JP2008111598A

JP2008111598A - 加熱システム

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Publication number: JP2008111598A
Application number: JP2006295136A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Okazaki; 孝弘岡崎
Original assignee: Miyawaki Inc
Current assignee: Miyawaki Inc
Priority date: 2006-10-31
Filing date: 2006-10-31
Publication date: 2008-05-15
Anticipated expiration: 2026-10-31
Also published as: JP4943118B2

Abstract

【課題】簡単で安価な構成により所定温度の温水を常に安定に生成でき、異常な高温の温水が取り出されるのを有効に防止できる加熱システムを提供する。
【解決手段】加熱流体Ｓと冷水Ｃとの間の熱交換により温水Ｍを生成する熱交換器１１と、冷水通路１２に設けられて、上流側の圧力が下流側の圧力よりも所定値以上大きくなったときに開弁する圧力弁２０と、加熱流体通路１３に設けられて、熱交換器１１への加熱流体Ｓの供給量を調節する調節弁１７とを備える。調節弁１７は、圧力弁２０の上流側の冷水Ｃが上流側導入通路１８を介して導入される上流側導入室３８と、ダイヤフラム３０によって上流側導入室３８から仕切られ、かつオリフィス１６を介して上流側導入室３８に連通する下流側導入室３９とを備えた駆動部２７を有する。温水導出通路１４に、温水温度が所定値以上のとき開弁して、上流側導入通路９の冷水Ｃを冷水逃し通路５４を介して温水導出通路１４内に流入させる温度制御弁４５が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば蒸気のような加熱流体で冷水を加熱することにより温水を生成する加熱システムに関するものである。

従来、冷水を蒸気で加熱することにより温水を生成する、加熱システムの一種である給湯装置が知られている（特許文献１参照）。この給湯装置における加熱システムは、図５に示すように、熱交換器６０によって蒸気のような加熱流体Ｓの熱で冷水Ｃを加熱することにより温水Ｍを生成するものであり、給水源ＷＡからの冷水Ｃを冷水配管６１によって前記熱交換器６０に導き、加熱流体供給源ＶＡからの加熱流体Ｓを加熱流体配管６２によって前記熱交換器６０に導き、熱交換器６０で冷水Ｃと加熱流体Ｓとの間の熱交換により生成された温水Ｍを温水配管６３から導出する。前記加熱流体配管６２にはこれの内部を流動する加熱流体Ｓの通過量を調節する調節弁６４が設けられ、前記温水配管６３には熱交換器６０の出口側近傍に温度センサ６５が設けられている。

前記給湯装置では、給水源ＷＡからの冷水Ｃと加熱流体供給源ＶＡからの加熱流体Ｓとが熱交換器６０で熱交換されることによって温水Ｍが生成され、この温水Ｍがカラン６６の開弁により外部へ取り出される。前記熱交換器６０を通った熱交換後の加熱流体Ｓは、復水（ドレン）として排出通路６７から外部へ排出される。また、この給湯装置では、熱交換器６０で生成した温水Ｍの温度を温度センサ６５で感知し、その感知した温水Ｍの温度情報をフィードバック回路６８により調節弁６４へフィードバックして、温水Ｍの温度が高ければ調節弁６４を絞ることにより熱交換器６０への加熱流体Ｓの供給量を減少させ、逆に温水Ｍの温度が低ければ調節弁６４を開くことにより加熱流体Ｓの供給量を増加させて所定温度の温水Ｍを取り出すようになっている。

特開２００６−１１２７１９号公報

しかしながら、前記給湯装置では、温水Ｍの温度を感知して、その感知した温度に基づき調節弁６４をフィードバック制御する複雑な機構を必要とするので、コスト高となるだけでなく、温度センサ６５による温水Ｍの温度の感知遅れや加熱流体Ｓの供給量変化に対する温水Ｍの温度変化の遅れなどに起因して、温水Ｍの温度が不測に変化し易いので、常に所定温度の温水Ｍを安定に生成するのが難しい。また、カラン６６を閉弁しているとき、つまり、温水Ｍを使用していないときでも、熱交換器６０で生成した温水Ｍの温度が温度センサ６５で常に感知されているから、この温度情報に基づきフィードバック回路６８が調節弁６４をフィードバック制御して温水Ｍの温度を所定値に保つように熱交換器６０への加熱流体Ｓの供給量を制御するので、温水Ｍの不使用時であっても、温水配管６３での放熱によって温水Ｍの温度が低下すると、加熱流体Ｓが熱交換器６０に供給されて無駄に消費されてしまう。

