JP3141319U - 攪拌式貯湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】貯湯タンク内の温水全体を高温のまま均一に保つことにより、多くの温水を供給することができる攪拌式貯湯装置を提供する。
【解決手段】攪拌貯湯装置１は貯湯タンク２と攪拌用管３と内管と温水吸込み部６とからなる。攪拌用管３は、一端を貯湯タンク２に貫設した温水導入管部と下降用管部３ＢとＵ字型折り返し管部３Ｃと上昇用管部３Ｄと逆Ｕ字型折り返し管部３Ｅと温水吐出口部３Ｆとから長尺の管体状に形成し、上下方向に蛇行させて貯湯タンク２内に配設してある。内管は、上端縁を下降用管部３Ｂの内面に内接してある漏斗状流入口部と、攪拌用管３より小径で略Ｕ字状に形成した小径管部と、温水を放出する放出口部とから全体として略Ｕ字状に構成し、攪拌用管３内に内設してある。温水吸込み部６は、貯湯タンク２内の温水を攪拌用管３内に吸込むため下降用管部３Ｂの側面下方にスリット状に形成してある。
【選択図】図１

Description

本考案は、ホテル等において風呂や洗面所に温水を供給する循環式給湯システムに用いる攪拌式貯湯装置に関する。

一般に、ホテル等は風呂や洗面所の利用者に温水を常時提供するために貯湯タンクを含んだ循環式給湯システムを設置している。そして、ホテル等では常に大量の温水を提供する必要があるから貯湯タンクは大型のものを用いているが、大型の貯湯タンク内は、上部に高温水、中間部に中温水、下部には低温水が滞留して３層分離状態になる。そこで、高温水を利用者に提供するために貯湯タンクの上部に温水を供給するための配管を設け、上部に滞留している高温水のみを提供することが行われている。また、貯湯タンク内の上部に滞留している高温の温水を提供するために、貯湯タンク内の底から上部に温水流出管を延出し、又は、貯湯タンクの側面から上部に温水流出管を設けた密閉型貯湯装置がある（特許文献１）。
特開２００６−２０７９９３号公報

しかし、上述の密閉型貯湯装置は、貯湯タンク内の上部に滞留する高温水を利用者に提供することはできるが、貯湯タンク内の温水は上部が高温、中間部が中温、下部が低温となっている３層分離状態のままであるので、提供することができる高温水の量に限界があり、多数の利用者に同時に又は連続的に大量の温水を提供することができない。したがって、大量の高温水を利用者に提供するためには大型の貯湯タンクを用いるか、又は、貯湯タンクを複数設置する必要があり、イニシャルコストがかかるという問題がある。また、頻繁に温水を加熱する必要があるから燃料コストが嵩むという問題もある。また、温水供給用配管を貯湯タンク上部に設けると温水中に含まれる空気、塩素等が気泡状に分離して温水供給用配管に混入し、配管が腐食するという問題がある。

本考案は上述した従来技術の欠点に鑑みなされたもので、貯湯タンク内の温水全体を高温のまま均一に保つことにより貯湯タンクを大型にすることなく効率よく、より多くの温水を供給することができる攪拌式貯湯装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために構成された本考案の手段は、温水を貯蔵する貯湯タンクと、下降用管部及び上昇用管部をＵ字型折り返し管部及び逆Ｕ字型折り返し管部により連通して構成し、該貯湯タンク内に設けられてボイラーから一端側に供給される温水を他端の温水吐出口部から吐出する攪拌用管と、該攪拌用管より小径の小径管部の一端は攪拌用管の内面に内接する漏斗状流入口部になり、他端は攪拌用管内に開口する放出口部になった内管と、該内管と前記攪拌用管との隙間に形成される流路に連通して該攪拌用管に設けられ、前記貯湯タンク内の温水を該流路内に吸引する温水吸込み部とから構成したことにある。

