JPH0132911B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は貯湯槽の上部より高温湯を噴出し温度
成層してゆく温水ボイラに係り、高温湯の噴出部
に流速減衰体を具備したボイラ構造に関するもの
である。

従来例の構成とその問題点 従来の温水ボイラは第１図に示すように構成さ
れている。すなわち、上部に出湯管１と、下部に
給水管２を有する貯湯槽３に対して、貯湯槽３の
下部より循環ポンプ４、熱源部５、給湯管８を順
次連結部６，７にて結合すると共に、給湯管８の
先端を貯湯槽３の略上部に連結し加熱回路を形成
した温水ボイラ構造である。

この構造においては、貯湯槽３の上部より高温
湯を噴出し温度成層してゆく方式であるので、貯
湯槽３内の水を高温湯に沸き上げる過程におい
て、給湯管８より高温湯の噴出条件を相当工夫し
て低流速化しないと対流が激しくなり貯湯槽３内
の上下の温度分布が均一にならないものである。
（第２図に性能の一例を示す） 次に、沸き上げ後の追焚きの場合に、加熱源と
して瞬間湯沸器を用いていることから、定常状態
に達するまでの過渡時は所定の温度以下の低温水
が噴出されることになり、（第３図に一般的な瞬
間湯沸器の立上り性能を示す）高温湯に沸き上げ
られた貯湯槽内の上部湯温が部分的に急激な低下
をきたすことになる。従つて、この状態下で出湯
すると、出湯々温が部分的に所定温度以下となり
出湯性能を悪化させるなどの問題点がある（第４
図に性能の一例を示す）。

さらに、後者の出湯性能の悪化を緩和する従来
例として第５図に示すものがある。構成の概要と
しては、給湯管８の先端に中空円筒状で側壁に全
域に亘つて小孔１４を有する底のない分配筒１５
を貯湯槽３の鉛直方向に上から下までの高さに設
けた構成のものである。

この構成においては、瞬間湯沸器の立上りにお
ける過渡時の低温水が分配筒１５の上部から下部
向けて送り込まれる過程で貯湯槽３内の高温湯と
熱交換され温度上昇することになり途中で部分的
に噴出することになる場合と、もともと分配筒１
５内に存在していた高温湯を貯湯槽３内下部に送
り込むことから、貯湯槽３下部での温度分布を乱
すことになり湯温の安定な領域を減少させること
になる場合など、噴出条件次第にていずれかの場
合の問題点が生じるものである。

発明の目的 本発明はかかる従来の問題点を解決するもので
あり、第１の目的は沸き上げ時の貯湯槽内の湯温
分布を極減することにある。さらに、第２の目的
は出湯々温の急激な低下をなくすることである。
さらに、第３の目的としては、循環ポンプの制御
とか、流量制御せずに簡単な構成にて実現するこ
とにある。

発明の構成 この目的を達成するために本発明は、貯湯槽の
略上部より高温湯を噴出し温度成層してゆく温水
ボイラにおいて、給湯管の先端に給湯管より直径
が大で、かつ有底で側壁に多数の小孔を有する中
空円筒状の流速減衰体を設け、この流速減衰体と
給湯管の連結部に、小孔を有し、かつ給湯管より
直径が大なる円板状の整流仕切体を流体の流れに
直交して設けるとともに、流速減衰体を貯湯槽内
の略上部でしかも、水平方向に噴出するように位
置させた構成としている。

本構成により、沸き上げ時に流速衰体にて循環
ポンプの圧力および流速の減衰と、貯湯槽内に水
平方向に均一に噴出することで対流が防止でき高
温湯の温度成層が実現できると共に、過渡時の低
温水を低流速でしかも、面状でなく線状に下部に
噴出することにて貯湯槽内での拡散が防止でき、
出湯々温の急激な低下が極減できるものである。

実施例の説明 以下、本発明の実施例について第６図〜第９図
の図面に基づき説明する。なお、図において従来
例である第１図、第５図と同一部品は同一番号を
付記している。