本発明は、前記従来の課題に鑑みてなされたもので、簡単で安価な構成としながらも、所定温度の温水を常に安定に生成することができるとともに、加熱流体が無駄に消費されることがなく、しかも、異常な高温の温水が発生した場合にこの温水の取り出しを有効に防止できる加熱システムを提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明に係る加熱システムは、加熱流体と冷水との間の熱交換により温水を生成する熱交換器と、加熱流体供給源からの前記加熱流体を前記熱交換器に導く加熱流体通路と、給水源からの冷水を前記熱交換器に導く冷水通路と、前記冷水通路に設けられて、上流側の圧力が下流側の圧力よりも所定値以上大きくなったときに開弁する圧力弁と、前記加熱流体通路に設けられて、前記圧力弁の上流側と下流側の差圧に応じて前記熱交換器への加熱流体の供給量を調節する調節弁と、前記熱交換器から温水を導出する温水導出通路とを備えている。前記調節弁は、前記加熱流体通路を開閉する弁体部を駆動する駆動部が、上流側導入通路を介して前記圧力弁の上流側の冷水が導入される上流側導入室と、ダイヤフラムによって前記上流側導入室から仕切られた下流側導入室と、前記上流側導入室を前記下流側導入室に連通させるオリフィスと、前記ダイヤフラムの変形によって前記弁体部を駆動する弁駆動部材とを有している。さらに、前記温水導出通路に、前記上流側導入通路に接続された冷水流入室を有し、温水温度が所定値以上のとき開弁して、前記上流側導入通路の冷水を前記温水導出通路に流入させる温度制御弁が設けられている。ここで、所定値の温水とは、４０℃ないし６０℃程度の温湯のみならず、６０℃を越える高温の温水をも含む。

この構成によれば、例えばカランを閉弁して温水を使用していないときには、冷水通路内を冷水が流れておらず、調節弁の駆動部に設けられたオリフィスの上流側と下流側との間に差圧が発生せず、それに伴い圧力弁の上流側と下流側との間にも差圧が発生しない。この場合、圧力弁の上流側と下流側の差圧に応じて熱交換器への加熱流体の供給量を調節する調節弁は閉弁しているので、前記調節弁によって熱交換器へ加熱流体が供給されないから、加熱流体が無駄に消費されることはない。一方、カランを開放して温水を使用し始めると、冷水通路の冷水が上流側導入室からオリフィスを通って下流側導入室に流れるから、オリフィスの上流側と下流側との間に冷水の差圧が生じる。したがって、この差圧に応じたダイヤフラムの変形により調節弁が開弁して、この調節弁を通って加熱流体が熱交換器に供給される。このとき、前記差圧の大小により調節弁の開度が調節される。温水の使用量、つまり冷水の流量が増大して前記差圧、すなわち圧力弁の上流側と下流側の圧力差が所定値よりも大きくなると、圧力弁が開弁して、大きな流量が確保される。

このように、温水を使用していないときには加熱流体が消費されることがなく、温水を使用しているときにのみ加熱流体が消費され、しかも加熱流体の供給量が前記差圧に応じて制御されるので、加熱流体が効率的に使用される。また、温水の温度を検知して調節弁をフィードバック制御しないので、温度検出の遅れがなくなり、常に所定温度の温水が安定して得られる。また、従来システムが温水の温度に基づき調節弁をフィードバック制御する複雑な機構を設けるのに比較して、簡単で安価な構成となり、その結果、コストダウンを達成できる。さらに、温水温度が所定値以上の異常な高温になった場合には、これを検知して開弁した温度制御弁を介して上流側導入通路の冷水が温水導出通路に導入されるので、調節弁の上流側導入室に冷水が流入しにくくなってオリフィスの上流側と下流側の差圧が小さくなり、調節弁の開度が小さくなって加熱流体の熱交換器への供給量が減少する。これにより、熱交換器から導出される温水の温度が低下するので、所定値以上の高温の温水が取り出されるのを有効に防止できる。

