JPS5938545A - 温水ボイラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、貯湯槽の上部より高温湯を噴出し温度成層し
てゆく温水ボイラに係り、熱源部を含めた加熱回路中の
高温湯のみを、噴出させてなる温水ボイラの構造に関す
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、循環ポンプ４、熱
源部５を順次連結管６．７８にて連結し、連結管８を貯
湯槽３の路上部に連結して、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
の路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、今、仮りに、熱源部５の部分が外気温（冬期Ｏ
〜５℃）に近い状態Ｆ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シ込まれ
ることになシ、（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内の湯温か沸き上げた時の温度に
対し低下し出湯湯温か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。

まだ、熱源と貯湯槽を分離した構成であり、厳寒期の凍
結防止を考えた場合に貯湯槽内よりも加熱回路の方が凍
結し易いものである。従って熱源部の要所に大容量の電
気ヒータを付設し、オン・オフ運転するか、加熱回路を
、オン・オフ運転するなどにて防御する手段が考えられ
るが、いずれの手段の場合も、凍結は防御できるが、貯
湯槽内の湯温分布については、加熱回路が一系路であれ
ば、前記と同様に、貯湯槽内に断続的に低温水が混入し
、湯温か低下すると共に、温度分布が大きくなる。この
状態下にて出湯すると、湯温の不均一な高温湯を出湯さ
せることになる欠点がある。

これらのことは、高温湯を上部より温度成層する方式の
特有の課題である。

発明の目的 本発明は、このような欠点を除去するもので、とくに、
循環流量の大きい場合における沸き上げ時の湯温分布を
極減することと、出湯時に、出湯湯温の急激なダウンお
よび、凍結を防御し、かつ温湯の不均一な出湯を極減し
かつ、湯温の安定な領域（有効貯湯量）に悪影響を及ぼ
さないことを目的とするものである。

発明の構成 この目的を達成するだめに本発明は、熱源部と貯湯槽を
分離し循環ポンプにて強：ｔｉｌｌ対流させる方式の温
水ボイラにおいて、貯湯槽の下部よシ循環ポンプと熱源
部と第１電動二方ｊｐを有する流路を引き出し、この流
路を貯湯槽内の上部の流速減衰体に連結するとともに、
熱源部と電動二方弁の間を第２電動二方弁を介して、貯
湯槽に連結した。

これにより、貯湯槽の上部には、高温湯のみを送り込む
ことと、前記の流速減衰体にて、循環ポンプの力を減衰
し貯湯槽内で対流を生じさせない流速（例えば、動圧を
静圧に置換する）になるように条件設定していること、
および、均一に分散噴出させることなどにより温度分布
の極めて少ない、高温湯の上部温度成層の成立と、出湯
時の急激な温度低下、および厳寒期での温度分布の不均
一化を生じることが、解決できる。

実施例の説明 以下、本発明の一実施例について第６図〜第８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、下部に給水管２を備え、他方
下部より、入水管６を逆止弁１０を介してｓａ、ｅｂの
連結管に分岐し、夫々に、循環ポンプ４ａ、４ｂ、連結
管子ａ、ｙｂ、熱源部５ａ。

５ｂ、連結管８ａ、８ｂの順に配設し、連結管上に集結
している。

連結管８Ｃの一方を第１の電動二方弁１６を介して給湯
管８へ、他方を第２の電動三方弁１６を介して給湯管１
７へ分岐している。

貯湯槽３は上端部を同心円状に中央を突出させた混合室
１４を有するとともに、前記、給湯管８の先端を前記の
混合室１４を貫通し、貯湯槽３内の路上部に設けた６、
有底なる中空円筒状の側壁に多数の小孔１３を有する多
孔質月利を用いた流速減衰体１２に連結している。

さらに、混合室１４の一側壁」一端部より出湯管１を設
けるとともに、給湯管１７は入水管６よりも下方部の位
置にて貯湯槽３に連結している。

また、有底なる中空円筒状の流速減衰体１２は、側壁に
多数の噴出小孔１３を有するもので、多孔質材とし、貯
湯槽内の路上部で、給湯管８よりの高温湯を貯湯槽３に
対し垂直方向に」二から下向けて送り込むようにし、噴
出方向としては、貯湯槽３に対し水平方向になるように
配設している。

