JPH081409Y2 - 槽内液温の温度保持装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、例えば被加熱液として洗浄用水をまた加熱
流体として蒸気を用いて被加熱液のヒートアツプや温度
保持を行うための槽内液温の温度保持装置に関する。

〈従来技術〉 従来の洗浄用水の槽内液温の温度保持装置は、第５図
の如く、液槽Ａの内側（液没位置）に配された加熱管B2
と、前記液槽Ａの外側で前記加熱管B2の入口側に接続さ
れた加熱流体導入管Ｃと、前記液槽Ａの内側の温度セン
サーＧとが設けられ、該温度センサーＧの出力信号によ
り導入管Ｃを開閉する温度制御弁Ｈが設けられていた。
そして、前記温度制御弁Ｈの弁作動部H1と温度センサー
Ｇとはリード管Ｌで接続され、該リード管Ｌには感熱し
て体積が変化する感熱流体が封入されている。このため
温度センサーＧにより被加熱液の温度が一定以上となれ
ば温度制御弁Ｈが開弁する。また、加熱管B2の先端には
加熱流体を被加熱液中に噴出させる噴出体Ｍが接続さ
れ、この噴出体Ｍには加熱流体の蒸気と被加熱液とが混
じりあうことによる騒音を小さくするためのサイレンサ
ー機能が付加されている。

しかし、この従来装置は下記の問題点があつた。

（イ）温度制御弁Ｈの開閉により、被加熱液の液温とか
なり温度差のある加熱流体の蒸気が直接的に液槽Ａ内に
吹き込まれるため、希望する温度の制御幅が大きくな
り、安定した温度が得にくい。

（ロ）噴出体Ｍがサイレンサー機能を有していてもなお
かつ大きな騒音が発生し、液槽Ａの振動を伴う場合があ
る。

また、第６図の別の従来槽内液温の温度保持装置にお
いては、加熱管B3を蛇行させると共に液槽Ａの外側の制
御管Ｄに温調トラツプＮが接続されていた。

しかし、この従来例においても （ハ）感熱体であるトラツプＮが液槽Ａの外側にあり、
液槽Ａ内の被加熱液の液温を感じることができないた
め、設定温度が難しい。

（ニ）感熱管B3の途中の立ち上がり部の加熱管B3に適切
な温度勾配がつかず、極端な場合には、温度逆転により
液槽Ａの異常加熱が生じるなどの問題があつた。

〈目的〉 そこで、本考案は、上記問題点に鑑み、初期の立ち上
がりが非常に早く、被加熱液の温度設定が狂いにくく、
万一、被加熱液に短時間に大幅な液温の低下が発生した
場合でも被加熱液は短時間に設定温度に復帰できる槽内
液温の温度保持装置の提供を目的としている。

〈問題点を解決するための手段〉 本考案による問題点解決手段は、第1,2,3,4図の如
く、液槽Ａの内側（液没位置）に配された加熱管Ｂと、
前記液槽Ａの外側で前記加熱管Ｂの入口側に接続された
加熱流体導入管Ｃと、前記液槽Ａの外側で前記加熱管Ｂ
の出口側に接続された制御管Ｄと、前記加熱管Ｂの底部
に分岐接続された分岐管Ｅとから加熱管路Ｆが構成さ
れ、前記液槽Ａの内側に液温を検出する温度センサーＧ
が設けられ、液温が設定温度より少し低い温度になつた
とき該温度センサーＧの出力信号により制御管Ｄを開閉
する温度制御弁Ｈが設けられ、前記加熱管Ｂに内部感熱
型温度調整弁Ｋが設けられ、該温度調整弁Ｋは、被加熱
液の液温に応動する感温応動体９と、該感温応動体９の
作動により液槽Ａへの加熱流体の供給停止を行う弁子６
とを有せしめられ、前記感温応動体９は設定温度になつ
たとき前記温度調整弁Ｋを閉弁させるものである。

〈作用〉 上記問題点解決手段において、加熱流体例えば蒸気を
加熱管路Ｆへ通気する初期においては、液槽Ａの被加熱
液の温度は低く、この状態では温度センサーＧからの信
号を受けて温度制御弁Ｈは開弁している。また、被加熱
液と加熱流体との温度差が大のため、加熱流体である蒸
気は加熱管Ｂ内を通る間に被加熱液に大量に放熱する。
感温応動体９は低温状態で収縮しているので弁子６は開
弁状態にあり、大量の加熱流体である蒸気ないし熱水が
出口1bから被加熱液内に吹き込まれる。

