JPH0760089A - 蒸気と水の混合器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 水と蒸気とを混合して温水を作る混合器にお
いて、熱効率の向上を図りながら、部品の破損を招くこ
となく信頼性を高め、しかも、ハンマー音や振動などの
発生を防止する。 【構成】 混合器２０の蒸気吹出装置３０として、一端
部が蒸気導入口２５に連通し、周壁に蒸気噴出孔３１を
もつ保護管３２と、この保護管３２の内側に取付けら
れ、蒸気が通過可能な細孔を有する多孔質部材３３とを
設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、たとえば自動給湯シ
ステムなどに用いられ、蒸気と水とを直接混合させて温
水を製造する混合器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、蒸気と水とを直接混合させ
て、温水を効率的に製造する混合器が知られている。こ
の種混合器の一例を図４に示す。

【０００３】図４に示す混合器２０においては、蒸気と
水とを混合する混合室２１内に、水導入口２２から水Ｗ
が導入される。また、前記混合室２１には、多数の小孔
２３をもつパイプ状の蒸気吹出装置３０が挿入され、蒸
気導入口２５から導入された蒸気Ｓが前記小孔２３から
混合室２１に気泡状態で吹出される。そして、この混合
室２１内で水Ｗと蒸気Ｓとが混合されて昇温し、温水Ｈ
となって温水排出口２６から外部に取出される。

【０００４】ところで、以上の混合器２０では、温水Ｈ
の温度を一定に保持するため、蒸気量調整弁８により蒸
気Ｓの供給量が調整される。ここで、前記小孔２３から
吹き出す蒸気Ｓの吹出速度をある程度小さくした方が、
吹き出された蒸気が瞬間凝縮する際に生じるハンマー音
などの騒音が低下するとともに、吹出速度の遅い蒸気Ｓ
によって水Ｗの流動が乱されにくくなることから蒸気Ｓ
と水Ｗとが場所的に均一に混合されるため、給湯温度が
安定する。しかし、前記従来の混合器では、蒸気Ｓの供
給量を増大させたとき、前記小孔２３から吹き出される
蒸気Ｓの吹出速度が増大するため、騒音が大きくなり、
給湯温度も不安定になる問題があった。

【０００５】そこで、本願出願人は、以前に、特願平４
−３２４７８０号において、蒸気Ｓの供給量に応じて蒸
気吹出速度を制御することにより、前記問題点を解消で
きる混合器を提案した。

【０００６】その提案内容は、図３で示すように、水導
入口２２と蒸気導入口２５とを備えた導入パイプ部２７
と、混合室２１と温水排出口２６とを備えた混合パイプ
部２８とをボルト（図示せず）で組付けて混合器の本体
ケース２４を構成し、かかる本体ケース２４の内部に蒸
気吹出装置３０を設ける。また、この蒸気吹出装置３０
は、長さ方向両端が開口され、周壁の上流および下流側
に複数の蒸気通過孔ａ，ｂを設けた筒状体３０Ａと、こ
の筒状体３０Ａより径小とされ、その内部にコッタピン
３０Ｂを介して伸縮可能に取付けられたコイルスプリン
グ３０Ｃと、このコイルスプリング３０Ｃの先端側に設
けられた受圧部材３０Ｄとからなり、前記筒状体３０Ａ
の長さ方向一端側を、前記導入パイプ部２７の蒸気導入
口２５に連通状に取付けて、前記筒状体３０Ａを前記混
合パイプ部２８内に位置させている。

【０００７】以上の混合器２０では、前記蒸気導入口２
５から供給される蒸気Ｓの圧力に応じて前記コイルスプ
リング３０Ｃが伸縮し、そのコイル間の隙間が大小に調
整されて、この隙間から前記各蒸気通過孔ａ，ｂを経て
混合室２１へと吹出される蒸気吹出速度が制御される。
たとえば、蒸気Ｓの供給量が増大すると、前記コイルス
プリング３０Ｃ内の蒸気圧力が上昇して、前記受圧部材
３０Ｄが受ける圧力が大となり、これに伴い前記コイル
スプリング３０Ｃが伸張してコイル間の隙間が大きくな
るため、蒸気Ｓの吹出速度が増大するのを抑制すること
ができ、この結果、騒音の低下と給湯温度の安定化を達
成することができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
混合器２０によれば、蒸気Ｓの供給量に応じて前記コイ
ルスプリング３０Ｃが、前記筒状体３０Ａの内部で伸縮
を伴いながら摺動するため、前記コイルスプリング３０
Ｃの耐久性が低下し、長期使用に伴って破損したりする
問題のあることが判明した。また、蒸気供給量の増大に
伴い前記コイルスプリング３０Ｃが伸張したとき、コイ
ル間の隙間が大となって、蒸気Ｓが大きな気泡状態で水
Ｗと接触して凝縮するため、その凝縮時に大きなハンマ
ー音や振動などが発生して、配管系や周辺機器類に悪影
響を与える問題もあることが判明した。

