JP5456497B2

JP5456497B2 - 管路治具を付属品として具備するシスターン装置およびそれを用いてタンク内に液体を注入する液体注入方法

Info

Publication number: JP5456497B2
Application number: JP2010017049A
Authority: JP
Inventors: 晃太郎木村
Original assignee: 株式会社ガスター
Priority date: 2010-01-28
Filing date: 2010-01-28
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2030-01-28
Also published as: JP2011153803A

Description

本発明は、温水等の液体を循環させる液体循環通路を備えた熱源装置等に適用されて液体循環通路の途中部に設けられるシスターン装置であって、管路治具を付属品として具備するシスターン装置およびそれを用いてタンク内に液体を注入する液体注入方法に関するものである。

例えば図５に示すように、床暖房５０等の暖房の熱源装置においては、ポンプ（液体循環ポンプ）７を駆動して温水等の液体（熱媒）を循環させる液体循環通路３が設けられており、液体循環通路３の途中部には、シスターン装置１が介設されている（例えば、特許文献１、参照）。シターン装置１は、液体を貯留するタンク２を有しており、該タンク２には、該タンク２から液体循環通路３に液体を導出する導出口４と、液体循環通路３を通ってタンク２に戻ってくる液体を該タンク２に戻す戻り口５と、大気開放口６とが設けられている。なお、図５の図中、符号４１はバーナを示し、符号４２は、バーナの燃焼により加熱される熱交換器を示している。

この種の熱源装置においては、例えば図６に示すように、シスターン装置１に液体（熱媒）を注入し、液体循環通路３に介設されているポンプ７（図５、参照）を駆動することによって、液体循環通路３内の空気をシスターン装置１の戻り口５側に押し出し、液体循環通路３内を液体で満たすようにしている。また、このように液体循環通路３内を液体で満たした状態で、図５に示したように、シスターン装置１の設定液位まで液体が注入される。ポンプ７は、例えば１００ＶのＡＣ電源に接続され、暖房装置等の熱源装置の制御装置の制御に基づいて駆動するようになっている。

液体循環通路３内の液体は、温度に応じて膨張したり収縮したりすることにより体積変動が生じるが、シスターン装置１を設けることにより、液体が膨張した際には、図５の矢印Ａに示すように、タンク２内の空気が大気開放部６から外部に導出され、液体が収縮した際には、同図の矢印Ｂに示すように、外部からの空気が大気開放部６からタンク２内に導入される構成と成して、液体の体積変動に対応できるようにしている。

特開平６−３１３５６７号公報

ところで、近年、省エネ化（省エネルギー化）の実現のために、太陽光の熱や光を利用する装置の開発が盛んに行われており、本発明者は、太陽光の熱を利用して液体を加熱する構成を備えた熱源装置において、その液体を循環する液体循環通路３に介設するポンプ７の駆動を太陽光発電による電力を利用して行うことを考えた。

しかしながら、太陽光発電による電力は１００ＶのＡＣ電源から得られる電力に比べて弱いため、太陽光発電によりポンプ７を駆動させると、その駆動力が小さい。そのため、図５に示したように、シスターン装置１のタンク２の戻り口５よりもタンク２内の液体の液位が上になってしまうと、ポンプ７を駆動させても、液圧に抗して液体循環通路３内の空気をタンク２側に押し出すことが難しく、液体を液体循環通路３内に循環させることが難しい。

そこで、シスターン装置１のタンク２の形状を図４に示すような形状として、図４（ａ）に示すように、戻り口５には液体（熱媒）を注がないように注意しながら、戻り口５の下側のＴで示す位置まで液体を注ぎ、ポンプ７を駆動させて、シスターン装置１から液体を液体循環通路３内に通し、その後、再び、戻り口５には液体を注がないように注意しながら戻り口５の下側のＴで示した位置まで液体を注ぎ、再びポンプ７を駆動させるという動作を繰り返し行うことで、液体循環通路３内を液体で満たすことが考えられる。このようにすれば、ポンプ７の駆動力が小さくても、シスターン装置１から注入する液体で液体循環通路３内を満たすことができる。なお、液体を、シスターン装置１から液体循環通路３内に通す際、シスターン装置１内が空にならないように注意し、液位が小さくなったら液体を追加注入する。