そして、温水吐出口部は、温水を下向きに吐出するように下向きに開口させるとよい。

また、前記温水吸込み部は、温水吸込み口が下向きに開口する管体からなり、該温水吸込み口を前記貯湯タンク内の下部に位置させて設けるとよい。

また、前記温水吐出口部にエゼクタを設けるとよい。

また、前記貯湯タンクには、上部に空気抜き弁を設け、該空気抜き弁より下の位置に温水を外部に供給するための温水取り出し口を設けるとよい。

さらに、前記攪拌用管は長尺に形成し、前記貯湯タンク内の上部、中間部、下部に渡って配設するとよい。

本考案は、上述の構成とすることにより以下の諸効果を奏する。
（１）貯湯タンク内にボイラーからの高温水を吐出する攪拌用管を設けることにより、貯湯タンク内の温水を攪拌するようにしたから、温水の温度を高温のまま均一化することができ、大量の高温水を提供することができる。
（２）貯湯タンク内の温水を高温のまま均一化して大量の高温水を供給することができ、供給量を増やすために貯湯タンクを大型化したり、複数設ける必要がなく、また、温水供給量を減少させることなく貯湯タンクを小型化することができるから、イニシャルコスト及びランニングコストを削減することができる。
（３）貯湯タンク内の温水を攪拌することにより、温水の温度を高温のまま均一化することができるから、燃料コストを削減することができる。
（４）攪拌用管内に小径の内管を内設し、攪拌用管と内管との間の流路に連通する温水吸込み部を設けたことによりベンチュリ効果を利用して貯湯タンク内の温水を攪拌用管内に吸引するようにしたから、貯湯タンク内に攪拌用の羽根、モーター等を設ける必要がないので構造が単純で故障がないし、メンテナンスが容易である。
（５）温水吐出口部は、温水を下向きに吐出するように下向きに開口させることにより、ボイラーで加温された高温水が貯湯タンク内下部に行き渡るようにしたから、貯湯タンク内下部に低温水が滞留するのを防ぐことができる。
（６）温水吸込み部は、温水吸込み口が下向きの管体からなり、温水吸込み口が貯湯タンク内の下部に位置するように設けることにより、貯湯タンク内の下部の温水を攪拌用管内に吸引するようにしたから、低温水が滞留する貯湯タンク下部を十分に攪拌し、温水の温度を高温のまま均一化することができる。
（７）温水吐出口にエゼクタを設けることにより、貯湯タンク上部及び中間部の温水を吸引して高温水と混合して下部に吐出するようにしたから、低温水が滞留する貯湯タンク内を十分に攪拌して温水の温度を均一化することができる。
（８）貯湯タンクの上側に空気抜き弁を設け、下側に温水取出し口を設けることにより、温水中に含まれる空気、塩素等の気体は空気抜き弁により貯湯タンク外に排出され、下側に設けた温水取出し口に混入しないようにしたから空気、塩素等によって配管が腐食するのを防止することができる。
（９）攪拌用管は長尺に形成し、貯湯タンク内の上部、中間部、下部に渡って配設することにより、ボイラーからの高温水で加温された攪拌用管と貯湯タンク内の温水の接触面積を増やしたから、熱交換で効率よく温水を加温することができる。

以下、本考案の実施の形態を図面に基き説明する。図において、１は本考案に係る攪拌式貯湯装置を示す。２は、該攪拌貯湯装置１を構成し、温水を貯めるための金属製の密閉型の貯湯タンクを示し、該貯湯タンク２は円形の底部２Ａと胴部２Ｂと頂部２Ｃとからなっている。３は、該貯湯タンク２内に設けた攪拌用管を示す。該攪拌用管３は、一端を貯湯タンク２の胴部２Ｂに液密状態で外側に貫設し、後述する１次側循環配管１１からの温水を貯湯タンク２内に導入する温水導入管部３Ａと、該温水導入管部３Ａ内を流通する温水が下降する下降用管部３Ｂと、下降した温水を上昇方向に反転させるＵ字型折り返し管部３Ｃと、反転した温水が上昇する上昇用管部３Ｄと、上昇した温水を下降方向に反転させる逆Ｕ字型折り返し管部３Ｅと、反転した温水を貯湯タンク２内に下方向に吐出する温水吐出口部３Ｆとから構成した長尺の管体状に形成してある。そして、攪拌用管３は、上下方向に蛇行させることにより貯湯タンク２内の上部、中間部、下部に渡って配設してある。なお、図１において、攪拌用管３は貯湯タンク２内に４本設けているが、貯湯タンク２内に設ける攪拌用管３の数は４本に限られず、温水を十分に攪拌できるように貯湯タンク２の大きさに合わせて適宜１又は複数本設けるとよい。

