JPS5920941B2 - 消費水の加熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、特に地域暖房水用液体加熱媒体を用いて消
費水を加熱するための装置で１貫流型の熱交換器と、消
費水消費量に依存して該熱交換器を流れる液体加熱媒体
の流量調整を行うための自動制御装置とを有し、もって
消費水の温度を、消費量が変化してもほぼ一定に維持す
るための装置に関する。

従来のこの種の装置において、上記の調整装置は、消費
水の温度検知用サーモスタット制御弁から構成されてお
り、消費量の増加で温度が減少するとサーモスタットが
これを検知して弁をさらに大きく開いてより多量の加熱
液媒体もしくは加熱水を熱交換器に通すように構成し、
それにより温度を予め定められた大きさに調整していた
。

しかしながら、温度変動に対し瞬時的に反応するサーモ
スタット制御弁は未だ提案されていない。

したがって消費量変動時、消費水の温度を一定に維持す
ることはできず、消費量の急激な変動により温度が変動
する可能性があった。

通常、サーモスタットの応答時間は約４５秒であり、こ
の理由で一般には、消費が開始されたと同時に熱交換器
に供給される低温度の消費水にサーモスタットが応答す
るまで、最初のうち高温状態の水のある量が供給される
。

これを防ぐために熱水容器を質流式の熱交換器と連結し
ておくことが望ましいとされている。

しかしながら、この容器は設備を高価にするばかりでな
く、消費休止期間中容器内の水をサーモスタットの設定
値に対応する温度に維持しなければならないため成る程
度の熱損失が避けられない。

さらにまた、サーモスタット弁自体も高価でありその効
率および信頼性も最良なものであるとは言えない。

本発明の目的は、上述のような欠点を除去し、特別に熱
水もしくは温水容器を設置することが不要な装置を提供
することにある。

本発明による装置は、消費水配管系統に設けられている
流量感知装置を利用して熱交換器への加熱液媒体の流量
が消費水の流量の増減にそれぞれ比例して増減するよう
にした構成を特徴とするものである。

本発明の構成によれば、供給される熱水もしくは温水の
流量は消費水の流量に比例して直接制御される。

すなわち、この制御は作動遅れのない機械的な制御装置
で実施することができるので、熱水の流量調整は確実に
且つ瞬時的に行なわれる。

本発明のこの装置においては、消費水の加熱は消費の開
始時に直ちに行なわれるので上記のような熱水貯蔵容器
は不要である。

好ましい具体例において、調整装置は加熱液媒体流路１
例えば熱交換器の帰還側に設けられ漸次開放可能な弁か
ら構成され、上述の流量感知装置により検出される消費
水の流量の漸次増大に応答して加熱媒体の流量を漸次増
大せしめる。

流量感知装置は、消費水流路１例えば熱交換器の入口側
に設けられた可動の流量感知部材から構成することがで
きる。

この感知部材は消費水の流量の増減にそれぞれ応答して
隣接のパイプ部分の流水断面積な増減するように配列さ
れる。

また１本発明によれば、後述するように消費水の実際の
流量に応じて加熱液媒体の流量を制御するための調整装
置が提案される。

以下、図面を参照し１本発明の具体例について詳細に説
明する。

第１図に示す加熱装置は、水容器として形成された貫流
式熱交換器ＨＥを有する。

この熱交換器は水源Ｃｉｎから冷消費水を受ける頂部流
入口および底部流水口を有しており、消費される水Ｗは
温水取出し栓Ｔから取出すことができる。

熱交換器の容器内には銅製の螺旋状の管Ｓが配設されて
おり、この管は容器底部で地域暖房水のような熱い加熱
媒体液の供給パイプに連結されている。

また、この鋼管は、容器の頂部で加熱媒体系の帰還側Ｈ
ｒに接続されている。

消費水配管系、例えば流入パイプには、流量感知装置Ｆ
が配設されており、この装置Ｆは消費水の実際の流量に
対応した位置を採ることができる可動の感返部材を備え
ている。

また加熱媒体配管系、例えば上記の帰還側Ｈｒへの接続
部には調整装置Ｒが配設されて訃り、この調整装置は感
知装置Ｆを通る消費水の流量の変化に比例して漸次間。

閉するような態様で装置Ｆの流量感知部材と直接機械的
に接続された弁部材を有している。

このようにして、加熱媒体の供給量は実際の水消費量の
変動に瞬時的に応答して増大したり減少したりする。

したがって、消費量が変化しても、温水の温度をほぼ一
定に維持することができる。

水が消費されていない時には、弁Ｒは閉ざされるが、し
かしながらこのような場合でも容器内の水を温状態に維
持するために、弁Ｒに細い漏洩通路を設けて銅管内に非
常に限られた流量の加熱媒体水の通流を許容することが
できる。

