JP2017113680A - Foreign matter capturing device, circulation system using the same, and heating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流体中に含まれる異物粒子を捕捉するための異物捕捉装置及びこれを用いた循環装置並びに加熱装置に関するものである。 The present invention relates to a foreign material capturing device for capturing foreign material particles contained in a fluid, a circulation device using the same, and a heating device.
空調機器及び冷熱機器には熱交換器が用いられており、熱交換器は、近接する2つの流体間に温度差が生じると、温度勾配に沿った熱移動が生じ、熱交換を行うものである。2流体の間には、熱伝導率の高い金属が伝熱面として挟まれることにより2流体の混合を防ぎ、効率のよい熱交換が実現される。熱交換器には多くの種類があり、多管式、コイル式、二重管式、プレート式、スパイラル式などがある。熱交換を行う流体を一般に熱媒体や冷媒と呼び、主にフルオロカーボンやアンモニアなどが用いられる。熱交換器の中には、熱媒体として水を用いた水熱交換器と呼ばれるものがあり、水熱交換器を有する水循環装置を用いた空調機器及び冷熱機器の一例として、給湯暖房機器がある。 Heat exchangers are used for air conditioning equipment and refrigeration equipment, and heat exchangers perform heat exchange when a temperature difference occurs between two adjacent fluids, causing heat transfer along a temperature gradient. is there. Between the two fluids, a metal having high thermal conductivity is sandwiched as a heat transfer surface, thereby preventing mixing of the two fluids and realizing efficient heat exchange. There are many types of heat exchangers, including multi-tube type, coil type, double-pipe type, plate type, and spiral type. A fluid for performing heat exchange is generally called a heat medium or a refrigerant, and mainly fluorocarbon or ammonia is used. Some heat exchangers are called water heat exchangers that use water as a heat medium, and hot water heaters and heaters are examples of air conditioning and cooling devices that use water circulation devices that have water heat exchangers. .
熱交換器や鉄製配管といった鉄製部品に、循環水中の溶存酸素が酸化剤として作用し、酸化反応が起き、鉄さびが生じる場合がある。また新規に給湯暖房機器を導入する際、施工時の金属粉が流路内に残存することもある。このように異物粒子が水循環装置内に存在すると、異物粒子が熱交換器の内壁に付着し、熱交換効率を低下させる、もしくは水循環装置中の部品に傷を付けることがある。このため、空調・冷熱機器の循環装置中の循環水から異物粒子を除去する必要がある。 In some cases, dissolved oxygen in the circulating water acts as an oxidizing agent on iron parts such as heat exchangers and iron pipes, causing an oxidation reaction and iron rust. In addition, when a new hot water heater is introduced, metal powder during construction may remain in the flow path. If foreign particles are present in the water circulation device in this way, the foreign particles may adhere to the inner wall of the heat exchanger, thereby reducing the heat exchange efficiency or scratching the components in the water circulation device. For this reason, it is necessary to remove foreign particles from the circulating water in the circulation device of the air conditioning / cooling device.
そこで、従来から、水循環装置を循環する水から異物を除去する異物捕捉装置が提案されている(例えば特許文献1参照)。特許文献1には、流路の一部に内径を大きくした箇所を持たせ、異物を沈降させることにより捕捉する異物捕捉装置が開示されている。
Therefore, conventionally, a foreign matter trapping device that removes foreign matter from water circulating in the water circulation device has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1のような異物捕捉装置は、流れの垂直方向下側に異物を捕捉する構造を有する。このため、水の流量が大きくなると、水の流動状態の乱れが大きくなり、捕捉した異物が巻き上げられ、捕捉効率が低下する。
A foreign matter catching device such as
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、効率的に異物を捕捉することができる異物捕捉装置及びこれを用いた循環装置並びに加熱装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a foreign matter trapping device that can efficiently trap foreign matter, a circulation device using the same, and a heating device. To do.
本発明に係る異物捕捉装置は、流体の入口及び前記入口より上方に出口が設けられており、入口より大きい内径を有する円筒容器と、円筒容器内の入口と出口との間に設けられ、入口から出口へ流体が通過する通過口が形成された天板とを備える。 The foreign matter capturing device according to the present invention is provided with a fluid inlet and an outlet above the inlet, and is provided between a cylindrical container having an inner diameter larger than the inlet, and the inlet and outlet in the cylindrical container. And a top plate formed with a passage through which fluid passes from the outlet to the outlet.
本発明に係る異物捕捉装置によれば、円筒容器の入口と出口との間に天板を持つので、大流量で流体が流入しても、天板までの高さを流体の助走区間とすることにより流体の流動状態の乱れが抑制され、天板上に堆積した異物の巻き上げを防止し、効率的に異物を捕捉することができる。 According to the foreign matter trapping apparatus according to the present invention, since the top plate is provided between the inlet and the outlet of the cylindrical container, even if fluid flows in at a large flow rate, the height to the top plate is set as the fluid running section. As a result, the fluid flow state is prevented from being disturbed, the foreign matter accumulated on the top plate is prevented from being rolled up, and the foreign matter can be efficiently captured.