図２は、攪拌用管３の縦断面を示す図であり、４は攪拌用管３に内設した内管を示す。該内管４は、下方に向かって狭窄する漏斗状に形成し、上端縁を前記下降用管部３Ｂの内面に内接してある漏斗状流入口部４Ａと、攪拌用管３より小径の管からなり、一端が該漏斗状流入口部４Ａに連設して、略Ｕ字状に形成した小径管部４Ｂと、該小径管部４Ｂ内を流動する温水を上方向に放出する放出口部４Ｃとから全体として略Ｕ字状に構成してある。そして、内管４はＵ字型折り返し管部３Ｃを介して、下降用管部３Ｂから上昇用管部３Ｄにかけてその略中心に位置するように内設してあり、これにより攪拌用管３と内管４との間には略Ｕ字状の流路５が形成されている。

６は貯湯タンク２内の温水を攪拌用管３内に吸込むための温水吸込み部を示す。該温水吸込み部６は前記流路５と連通するように下降用管部３Ｂの側面下方にスリット状に形成してあり、貯湯タンク２の下部に滞留している温水を攪拌用管３内に吸い込む働きをする。

７は貯湯タンク２の頂部２Ｃに設けた空気抜き弁を示す。該空気抜き弁７は、貯湯タンク２内で気泡状に分離発生する温水中の空気、塩素等を貯湯タンク２外へ排出するためのものである。８は、貯湯タンク２の底部２Ａに設けてある温水取り出し口を示す。該温水取り出し口８は後述する２次側循環配管２０と接続してあり、温水取り出し口８、２次側循環配管２０を介して貯湯タンク２内の温水が利用者に供給される。なお、空気抜き弁７は、貯湯タンク２の頂部２Ｃに限られないが、温水取り出し口８より上部であることが必要である。また、温水取り出し口８は貯湯タンク２の底部２Ａに限られず、空気抜き弁７より下部であればどこに設けてもよい。空気抜き弁７より下に温水取り出し口８を設けることにより、空気、塩素等が温水取り出し口８に混入して配管を腐食させるのを防止することができる。

図３は、攪拌式貯湯装置１を含む循環式給湯システムの構成を示す。１１は、一端を前記貯湯タンク２に接続し、他端を前記温水導入管部３Ａに接続してある１次側循環配管を示す。１２は、該１次側循環配管１１の戻り管部１１Ａに設け、１次側循環配管１１内を流動する温水を加温するためのボイラーを示す。１３は、１次側循環配管１１に設けることにより温水を１次側循環配管１１と貯湯タンク２との間で循環させるための１次側循環ポンプである。

１４はボイラー１２の手前で１次側循環配管１１の戻り管部１１Ａと送り管部１１Ｂとの間に接続してあるバイパス管を示す。該バイパス管１４は、貯湯タンク２から１次側循環配管１１を流動する温水をボイラー１２で加温することなく攪拌用管３に流動させるためのものである。１５は１次側循環配管１１とバイパス管１４の接続部分に設けてある電磁式の切換弁を示す。該切換弁１５は制御手段１６を介して貯湯タンク２内に設けてある温度センサー１７と電気的に接続してあり、該温度センサー１７が貯湯タンク２内の温水の温度を検出し、その検出結果によって制御手段１６が切換弁１５を開閉することにより、温水をボイラー１２へ送るか、バイパス管１４に送るかの制御を行う。

１８は補給水を貯えた補給水槽を示し、該補給水槽１８は補給水管１９を介して１次側循環配管１１の送り管部１１Ｂに接続してある。利用者への供給により貯湯タンク２内の温水が減少した場合、該補給水管１９を通じて水が補給される。このようにして、温水を加温して循環させるための１次側の回路が構成してある。

２０は一端を前記温水取り出し口８に接続し、他端を貯湯タンク２に接続してある２次側循環配管を示す。２１は給湯箇所として該２次側循環配管２０に設けてある蛇口を示し、温水は該蛇口２１を介して利用者に供給される。また、２次側循環配管２０には温水を循環させるための２次側循環ポンプ２２が設けてある。このようにして２次側の回路が構成してある。

