JP2011515647A - 暖房水及び温水を同時に供給することができるボイラー - Google Patents

Abstract

【課題】暖房運転及び温水運転が同時に行われることができると共に、温水温度の制御が容易に行われるボイラーを提供する。
【解決手段】本発明は、主熱交換機でバーナーによって加熱された１次加熱水を暖房所要先に供給し、暖房水として利用し、且つ、給湯熱交換機で前記１次加熱水と熱交換が行われた２次加熱水を温水所要先に供給し、温水として利用するボイラーにおいて、前記１次加熱水は、流量調節装置によって暖房負荷による流量が調節された後、前記暖房所要先に供給されると同時に、温水負荷による流量が調節された後、前記給湯熱交換機側に供給されることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、暖房水及び温水を同時に供給することができるボイラーに関し、より詳細には、温水運転及び暖房運転が同時に可能であり、且つ温水温度の制御が容易なボイラーに関する。

一般的に、家庭用ボイラーには、ボイラーが稼動されると同時に、熱交換機で暖房水を瞬間的に加熱する瞬間式ガスボイラーと、タンクに暖房水を貯蔵し、必要な時に、暖房水を供給する貯湯式ガスボイラーがある。

図１は、従来の瞬間式ガスボイラーを示す概略図である。
循環ポンプ１０によって押送される暖房水は、主熱交換機１１を通過しつつ温度が上昇するようになり、このように加熱された暖房水は、三方弁１３の位置によって暖房水供給管１５を通じて暖房所要先に供給されるか、または直水を加熱し、温水を供給するために、給湯熱交換機１４側に供給される。

すなわち、三方弁１３が、暖房水供給管１５側が開弁され、給湯熱交換機１４側が閉弁されれば、暖房水は、暖房水供給管１５を通じて暖房所要先に供給され、暖房運転が行われる。

また、三方弁１３が、暖房水供給管１５側が閉弁され、給湯熱交換機１４側が開弁されれば、暖房水は、給湯熱交換機１４側に供給され、温水運転が行われる。

したがって、従来の瞬間式ガスボイラーでは、暖房運転及び温水運転が同時に行われることができないので、温水を使用するときには、暖房が行われないという問題点があった。

参照符号１２はバーナー、１６は暖房還水管、１７は膨脹タンクを示す。

図２は、従来の貯湯式ガスボイラーを示す概略図である。
タンク２１の内部空間２１ａに貯蔵された暖房水は、バーナー２４によって加熱され、ポンプ２３によって押送され、暖房所要先に供給され、前記タンク２１内部のコイル２２に流入された直水は、前記内部空間２１ａの加熱された暖房水と熱交換が行われた後、温水として供給される。

このような貯湯式ガスボイラーは、暖房運転及び温水運転が同時に行われることができるが、温水の温度を正確に調節することが難しいという短所がある。

本発明は、前述したような問題点を解決するためになされたものであって、暖房運転及び温水運転が同時に行われることができると共に、温水温度の制御が容易に行われるボイラーを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のボイラーは、主熱交換機でバーナーによって加熱された１次加熱水を暖房所要先に供給し、暖房水として利用し、且つ、給湯熱交換機で前記１次加熱水と熱交換が行われた２次加熱水を温水所要先に供給し、温水として利用するボイラーにおいて、前記１次加熱水は、流量調節装置によって暖房負荷による流量が調節された後、前記暖房所要先に供給されると同時に、温水負荷による流量が調節された後、前記給湯熱交換機側に供給されることを特徴とする。

この場合、前記流量調節装置は、前記１次加熱水が流入される入口と、前記流入された１次加熱水を暖房所要先に供給するための第１出口と、前記流入された１次加熱水を給湯熱交換機側に供給するための第２出口と、前記第１出口及び第２出口を通じて供給される流量を調節するための流量調節部材とで構成される混合弁よりなることができる。

また、前記流量調節装置は、前記暖房所要先に供給される１次加熱水の流量を調節する第１流量比例制御弁と、給湯熱交換機側に供給される１次加熱水の流量を調節する第２流量比例制御弁とで構成されることができる。

また、前記給湯熱交換機は、主熱交換機とは別に設置されたもので構成されることができる。

また、前記主熱交換機は、内部に一定量の水を収容することができる管状よりなる貯湯式、または熱交換配管の内部を水が通過するときに加熱がなされる瞬間式のうちいずれか１つで構成されることができる。

本発明によれば、暖房運転及び温水運転が同時に可能なので、温水の使用時にも暖房が正常に行われることができ、温水負荷による流量を調節して供給するようになるので、温水温度の制御が容易であるという長所がある。

