JP2004279008A - 貯留型熱源装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】貯留部への注水がスムーズに行え、貯留部における湯水や熱媒体の貯留状態を正確に検知可能な貯留型熱源装置の提供を目的とする。
【解決手段】燃焼装置１は、燃焼部３において発生した高温の燃焼ガスとの熱交換により加熱される湯水や熱媒体を貯留する貯留部７を備えている。貯留部７は、注水配管２６および空気置換配管２７を介して膨張タンク２５と接続されている。膨張タンク２５は、貯留部７よりも上方に位置している。膨張タンク２５の下端側の位置には、膨張タンク２５内の水位を検知することにより貯留部７が満水状態か否かを検知するための水位センサ３１が設置されている。
【選択図】 図２
【解決手段】燃焼装置１は、燃焼部３において発生した高温の燃焼ガスとの熱交換により加熱される湯水や熱媒体を貯留する貯留部７を備えている。貯留部７は、注水配管２６および空気置換配管２７を介して膨張タンク２５と接続されている。膨張タンク２５は、貯留部７よりも上方に位置している。膨張タンク２５の下端側の位置には、膨張タンク２５内の水位を検知することにより貯留部７が満水状態か否かを検知するための水位センサ３１が設置されている。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、貯留型熱源装置に関するものであり、特に貯留部に接続された膨張部に特徴を有するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、灯油やガス等を燃焼するなどして熱媒体や湯水を加熱し、この熱媒体や湯水を所定の場所に敷設された熱負荷に供給可能な貯留型熱源装置が、寒冷地における融雪用の熱源等に採用されている。
【０００３】
従来の貯留型熱源装置貯留には、図７に示す貯留型熱源装置１００のように、貯留タンク１０１の注水口１０２には、外部のタンク１０３から熱媒体や湯水を補給するための補給配管１０５が接続されている。さらに、貯留タンク１０１には、注水口１０２の下方に水位センサ１０６が設けられている。貯留タンク１０１とタンク１０３とを接続する補給配管１０５の中途には、貯留タンク１０１内の空気を外部に排出するための圧力逃し弁１０７が設けられている。
【０００４】
図７に示す貯留型熱源装置１００では、貯留タンク１０１における湯水や熱媒体が貯留されていない状態や、貯留量が少ない状態で燃焼動作（いわゆる空焚き）が行われるのを防止すべく、水位センサ１０６によって貯留タンク１０１内の熱媒体の貯留量を検知している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、貯留型熱源装置１００では、空焚きを防止すべく水位センサ１０６を設けている。しかし、水位センサ１０６は、貯留タンク１０１の頂部よりも下方側に設置されているため、水位センサ１０６の設置位置より上方に湯水や熱媒体が貯留されているか否かを検知することができない。即ち、従来技術の貯留型熱源装置１００では、貯留タンク１０１における湯水や熱媒体の貯留状態を正確に検知できない。そのため、貯留型熱源装置１００では、水位センサ１０６より上方に湯水や熱媒体が貯留されていない状態で燃焼動作がなされるおそれがある。
【０００６】
上記したように、貯留タンク１０１の頂部側に湯水や熱媒体が貯留されていない空隙部分がある状態で燃焼動作を行うと、空隙部分が過剰に高温になり、貯留タンク１０１の耐久性に悪影響を及ぼす。また、かかる状態で燃焼動作を行うと、貯留タンク１０１の空隙部分では熱交換が行われないため、貯留型熱源装置１００の熱効率が低下してしまう。
【０００７】
また、従来技術の貯留型熱源装置１００では、補給配管１０５の中途に圧力逃し弁１０７が設けられているが、貯留タンク１０１内に湯水や熱媒体を供給する際に補給配管１０５内に空気が混入するとこの空気が障害となり、貯留タンク１０１への注水がスムーズに行えないという問題を有している。また、貯留型熱源装置１００では、補給配管１０５の中途に湯水や熱媒体が滞留した状態となると、滞留した湯水や熱媒体によって補給配管１０５が閉塞されたような状態になり、貯留タンク１０１の頂部側に残留した空気の流れが遮断されてしまうことがある。この場合、貯留タンク１０１内の空気は外部に抜けず、貯留タンク１０１の頂部側に残留してしまう。
【０００８】
そこで、本発明は、貯留部への注水がスムーズに行え、貯留部における湯水や熱媒体の貯留状態を正確に検知可能な貯留型熱源装置の提供を目的とした。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決すべく提供される請求項１に記載の発明は、湯水又は熱媒体を貯留する貯留部と、当該貯留部内の湯水又は熱媒体を加熱する加熱手段と、前記貯留部に連続し、湯水又は熱媒体を貯留可能な膨張部とを有し、当該膨張部は、貯留部よりも上方に位置し、膨張部における湯水又は熱媒体の貯留状態を検知する貯留状態検知手段が設けられていることを特徴とする貯留型熱源装置である。
【００１０】
本発明の貯留型熱源装置では、膨張部が貯留部よりも上方に位置しているため、湯水や熱媒体は、貯留部が満水状態になった後に膨張部に貯留される。本発明の貯留型熱源装置では、湯水や熱媒体の貯留状態を検知する貯留状態検知手段が膨張部に設けられている。そのため、貯留状態検知手段によって湯水や熱媒体の存在を検知することにより、貯留部が湯水や熱媒体で満水状態になっているか否かを正確に検知できる。
【００１１】
上記した構成によれば、貯留部が湯水や熱媒体で満水状態になっているか否かを検知した上で動作を制御できる。従って、本発明によれば、前記空隙部分が存在する状態で燃焼動作を行うことによる貯留部の劣化を防止すると共に、貯留部における熱交換効率を向上させることができる。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明は、湯水又は熱媒体を貯留する貯留部と、当該貯留部内の湯水又は熱媒体を加熱する加熱手段と、前記貯留部内に貯留される湯水又は熱媒体を貯留可能な膨張部とを有し、当該膨張部は、配管Ａおよび配管Ｂを介して貯留部に接続されており、配管Ａの膨張部側の端部は、配管Ｂの膨張部側の端部より上方に位置していることを特徴とする貯留型熱源装置である。
【００１３】
本発明の貯留型熱源装置は、貯留部と膨張部とが配管Ａ，Ｂの２系統の配管で接続されている。配管Ａの膨張部側の端部は、配管Ｂの膨張部側の端部よりも上方に位置している。そのため、膨張部内の湯水や熱媒体は、下方にある配管Ｂ側に優先的に流入する。従って、本発明の貯留型熱源装置では、膨張部内の湯水や熱媒体は、主として配管Ｂを介して貯留部に供給される。
【００１４】
一方、貯留部と膨張部とを連通する配管Ａには膨張部内の湯水や熱媒体が殆ど流入しない。そのため、本発明の貯留型熱源装置において、貯留部と配管Ａとの接続部に膨張部側から作用する圧力は、貯留部と配管Ｂとの接続部において作用する圧力よりも低い。よって、上記した構成によれば、配管Ａを介して貯留部内に残存している空気を膨張部側にスムーズに排出することができきる。
【００１５】
上記したように、本発明の貯留型熱源装置では、配管Ａには主として貯留部内の空気が流れるため、配管Ｂには主として膨張部内の湯水や熱媒体が流れ、空気は殆ど混入しない。そのため、上記した構成によれば貯留部側から膨張部側に流れる空気の流れと、膨張部側から貯留部側に流れる熱媒体等の流れとを分離し、膨張部内の熱媒体等をスムーズかつ迅速に貯留部側へ供給することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、湯水又は熱媒体を貯留する貯留部と、当該貯留部内の湯水又は熱媒体を加熱する加熱手段と、前記貯留部内に貯留される湯水又は熱媒体を貯留可能な膨張部とを有し、当該膨張部は、配管Ａおよび配管Ｂを介して貯留部に接続されており、配管Ａと貯留部との接続部は、配管Ｂと貯留部との接続部より上方に位置していることを特徴とする貯留型熱源装置である。
【００１７】
本発明の貯留型熱源装置では、貯留部と膨張部とを配管Ａ，Ｂによって接続されており、配管Ａと貯留部側との接続部が、配管Ｂと貯留部側との接続部より上方に位置している。そのため、膨張部に貯留されている熱媒体によって配管Ｂと貯留部との接続部に作用する圧力は、配管Ａと貯留部との接続部に作用する圧力よりも高い。
【００１８】