温度サーミスタ９は、貯湯槽３の下部側壁に具備し入水
管６より上部に設けている。１１ａ。

１１ｂは、流量調整コックで、加熱回路の上流側に夫々
設けている。

さらに、前記の電動二方弁１５．１６は、回路的に（図
示せず）連動させ、電動二方弁１６をタイマ運転させ、
閉じると、電動二方弁１６が開となる回路構成としてい
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、温度ザーミ
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ｓ
ａ、６ｂに設けた流量スイッチ（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。この
時、熱源部５ａ、ｓｂの立上り時の初期は、電動三方弁
１５の閉に対し、電動二方弁１６が開であり、給湯管１
７より貯湯槽３の最下部に送り込まれる。タイマ作動後
は、電動二方弁１６が閉じ、電動二方弁１６が開となり
、貯湯槽３の上部に高温湯が送り込まれることになる。

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＋ａ
、４ｂを停止する。循環ポンプ４ａ　、　４ｂが停止す
ると流量スイッチの検知により熱源部６ａ、５ｂが消火
する。

本構成では、循環ポンプ４ａ、４ｂの流量を一定とし、
熱源部らａ、ｓｂの燃焼量は連結管８ａ。

８ｂ中に設けた温度サーミスタ（図示せず）が温度を検
知し、流速減衰体１２０部分への送り込む湯温か定常時
に一定になるように燃焼量を比例制御している。

この沸き上げ過程において、流速減衰体１２を混合室１
４と同心円状に設定していることと、有底なる中空円筒
状の側壁に多孔質材料を用いることにて、噴出面積を大
きくしていることより、給湯管８よりの高温湯は垂直方
向の噴出を水平方向に側壁の多数の噴出小孔部全域より
均一に噴出させ、しかも、静圧に近い噴出条件とするこ
とで、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７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、しばらくして、熱源部内の湯を含めた加熱回
路中の湯が外気温にて低下し、水温に達している状態に
おいて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、ｓ
ｂに設けた流量スイッチ（図示せず）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。

との追焚きの初期に、前記の沸き上げと同様であるが、
詳述すると熱源部５ａ　、５ｂの立上りの過渡時の低温
水は、電動三方弁１６が閉じ、電動三方弁１６が開いて
いることから、給湯管１７より貯湯槽３の入水管６より
下方部に送り込まれる。

しかる後に、加熱回路として用いる熱源部の立上り特性
に応じて設定されているタイマよりの信号により、電動
二方弁１５が開くとともに、電動三方弁１６が閉じるこ
とになる。

従って、追い焚き時に貯湯槽３には高温湯のみを送るこ
とになり、湯温を低下さぜることがなく高温湯の上部温
度成層が成立する。

さらに、厳寒期の凍結防止に対しては、熱源部を含めた
加熱回路をオン・オフ運転して防御する方式としている
が（図示せず）前記と同様に、熱源部よりの一定の高温
湯のみを給湯管８を通じて流速減衰体１２へ、立上りの
低温水〜低温湯は貯湯槽３の下部より送り込む構成であ
ることがら、貯湯槽３内の湯温の均一化を維持しつつ、
凍結防止ができるものとなる。この時の性能の一例を第
８図に示す。

また、熱源部の立上り時の低温水を、貯湯槽３に設けた
温度サーミスタ９より下部の入水管６よシも下部に送シ
込むことから、温度サーミスタ９近傍の湯温に悪影響を
及ぼすことがないので、湯温の安定な領域を確保しつつ
、追焚き時、および、凍結防止運転時における本発明の
目的を達成することができる。

