JPS5849773B2 - 太陽熱利用装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、太陽熱利用装置の特に熱交換器部分に関する
ものである。

従来の太陽熱利用給湯システムは、第１図に示すように
、貯湯槽１内に熱交換器２を設け、太陽熱コレクタ３内
をポンブ４にて循環する熱媒体を熱交換器２に導き、貯
湯槽１内の水にこの熱交換器２を介して太陽熱を熱交換
して蓄熱する構成となっている。

なお、５は制御器本体、６は蓄熱槽内の水温を検知する
低温側センサ、７はコレクタ３の集熱状態を検知する高
温側センサであり、上記制御器５は、両センサ６，７゛
の差混によって、コレクタ３の集熱可能状態のみポンプ
４を運転する。

第１図のような従来の太陽熱利用システムにおいて、熱
交換器２が腐蝕などによって破損すると、有害な熱媒体
が貯湯槽１内に進入し、給湯水に混入するという安全上
の問題が、従来から指摘されていた。

第２図は、この問題を考慮して熱交換器を改良した従来
例の太陽熱利用システム図である。

８は、二重管にて構成された熱交換器で、内管と外管と
の間はフィン状のものを接触させることによって、熱交
換効率の低下を防止している。

もし、この熱交換器８の内管が破損して漏洩を起すと、
熱媒体の液溜タンク９内の水位が下り、水位スイッチ１
０が検知して、警報器１１にて利用者に異常を知らせる
ものである。

第２図の従来例の場合、二重管の熱交換器８の外管と内
管との間は、貯湯槽１外に開放となっており、伺ら排水
処置をされていない。

このため、外管と内管のどちらかが破損して水もれを起
すと、貯湯槽１の周囲は水浸しとなる。

特に従来例では、熱交換器８の外管が破損して槽１内の
湯が外へ流出しても、検知して警報することができない
ため、貯湯槽１内の大量の給湯水がその周囲に溢れ出る
。

この外管の破損は、シスターン１２から常に貯湯槽１内
に自動的に給水されているため、貯湯槽１外に流れ続け
ることとなる。

また、液溜タンク９の位置はコレクタ３の上部になけれ
がならないから、屋外に設けられるのが通例であり、こ
のためその内部に設けられる水位スイッチ１ｏが、凍結
などにより破損しゃすく、また屋内にある警報器１１ま
で信号線を配線する必要がある等の問題がある。

さらに、従来例においては、フィン付き管を内管として
利用するため、熱交換器としても高価なものとなる○ 本発明は、有害な熱媒体の給湯水への混入を防止するこ
とはもちろん、従来例の上記欠点を解消するものであり
、以下具体的な実施例図にて本発明の説明を行う。

第３図は、本発明の実施例の太陽熱利用装置の説明図で
あり、第４図は、特に熱交換器部分の一部断面図である
。

なお従来例と同一部分は同一符号を記す。

１３は二重管から成る熱交換器であり、１４．１５は熱
伝導の優れた材料で作られた外管、内管である。

なお、第３図で、内管１５は直線で表されている。

上記熱交換器１３を構成する外管１４は一端が閉成され
ると共に他端が槽１外部へ延長され垂直に立設されて立
管１６となっている。

この立管１６と内管１５との交点ａは水密的にシールさ
れ且つ立管１６の上端ｂは開口されている。

１７は立管１６の上方部に設けられた水位スイッチで、
この水位スイッチ１７の作動により警報器１８が警報を
発する。

本発明の実施例において、熱交換器１３の内管１５、外
管１４の一部が破損すると、その部分から浸入する熱媒
体もしくは給湯水は、液溜タンク９、シスターン１２の
水位が高いため、外管１４と内管１５との間に流入して
、貯湯槽１外の外管１６に満たされ、その中の水位スイ
ッチ１７を作動サセて、警報器１８から警報を発する。

この後の熱媒体もしくは給湯水は、外管１６からオーバ
ーフロー管によって排水口へ排水されるため、貯湯槽１
の周囲は水浸しとなることはない。

以上述べたように、本発明によると、内管１５と外管１
４の両方の破損を検知でき、かつ熱媒体や給湯水は自動
的に排水される。

また、水位スイッチは屋外ではなく、貯湯槽１の周辺す
なわち一般に機械室などの屋内に設置されるため、故障
が少なく信号線の配線が簡単である特徴を有する。

又、本発明において、熱交換器１３の内管１５と外管１
４は、同軸上に配置する必要はなく、第４図のように接
触する部分があってもかまわない。

マタ、熱交換器１３の熱交換効率を低下させないために
、従来例のように外管１４と内管１５の二重管の間にフ
ィンを設けてもよいが、最も簡単にはこの間に水を満し
ておけばよい。