本実施の形態は上述の構成からなっており、次にその作用について説明する。
貯湯タンク２内の温水は２次側循環ポンプ２２の働きによって貯湯タンク２、温水取り出し口８及び２次側循環配管２０間を循環し、蛇口２１から利用者に提供される。

そして、同時に１次側循環ポンプ１３の働きによって、貯湯タンク２、１次側循環配管１１、ボイラー１２及び攪拌用管３間を温水が循環する。

なお、貯湯タンク２内に設けてある温度センサー１７が常に貯湯タンク２内の温水の温度を検出し、温度が設定温度よりも低い場合は、制御手段１６が切換弁１５のバイパス管１４側を閉塞し、温水がボイラー１２に流入するようにする。そして、ボイラー１２で高温に加温された高温水は攪拌用管３を通じて貯湯タンク２に流入し、貯湯タンク２内の温水の温度を上げることができる。逆に、貯湯タンク２内の温度が設定温度よりも高い場合は、制御手段１６が切換弁１５のボイラー１２側を閉塞してボイラー１２への送水を閉止し、温水がバイパス管１４に流入するようにする。これにより温水はボイラー１２で加温されずに攪拌用管３から貯湯タンク２に流入し、貯湯タンク２内の温水の温度を下げることができる。

更に、蛇口２１から温水を利用者に供給することによって、貯湯タンク２内の温水が減少した場合は、補給水槽１８の補給水を補給水管１９を通じてタンク戻側管１３に流入させ、貯湯タンク２内の温水量を確保することができる。

次に、攪拌用管３の作用について説明する。ボイラー１２で加温され、１次側循環配管１１から攪拌用管３の温水導入管部３Ａに流入した高温水は、下降用管部３Ｂ内を下降し、漏斗状流入口部４Ａから内管４に流入する。そして、小径管部４Ｂ内を流動した高温水は放出口部４Ｃから上昇用管部３Ｄ内に上向きに放出される。内管４は攪拌用管３より小径に形成してあるから、内管４内を流動する高温水の流速が増し、ベンチュリ効果によって圧力が低下する。そうすると、減圧になった状態で放出口部４Ｃから放出された高温水の流れに流路５内の温水が吸い上げられて流れ込み、さらに流路５と連通するように形成してある温水吸込み部６から貯湯タンク２内の下部に滞留している温水が流路５内に吸込まれ、放出口部４Ｃから放出された高温水と混合して上昇用管部３Ｄから逆Ｕ字型折り返し部３Ｅ内を流動し、温水吐出口部３Ｆから貯湯タンク２内の下部に向かって吐出される。

このようにして、貯湯タンク２内の下部に滞留している温水を攪拌用管３内に吸込んでボイラー１２で加温した高温水と混合し、温水吐出口部３Ｆから貯湯タンク２内の下部方向に吐出することによって貯湯タンク２内の温水を確実に攪拌し、温水の温度を均一化し、貯湯タンク２の上部が高温、中間部が中温、下部が低温と３層分離状態になるのを防止することができる。

また、攪拌用管３内をボイラー１２で加温した高温水が流動することにより、攪拌用管３自体が加温される。さらに、攪拌用管３は長尺に形成してあり、貯湯タンク２内の上部、中間部及び下部に渡って配設してあるから、貯湯タンク２内の温水との接触面積が増加し、熱交換により貯湯タンク２内の温水を加温することができる。

上述のようにして貯湯タンク２内の温水を攪拌し、温度の均一化を図ることができるから、温水取り出し口８を貯湯タンク２の下部に設けても温度の高い温水を利用者に供給することができる。また、空気抜き弁７を貯湯タンク２の頂部２Ｃに設け、温水取り出し口８を貯湯タンク２の底部２Ａに設けることにより、空気、塩素等は空気抜き弁７から貯湯タンク２外に排出され、温水取り出し口８に混入することがなく、配管が腐食するのを防止することができる。

図４及び図５は本考案の第２の実施の形態を示す。なお、本実施の形態及び後述する他の実施の形態において、第１の実施の形態の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付して援用し、その説明を省略する。図において、３１は略逆さＬ字型の管からなる温水吸込み部を示す。該温水吸込み部３１は下向きの吸込み口３２が貯湯タンク２内の下部に位置するように、下降用管部３Ｂの側面下部に設けることで前記流路５と連通している。

