JP3387261B2 - 空気分離器及びボイラ - Google Patents

空気分離器及びボイラ

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JP3387261B2
JP3387261B2 JP07303295A JP7303295A JP3387261B2 JP 3387261 B2 JP3387261 B2 JP 3387261B2 JP 07303295 A JP07303295 A JP 07303295A JP 7303295 A JP7303295 A JP 7303295A JP 3387261 B2 JP3387261 B2 JP 3387261B2
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  • Details Of Fluid Heaters (AREA)
  • Degasification And Air Bubble Elimination (AREA)
  • Filtration Of Liquid (AREA)

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、密閉式温水回路をも
つ温水ボイラなどに使用される空気分離器である。
【0002】
【従来の技術】密閉式温水回路のボイラでは、ポンプに
空気を含まない温水を流す必要がありその従来の技術と
して特開平5−192510に示されるような空気分離
器が知られており、図6にその断面図を示す。
【0003】ボイラの構成を図4により、ポンプ5の部
分を図5により、又空気分離器4の部分をを図6により
説明する。図4においてボイラ1は、燃焼装置2と熱交
換器3と空気分離器4とポンプ5と、これらをつなぐ配
管7、8、9a、9bから構成されている。そして空気
分離器4の上部には11空気抜き弁および安全弁12が
設けられている。なお、実際の使用では配管9aと9b
との間に放熱器6が接続されている。ボイラ1を運転す
ると、回路中の水は燃焼装置2と熱交換器3により加熱
されて温水となり空気分離器4へ入り温水中の空気を抜
き、ポンプ5により放熱器6へ送られて循環し部屋等を
暖房するものである。
【0004】次にポンプ5を図5により説明をする。図
5に於てポンプ5はモータ13のロータ14の軸15に
インペラ16が取り付けられており、軸15は軸受17
により支持されている。ステータ18は金属シール部材
19にて水と接触しない構造となっている。ロータとス
テータとの間には約0.2mmの隙間20を有してい
る。この隙間20及び軸受17の部分は温水で満たされ
ており、温水は軸受の潤滑の働きをしている。インペラ
16を有するポンプ部分21は空気分離器4と連通する
吸い込み口22と、放熱器6に連通する吐出口23を有
している。温水はポンプ5を運転するとインペラ16の
回転により吸い込み口22からインペラ16を通って吐
出口23から吐出される。
【0005】次に空気分離器4について図6により説明
する。図6に示すように容器本体24(この場合は一体
構造となっている)の側面に温水入口25を、底部に温
水出口26を、上部には11空気抜き弁および安全弁1
2に連通する連通口27を有している。なお、温水入口
25は熱交換器3に、温水出口26はポンプ5の吸い込
み口22に連通している。容器本体24の大きさは温水
入口25の内径より数倍大きくなっている。
【0006】上記のように構成された空気分離器4は、
温水が温水入口25より容器本体24内に流入すると温
水入口25より本体容器24の直径が大きいため、温水
の流速が下がり、温水に混じっている空気が上の方へ浮
上して温水から空気が分離される。分離された空気は空
気抜き弁より本体容器外へ放出される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例の空気分離
装置は、本体容器が大きく、また空気の分離は出来て
も、温水の中に混入している異物(ゴミや砂や鉄屑や鉄
さびなどをいう)が、除去出来ずポンプのモータの寿命
を短くするという課題があった。
【0008】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、温水に混入している空気だけでなく、
異物を除去してこれらがポンプの軸受やロータ等の周辺