その後、被加熱液の液温が設定値より少し低い値に上
昇すると、温度センサーＧからの信号により温度制御弁
Ｈは閉弁し、温度調整弁Ｋのみが働く。すなわち、被加
熱液の液温に応温する温度調整弁Ｋが感温応動体９の伸
縮状態に比例した分の加熱流体の熱水ないし蒸気が加熱
管Ｂ内を通り温度調整弁Ｋの出口1bから吹き込まれる。
最終的には、加熱管Ｂ内には被加熱液の液温より少し温
度の高い復水が滞留した状態で弁子６は閉じる。そし
て、被加熱液の消費された熱量（すなわち被加熱液が低
温になつた分の熱量）だけ温度調整弁Ｋの感温応動体９
が伸縮し、弁子６が開閉して被加熱液へ加熱流体の熱量
が供給されるので、被加熱液の液温はほぼ一定に保たれ
る。また、被加熱液の液温が低下して設定値より低い値
になると、温度センサーＧからの信号により温度制御弁
Ｈは開弁し、加熱液体が加熱管Ｂ内を通つて被加熱液に
放熱を行い、液温はすばやく上昇して再び温度制御弁Ｈ
が閉弁され、温度調整弁Ｋの働きによつて液温はほぼ一
定に保たれる。

〈実施例〉 以下、本考案の実施例を図面により説明すると、第１
図は本考案槽内液温の温度保持装置の全体構成図、第２
図はその温度調整弁の開弁状態縦断面図、第３図は同じ
く温度調整弁の閉弁状態縦断面図、第４図は第２図のIV
−IV線断面図である。

図示のごとく、本考案装置は、液槽Ａの内側（液没位
置）に配された加熱管Ｂと、前記液槽Ａの外側で前記加
熱管Ｂの入口側に接続された加熱流体導入管Ｃと、前記
液槽Ａの外側で前記加熱管Ｂの出口側に接続された制御
管Ｄと、前記加熱管Ｂの底部に分岐接続された分岐管Ｅ
とから加熱管路Ｆが構成されている。そして、前記液槽
Ａの内側に温度センサーＧが設けられ、該温度センサー
Ｇの出力信号により制御管Ｄを開閉する温度制御弁Ｈが
設けられ、前記制御管Ｄの管末にスチームトラツプＪが
接続され、前記加熱管Ｂに内部感熱型温度調整弁Ｋが設
けられている。さらに、該温度調整弁Ｋは、被加熱液の
液温に応動する感温応動体９と、該感温応動体９の作動
により液槽Ａへの加熱流体の供給停止を行う弁子６とを
有せしめられ、該弁子６は被加熱液の液温が設定値にな
つたときに閉弁するよう感温応動体９は設計されてい
る。Ｌは感熱流体が封入されたリード管である。

なお、前記温度制御弁Ｈのダイヤフラム利用の弁作動
部H1は、液槽Ａの設定温度Ｔより多少低目の温度で閉弁
するよう、温度センサーＧと温度制御弁Ｈは関係付けら
れている。すなわち、温度センサーＧは、液槽Ａの設定
温度より小温度ΔＴ低い作動温度で温度制御弁Ｈへ閉弁
信号を発するよう構成されている。なお、原理的にはΔ
Ｔは零であつても良いが、現実には槽内温度は均一でな
いため液槽Ａの大きさおよび雰囲気等を考えてΔＴは２
〜５℃にするのが望ましい。

なお、温度制御弁Ｈに電磁弁を利用する場合は、温度
センサーＧは電子温度計、その信号は電気信号となる。

次に、主として第2,3,4図により温度調整弁Ｋを説明
すると、１は円筒形筐体で、円形入口1a付の基体２と、
角形出口1b付の蓋体３とから構成されている。４は前記
基体２の上側中央部に螺嵌された弁座で、その中央には
弁子案内孔4aが形成され、該案内孔4aと前記入口1aとを
連通する弁孔５が形成され、該弁孔５は前記案内孔4aよ
り小径に設定されている。前記案内孔4aの下部は、下部
を円錐部6bとされた弁子６の円柱部6cより大径とされ、
該案内孔4aに放射状の複数個の流出孔4bが等分布状に穿
設されている。