本発明において、さらに、前記冷水流入室と前記上流側導入通路とを接続する冷水逃し通路と、前記上流側導入通路および前記冷水逃し通路を通る冷水の流量を抑制する流量抑制用オリフィスとを設けることが好ましい。この構成によれば、温水温度が所定値以上の異常な高温に上昇したときに、温度制御弁が開弁して加熱流体の熱交換器への供給量を減少させて熱交換器からの温水の温度の低下を図る際に、流量抑制用オリフィスにより、温度制御弁を通って温水導出通路に流入する冷水の量が抑制されるが、この冷水量が少量であっても上流側導入通路の圧力は十分に低下するので、大量の冷水の流入によって温水温度が低下し過ぎるのを防止できる結果、温水温度のハンチングが抑制される。

本発明において、例えば、前記温度制御弁はさらに、前記温水導出通路に接続された温水流入室と、前記冷水流入室と前記温水流入室とを区画する区画壁と、この区画壁に設けた弁口を開閉する弁体と、前記温水流入室内の温水の温度に基づいて前記弁体を駆動する感温駆動体とを備えることが好ましい。この構成によれば、温度制御弁が簡単な構造となる。

本発明において、前記オリフィスは、前記ダイヤフラムまたはこれを支持する調節弁のケーシングに設けることができる。

本発明の加熱システムによれば、温水を使用していないときには、冷水通路およびオリフィスに冷水が流れないので、オリフィスの上流側と下流側との間に差圧が発生しない結果、調節弁が閉弁を保持して熱交換器へ加熱流体が供給されず、加熱流体が無駄に消費されない。一方、小量の温水を使用しているときには、冷水がオリフィスを通るので、オリフィスの上流側と下流側との間で発生した差圧により調節弁が開弁して、熱交換器へ加熱流体が供給される。このとき、前記差圧により調節弁の開度が調節されて加熱流体の供給量が制御されるので、温度検出の遅れがなくなり、常に安定した温度の温水が得られる。大量の温水を使用するときには、圧力弁が開弁するので、この圧力弁を通って大きな流量が確保される。しかも、温水温度が所定値以上の異常な高温になった場合には、温度制御弁が開弁して上流側導入通路の冷水を温水導出通路に流入させるので、冷水が調節弁の上流側導入通路に流入しにくくなって、調節弁のオリフィスの差圧が小さくなる結果、調節弁の開度が小さくなり、熱交換器への加熱流体の供給量が減少するので、熱交換器から導出される温水の温度が低下して、異常な高温の温水が取り出されるのを防止できる。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態に係る加熱システム１０を示す系統図である。この加熱システム１０は、蒸気のような加熱流体Ｓの熱で被加熱流体である冷水Ｃを加熱することにより温水Ｍを生成する熱交換器１１を備えている。熱交換器１１から導出される温水Ｍは、後述する湯水混合弁２３からの温水Ｍ１よりも高温なので、以下では「熱水」と呼ぶ。熱交換器１１としては、例えば複数のプレートを重ねて、その間に図示しない加熱流体Ｓの通路と冷水Ｃの通路とを、前記プレートを介して交互に配置したプレート型熱交換器と呼ばれるものが、小型で熱交換容量が大きいことから、好ましい。

また、前記加熱システム１０は、外部の給水源ＷＡから供給される冷水Ｃを前記熱交換器１１に導く冷水通路１２と、加熱流体供給源ＶＡから供給される蒸気のような加熱流体Ｓを前記熱交換器１１に導く加熱流体通路１３と、前記熱交換器１１で生成された熱水Ｍを導出する温水導出通路１４と、熱交換器１１を通った加熱後の加熱流体Ｓを復水（ドレン）として排出する復水排出通路１５とを有している。

