JP2018179439A - 真空暖房ポンプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外気温度や還水管の長さに影響を受けずに安定して運転することができる真空暖房ポンプ装置を提供する。【解決手段】建物内を暖房する真空暖房システムに使用される真空暖房ポンプ装置１は、蒸気の凝縮によって生成された水を受けるレシーバタンク４と、レシーバタンク４内に真空を形成する真空ポンプ２と、レシーバタンク４から水を排出する給水ポンプ３と、レシーバタンク４内に大気を導入する真空ブレーカ２０とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、建物内を暖房するための真空暖房システムに使用される真空暖房ポンプ装置に関するものである。

従来より、主に寒冷地で建物内を暖房するために、真空暖房ポンプ装置と、ボイラと、放熱器とを含んで構成される真空暖房システムが使用されている。真空暖房システムは、ボイラから発生する蒸気を放熱器に送り、蒸気の熱を放熱器から放出することで建物内を暖房する。熱を放出した蒸気の一部は凝縮水となり、真空暖房ポンプ装置に送られる。真空暖房ポンプ装置では、空気および凝縮水の混合流体は空気と水に分離され、水は真空暖房ポンプ装置によってボイラに戻される。このような真空暖房システムにおいては、蒸気や水の流路となる配管からの空気の漏入は、真空が保持されずに凝縮水の戻りが悪くなり真空暖房ポンプ装置の寿命が短くなる原因となる。そのため、特に放熱器から真空暖房ポンプ装置までの配管は、外部からの空気の漏入あるいは水漏れがないように配管の接続が特に念入りに行われて気密性が確保される。

図５は、従来の真空暖房システムの一例を示す模式図である。図５に示すように真空暖房システムは、真空暖房ポンプ装置１０１と、給水タンク１４０と、ボイラ１５０と、放熱器１６０と、スチームトラップ１７０と、還水管１８０とを備える。真空暖房ポンプ装置１０１は、レシーバタンク１０４を有しており、レシーバタンク１０４には、真空ポンプ１０２と、給水ポンプ１０３とが設けられている。給水ポンプ１０３は給水タンク１４０に連通しており、給水タンク１４０はボイラ１５０に連通している。ボイラ１５０は放熱器１６０に連通しており、放熱器１６０はスチームトラップ１７０に連通している。スチームトラップ１７０は、還水管１８０を通じて真空暖房ポンプ装置１０１のレシーバタンク１０４に連通している。

ボイラ１５０内には給水タンク１４０から水が供給される。ボイラ１５０内の水は加熱されてその一部が蒸発し、蒸気となる。蒸気は放熱器１６０に送られる。放熱器１６０では、放熱器１６０内を流れる蒸気と外気との間で熱交換が行われ、これにより建物内が暖められる。熱交換によって蒸気の一部は凝縮水となる。放熱器１６０を出た凝縮水は、スチームトラップ１７０を通過し、還水管１８０に流入する。

真空ポンプ１０２が作動すると、レシーバタンク１０４内には真空が形成され、還水管１８０内の空気と凝縮水は、レシーバタンク１０４内に吸引される。レシーバタンク１０４内に流入した凝縮水は、レシーバタンク１０４内に溜められ、レシーバタンク１０４内の水は、給水ポンプ１０３によって給水タンク１４０に移送され、さらに給水タンク１４０からボイラ１５０に移送される。

実公昭６０−９５３２号公報

真空暖房システムでは、暖房する建物とは別の建物に真空暖房ポンプ装置１０１が設置されることがある。そうすると、還水管１８０は、屋外に配置され、外気に晒された環境下に置かれる。還水管１８０の設置場所の外気温度が低く、還水管１８０が横引きされて長距離におよぶ場合、還水管１８０内の流体が冷却されることがある。流体が冷却されるとき、体積の減少を伴う。特に、スチームトラップ１７０にて分離できなかったごく少量の水蒸気が冷却され、還水管１８０内で蒸気が水に変化すると、上述したように還水管１８０は、配管外部からの空気の漏入あるいは水漏れがないように気密性が高く且つ配管の長さが長距離なため、還水管１８０およびレシーバタンク１０４内の圧力が低下する。その結果、給水ポンプ１０３の吸込み側の圧力であるレシーバタンク１０４内の圧力が、給水ポンプ１０３の運転可能な圧力範囲よりも低くなり、給水ポンプ１０３のキャビテーションを引き起こす原因となる虞がある。また、還水管１８０およびレシーバタンク１０４内の圧力が低下すると、レシーバタンク１０４内の水の沸点が下がって沸騰し、水中に気泡が発生する。このような気泡が給水ポンプ１０３内に吸いこまれると、給水ポンプ１０３は、エアロックを起こし、水を給水タンク１４０に送ることができなくなる虞がある。