上記したように、本発明の貯留型熱源装置は、貯留部と膨張部とを配管Ａ，Ｂからなる２系統の配管で接続したものであるが、両配管Ａ，Ｂと貯留部との接続部に作用する圧力が異なる。そのため、膨張部内の湯水や熱媒体は、主として貯留部側との接続部に作用する圧力の高い配管Ｂを介して貯留部内に供給され、貯留部内の空気は、主として接続部に作用する圧力の低い配管Ａを介して膨張部側に放出される。そのため、上記した構成によれば、膨張部から貯留部に向けて湯水や熱媒体が流れる配管Ｂへの空気の混入を防止し、湯水等をスムーズかつ迅速に貯留部側へ供給することができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、湯水又は熱媒体を貯留する貯留部と、当該貯留部内の湯水又は熱媒体を加熱する加熱手段と、前記貯留部内に貯留される湯水又は熱媒体を貯留可能な膨張部とを有し、当該膨張部は、配管Ａおよび配管Ｂを介して貯留部に接続されており、配管Ａの膨張部側の端部は、配管Ｂの膨張部側の端部より上方に位置しており、配管Ａと貯留部との接続部は、配管Ｂと貯留部との接続部より上方に位置していることを特徴とする貯留型熱源装置である。
【００２０】
本発明の貯留型熱源装置では、貯留部と膨張部とを連通する配管Ａの膨張部側の端部が、配管Ｂの膨張部側の端部よりも上方に位置している。そのため、膨張部内の湯水や熱媒体の大部分は、配管Ａよりも下方に位置している配管Ｂ側に流入する。従って、上記した構成によれば、貯留部と膨張部とを接続する配管Ａ，Ｂの一方である配管Ｂ側に膨張部内の湯水や熱媒体を優先的に流入させることができる。
【００２１】
これに加えて、本発明の貯留型熱源装置では、配管Ａと貯留部側との接続部が、配管Ｂと貯留部側との接続部より上方に位置しているため、配管Ｂと貯留部との接続部に作用する圧力は、配管Ａと貯留部との接続部に作用する圧力よりも高い。そのため、本発明の貯留型熱源装置では、膨張部内の湯水や熱媒体は、主として貯留部側との接続部に作用する圧力の高い配管Ｂを介して貯留部内に供給され、貯留部内の空気は、主として配管Ａを介して膨張部側に放出される。従って、上記した構成によれば、膨張部内の湯水等をスムーズかつ迅速に貯留部側へ供給することができる。
【００２２】
請求項５に記載の発明は、湯水又は熱媒体を貯留する貯留部と、当該貯留部内の湯水又は熱媒体を加熱する加熱手段と、前記貯留部内に貯留される湯水又は熱媒体を貯留可能な膨張部とを有し、当該膨張部は、配管Ａおよび配管Ｂを介して貯留部に接続されており、配管Ａは、配管Ｂよりも流路抵抗が大きいことを特徴とする貯留型熱源装置である。
【００２３】
本発明の貯留型熱源装置は、貯留部と膨張部とを配管Ａと、配管Ａよりも流路抵抗の小さな配管Ｂによって接続したものである。そのため、膨張部側から貯留部内に熱媒体等を供給する場合、膨張部内の熱媒体は、主として配管Ｂを通って貯留部内に流れ込む。
【００２４】
上記したように、膨張部内の熱媒体等の大部分が配管Ｂを介して貯留部内に流れ込むため、熱媒体等の流れにより貯留部と配管Ｂとの接続部には、貯留部と配管Ａとの接続部に膨張部側から作用する圧力よりも大きな圧力が作用している。そのため、貯留部内の空気は、主として配管Ａを介して膨張部側にリークされる。
【００２５】
本発明の貯留型熱源装置において、空気は、主として配管Ａを通過し、主として湯水や熱媒体が通過する配管Ｂには殆ど混入しない。そのため、本発明によれば、熱媒体等の流通する配管内への空気の混入による熱媒体等の流れの停滞が起こらず、膨張部内の湯水等をスムーズかつ迅速に貯留部側へ供給することができる。
【００２６】
また、本発明の貯留型熱源装置では、膨張部側から貯留部側に熱媒体等がスムーズに流れるため、熱媒体等の停滞に伴う空気の流れの遮断が起こらない。そのため、本発明によれば、膨張部側から供給される湯水や熱媒体と、貯留部の上部に残った空気との置換をスムーズに行える。
【００２７】
上記請求項２乃至５のいずれかに記載の貯留型熱源装置において、膨張部は、外部から湯水又は熱媒体を導入可能な開口部を有し、配管Ａの膨張部側の開口は、前記開口部側からの平面視で開口部を外れた位置に存在していることが望ましい。（請求項６）
【００２８】
かかる構成によれば、開口部を介して外部から導入される湯水や熱媒体が直接配管Ａに流入することを防止できる。
【００２９】
上記請求項２乃至６のいずれかに記載の貯留型熱源装置において、膨張部は、貯留部よりも上方に位置し、膨張部における湯水又は熱媒体の貯留状態を検知する貯留状態検知手段が設けられていることを特徴とするものであってもよい。（請求項７）
【００３０】
本発明の貯留型熱源装置では、膨張部が貯留部よりも上方に配置されている。そのため、膨張部側から湯水や熱媒体を貯留部内に供給する場合、熱媒体等は、貯留部が満水状態になってから膨張部に貯留される。そのため、本発明の貯留型熱源装置では、貯留状態検知手段が湯水や熱媒体の存在を検知した場合、貯留部内は湯水や熱媒体で満水状態になっている。従って、本発明の貯留型熱源装置は、貯留状態検知手段が熱媒体等を検知することを条件として燃焼動作を行うことにより、貯留部の劣化を防止すると共に、貯留部における熱交換効率を向上させることができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
続いて本発明の一実施形態である燃焼装置について説明する。図１は、本実施形態の燃焼装置の内部構造を示す正面図である。図２は、図１に示す燃焼装置の作動原理図である。図３は、本実施形態の燃焼装置が備える膨張タンクの一部を破断した正面図であり、図４は図３に示す膨張タンクのＡ方向矢視平面図である。
【００３２】
図１および図２において、１は本実施形態の燃焼装置（貯留型熱源装置）である。燃焼装置１は、図２に示すように、大別して本体部２と、燃焼部３および消音部５により構成されている。本体部２は、大きく燃焼空間部６と貯留部７とに分かれている。燃焼部３と燃焼空間部６とは、貯留部７内に貯留される熱媒体を加熱する加熱手段８として機能する。本体部２は、全体形状が円筒形であり、２重構造となっていて内部に貯留部７が形成されている。より具体的には、本体部２は、外筒１０と内筒１１とを有し、その内部に熱媒体を貯留できる構造を有する。また、特に本体部２の上半分には、上鏡板１２と下鏡板１３とによって囲まれた大容量の熱媒体室１５が形成されている。
【００３３】
熱媒体室１５には、複数の燃焼ガス通路１６が形成されている。燃焼ガス通路１６は、貯留部７の熱媒体室１５を軸方向に貫通する貫通孔である。また、燃焼部３は、灯油等の液体燃料の燃焼を行うバーナを備えており、燃料噴射ノズル１７が内蔵されている。燃料噴射ノズル１７には、燃料タンク１８から燃料を供給するための燃料流路２０が接続されている。燃料流路２０の中途には、燃料噴射ノズル１７に向けて燃料を圧送する電磁ポンプ２１と、ストレーナ２２とが設けられている。また、燃焼部３は、送風機２３を具備しており、本体部２の下方に位置する燃焼空間部６に接続されている。燃焼空間部６は、燃焼部３の燃焼室として機能する。
【００３４】
貯留部７には、熱媒体としてエチレングリコール等を主成分とする不凍液が貯留されている。貯留部７には、燃焼ガス通路１６を通過する燃焼ガスとの熱交換により加熱された熱媒体を熱負荷４０に送る熱媒往路４１と、熱負荷４０において放熱し低温になった熱媒体を貯留部７に戻す熱媒復路４３とからなる熱媒流路４５が接続されている。熱媒往路４１および熱媒復路４３の熱負荷４０側の端部には、熱負荷４０に繋がる配管（図示せず）を接続するためのヘッダ部４６，４７が設けられている。また、熱媒往路４１の中途には、熱媒体を熱負荷４０に向けて圧送するための電磁ポンプ４８が設けられている。
【００３５】
貯留部７の上方側には、膨張タンク２５が注水配管２６（配管Ｂ）および空気置換配管２７（配管Ａ）を介して接続されている。膨張タンク２５は、図２および図３に示すように、大別して内部に熱媒体を貯留可能な本体部２８と、本体部２８の頂部側に設けられた受水部３０とにより構成されている。
【００３６】
本体部２８は、図３に示すように中空の円筒体である胴部２８ａと、胴部２８ａの頂部側を閉塞する天蓋部２８ｂと、胴部２８ａの底部側を閉塞する底蓋部２８ｃとにより構成されている。胴部２８ａの下端側近傍の位置には、センサ取付け部３１ａを介して水位センサ３１が装着されている。水位センサ３１は、膨張タンク２５内の水位を検知可能な位置であればいかなる場所に設置されてもよいが、胴部２８ａの上下方向中央位置あるいは当該位置より下方側に設けられることが望ましい。
【００３７】
水位センサ３１は、膨張タンク２５内の湯水や熱媒体の水位を検知することにより貯留部７内の湯水あるいは熱媒体の貯留状態を検知することができる。即ち、本実施形態の燃焼装置１において、リザーブタンク３７側から貯留部７に熱媒体等を供給する場合、熱媒体等は、貯留部７が満水状態になった後に膨張部に貯留される。そのため、燃焼装置１では、水位センサ３１により膨張タンク２５内の水位を検知することにより、貯留部７が満水状態になっているか否かを検知することができる。即ち、燃焼装置１において水位センサ３１は、貯留部７の空焚きを防止する空焚き防止手段として機能する。
【００３８】