前記冷水通路１２には、上流側の圧力が下流側の圧力よりも所定値以上大きくなったときに開弁する圧力弁２０が設けられている。この圧力弁２０の具体的な構成は、図２に示すように、冷水通路１２を構成する冷水配管５０内に、冷水Ｃの流れ方向と直交する方向に延びて冷水通路１２を上流側と下流側に仕切る仕切り壁５１を設け、この仕切り壁５１に圧力弁２０の弁口２２が形成されている。この圧力弁２０は、弁口２２を開閉する弁体２０ａが圧縮コイルばね４０のばね力により弁口２２に押し付けられている。圧縮コイルばね４０は、弁体２０ａとばね受け部材３６との間に介装されており、ばね受け部材３６に当接する調整ねじ４１を仕切り壁５１に向け進退させることにより圧縮コイルばね４０のばね力を変化させて、開弁圧力、つまり仕切り壁５１の上流側と下流側の圧力差を所定値に調整できるようになっている。

また、前記冷水配管５０には、仕切り壁５１に対し上流側の近傍箇所から上流側導入通路１８を形成する上流側導入管５２が分岐されており、この上流側導入管５２から冷水逃し通路５４を形成する冷水逃し管５６が分岐され、また、仕切り壁５１に対し下流側の近傍箇所の冷水配管５０に下流側導入通路１９を形成する下流側導入管５３が接続されている。上流側導入管５２における冷水逃し管５６との接続点７５よりも上流側には、流量抑制用オリフィス７１が形成された仕切り壁７２が設けられている。この流量抑制用オリフィス７１は、上流側導入通路１８と冷水逃し通路５４の両方を通る冷水Ｃの流量を抑制する。上流側導入管５２および下流側導入管５３の各先端は、図１の調節弁１７に接続されており、冷水逃し管５５の先端は、図１の温度制御弁４５の冷水流入室４６に接続されている。前記調節弁１７は、加熱流体通路１３に配設されて、後述するオリフィス１６の上流側と下流側との間に発生する差圧に応じて開度が調整されることにより熱交換器１１への加熱流体Ｓの供給量を調節するものである。つぎに、この調節弁１７の具体的構造について、図３を参照しながら説明する。

図３は調節弁１７の閉弁状態を示したもので、調節弁１７は、上部に加熱流体通路１３が形成されたケーシング２５内に、鉛直方向に配置された弁駆動部材である弁棒２６が摺動自在に支持されており、この弁棒２６の一端部（下端部）に、調節弁１７の駆動部２７が設けられているとともに、弁棒２６の他端（上端）に、加熱流体通路１３を開閉するボール弁からなる弁体部２８が配置されている。この弁体部２８は、弁体部２８とケーシング２５との間に介装された圧縮コイルばね２９のばね力を受けて、弁棒２６の上端または弁座２５ａに押し付けられる。弁体部２８が弁座２５ａに押し付けられて調節弁１７が閉弁し、加熱流体通路１３を閉塞する。

前記駆動部２７は、弁棒２６の下端に設けられた円板状の受け部材２６ａと、この受け部材２６ａに重ね合わせ状態で固着されて周縁部がケーシング２５に固定されたダイヤフラム３０と、このダイヤフラム３０により上下に仕切られた下流側導入室３９および上流側導入室３８と、この上流側導入室３８と下流側導入室３９を互いに連通するオリフィス１６とを有しており、上流側導入室３８と下流側導入室３９の差圧、つまりオリフィス１６の上流側の圧力と下流側の圧力との差圧を受けて、弁棒２６を軸方向に駆動して弁体部２８を前記軸方向に移動させることにより、弁開度を調節する。上流側導入室３８には、圧力弁２０の上流側の冷水Ｃが上流側導入通路１８を通って導入され、上流側導入室３８からオリフィス１６を通過して下流側導入室３８に導入された冷水Ｃは、下流側導出通路１９を形成する下流側導出管５３を通って冷水通路１２における圧力弁２０の下流側に導かれる。