単に二重管のみでその間に水を満しておくような熱交換
器であれば、非常に安価に製作できる。

この場合、満す水の量は、熱膨張を考慮して、水位スイ
ッチ１７の動作点よりかなり下の水位となるようにすれ
ばよい。

二重管の間に水を満す場合、長期にわたってこの水が停
留すると、藻の発生などによって、この水力坏衛生とな
って給湯水に混入する懸念がある。

しかし、実際には外管１４が破損した場合、シスターン
１２の水位が、水位スイッチ１７から排水口へ排水する
配管の最高位置より充分高いので、水圧差により貯湯槽
１から二重管の間へ給湯水が流入することになり、ほと
んど二重管の間に停留している水が貯湯槽１内へ流入す
ることはない。

さらに衛生面への安全性を高めるためには、第５図に示
した他の実施例のように、二重管内の水を定期的に交換
清掃できるように、開閉バルブ１９，２０を設けた配管
を設置すればよい。

この場合バルブ１９．２０を同時に開けばシスターンタ
ンク１２からの水圧によって２重管内の清掃が充分行え
る。

また、第５図の本発明の実施例において、低温側センサ
６は外管１５の一部に設けられている。

第３図のごとく貯湯槽１に設けられていれば、たとえば
故障などにより交換する必要が生じた場合、貯湯槽１内
の給湯水をすべて交換しなければならないが、第５図の
位置にあると、開閉バルブ２ｏを操作して、二重管内の
少量の水を排水すれば簡単に交換可能である。

なお、二重管内への漏洩を検出する手段は例えばフォト
カプラ等各種の変形が可能である。

以上本発明は、太陽熱コレクタを介して熱媒体を環流す
る閉循環路の一部を貯湯槽内に位置させてこの部分を熱
交換器と成しこの熱交換器は熱媒体を通尚する内管とこ
の内管を覆う外管との二重管構造と成すと共にこの内管
と外管とを熱伝的に接触させて成る太陽熱利用装置にお
いて、上記外管の少なくとも一端を上記貯湯槽外へ延設
して開口し、この外管に関連して上記内管と外管との間
への漏洩物を検知する検知手段を設けたことを特徴とす
る太陽熱利用装置であるので、熱交換器である外管及び
内管のどちらが破損しても内管と外管との間への漏洩物
を検知することによりこの破損を外管、内管共通して一
つの検知手段でもって検知することができる。

即ち、内管、外管のいづれかが破損しても、圧力差から
内管内を流れる熱媒体或いは貯湯槽内のお湯が内管と外
管との間に漏洩し、この漏洩物の内管と外管との間への
流入を外管に関連して設けられた検知手段一つで内・外
管共通して検知することができるものである。

従って、この漏洩物を検知することにより、例えば警報
等を発することによりこの破損を使用者に破損を知らせ
貯湯槽の多量のお湯の流出を防止することもできる。

又、上記検知手段として水位スイッチを用いれば、他の
検知手段に比べて非常に簡単に且つ確実に上記破損を検
知することができる。

更に、外管が配水ロへオーバーフロー配管されていれば
、内・外管の破損によって外管内に熱媒体或いはお湯が
流入しても、両液体は配水口へ排出されるので、貯湯槽
周辺が破損によって水びたしになることはなく、貯湯槽
を室内に設置して保湿性を向上させることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、太陽熱利用給湯装置の説明図、第２図は、熱
交換器を改良した従来例の太陽熱利用装置の説明図、第
３図は、本発明の実施例の太陽熱利用装置の説明図、第
４図は、特に熱交換器部分の一部断面図、第５図は、本
発明の他の実施例の太陽熱利用装置の説明図である。 １・・・・・・貯湯槽、３・・・・・・太陽熱コレクタ
、６・・・・・・低温側センサ、９・・・・・・液溜タ
ンク、１２・・・・・・シスターン、１３・・・・・・
熱交換器、１４・・・・・・外管、１５・・・・・・内
管、１６・・・・・・外管、１７・・・・・・水位スイ
ッチ、１８・・・・・・警報器、１９・・・・・・開閉
バルブ、２０・・・・・・開閉バルブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 太陽熱コレクタを介して熱媒体を環流する閉循環路
   の一部を貯湯槽内に位置させてこの部分を熱交換器と成
   し、この熱交換器は熱媒体を通流する内管とこの内管を
   覆う外管との二重管構造と成すと共にこの内管と外管と
   を熱伝的に接触させて成る太陽熱利用装置において、 上記外管の少なくとも一端を上記貯湯槽外へ延設して開
   口し、この外管に関連して上記内管と外管との間への漏
   洩物を検知する検知手段を設けたことを特徴とする太陽
   熱利用装置。 ２ 上記検知手段は水位スイッチである特許請求の範囲
   第１項記載の太陽熱利用装置。 ３ 上記検知手段は警報装置を含むことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の太陽熱利用装置。 ４ 上記二重管の内管と外管との間に水などの液体を満
   して、内管と外管とを熱伝的に接触させた特許請求の範
   囲第１、第２、第３項記載の太陽熱利用装置。 ５ 上記外管は排水口へオーバーフロー配管されている
   特許請求の範囲第１項記載の太陽熱利用装置。