実施の形態1.
以下、図面を参照しながら本発明の異物捕捉装置及びこれを用いた循環装置の実施の形態について説明する。図1は、本発明の実施の形態1に係る異物捕捉装置を用いた循環装置の一例を示す回路図である。図1の循環装置1は、例えば冷房運転を行う空調機器に使用されるものであり、ポンプ2と、ポンプ2から送られた流体である水を冷却する冷却部3と、冷却部3において冷却された水を用いて空調を行う空調機器4と、空調機器4から流出した水を貯留するタンク5とが配管により接続された構成を有する。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a foreign matter trapping device and a circulation device using the same will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of a circulation device using a foreign matter trapping apparatus according to
図1の循環装置1において、同じ水が循環装置1内を循環するため、耐食性の弱い部品が腐食する場合がある。すると、部品から腐食生成物が形成され、循環水とともに回路内を循環する。そこで、ポンプ2とタンク5との間に異物捕捉装置10が設けられ、異物捕捉装置10が循環装置1内を循環する異物を捕捉することにより、循環水を清浄な状態に保ち、異物の熱交換器への付着や、回路中の部品への傷付けを防止する。
In the
なお、図1において、異物捕捉装置10がポンプ2の前段に設置した例を示したが、循環装置内のどこに設置してもよい。望ましくは異物の発生源の出口側に設置することが好ましく、例えば空調機器4の出口側に設置するとよい。このように、異物の発生源の出口に異物捕捉装置10を配置することにより、巨大な粒子が発生源から排出された場合でも、循環装置1内を循環する前に異物を捕捉することができる。
In addition, although the example which installed the foreign
図2は、本発明の実施の形態1に係る異物捕捉装置の一例を示す模式図である。図2の異物捕捉装置10は、水の入口11a及び入口11aよりも上方に設けられた出口11bを有する円筒容器11と、入口11aから出口11bへ流れる水が通過する通過口12aが形成された天板12とを備える。円筒容器11は、例えば高さHになるように鉛直方向(矢印Z方向)に立てて設置される。
FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a foreign matter trapping apparatus according to
円筒容器11において、底面11x側の側面11sに入口11aが設けられており、上面11y側の側面11sに出口11bが設けられている。そして、円筒容器11の内径φbは、入口11aの内径φinより大きく形成されている。入口11a及び出口11bには、それぞれ配管を介して循環回路に接続される。出口11bの位置は円筒容器11の天板12より上方にあれば、それ以上限定されるものではないが、異物捕捉装置10の使用年数を鑑みて、天板12上に堆積した異物DTが出口11bの高さに至らない位置に配置する必要があり、余裕を持った位置であることが好ましい。
In the
また、入口11a及び出口11bは、側面11sに設けられている場合について例示しているが、これに限定されることはなく、底面11x及び上面11yにそれぞれ設けられてもよい。あるいは、入口11aが底面11xに設けられ出口11bが側面11sに設けられてもよいし、入口11aが側面11sに設けられ、出口11bが上面11yに設けられてもよい。また、入口11a及び出口11bは、円筒容器11のどの位置に設けられてもよい。例えば入口11a及び出口11bが円筒容器11の側面11sに設けられている場合、入口11aは、円筒容器11の幅方向の中央部分に設けられていてもよいし、端部に設けられていてもよい。入口11a及び出口11bが底面11x及び上面11yにそれぞれ設けられている場合、円筒容器11の底面11xのいずれかの位置に接続すればよい。
Moreover, although the case where the
図3は、図2の異物捕捉装置における入口の状態の一例を示す模式図である。図3において、入口11aは、円筒容器11の幅方向の端部に接線方向に向いて設けられている。すると、入口11aから流入する水は、円筒容器11の内壁に沿って流れる。このように、入口11aが接線方向から接続することにより円筒容器11の内部において旋回流が生じ、円筒容器11内の中央部に渦が形成される。
FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of the state of the entrance in the foreign matter trapping apparatus of FIG. In FIG. 3, the
図2の天板12は、例えば円板状に形成されており、円筒容器11の内部に配置されている。天板12は、円筒容器11内において入口11aと出口11bとの間に設けられており、円筒容器11は、天板12により下部領域Rdと上部領域Ruとに仕切られている。天板12には、例えば円形状の通過口12aが形成されており、通過口12aは円筒容器11及び天板12の中央に形成されている。なお、通過口12aは、天板12の中央に形成された場合について例示しているが、これに限定されることなく、天板12のいずれかの位置に配置すればよい。また、通過口12aの径φmは入口11aの内径φin以上に形成されている。
The
ここで、図2において、入口11aは、円筒容器11の底面11x側に設けられている場合について例示しているが、これに限定されず、天板12の下に位置すればよい。図4は本発明の実施の形態1に係る異物捕捉装置の変形例を示す模式図である。例えば異物捕捉装置10の循環装置内の設置位置によっては、底面11x近傍に入口11aを設けることが困難な場合もある。このとき、図4のように円筒容器11の天板12より低い位置であれば、いずれの高さに設置してもよい。
Here, in FIG. 2, the
図2〜図4を参照して異物捕捉装置の動作例について説明する。まず、異物を含んだ水は入口11aを通り、円筒容器11の下部領域Rd内に流入する。すると、水は、鉛直上向き方向に進み、天板12の通過口12aを通り円筒容器11の上部領域Ru内に流入する。特に、図3のように、入口11aが接線方向から接続されている場合、円筒容器11の下部領域Rdにおいて旋回流が生じ、円筒容器11内の中央部に渦が形成される。