図３および図４に示すように、天蓋部２８ｂは、胴部２８ａの外径と略一致する円板状で、その外周部分が胴部２８ａの外周面に沿う形状に折り曲げられた部材である。天蓋部２８ｂは、胴部２８ａの天面側に水密状に固定されており、胴部２８ａを閉塞している。天蓋部２８ｂには、本体部２８内の圧力をリークするための圧力逃し弁３３を装着すると共に、湯水や熱媒体を本体部２８内に補給するための開口２８ｄが形成されている。
【００３９】
底蓋部２８ｃは、天蓋部２８ｂと同様に胴部２８ａの外径と略一致する円板状で、その外周部分が胴部２８ａの外周面に沿う形状に折り曲げられた部材である。底蓋部２８ｃは、胴部２８ａに水密状に固定され、胴部２８ａの底面を閉塞している。底蓋部２８ｃには、注水配管２６および空気置換配管２７を接続あるいは挿通するための開口２８ｅ，２８ｆが設けられている。図４に示すように、天蓋部２８ｂ側から見たとき、開口２８ｅ，２８ｆは、共に膨張タンク２５の天面を構成する天蓋部２８ｂに熱媒体等の導入のために設けられた開口２８ｄの位置から外れた位置にある。
【００４０】
注水配管２６は、図３に示すように膨張タンク２５側の端部開口２６ａが膨張タンク２５の底部を構成する底蓋部２８ｃと略同一平面上に位置するように固定されている。また、注水配管２６の端部開口２６ａは、膨張タンク２５の内部空間に向かって開口している。また、注水配管２６の貯留部７側の端部２６ｂは、貯留部７の頂部側に設けられた接続口７ａに接続されている。
【００４１】
空気置換配管２７は、注水配管２６よりも細く、流路断面積の小さな配管である。即ち、空気置換配管２７は、注水配管２６よりも湯水や熱媒体に対する流れ抵抗の大きな配管である。そのため、空気置換配管２７は、注水配管２６に比べて熱媒体等に対する流路抵抗が大きい。即ち、空気置換配管２７は、注水配管２６に比べて熱媒体等が流れにくい。
【００４２】
空気置換配管２７は、膨張タンク２５の底面を構成する底蓋部２８ｃの開口２８ｆから天蓋部２８ｂ近傍まで挿通され、固定されている。空気置換配管２７の端部開口２７ａは、膨張タンク２５の底面よりも上方に位置しており、膨張タンク２５の天面側に向かって開口している。即ち、空気置換配管２７の端部開口２７ａは、注水配管２６の端部開口２６ａよりも上方に位置している。そのため、空気置換配管２７には、注水配管２６よりも熱媒体等が流入しにくい。さらに具体的には、本実施形態の燃焼装置１において、膨張タンク２５内に貯留されている熱媒体等は、本体部２８内における水位が、天蓋部２８ｂ近傍にある空気置換配管２７の端部開口２７ａに至らない限り空気置換配管２７内には熱媒体が流入しない。
【００４３】
これに加えて、端部開口２７ａは、膨張タンク２５の天面側から見たとき、圧力逃し弁３３が装着され、湯水や熱媒体を本体部２８内に補給するための開口２８ｄの位置から外れた位置にある。そのため、開口２８ｄから流入する熱媒体等は、膨張タンク２５の本体部２８内に流入し、空気置換配管２７側には直接流入しない。即ち、開口２８ｄから膨張タンク２５内に流入する熱媒体の殆どは、本体部２８内に落下し、底蓋部２８ｃに接続された注水配管２６を介して貯留部７内に供給される。
【００４４】
また、燃焼装置１では、図２に示すように空気置換配管２７の貯留部７側の端部２７ｂが、貯留部７の接続口７ｂに接続されている。接続口７ｂは、注水配管２６と貯留部７との接続部である接続口７ａよりも上方側に位置している。そのため、万一膨張タンク２５における熱媒体等の水位が、空気置換配管２７の端部開口２７ａよりも上方に至り、ほぼ満水状態となっても、膨張タンク２５内の熱媒体は、主として注水配管２６を介して貯留部７内に流入する。即ち、膨張タンク２５がほぼ満水状態の状態において、膨張タンク２５側から注水配管２６が接続された接続口７ａに作用する水圧は、空気置換配管２７が接続されたが接続口７ｂに作用する水圧よりも大きい。そのため、何らかの理由で熱媒体等が空気置換配管２７内に流入しても、接続口７ａ，７ｂに作用する圧力が不均一であるため、熱媒体等の流れは平衡状態にならない。これに加えて、注水配管２６は、空気置換配管２７よりも流路断面積が大きく、熱媒体等に対する流路抵抗が小さい。そのため、膨張タンク２５内の熱媒体等は、注水配管２６を優先的に流れ、貯留部７内にスムーズに流入する。
【００４５】
膨張タンク２５の受水部３０は、図３および図４に示すように本体部２８の頂部側にあり、上方が開口した水平部３０ａと、水平部３０ａから上方に立ち上がった垂直部３０ｂと、垂直部３０ｂに連続し水平部３０ａの外側に折り返されたフランジ部３０ｃとを有する桶状の部分である。受水部３０は、水平部３０ａと本体部２８の天蓋部２８ｂとが密着するように固定されている。水平部３０ａには、受水部３０を本体部２８に固定したときに開口２８ｄと合致する位置に開口３０ｄが設けられている。そのため、受水部３０と本体部２８とは、開口２８ｄ，３０ｄを介して連通している。また、開口２８ｄ，３０ｄには、受水部３０側から圧力逃し弁３３が装着されている。
【００４６】
受水部３０は、熱媒供給管３５および熱媒戻り管３６を介して、貯留部７に供給する熱媒体が貯留されているリザーブタンク３７に接続されている。さらに具体的には、熱媒供給管３５は、受水部３０の垂直部３０ｂを貫通し、圧力逃し弁３３に側方から接続されている。そのため、熱媒供給管３５により、リザーブタンク３７内の湯水や熱媒体を圧力逃し弁３３および開口２８ｄ，３０ｄを介して膨張タンク２５内に供給できる。また、熱媒戻り管３６は、受水部３０の水平部３０ａに設けられた開口３０ｅに接続されている。従って、熱媒供給管３５を介して供給されたものの膨張タンク２５に流入しきれず、受水部３０内にオーバーフローした熱媒体は、熱媒戻り管３６を介してリザーブタンク３７側に戻すことができる。
【００４７】
また、燃焼装置１では、貯留部７と膨張タンク２５とが注水配管２６および空気置換配管２７の２系統の配管で接続されており、空気置換配管２７の端部開口２７ａは、注水配管２６の端部開口２６ａよりも上方に位置している。さらに、端部開口２７ａは、熱媒体等が貯留される本体部２８の頂部近傍にあり、熱媒体の流入口である開口２８ｄ，３０ｄから外れた位置にある。そのため、例えば一度に大量の湯水や熱媒体をリザーブタンク３７側から供給するなどして膨張タンク２５がほぼ満水状態にならない限り、空気置換配管２７に熱媒体等は殆ど流入しない。また、空気置換配管２７は、注水配管２６が接続される接続口７ａよりも高位置にある接続口７ｂに接続されている。さらに、空気置換配管２７は、注水配管２６よりも流路断面積が小さく、熱媒体に対する流路抵抗が大きい。そのため、何らかの理由で空気置換配管２７に熱媒体等が流入したとしても、熱媒体等の流れは平衡状態にならない。従って、リザーブタンク３７側から供給される熱媒体等は、主として注水配管２６を介して貯留部７に供給される。
【００４８】
一方、貯留部７内の空気は、接続口７ａよりも高位置にある接続口７ｂに接続されている空気置換配管２７を介して膨張タンク２５側に放出される。即ち、湯水や熱媒体は、主として注水配管２６を介して膨張タンク２５側から供給されるため、接続口７ａには膨張タンク２５側から貯留部７側に向かう圧力が作用している。上記したように、空気置換配管２７内には熱媒体等が殆ど流れないため、接続口７ｂには膨張タンク２５側からの圧力が殆ど作用していない。これに加えて、空気置換配管２７は、注水配管２６よりも流路断面積が小さく熱媒体等に対する流路抵抗が大きい。そのため、流路抵抗の大きな空気置換配管２７には熱媒体等は殆ど流入せず、空気が優先的に流れる。
【００４９】
上記したように、燃焼装置１では、主として貯留部７内の空気を膨張タンク２５側に流す空気置換配管２７を具備している。そのため、主として膨張タンク２５側から熱媒体等を貯留部７に供給可能な注水配管２６には殆ど空気が混入しない。即ち、燃焼装置１では、空気の流れと、湯水や熱媒体等の液体の流れが分離される。従って上記した構成によれば、熱媒体等の供給経路中に空気が存在していても、熱媒体等をスムーズに供給できる。
【００５０】
上記したように、本実施形態の燃焼装置１において、リザーブタンク３７側から供給された熱媒体等は、膨張タンク２５を経由して貯留部７内に順次流入する。この時、熱媒体等は、主として膨張タンク２５の底部に接続された注水配管２６を介して貯留部７内に流入する。その一方で、貯留部７内の空気は、主として空気置換配管２７を介して膨張タンク２５側に抜ける。そして、貯留部７が満水状態になった後、熱媒体等は、膨張タンク２５内に徐々に溜まる。即ち、リザーブタンク３７側から一度に大量の熱媒体等が流入した場合のように一時的に膨張タンク２５内における熱媒体等の水位が上昇する場合があるが、基本的に膨張タンク２５には、貯留部７内に熱媒体等が満水状態なることを条件として熱媒体が貯留される。
【００５１】