前記オリフィス１６は、ダイヤフラム３０の挿通孔を貫通して受け部材２６ａのねじ孔にねじ込み固定されたねじ部材４３の中心部に軸方向に形成された小径の貫通孔によって形成されている。ねじ部材４３の外周にはブッシュ４４が配置されており、ねじ部材４３の締結によりダイヤフラム３０が圧潰するのを防止している。なお、オリフィス１６は、この実施形態において、ねじ部材４３を軸方向に貫通する小孔としたが、二点鎖線で示すように、ケーシング２５に上流側導入室３８および下流側導入室３９を互いに連通するよう形成した小孔を設けるようにしてもよい。

弁棒２６とケーシング２５との摺動面部位にはＯリング４２が取り付けられて、気密性および液密性が確保されており、これにより、図１の上流側導入室３８からオリフィス１６を通って下流側導入室３９に導入された冷水Ｃが加熱流体通路１３に侵入しないように配慮されている。なお、図１に明示するように、この実施形態では弁棒２６と弁体部２８とが別体となった場合を例示しているが、これら弁棒２６と弁体部２８が一体的に形成されたものであってもよい。

この加熱システム１０には、圧力弁２０をバイパスして冷水Ｃが流れるバイパス経路２１が構成されており、このバイパス経路２１は、上流側導入通路１８を形成する上流側導入管５２、上流側導入室３８、オリフィス１６、下流側導入室３９および下流側導出通路１９を形成する下流側導出管５３により構成されている。したがって、調節弁１７は、冷水Ｃが前記バイパス経路２１を通って流れることによりオリフィス１６の上流側の圧力が下流側の圧力よりも大きくなったときに、その上流側と下流側との差圧によりダイヤフラム３０が上方に変形されるのに伴って、弁棒２６が軸方向上方に駆動されて弁体部２８が開弁状態となる。

また、前記温水導出通路１４における熱交換器１１の近傍箇所には温度制御弁４５が設けられている。この温度制御弁４５は、前記冷水流入室４６と区画壁４８によって区画された温水流入室５５を有し、この温水流入室５５が温水導出通路１４に接続されている。区画壁４８には弁口４７が貫通して形成されており、温水流入室５５内には、弁口４７を開閉する弁体５７と、熱交換器１１から導出された熱水Ｍの温度を検知して作動し、熱水Ｍの温度が所定温度、例えば９０℃以上に上昇したときに、膨張して常閉の弁体５７を駆動して弁口４７を開放する感温駆動体５８とが設けられている。感温駆動体５８としては、周知のバイメタル式、サーモワックス式などの温度センサが組み込まれたものを使用できる。また、温度制御弁４５は、感温駆動体５８による開弁温度（前記所定温度）を調節する手動の調節部材５９を備えている。したがって、温度制御弁４５は、熱水Ｍの温度が９０℃未満の定常時に、閉弁状態を保持して、冷水流入室４６から温水流入室５５内に冷水Ｃが流入するのを阻止し、開弁状態となったときに、圧力弁２０の上流側から冷水逃し通路５４を通って冷水流入室４６に流入する冷水Ｃを、冷水流入室４６から温水流入室５５内に導入して、温水導出通路１４を流れる熱水Ｍに混合させる。

さらに、温水導出通路１４における温度制御弁４５と給湯出口となる給湯口弁（カラン）２４との間の箇所には湯水混合弁２３が設けられており、この湯水混合弁２３は、熱交換器１１からの熱水Ｍに給水源ＷＡからの冷水Ｃを混合して、取り出すべき温水Ｍ１を所望の温度に調節する。