An example of the operation of the foreign object capturing apparatus will be described with reference to FIGS. First, water containing foreign matter passes through the
水は、下部領域Rdにおいて流動状態の乱れが緩和され通過口12aに流入する。通過口12aにおいて一度流路が縮管され線流速が増加するが、流動状態の乱れが緩和されたまま天板12の上部領域Ru内に流入する。下部領域Rdにおいて旋回流が生じている場合、渦に異物が引き寄せられるので、天板12の中央に位置する通過口12aに異物を効率よく異物を送ることができる。上部領域Ru内では、円筒容器11の下部領域Rd側よりも水の流動状態の乱れが緩和されているため、異物の沈降速度が水の線流速を上回り、異物の沈降分離が起きる。そして、異物が除去された清浄な水が出口11bから排出される。このように、円筒容器11の入口11aと出口11bとの間に天板12が配置されることにより、沈降分離部分に水が流入することによる異物の撹拌を防止し、効率的に異物の沈降分離を行うことができる。
In the lower region Rd, water is less disturbed in the flow state and flows into the
ここで、天板12の底面11xからの高さ位置Hmは、円筒容器11の内径φbより高い位置に設置することが好ましく、さらに円筒容器11の内径φbの2倍以上であることが望ましい(Hm>2φb)。円筒容器11の底面11xから天板12までの距離を大きくすることにより、水の流動状態の乱れを緩和させるための助走区間を設けることができ、連続的に水が流入することによる流動状態の乱れを緩和し、天板12上方での沈降分離を起こすことができる。
Here, the height position Hm from the
円筒容器11の底面11xから天板12の間の高さ位置Hmの影響を評価するために、タンク、図示しない撹拌機、ポンプに異物捕捉装置10を接続した循環装置を組み立てて試験を行った。この際、循環装置において、平均粒子径0.5μmの酸化鉄粒子を100mg/Lの濃度で投入された20Lの水を撹拌機を用いて撹拌し、ポンプを用いて流量8L/minで循環させた。
In order to evaluate the influence of the height position Hm between the
図5は、図2の異物捕捉装置において、円筒容器の底面から天板の間の高さを変化させた場合の異物濃度の低下速度の相対値を表したグラフである。図5において、横軸は円筒容器11の底面11xから天板12の間の高さ位置Hmを円筒容器11の内径φbで割った値(=Hm/φb)を示し、縦軸は、異物捕捉装置10を使用しない時の濃度の低下速度を1としたときの異物捕捉装置10による濃度の低下速度の相対値を示す。また、異物捕捉装置10において、円筒容器11の内径φbと天板12の高さ位置Hmの値を0.25≦Hm/φb≦1.8とした。なお、酸化鉄粒子は循環装置のホース、ポンプ、流量計等にも付着するため、異物捕捉装置を使用しない場合でも濃度はわずかながら低下する。
FIG. 5 is a graph showing the relative value of the rate of decrease in foreign matter concentration when the height between the bottom surface of the cylindrical container and the top plate is changed in the foreign matter catching device of FIG. In FIG. 5, the horizontal axis indicates a value (= Hm / φb) obtained by dividing the height position Hm between the
図5に示すように、Hm/φbの値が大きくなるほど濃度の低下速度が増加する傾向にあり、Hm/φb=1.0において変曲点が形成された。Hm/φb<1の範囲では、流動状態の乱れを緩和させるには高さ位置Hmが不十分であり、天板12上で異物を捕捉する効果が小さい。一方、Hm/φb≧1の範囲では、流動状態の乱れを緩和させる効果が大きくなり、異物を捕捉する効果が高まり、異物捕捉装置10による異物濃度の低下速度を大きく向上させることができた。
As shown in FIG. 5, as the value of Hm / φb increases, the concentration decreasing rate tends to increase, and an inflection point is formed at Hm / φb = 1.0. In the range of Hm / φb <1, the height position Hm is insufficient to alleviate the disturbance of the flow state, and the effect of capturing foreign matter on the
よって、Hm/φb≧1(=Hm≧φb)であることが好ましく、さらにはHm/φb>2(=Hm>2φb)であることがより望ましい。これにより、円筒容器11の底面11xから天板12の間の助走区間を設けることにより、流動状態の乱れを緩和させ、さらなる異物の捕捉効果を発揮させることができる。
Therefore, it is preferable that Hm / φb ≧ 1 (= Hm ≧ φb), and it is more desirable that Hm / φb> 2 (= Hm> 2φb). Thereby, by providing a running section between the
また、図2〜図4の異物捕捉装置10の捕捉効率を高めるには、円筒容器11の内径φbを大きくし、断面積を広げることにより円筒容器11の内部における水の線流速を低下させるとよい。なお水の線流速とは、流量を流路である円筒容器11の断面積で割った値である。内径φbが大きい場合、水の垂直方向上向きの線流速が小さくなり、異物の沈降速度が水の線流速を上回ることにより沈降分離の効果が生じる。一方、入口11aの近傍や、円筒容器11の底面11xの付近では、連続的に水が流入し異物が撹拌されるため、内径φbの拡大による沈降分離の効果は生じない。そのため、円筒容器11の底面11xには沈降分離は起こらない。下部領域Rdにおいて流動状態の乱れを緩和させる助走区間が設けられているため、天板12より上の上部領域Ruにおいては水の流動状態の乱れを緩和することができる。したがって、上部領域Ruにおいては水の上向きの線流速は異物の沈降速度より小さくなり、天板12上に異物が沈降することになる。