そして、図４（ｂ）に示すように、シスターン装置１のタンク２のＴで示した位置で液体の液位が安定し、かつ、戻り口５から液体が吐出していることを確認した後には、液体を、図４（ｃ）に示すようにして、Ｔの位置よりも上側の設定位置まで液体を注ぐようにすることで、液体の液位を設定液位にすることができる。なお、シスターン装置１に液体を注ぐ作業は、シスターン装置１を熱源装置に組み込んだ状態で行われる。

しかしながら、シスターン装置１内を見ながら、シスターン装置１内の液体の量が前記Ｔで示した液位以下になるように液体を少量ずつシスターン装置１に注入してポンプ７の駆動を行い、また、このとき、シスターン装置１内が空にならないように、シスターン装置１内の液位が小さくなったら液体を追加注入するといった動作を行うのは、非常に面倒であり、時間もかかって作業効率が悪い。このように作業効率が悪いと、その分だけ熱源装置の設置作業者の作業時間を多くすることになり、特に、マンション等の集合住宅に複数の熱源装置を設置する場合に、設置できる個数が少なくなるために、非常に問題となる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、液体循環通路を備えた熱源装置の液体循環通路内を短時間で効率的に液体で満たすことができるようにする、管路治具を付属品として具備するシスターン装置およびそれを用いた液体注入方法を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、次の構成をもって課題を解決する手段としている。すなわち、第１の発明は、ポンプを駆動して液体を循環させる液体循環通路の途中部に設けられ、管路治具を付属品として具備するシスターン装置であって、液体を貯留するタンクを有して、該タンクには、該タンクから前記液体循環通路に液体を導出する導出口と、前記液体循環通路を通って前記タンクに戻ってくる液体を該タンクに戻す戻り口とが設けられており、前記管路治具は該管路治具の一端側を前記戻り口に取り付けるための取り付け部と、該取り付け部を前記戻り口に取り付けた状態において該戻り口から上方側に伸長した後に前記タンク内に向けて折り返す折り返し部とを有する形態の折り曲げパイプ部材を有し、該折り曲げパイプ部材の上端出口は前記取り付け部の前記戻り口への取り付け状態において前記タンク内に収容される液体の液面よりも上方位置の高さと成す構成をもって課題を解決する手段としている。

また、第２の発明は、前記第１の発明の管路治具を付属品として具備するシスターン装置を使用してタンク内に液体を注入する液体注入方法であって、液体の注入開始時に付属品の管路治具の取り付け部をタンクの戻り口に装着し、その状態でタンクに液体を注入して液体循環通路のポンプを駆動し、予め定められた設定液位まで液体を注いだ後に前記ポンプを停止し、前記管路治具を外すことを特徴とする。

本発明によれば、シスターン装置は管路治具を付属品として具備し、該管路治具は該管路治具の一端側をシスターン装置のタンクの戻り口に取り付けるための取り付け部と、該取り付け部を前記戻り口に取り付けた状態において該戻り口から上方側に伸長した後に前記タンク内に向けて折り返す折り返し部とを有する形態の折り曲げパイプ部材を有している。そして、該折り曲げパイプ部材の上端出口が、前記取り付け部の前記戻り口への取り付け状態において、前記タンク内に収容される液体の液面よりも上方位置の高さと成すように構成されているので、この状態で液体をシスターン装置に注入すれば、シスターン装置に注入される液体の圧力が折り曲げパイプ部材の上端出口にかかることがなく、液体循環通路のポンプを駆動することによって、例えばポンプの駆動力が小さくても、液体を戻り口側に順次送り込むことができる。そのため、短時間で効率的に液体を液体循環通路内に満たすと共に、シスターン装置の設定位置まで液体を注ぐことができる。

そして、前記液体の注入作業によって、予め定められた設定液位まで液体を注いだ後に前記ポンプを停止し、前記管路治具を外せば、シスターン装置の導出口から液体循環通路に導入される液体を戻り口からシスターン装置に戻して液体を循環することができる。

本発明に係る管路治具を付属品として具備するシスターン装置の一実施例を示す説明図である。実施例のシスターン装置に液体を注入する液体注入工程を説明するための模式的な斜視図である。実施例のシスターン装置を備えた熱源装置のシステム構成例を示す模式図である。本発明者が考案しているシスターン装置に液体を注入する方法例を説明するための図である。シスターン装置を備えた熱源装置の構成例とシスターン装置の役割を説明するための図である。図５に示したシスターン装置に液体を注入する方法を説明するための図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。なお、本実施例の説明において、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略または簡略化する。