図において、下部に給水管２を有する貯湯槽３
の他方下部より、入水管６を逆止弁１０を介して
連結管６ａ，６ｂに分岐し、夫々に、循環ポンプ
４ａ，４ｂ、熱源部５ａ，５ｂ、連結部８ａ，８
ｂの順に配設させ最後に給湯管８に集結すると共
に、給湯管８を貯湯槽３内の略上部に位置させて
加熱回路を形成している。

この基本構成において、給湯管８の先端に設け
た流速減衰体１２は、流れの下流側でしかも、流
れに直交方向に小孔部１７を有する整流仕切体１
８を内部に設けると共に、流れに並行方向に、有
底なる中空円筒状の金網などの多孔材料にて形成
した噴出孔１３を具備している。そして、貯湯槽
に対し噴出方向を水平方向になるように位置させ
ている。

次に、貯湯槽３は上端部に同心円状に中央を突
出させた混合室１９を有すると共に、混合室１９
の側壁より出湯管１を取り出している。さらに、
下部側壁に温度サーミスタａ９を備えている。

また、１１ａ，１１ｂは流量調整コツクで熱源
部５ａ，５ｂと循環ポンプ４ａ，４ｂの間に夫々
設けると共に、熱源部５ａ，５ｂの下流側の連結
管８ａ，８ｂに温度サーミスタｂ１６ａ，１６ｂ
を備えている。

以下に動作・作用面について、沸き上げ時と出
湯時に分けて説明する。

(1) 沸き上げ時の場合 貯湯槽３内の水温が所定湯温より低い場合
に、温度サーミスタａ９が感知して循環ポンプ
４ａ，４ｂに信号を送り駆動する。循環ポンプ
４ａ，４ｂが駆動すると、熱源部５ａ，５ｂに
設けた流量スイツチ（図示せず）の検知により
熱源部５ａ，５ｂが点火し、水は循環加熱され
る。しかる後に、貯湯槽３の下部が所定湯温に
達すると温度サーミスタａ９が感知して循環ポ
ンプ４ａ，４ｂを停止する。循環ポンプ４ａ，
４ｂが停止すると流量スイツチの検知により熱
源部５ａ，５ｂが消火する。

この沸き上げ過程において、本実施例のものは
循環ポンプ４ａ，４ｂの能力を一定とし（流量が
一定のこと）、熱源部５ａ，５ｂの燃焼量を比例
制御し給湯管８への送り込む湯温を一定にしてい
る。つまり、温度サーミスタｂ１６ａ，１６ｂ
は、所定湯温以上になると燃焼量を調整する比例
弁（図示せず）に信号を送り燃焼量を低下させ
（TDR燃焼）常に所定湯温とするものである。

以上のことから、給湯管８より送り込まれる高
湯温は、給湯管８よりも大きな直径でしかも、開
口面積を大きくした噴出小孔１３としているこ
と、および、有底なる中空円筒形とした流速減衰
体１２により、循環ポンプの力および、流速を減
衰することで静圧に近い噴出となる。さらに、給
湯管８の直径と流速減衰体１２の直径が異なるも
のであり、流れとしては急拡大となることより、
中心より直径方向に流速分布が生じるものであ
り、流速減衰体１２の噴出小孔１３の構造にて均
一化することになる。しかし、本実施例のよう
に、直径の変化する位置に小孔１７を有する整流
仕切体１８により中心より直径方向にほゞ均一に
噴出することができるので、有底なるφ空円筒形
状の金網にて構成できるものとなる。

また、貯湯槽３内に対し同心円状で水平方向に
均一に噴出すること、などにより貯湯槽内での対
流が防止でき温度分布のない高温湯の上部成層方
式が成立する。この場合の性能を第８図に示す。

(2) 出湯時の場合 貯湯槽３内の湯が所定の温度に沸き上げた後
でしかも、加熱回路中の湯が外気温にて低下し
水温（冬期で一般的に５℃前後）に達している
状態において出湯管１の先端での蛇口（図示せ
ず）を開栓し出湯すると、給水管２より低温水
が送り込まれ押し上げ方式にて上部の出湯管１
より所定の高温湯が送り出される。