Moreover, in order to increase the trapping efficiency of the foreign
ここで、水の流速と異物の捕捉速度の関係を確認するため、以下のような試験を行った。タンク、撹拌機、ポンプ、異物捕捉装置、流量計を備える循環装置を組み立て、20Lの水に平均粒子径0.5μmの酸化鉄粒子を100mg/Lの濃度で投入し、撹拌機を用いて撹拌し、ポンプを用いて円筒容器の内径が拡大される部分の線流速を0.013〜0.093m/s(流量4〜28L/min)で循環装置内を循環させた。このとき使用した異物捕捉装置10は、底面11xから天板12までの高さ位置Hm=160mm、内径φb=80mmに設定されている。
Here, in order to confirm the relationship between the flow rate of water and the trapping speed of foreign matter, the following test was performed. Assemble a tank, stirrer, pump, foreign matter trapping device, and circulation device equipped with a flow meter, put iron oxide particles with an average particle size of 0.5 μm into 20 L water at a concentration of 100 mg / L, and stir using a stirrer Then, the inside of the circulator was circulated at a linear flow rate of 0.013 to 0.093 m / s (flow rate of 4 to 28 L / min) at a portion where the inner diameter of the cylindrical container was enlarged using a pump. The foreign
図6は、図2の異物捕捉装置において、円筒容器に流入する水の線速度を変化させた場合の異物濃度の低下速度の相対値を表したグラフである。図6の横軸は線流速を示し、縦軸は、異物捕捉装置10を使用せず、流速を0.027m/sとした時の濃度の低下速度を1とした場合の濃度の低下速度の相対値を表したものである。酸化鉄粒子は循環装置のホース、ポンプ、流量計等にも付着するため、異物捕捉装置10を使用しない場合でも濃度はわずかながら低下する。
FIG. 6 is a graph showing the relative value of the decrease rate of the foreign matter concentration when the linear velocity of the water flowing into the cylindrical container is changed in the foreign matter trapping apparatus of FIG. The horizontal axis in FIG. 6 represents the linear flow velocity, and the vertical axis represents the concentration decrease rate when the concentration decrease rate is 1 when the flow rate is 0.027 m / s without using the foreign
図6に示すように、線流速=0.066m/sより大きい範囲では濃度の低下速度の相対値が約1.1で変化せず、異物捕捉装置10の効果が発揮できなかった。一方、線流速=0.066m/s以下の範囲では濃度の低下速度の相対値は増加傾向にあり、異物捕捉装置10の異物の捕捉効果が発揮できたことが分かる。つまり、線流速=0.066m/s以下の範囲において平均粒子径0.5μmの酸化鉄粒子の沈降速度が垂直方向上向きの水の線流速を上回り、天板12上に沈降する。望ましくは、濃度の低下速度の相対値が2を超える0.035m/s以下にするとよい。
As shown in FIG. 6, in the range larger than the linear flow velocity = 0.066 m / s, the relative value of the concentration decrease rate did not change at about 1.1, and the effect of the foreign
水の線流速は、水の流量を円筒容器11の断面積で割った値であり、円筒容器11の内径φbに依存する。よって、平均粒子径0.5μmの酸化鉄を捕捉するには、使用する循環装置1の流量に合わせて、線流速が0.066m/s以下、望ましくは0.035m/s以下になるように円筒容器11の内径φbを決めるとよい。
The linear flow velocity of water is a value obtained by dividing the flow rate of water by the cross-sectional area of the
上記実施の形態1によれば、円筒容器11の内部に入口11aと出口11bとの間に天板12が設けられていることにより、大流量で水が流入しても、水の上向きの流速が低下し、さらに天板12までの高さが助走区間となり、水の流動状態の乱れは天板12に向かうほど緩和される。よって、天板12の上に異物を含んだ水が達すると、異物は天板12上に堆積する。また、水の流動状態の乱れが緩和されるため、天板12上に堆積した異物が巻き上げられることはない。これにより、装置全体の異物の捕捉効率を向上させることができる。
According to the first embodiment, since the
また、図2に示すように、天板12が、円筒容器11の底面11xからの高さ位置Hmが円筒容器11の内径φbより大きい位置に設けられているとき、水の流動状態の乱れを緩和させるための助走区間が確保される。そのため下部領域Rdにおいて渦が形成されても、上部領域Ruでは渦は微小になるので、天板12上の異物が巻き上げられることを抑制することができる。
Further, as shown in FIG. 2, when the
さらに、図3に示すように、入口11aは、円筒容器11の側面11sの接線方向から流体を流入させるように設けられている場合、下部領域Rd内において旋回流が発生するため、渦に異物が引き寄せられるので、天板12の中央に位置する通過口12aに異物を効率よく異物を送ることができる。
Further, as shown in FIG. 3, when the
実施の形態2.