【０００９】この発明は、以上のような問題に鑑みてな
されたもので、その目的は、騒音の低下と給湯温度の安
定化を図りながら、部品の破損を招いたりすることなく
信頼性を高めることができる蒸気と水との混合器を提供
することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第１の発明の混合器に用いる蒸気吹出装置は、蒸気
を通過させる細孔を有する多孔質部材によって構成され
ている。

【００１１】また、第２の発明においては、蒸気吹出装
置が、一端部が蒸気導入口に連通し、周壁と他端壁との
うち少なくとも周壁に蒸気噴出孔を有する保護管と、こ
の保護管における蒸気噴出孔が設けられた部分の内側に
取付けられて、蒸気を通過させる細孔を有する多孔質部
材とを備えている。

【００１２】

【作用】第１の発明によれば、混合室への蒸気供給量が
増大しても、蒸気は多孔質部材の細孔を通過しながら徐
々に混合室へと吹き出されるため、蒸気吹出速度の増大
を招くことがなく、しかも、前記多孔質部材の細孔を通
過するとき、蒸気は小さな気泡に分割され、小さな気泡
状態で蒸気と水との接触が行われる。したがって、ハン
マー音などの騒音が低下して不快感が減少するととも
に、ハンマー音に起因する振動の発生が阻止されて、配
管系や周辺機器類に悪影響を与えることがなくなる。ま
た、蒸気の吹出速度が遅くなることから、蒸気によって
水の流動が乱されにくくなる結果、蒸気と水とが場所的
に均一に混合されて、給湯温度が安定化される。さら
に、上記構成では、コイルスプリングのような摺動部品
を使用しないため、部品の破損を招くことなく、信頼性
を高めることもできる。

【００１３】第２の発明によれば、多孔質部材が保護管
によって保護されるので、混合器の信頼性がさらに向上
する。

【００１４】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図２は、この発明の混合器が適用される自動給
湯システムの一例を示しており、同図では、タンク１の
内部に、その水位を一定に保持する浮止弁２を備え、こ
の浮止弁２により給水管３から前記タンク１への冷水Ｃ
の流量を制御するようにしている。また、前記タンク１
には循環路４が設けられ、この循環路４には混合器２０
に水Ｗを供給するポンプ５を介装している。

【００１５】さらに、前記混合器２０には温度センサ６
が設けられ、その検出結果に基づくコントローラ７から
の出力により、蒸気量調整弁８の開度を調整して、蒸気
管９から前記混合器２０への蒸気Ｓの供給量を制御する
ようにしている。また、前記混合器２０には温水排出管
１０が設けられ、この排出管１０に温水Ｈを外部に取出
す取出管１１が分岐接続されるとともに、前記排出管１
０の先端部１２は前記タンク１内に挿入されている。

【００１６】前記混合器２０は、図１で明らかなよう
に、本体ケース２４と蒸気吹出装置３０とからなり、前
記本体ケース２４は、前述した図３のものと同一である
ため、同一又は相当部分に同一符号を付して、その詳細
は省略し、前記蒸気吹出装置３０について説明する。こ
の蒸気吹出装置３０は、上下の長さ方向両端が開口さ
れ、周壁に多数の蒸気噴出孔３１を設けた筒状の保護管
３２と、この保護管３２の内部に前記蒸気噴出孔３１と
対向状に配設された筒状の多孔質部材３３とから構成さ
れる。