本発明は、上述した従来の問題点を解決するためになされたもので、外気温度や還水管の長さに影響を受けずに安定して運転することができる真空暖房ポンプ装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、建物内を暖房する真空暖房システムに使用される真空暖房ポンプ装置において、蒸気の凝縮によって生成された水を受けるレシーバタンクと、前記レシーバタンク内に真空を形成する真空ポンプと、前記レシーバタンクから水を排出する給水ポンプと、前記レシーバタンク内に大気を導入する真空ブレーカとを備えたことを特徴とする真空暖房ポンプ装置である。

本発明の好ましい態様は、前記真空ブレーカは、前記レシーバタンク内の圧力が設定値よりも低いときに大気を導入するように構成されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記真空ブレーカの前記設定値は、前記レシーバタンク内の圧力の下限値以下であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記真空ブレーカは、前記レシーバタンクに接続されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記真空ブレーカは、前記レシーバタンクの内部の圧力を測定する圧力センサと、前記圧力センサからの信号に基づいて動作する自動弁とを備えていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記真空ブレーカは、前記圧力センサからの信号に基づいて警報を発する警報器をさらに備えていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記真空暖房ポンプ装置は、前記レシーバタンク内の圧力を検出する真空開閉器をさらに備え、前記真空ブレーカは、前記真空開閉器からの信号に基づいて動作する自動弁を備えていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記真空ブレーカは、前記レシーバタンクの内部の圧力を測定する圧力センサと、前記圧力センサからの信号に基づいて警報を発する警報器と、手動式開閉弁を備えていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記真空暖房ポンプ装置は、前記蒸気の凝縮によって生成された水を前記レシーバタンクの内部に流入させるための還水入口部をさらに備えており、前記真空ブレーカは前記還水入口部の上部に垂直に設置されていることを特徴とする。

真空ブレーカは、レシーバタンク内の圧力の過度な低下を防止することができるので、レシーバタンク内の水の沸騰を防止することができる。したがって、本発明によれば、外気温度や還水管の長さに影響を受けずに安定して運転することができる真空暖房ポンプ装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る真空暖房ポンプ装置が組み込まれた真空暖房システムを示す模式図である。 図１の真空暖房ポンプ装置の断面図である。 真空ブレーカの一実施形態を示す模式図である。 真空ブレーカの他の実施形態を示す模式図である。 従来の真空暖房システムの一例を示す模式図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る真空暖房ポンプ装置が組み込まれた真空暖房システムを示す模式図である。図１に示すように、真空暖房システムは、真空暖房ポンプ装置１と、給水タンク４０と、ボイラ５０と、放熱器６０と、スチームトラップ７０と、還水管８０とを備えている。

真空暖房ポンプ装置１は、蒸気の凝縮によって生成された凝縮水を受けるためのレシーバタンク４を備えている。このレシーバタンク４は、その内部に水Ｗｓを保持することが可能に構成されている。レシーバタンク４の側面の上部には真空ポンプ２が設けられ、レシーバタンク４の側面の下部には給水ポンプ３が設けられている。レシーバタンク４の上面には、水位開閉器５、排気逆止弁７、真空開閉器８、還水入口部９、およびストレーナ１３が設けられている。水位開閉器５は、レシーバタンク４内の水位に従って上下するフロート６を有しており、フロート６の位置に基づいてレシーバタンク４内の高水位および低水位を検出するように構成されている。還水入口部９には、レシーバタンク４の内部に連通する真空ブレーカ２０が設けられている。この真空ブレーカ２０は、レシーバタンク４内の水位（水Ｗｓの表面位置）よりも高い位置に配置されている。