本実施形態の燃焼装置１は、リザーブタンク３７から膨張タンク２５を経由し、貯留部７に至る一連の熱媒体等の供給経路を具備している。膨張タンク２５は、注水配管２６や空気置換配管２７よりも流路断面積が大きい。即ち、燃焼装置１は、貯留部７への熱媒体の供給経路の中途に流路断面積の大きな部分（流路拡径部）が存在する。そのため、貯留部７からリザーブタンク３７に至る熱媒体等の供給経路の各部において空気が存在すると仮定した場合、前記した流路拡径部に相当する位置は、供給経路のうちで空気の占有率が最も低い部位である。従って、本実施形態の燃焼装置１において、前記流路拡径部に相当する膨張タンク２５は、水位センサ３１が空気の存在にかかわらず確実に熱媒体等の存在を検知しうる部位である。
【００５２】
上記したように、燃焼装置１では、空気の存在の影響を受けることなく熱媒体等の存在を確実に検知可能な膨張タンク２５に水位センサ３１が設置されている。そのため、上記した構成によれば、空気の存在の有無にかかわらず、貯留部７が熱媒体で満水状態になっているか否かを確実に検知することができる。従って、上記した構成によれば、リザーブタンク３７から貯留部７に至る一連の熱媒体等の供給経路内に空気が存在していても、この空気による水位センサ３１の誤作動を防止することができる。
【００５３】
水位センサ３１は、貯留部７よりも上方に設置され、貯留部７が満水状態になることを条件として熱媒体等が貯留される膨張タンク２５に設置されている。そのため、膨張タンク２５に取り付けられた水位センサ３１により、貯留部７が湯水や熱媒体で満水状態になっているか否かを正確に検知することができる。従って、上記した構成によれば、貯留部７の頂部側に湯水や熱媒体が貯留されていない空隙部分が存在する状態での燃焼動作が行われることによる貯留部７の劣化を防止すると共に、貯留部７内の湯水や熱媒体を効率よく加熱できる。
【００５４】
本実施形態の燃焼装置１において空気置換配管２７は、膨張タンク２５の天蓋部２８ｂ側に向けて開口した端部開口２７ａを有するものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば熱媒体等の流入を防止すべく端部を横方向に屈曲させた形状であってもよい。この場合、熱媒体等の流入をより一層確実に防止すべく、空気置換配管２７は、端部開口２７ａが開口２８ｄ，３０ｄから離れる方向に屈曲した形状であることが望ましい。
【００５５】
【実施例】
続いて、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。図５は本実施例の融雪装置を示す正面図である。また、図６は、本実施例の融雪装置の作動原理図である。
【００５６】
上記実施形態の燃焼装置１は、図５に示すような融雪装置Ｕの熱源として利用できる。融雪装置Ｕは、図６に示すように室外の所定の場所に敷設された融雪端末７０に接続され、燃焼装置１において加熱された湯水や熱媒体を供給することによって融雪端末７０の上部あるいはその近傍に降り積もった雪を融かすものである。
【００５７】
降雪装置Ｕは、降雪を検知する降雪検知手段５１および融雪端末７０近傍の地温を検知する地温センサ４９を具備している。降雪検知手段５１は、外気温を検知する外気温センサ５２と、水分を検知可能な水分センサ５３と、降雪検知手段５１を設置した部位に落下した雪を融かす融雪ヒータ５４とを備えたものである。降雪検知手段５１は、外気温センサ５２および水分センサ５３の検知信号に基づいて室外における降雪状況を検知するものである。即ち、制御装置５０は、外気温センサ５２の検知温度が所定温度Ｔ以下であり、水分センサ５３が水分を検知することを条件として、降雪状態であることを検知することができる。
【００５８】
降雪検知手段５１は、図５に示すように燃焼装置１の本体の天面から上方に突出し、燃焼ガスが排出される消音部５から離れるように屈曲したポール５１ａの先端部に設置され、一体化されている。また、融雪装置Ｕでは、外気温センサ５２および水分センサ５３が外気温や水分を正確に検知可能なように、検知面５１ｂを上方に向けて設置されている。
【００５９】
融雪装置Ｕは、降雪検知手段５１の検知信号に応じて燃焼装置１の動作を制御可能な制御装置５０を具備している。制御装置５０は、燃焼装置１から離れた位置から融雪装置Ｕの操作や動作の設定が可能なリモコン５５に接続されている。制御装置５０は、降雪検知手段５１の検知信号を受けて燃焼装置１を自動的に燃焼動作させる自動運転モードと、ユーザーがリモコン５５等を用いて手動操作することにより燃焼装置１の動作を開始させる手動運転モードとを切り替えて作動させることができる。また、融雪装置Ｕは、自動運転モードで動作する場合、降雪検知手段５１が降雪を検知することを条件として燃焼部３を動作させる融雪運転と、地温センサ４９の検知温度に応じて燃焼部３を動作させる予熱運転と、融雪運転後に所定時間にわたって燃焼部３を動作させる遅延運転のいずれかを選択して動作可能である。
【００６０】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、貯留状態検知手段によって貯留部が湯水や熱媒体で満水状態になっているか否かを正確に検知し、貯留部に空隙部分が存在する状態で燃焼動作を行うことによる貯留部の劣化や熱効率の低下を防止することができる。
【００６１】
請求項２に記載の発明によれば、膨張部内の湯水や熱媒体をスムーズかつ迅速に貯留部側へ供給することができる。
【００６２】
請求項３に記載の発明によれば、、膨張部から貯留部に向けて湯水や熱媒体が流れる配管Ｂへの空気の混入を防止し、湯水等をスムーズかつ迅速に貯留部側へ供給することができる。
【００６３】
請求項４に記載の発明によれば、配管Ａおよび配管Ｂと貯留部との接続部に作用する圧力差により、膨張部内の湯水等をスムーズかつ迅速に貯留部側へ供給することができる。
【００６４】
請求項５に記載の発明によれば、熱媒体の大部分を配管Ｂを介して貯留部内に供給すると共に、貯留部内の空気を主として配管Ａを介して排出し、配管Ｂに混入するのを防止できる。
【００６５】
請求項６に記載の発明によれば、開口部を介して外部から導入される湯水や熱媒体が直接配管Ａに流入することを防止できる。
【００６６】
請求項７に記載の発明によれば、貯留部に空隙部分が存在する状態で燃焼動作を行うことによる貯留部の劣化や熱効率の低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である燃焼装置の内部構造を示す正面図である。
【図２】図１に示す燃焼装置の作動原理図である。
【図３】図１に示す燃焼装置が備える膨張タンクの一部を破断した正面図である。
【図４】図３に示す膨張タンクのＡ方向矢視平面図である。
【図５】本発明の一実施例である融雪装置を示す正面図である。
【図６】図５に示す融雪装置の作動原理図である。
【図７】従来技術の貯留型熱源装置の作動原理図である。
【符号の説明】
１ 燃焼装置（貯留型熱源装置）
７ 貯留部
７ａ，７ｂ 接続口
８ 加熱手段
２５ 膨張タンク
２６ 注水配管（配管Ｂ）
２６ａ 端部開口
２７ 空気置換配管（配管Ａ）
２７ａ 端部開口
３１ 水位センサ
Ｕ 融雪装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、貯留型熱源装置に関するものであり、特に貯留部に接続された膨張部に特徴を有するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、灯油やガス等を燃焼するなどして熱媒体や湯水を加熱し、この熱媒体や湯水を所定の場所に敷設された熱負荷に供給可能な貯留型熱源装置が、寒冷地における融雪用の熱源等に採用されている。
【０００３】
従来の貯留型熱源装置貯留には、図７に示す貯留型熱源装置１００のように、貯留タンク１０１の注水口１０２には、外部のタンク１０３から熱媒体や湯水を補給するための補給配管１０５が接続されている。さらに、貯留タンク１０１には、注水口１０２の下方に水位センサ１０６が設けられている。貯留タンク１０１とタンク１０３とを接続する補給配管１０５の中途には、貯留タンク１０１内の空気を外部に排出するための圧力逃し弁１０７が設けられている。
【０００４】
図７に示す貯留型熱源装置１００では、貯留タンク１０１における湯水や熱媒体が貯留されていない状態や、貯留量が少ない状態で燃焼動作（いわゆる空焚き）が行われるのを防止すべく、水位センサ１０６によって貯留タンク１０１内の熱媒体の貯留量を検知している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、貯留型熱源装置１００では、空焚きを防止すべく水位センサ１０６を設けている。しかし、水位センサ１０６は、貯留タンク１０１の頂部よりも下方側に設置されているため、水位センサ１０６の設置位置より上方に湯水や熱媒体が貯留されているか否かを検知することができない。即ち、従来技術の貯留型熱源装置１００では、貯留タンク１０１における湯水や熱媒体の貯留状態を正確に検知できない。そのため、貯留型熱源装置１００では、水位センサ１０６より上方に湯水や熱媒体が貯留されていない状態で燃焼動作がなされるおそれがある。