前記蓋体３の調整孔3aの螺部には調整ボルト７が螺嵌
され、その上端には調整工具用係合溝7aがまた下部には
凹孔7bが設けられている。

かくして蓋体３および弁座４等で囲まれて形成された
感熱室８内において、弁棒6aが弁子６の中央上部の凹孔
6eに下端部を、また調整ボルト７の凹孔7bに上端部を夫
々摺動自在にそれぞれ嵌合されている。

前記弁棒6aの中央部には被加熱液の温度上昇に応答して
ほぼ比例的に湾曲伸長変形するバイメタル積層体からな
る感熱応動体９が外嵌され、感熱応動体９の上端面は調
整ボルト７の下端と当接され、該感熱応動体９の下端面
は、弁棒6aに係合されたＥリング10に当接されている。

すなわち、感温応動体９の作動にしたがつて弁孔５を
開閉する弁子６が設けられている。

さらに前記感熱室内温度が所定の異常温度まで上昇し
たときにのみ伸長して弁子６を閉弁側へ強制移動する形
状記憶合金製の急変感熱素子11が設けられている。そし
て、該急変感熱素子11はコイル状に形成されると共に感
熱応動体９と筐体１の蓋体３との間に介設されることに
より急変感熱素子11と感熱応動体９は直列的に配設さ
れ、急変感熱素子11、感熱応動体９、弁棒6aおよび弁子
６の合計重量と、形状記憶合金製の急変感熱素子11の擬
弾性の力とに抗して弁子６を押圧し開弁するバイアスば
ね12が、弁座４のばね受面と弁子６のフランジ形ばね受
部6dの間に介設されている。さらにまた、前記出口1bに
これを被覆するように多孔材13が張設固定されている。

次に作用を説明すると、加熱流体例えば蒸気を加熱管
路Ｆへ通気する初期においては、液槽Ａの被加熱液の温
度は低く、この状態では温度センサーＧからの信号を受
けて温度制御弁Ｈは開弁している。また、被加熱液と加
熱流体との温度差が大のため、加熱流体である蒸気は加
熱管Ｂ内を通る間に被加熱液に大量に放熱し、これによ
り発生した復水は加熱管路Ｆの管末のスチームトラツプ
Ｊより排出される。

このスチームトラツプ３は不可欠なものではなく、弁
やオリフイスなどで代用できるし、それら無しに単に開
放管でも充分作用する。また、温度調整弁Ｋの感温応動
体９は低温状態で収縮しているので弁子６は開弁状態に
あり、大量の加熱流体である蒸気ないし熱水が出口1bか
ら被加熱液内に吹き込まれる。

その後、被加熱液の液温が設定値より少し低い値に上
昇すると、温度センサーＧからの信号により温度制御弁
Ｈは閉弁し、温度調整弁Ｋのみが働く。すなわち、被加
熱液の液温に応動する温度調整弁Ｋの感温応動体９の伸
縮状態に比例した分の加熱流体の熱水ないし蒸気が加熱
管Ｂ内を通り温度調整弁Ｋの出口1bから吹き込まれる。
最終的には、加熱管Ｂ内には被加熱液の液温より少し温
度の高い復水が滞留した状態で弁子６は閉じる。そし
て、被加熱液の消費された熱量（すなわち被加熱液が低
温になつた弁の熱量）だけ温度調整弁Ｋの感温応動体９
が伸縮し、弁子６が開閉して被加熱液へ加熱流体の熱量
が供給されるので、被加熱液の液温はほぼ一定に保たれ
る。

上記において、温度調整弁Ｋの作用を詳しく説明する
と、通気初期の加熱時は、感熱室８に設定温度以下の被
加熱液が達しているので、感温応動体９は、感熱室８内
の温度が低いために、第２図の如く収縮して、弁孔５か
ら弁子６に働く圧力と、本実施例においてはさらにバイ
アスばね12の補助力との合力により弁棒6aは上動され、
弁子６は離座して高温で大量の加熱流体の蒸気は、放射
状流出孔4bから感熱室８内へ、次いで出口1bの多孔材13
を通して細かく砕かれ液槽内へ排出して行く。

