JPH054572B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は循環ポンプを用いず、バーナで加し
た温水を放熱器に供給することができる蒸気圧を
利用する温水循環装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来湯沸缶で加熱した温水を放熱器に循環させ
る循環ポンプに代つて蒸気圧を利用するものがあ
る。

即ち実公昭57−53929号には密閉した湯沸缶を
バーナで加熱し、発生した蒸気圧で放熱器を介し
て湯沸缶よりも高位置にある開放タンクに湯沸缶
の温水を押出すと共に、開放タンクに貯つた水は
開閉弁を介して湯沸缶に戻す構造が示されてい
る。そして開閉弁は電磁開閉弁で構成し、液位検
出器の信号で電磁開閉弁を開閉操作している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで開放タンクに貯つた水を湯沸缶に戻す
時、従来方式のように湯沸缶に水が残つている間
に弁を強制的に開けば、加熱中の湯沸缶から多量
の水蒸気が放出され、エネルギー損失が大きくな
ると共に１回の温水循環サイクルに要する時間が
長くなるものである。

このように湯沸缶に水が残つている間に弁を開
く理由は、湯沸缶が完全に空焚になるとエアロツ
クを起して開放タンクの水が湯沸缶に流入できな
くなることが知られている為である。そして湯沸
缶の圧力変化を測定すると空焚状態では湯沸缶が
放熱器を介して大気開放している為に内圧が低い
と想定されるにもかかわらず、湯沸缶は落差圧よ
りも高い圧力を保ち、前記したエアロツク現象が
起きていることがわかつた。

この為この発明ではエアロツク現象の原因の一
つが湯沸缶に流入した水が急速に気化する点にあ
ると想定されることから、弁を開く（湯沸缶に水
が流入する）タイミングを湯沸缶が空焚を始めた
時に設定するものである。この構成によつて、開
放タンクから湯沸缶に流入した水が湯沸缶で気化
することによる圧力増加よりも湯沸缶の水蒸気を
冷却して液化することによる圧力低下の方が強く
なり、この為エアロツクを起すことなく湯沸缶に
水を流入させることが可能となり、しかも実際に
運転すると非常に早い温水循環サイクルが可能に
なつた。しかし設定条件である循環パイプや放熱
器形状や取付位置が変るとエアロツク現象を起す
こともあり、指定外の放熱器等の部品を使用する
時には運転の保障がむつかしいことがわかつた。

〔問題点を解決する為の手段〕

この発明はこの種の蒸気圧を利用する温水循環
システムの初期のものがバーナの点火・消火によ
つて運転していることに着目して、エアロツクに
よる温水循環停止時にはバーナの燃焼制御によつ
て自動的に復帰して運転を再開する構成に係るも
のであり、外気と連通する開放タンク１と、開放
タンク１より低位置に設けたバーナ２で加熱され
る湯沸缶３と、湯沸缶３の温水が供給される放熱
器４とを設け、開放タンク１・湯沸缶３・放熱器
４・開放タンク１を循環パイプ５で連通せしめ、
開放タンク１・湯沸缶３を連通する循環パイプ
５′に湯沸缶３の空焚開始時開路となる弁６を取
付け、弁６開路時開放タンク１の水を湯沸缶３に
流入せしめ、弁６閉路時湯沸缶３の温水を放熱器
４を介して開放タンク１に圧送し、開閉を繰返す
弁６によつて連続して循環パイプ５に温水を流す
と共に、湯沸缶３をバーナ２に連らなる燃焼室７
内に設置し、該燃焼室７に接続する排気路８に温
度センサー９を取付け、該温度センサーの高温検
出時に前記バーナ２を消火もしくは燃焼量を低下
させるものである。

また空焚開始を検出して弁を開く為には湯沸缶
３に連通して湯沸缶３の圧力を検出する圧力スイ
ツチ１０を設け、該弁６は湯沸缶３の圧力スイツ
チ１０が低圧検出時開路となる電磁開閉弁で構成
したものである。

更に空焚開始を検出して弁６を開く他の手段と
して、弁６を開放タンク１から湯沸缶３へ流入さ
せる逆止弁で構成し、弁６に空焚開始検出機能を
内蔵させたものである。

〔作用の説明〕

使用に先だつて開放タンク１に注水すると、水
は開路となつている弁６を介して湯沸缶３や放熱
器４や循環パイプ５に流入し、開放タンク１に小
量水が貯つた時に注水をやめる。そしてバーナ２
に着火すると、湯沸缶３は加熱され、発生した水
蒸気は湯沸缶３の圧力を高め、沸騰缶３の水面を
加圧して温水を放熱器４に圧送し、該放熱器４で
冷却した水が開放タンク１に戻される。