に付着するのを防止して、軸受やモータの寿命を長くす
るものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明はポンプの吸い込
み側に接続され、温水中の空気を分離する空気分離器で
あって、前記空気分離器は本体容器と、前記本体容器の
開口部を閉じる蓋と、前記本体容器の内部に設けられた
フィルタとからなり、前記本体容器は下部に温水出口
を、側面部には温水入口を、上部には前記開口部を有
し、前記蓋は空気抜き用の連通孔を有し、前記フィルタ
は一方の端が前記蓋の連通孔の周辺を、他方の端が前記
本体容器の温水出口の周辺を囲うように筒状に設けたも
のである。
【0010】また、ポンプの吸い込み側に接続され、温
水中の空気を分離する空気分離器であって、前記空気分
離器は本体容器と、前記本体容器の開口部を閉じる蓋
と、前記本体容器の内部に設けられたフィルタとからな
り、前記本体容器は下部に温水出口を、側面部には温水
入口を、上部には前記開口部を有し、前記蓋は空気抜き
用の連通孔を有し、かつ、材質を合成樹脂として、前記
フィルタを前記連通孔を囲むように一体成形にて設けた
ものである。
【0011】また、フィルタに本体容器の温水入口より
上に位置する部分に遮蔽板を設けたものである。
【0012】また、フィルタに異物受けを設けたもので
ある。
【0013】また、フィルタに磁力吸着手段を設けたも
のである。
【0014】さらに、燃焼装置により加熱され水を温水
とする熱交換器と、温水から空気を抜く空気分離器と、
この空気分離器で空気を抜かれた温水を放熱器に送るポ
ンプとを有するものである。
【0015】
【作用】本発明によれば、空気分離器に温水入口より入
った温水はフィルタに当ることにより流速が落ち温水中
の空気は上昇して温水から分離する。また、温水中に混
入している異物は、フィルタにより除去され空気分離器
内に残りポンプの軸受部分やモータ部分に付着すること
を防止する。
【0016】また、本発明によれば空気分離器の蓋を取
り外す時、フィルタも一緒に本体容器より取り出すこと
ができる。
【0017】また、本発明によれば、空気分離器内に入
る温水はフィルタに衝突したとき上へ噴き上がるのを押
える。
【0018】また、本発明によれば、空気分離器に入っ
た温水中に混入している異物は、フィルタにより除去さ
れ空気分離器の下方に落下してくるので、これを受けて
堆積させることによりフィルタを取り出すとき堆積物を
残さず取り出すことができる。
【0019】また、本発明によれば、温水中に混入して
いる異物の中でもフィルタで除去できない小さな鉄屑や
鉄の錆を磁力によって吸着して除去できる。
【0020】さらに、本発明によれば、温水入口より入
った温水はフィルタに当ることにより流速が落ち温水中
の空気は上昇して温水から分離し、温水中に混入してい
る異物は、フィルタにより除去されてポンプの軸受部分
やモータ部分に付着しない空気分離器を備えたボイラと
なる。
【実施例】実施例1. 図1はこの発明の一実施例を示す空気分離器の構成断面
図である。図4はこの発明の空気分離器を使用した密閉
式温水回路のボイラの構成図である。なお、図4につい
ては従来技術で説明したので実施例では詳細な説明は省
略する。図に於て、1はボイラ本体で空気分離器4の本
体容器30の部分を覆っている。本体容器30は断面が
円形状の容器で、上部にフィルタ40の出し入れがで
き、蓋33が嵌合できる開口部と、開口部の周辺に蓋3
3を締め付けできるねじ穴31aを設けたフランジ32
を、下方の底部には温水出口26を、側面には温水入口
25を有している。温水出口26は配管7によりポンプ
5の吸い込み口に連通し、温水入口25は熱交換器3に
連通している。
【0021】蓋33には本体容器30に勘合する嵌合部
34に外部へ水漏れを防ぐシール35を装着した溝36
と、本体容器30に固定するためのねじ37を締め付け
る穴31bとを有し、また、中央部の外部には空気抜き
弁11と安全弁12を接続するためのねじ部38を設
け、ねじ部38の中心には本体容器30と連通する連通
孔27を有し、内側になる連通孔27の周縁にはフィル
タ40の固定部39を設けている。蓋33は合成樹脂製
でフィルタ40を一体成形で固定部39にて固定してい
る。蓋33を合成樹脂製にしてフィルタ40を一体成形
