JPS602530Y2 - 太陽熱集熱用コレクタ−に於ける凍結防止の排水装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、太陽熱を利用して水を温湯に替えるコレク
ターの凍結防止に関し、コレクターの排水弁を操作する
のみで、コレクター内の残水を排除できるようにしたも
のである。

従来、寒冷地に於いては日照時間が少ないとか、冬期に
太陽熱集熱用のコレクター内の残氷が凍結するなどの悪
条件により太陽熱温水器の普及を不可能なものとしてい
たが、近年の燃料不足、高騰などによる省ネルギーの必
要から、コレクターの集熱技術が著しく向上し、寒冷地
用として比較的効率の良いものが開発されたが、凍結の
厳しい夜間には、コレクター内の残本を排除しなければ
翌朝の使用時に於ける太陽熱利用が極めて困難であった
。

また、貯湯槽の湯を小出しにする場合に採湯管の上部か
らオーバフロー管の原理を利用して少量の熱い湯を取出
せるようにしたものとして特開昭５２−９９４４０号公
報の第１図（本願図面の第８図）のものがある。

上記第３図に就いて説明すると、オーバフロー管の原理
を利用した採湯管３１を貯湯槽３２の底面に取付け、採
湯管３１の基部に開口した下部採湯口３３をスリーブ３
４により開閉自在とし、このスリーブ３４とフロート３
５を有するレバー３６とを連桿３７により連結し、レバ
ー３６は採湯管３１に取付けたブラケット３８に支点３
９を介して梃子式の傾動自在に支承されており、熱い湯
を少量必要の時は、上部採湯口４０から採湯できるよう
にしたものである。

上記のものにあっては、フロートの浮力とスリーブの重
量及び上下運動時の摩擦低抗とか、湯の流出に抗って上
昇する際に受ける水圧などのバランスを調整することが
極めて困難であるばかりでなく、水位が上部採湯口より
下位にある時の採湯中に、途中で採湯を中止すると、レ
バーと連桿がほぼ直角になる上に連桿が大きく傾斜して
しまっているために、スリーブが円滑に下降できず、そ
の間湯の流出を止めることができないばかりでなく、湯
の流出による水圧によってスリーブの下降を一層遅滞さ
せるような構造的欠陥があった。

この考案は、上記の問題を解決し、コレクターと循環経
路により連通しているタンクに於いて、コレクターの凍
結防止のための水抜きを行なう際に、タンクの貯湯を最
少限の流出に留めて確実に止水すると共に、循環経路及
びコレクター内の残水を円滑に排除することを目的とす
る。

この考案の基本的な構成は、屋上又は屋外に設置したコ
レクターと、貯湯用のタンクとを循環用の往路パイプに
より連通させ、その往路パイプの入口をタンクの排水口
に接続し、この排水口の周囲をタンク内に立上らせた案
内筒で覆い、その案内筒に介在させた弁体とフロートと
を垂直方向に連結し、フロートの浮力と水位の変化とに
よる上下運動により、弁体を円滑に作動して排水口を迅
速、かつ確実な開閉自在に連繋させ、コレクターの下部
に排水弁を有する水抜き用の排水管を取付けたものであ
る。

以下、この考案の実施例を図に基づいて詳細に説明する
。

この実施例は、第１図及び第２図イ１口に示す４ように
コレクター１は、太陽熱の集熱機構及び通水回路（何れ
も図示を略す）を内装し、上部（図に於いて）に熱湯を
貯湯用のタンク２に循環させる往路パイプ３と復路パイ
プ４の各端を、コレクター１の通水回路に接続し、排水
管５はコレクタ；−１の通水回路の最下端の位置に上端
を接続してあってコレクター１の凍結防止の水抜き用の
排水弁６を有する。

前記往路パイプ３の入ロアはタンク２の底部に開口する
排水口８に接続し、この排水口８の周囲は、前記タンク
２内に立上らせて軸づ方向の周面に複数個の通水口９を
有する案内筒１０を以って覆い、この案内筒１０に前記
排水口８を開閉する弁体１２を介在させると共に該弁体
１２と下端で結合させた軸１１の上端にフロート１３を
取付ける。

このフロート１３は、タンク２内の所要水位Ａにあると
き、その浮力によって前記弁体１２を鎖線１２′の位置
に吊り上げて排水口８を開放しており、凍結防止の水抜
きによるコレ璽りター１内の排水が開始され、所要水位
Ａが減水水位Ｂに下降すると、これに伴なうフロート１
３の下降により弁体１２が鎖線１２′の位置から実線の
ように降下して排水口８を閉じるように構成する。

（第２図イ参照）上記減水水位Ｂは、前記−復路バイブ
４の出ロア′と水平面で一致していて流体を循環させる
に必要な水位を維持し、この所要水位Ａ及び減水水位Ｂ
の間の温湯は、コレクター１内の温湯の循環効率とも併
せて排水時に放出する最少限のものである。

給湯管１４は、入口１＝５を減水水位Ｂと同−水面上又
はそれ以下に臨ませ、給湯弁１６の操作によりタンク２
内の温湯を浴槽、洗濯機又は屋内の貯湯タンクなどの容
器１７に給湯できるように配管し、タンク２に内装した
ボールタップ１８には給水源に通ずる屋内配管１９を接
続して排水装置Ｃを構成する。

前記弁体１２の肉厚は可能な程度に薄肉とし、形状は球
形にすることも自由で、案内筒１０の内壁との接触面が
少ない程よい。

この排水装置Ｃにより寒冷地に於ける夜間に、コレクタ
ー１の排水を行なって該コレクター１の凍結を防止する
場合は、屋内に在って第１図の排水弁６を開放してやる
と、その排水管５に通じ、かつコレクター１内の集熱機
構に組込まれている通水回路内の残水が、排水管５を経
て遂次排除される。