【０００６】
上記したように、貯留タンク１０１の頂部側に湯水や熱媒体が貯留されていない空隙部分がある状態で燃焼動作を行うと、空隙部分が過剰に高温になり、貯留タンク１０１の耐久性に悪影響を及ぼす。また、かかる状態で燃焼動作を行うと、貯留タンク１０１の空隙部分では熱交換が行われないため、貯留型熱源装置１００の熱効率が低下してしまう。
【０００７】
また、従来技術の貯留型熱源装置１００では、補給配管１０５の中途に圧力逃し弁１０７が設けられているが、貯留タンク１０１内に湯水や熱媒体を供給する際に補給配管１０５内に空気が混入するとこの空気が障害となり、貯留タンク１０１への注水がスムーズに行えないという問題を有している。また、貯留型熱源装置１００では、補給配管１０５の中途に湯水や熱媒体が滞留した状態となると、滞留した湯水や熱媒体によって補給配管１０５が閉塞されたような状態になり、貯留タンク１０１の頂部側に残留した空気の流れが遮断されてしまうことがある。この場合、貯留タンク１０１内の空気は外部に抜けず、貯留タンク１０１の頂部側に残留してしまう。
【０００８】
そこで、本発明は、貯留部への注水がスムーズに行え、貯留部における湯水や熱媒体の貯留状態を正確に検知可能な貯留型熱源装置の提供を目的とした。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決すべく提供される請求項１に記載の発明は、湯水又は熱媒体を貯留する貯留部と、当該貯留部内の湯水又は熱媒体を加熱する加熱手段と、前記貯留部に連続し、湯水又は熱媒体を貯留可能な膨張部とを有し、当該膨張部は、貯留部よりも上方に位置し、膨張部における湯水又は熱媒体の貯留状態を検知する貯留状態検知手段が設けられていることを特徴とする貯留型熱源装置である。
【００１０】
本発明の貯留型熱源装置では、膨張部が貯留部よりも上方に位置しているため、湯水や熱媒体は、貯留部が満水状態になった後に膨張部に貯留される。本発明の貯留型熱源装置では、湯水や熱媒体の貯留状態を検知する貯留状態検知手段が膨張部に設けられている。そのため、貯留状態検知手段によって湯水や熱媒体の存在を検知することにより、貯留部が湯水や熱媒体で満水状態になっているか否かを正確に検知できる。
【００１１】
上記した構成によれば、貯留部が湯水や熱媒体で満水状態になっているか否かを検知した上で動作を制御できる。従って、本発明によれば、前記空隙部分が存在する状態で燃焼動作を行うことによる貯留部の劣化を防止すると共に、貯留部における熱交換効率を向上させることができる。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明は、湯水又は熱媒体を貯留する貯留部と、当該貯留部内の湯水又は熱媒体を加熱する加熱手段と、前記貯留部内に貯留される湯水又は熱媒体を貯留可能な膨張部とを有し、当該膨張部は、配管Ａおよび配管Ｂを介して貯留部に接続されており、配管Ａの膨張部側の端部は、配管Ｂの膨張部側の端部より上方に位置していることを特徴とする貯留型熱源装置である。
【００１３】
本発明の貯留型熱源装置は、貯留部と膨張部とが配管Ａ，Ｂの２系統の配管で接続されている。配管Ａの膨張部側の端部は、配管Ｂの膨張部側の端部よりも上方に位置している。そのため、膨張部内の湯水や熱媒体は、下方にある配管Ｂ側に優先的に流入する。従って、本発明の貯留型熱源装置では、膨張部内の湯水や熱媒体は、主として配管Ｂを介して貯留部に供給される。
【００１４】
一方、貯留部と膨張部とを連通する配管Ａには膨張部内の湯水や熱媒体が殆ど流入しない。そのため、本発明の貯留型熱源装置において、貯留部と配管Ａとの接続部に膨張部側から作用する圧力は、貯留部と配管Ｂとの接続部において作用する圧力よりも低い。よって、上記した構成によれば、配管Ａを介して貯留部内に残存している空気を膨張部側にスムーズに排出することができきる。
【００１５】
上記したように、本発明の貯留型熱源装置では、配管Ａには主として貯留部内の空気が流れるため、配管Ｂには主として膨張部内の湯水や熱媒体が流れ、空気は殆ど混入しない。そのため、上記した構成によれば貯留部側から膨張部側に流れる空気の流れと、膨張部側から貯留部側に流れる熱媒体等の流れとを分離し、膨張部内の熱媒体等をスムーズかつ迅速に貯留部側へ供給することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、湯水又は熱媒体を貯留する貯留部と、当該貯留部内の湯水又は熱媒体を加熱する加熱手段と、前記貯留部内に貯留される湯水又は熱媒体を貯留可能な膨張部とを有し、当該膨張部は、配管Ａおよび配管Ｂを介して貯留部に接続されており、配管Ａと貯留部との接続部は、配管Ｂと貯留部との接続部より上方に位置していることを特徴とする貯留型熱源装置である。
【００１７】
本発明の貯留型熱源装置では、貯留部と膨張部とを配管Ａ，Ｂによって接続されており、配管Ａと貯留部側との接続部が、配管Ｂと貯留部側との接続部より上方に位置している。そのため、膨張部に貯留されている熱媒体によって配管Ｂと貯留部との接続部に作用する圧力は、配管Ａと貯留部との接続部に作用する圧力よりも高い。
【００１８】
上記したように、本発明の貯留型熱源装置は、貯留部と膨張部とを配管Ａ，Ｂからなる２系統の配管で接続したものであるが、両配管Ａ，Ｂと貯留部との接続部に作用する圧力が異なる。そのため、膨張部内の湯水や熱媒体は、主として貯留部側との接続部に作用する圧力の高い配管Ｂを介して貯留部内に供給され、貯留部内の空気は、主として接続部に作用する圧力の低い配管Ａを介して膨張部側に放出される。そのため、上記した構成によれば、膨張部から貯留部に向けて湯水や熱媒体が流れる配管Ｂへの空気の混入を防止し、湯水等をスムーズかつ迅速に貯留部側へ供給することができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、湯水又は熱媒体を貯留する貯留部と、当該貯留部内の湯水又は熱媒体を加熱する加熱手段と、前記貯留部内に貯留される湯水又は熱媒体を貯留可能な膨張部とを有し、当該膨張部は、配管Ａおよび配管Ｂを介して貯留部に接続されており、配管Ａの膨張部側の端部は、配管Ｂの膨張部側の端部より上方に位置しており、配管Ａと貯留部との接続部は、配管Ｂと貯留部との接続部より上方に位置していることを特徴とする貯留型熱源装置である。
【００２０】
本発明の貯留型熱源装置では、貯留部と膨張部とを連通する配管Ａの膨張部側の端部が、配管Ｂの膨張部側の端部よりも上方に位置している。そのため、膨張部内の湯水や熱媒体の大部分は、配管Ａよりも下方に位置している配管Ｂ側に流入する。従って、上記した構成によれば、貯留部と膨張部とを接続する配管Ａ，Ｂの一方である配管Ｂ側に膨張部内の湯水や熱媒体を優先的に流入させることができる。
【００２１】
これに加えて、本発明の貯留型熱源装置では、配管Ａと貯留部側との接続部が、配管Ｂと貯留部側との接続部より上方に位置しているため、配管Ｂと貯留部との接続部に作用する圧力は、配管Ａと貯留部との接続部に作用する圧力よりも高い。そのため、本発明の貯留型熱源装置では、膨張部内の湯水や熱媒体は、主として貯留部側との接続部に作用する圧力の高い配管Ｂを介して貯留部内に供給され、貯留部内の空気は、主として配管Ａを介して膨張部側に放出される。従って、上記した構成によれば、膨張部内の湯水等をスムーズかつ迅速に貯留部側へ供給することができる。
【００２２】
請求項５に記載の発明は、湯水又は熱媒体を貯留する貯留部と、当該貯留部内の湯水又は熱媒体を加熱する加熱手段と、前記貯留部内に貯留される湯水又は熱媒体を貯留可能な膨張部とを有し、当該膨張部は、配管Ａおよび配管Ｂを介して貯留部に接続されており、配管Ａは、配管Ｂよりも流路抵抗が大きいことを特徴とする貯留型熱源装置である。
【００２３】
本発明の貯留型熱源装置は、貯留部と膨張部とを配管Ａと、配管Ａよりも流路抵抗の小さな配管Ｂによって接続したものである。そのため、膨張部側から貯留部内に熱媒体等を供給する場合、膨張部内の熱媒体は、主として配管Ｂを通って貯留部内に流れ込む。
【００２４】
上記したように、膨張部内の熱媒体等の大部分が配管Ｂを介して貯留部内に流れ込むため、熱媒体等の流れにより貯留部と配管Ｂとの接続部には、貯留部と配管Ａとの接続部に膨張部側から作用する圧力よりも大きな圧力が作用している。そのため、貯留部内の空気は、主として配管Ａを介して膨張部側にリークされる。
【００２５】
本発明の貯留型熱源装置において、空気は、主として配管Ａを通過し、主として湯水や熱媒体が通過する配管Ｂには殆ど混入しない。そのため、本発明によれば、熱媒体等の流通する配管内への空気の混入による熱媒体等の流れの停滞が起こらず、膨張部内の湯水等をスムーズかつ迅速に貯留部側へ供給することができる。