このとき、蒸気の気泡は細かく砕かれるので、被加熱
中での気泡の凝縮は効率良く行なわれ、被加熱液の加熱
効率は良くなり、また気泡が細かくなることにより凝縮
時の騒音や振動は小さくなる。

そして、感熱室８内の被加熱液が徐々に高温になるに
つれて、感温応動体９は徐々に伸長し、Ｅリング10を介
して弁棒6aを下方へ押すので、弁子６は強制的に着座さ
れ、弁孔５が閉じられる。

このように弁子６は開閉弁を繰り返し、加熱流体の供
給と停止の繰り返しにより、出口1b側の流体の温度はほ
ぼ一定に保たれる。

以上を要約すると、 （ホ）本装置によれば、第６図の従来槽内液温の温度保
持装置の如く、スチームトラツプだけを使用した装置に
比べ、初期の立ち上がりが非常に早くなる。

（ヘ）第５図の従来槽内液温の温度保持装置のように液
槽Ａ内に蒸気を直に吹き込むのは、立ち上がりの時のみ
で、以後は液温に近い復水を温度調整弁Ｋから排出する
ため、被加熱液の温度設定が狂いにくい。

（ト）万一、被加熱液に短時間に大幅な液温の低下が発
生した場合には、温度制御弁Ｈが開弁し、温度調整弁Ｋ
より高温の蒸気が噴出されるので、被加熱液は短時間に
設定温度に復帰できる。

なお、本考案は、上記実施例に限定されるものではな
く、本考案の範囲内で上記実施例に多くの修正および変
更を加え得ることは勿論である。

〈考案の効果〉 以上の説明から明らかな通り、本考案によると、下記
の効果が期待できる。

（ａ）立ち上がり時には、液槽内に蒸気を直に吹き込む
ので、第６図の従来槽内液温の温度保持装置の如く、ス
チームトラツプだけを使用した装置に比べ、初期の立ち
上がりが非常に早くなる。

（ｂ）第５図の従来槽内液温の温度保持装置のように液
槽内に蒸気を直に吹き込むのは、立ち上がり時の液温が
設定温度より少し低い温度に達するまでの間であり、以
後は温度調整弁によつて液温に近い復水の供給停止が行
われるため、被加熱液の設定温度付近での温度変動が小
さくなり、液温をほぼ一定に保つことができ、被加熱液
の温度設定が狂いにくい。

（ｃ）万一、被加熱液に短時間に大幅な液温の低下が発
生した場合には、温度制御弁が開弁し、温度調整弁より
高温の蒸気が噴出されるので、被加熱液は短時間に設定
温度に復帰できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案槽内液温の温度保持装置の全体構成図、
第２図はその温度調整弁の開弁状態縦断面図、第３図は
同じく温度調整弁の閉弁状態縦断面図、第４図は第２図
のIV−IV線断面図、第５図は従来槽内液温の温度保持装
置の全体構成図、第６図は別の従来槽内液温の温度保持
装置の全体構成図である。 A:液槽、B:加熱管、C:加熱流体導入管、D:制御管、E:分
岐管、F:加熱管路、G:温度センサー、H:温度制御弁、J:
スチームトラツプ、K:内部感熱型温度調整弁、6:弁子、
9:感温応動体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 大楽 秀夫 大阪府大阪市淀川区田川北２丁目１―30 株式会社ミヤワキ内 (56)参考文献 実開 昭60−146253（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】液槽の内側に配された加熱管と、前記液槽
   の外側で前記加熱管の入口側に接続された加熱流体導入
   管と、前記液槽の外側で前記加熱管の出口側に接続され
   た制御管と、前記加熱管の底部に分岐接続された分岐管
   とから加熱管路が構成され、前記液槽の内側に液温を検
   出する温度センサーが設けられ、液温が設定温度より少
   し低い温度になったとき該温度センサーの出力信号によ
   り制御管を開閉する温度制御弁が設けられ、前記加熱管
   に内部感熱型温度調整弁が設けられ、該温度調整弁は、
   被加熱液の液温に応動する感温応動体と、該感温応動体
   の作動により液槽への加熱流体の供給停止を行う弁子と
   を有せしめられ、前記感温応動体は設定温度になつたと
   き前記温度調整弁を閉弁させることを特徴とする槽内液
   温の温度保持装置。