【００１７】前記保護管３２は、その開口一端側が前記
導入パイプ部２７の蒸気導入口２５と連通するエルボー
部２７ａにねじ３２ａにより固定され、前記保護管３２
の全体が前記混合パイプ部２８内の混合室２１内に位置
しており、また、前記保護管３２の他端側にはキャップ
３４が取付けられている。

【００１８】また、前記多孔質部材３３は、たとえば、
ステンレス製のポーラスメッシュで形成され、直径１〜
４０μｍ程度の蒸気通過可能な多数の細孔を有してい
る。

【００１９】前記各蒸気噴出孔３１は、同図に示したよ
うに、前記保護管３２の長さ方向に一定間隔で形成して
もよいのであるが、その場合、蒸気は上流側（図の下
側）から蒸気吹出装置３０内へ導入されるから、上流側
（下側）の蒸気噴出孔３１から噴出する蒸気量の方が、
下流側（図の上側）の蒸気噴出孔３１から噴出する蒸気
量よりも多くなる。そこで、前記各蒸気噴出孔３１を、
上流側で間隔が大となり、下流側で間隔が小となるよう
に形成するか、又は、上流側で開口径が小となり、下流
側で開口径が大となるように形成すれば、前記各蒸気噴
出孔３１から混合室２１内に吹出される蒸気量を前記保
護管３２の長さ方向において均一となし、前記混合室２
１内で蒸気Ｓと水Ｗとを均一に混合して温度上昇をスム
ーズに行うことができる。

【００２０】また、前記導入パイプ部２８の内周壁に
は、螺旋状の突起２８ａが形成され、前記混合室２１内
に供給された蒸気Ｓと水Ｗとの混合効率を高めるように
している。

【００２１】さらに、図１の実施例においては、前記導
入パイプ部２７のエルボー部２７ａと前記保護管３２と
の連結部位に、バルブシート３５ａと、周壁に複数の連
通孔３５ｂをもつ弁箱３５ｃと、この弁箱３５ｃ内に設
けられ、スプリング３５ｄを介して前記バルブシート３
５ａのシート面に接触するように付勢された球状バルブ
３５ｅとを備えた逆止弁３５を設けている。

【００２２】そして、前記蒸気導入口２５から蒸気が供
給されたとき、前記スプリング３５ｄに抗してバルブ３
５ｅがバルブシート３５ａのシート面から離間すること
により、前記蒸気導入口２５からの蒸気を前記弁箱３５
ｃの各連通孔３５ｂから混合室２１へと導入させる。一
方、前記蒸気量調整弁８の閉鎖に伴い前記蒸気導入口２
５からの蒸気供給が停止されたときには、前記スプリン
グ３５ｄでバルブ３５ｅをバルブシート３５ａのシート
面に押圧して接触させることにより、前記保護管３２の
内部から蒸気導入口２５側への水の逆流を阻止する。

【００２３】次に、以上の構成による作用について説明
する。先ず、図２の給水管３からタンク１内に流入され
た冷水Ｃは、前記ポンプ５により循環路４から図１の混
合器２０の水導入口２２を経て混合室２１内に送られ
る。一方、図２の蒸気管９からは蒸気量調整弁８を介し
て蒸気Ｓが、図１の混合器２０の蒸気導入口２５から逆
止弁３５を経て保護管３２内に導入され、この導入蒸気
Ｓが多孔質部材３３の各細孔から前記保護管３２の各蒸
気噴出孔３１を経て前記混合室２１内に吹き出され、蒸
気Ｓと水Ｗとが混合される。そして、水Ｗが昇温して、
温水Ｈの一部が図２の取出管１１から外部に取出され、
余剰の温水Ｈは前記タンク１に回収される。ここで、温
度センサ６による検出温度が、ユーザーが設定する設定
温度に達していない場合は、コントローラ７からの出力
で蒸気量調整弁８の開度を大きくするように調整され、
蒸気Ｓの供給量を増大させることにより、温水Ｈの温度
が設定温度になるように制御される。