また、冷水通路１２から分岐して前記湯水混合弁２３に至る冷水バイパス通路３７および冷水通路１２における上流側導入通路１８の接続点よりも上流側の箇所には、逆止弁３１，３２がそれぞれ配設されている。復水排出通路１５には、加熱流体Ｓである蒸気をトラップして復水のみを排出する蒸気トラップ３３が配設されている。冷水通路１２における圧力弁２０と熱交換器１１との間の箇所から分岐した冷水排出通路３４には、給湯口弁２４からの温水Ｍ１の取り出しが停止されたときに熱交換器１１内の熱水Ｍの圧力が上昇し過ぎるのを防止する逃し弁３５が配設されている。

つぎに、前記加熱システム１０の作用について説明する。図１の給湯口弁２４が閉じられた温水Ｍ１の不使用時には、冷水通路１２内およびバイパス経路２１内を冷水Ｃが流れないので、バイパス経路２１におけるオリフィス１６を挟んで上流側導入室３８と下流側導入室３９の差圧がゼロとなる。そのため、図３に示すように、調節弁１７は、弁体部２８が圧縮コイルばね２９のばね力により弁座２５ａに押し付けられて閉弁状態に保持され、加熱流体通路１３が閉塞されて加熱流体Ｓの図１に示す熱交換器１１への供給が停止される。すなわち、この加熱システム１０では、給湯口弁２４の閉弁による冷水通路１２内の冷水Ｃの流動停止をオリフィス１６の上流側と下流側との差圧がゼロとなるのに基づき機械的に検知して、調節弁１７を閉弁状態に保持する。したがって、従来の加熱システムのように温度センサで感知した温水の温度情報に基づき調節弁を常にフィードバック制御する場合とは異なり、給湯口弁２４が開かれない限り、つまり温水Ｍ１が使用されない限り、熱交換器６０へ加熱流体Ｓが供給されることがないので、加熱流体Ｓの無駄な消費を防止することができる。

給湯口弁２４が開かれると、給水源ＷＡからの冷水Ｃが、圧力弁２０の上流側で冷水通路１２内から分岐してオリフィス１６を通り圧力弁２０の下流側で冷水通路１２に至るバイパス経路２１を流れる。このとき、温度制御弁４５の閉弁により冷水逃し通路５４が閉塞されているので、冷水通路内の冷水Ｃは冷水逃し通路５４には流れない。この冷水Ｃがバイパス経路２１のオリフィス１６を通過するとき、ベンチュリ効果によって、オリフィス１６に対し下流側導入室３９の圧力が上流側導入室３８の圧力よりも低下する。この両導入室３８，３９間に生じる差圧により、図４に示すように、ダイヤフラム３０が上方に変形されて受け部材２６ａを押し上げるので、それに伴って、弁駆動部材である弁棒２６が軸方向上方に移動する。これにより、弁体部２８が圧縮コイルばね２９のばね力に抗し上方に駆動され、調節弁１７が開弁状態となり、加熱流体Ｓが加熱流体通路１３を通って図１の熱交換器１１に供給される。熱交換器１１内で冷水Ｃが加熱流体Ｓにより加熱されて、熱水Ｍが生成される。

温水Ｍ１の使用量が増大すると、冷水通路１２における仕切り壁５１の下流側の圧力が低下するので、仕切り壁５１の上流側の圧力と下流側の圧力との差圧が増大し、この差圧が圧力弁２０の圧縮コイルばね４０のばね力とバランスする所定値（圧力）以上となったときに、圧力弁２０が開弁して、大径の弁口２２を通過した大量の冷水Ｃが熱交換器１１に供給される。このとき、圧力弁２０の上流側の大きな圧力が上流側導入室３８に作用して、調節弁１７が大きな開度に調節され、加熱流体Ｓの供給量が増大する。

そののち、圧力弁２０の弁口２２を通過して熱交換器１１に供給される冷水Ｃの流量が増減するのに対応してバイパス経路２１に流れる冷水Ｃの流量も増減し、これに対応して上流側導入室３８と下流側導入室３９との間の差圧が変化して調節弁１７の開度が調整される。すなわち、調節弁１７の開度は、圧力弁２０の上流側と下流側の差圧に対応するオリフィス１６の上流側と下流側の差圧に応じて調整されて、加熱流体Ｓの熱交換器１１への供給量が冷水Ｃの供給量に対応するよう調節される。加熱流体通路１３を通って熱交換器１１に導かれた加熱流体Ｓと圧力弁２０を通って熱交換器１１に導かれた冷水Ｃとの間の熱交換により生成され、さらに湯水混合弁２３で温度調節された温水Ｍ１が、給湯口弁２４から取り出される。