図１（ａ）には、本発明に係るシスターン装置の一実施例が、分解状態で模式的な斜視図により示されており、図３には、このシスターン装置を備えた熱源装置のシステム構成が模式的に示されている。図３に示すように、本実施例のシスターン装置１は、熱源装置の液体循環通路３の途中部に設けられており、図１（ａ）に示すような管路治具８を付属品として具備するシスターン装置である。

シスターン装置１はタンク２と蓋部１２を有しており、タンク２には、液位スイッチ３１，３２，３３が取り付けられている。また、タンク２には、導出口４と戻り口５と大気開放部６とが設けられおり、戻り口５には、管路治具８を取り付ける治具装着部９が設けられている。管路治具８は、該管路治具８の一端側を前記戻り口５の治具装着部９に取り付けるための取り付け部１０と、折り曲げパイプ部材１１とを有しており、折り曲げパイプ部材１１は、取り付け部１０をタンク２の戻り口５に取り付けた状態において、該戻り口５から上方側に伸長した後にタンク２内に向けて折り返す折り返し部とを有する形態に形成されている。

また、図１（ｂ）には、シスターン装置１に管路治具８を取り付けた状態の図が、模式的な側面図（図１（ａ）のＡ方向から見た矢視図）により示され、図１（ｃ）にはその斜視図が模式的に示されている。これらの図に示すように、折り曲げパイプ部材１１の上端出口は、取り付け部１０の戻り口５（の治具装着部９）への取り付け状態において、タンク２内に収容される液体の液面よりも上方位置の高さ（ここでは、タンク２の上端より少し低い高さ）と成すように形成されている。なお、戻り口５から設定液位面までの高さをＨとし、この面から折り曲げパイプ部材１１の上端までの高さをｈとした場合に、Ｈ＞ｈとなるように、折り曲げパイプ部材１１が形成されている。

本実施例は、以上のように構成されており、この管路治具８を付属品として具備するシスターン装置１を使用してタンク内に液体を注入するときには、液体の注入開始時に、付属品の管路治具８の取り付け部をタンク２の戻り口５に装着し、その状態で、蓋部１２を装着していないタンク２に液体を注入して液体循環通路３のポンプ７を駆動する。

このような液体注入動作において、本実施例では、管路治具８の折り曲げパイプ部材１１の上端出口が、タンク２内に収容される液体の液面よりも上方位置の高さと成すように形成されているので、戻り口５よりも上側の液位まで一気に液体を注ぐことができる。そして、シスターン装置１から液体循環通路３に通された液体がシスターン装置１の戻り口５に戻ってきて管路治具８に通され、パイプ部材１１の出口から導出されると、図２（ａ）に示すように、その液体がタンク２内の液体の液面よりも上方側からタンク２内に落ちていき、水しぶきの音を立てる。

したがって、作業者等がシスターン装置１内の液面を監視しなくてもシスターン装置１のタンク２から導入された液体が液体循環通路３内を満たしてタンク２側に戻ってきたことを知ることができ、それ以降、タンク２内の液体の液位が設定液位になるまで、液体を注げば、非常に効率的に液体を液体循環通路３内に満たすと共にシスターン装置１のタンク２内の設定液位まで満たすことができる。

なお、タンク２内の液体が予め定められた設定液位まで達したら、前記ポンプ７を停止し、管路治具８をタンク２の戻り口５から外すことにより、図２（ｂ）に示すように、液体循環通路３内とタンク２の設定液位までの液位に、液体を満たした状態で、蓋部１２をタンク２の上側に装着し、熱源装置の設置準備を完了させることができる。

また、本実施例のシスターン装置１を適用する熱源装置は特に限定されるものではないが、その一例として、図３に示すような太陽熱利用貯湯式熱源装置があり、ここで、そのシステム構成について簡単に説明する。