給水ポンプ３は、ポンプ３ａと、駆動機であるモータ３ｂと、回転軸３ｃとを有したポンプ装置（図２）であって、更には、ポンプ３ａのケーシングには、吸込口１０と、吐出口１１とを有する。ポンプ３ａのケーシング内の羽根車３ｄが、モータ３ｂの駆動によって回転することで、吸込口１０から流入した水を加圧し吐出口１１へ吐出する。

給水ポンプ３の吸込口１０は、レシーバタンク４の内部に連通しており、給水ポンプ３の吐出口１１は、逆止弁１２を通じて給水タンク４０に連通している。給水タンク４０は、ボイラ５０に連通している。給水タンク４０は図示しないポンプを備えており、このポンプの運転によって給水タンク４０内の水はボイラ５０に送られる。なお、給水タンク４０は省略されることもある。この場合は、レシーバタンク４内の水は給水ポンプ３によって直接ボイラ５０に送られる。

ボイラ５０は、蒸気管５１を通じて放熱器６０に連通しており、放熱器６０はスチームトラップ７０に連通している。スチームトラップ７０は放熱器６０の下流に配置されている。還水管８０の一端はスチームトラップ７０に接続され、還水管８０の他端はレシーバタンク４に設けられた還水入口部９に接続されている。スチームトラップ７０は還水管８０を通じて還水入口部９に連通し、還水入口部９はレシーバタンク４の内部に連通している。還水入口部９はストレーナ１３を備えており、還水管８０の管路は、還水入口部９並びにストレーナ１３を通じてレシーバタンク４の内部に連通している。

ボイラ５０内の水は、加熱されてその一部が蒸発し、蒸気となる。蒸気は、蒸気管５１を通って放熱器６０に送られる。放熱器６０では、放熱器６０内を流れる蒸気と外気との間で熱交換が行われ、これにより建物内が暖められる。熱交換によって蒸気の一部は、凝縮水となる。スチームトラップ７０は、蒸気雰囲気の中から凝縮水だけを排出して、蒸気を極力漏らさないという用途に用いられる自動弁の一種である。よって、凝縮水は、スチームトラップ７０を通過し、還水管８０に流入する。スチームトラップ７０を通過する際の凝縮水は、スチームトラップ７０より漏れてしまった極少量の水蒸気を含む。

真空ポンプ２が作動すると、レシーバタンク４内に真空が形成される。還水管８０は還水入口部９並びにストレーナ１３を通じてレシーバタンク４に連通しているので、還水管８０内の空気と凝縮水は、ストレーナ１３で濾過されて、レシーバタンク４内に吸引される。レシーバタンク４内に流入した凝縮水は、水Ｗｓとしてレシーバタンク４内に溜められる。レシーバタンク４内の水の温度は、ボイラ５０並びに放熱器６０からの還水であるため、６０℃から８０℃程度であり、レシーバタンク４内の上部には、水蒸気を含む空気が存在する気相空間Ｍが形成される。

レシーバタンク４内の圧力は、真空開閉器８によって検出される。この真空開閉器８は、真空ポンプ２に信号線を介して接続されている。真空開閉器８は、レシーバタンク４内の圧力が圧力上限値よりも高くなると、ＯＮ信号を真空ポンプ２に送信し、レシーバタンク４内の圧力が圧力下限値よりも低くなるとＯＦＦ信号を真空ポンプ２に送信する。圧力下限値は圧力上限値よりも低い値であり、圧力上限値は大気圧より低い値である（圧力下限値＜圧力上限値＜大気圧）。真空ポンプ２は、ＯＮ信号を受けたときに始動し、ＯＦＦ信号を受けたときに停止する。圧力下限値は、給水ポンプ３がキャビテーションを起こすことなく運転することができる圧力範囲に基づいて設定されている。また、レシーバタンク４内へ戻される還水の温度は、圧力下限値でも蒸発してしまわないように、水の蒸発温度と真空度に基づいて制限されている。

レシーバタンク４内の水位が後述する水位上限値以上に上昇して、給水ポンプ３が作動すると、レシーバタンク４内の水Ｗｓは給水ポンプ３によってレシーバタンク４から排出される。水Ｗｓは逆止弁１２を通って給水タンク４０に送られ、さらに給水タンク４０から図示しないポンプによってボイラ５０に送られる。ボイラ５０内の水は、図示しない熱源によって加熱され、蒸気を生成する。