図7及び図8は本発明に係る異物捕捉装置の実施の形態2を示す模式図である。なお、図7及び図8の異物捕捉装置20において図1の異物捕捉装置10と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。図7及び図8の異物捕捉装置20が図1の異物捕捉装置10と異なる点は、天板22A、22Bの構成である。
7 and 8 are schematic views showing a second embodiment of the foreign matter trapping apparatus according to the present invention. 7 and 8, parts having the same configuration as that of the foreign
図7の天板22A及び図8の天板22Bは、上面と円筒容器11の内壁とのなす角度θ1が180°未満になるように傾斜した略円錐形状を有する。図7の天板22Aは、角度θ1が90°未満であって、上に凸になるような円錐形状を有する。この場合、沈降した異物は、天板12と円筒容器11の内壁の間で形成される上方の空間に流れ込み蓄積されるため、捕捉した異物を保持し続けることができる。特に、異物捕捉装置10全体が傾いた場合も、異物が出口11bや通過口12aに流れ込み、異物捕捉装置10の外に排出されることを防ぐことができる。なお、角度θ1が90°である場合には図2に示すような天板12になる。
The
図8の天板22Bは、角度θ1が90°より大きく、天板22Aは下に凸になるような円錐形状を有する。角度θ1が90°を超える場合、沈降した異物の一部は天板12の上面を滑り、通過口12aに落ちる力が働く。しかしながら、下部領域Rdにおいて、水の流動状態の乱れは緩和されているため、天板12上に堆積した異物が巻き上げられず、異物が円筒容器11の外に流れ出すのを防止することができる。なお、図7及び図8は、円錐形状を有するような円筒容器11の中心に対し回転対称な形状である場合について例示しているが、回転非対称な形状を有していてもよい。
The
実施の形態2の場合であっても、実施の形態1と同様、大流量で水が流入しても、水の流動状態の乱れは天板12に向かうほど緩和され、上部領域Ruにおいて異物を沈降分離するとともに、天板12上に堆積した異物が巻き上げられるのを抑制し、装置全体の異物の捕捉効率を向上させることができる。
Even in the case of the second embodiment, as in the first embodiment, even if water flows in at a large flow rate, the disturbance of the flow state of water is reduced toward the
実施の形態3.
図9は本発明に係る異物捕捉装置の実施の形態3を示す模式図である。なお、図9の異物捕捉装置30において図1の異物捕捉装置10と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。図6の異物捕捉装置30が図1の異物捕捉装置10と異なる点は、円筒容器11の側面11sに開閉バルブ31が取り付けられている点である。
FIG. 9 is a schematic diagram showing a third embodiment of the foreign matter capturing apparatus according to the present invention. 9, parts having the same configuration as that of the foreign
図9に示すように、円筒容器11には、側面11sの天板12より高い位置に排出口11pが形成されており、排出口11pには開閉バルブ31が取り付けられている。そして、開閉バルブ31は、通常時において閉止しており、天板12上の異物を排出する際に開放され、天板12において捕捉された異物が開閉バルブ31から円筒容器11の外に排出される。
As shown in FIG. 9, the
実施の形態3によれば、天板12の上に捕捉された異物を開閉バルブ31から排出することができるため、異物捕捉装置10の製法を維持することができるとともにメンテナンス性を向上させることができる。すなわち、天板12上に捕捉される異物の捕捉限界量は円筒容器11の内径φbと、天板12と出口11bとの間の高さとに依存する。異物捕捉装置10の設置場所の都合で異物捕捉装置10を小型化する必要がある場合、もしくは循環装置1内の異物発生量が過剰な場合、異物の捕捉限界量に容易に達してしまい、異物捕捉の効果を短い期間で失う。そこで、円筒容器11に排出口11pが設けられ、捕捉した異物が円筒容器11の外に排出される経路を設ける。そして、開閉バルブ31が定期的に開放することにより、捕捉限界量に達する前に円筒容器11の外に異物を排出することができる。
According to the third embodiment, since the foreign matter captured on the
なお、上記実施の形態3において、天板12が円板状に形成されている場合について例示しているが、図7及び図8に示すように天板22A、22Bが円筒容器11の内壁に対し傾斜している異物捕捉装置20に排出口11p及び開閉バルブ31を取り付けてもよい。
In addition, in the said
実施の形態4.
