JPH0457938B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、貯湯槽と熱源をセパレートし、熱源
にて得られた高温湯を循環ポンプにて貯湯槽の上
部より噴出させて高温湯を成層してゆく温水ボイ
ラに係り、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と、貯湯槽３の下部よ
り、循環用ポンプ４、逆止弁１０、熱源部５を順
次連結管６，７，８にて連結し、連結管８を貯湯
槽３の略上部に連結して、加熱回路を形成した構
造である。

本構造では、熱源部５にて得られた高温湯を、
貯湯槽３の略上部より貯湯してゆく方式であるの
で、貯湯槽３内の水を高温に沸き上げる場合にお
いては、連結管８より貯湯槽３への噴出条件を相
当工夫しないと、貯湯槽３内の上下の温度分布が
不均一になる欠点がある。例えば、循環流量の流
速が速いと、貯湯槽３内で拡散が激しくなり、よ
り不均一となる。とくに、循環流量が大きい場合
には顕著である。この場合の性能を第２図に示
す。

さらに、沸き上げ後、しばらくしてから出湯す
る場合においては、逆止弁１０にて運転停止中に
加熱回路中の流れを停止していることから、熱源
部５の温度は刻々低下してくる。やがて、加熱回
路中の温度が水温レベルに達してしまう。今、仮
りに、熱源部５の部分が外気温（冬期０〜５℃）
に近い状態下にて運転すると、熱源に瞬間湯沸器
を用いているので、定常状態まで低温水が送り込
まれることになり（第３図に一般的な瞬間湯沸器
の立上り性能を示す）貯湯槽３の湯温が沸き上げ
た時の温度に対し低下し出湯湯温が部分的に急激
にダウンする欠点がある。この性能の一例を第４
図に示す。

次に、高温湯の上部成層方式の場合は定常状態
に沸き上げ過程において、給湯管より送り込む湯
温を一定に保つようにしないと、基本的に貯湯槽
内の上下温度の均一化が図れないものである。

発明の目的 本発明は、このような従来の欠点を除去するも
ので、沸き上げ時の湯温分布の極減と、出湯時の
出湯々温の急激なダウンを極減することをその目
的とするものである。

発明の構成 この目的を達成するために本発明は、熱源部と 貯湯槽をセパレートした方式とし、貯湯槽の下部
より循環ポンプ、流量調整弁、熱源部を有する加
熱回路を取り出し、その先端の給湯管を貯湯槽の
上部に設けた給湯管接続口と連結したもので、給
湯管接続口の内部に、分散噴出板と整流板を距離
を有し対向固定した流速減衰体を挿入し整流板を
貯湯槽内略上部に固定したことと、流量調整弁に
小流量孔を備えた逆止機能としたものを有する構
成としたものである。

本構成により、沸き上げ時は、分散噴出板にて
噴出条件を均一化すると共に、貯湯槽内に臨む位
置にて流速を極減させ、整流板にて垂直方向の流
れを低流速にて水平方向にほゞ均一に噴出させる
ことで高温湯の温度成層が成立し、温度分布が極
減できる。さらに、出湯時の湯温の部分的な急激
なダウンについては、貯湯槽内の水を沸き上げた
後に、加熱回路を流量調整弁にて完全に逆止（閉
回路）するのでなく、小流量が流れる逆止機能に
することで、加熱回路中の高温湯を給湯管より入
水管向けて流すことにより、加熱回路中に湯が存
在しているので、沸き上げ後の再運転時に立上り
時の低温水が混入することが無いことより急激な
温度低下が極減できる。

実施例の説明 以下、本発明の一実施例について第５図〜第９
図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図と同一部品は同一番号を付記し
ている。

図において、貯湯槽３は、上部に出湯管１、下
部に給水管２を備えている。貯湯槽３の下部よ
り、入水管６を介して、６ａ，６ｂに分岐し
夫々、循環ポンプ４ａ，４ｂ、流量調整弁１１
ａ，１１ｂ、熱源部５ａ，５ｂ、給湯管８の分岐
管８ａ，８ｂ、給湯管８の順に配設し加熱回路を
形成している。

流速減衰体１２は、小孔部１３ａを複数個有す
る分散噴出板１３と円筒形のカツプ状の整流板１
４を距離を有し、Ｅリングの如き止め金具１５に
て対向固定して構成し、給湯管８よりの高温湯
が、貯湯槽３内に臨ました整流板１４にて水平方
向に噴出するように、貯湯槽３の上部に設けた給
湯管接続口２２の内部に挿入固定されている。

温度サーミスタ９は、貯湯槽３の下部側壁に具
備すると共に、熱源部５ａ，５ｂの下流側の連結
管８ａ，８ｂに温度サーミスタ１６ａ，１６ｂを
設けている。

さらに、前記流量調整弁１１ａ，１１ｂは内部
の通路部に、中心部に小流量孔１７を有すフロー
ト部１８を有すると共に、通路部と直交方向にネ
ジ部２０を備え、このネジ部２０に調整ビス部２
１を挿入したものである。１９は押え金具であ
る。