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、流速減衰体に
一定湯温を送り込むと共に、流速減衰体を貯湯槽の路上
部で、有底なる中空円筒状の側壁に多孔質材料を用いる
ことにより、静圧に近い噴出条件となり、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）熱源部よりの定常時の高温湯を貯湯槽の上部より
、立上り時の低温湯を貯湯槽の下部より噴出させること
により、厳寒期の凍結を防御し、しかも貯湯槽内の湯温
の均一化を保つことができるとともに、出湯湯温の部分
的なダウンのない出湯湯温の安定な温水ボイラを提供で
きる。

（３）熱源部よりの立上り時の低温水を貯湯槽の最下部
に送り込むことにより、有効貯湯量に悪影響を及はすこ
となく目的が達せられる。

（４）熱源部よりの高温湯および低温水の切替えを、第
１．第２電動二方弁にて制御する方式であり、機械的な
駆動部が少なくて済む。

（５）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、機能の完全ストップがさけられる、
メンテナンス時の特長があるととともに、本温水ボイラ
によれば、家庭用〜業務用せでの対応ができるものとな
る。

（６）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」；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図は同上の沸
き上げ性能図、羊３図は瞬間湯沸器の場合の一般的な立
上り性能図、第４図は従来例の出湯湯温性能図、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
要部の拡大断面図、第７図は本発明の一実施例の沸き上
げ性能図、第８図は同上の出湯湯温性能図である。 ３・・・・・・貯湯槽、４ａ　、４ｂ・・・・・・循環
ポンプ、６ａ。 ６ｂ・・・・・・熱源部、８・・・・・・給湯管、１２
・・・・・・流速減衰体、１３・・・・・・噴出小孔、
１４・・・・・・混合室、１５・、・・・・第１電動二
方弁ｆ１１６・・・・・第２電動二方弁、１７・・・・
・・給湯管。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
ス 第２図　　　　第３図 １逼　　　　　　　　７１ｎａ丘間 第７図 一４ｔス 第８図 ±５る蒔開 特許庁長官殿 １事件の表示 ′昭和５７年特許願第１５０６７１、 発明の名称 温水ボイラ ３袖正をする者 ４１件との関係　　　　　特　　許　　出　　願　　人
任　所　　大阪府門真市太字門真１００６番地名　称　
（５８２）松下電器産業株式会比代表者　　　　１１１
　　　下　　俊　　彦４代理人　〒５７１ 住　所　　大阪府門真市大字門真１００６番地松下電器
産業株式会社内 ６、補正の内容 １　明細書の特許請求の範囲の項を別紙のとおり補正し
ます。 ２　同第１０頁第１８行目の「ことができる。」の次に
次文を挿入します。 「なお、上記実施例では給湯管とを同心円状に配設しだ
が、本発明はこの構成に限定されるものではなく、給湯
管と出湯管とを離して貯湯槽に設けても良いことは言う
までもない。まだ上述の突出しだ混合室は必要に応じて
設ければよく、貯湯槽上部を兼用してもよい。」 ２、特許請求の範囲 （１）下部に給水管を備え、上部に出湯管を設けた貯湯
槽の下部より循環ポンプと熱源部と第１電動二方弁を有
する流路を引き出し、との流路を貯湯槽内の上部の流速
減衰体に連結し、熱源部と第１電動三方弁の間を第２電
動二方弁を介して、貯湯槽に連結した温水ボイラ。 （２）流速減衰体は、貯湯槽と同心円状とし、高温湯の
噴出方向を貯湯槽に対し、水平方向になるように配設し
た特許請求の範囲第１項記載の温水ボイラ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）下部に給水管を備え、上端中央を突出させ混合室
   を形成した貯湯槽の下部より循環ポンプと熱源部と第１
   電動二方弁を有する流路を引き出し、この流路を貯湯槽
   内の上部の流速減衰体に連結し、熱源部と第１電動二方
   弁の間を第２電動二方弁を介して、貯湯槽に連結した温
   水ボイラ。
2. （２）流速減衰体は、混合室と同心円状とし、高温湯の
   噴出方向を貯湯槽に対し、水平方向になるように配設し
   た特許請求の範囲第１項記載の温水ボイラ。