【００２６】
また、本発明の貯留型熱源装置では、膨張部側から貯留部側に熱媒体等がスムーズに流れるため、熱媒体等の停滞に伴う空気の流れの遮断が起こらない。そのため、本発明によれば、膨張部側から供給される湯水や熱媒体と、貯留部の上部に残った空気との置換をスムーズに行える。
【００２７】
上記請求項２乃至５のいずれかに記載の貯留型熱源装置において、膨張部は、外部から湯水又は熱媒体を導入可能な開口部を有し、配管Ａの膨張部側の開口は、前記開口部側からの平面視で開口部を外れた位置に存在していることが望ましい。（請求項６）
【００２８】
かかる構成によれば、開口部を介して外部から導入される湯水や熱媒体が直接配管Ａに流入することを防止できる。
【００２９】
上記請求項２乃至６のいずれかに記載の貯留型熱源装置において、膨張部は、貯留部よりも上方に位置し、膨張部における湯水又は熱媒体の貯留状態を検知する貯留状態検知手段が設けられていることを特徴とするものであってもよい。（請求項７）
【００３０】
本発明の貯留型熱源装置では、膨張部が貯留部よりも上方に配置されている。そのため、膨張部側から湯水や熱媒体を貯留部内に供給する場合、熱媒体等は、貯留部が満水状態になってから膨張部に貯留される。そのため、本発明の貯留型熱源装置では、貯留状態検知手段が湯水や熱媒体の存在を検知した場合、貯留部内は湯水や熱媒体で満水状態になっている。従って、本発明の貯留型熱源装置は、貯留状態検知手段が熱媒体等を検知することを条件として燃焼動作を行うことにより、貯留部の劣化を防止すると共に、貯留部における熱交換効率を向上させることができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
続いて本発明の一実施形態である燃焼装置について説明する。図１は、本実施形態の燃焼装置の内部構造を示す正面図である。図２は、図１に示す燃焼装置の作動原理図である。図３は、本実施形態の燃焼装置が備える膨張タンクの一部を破断した正面図であり、図４は図３に示す膨張タンクのＡ方向矢視平面図である。
【００３２】
図１および図２において、１は本実施形態の燃焼装置（貯留型熱源装置）である。燃焼装置１は、図２に示すように、大別して本体部２と、燃焼部３および消音部５により構成されている。本体部２は、大きく燃焼空間部６と貯留部７とに分かれている。燃焼部３と燃焼空間部６とは、貯留部７内に貯留される熱媒体を加熱する加熱手段８として機能する。本体部２は、全体形状が円筒形であり、２重構造となっていて内部に貯留部７が形成されている。より具体的には、本体部２は、外筒１０と内筒１１とを有し、その内部に熱媒体を貯留できる構造を有する。また、特に本体部２の上半分には、上鏡板１２と下鏡板１３とによって囲まれた大容量の熱媒体室１５が形成されている。
【００３３】
熱媒体室１５には、複数の燃焼ガス通路１６が形成されている。燃焼ガス通路１６は、貯留部７の熱媒体室１５を軸方向に貫通する貫通孔である。また、燃焼部３は、灯油等の液体燃料の燃焼を行うバーナを備えており、燃料噴射ノズル１７が内蔵されている。燃料噴射ノズル１７には、燃料タンク１８から燃料を供給するための燃料流路２０が接続されている。燃料流路２０の中途には、燃料噴射ノズル１７に向けて燃料を圧送する電磁ポンプ２１と、ストレーナ２２とが設けられている。また、燃焼部３は、送風機２３を具備しており、本体部２の下方に位置する燃焼空間部６に接続されている。燃焼空間部６は、燃焼部３の燃焼室として機能する。
【００３４】
貯留部７には、熱媒体としてエチレングリコール等を主成分とする不凍液が貯留されている。貯留部７には、燃焼ガス通路１６を通過する燃焼ガスとの熱交換により加熱された熱媒体を熱負荷４０に送る熱媒往路４１と、熱負荷４０において放熱し低温になった熱媒体を貯留部７に戻す熱媒復路４３とからなる熱媒流路４５が接続されている。熱媒往路４１および熱媒復路４３の熱負荷４０側の端部には、熱負荷４０に繋がる配管（図示せず）を接続するためのヘッダ部４６，４７が設けられている。また、熱媒往路４１の中途には、熱媒体を熱負荷４０に向けて圧送するための電磁ポンプ４８が設けられている。
【００３５】
貯留部７の上方側には、膨張タンク２５が注水配管２６（配管Ｂ）および空気置換配管２７（配管Ａ）を介して接続されている。膨張タンク２５は、図２および図３に示すように、大別して内部に熱媒体を貯留可能な本体部２８と、本体部２８の頂部側に設けられた受水部３０とにより構成されている。
【００３６】
本体部２８は、図３に示すように中空の円筒体である胴部２８ａと、胴部２８ａの頂部側を閉塞する天蓋部２８ｂと、胴部２８ａの底部側を閉塞する底蓋部２８ｃとにより構成されている。胴部２８ａの下端側近傍の位置には、センサ取付け部３１ａを介して水位センサ３１が装着されている。水位センサ３１は、膨張タンク２５内の水位を検知可能な位置であればいかなる場所に設置されてもよいが、胴部２８ａの上下方向中央位置あるいは当該位置より下方側に設けられることが望ましい。
【００３７】
水位センサ３１は、膨張タンク２５内の湯水や熱媒体の水位を検知することにより貯留部７内の湯水あるいは熱媒体の貯留状態を検知することができる。即ち、本実施形態の燃焼装置１において、リザーブタンク３７側から貯留部７に熱媒体等を供給する場合、熱媒体等は、貯留部７が満水状態になった後に膨張部に貯留される。そのため、燃焼装置１では、水位センサ３１により膨張タンク２５内の水位を検知することにより、貯留部７が満水状態になっているか否かを検知することができる。即ち、燃焼装置１において水位センサ３１は、貯留部７の空焚きを防止する空焚き防止手段として機能する。
【００３８】
図３および図４に示すように、天蓋部２８ｂは、胴部２８ａの外径と略一致する円板状で、その外周部分が胴部２８ａの外周面に沿う形状に折り曲げられた部材である。天蓋部２８ｂは、胴部２８ａの天面側に水密状に固定されており、胴部２８ａを閉塞している。天蓋部２８ｂには、本体部２８内の圧力をリークするための圧力逃し弁３３を装着すると共に、湯水や熱媒体を本体部２８内に補給するための開口２８ｄが形成されている。
【００３９】
底蓋部２８ｃは、天蓋部２８ｂと同様に胴部２８ａの外径と略一致する円板状で、その外周部分が胴部２８ａの外周面に沿う形状に折り曲げられた部材である。底蓋部２８ｃは、胴部２８ａに水密状に固定され、胴部２８ａの底面を閉塞している。底蓋部２８ｃには、注水配管２６および空気置換配管２７を接続あるいは挿通するための開口２８ｅ，２８ｆが設けられている。図４に示すように、天蓋部２８ｂ側から見たとき、開口２８ｅ，２８ｆは、共に膨張タンク２５の天面を構成する天蓋部２８ｂに熱媒体等の導入のために設けられた開口２８ｄの位置から外れた位置にある。
【００４０】
注水配管２６は、図３に示すように膨張タンク２５側の端部開口２６ａが膨張タンク２５の底部を構成する底蓋部２８ｃと略同一平面上に位置するように固定されている。また、注水配管２６の端部開口２６ａは、膨張タンク２５の内部空間に向かって開口している。また、注水配管２６の貯留部７側の端部２６ｂは、貯留部７の頂部側に設けられた接続口７ａに接続されている。
【００４１】
空気置換配管２７は、注水配管２６よりも細く、流路断面積の小さな配管である。即ち、空気置換配管２７は、注水配管２６よりも湯水や熱媒体に対する流れ抵抗の大きな配管である。そのため、空気置換配管２７は、注水配管２６に比べて熱媒体等に対する流路抵抗が大きい。即ち、空気置換配管２７は、注水配管２６に比べて熱媒体等が流れにくい。
【００４２】
空気置換配管２７は、膨張タンク２５の底面を構成する底蓋部２８ｃの開口２８ｆから天蓋部２８ｂ近傍まで挿通され、固定されている。空気置換配管２７の端部開口２７ａは、膨張タンク２５の底面よりも上方に位置しており、膨張タンク２５の天面側に向かって開口している。即ち、空気置換配管２７の端部開口２７ａは、注水配管２６の端部開口２６ａよりも上方に位置している。そのため、空気置換配管２７には、注水配管２６よりも熱媒体等が流入しにくい。さらに具体的には、本実施形態の燃焼装置１において、膨張タンク２５内に貯留されている熱媒体等は、本体部２８内における水位が、天蓋部２８ｂ近傍にある空気置換配管２７の端部開口２７ａに至らない限り空気置換配管２７内には熱媒体が流入しない。
【００４３】
これに加えて、端部開口２７ａは、膨張タンク２５の天面側から見たとき、圧力逃し弁３３が装着され、湯水や熱媒体を本体部２８内に補給するための開口２８ｄの位置から外れた位置にある。そのため、開口２８ｄから流入する熱媒体等は、膨張タンク２５の本体部２８内に流入し、空気置換配管２７側には直接流入しない。即ち、開口２８ｄから膨張タンク２５内に流入する熱媒体の殆どは、本体部２８内に落下し、底蓋部２８ｃに接続された注水配管２６を介して貯留部７内に供給される。
【００４４】