レシーバタンク４内の水位は、水位開閉器５によって検出される。水位開閉器５は、給水ポンプ３に信号線を介して接続されている。水位開閉器５は、レシーバタンク４内の水位が水位上限値よりも高くなると、ＯＮ信号を給水ポンプ３に送信し、レシーバタンク４内の水位が水位下限値よりも低くなるとＯＦＦ信号を給水ポンプ３に送信する。水位下限値は水位上限値よりも低い値である（水位下限値＜水位上限値）。給水ポンプ３は、ＯＮ信号を受けたときに始動し、ＯＦＦ信号を受けたときに停止する。

図２は、図１の真空暖房ポンプ装置１の断面図である。真空暖房ポンプ装置１は、上述したレシーバタンク４、真空ポンプ２、給水ポンプ３、水位開閉器５、排気逆止弁７、真空開閉器８、還水入口部９、ストレーナ１３、および真空ブレーカ２０を備えている。真空暖房ポンプ装置１は、還水管８０並びに還水管８０の流路を遮断するバルブ（不図示）をさらに備えてもよい。

本実施形態では、真空ポンプ２は水封式真空ポンプである。図２に示すように、真空ポンプ２は、吸気口２３と、吐出口２２と、補給水オリフィス２４と、水封部２８とを備えている。レシーバタンク４内の上部には、気水分離室２１が設けられており、真空ポンプ２の吐出口２２は気水分離室２１に連通している。真空ポンプ２の吸気口２３は、レシーバタンク４内の気相空間Ｍに開口している。気相空間Ｍ内に存在する水蒸気を含んだ空気は、吸気口２３を通じて真空ポンプ２に吸引され、吐出口２２から気水分離室２１に向けて吐出される。

補給水オリフィス２４は、気水分離室２１に連通している。真空ポンプ２の運転に伴い、気水分離室２１内の水Ｗｐは補給水オリフィス２４を通じて真空ポンプ２の水封部２８内に吸い込まれる。給水ポンプ３の吐出口１１には補給水配管２５の一端が接続され、補給水配管２５の他端は、真空ポンプ２の吸気口２３に接続されている。給水ポンプ３内を流れる水の一部は補給水配管２５を通って吸気口２３に移送され、さらに水封部２８に供給される。なお、真空ポンプ２の運転時に真空ポンプ２の水封部２８に水が供給されているのであれば、補給水配管２５はなくてもよい。

気相空間Ｍ内に存在する蒸気を含んだ空気は、給水ポンプ３および気水分離室２１から供給された水とともに水封部２８に吸い込まれ、水封部２８内で圧縮され、そして水とともに吐出口２２から気水分離室２１に吐出される。空気は気水分離室２１内で水から分離される。空気は、排気逆止弁７を通じて気水分離室２１の外部へ放出される。一方、空気から分離された水は気水分離室２１に溜められる（符号Ｗｐ参照）。真空ポンプ２の運転中は、気水分離室２１内は大気圧とされる。

真空ブレーカ２０は、真空が形成されたレシーバタンク４内に大気を導入する装置であり、レシーバタンク４内の圧力が設定値よりも低いときに大気をレシーバタンク４内に導入するように構成されている。この真空ブレーカ２０は、レシーバタンク４内の過度な圧力低下を防止するために設けられている。真空ブレーカ２０は、レシーバタンク４内の気相空間Ｍに連通している。本実施形態では、真空ブレーカ２０は還水入口部９に接続されているが、真空ブレーカ２０がレシーバタンク４内の気相空間Ｍに連通している限り、真空ブレーカ２０の設置位置は特に限定されない。例えば、真空ブレーカ２０は、レシーバタンク４の上面に接続されてもよいし、レシーバタンク４の側面の上部に接続されてもよい。さらに、真空ブレーカ２０は還水管８０に接続されてもよい。

図３は、真空ブレーカ２０の一実施形態を示す模式図である。図３に示す真空ブレーカ２０は、レシーバタンク４内の圧力が真空ポンプ２の停止圧力である圧力下限値以下の第１の弁開圧力設定値よりも低いときに自動で開き、レシーバタンク４内の圧力が真空ポンプ２の始動圧力である圧力上限値以上の第１の弁閉圧力設定値よりも高いときに自動で閉じるアクチュエータ駆動型真空破壊弁である。この真空ブレーカ２０は、通気管３１、圧力センサ３２、および自動弁３３を備えている。自動弁３３は、電気的なアクチュエータによって弁体が駆動されるタイプの弁である。自動弁３３の例として電磁弁、電動弁などが挙げられる。