この発明の弁６は湯沸缶３が空焚を開始した時
に開路となる様に設定してあり、空焚を開始する
と発生する水蒸気が減少し、かつ湯沸缶３は循環
パイプ５・放熱器４を介して開放タンク１に接続
して大気開放であるから、内圧が低下するもので
ある。この空焚を開始した時は湯沸缶３底面に残
つた水が水滴となつて飛びはねながら蒸発してお
り、低圧の圧力は細かく変動して開放タンク１の
水が循環パイプ５′を経て湯沸缶３に流入しやす
くなつている。そして湯沸缶３の底面の温度はま
だ過熱状態になつていないから、流入した水が湯
沸缶２の底面を冷却して水蒸気を発生させるより
も湯沸缶３の空間の水蒸気が流入した水によつて
冷やされて液化した時の圧力降下が大きく、この
為エアロツクを起すことなく、開放タンク１の水
は負圧となつた湯沸缶３に吸引されるものであ
る。その後弁６が閉路となると再び湯沸缶３の圧
力が上昇して温水を放熱器４に圧送する。

ところで、湯沸缶３の空焚開始から完全な空焚
状態への移行時間は放熱器４の形状・取付位置、
循環パイプ５の長さ、バーナ２の燃焼量などによ
つて変動しており、空焚開始を検出して弁６を開
いても、開放タンク１の水が湯沸缶３に届いた時
には完全な空焚状態になつて、エアロツク現象を
起して温水循環が不能となることがある。そして
温水循環が停止した状態では湯沸缶３が完全に空
焚状態となつているから排気ガスの温度が異常に
上昇するものである。

この発明は燃焼室７に続く排気路８に温度セン
サー９を取付しており、前記温水循環が停止した
時を検出してバーナ２を制御している。そして温
度センサー９の信号でバーナ２の発熱量を少くし
たり、また消火したりすれば温水循環を再び行う
ことができる。

即ち、バーナ２を消火すれば湯沸缶３は温度が
低下して内圧も下がり再び開放タンク１の水が湯
沸缶３に流入することができる。一方エアロツク
によつて温水循環が停止している時でも、湯沸缶
３は短い間隔で水の微少入流量と気化を繰返して
いるので、バーナ２は消火せずに発熱量を少なく
することでエアロツクを起す蒸気の発生が減少
し、代つて流入する水量が増加するので湯沸缶３
内の水蒸気が冷却しやすくなり、やがて温水循環
サイクルが復帰できる様になつた。

この発明では空焚開始時開路となる弁６として
湯沸缶３の内圧を検出する圧力スイツチ１０を設
け、該圧力スイツチ１０の信号で弁６を開くもの
である。

即ち、湯沸缶３は内部に水が残つている間は多
量の水蒸気を発生して高圧を保つているが、空焚
を開始すると発生する水蒸気が減少して内圧が低
下するものであり、圧力が低下を始めたらこれを
検出して弁６を電磁駆動させれば、タイミングよ
く開放タンク１の水を湯沸缶３に流入できたもの
である。

また湯沸缶３の圧力を検出して弁６を閉ざす構
成として、上記の圧力スイツチ１０と電磁駆動す
る弁６とを組合せの代りに開放タンク１から湯沸
缶３への流れを許す逆止弁で構成してもよく、空
焚開始時に湯沸缶３の圧力が低下すれば開放タン
ク１の水が湯沸缶３に流入できるものである。

〔実施例〕

図に示すこの発明の実施例によつて説明すると
１は開放タンク、３は開放タンク１の水位よりも
低位置に設けた湯沸缶、４は湯沸缶３で得た温水
が供給される放熱器であり、開放タンク１・湯沸
缶３・放熱器４・開放タンク１は循環パイプ５で
閉水路を構成している。６は開放タンク１・湯沸
缶３を連通する循環パイプ５′に取付けた弁、２
は湯沸缶３を加熱するバーナであり、該弁６は湯
沸缶３が空焚開始時開路となる。

７はバーナ２の上方に続く燃焼室、８は燃焼室
に続く排気路であり、該燃焼室７には湯沸缶３の
加熱部分が設置され、湯沸缶３を加熱して低温に
なつた排気ガスが排気路８に流出する。９は排気
路８に取付けた温度センサーであり、該温度セン
サー９は排気路８の排気ガス温度を監視してお
り、高温検出時バーナ２を消火もしくは燃焼量を
低下させ、バーナ２の発熱量制御を行う。

１１は開放タンク１の下部を構成する水室であ
り、実施例では水室１１で囲まれた部分で燃焼室
７を構成し、該燃焼室７の内部に湯沸缶３を取付
け、該水室１１で開放タンク１の水の予熱を行な
つている。