また、燃焼装置１では、図２に示すように空気置換配管２７の貯留部７側の端部２７ｂが、貯留部７の接続口７ｂに接続されている。接続口７ｂは、注水配管２６と貯留部７との接続部である接続口７ａよりも上方側に位置している。そのため、万一膨張タンク２５における熱媒体等の水位が、空気置換配管２７の端部開口２７ａよりも上方に至り、ほぼ満水状態となっても、膨張タンク２５内の熱媒体は、主として注水配管２６を介して貯留部７内に流入する。即ち、膨張タンク２５がほぼ満水状態の状態において、膨張タンク２５側から注水配管２６が接続された接続口７ａに作用する水圧は、空気置換配管２７が接続されたが接続口７ｂに作用する水圧よりも大きい。そのため、何らかの理由で熱媒体等が空気置換配管２７内に流入しても、接続口７ａ，７ｂに作用する圧力が不均一であるため、熱媒体等の流れは平衡状態にならない。これに加えて、注水配管２６は、空気置換配管２７よりも流路断面積が大きく、熱媒体等に対する流路抵抗が小さい。そのため、膨張タンク２５内の熱媒体等は、注水配管２６を優先的に流れ、貯留部７内にスムーズに流入する。
【００４５】
膨張タンク２５の受水部３０は、図３および図４に示すように本体部２８の頂部側にあり、上方が開口した水平部３０ａと、水平部３０ａから上方に立ち上がった垂直部３０ｂと、垂直部３０ｂに連続し水平部３０ａの外側に折り返されたフランジ部３０ｃとを有する桶状の部分である。受水部３０は、水平部３０ａと本体部２８の天蓋部２８ｂとが密着するように固定されている。水平部３０ａには、受水部３０を本体部２８に固定したときに開口２８ｄと合致する位置に開口３０ｄが設けられている。そのため、受水部３０と本体部２８とは、開口２８ｄ，３０ｄを介して連通している。また、開口２８ｄ，３０ｄには、受水部３０側から圧力逃し弁３３が装着されている。
【００４６】
受水部３０は、熱媒供給管３５および熱媒戻り管３６を介して、貯留部７に供給する熱媒体が貯留されているリザーブタンク３７に接続されている。さらに具体的には、熱媒供給管３５は、受水部３０の垂直部３０ｂを貫通し、圧力逃し弁３３に側方から接続されている。そのため、熱媒供給管３５により、リザーブタンク３７内の湯水や熱媒体を圧力逃し弁３３および開口２８ｄ，３０ｄを介して膨張タンク２５内に供給できる。また、熱媒戻り管３６は、受水部３０の水平部３０ａに設けられた開口３０ｅに接続されている。従って、熱媒供給管３５を介して供給されたものの膨張タンク２５に流入しきれず、受水部３０内にオーバーフローした熱媒体は、熱媒戻り管３６を介してリザーブタンク３７側に戻すことができる。
【００４７】
また、燃焼装置１では、貯留部７と膨張タンク２５とが注水配管２６および空気置換配管２７の２系統の配管で接続されており、空気置換配管２７の端部開口２７ａは、注水配管２６の端部開口２６ａよりも上方に位置している。さらに、端部開口２７ａは、熱媒体等が貯留される本体部２８の頂部近傍にあり、熱媒体の流入口である開口２８ｄ，３０ｄから外れた位置にある。そのため、例えば一度に大量の湯水や熱媒体をリザーブタンク３７側から供給するなどして膨張タンク２５がほぼ満水状態にならない限り、空気置換配管２７に熱媒体等は殆ど流入しない。また、空気置換配管２７は、注水配管２６が接続される接続口７ａよりも高位置にある接続口７ｂに接続されている。さらに、空気置換配管２７は、注水配管２６よりも流路断面積が小さく、熱媒体に対する流路抵抗が大きい。そのため、何らかの理由で空気置換配管２７に熱媒体等が流入したとしても、熱媒体等の流れは平衡状態にならない。従って、リザーブタンク３７側から供給される熱媒体等は、主として注水配管２６を介して貯留部７に供給される。
【００４８】
一方、貯留部７内の空気は、接続口７ａよりも高位置にある接続口７ｂに接続されている空気置換配管２７を介して膨張タンク２５側に放出される。即ち、湯水や熱媒体は、主として注水配管２６を介して膨張タンク２５側から供給されるため、接続口７ａには膨張タンク２５側から貯留部７側に向かう圧力が作用している。上記したように、空気置換配管２７内には熱媒体等が殆ど流れないため、接続口７ｂには膨張タンク２５側からの圧力が殆ど作用していない。これに加えて、空気置換配管２７は、注水配管２６よりも流路断面積が小さく熱媒体等に対する流路抵抗が大きい。そのため、流路抵抗の大きな空気置換配管２７には熱媒体等は殆ど流入せず、空気が優先的に流れる。
【００４９】
上記したように、燃焼装置１では、主として貯留部７内の空気を膨張タンク２５側に流す空気置換配管２７を具備している。そのため、主として膨張タンク２５側から熱媒体等を貯留部７に供給可能な注水配管２６には殆ど空気が混入しない。即ち、燃焼装置１では、空気の流れと、湯水や熱媒体等の液体の流れが分離される。従って上記した構成によれば、熱媒体等の供給経路中に空気が存在していても、熱媒体等をスムーズに供給できる。
【００５０】
上記したように、本実施形態の燃焼装置１において、リザーブタンク３７側から供給された熱媒体等は、膨張タンク２５を経由して貯留部７内に順次流入する。この時、熱媒体等は、主として膨張タンク２５の底部に接続された注水配管２６を介して貯留部７内に流入する。その一方で、貯留部７内の空気は、主として空気置換配管２７を介して膨張タンク２５側に抜ける。そして、貯留部７が満水状態になった後、熱媒体等は、膨張タンク２５内に徐々に溜まる。即ち、リザーブタンク３７側から一度に大量の熱媒体等が流入した場合のように一時的に膨張タンク２５内における熱媒体等の水位が上昇する場合があるが、基本的に膨張タンク２５には、貯留部７内に熱媒体等が満水状態なることを条件として熱媒体が貯留される。
【００５１】
本実施形態の燃焼装置１は、リザーブタンク３７から膨張タンク２５を経由し、貯留部７に至る一連の熱媒体等の供給経路を具備している。膨張タンク２５は、注水配管２６や空気置換配管２７よりも流路断面積が大きい。即ち、燃焼装置１は、貯留部７への熱媒体の供給経路の中途に流路断面積の大きな部分（流路拡径部）が存在する。そのため、貯留部７からリザーブタンク３７に至る熱媒体等の供給経路の各部において空気が存在すると仮定した場合、前記した流路拡径部に相当する位置は、供給経路のうちで空気の占有率が最も低い部位である。従って、本実施形態の燃焼装置１において、前記流路拡径部に相当する膨張タンク２５は、水位センサ３１が空気の存在にかかわらず確実に熱媒体等の存在を検知しうる部位である。
【００５２】
上記したように、燃焼装置１では、空気の存在の影響を受けることなく熱媒体等の存在を確実に検知可能な膨張タンク２５に水位センサ３１が設置されている。そのため、上記した構成によれば、空気の存在の有無にかかわらず、貯留部７が熱媒体で満水状態になっているか否かを確実に検知することができる。従って、上記した構成によれば、リザーブタンク３７から貯留部７に至る一連の熱媒体等の供給経路内に空気が存在していても、この空気による水位センサ３１の誤作動を防止することができる。
【００５３】
水位センサ３１は、貯留部７よりも上方に設置され、貯留部７が満水状態になることを条件として熱媒体等が貯留される膨張タンク２５に設置されている。そのため、膨張タンク２５に取り付けられた水位センサ３１により、貯留部７が湯水や熱媒体で満水状態になっているか否かを正確に検知することができる。従って、上記した構成によれば、貯留部７の頂部側に湯水や熱媒体が貯留されていない空隙部分が存在する状態での燃焼動作が行われることによる貯留部７の劣化を防止すると共に、貯留部７内の湯水や熱媒体を効率よく加熱できる。
【００５４】
本実施形態の燃焼装置１において空気置換配管２７は、膨張タンク２５の天蓋部２８ｂ側に向けて開口した端部開口２７ａを有するものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば熱媒体等の流入を防止すべく端部を横方向に屈曲させた形状であってもよい。この場合、熱媒体等の流入をより一層確実に防止すべく、空気置換配管２７は、端部開口２７ａが開口２８ｄ，３０ｄから離れる方向に屈曲した形状であることが望ましい。
【００５５】
【実施例】
続いて、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。図５は本実施例の融雪装置を示す正面図である。また、図６は、本実施例の融雪装置の作動原理図である。
【００５６】
上記実施形態の燃焼装置１は、図５に示すような融雪装置Ｕの熱源として利用できる。融雪装置Ｕは、図６に示すように室外の所定の場所に敷設された融雪端末７０に接続され、燃焼装置１において加熱された湯水や熱媒体を供給することによって融雪端末７０の上部あるいはその近傍に降り積もった雪を融かすものである。
【００５７】