にすることにより固定が安定するとともに高い強度が得
られ、製作上固定する工程及び部品が特別必要なく、生
産性が高くなる。なお、固定部39は一体成形で固定す
る他にフィルタ40が挿入できる溝状の嵌合部を設けて
はめ込み式にする方法も可能である。
【0022】フィルタ40は50〜70メッシュのステ
ンレス鋼又は銅金属製金網で両端に開口を持つ筒状に成
形され、一方の端部は蓋33の固定部39に保持され、
もう一方の端部にはフランジ状の異物受け41が設けて
ある。異物受け41の外周端部42は上方に折り曲り皿
状となって、異物を受けるようになっている。異物受け
41はフィルタ40と同じ金網又は別の金属板又は合成
樹脂など別部品で構成したものをフィルタ40にカシ
メ、溶接、接着等で固定する。外周端部42の外径寸法
は本体容器30の内径より0.4mmから0.8mm小さい
寸法としている。この寸法は異物受け41の外径と本体
容器30の内径との間のスキマをできるだけ小さくする
ことにより分離された異物をスキマに落さず受けること
ができ、またメンテナンス時の出し入れを容易にできる
ものである。
【0023】43は遮蔽板で、ステンレス鋼又は銅金属
製の薄板を断面がL形でフィルタ40の外周形状に合わ
せて図2のように曲げて成形したもので、フィルタ40
の外周にカシメ、溶接、等により固定される。遮蔽板の
展開長さはフィルタ40の外周の略1/2の範囲におよ
ぶものである。固定される位置は本体容器30に取り付
けたとき、温水入口25の内径の最上部より上になる位
置である。
【0024】44は磁石で、表面にメッキまたは樹脂コ
ーティングが防錆のため処理されている。フィルタ40
の内周にワイヤでの縛り、接着等により複数の箇所に固
定している。磁石の形状はフィルタ40の内周に合わせ
て断面形状が丸形、四角形のリング状または棒状とす
る。上記の他に、棒状または十字形の磁石(図3)を温
水出口26の近くのフィルタの内側に設ける方法や、リ
ング状の磁石をフィルタの外周に固定する場合もある。
磁石をフィルタの外周に固定した場合は、付着した鉄粉
などの除去が容易にできる。
【0025】上記のように構成された空気分離器は、温
水が25の入口より流入すると、温水はフィルタ40に
衝突する。この衝突により水流はフィルタの内側に入る
流れとフィルタの外周方向へ流れるものとに分かれなが
ら弱くなり減速される。この減速により温水中の空気は
上昇して水面の上へ出て空気抜き弁11より本体容器3
0の外へ放出される。また空気の他に温水中に含まれる
異物などはフィルタ40により分離されフィルタと本体
容器30の内側との間に残り、フィルタ40の下方にあ
る異物受け41に落ちて堆積する。
【0026】このように、温水はフィルタで流速が減速
され空気や異物などが分離されて、フィルタ40の内側
から本体容器30の温水出口26を通ってポンプ5に流
れていく。空気や異物がないためポンプの軸受に対して
空気や異物などの影響による軸受摩耗の進行等がなく軸
受寿命が長くなる。また、モータのロータとステータと
の間に詰まって回転ロックなどの不具合を防止すること
ができる。
【0027】また、温水の水面は温水入口25の内径の
最上部より若干上に維持してあるが温水が25の入口よ
り流入してフィルタに衝突したとき、上方に噴き上がり
が生じる。噴き上がりが生じると空気の巻き込みが起こ
り易く分離が不十分になる。遮蔽板43はこの噴き上が
りを防ぐもので、温水がこの遮蔽板43に当って押えら
れ、噴き上がることなく、流速を低下させて空気の分離
を良くすることによりモータの軸受寿命を長くすること
ができる。
【0028】また、大きな大部分の異物はフィルタ40
で分離できるが、分離できない微細な鉄屑や鉄さびなど
はフィルタの内側を通過するとき磁石に吸着させて分離
する。このように、磁石で微細な鉄屑や鉄さびなどが温
水から分離されることにより、より軸受に対する悪影響
がなくなり軸受寿命を長くし、また、モータのロータや
ステータに鉄屑や鉄錆が付着せずモータの回転ロックな
どの不具合を防ぐことができる。
【0029】また、長時間運転を続けるとフィルタ40
および磁石には異物が堆積して来るので定期的に掃除を
すことが必要となる。掃除は蓋33を締め付けているね
じ37を緩め蓋33を取り外すことにより、フィルタ4
0も同時に取り出すことができる。また、そのとき異物
受け41が皿状になっているので堆積したものをこぼさ