該湯沸缶３の空焚開始は湯沸缶３や循環パイプ
５の温度変化によつて検出できるが、湯沸缶３の
圧力を検出による方法が正確である。１０は湯沸
缶３の圧力を検出する圧力スイツチであり、弁６
は電磁開閉弁で構成され、切換圧力をほぼ大気圧
とする圧力スイツチ１０が高圧検出時弁６を閉路
とし、ほぼ大気圧に低下した時開路とする。

また他の実施例として湯沸缶３の圧力スイツチ
１０と電磁開閉弁の代りに、弁６を逆止弁で構成
し、湯沸缶３が高圧の時弁６を閉ざし低圧の時弁
６が開くようにしてもよい。

尚、湯沸缶３の温度を検出したり、圧力を検出
して湯沸缶３の空焚開始時に弁６を開く時、循環
パイプ５′の流路抵抗や弁６内の流路抵抗によつ
て、弁６を開いてから湯沸缶３に水が届くまでに
時間がかかる時がある。この様な時には温度や圧
力の設定値を高めにセットしておくとよく、湯沸
缶３がちようど空焚を開始した時に水が届く様に
なる。

〔効果の説明〕

以上のようにこの発明では湯沸缶３が空焚を開
始した時弁６を開いて湯沸缶３に水を流入させた
から、湯沸缶３内の水蒸気は流入した水によつて
冷却・液化して該湯沸缶３の内圧を低下させてお
り、開放タンク１の水は積極的に湯沸缶３に流入
するものである。この為従来の温水循環システム
のように湯沸缶を加熱するバーナの燃焼を止めた
り、湯沸缶の蒸気圧を抜いてエネルギーをロスす
る構造に比べ、この発明の温水循環サイクルは非
常に早くなり実用しベルになつたものである。

またこの種の温水循環装置の場合、湯沸缶へ注
水するタイミングがはずれてエアロツク現象が起
ると全く復帰することができなくなつてしまう
が、この発明では燃料室７に続く排気路８に温度
センサー９を取付けて温水循環不能を検出してお
り、もし温水循環不能が発生した時にはバーナ２
の燃焼量を低下させたり消火させたから、運転不
能となつた温水循環装置は確実に復帰して運転を
再開するものであり、実用性能が向上したもので
ある。

また、湯沸缶３の空焚を検出する為に圧力スイ
ツチ１０を使つたから、湯沸缶３と圧力スイツチ
８とを連通しておれば湯沸缶３から離れた位置に
圧力スイツチ１０を設置してもよく、温度による
空焚検出と比べてセンサー部の取付位置の選択に
巾ができて便利なものである。

一方、逆止弁の作動は圧力スイツチと電磁弁と
を組合せたものに類似するが、弁の開閉タイミン
グが圧力差によつて行なわれるから、エアロツク
現象が起りやすい欠点がある。この発明はこの様
な運転不能の時にも自動的に運転が再開するから
安価な逆止弁が利用でき、実用性能が向上したも
のである。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明品の実施例を示す断面図であ
る。 １……開放タンク、２……バーナ、３……湯沸
缶、４……放熱器、５，５′……循環パイプ、６
……弁、７……燃焼室、８……排気路、９……温
度センサー、１０……圧力スイツチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外気と連通する開放タンク１と、開放タンク
   １より低位置に設けたバーナ２で加熱される湯沸
   缶３と、湯沸缶３の温水が供給される放熱器４と
   を設け、開放タンク１・湯沸缶３・放熱器４・開
   放タンク１を循環パイプ５で連通せしめ、開放タ
   ンク１・湯沸缶３を連通する循環パイプ５′に湯
   沸缶３の空焚開始時開路となる弁６を取付け、弁
   ６開路時開放タンク１の水を湯沸缶３に流入せし
   め、弁６閉路時湯沸缶３の温水を放熱器４を介し
   て開放タンク１に圧送し、開閉を繰返す弁６によ
   つて連続して循環パイプ５に温水を流すと共に、
   湯沸缶３をバーナ２に連らなる燃焼室７内に設置
   し、該燃焼室７に接続する排気路８に温度センサ
   ー９を取付け、該温度センサー９の高温検出時に
   前記バーナ２を消火もしくは燃焼量を低下せしめ
   ることを特徴とする温水循環装置。 ２ 弁６は湯沸缶３に付設した圧力スイツチ１０
   で制御される電磁開閉弁で構成し、該圧力スイツ
   チ１０が低圧検出時電磁開閉弁を開路にすること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の温水循
   環装置。 ３ 弁６は開放タンク１から湯沸缶３へ流入させ
   る逆止弁で構成し、弁６に空焚開始検出機能を内
   蔵したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の温水循環装置。