本発明の特徴的構成は、流量感知装置Ｆおよび調整装置
Ｒに関するものであり１種々な流入および流出管系統の
細部配列には関与しないものであるが、しかしながら流
入および流出管系統は第１図に示すように配列するのが
極めて有利である点指摘しておき度い。

例えば１通例のように、加熱媒体流入部および消費水流
出部を容器の頂部に配列するならば、容器の頂部に隣接
消費水は弁が閉ざされると直ちに非常に高い温度に加熱
される。

これは新らたに導入される加熱媒体が高温を有しており
、それによって容器頂部における温消費水が過熱される
からである。

このような過熱が生ずると、含有成分の沈澱が促進され
る。

これに対して１本発明が教示するように、消費水の流入
部および加熱媒体の流出部を上、下に設ける場合には。

容器底部に隣接する加熱媒体の熱は、それを取巻く消費
水と熱交換し消費水内の自然対流に由って容器内に分布
されることになる。

このようにして。容器内の消費水は過熱から保護され、
しかも同時に上記のような容器内での望ましくない成分
沈澱は軽減されるのである。

第２図に示す制御装置は、流量感知装置Ｆおよび調整装
置Ｒを備えている。

一般に、装置Ｆは流入接続・ζイブ４および流出接続バ
イブロを有するシリンダ部分２を備えている。

このシリンダ部分２にはピストン桿１０に固定されたピ
ストン弁部材８が設けられており、そしてこのピストン
弁部材８は、水が消費されない時に流出開口１１を接続
バイブロに対して閉鎖するように作用する。

一方、ピストンの下側に位置する空間は、流入接続パイ
プ４と連通しており、そしてこのパイプ４は冷消費水源
Ｃｉｎに接続されるようになっている。

ピストン桿１０は上方に延び、そしてその頂部で比較的
広幅のピストン１２に連結されている。

ピストン１２はシリンダ室１４内で動作しそして所謂ロ
ーリング膜１６によりシリンダ室１４に対して液密とさ
れている。

ピストン１２の下側の空間は、ピストン弁部材８または
シリンダ部分２の壁に形成された通路１８を介してピス
トン弁部材８の下側の空間に通じている。

また、ピストン１２の上側の空間は通路２０，２２，２
４および孔２６を介して流出接続バイブロに連通してい
る。

ピストン桿１０は、パツキン箱２８を貫通して調整装置
Ｒ内へと下向きに延び、そして弁・・ウジフグ３２内に
設けられた円筒形のスリーブ３０に摺動自在に取付けら
れたピストン２９に接続されている。

弁ハウジングは加熱媒体源Ｗｉｎの加圧側に接続された
流入接続パイプを有し、この接続パイプは円筒形スリー
ブ３０の側に向って開いている。

弁ハウジング３２の底端部には熱交換器ＨＥの加熱媒体
流入部に接続されて空間３８を介しスリーブ３０の下端
部と連通している流出接続部３６が設けられている。

また、スリーブ３０の壁には軸方向に延びるスロット４
０が設けられており、このスロットにより加熱水はピス
トン２９がその最下位の閉じた位置から上方に移動した
時に、接続部３４から３６へと通過することができる。

なお、ピストン２９は閉じ位置において環状の弁座部分
４２に密接する。

ピストン２９の頂部とパツキン箱２８の下側部との間に
は圧縮ばね４４が配列されている。

水消費系統の全べての栓が閉ざされている時には、上側
のピストン１２の両側において圧力が同じ大きさであり
、ばね４４は、上側ピストン１２がその最下位の位置に
なって下側のピストン弁部材８が消費水の流出口６を閉
ざすように作用する。

水消費系統の１つまたは２つ以上の栓が開かれると、流
出部６したがってまた上側ピストン１２の上部空間４６
内の圧力は下がり、この結果、ピストン１２の下側の流
入圧は高くなって、ピストン１２は持上げられ流出開口
１１を介する接続部が開放される。