ず取り出すことができ、メンテナンス作業が容易に行う
ことができる。
【0030】
【発明の効果】このように本発明によれば、筒状のフィ
ルタを空気分離器の内部に温水出口を囲むように設けた
ので、フィルタに水流が衝突することにより流速が落ち
空気が分離でき、また、温水中の異物も除去でき、ポン
プの軸受寿命を長くすることができる。また、空気分離
器の本体容器の大きさが小さくできる効果がある。
【0031】また、フィルタを蓋に一体成形などで固定
したことにより、蓋を取り外すことによりフィルタを同
時に取り出すことができるためメンテナンスが容易にで
きる。
【0032】また、フィルタに遮蔽版を設けたことによ
り、空気分離器内の温水の噴き上がりを押えることが出
来るので空気の巻き込みがなく、空気の分離が十分にで
きポンプの軸受寿命を長くすることができる。
【0033】また、フィルタに異物受け部を設けたこと
により、分離されて堆積した異物をこぼすことなく取り
出すことができ、メンテナンスが容易にできポンプの寿
命を長くすることができる。
【0034】また、フィルタに磁力吸着手段を設けたこ
とによりフィルタで除去できない微細な鉄屑や鉄錆など
を除去出来るので、よりモータの寿命を長くすることが
出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の空気分離器の断面図である。
【図2】遮蔽板の平面図である。
【図3】網状エレメントに固定する磁石の別の形状を示
す外観図である。
【図4】空気分離器が使用されるボイラの構成図であ
る。
【図5】空気分離器に接続されるポンプの断面図であ
る。
【図6】従来の温水密閉回路に使用される空気分離器の
断面図である。
【符号の説明】
4 空気分離器 30 本体容器 33 蓋 40 フィルタ 41 異物受け 43 遮蔽板 44 磁石
フロントページの続き (72)発明者 市岡 知志 岐阜県中津川市駒場町1番3号 三菱電 機株式会社 中津川製作所内 (56)参考文献 特開 昭59−228849(JP,A) 特開 昭61−278308(JP,A) 特開 昭60−236662(JP,A) 実開 昭57−35807(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01D 19/00 - 19/04

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】容器と、 前記容器の側面に設けられた温水入口と、 前記容器の上部に設けられた連通孔と、 筒状のフィルタとを有し、 前記フィルタは、一端の開口が前記連通孔と連通するよ
    うに前記上部に固定され、他端の開口が前記温水入口よ
    りも下方に位置することを特徴とする空気分離器。
  2. 【請求項2】容器と、 前記容器の側面に設けられた温水入口と、 前記容器の上部の合成樹脂製の蓋に設けられた連通孔
    と、 筒状のフィルタとを有し、 前記フィルタは、一端の開口が前記連通孔と連通するよ
    うに前記上部に固定され、他端の開口が前記温水入口よ
    りも下方に位置することを特徴とする空気分離器。
  3. 【請求項3】フィルタは、異物受けを有することを特徴
    とする請求項1乃至請求項3いずれか記載の空気分離
    器。
  4. 【請求項4】フィルタは、磁力吸着手段を有することを
    特徴とする請求項1乃至請求項4いずれか記載の空気分
    離器。
  5. 【請求項5】燃焼装置により加熱され水を温水とする熱
    交換器と、 前記温水から空気を抜く請求項1乃至請求項5いずれか
    記載の空気分離器と、 前記空気分離器で空気を抜かれた温水を放熱器に送るポ
    ンプとを有するボイラ。
JP07303295A 1995-03-30 1995-03-30 空気分離器及びボイラ Expired - Fee Related JP3387261B2 (ja)

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JP4832504B2 (ja) * 2008-12-17 2011-12-07 三菱電機株式会社 水循環装置及び異物回収装置

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