次に、上記構成において、沸き上げ時と出湯時
に別けて動作説明する。

(1) 沸き上げ時の場合 貯湯槽３内の水温が設定湯温より低い場合、温
度サーミスタ９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の下部の水温が設定湯温まで上昇すると、温
度サーミスタ９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、本発明のものは、
循環ポンプ４ａ，４ｂの能力を一定（流量が一定
のこと）とし、熱源部５ａ，５ｂの燃焼量を比例
制御し、給湯管への送り込む湯温を一定にしてい
る。つまり、連結管８ａ，８ｂに設けた温度サー
ミスタ１６ａ，１６ｂは、設定湯温以上になる
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）常に設
定湯温とするものである。

また、貯湯槽３の側壁の下部に設けた温度サー
ミスタ９と、前記の温度サーミスタ１６とは、常
に同一の設定湯温となるような回路構成としてい
る。

以上のことから、流速減衰体１２を貯湯槽の上
部に設定していることと、給湯管８よりの高温湯
を貯湯槽３内で極端に減速させると共に、垂直方
向の噴出を水平方向に均一に噴出させることで、
低流速な噴出条件となり、貯湯槽３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が実現
できる。この時の性能を第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（例えば80℃）に
沸き上げた後で出湯管の先端での蛇口（図示せ
ず）を開栓し出湯すると、給水管より低温水が送
り込まれ押し上げ方式にて上部の出湯管より所定
の温度の高温湯が送り出される。

しかる後に、貯湯槽３の側壁に設けた温度サー
ミスタ９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の
検知により熱源部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５ａ，５ｂの立上り
の過度時の低温水が給湯管８より送り込まれない
ようにしている。

つまり、沸き上げ後に加熱回路中の湯温が冬期
の場合など外気温にて時々刻々低下してくる。従
つて、比重量が大きくなり、下部向けて降下して
くることにより加熱回路中に逆対流を生じさせる
ように流量調整弁に小流量孔１７を設けている。
よつて、沸き上げ後においても加熱回路中の湯が
水温になることがないので、出湯時の出湯々温の
急激なダウンが低下できる。この時の性能を第９
図に示す。この際、逆対流量を増大すれば、出
湯々温の急激なダウンが解消できるが、逆に放熱
量が大きくなることと、貯湯槽内の下部の温度分
布が大きなることで安定出湯量が減少することに
なる。

また、逆対流を完全に無しとすると、従来例の
如き欠点が生じるものであり、両者の兼ね合いに
て小流量孔の孔径を設定するものとなる。

発明の効果 本発明の温水ボイラによれば、次の効果が得ら
れる。

(1) 沸き上げ時に、定常状態において燃焼量を比
例制御することにより流速減衰体に一定湯温を
送り込むと共に、低流速化することで貯湯槽内
での対流が防止でき沸き上げ時の温度分布の極
めて少ない高温湯の上部成層ができることか
ら、短時間に高温湯を得る（高温湯の早取りが
できること）ことが可能となり、使い勝手の向
上が図れる。

(2) 流速減衰体は、分散噴出板と整流板とにより
構成し、整流板を貯湯槽内に臨ませるものであ
り、しかも、給湯管接続口に挿入固定すること
で目的が達成できるものであり、焼結金属、金
網などを用いる方法に比べて安価である。

(3) 沸き上げ後の運転停止時に、加熱回路中を高
温湯を少量逆対流させることにより、放熱量が
少なくしかも、貯湯槽内下部の温度分布を増大
すること無くて、出湯々温の安定化が図れる。

(4) 加熱回路を並列にしているので、万一故障が
おきた場合においても、機能の完全ストツプが
さけられる。メンテナンス時の特長があるとと
もに、本温水ボイラによれば、加熱回路を単一
から複数個にすることにより家庭用〜業務用ま
での対応ができるものとなる。

(5) 湯温の安定な高温湯の多量出湯（貯湯式機
能）と、高温湯の上部成層方式による高温湯の
早取り（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構成図、第２図は
同沸き上げ性能図、第３図は瞬間湯沸器の場合の
一般的な立上り性能図、第４図は同出湯湯温性能
図、第５図は本発明の一実施例の温水ボイラの構
成図、第６図は同流速減衰体の拡大断面図、第７
図は同流速調整弁の拡大断面図、第８図は同沸き
上げ性能図、第９図は同出湯湯性能図である。 ３……貯湯槽、４ａ，４ｂ……循環ポンプ、５
ａ，５ｂ……熱源部、８……給湯管、１１ａ，１
１ｂ……流量調整弁、１２……流速減衰体、１３
……分散噴出板、１４……整流板、１６ａ，１６
ｂ……サーミスタ、１７……小流量孔、１８……
フロート部、２２……給湯管接続口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 上部に出湯管と給湯管接続口を、下部に給水
   管を備えた貯湯槽を設け、この貯湯槽下部より、
   循環ポンプ、流量調整弁、熱源部を有する加熱回
   路を設け、前記加熱回路の先端の給湯管を前記給
   湯管接続口に連結すると共に、前記給湯接続口の
   内部に分散噴出板と整流板を距離を有し対向固定
   した流速減衰体を挿入し、整流板を貯湯槽内略上
   部に臨む位置に設けた温水ボイラ。