しかる後に、貯湯槽の下部側壁に設けた温度サ
ーミスタａ９が感知して循環ポンプ４ａ，４ｂに
信号を送り駆動する。循環ポンプ４ａ，４ｂが駆
動すると、熱源部５ａ，５ｂが点火し始め追焚き
が開始される。この追焚きの初期に熱源部５ａ，
５ｂの立上りにおける過渡時の低温水が流速減衰
体１２に送り込まれるものとなる。

この状況下において、低温水は貯湯槽３内に存
在する高温湯より比重が大きいことから、噴出小
孔部１３より貯湯槽３に対し水平方向に噴出する
ものでなく下方向に噴出することになる。しか
も、低流速であることから、貯湯槽３内の鉛直方
向の中心に収束するような流れ形態を示すことに
なる。

従つて貯湯槽３内上部での広範囲な領域に亘つ
て拡散が防止できることにより出湯時の出湯々温
の急激な低下が極減できる（第９図に示す）もの
となり、湯温の安定な高温湯を得ることができ
る。

なお、上記実施例では給湯管と出湯管とを同心
円状に配設したが、本発明はこの構成に限定され
るものではなく、給湯管と出湯管とを離して貯湯
槽に設けても良いことは言うまでもない。また上
述の突出した混合室は必要に応じて設ければよく
貯湯槽上部を兼用してもよい。

発明の効果 以上のように、本発明の温水ボイラによれば次
の効果が得られる。

(1) 流速減衰体にて静圧に近い噴出と、水平方向
に均一に噴出することができるので貯湯槽内の
温度分布を極減することができることから、短
時間に湯温の安定な高温湯が得られ使い勝手の
向上が図れる。

(2) 整流仕切体と金網等にて構成された流速減衰
体にて貯湯槽内上部での低温水による拡散する
ことなく噴出できることから、簡単な構成でし
かも、安価なもので出湯々温の安定な高温湯が
得られる。

(3) 循環ポンプを立上りから定常状態までをリニ
ア制御する方式、または、熱応動弁などを用い
た方式でなく、流速減衰体の如き簡単な構成に
て目的が達成できるもので安価な温水ボイラを
提供することが可能となる。

(4) 加熱回路を並列にすることで万一故障が生じ
ても機能の完全ストツプがさけれることで、メ
ンテナンス面での効果が生まれる。

(5) 貯湯機能としての湯温の安定な高温湯の多量
出湯と、短時間に高温湯が出湯できる瞬間式機
能を有する熱エネルギ効率の高い温水ボイラが
提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の温水ボイラの概略図、第２図は
同上の沸き上げ性能図、第３図は瞬間湯沸器の一
般的な立上り性能図、第４図は同上の出湯性能
図、第５図は他の従来例の概略図、第６図は本発
明の一実施例の温水ボイラの構成図、第７図は同
上の要部拡大断面図、第８図は同上の沸き上げ性
能図、第９図は同上の出湯性能図である。 １……出湯管、３……貯湯槽、４ａ，４ｂ……
循環ポンプ、５ａ，５ｂ……熱源部、８……給湯
管、１２……流速減衰体、１３……噴出小孔、１
８……整流仕切体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 上部に出湯管、下部に給水管を備えた貯湯槽
   の下部より、入水管、循環ポンプ、熱源部、給湯
   管の順に連結し、給湯管の先端に給湯管より直径
   が大きく、かつ有底で側壁に多数の小孔を有する
   中空円筒状の流速減衰体を設けて、これを貯湯槽
   に対し水平方向に流体が噴出するように貯湯槽内
   の略上部に臨ませて加熱回路を形成し、前記給湯
   管と流速減衰体の連結部に小孔を有する円板状
   で、かつ、給湯管の直径より大きくした整流仕切
   体を流体の流れに直交して設けた温水ボイラ。