図10及び図11は本発明に係る異物捕捉装置の実施の形態4を示す模式図である。なお、図10及び図11の異物捕捉装置40において図2及び図5の異物捕捉装置10、20と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。図10及び図11の異物捕捉装置40が図2及び図5の異物捕捉装置10、20と異なる点は、通過口12aに上ガイド部材41が設けられている点である。
10 and 11 are schematic
図10及び図11に示すように、天板12の通過口12aの縁部には、上方に延びる円筒状の上ガイド部材41が設けられている。上ガイド部材41は、上部領域Ruへ向かう水が天板12上に堆積した異物DTに衝突し、異物を巻き上げるのを防ぐものである。このため、天板12上に蓄積された異物DTが出口11bから流出するのを抑制することができる。特に、図11に示すように、天板22Bが下側に傾斜している場合、上ガイド部材41により異物が天板12から下部領域Rdへ落ちるのを確実に防止することができる。なお、図11のように、下側に傾斜した天板22Bに上ガイド部材41が設けられた場合について例示しているが、図7のように上側に傾斜した天板22Aに上ガイド部材41を設けてもよい。
As shown in FIGS. 10 and 11, a cylindrical
実施の形態5.
図12及び図13は本発明に係る異物捕捉装置の実施の形態5を示す模式図である。なお、図12及び図13の異物捕捉装置50において図2の異物捕捉装置10と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。図12及び図13の異物捕捉装置50が図2の異物捕捉装置10と異なる点は、通過口12aに下ガイド部材51が設けられている点である。
12 and 13 are schematic
図12の異物捕捉装置50において、天板12の通過口12aの縁部には、下方に延びる円筒状の下ガイド部材51が設けられている。下ガイド部材51が存在することにより、下ガイド部材51内で水の流動状態の乱れが緩和され、通過口12aから天板12上方に水が流れ出るときの水の流動状態の乱れが抑制される。このため、天板12上方に堆積した異物DTに衝突し、異物を巻き上げるのを防ぐことができる。
In the foreign
図13の異物捕捉装置50において、天板12の通過口12aから上へ延びる上ガイド部材41と、下に延びる下ガイド部材51との双方が設けられている。上ガイド部材41と下ガイド部材51とは、別体であってもよいし一体であってもよい。これにより、上ガイド部材41が通過口12aを通過した水と異物DTとの衝突を防ぐとともに、下ガイド部材51が水の流動状態の乱れを緩和する。これにより、異物DTの巻き上げを防ぎ、さらに異物の捕捉効率を高めることができる。
In the foreign
なお、図12及び図13において、円板状の天板12に下ガイド部材51が設けられた場合について例示しているが、図7及び図8のように傾斜した天板22A、22Bに下ガイド部材51を設けてもよいし、上ガイド部材41及び下ガイド部材51の双方を設けてもよい。また、図12及び図13の異物捕捉装置50に図9に示す排出口11p及び開閉バルブ31が取り付けられてもよい。
12 and 13 exemplify the case where the
実施の形態6.
図14は本発明に係る異物捕捉装置の実施の形態6を示す模式図である。なお、図14の異物捕捉装置60において図1の異物捕捉装置10と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。図14の異物捕捉装置60が図1の異物捕捉装置10と異なる点は、天板62が上面に突起部62aを有する点である。
FIG. 14 is a schematic diagram showing a sixth embodiment of the foreign matter trapping apparatus according to the present invention. In the foreign
図14の突起部62aは、例えば先細り形状を有しており、天板62上に複数設けられている。そして、突起部62aは、天板12上に異物が沈降し堆積する前に、突起部62aに至ったときに捕捉することができる。なお、突起部62aの形状は、これに限定されず、例えば円柱もしくは直方体等であってもよい。
14 has a tapered shape, for example, and a plurality of
また、上記実施の形態6によれば、天板62に突起部62aを設けたことにより、さらに異物の捕捉効率を向上させることができる。なお、図14において、円板状の天板12に下ガイド部材51が設けられた場合について例示しているが、図7及び図8のように傾斜した天板22A、22Bに突起部62aを設けてもよい。また、図14の異物捕捉装置60に図9に示す排出口11p及び開閉バルブ31が取り付けられてもよい。
Further, according to the sixth embodiment, by providing the
実施の形態7.
図15は本発明に係る異物捕捉装置の実施の形態7を示す模式図である。なお、図15の異物捕捉装置70において図1の異物捕捉装置10と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。図15の異物捕捉装置70が図1の異物捕捉装置10と異なる点は、天板72の上面に凹凸72aが形成されている点である。
Embodiment 7 FIG.