即ち、消費水は装置Ｆを通流することができるのである
。

温水栓を開くことにより。ピストン装置は直ちにしかも
振動することなく次のような位置に移動する。

即ち流出開口１１における圧力降下したがってまたピス
トン１２の上部および下部空間における圧力差がばね４
４の増大した偏倚力と平衡になる位置へと移動する。

栓がさらに大きく開かれると、流出部６と空間４６に）
ける圧力がさらに降下して、それによりピストンも相応
の高い位置へと上方に移動せしめられる。

消費量が減少もしくは停止すると、流出圧力はそれに対
応して上昇し、これによりピストン弁部材８はピストン
１２に加わる減少した差圧がばね４４の偏倚力に対応す
る位置に変位せしめられる。

このようにして、装置には消費水の流量に順次対応して
ピストン桿１０の位置を調整する流量感知器としての働
きをするのである。

ピストン１２に作用する調整力は非常に高く、ピストン
桿１０そして下側の弁装置Ｒの動作を機械的に制御する
のに有用な大きな力が得られる。

容易に理解されるように、下側の弁ピストン１２と共に
変位して、それにより消費水の実際の流量に従い熱交換
器を通流する加熱媒体の流量を漸次的に制御する。

したがって、制御装置Ｆ、Ｒは適切に調整設定された場
合、流量の大きさに関係なく、消費水を所定の温度に加
熱する働きをなす。

調節の可能性を付与するために、下側の弁装置Ｒのスリ
ーブ部材３０は、弁ハウジング３２の下端部分内部に取
付けられてバンドル５０により回転可能に配置されたブ
ッシング４８の管状の延長部として構成するのが好まし
い。

この場合、該ブッシング４８には、流出部３６と連通ず
る幅広の穴５２を有している。

ハンドル５０を操作してブッシングを所定の位置に回転
した時には、弁スロット４０は流入部３４の開口と多少
の程度差を以って整合する位置となり、このようにし−
て弁スロットの有効幅）ま相応に調整されることになる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の概略的構成を略示する図、第２
図は本発明の好ましい具体例による調整および制御装置
の立断面図である。 図中、ＨＥは熱交換器、Ｃｉｎは水源、Ｔは温水取出し
栓、Ｆは消費水消費量感知装置、Ｒは加熱媒体流量調整
装置、８はピストン弁部材、４は消費水流入口、６は流
出口、１１は流出開口、１２はピストン、２９は調整装
置Ｒのピストン。 ３６ ハ流出部、４０はスロット、２８はパツキン箱、
４４は圧縮ばね。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 液体加熱媒体により消費水を加熱する装置において
   、消費用流入管と流出管ならびに加熱媒体用流入管と流
   出管が接続された貫流型熱交換器と。 該消費水用流入管に設けられた消費水消費量を感知する
   消費水消費量感知装置と、該加熱媒体用流入管に設けら
   れ該消費水消費量感知装置と連動して加熱媒体の流量を
   消費水消費量に比例して調整する調整装置とを有し、消
   費水消費量が変化したとしてもその温度を常に所望とす
   る温度に維持するようになった消費水の加熱装置におい
   て、前記消費水消費量感知装置Ｆは、前記消費水用流入
   管Ｃｉｎに設けられた消費水が通過する流出開口１１と
   、ピストン１２により二つの隔室に仕切られ、該一方の
   隔室を前記流出開口１１の上流側に連通させかつ他方の
   隔室を該流出開口１１の下流側に連通したシリンダ室１
   ４と、前記流出開口１１上を摺動するように設けられ、
   前記中間壁と機械的に結合せられた弁部材８と、前記流
   出開口１１を閉止する方向に前記弁部材８を偏倚させる
   偏倚装置４４とを有し、前記弁部材８が前記調整装置Ｒ
   に機械的に結合され、該調整装置Ｒが消費水消費量に比
   例して加熱媒体の流量を調整するようになし、かつ前記
   弁部材８は、消費水消費量に相応する前記開口１１上の
   位置に変位す−るようになっていることを特徴とする装
   置。 ２、特許請求の範囲の第１項に記載の装置において、前
   記調整装置Ｒは、前記加熱媒体用流入管Ｗｉｎに連通ず
   る入口開口３４と、該入口開口３４と連通ずるスロット
   ４０が設けられた回動可能スリーブ３０と、該スリーブ
   ３０中に摺動可能に設けた前記弁部材８と結合されたピ
   ストン２９とを有し、該スリーブ３０を回動することに
   より該入口開口３４とスロット４００重なりを変更して
   加熱媒体の供給量を変化せしめて、消費水の加熱温度を
   設定しうるようになっていることを特徴とする装置。