【００２４】以上の構成では、温水Ｈの温度を設定温度
にまで高めるため、図１の混合室２１への蒸気Ｓの供給
量を増大させても、この蒸気Ｓは前記多孔質部材３３の
細孔を通過して徐々に混合室２１へと吹き出されるた
め、蒸気吹出速度の増大を招くことがなく、しかも、前
記多孔質部材３３の細孔を通過するとき、蒸気Ｓは小さ
な気泡に分割され、小さな気泡状態で蒸気Ｓと水Ｗとの
接触が行われる。したがって、ハンマー音などの騒音が
低下して不快感が減少するとともに、ハンマー音に起因
する振動の発生が阻止されて、図２の循環路４や温水排
出管１０および蒸気量調整弁８などに悪影響を与えるこ
とがなくなる。また、蒸気Ｓの吹出速度が遅くなること
から、蒸気Ｓによって水Ｗの流動が乱されにくくなる結
果、蒸気Ｓと水Ｗとが均一に混合されて、給湯温度が安
定化される。

【００２５】さらに、上記構成では、コイルスプリング
などの摺動部品を使用しないため、この摺動部品などの
破損を招くことなく、信頼性が高められる。しかも、多
孔質部材３３が保護管３２によって保護されるので、信
頼性がさらに向上する。

【００２６】なお、以上の実施例では、前記保護管３２
の周壁だけに蒸気噴出孔３１を形成したが、この蒸気噴
出孔３１は前記周壁とともにキャップ３４側に設けても
よく、この場合には、キャップ３４の内面側に前記多孔
質部材３３を設けることが好ましい。

【００２７】図３は保護管を省略したこの発明の他の実
施例を示す。この実施例において、蒸気吹出装置３０
は、両端が開放された筒形の多孔質部材３３を備えてお
り、この多孔質部材３３の全体が混合パイプ部２８内の
混合室２１内に位置している。多孔質部材３３の開口一
端側は、逆止弁３５の周面に複数のビス４１によって取
り付けられており、他端側は天板３４Ａにより閉塞され
ていいる。

【００２８】図３の実施例によっても、多孔質部材３３
の作用により、騒音および振動の低下と給湯温度の安定
化が達成される。

【００２９】なお、前記各実施例においては、前記導入
パイプ部２７のエルボー部２７ａと前記保護管３２との
連結部位に逆止弁３５を設けたが、この逆止弁３５は必
ずしも設ける必要はない。

【００３０】

【発明の効果】以上のように、第１の発明にかかる混合
器によれば、蒸気吹出装置が、蒸気通過可能な細孔をも
つ多孔質部材で構成されているので、騒音と振動の低下
および給湯温度の安定化を図りながら、部品の破損を招
いたりすることなく信頼性を高めることができる。ま
た、多孔質部材の保護管を設けた第２の発明によれば、
多孔質部材を保護して、混合器の信頼性をさらに高める
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る混合器を示す縦断面
図である。

【図２】同混合器を用いた自動給湯システムを示す配管
図である。

【図３】この発明の他の実施例に係る混合器を示す縦断
面図である。

【図４】先に提案した混合器を示す縦断面図である。

【図５】従来の混合器を示す側面図である。

【符号の説明】

２１…混合室、２２…水導入口、２５…蒸気導入口、２
６…温水排出口、３０…蒸気吹出装置、３１…蒸気噴出
孔、３２…保護管、３３…多孔質部材、Ｈ…温水、Ｓ…
蒸気、Ｗ…水。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蒸気と水との混合室に水を導入する水導
   入口と、前記混合室に挿入され、蒸気導入口から導入さ
   れた蒸気を前記混合室に吹き出す蒸気吹出装置と、混合
   されて昇温した温水を排出する温水排出口とを備え、 前記蒸気吹出装置は、蒸気を通過させる細孔を有する多
   孔質部材を備えてなる蒸気と水の混合器。
2. 【請求項２】 蒸気と水との混合室に水を導入する水導
   入口と、前記混合室に挿入され、蒸気導入口から導入さ
   れた蒸気を前記混合室に吹き出す蒸気吹出装置と、混合
   されて昇温した温水を排出する温水排出口とを備え、 前記蒸気吹出装置は、一端部が前記蒸気導入口に連通
   し、周壁と他端壁とのうち少なくとも周壁に蒸気噴出孔
   を有する保護管と、この保護管における蒸気噴出孔が設
   けられた部分の内側に取付けられて、蒸気を通過させる
   細孔を有する多孔質部材とを備えてなる蒸気と水の混合
   器。