FIG. 15 is a schematic diagram showing a seventh embodiment of the foreign matter catching apparatus according to the present invention. In the foreign
図15の異物捕捉装置70において、天板72の上面には、例えば直方体状の凸部と凸部間に形成された凹部とが形成されている。なお、凹凸72aが直方体形状を有する場合について例示しているが、それに限定する必要はなく、鋭角や丸みを帯びた形状でもよい。また凹凸72aの形成方法としては、表面研磨やサンドブラストといった加工や、凹凸を形成する材料を接着させてもよい。
In the foreign
実施の形態7によれば、天板12の上面に凹凸72aが設けられていることにより、沈降中の異物が天板12上に堆積する前に、凸部に至った時点で、捕捉することができる。また、異物は天板12の凹部に達し、異物DTを形成する。そのため、天板12において異物を捕捉しやすくするとともに、天板12上の異物DTの巻き上がりを防ぐことができる。なお、図15において、円板状の天板72に凹凸72aが設けられた場合について例示しているが、図7及び図8のように傾斜した天板22A、22Bに凹凸72aを設けてもよい。また、図15の異物捕捉装置70に図9に示す排出口11p及び開閉バルブ31が取り付けられてもよい。
According to the seventh embodiment, the
実施の形態8.
図16は本発明に係る異物捕捉装置の実施の形態8を示す模式図である。なお、図16の異物捕捉装置80において図1の異物捕捉装置10と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。図16の異物捕捉装置80が図1の異物捕捉装置10と異なる点は、天板82の形状である。
Embodiment 8 FIG.
FIG. 16 is a schematic diagram showing the eighth embodiment of the foreign matter catching apparatus according to the present invention. In addition, in the foreign
図16の天板82は、円筒容器11の内壁から中央へ向かって上方へ向かって曲げられた曲面形状を有するものであり、中央部に通過口12aが形成されている。すると、上部領域Ruへ向かう水が天板12上に堆積した異物DTに衝突し、異物を巻き上げるのを防ぐことができ、天板12上に蓄積された異物DTが出口11bから流出するのを抑制することができる。上記実施の形態8の場合であっても、実施の形態1と同様、大流量で水が流入しても、水の流動状態の乱れは天板12に向かうほど緩和され、上部領域Ruにおいて異物を沈降分離するとともに、天板12上に堆積した異物が巻き上げられるのを抑制し、装置全体の異物の捕捉効率を向上させることができる。なお、図16の異物捕捉装置80において、図9に示す排出口11p及び開閉バルブ31を設けてもよい。
The
実施の形態9.
図17は本発明に係る異物捕捉装置の実施の形態9を示す模式図、図18は図17の異物捕捉装置の入口の状態を示す模式図である。なお、図17及び図18の異物捕捉装置90において図1の異物捕捉装置10と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。図17及び図18の異物捕捉装置90が図1の異物捕捉装置10と異なる点は、円筒容器11内に旋回流を形成するための整流部材91が設けられた点である。
Embodiment 9 FIG.
FIG. 17 is a schematic view showing a ninth embodiment of the foreign matter catching apparatus according to the present invention, and FIG. 18 is a schematic view showing a state of the entrance of the foreign matter catching apparatus of FIG. 17 and 18 have the same configuration as that of the foreign
図17及び図18に示すように、円筒容器11の幅方向の略中心に入口11aが設けられており、入口11aに対向する位置に整流部材91が設置されている。整流部材91は、入口11aから流入する水を円筒容器11の内壁に沿った流れに整流する。この場合、天板12の通過口12aは中央に位置することが好ましい。すると、円筒容器11の下部領域Rdにおいて旋回流が形成されることになる。なお、図17及び図18において、入口11aが略中央に設けられた場合について例示しているが、側面11sのどの位置に設けられていてもよい。
As shown in FIGS. 17 and 18, an
上記実施の形態9によれば、円筒容器11の下部領域Rdに旋回流を形成させる整流部材91が設けられていることにより、円筒容器11の中央部に渦を形成し、渦に異物が引き寄せられるので、異物を効率よく天板12の通過口12aに送ることができ、捕捉効率を高めることができる。また、実施の形態1と同様、天板12により、天板12上に堆積した異物が巻き上げられるのを抑制することができる。なお、図17において、円板状の天板12は円板状である場合について例示しているが、図7及び図8のように傾斜した天板22A、22Bであってもよい。また、図17及び図18の異物捕捉装置90に図9に示す排出口11p及び開閉バルブ31が取り付けられてもよい。
According to the ninth embodiment, by providing the rectifying
実施の形態10.