ここで、上述したように、気密性の高い還水管８０内の流体の体積が冷却で減少することによって、レシーバタンク４内の圧力が最低圧力よりも低下するのを防止するためには、真空ブレーカ２０は、還水管８０の真空を破壊する位置に設けられるとよい。言い換えると、還水管８０の静圧が過度に低下したら真空ブレーカ２０にて大気を導入するようにするとよい。ここで、例えば、レシーバタンク４の真空ポンプ２側の側面や吸気口２３付近に真空ブレーカ２０を設置すると、真空ポンプ２の吸引時の動圧をレシーバタンク４内の過度な圧力低下と誤検知してしまう虞がある。還水入口部９の最上部は、真空ポンプ２の吸気口２３より上部に位置しており、真空ポンプ２の吸引による流速の影響を受けにくい。更に、動圧を誤検知しないためには、真空ブレーカ２０は計測する流体（気相空間Ｍ内の空気）の流路と垂直に設置するとよい。よって、真空ブレーカ２０は、還水入口部９の上部に垂直に設置するとよい。より具体的には、還水入口部９の最上部より略垂直に通気管３１が分岐するように真空ブレーカ２０を設置するとよい。もしくは、真空ポンプ２の吸引による流速の影響を受けにくいレシーバタンク４の上壁もしくは還水管８０内の最上部に垂直に真空ブレーカ２０を設置するとよい。

通気管３１はレシーバタンク４内の気相空間Ｍに連通している。本実施形態では、通気管３１は還水入口部９に接続されている。一実施形態では、通気管３１は、レシーバタンク４または還水管８０に接続されてもよい。圧力センサ３２および自動弁３３は通気管３１に取り付けられており、圧力センサ３２および自動弁３３は通気管３１を通じて気相空間Ｍに連通している。自動弁３３は、圧力センサ３２に電気的に接続されており、圧力センサ３２からの信号に基づいて動作する。具体的には、圧力センサ３２は、レシーバタンク４内の圧力を測定し、圧力の測定値が第１の弁開圧力設定値以下のときに開信号を自動弁３３に発信し、圧力の測定値が第１の弁閉圧力設定値よりも大きいと判断したら閉信号を自動弁３３に発信する。自動弁３３は開信号を受けたときに開き、閉信号を受けたときに閉じるように構成されている。

ここで、第１の弁開圧力設定値ならびに第１の弁閉圧力設定値は任意の設定値であって、第１の弁開圧力設定値は、上述した圧力下限値以下である。また、第１の弁閉圧力設定値は、上述した圧力上限値以上とするとよい。すなわち、第１の弁開圧力設定値≦圧力下限値＜圧力上限値≦第１の弁閉圧力設定値＜大気圧とするとよい。

また、閉信号を自動弁３３に発信するタイミングは、第１の弁開圧力設定値を用いずに自動弁３３が開いてから所定時間継続した後でもよい。また、開信号または閉信号を自動弁３３に発信する際にはディファレンシャルを設け、自動弁３３の開閉動作のインチングを防止してもよい。

自動弁３３が開くと、真空ブレーカ２０を通じて大気がレシーバタンク４内に導入される。その結果、レシーバタンク４内の圧力が上昇して、圧力上限値以上となり、真空ポンプ２が運転する。このようにして、レシーバータンク４内の圧力を圧力上限値から圧力下限値までの間の適正な圧力に保つことができるため、レシーバタンク４内の水Ｗｓの沸点が下がってしまって、低温で沸騰するのを防止することができる。さらには、レシーバータンク４内の圧力は圧力下限値より低くなることはないので、給水ポンプ３の吸込側でのキャビテーションの発生を防止することができる。本実施形態によれば、外気温度や還水管８０の気密性や長さに影響を受けずに安定して真空暖房ポンプ装置１を運転することができる。