従来の瞬間式ガスボイラーを示す概略図、 従来の貯湯式ガスボイラーを示す概略図、 本発明の一実施例による瞬間式ガスボイラーの構成を示す概略図、 一般的な混合弁の作動原理を示す概略図、 混合弁を図３のボイラーに適用した場合の動作状態を示す概略図、 本発明の他の実施例による瞬間式ガスボイラーの構成を示す概略図、 本発明の他の実施例による貯湯式ガスボイラーを示す概略図、 本発明の他の実施例による貯湯式ガスボイラーを示す概略図。

以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施例による構成及び作用を詳しく説明する。

図３は、本発明の一実施例による瞬間式ガスボイラーの構成を示す概略図である。
本発明のガスボイラーは、暖房水を循環させる循環ポンプ１０と、前記循環ポンプ１０によって押送された暖房水とバーナー１２で発生した燃焼ガスの熱交換を行うための主熱交換機１１と、温水の使用時に直水を加熱させて温水を供給する給湯熱交換機１４と、暖房水供給管１５、暖房還水管１６及び膨脹タンク１７が従来と同様に備えられる。

本発明では、前記主熱交換機１１で加熱された１次加熱水の流量を暖房負荷によって調節した後、暖房水供給管１５を通じて暖房所要先に供給し、且つ前記１次加熱水の流量を温水負荷によって調節した後、給湯熱交換機１４側に供給するために、流量調節装置である混合弁１１０が備えられている。

図４（ａ）乃至図４（ｅ）は、一般的な混合弁の作動原理を示す概略図である。
一般的に、混合弁とは、高温水と低温水の混合流量を調節し、排出される水の温度を調節することができる弁を意味する。

すなわち、混合弁は、図４に示されたように、高温水及び低温水が流入される２つの入口と、当該２つの入口の間に設置され、２つの入口の開放程度を調節する流量調節部材Ａと、前記２つの入口から流入された水が混合した後に排出される出口とを備えている。

図４（ａ）では、低温水は、ほとんど流入されず、高温水が多量流入されるように、流量調節部材Ａを配置することによって、出口を通じて排出される水は高温水となり、図４（ｂ）では、低温水を少量流入させて、出口を通じて排出される水は中高温水となる。これと同様に、図４（ｃ）乃至図４（ｅ）では、流量調節部材Ａの位置を可変させることによって、出口を通じて排出される水を中温水、中低温水、低温水として排出することができるようになる。

このような一般的な混合弁を本発明のボイラーに適用する場合について図５を参照して説明する。

図５は、混合弁を図３のボイラーに適用した場合の動作状態を示す概略図である。
本発明に適用される混合弁１１０は、主熱交換機１１で加熱された１次加熱水が流入される１つの入口１１１と、給湯熱交換機１４側と連結され、前記入口１１１を通じて流入された１次加熱水を排出させる第１出口１１２と、暖房水供給管１５と連結され、前記入口１１１を通じて流入された１次加熱水を排出させる第２出口１１３と、前記第１出口１１２及び第２出口１１３の開放程度を調節する流量調節部材１１４とで構成される。

前記流量調節部材１１４の位置は、暖房負荷と温水負荷によって制御部（図示せず）の信号によって決定される。

図５（ａ）は、温水負荷０％、暖房負荷１００％の場合を示すもので、流量調節部材１１４は、第１出口１１２を完全に閉鎖させて、給湯熱交換機１４側に１次加熱水が供給されないようにし、第２出口１１３は、１００％開放させて、入口１１１を通じて流入された１次加熱水を全部暖房所要先に供給するようになる。

図５（ｂ）は、暖房負荷が温水負荷より大きい場合を示すもので、流量調節部材１１４は、第１出口１１２を若干開放させて、負荷が小さい温水運転が行われるようにすると同時に、第２出口１１３は、第１出口１１２よりさらに開放させることによって、負荷が大きい暖房運転が行われるようにする。

また、図５（ｃ）は、暖房負荷及び温水負荷が同一の場合を示すものであり、図５（ｄ）は、温水負荷が暖房負荷より大きい場合を示すものであり、図５（ｅ）は、温水負荷１００％、暖房負荷０％の場合を示すものである。

このように混合弁１１０は、暖房運転及び温水運転が同時に可能にすると同時に、暖房負荷と温水負荷によって流量を調節することができるので、温水の温度制御が容易になる。

図６は、本発明の他の実施例による瞬間式ガスボイラーの構成を示す概略図である。
図６に示された実施例では、流量調節装置として、主熱交換機１１で加熱された１次加熱水を給湯熱交換機１４側に供給するための第１流量比例制御弁１２０と、暖房水供給管１５側に供給するための第２流量比例制御弁１３０が適用された場合を示している。