上述のように、この加熱システム１０では、オリフィス１６と圧力弁２０とを並列に設けたことにより、温水Ｍ１の使用時に、冷水Ｃが小径のオリフィス１６を通過して、オリフィス１６の上流側と下流側との間に生じる差圧により応答性良く調節弁１７を開閉させるとともに、圧力弁２０を開弁させて大量の冷水Ｃを熱交換器１１に供給するようにしているので、調節弁１７による熱水Ｍの温度調整の応答性の向上と大量の熱水Ｍの確保の相反する二つの課題を同時に解決している。

この実施形態の加熱システム１０は、従来の加熱システムのように感知した温水温度に基づいて調節弁をフィードバック制御する複雑な機構に代えて、オリフィス１６の上流側と下流側との間に生じる差圧に応じて調節弁１７の開度を可変することにより熱交換器１１への加熱流体Ｓの供給量を調節する簡単な構成としているので、コストダウンを図ることができる。それに加えて、従来の加熱システムにおける温度センサによる温水温度の感知遅れや加熱流体の供給量変化に対する温水の温度変化の遅れなどに起因する温水の不測の温度変化が生じないので、湯水混合弁２３を経て常に所定温度の温水Ｍ１を安定して生成することができる。

また、この加熱システム１０では、一般にゴムなどの耐熱性の低い素材からなるダイヤフラム３０が、バイパス経路２１を通って流れる冷水Ｃにより冷却されるので、加熱流体Ｓからの伝熱によるダイヤフラム３０の熱劣化が防止されて、調節弁１７の弁動作が安定化するとともに、ダイヤフラム３０の寿命が長くなる。

さらに、この加熱システム１０は、熱水Ｍの温度が９０℃以下の定常時において、上述のようにオリフィス１６の上流側と下流側との差圧に応じて調節弁１７の開度を制御して熱交換器１１への加熱流体Ｓの供給量を調節しているが、例えば、夏期などにおいて熱水Ｍの温度が所定値（例えば９０℃）以上の異常な高温になった場合に、温度制御弁４５の感温駆動体５８が弁体５７を弁口４７の下方に離間させることにより、温度制御弁４５が常閉状態から開弁状態に移行する。したがって、上流側導入通路１８を形成する上流側導入管５２の上流部に導入された圧力弁２０の上流側の冷水Ｃが、冷水逃し通路５４および冷水流入室４６を通って温水導出通路１４に流入し、上流側導入通路１８に流れにくくなる。つまり、バイパス経路２１に冷水Ｃが流れにくくなるので、上流側導入通路１８の圧力が低下することによってオリフィス１６の上流側と下流側との差圧が小さくなるから、調節弁１７の開度が小さくなり、熱交換器１１への加熱流体Ｓの供給量が減少する結果、熱交換器１１からの熱水Ｍの温度が十分に低下される。

ここで、流量抑制用オリフィス７１が冷水逃し通路５４を通る冷水Ｃの流量を抑制するので、過度の量の冷水Ｃが冷水流入室４６から温水導出通路１４に流入して熱水Ｍの温度を低下させるおそれはない。また、このように冷水逃し通路５４から温度制御弁４５を通って温水導出通路１４に流入する冷水Ｃの量が抑制されるが、この冷水量が少量であっても上流側導入通路１８の圧力は十分に低下するので、大量の冷水Ｃの流入によって温水温度が低下し過ぎるのを防止できる結果、温水温度のハンチングが抑制される。