本実施の形態は上述の構成からなり、温水吸込み部３１を吸込み口３２が貯湯タンク２内下部で下向きになっている管で構成したことにより、貯湯タンク２内下部に滞留する温水を確実に攪拌用管３内に吸込み、低温水が貯湯タンク２下部に滞留するのを防いで、温水を十分に攪拌し、温度の均一化を図ることができる。

図６及び図７は本考案の第３の実施の形態を示す。図において、４１は円筒状に形成したエゼクタを示す。該エゼクタ４１は、前記温水吐出口部３Ｆよりも大径に形成してあり、温水吐出口部３Ｆの先端側に空隙を存して外嵌してある。これにより、エゼクタ４１と温水吐出口部３Ｆとの間に環状の吸引口４２が形成される。

本実施の形態は上述の構成からなり、エゼクタ４１を設けて温水吐出口部３Ｆとの間に吸引口４２を形成したことにより、温水吐出口部３Ｆからエゼクタ４１内に下向きに温水が吐出されると、下向流によるエゼクタ効果によって吸引口４２からエゼクタ４１の周囲の温水がエゼクタ４１内に吸引される。そして、温水吐出口部３Ｆから吐出された高温水と吸引された温水が混合して貯湯タンク２内下部に向かって吐出されることにより、貯湯タンク２の上部、中間部に滞留している温水を貯湯タンク２の下部に吐出して行き渡らせることができ、貯湯タンク２内の温水を十分に攪拌して、温度の均一化を図ることができる。

攪拌式貯湯装置の貯湯タンクの内部を示す断面斜視図である。 攪拌用管の縦断面図である。 攪拌式貯湯装置を含む循環式給湯システムの構成図である。 図４及び図５は第２の実施の形態に係り、図４は攪拌式貯湯装置の貯湯タンクの内部を示す断面斜視図である。 攪拌用管の縦断面図である。 図６及び図７は第３の実施の形態に係り、図６は攪拌式貯湯装置の貯湯タンクの内部を示す断面斜視図である。 攪拌用管の縦断面図である。

符号の説明

１ 攪拌式貯湯装置
２ 貯湯タンク
３ 攪拌用管
３Ｂ 下降用管部
３Ｃ Ｕ字型折り返し管部
３Ｄ 上昇用管部
３Ｅ 逆Ｕ字型折り返し管部
３Ｆ 温水吐出口部
４ 内管
４Ａ 漏斗状流入口部
４Ｂ 小径管部
４Ｃ 放出口部
５ 流路
６ ３１ 温水吸込み部
７ 空気抜き弁
８ 温水取り出し口
１２ ボイラー
３２ 温水吸込み口
４１ エゼクタ

Claims (6)

1. 温水を貯蔵する貯湯タンクと、下降用管部及び上昇用管部をＵ字型折り返し管部及び逆Ｕ字型折り返し管部により連通して構成し、該貯湯タンク内に設けられてボイラーから一端側に供給される温水を他端の温水吐出口部から吐出する攪拌用管と、該攪拌用管より小径の小径管部の一端は攪拌用管の内面に内接する漏斗状流入口部になり、他端は攪拌用管内に開口する放出口部になった内管と、該内管と前記攪拌用管との隙間に形成される流路に連通して該攪拌用管に設けられ、前記貯湯タンク内の温水を該流路内に吸引する温水吸込み部とから構成してなる攪拌式貯湯装置。
2. 前記温水吐出口部は、温水を下向きに吐出するように下向きに開口させてあることを特徴とする請求項１記載の攪拌式貯湯装置。
3. 前記温水吸込み部は、温水吸込み口が下向きに開口する管体からなり、該温水吸込み口を前記貯湯タンク内の下部に位置させて設けてあることを特徴とする請求項１又は２記載の攪拌式貯湯装置。
4. 前記温水吐出口部に、エゼクタを設けてあることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の攪拌式貯湯装置。
5. 前記貯湯タンクには、上部に空気抜き弁を設け、該空気抜き弁より下の位置に温水を外部に供給するための温水取出し口を設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の攪拌式貯湯装置。
6. 前記攪拌用管は、長尺に形成し、前記貯湯タンク内の上部、中間部、下部に渡って配設してあることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の攪拌式貯湯装置。

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