この通水回路の排水に伴なって第１図の復路パイプ４の
出ロア′からも排水が始まり、所要水位Ａから減水水位
Ｂまで水面が降下すると、フロート１３が共に下降し、
このフロート１３に軸１１により垂直方向に連結してい
る弁体１２を、第２図イの鎖線１２′の位置から実線の
１２の位置に下降させて排水口８を閉塞するので、タン
ク２内の温湯はそれ以上は流出しない。

この場合、出ロア′の開口により該出ロア′から空気が
導入されて循環経路及び通水回路内の真空を破壊するの
で、両路内の残水はことごとく排除される。

上記の排水により水位が下降しても、予じめ屋内配管１
９の元栓が閉じであるために、ボールタップ１８は始動
しないのでタンク２への給水は行なわれない。

次に、晴天日となりコレクター１により温湯を得るには
、先ず排水弁６を閉じ、続いて屋内配管１９の元栓を開
放すると、ボールタップ１８が作動してタンク２へ給水
を始め、この給水は、排水時と同様に復路パイプ４を経
てコレクター１の通水回路に遂次給水され、この通水回
路及び復路パイプ４内を満水にしたのちタンク２内に給
水し、減水水位Ｂから所要水位Ａの間を満水にしてボー
ルタップ１８による給水を停止する。

このタンク２内の満水によりフロート１３に浮力が生じ
るので、フロート１３は所要水位Ａの水面に浮上して弁
体１２を前記の逆順によって引上げ、排水口８を開放す
る。

次に、太陽光線を受けているコレクター１の集熱機構が
遂次加熱し、その輻射熱により通水回路及び内部の水温
が順次上昇して対流を発生させると、この対流により通
水回路内の温湯は、該通水回路内を遂次上昇して復路パ
イプ４に達し、この復路パイプ４の出ロア′からタンク
２内へ流入する。

このコレクター１内の対流の発生により、循環パイプの
往路パイプ３の入ロア、排水口８及び案内筒１０の各通
水口９には吸引力が発生するので、タンク２内底部の冷
水が通水口９を経て開放中の排水口８及び入ロアを経て
往路パイプ３に吸引され、この往路パイプ３の下端から
コレクター１の通水回路に導入され、この通水回路内を
移動する間に対流となり、上記の順序で循環する間に、
タンク２内の冷水を適温の温湯に変えて行く。

このタンク２内の温湯を浴槽、貯湯タンク、その他の容
器に取出して使用する場合は、第１図の給湯管１４の給
湯弁１６を開放してやれば、タンク２内の温湯を容器１
７に供給できる。

この考案は、上記のように構成したので、以下の利点を
有する。

（１）タンクの排水口を通水口のある案内筒で囲み、こ
の案内筒にフロートと垂直に連繋した弁体を介在させた
ので、フロートの浮力と水面の変位による上下運動とに
より、排水口を迅速かつ確実に開閉できる。

（２）上記案内筒は、周囲の軸方向に長目の通水口を設
けたので、弁体の上下運動を円滑にすると共に、タンク
底部の低温湯を迅速に循環経路へ誘導してタンク内の循
環効率を著しく高めることができる。

（３）復路パイプの出口をタンク内の減水水位と同一の
水面上に臨ませたので、コレクターの排水に伴なうタン
ク内の温湯の流失量を最少限に留めることができる。

（４）コレクターの通水回路の端末に排水弁を有する排
水管を接続したので、コレクターの水抜きを誰にでも容
易にできる。

（５）従来のものと比較して弁体とフロートを垂直方向
に連結したので、弁体が排水時又は給水時の流体の流れ
に抗らうことなく作動でき、ひいては排水口の開閉を迅
速、かつ確実に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案による排水、循環などの流動要領の
説明図、第２図イは、第１図に於けるＸ−Ｘ線の一部破
断した拡大断面図、町まイに於けるＹ−Ｙ線の案内筒の
みの平面図、第３図は、従来技術の説明図である。 主要部分の符号の説明、１・・・・・・コレクター ２
・・・・・・タンク、３・・・・・・往路パイプ、４・
・・・・・復路パイプ、５・・・・・・排水管、６・・
・・・・排水弁、７・・・・・・入口、７′・・・・・
・出口、８・・・・・・排水口、９・・・・・・通水口
、１０・・・・・・案内筒、１１・・・・・・軸、１２
・・・・・・弁体、１３・・・・・・フロート、Ａ・・
・・・・所要水位。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. コレクター１及びこのコレクター１に配置した貯湯用の
   タンク２を、循環用の往路パイプ３と復路パイプ４とに
   より連通し、その往路パイプ３の入ロアを、タンク２底
   部の排水口８に接続すると共に復路パイプ４の出ロア′
   をタンク２の減水水位Ｂと同一水平面で一致させ、前記
   排水口８の周囲に、局面の通水口９から通水自在の案内
   筒１０をタンク２内に突設し、この案内筒１０に、軸１
   １及び該軸１１の下端に結合した弁体１２を摺動自在に
   介在させ、この軸１１の上端に、排水時以外は弁体１２
   を案内筒１０内で常時吊上げているフロート１３を取付
   け、排水弁６を有する排水管５をコレクター１の下端に
   接続し、給湯管１４上端の入口１５をタンク２内の減水
   水位Ｂと同一平面上又は僅かの下位に臨ませたことを特
   徴とする太陽熱集熱用コレクターに於ける凍結防止の排
   水装置。