降雪装置Ｕは、降雪を検知する降雪検知手段５１および融雪端末７０近傍の地温を検知する地温センサ４９を具備している。降雪検知手段５１は、外気温を検知する外気温センサ５２と、水分を検知可能な水分センサ５３と、降雪検知手段５１を設置した部位に落下した雪を融かす融雪ヒータ５４とを備えたものである。降雪検知手段５１は、外気温センサ５２および水分センサ５３の検知信号に基づいて室外における降雪状況を検知するものである。即ち、制御装置５０は、外気温センサ５２の検知温度が所定温度Ｔ以下であり、水分センサ５３が水分を検知することを条件として、降雪状態であることを検知することができる。
【００５８】
降雪検知手段５１は、図５に示すように燃焼装置１の本体の天面から上方に突出し、燃焼ガスが排出される消音部５から離れるように屈曲したポール５１ａの先端部に設置され、一体化されている。また、融雪装置Ｕでは、外気温センサ５２および水分センサ５３が外気温や水分を正確に検知可能なように、検知面５１ｂを上方に向けて設置されている。
【００５９】
融雪装置Ｕは、降雪検知手段５１の検知信号に応じて燃焼装置１の動作を制御可能な制御装置５０を具備している。制御装置５０は、燃焼装置１から離れた位置から融雪装置Ｕの操作や動作の設定が可能なリモコン５５に接続されている。制御装置５０は、降雪検知手段５１の検知信号を受けて燃焼装置１を自動的に燃焼動作させる自動運転モードと、ユーザーがリモコン５５等を用いて手動操作することにより燃焼装置１の動作を開始させる手動運転モードとを切り替えて作動させることができる。また、融雪装置Ｕは、自動運転モードで動作する場合、降雪検知手段５１が降雪を検知することを条件として燃焼部３を動作させる融雪運転と、地温センサ４９の検知温度に応じて燃焼部３を動作させる予熱運転と、融雪運転後に所定時間にわたって燃焼部３を動作させる遅延運転のいずれかを選択して動作可能である。
【００６０】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、貯留状態検知手段によって貯留部が湯水や熱媒体で満水状態になっているか否かを正確に検知し、貯留部に空隙部分が存在する状態で燃焼動作を行うことによる貯留部の劣化や熱効率の低下を防止することができる。
【００６１】
請求項２に記載の発明によれば、膨張部内の湯水や熱媒体をスムーズかつ迅速に貯留部側へ供給することができる。
【００６２】
請求項３に記載の発明によれば、、膨張部から貯留部に向けて湯水や熱媒体が流れる配管Ｂへの空気の混入を防止し、湯水等をスムーズかつ迅速に貯留部側へ供給することができる。
【００６３】
請求項４に記載の発明によれば、配管Ａおよび配管Ｂと貯留部との接続部に作用する圧力差により、膨張部内の湯水等をスムーズかつ迅速に貯留部側へ供給することができる。
【００６４】
請求項５に記載の発明によれば、熱媒体の大部分を配管Ｂを介して貯留部内に供給すると共に、貯留部内の空気を主として配管Ａを介して排出し、配管Ｂに混入するのを防止できる。
【００６５】
請求項６に記載の発明によれば、開口部を介して外部から導入される湯水や熱媒体が直接配管Ａに流入することを防止できる。
【００６６】
請求項７に記載の発明によれば、貯留部に空隙部分が存在する状態で燃焼動作を行うことによる貯留部の劣化や熱効率の低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である燃焼装置の内部構造を示す正面図である。
【図２】図１に示す燃焼装置の作動原理図である。
【図３】図１に示す燃焼装置が備える膨張タンクの一部を破断した正面図である。
【図４】図３に示す膨張タンクのＡ方向矢視平面図である。
【図５】本発明の一実施例である融雪装置を示す正面図である。
【図６】図５に示す融雪装置の作動原理図である。
【図７】従来技術の貯留型熱源装置の作動原理図である。
【符号の説明】
１ 燃焼装置（貯留型熱源装置）
７ 貯留部
７ａ，７ｂ 接続口
８ 加熱手段
２５ 膨張タンク
２６ 注水配管（配管Ｂ）
２６ａ 端部開口
２７ 空気置換配管（配管Ａ）
２７ａ 端部開口
３１ 水位センサ
Ｕ 融雪装置
Claims (7)
- 湯水又は熱媒体を貯留する貯留部と、当該貯留部内の湯水又は熱媒体を加熱する加熱手段と、前記貯留部に連続し、湯水又は熱媒体を貯留可能な膨張部とを有し、当該膨張部は、貯留部よりも上方に位置し、膨張部における湯水又は熱媒体の貯留状態を検知する貯留状態検知手段が設けられていることを特徴とする貯留型熱源装置。
- 湯水又は熱媒体を貯留する貯留部と、当該貯留部内の湯水又は熱媒体を加熱する加熱手段と、前記貯留部内に貯留される湯水又は熱媒体を貯留可能な膨張部とを有し、当該膨張部は、配管Ａおよび配管Ｂを介して貯留部に接続されており、配管Ａの膨張部側の端部は、配管Ｂの膨張部側の端部より上方に位置していることを特徴とする貯留型熱源装置。
- 湯水又は熱媒体を貯留する貯留部と、当該貯留部内の湯水又は熱媒体を加熱する加熱手段と、前記貯留部内に貯留される湯水又は熱媒体を貯留可能な膨張部とを有し、当該膨張部は、配管Ａおよび配管Ｂを介して貯留部に接続されており、配管Ａと貯留部との接続部は、配管Ｂと貯留部との接続部より上方に位置していることを特徴とする貯留型熱源装置。
- 湯水又は熱媒体を貯留する貯留部と、当該貯留部内の湯水又は熱媒体を加熱する加熱手段と、前記貯留部内に貯留される湯水又は熱媒体を貯留可能な膨張部とを有し、当該膨張部は、配管Ａおよび配管Ｂを介して貯留部に接続されており、配管Ａの膨張部側の端部は、配管Ｂの膨張部側の端部より上方に位置しており、配管Ａと貯留部との接続部は、配管Ｂと貯留部との接続部より上方に位置していることを特徴とする貯留型熱源装置。
- 湯水又は熱媒体を貯留する貯留部と、当該貯留部内の湯水又は熱媒体を加熱する加熱手段と、前記貯留部内に貯留される湯水又は熱媒体を貯留可能な膨張部とを有し、当該膨張部は、配管Ａおよび配管Ｂを介して貯留部に接続されており、配管Ａは、配管Ｂよりも流路抵抗が大きいことを特徴とする貯留型熱源装置。
- 膨張部は、外部から湯水又は熱媒体を導入可能な開口部を有し、配管Ａの膨張部側の開口は、前記開口部側からの平面視で開口部を外れた位置に存在していることを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の貯留型熱源装置。
- 膨張部は、貯留部よりも上方に位置し、膨張部における湯水又は熱媒体の貯留状態を検知する貯留状態検知手段が設けられていることを特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載の貯留型熱源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003074913A JP2004279008A (ja) | 2003-03-19 | 2003-03-19 | 貯留型熱源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003074913A JP2004279008A (ja) | 2003-03-19 | 2003-03-19 | 貯留型熱源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004279008A true JP2004279008A (ja) | 2004-10-07 |
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ID=33290361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003074913A Pending JP2004279008A (ja) | 2003-03-19 | 2003-03-19 | 貯留型熱源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004279008A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008544203A (ja) * | 2005-06-14 | 2008-12-04 | キトラミ ボイラー カンパニー リミテッド | 分離型二重熱交換式給湯ボイラー |
| CN108286796A (zh) * | 2017-01-09 | 2018-07-17 | 沈阳世信节能设备有限公司 | 水量调节方式的电机炉 |
-
2003
- 2003-03-19 JP JP2003074913A patent/JP2004279008A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008544203A (ja) * | 2005-06-14 | 2008-12-04 | キトラミ ボイラー カンパニー リミテッド | 分離型二重熱交換式給湯ボイラー |
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