図４は、真空ブレーカ２０の他の実施形態を示す模式図である。図４に示す真空ブレーカ２０は手動式真空破壊弁である。この真空ブレーカ２０は、通気管３１、圧力センサ３２、警報器３５、および手動式開閉弁３６を備えている。通気管３１はレシーバタンク４内の気相空間Ｍに連通している。本実施形態では、通気管３１は還水入口部９に接続されている。一実施形態では、通気管３１は、レシーバタンク４または還水管８０に接続されてもよい。圧力センサ３２および手動式開閉弁３６は通気管３１に取り付けられており、圧力センサ３２および手動式開閉弁３６は通気管３１を通じて気相空間Ｍに連通している。

警報器３５は、圧力センサ３２に電気的に接続されており、圧力センサ３２からの信号に基づいて警報を発するように構成されている。より具体的には、圧力センサ３２は、レシーバタンク４内の圧力を測定し、圧力の測定値が圧力下限値以下の第２の弁開圧力設定値以下のときに開信号を警報器３５に発信し、圧力の測定値が第２の弁閉圧力設定値よりも大きいと判断したときに閉信号を警報器３５に発信する。警報器３５は、開信号を受けると、手動式開閉弁３６を開くことを促す警報を発する。さらに、警報器３５は、閉信号を受けると、手動式開閉弁３６を閉じることを促す警報を発するように構成されている。

ここで、第２の弁開圧力設定値ならびに第２の弁閉圧力設定値は任意の設定値であって、第２の弁開圧力設定値は、上述した圧力下限値以下である。また、第２の弁閉圧力設定値は、上述した圧力上限値以上とするとよい。すなわち、第２の弁開圧力設定値≦圧力下限値＜圧力上限値≦第２の弁閉圧力設定値＜大気圧とするとよい。

また、警報器３５への閉信号を発信するタイミングは、警報器３５への開信号を所定時間継続した後でもよい。

オペレータは、警報器３５から発せられる警報に基づいて手動式開閉弁３６を開くことで、真空ブレーカ２０を通じて大気をレシーバタンク４内に導入することができる。その結果、レシーバタンク４内の圧力が上昇する。

なお、上述した圧力センサ３２は、レシーバタンク４内の圧力が圧力下限値よりも低くなるとＯＦＦ信号を真空ポンプ２に送信する真空開閉器８と併用してもよい。一例として、レシーバタンク４内の圧力が圧力下限値よりも低い状態が所定の時間以上継続したら、真空開閉器８から自動弁３３もしくは警報器３５へ開信号を発し、その後、閉信号を発するとよい。

更には、レシーバタンク４内の水位にて自動弁３３もしくは警報器３５への開信号を判断してもよい。水位上限値より低い状態が所定の時間以上となった場合に自動弁３３もしくは警報器３５への開信号を発し、その後、閉信号を発するとよい。レシーバタンク４内の圧力が圧力下限値よりも低い状態が継続すると、レシーバタンク４内に給水されずに水位が上昇しない。そのため、レシーバタンク４内の水位および/または圧力を監視して、自動弁３３もしくは警報器３５への開信号を出力するとよい。

更には、図３の真空ブレーカ２０の圧力センサ３２に図４の警報機３５を追加してもよい。その場合、第１の弁開圧力設定値と第２の弁開圧力設定値は同じでもよいし、第１の弁開圧力設定値が第２の弁開圧力設定値より低くてもよい。第１の弁開圧力設定値が第２の弁開圧力設定値より低い場合、レシーバタンク４内の圧力が第２の弁開圧力設定値以下となったときに警報機３５にて警報を出力し、更に第１の弁開圧力設定値まで低下したら、自動弁３３を開くとよい。

一実施形態では、真空ブレーカ２０は、レシーバタンク４内の圧力が圧力下限値以下の第３の弁開圧力設定値以下のときに自動で開き、第３の弁閉圧力設定値よりも高いときに自動で閉じる機械式真空破壊弁であってもよい。機械式真空破壊弁は、電磁石や電動機などの電気的なアクチュエータを持たず、機械的な構成により自動的に開閉する弁である。このような機械式真空破壊弁は、市場で入手することができる。また、機械式真空破壊弁として真空逃し弁や真空調整弁を用いてもよい。

第３の弁開圧力設定値ならびに第３の弁閉圧力設定値は任意の圧力設定値であって、第３の弁開圧力設定値は、上述した圧力下限値以下である。また、第３の弁閉圧力設定値は、上述した圧力上限値以上とするとよい。すなわち、第３の弁開圧力設定値≦圧力下限値＜圧力上限値≦第３の弁閉圧力設定値＜大気圧とするとよい。