また、熱水Ｍの温度が所定値以上に上昇したとき、温度制御弁４５が開弁して、冷水逃し通路５４を通ってきた冷水Ｃが、温水流入室５５内で熱水Ｍに混合されるので、熱水Ｍの温度が低下する。さらに、温度制御弁４５は、温水導出通路１４に接続された温水流入室５５と、冷水流入室４６と温水流入室５５とを区画する区画壁４８と、この区画壁４８に設けた弁口４７を開閉する弁体５７と、温水流入室５５内の熱水Ｍの温度に基づいて弁体５７を駆動する感温駆動体５８とを備えた構成となっているので、温度制御弁４５が簡単な構造となる。

また、温水導出通路１４における温度制御弁４５の下流側に温水混合弁２３が設けられているから、熱水温度が急激に所定値以上となったとき、温度制御弁４５の温度感知遅れによる開弁遅れがあっても、温水混合弁２３で冷水Ｃが熱水Ｍに混合されることで、熱水Ｍの温度が低下するので、所定値以上の高温の温水Ｍ１が給湯口弁２４から外部に取り出されるおそれがない。

本発明の一実施形態に係る加熱システムを示す系統図である。同上の加熱システムにおける圧力弁の近傍を示す縦断面図である。同上の加熱システムにおける調節弁の閉弁状態を示す縦断面図である。同上の調節弁の開弁状態を示す縦断面図である。従来の加熱システムの系統図である。

符号の説明

１０加熱システム
１１熱交換器
１２冷水通路
１３加熱流体通路
１４温水導出通路
１６オリフィス
１７調節弁
１８上流側導入通路
２０圧力弁
２３湯水混合弁
２６弁棒（弁駆動部材）
２７駆動部
２８弁体部
３０ダイヤフラム
３８上流側導入室
３９下流側導入室
４５温度制御弁
４６冷水流入室
４７弁口
４８区画壁
５４冷水逃し通路
５５温水流入室
５７弁体
５８感温駆動体
７１流量抑制用オリフィス
Ｓ加熱流体
Ｃ冷水
Ｍ温水（熱水）
Ｍ１温水
ＶＡ加熱流体供給源
ＷＡ給水源

Claims

加熱流体と冷水との間の熱交換により温水を生成する熱交換器と、
加熱流体供給源からの前記加熱流体を前記熱交換器に導く加熱流体通路と、
給水源からの冷水を前記熱交換器に導く冷水通路と、
前記冷水通路に設けられて、上流側の圧力が下流側の圧力よりも所定値以上大きくなったときに開弁する圧力弁と、
前記加熱流体通路に設けられて、前記圧力弁の上流側と下流側の差圧に応じて前記熱交換器への加熱流体の供給量を調節する調節弁と、
前記熱交換器から温水を導出する温水導出通路とを備え、
前記調節弁は、前記加熱流体通路を開閉する弁体部を駆動する駆動部が、上流側導入通路を介して前記圧力弁の上流側の冷水が導入される上流側導入室と、ダイヤフラムによって前記上流側導入室から仕切られた下流側導入室と、前記上流側導入室を前記下流側導入室に連通させるオリフィスと、前記ダイヤフラムの変形によって前記弁体部を駆動する弁駆動部材とを有し、
前記温水導出通路に、前記上流側導入通路に接続された冷水流入室を有し、温水温度が所定値以上のとき開弁して、前記上流側導入通路の冷水を前記温水導出通路に流入させる温度制御弁が設けられている加熱システム。
請求項１において、さらに、前記冷水流入室と前記上流側導入通路とを接続する冷水逃し通路と、前記上流側導入通路および前記冷水逃し通路を通る冷水の流量を抑制する流量抑制用オリフィスとを有する加熱システム。
請求項１または２において、前記温度制御弁はさらに、前記温水導出通路に接続された温水流入室と、前記冷水流入室と前記温水流入室とを区画する区画壁と、この区画壁に設けた弁口を開閉する弁体と、前記温水流入室内の温水の温度に基づいて前記弁体を駆動する感温駆動体とを備えた加熱システム。
請求項１から３のいずれか一項において、前記オリフィスが前記ダイヤフラムまたはこれを支持する調節弁のケーシングに設けられている加熱シテスム。