と集熱＠１４１との間ｔ−調整棒ＭＫよ
り連結し、傾斜角ＷＬｔ−増ヤして設置することにより
、昇温効率を向上させ、パイプ１暴）の長さを短くして
放熱損失を少くし、パイプの保膜カバー面積を少くする
ことＫより安価に製造することかで龜るものである。

第１３図に示すものは貯湯槽の他例であり、一方が高く
、他方が低い偏平な形状に形成した貯湯槽（３）の上面
及び下面を下方及び上方へ凹没させ、この上方の凹没部
−と下方の凹没部１Ｂ１）とを一体に連結することによ
り凹没ｓｃａ闘の両１１に断面円筒状の空聞閏を形成し
たものであり、全体が偏平であるために安定が良く、内
部に円筒状の空間−が形成されているために耐水圧性能
にすぐれたものである。

本発明は叙述の如く棟部（１）を隔てて一方の屋根面に
貯湯槽を設置し、他方の屋根面に集熱器を設置し、貯湯
槽と集熱器とを棟部を跨がらせ九通水用のパイプにより
連結しであるから、Ｔ１のような利点がある。

■屋根の棟部をまたいで８面の屋根面に温水装置　１′
の荷重を分散させることができ、建築構造物に対する負
担を軽減することができる。

■局部荷重による集中応力を避けることがで自、屋根瓦
の破損を防止で龜る・ ■棟部をｔたいて荷重バランスをとりてぃゐえめ針金の
張力が大巾に軽減され（平常時はほとんど張力はかから
ない）、針金及び針金固定部の耐久性が著しく向上する
。

■設置スペースが態様Ｓ面に分割される丸め１間口の狭
Ｖ％（奥行の少い）履根にも温水装置を設置で自為◎ ■万一針金が切れても、棟部◇両側で集熱部と貯湯槽と
がバランスを七りているえめＫ１１ｌ下しにくい。

゛０鳳機図定作業が、棟部近辺□最も安全な場所で行え
、しかも軒先側０緻置作業スペースが舎女舎脅奮噂広（
とれる仁とによ）施工が容易でおるＯ ４　図ｗＪａｍ拳な説明 町Ａ　Ｍ　１４　％小ｈＶＬＮ図−臨＝図は本発明の実
施例を示す斜視図、第畠図Ｆ１ｐＩ上の設置状態を示す
正ｒＭ図、１１１４図は同上０貯湯ｍを示す一部切欠し
た斜視図、第６図は同上の拡大断面図、第６図及び第７
図は夫々集熱器の平面図、第８図及び第９図は本発明の
動作状ｌｋｌを示すための断面図、第１０図は設置時の
重心の状ｌＩＩを示す概略図、第１１図は設置時の抗力
と摩擦力の状態を示す概略図、１４１２図は他の設置状
態を示す概略図、纂１８図（１）　（ｂ）は貯湯槽の他
例を示す平面図及び断面図である。

（１）・・・棟部、（２１・・・屋根面、（３）・・・
貯湯槽、（４）・・・集熱器、（６）・・・パイプ。

代理人　弁理士　　石　１）長　七 手　続　補　正　書（自発） 昭和５６’ｊｌ！特許１［Ｉｌｌ　１１２５　（１、発
明の名称　゛ 自然備環式太陽熱温水装置 ３、補正をする者 事件との関係　　　　　特　許出願人 住　　所　　大阪府門真市大字門真１０４８番地名　称
　（５８３）松下電工株式会社 代表者神　前　善　− ４、代理人 自　　発 願書ｆｆ　　　特ｗ４昭５６−１１１２５０号１、明細
書第９頁第１７行目乃至第１８行目の「水頭圧差Ｈ０と
・・・（中略）・・・循環推進力になる。」を削除して
次の文を挿入致します。

「水頭圧差Ｈｏと密度差（ＩＩＩ、　−１’Ｈ）の積、
（ｐＬ−ｐＨ）・ｇ　”　Ｈａが循環推進力になる。」
２、同上筒１０頁＃Ｓ１行目乃至第３行目の全文を削除
して下記の文を挿入致します。　　　３、同上同頁第７
行目のｒ（ＰＬ−ＰＨ）Ｊを「（ＰＬ　−ｐＥｌ　）　
Ｊに訂正致します。

４、添付図面の第７図、第８図及び第９図を別紙の通り
訂正致します。

；ｑ” 代理人　弁理士　　石　１）長　七

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）棟部を隔てて一方の屋根面に貯湯槽を設置し、他
   方の屋根面に集熱器を設置し、貯湯槽と集熱器と１棟ｇ
   を跨がらせ走通水用のパイプにより連結して成ることを
   特徴とする自然循環式太陽熱温水装置。