ここで、市販の機械式真空破壊弁の機構についての一例を記す。機械式真空破壊弁は、レシーバタンク４内に大気を遮断できる弁体と、弁体の開閉を調節する調節ばねと、調節ばねの力を調整する調節ねじとを備える。レシーバタンク４内の負圧が増し所定の真空度に近づくと、弁体を開弁させようとする気相空間Ｍの圧力と弁体を閉弁させようとする調節ばねの力がバランスして前漏れが起こり、さらに負圧が増すと弁体が開く。気相空間Ｍにおける負圧に応じて弁体の開度が変化し、大気の導入量を制御して、気相空間Ｍを所定の真空度に保持することができる。

また、機械式真空破壊弁は、調節ねじにて調節ばねの力を調整することによって、レシーバタンク４内の上記所定の真空度を調整することができる。本実施形態では、上記所定の真空度を圧力下限値以下の圧力（高い真空度）である第３の弁開圧力設定値に調整することによって、レシーバタンク４内の圧力は圧力下限値以上に保たれる。

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。

１ 真空暖房ポンプ装置
２ 真空ポンプ
３ 給水ポンプ
４ レシーバタンク
５ 水位開閉器
６ フロート
７ 排気逆止弁
８ 真空開閉器
９ 還水入口部
１０ 吸込口
１１ 吐出口
１２ 逆止弁
１３ ストレーナ
２０ 真空ブレーカ
２１ 気水分離室
２２ 吐出口
２３ 吸気口
２４ 補給水オリフィス
２５ 補給水配管
２８ 水封部
３１ 通気管
３２ 圧力センサ
３３ 自動弁
３５ 警報器
３６ 手動式開閉弁
４０ 給水タンク
５０ ボイラ
５１ 蒸気管
６０ 放熱器
７０ スチームトラップ
８０ 還水管
１０１ 真空暖房ポンプ装置
１０２ 真空ポンプ
１０３ 給水ポンプ
１０４ レシーバタンク
１４０ 給水タンク
１５０ ボイラ
１６０ 放熱器
１７０ スチームトラップ
１８０ 還水管
Ｍ 気相空間
Ｗｐ，Ｗｓ 水

Claims (9)

1. 建物内を暖房する真空暖房システムに使用される真空暖房ポンプ装置において、
   蒸気の凝縮によって生成された水を受けるレシーバタンクと、
   前記レシーバタンク内に真空を形成する真空ポンプと、
   前記レシーバタンクから水を排出する給水ポンプと、
   前記レシーバタンク内に大気を導入する真空ブレーカとを備えたことを特徴とする真空暖房ポンプ装置。
2. 前記真空ブレーカは、前記レシーバタンク内の圧力が設定値よりも低いときに大気を導入するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の真空暖房ポンプ装置。
3. 前記真空ブレーカの前記設定値は、前記レシーバタンク内の圧力の下限値以下であることを特徴とする請求項２に記載の真空暖房ポンプ装置。
4. 前記真空ブレーカは、前記レシーバタンクに接続されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の真空暖房ポンプ装置。
5. 前記真空ブレーカは、
   前記レシーバタンクの内部の圧力を測定する圧力センサと、
   前記圧力センサからの信号に基づいて動作する自動弁とを備えていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の真空暖房ポンプ装置。
6. 前記真空ブレーカは、
   前記圧力センサからの信号に基づいて警報を発する警報器をさらに備えていることを特徴とする請求項５に記載の真空暖房ポンプ装置。
7. 前記レシーバタンク内の圧力を検出する真空開閉器をさらに備え、
   前記真空ブレーカは、前記真空開閉器からの信号に基づいて動作する自動弁を備えていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の真空暖房ポンプ装置。
8. 前記真空ブレーカは、
   前記レシーバタンクの内部の圧力を測定する圧力センサと、
   前記圧力センサからの信号に基づいて警報を発する警報器と、
   手動式開閉弁を備えていることを特徴とする請求項１に記載の真空暖房ポンプ装置。
9. 前記真空暖房ポンプ装置は、前記蒸気の凝縮によって生成された水を前記レシーバタンクの内部に流入させるための還水入口部をさらに備えており、前記真空ブレーカは前記還水入口部の上部に垂直に設置されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の真空暖房ポンプ装置。

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