前記第１、第２流量比例制御弁１２０、１３０は、温水負荷と暖房負荷によって制御部（図示せず）によって弁の開閉程度が調節されることによって、前記第１、第２流量比例制御弁１２０、１３０を通過する１次加熱水の流量を調節するようになる。

下記表は、温水負荷対暖房負荷の割合によって流量比例制御弁の開度を示すものである。

図７は、本発明の一実施例による貯湯式ガスボイラーを示す概略図である。
本実施例は、バーナー２１０と、前記バーナー２１０の燃焼ガスと熱交換が行われる主熱交換機２２０と、前記主熱交換機２２０で加熱された１次加熱水を押送する循環ポンプ２３０と、前記循環ポンプ２３０によって押送された１次加熱水を温水負荷と暖房負荷によって給湯熱交換機２５０または暖房水供給管２６０に流量を調節して供給する流量調節装置である混合弁２４０が備えられている。

前記主熱交換機２２０は、内部に一定量の水を貯蔵することができるように、円筒形状の管状よりなり、貯湯式ボイラーを構成するようになる。

給湯熱交換機２５０では、混合弁２４０を通じて供給された１次加熱水と直水の熱交換が行われ、２次加熱水である温水を温水所要先に供給するようになる。

前記混合弁２４０は、図５に示された混合弁と同一の構造よりなる。したがって、暖房負荷と温水負荷によって給湯熱交換機２５０または暖房水供給管２６０に供給される１次加熱水の流量を調節することによって、暖房運転及び温水運転が同時に行われることができ、温水温度の制御が容易に行われる。

図８は、本発明の他の実施例による貯湯式ガスボイラーを示す概略図である。
本実施例は、バーナー３１０、管状の主熱交換機３２０、循環ポンプ３３０、給湯熱交換機３５０及び暖房水供給管３６０が、図７と同一に備えられているが、給湯熱交換機３５０側に供給される１次加熱水の流量を調節する第１流量比例制御弁３４１と、暖房水供給管３６０側に供給される１次加熱水の流量を調節する第２流量比例制御弁３４２が備えられている点に特徴がある。

前記第１、第２流量比例制御弁３４１、３４２は、図６に示された実施例と同一の機能を行うものであって、暖房負荷と温水負荷によって弁の開閉程度を可変させて、１次加熱水の流量を調節するようになる。

以上、本発明を実施例により説明したが、これらの実施例は、例示的なものに過ぎず、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者なら本発明の思想を逸脱しない範囲内で様々な修正や変更が可能であることを理解することができる。

１０、２３０ 循環ポンプ
１１、２２０ 主熱交換機
１４、２５０ 給湯熱交換機
１５、２６０ 暖房水供給管
１１０、２４０ 混合弁
１１１ 入口
１１２、１１３ 出口
１１４ 流量調節部材
１２０、１３０ 流量比例制御弁

Claims (5)

1. 主熱交換機でバーナーによって加熱された１次加熱水を暖房所要先に供給し、暖房水として利用し、且つ、給湯熱交換機で前記１次加熱水と熱交換が行われた２次加熱水を温水所要先に供給し、温水として利用するボイラーにおいて、
   前記１次加熱水は、流量調節装置によって暖房負荷による流量が調節された後、前記暖房所要先に供給されると同時に、温水負荷による流量が調節された後、前記給湯熱交換機側に供給されることを特徴とする暖房水及び温水を同時に供給することができるボイラー。
2. 前記流量調節装置は、
   前記１次加熱水が流入される入口と、前記流入された１次加熱水を暖房所要先に供給するための第１出口と、前記流入された１次加熱水を給湯熱交換機側に供給するための第２出口と、前記第１出口及び第２出口を通じて供給される流量を調節するための流量調節部材とで構成される混合弁であることを特徴とする請求項１に記載の暖房水及び温水を同時に供給することができるボイラー。
3. 前記流量調節装置は、
   前記暖房所要先に供給される１次加熱水の流量を調節する第１流量比例制御弁と、給湯熱交換機側に供給される１次加熱水の流量を調節する第２流量比例制御弁とで構成されることを特徴とする請求項１に記載の暖房水及び温水を同時に供給することができるボイラー。
4. 前記給湯熱交換機は、主熱交換機とは別に設置されたものであることを特徴とする請求項２または３に記載の暖房水及び温水を同時に供給することができるボイラー。
5. 前記主熱交換機は、内部に一定量の水を収容することができる管状よりなる貯湯式、または熱交換配管の内部を水が通過するときに加熱がなされる瞬間式のうちいずれか１つであることを特徴とする請求項４に記載の暖房水及び温水を同時に供給することができるボイラー。

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