図19〜図22は、本発明に係る異物捕捉装置を用いた循環装置の別の一例を示す回路図である。なお、図19〜図22において、図2及び図3の異物捕捉装置10が用いられる場合について例示するが、図6〜図18に示す異物捕捉装置を用いてもよい。図19の循環装置100は、例えば室内の暖房を行う加熱装置であって、ポンプ101と、ポンプ101から送液された水と冷媒との熱交換を行う熱交換器102と、熱交換器102において熱交換された水を加熱する加熱装置103と、加熱装置103において加熱された水を用いて室内を暖房する暖房用熱交換器104とを有する。なお、熱交換器102は、熱源機105に接続されており、熱源機105にから供給されるガス冷媒と水とを熱交換する。
19 to 22 are circuit diagrams showing another example of the circulation device using the foreign substance capturing device according to the present invention. 19 to 22 exemplify the case where the foreign
そして、異物捕捉装置10は、暖房用熱交換器104とポンプとの間に接続されている。この循環装置100に異物捕捉装置10が導入されることにより、循環装置100内に発生する異物を捕捉し、循環水を清浄に保ち、異物の熱交換器への付着や、回路中の部品への傷付けを防止することができる。なお、異物捕捉装置10の設置位置は、図19で示した設置位置に限定されず、循環装置内のどこに設置してもよいが、異物の発生源である暖房用熱交換器104の出口に配置することにより巨大な粒子が発生源から排出された場合でも、循環装置内を循環する前に捕捉することができる。
The foreign
なお、図19の循環装置100において、異物捕捉装置10と加熱装置103が別体として設けられた場合について例示しているが、図20の循環装置110のように、異物捕捉装置10が内蔵された加熱装置103を使用してもよい。さらに、図21の循環装置120のように、暖房用熱交換器104に代えて給湯用熱交換器121を接続し、昇温した水道水を提供するようにしてもよい。循環装置120内にも異物捕捉装置10を導入することにより、循環装置120内に発生する異物を捕捉し、循環水を清浄に保ち、異物の熱交換器への付着や、回路中の部品への傷付けを防止することができる。
In the
図22の循環装置130は、図20の暖房用熱交換器104と給湯用熱交換器121とが並列に接続された2系統の回路を持つ循環装置である。この場合についても、異物捕捉装置10を導入することにより、循環水を清浄に保つことができる。なお、図21及び図22の循環装置120、130において、図20に示す異物捕捉装置10を内蔵した加熱装置103を導入してもよい。
The
本発明の実施の形態は、上記実施の形態に限定されず、種々の変更を加えることができる。例えば、図1において、異物捕捉装置10が循環装置に独立して組み込まれた場合について例示しているが、異物捕捉装置10の構造を既存の部品に組み込んでもよい。例えば給湯暖房機器においては、円筒状の加熱装置を持っているものもあり、この加熱装置の内部に天板12を持たせることにより、実施の形態1で述べた異物の捕捉効果を発揮するとともに、新たに装置を置くスペースなしで、新たな装置に取り替えることなく簡単に搭載することができる。
The embodiment of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be added. For example, in FIG. 1, the case where the foreign
1、100、110、120、130 循環装置、2 ポンプ、3 冷却部、4 空調機器、5 タンク、10、20、30、40、50、60、70、80、90 異物捕捉装置、11 円筒容器、11a 入口、11b 出口、11p 排出口、11s 側面、11x 底面、11y 上面、12、22A、22B、62、72、82 天板、12a 通過口、31 開閉バルブ、41 上ガイド部材、51 下ガイド部材、62a 突起部、72a 凹凸、91 整流部材、100 循環装置、101 ポンプ、102 熱交換器、103 加熱装置、104 暖房用熱交換器、105 熱源機、121 給湯用熱交換器、DT 異物、Hm 高さ位置、Rd 下部領域、Ru 上部領域、θ1 角度、φb 円筒容器の内径、φin 入口の内径、φm 通過口の径。 1, 100, 110, 120, 130 Circulating device, 2 pump, 3 cooling section, 4 air-conditioning equipment, 5 tank, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 Foreign matter capturing device, 11 cylindrical container , 11a inlet, 11b outlet, 11p discharge port, 11s side surface, 11x bottom surface, 11y top surface, 12, 22A, 22B, 62, 72, 82 Top plate, 12a passage port, 31 open / close valve, 41 upper guide member, 51 lower guide Member, 62a protrusion, 72a unevenness, 91 rectifying member, 100 circulation device, 101 pump, 102 heat exchanger, 103 heating device, 104 heat exchanger for heating, 105 heat source machine, 121 heat exchanger for hot water supply, DT foreign matter, Hm height position, Rd lower region, Ru upper region, θ1 angle, φb inner diameter of cylindrical container, φin inlet inner diameter, φm passage Diameter.
Claims (13)
前記円筒容器内の前記入口と前記出口との間に設けられ、前記入口から前記出口へ流体が通過する通過口が形成された天板と
を備えた異物捕捉装置。 A fluid inlet and a cylindrical container having an outlet provided above the inlet and having an inner diameter larger than the inlet;
A foreign matter trapping device comprising: a top plate provided between the inlet and the outlet in the cylindrical container, and having a passage through which a fluid passes from the inlet to the outlet.
前記排出口に接続された開閉バルブをさらに備えた請求項1〜3のいずれか1項に記載の異物捕捉装置。 In the upper part of the top plate of the cylindrical container, a discharge port is provided,
The foreign matter capturing device according to claim 1, further comprising an open / close valve connected to the discharge port.
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CN111936217A (en) * | 2018-04-13 | 2020-11-13 | 三菱电机株式会社 | Foreign matter capturing device and water circulation circuit with foreign matter capturing device |
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2015
- 2015-12-22 JP JP2015250021A patent/JP2017113680A/en active Pending
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