この太陽熱利用貯湯式熱源装置は、集熱機１３と貯湯槽１４と補助熱源装置１５とを有している。集熱器１３は太陽光の熱を集熱するものであり、集熱機１３は、例えば集合住宅のベランダ手摺り部に、その太陽光の受光面を垂直向きとして設置される。集熱機１３には、液体を通す内部通路が形成されており、集熱機１は、受光面で受ける太陽光の熱によって、集熱機１３の内部（例えば内部通路）を通る液体を加熱する構成と成し、液体循環通路３に接続されている。液体循環通路３は、貯湯槽１４と熱的に接続され、また、液−液熱交換器１６と循環通路１７とを介して前記補助熱源装置１５にも熱的に接続されている。なお、図中、符号３８，３９は電磁弁を示し、符号４０はバイパス通路を示す。

貯湯槽１４には、貯湯槽１４内の湯水温を検出するサーミスタ３４〜３７が設けられている。また、貯湯槽１４の下側には、給水通路１９と排水通路２０とが接続されており、給水通路１９には逆止弁２１が、排水通路２０には排水電磁弁２２がそれぞれ介設されている。貯湯槽１４の上側には、給湯通路２３が接続されており、給湯通路２３から分岐して、逃がし弁２９を備えた圧力逃がし通路３０が設けられている。

また、給湯通路２３は、管路２３ａ，２３ｂを介して前記補助熱源装置１５に接続され、この補助熱源装置１５を介して台所や浴室等の給湯先に接続されている。給湯通路２３には、電磁弁２４，２５，２６が接続されており、電磁弁２６には、逆止弁２７を備えたバイパス通路２８が接続されて、該バイパス通路２８を介して前記給水通路１９に接続されている。なお、補助熱源装置１５の構成は特に限定されるものではないが、例えば、ガス燃焼を行うバーナと、該バーナへの燃料（ガス）供給通路、バーナへの給排気を行うファンと、通路２３ａから供給される通る湯水をバーナ燃焼により加熱する熱交換器とを有している。補助熱源装置１５の構成としては、従来提案されている様々な熱源装置や、今後、提案される様々な熱源装置の構成が適用されるものであり、暖房装置等を接続してもよい。

この太陽熱利用貯湯式熱源装置において、液体循環通路３に設けられているポンプ７を駆動させることにより、液体循環通路３内の液体を図の矢印Ａに示すように循環させる。このとき、集熱機１３により液体循環通路３を通る液体の加熱が太陽光を利用して行われると、その熱により貯湯槽１４内の湯水の加熱が行われる。また、貯湯槽１４内には、図の矢印Ｂに示すように、給水通路１９から給水が行われ、貯湯槽１４を通って加熱された湯が給湯通路２３を通って給湯先にから出湯される。このとき、貯湯槽１４内の湯水温が給湯設定温度未満の時は、補助熱源装置１５による加熱が行われることにより、給湯設定温度の湯が給湯される。なお、液体循環通路３を循環させるときに、循環通路１７内の湯水も循環させれば、液体循環通路３の液体と循環通路１７内の湯水との熱交換が行われる。

なお、本発明は、前記実施例に限定されるものでなく、適宜設定されるものである。例えば、シスターン装置１の形状は特に限定されるものでなく、適宜設定されるものであり、また、管路治具８も、取り付け部１０と、該取り付け部１０をタンク２の戻り口５に取り付けた状態において該戻り口５から上方側に伸長した後に前記タンク２内に向けて折り返す折り返し部とを有する形態の折り曲げパイプ部材１１を有していれば、その形状の詳細は適宜設定されるものである。

本発明は、シスターン装置に効率的に液体の注入を行うことができるので、液体循環通路を備えた熱源装置に設けられるシスターン装置およびそのシスターン装置への液体注入方法として利用できる。

１シスターン装置
２タンク
３液体循環通路
４導出口
５戻り口
６大気開放部
８管路治具
９治具装着部
１０取り付け部
１１折り曲げパイプ部材
１３集熱機
１４貯湯槽
１５補助熱源装置
３１，３２，３３液位スイッチ

Claims

ポンプを駆動して液体を循環させる液体循環通路の途中部に設けられ、管路治具を付属品として具備するシスターン装置であって、液体を貯留するタンクを有して、該タンクには、該タンクから前記液体循環通路に液体を導出する導出口と、前記液体循環通路を通って前記タンクに戻ってくる液体を該タンクに戻す戻り口とが設けられており、前記管路治具は該管路治具の一端側を前記戻り口に取り付けるための取り付け部と、該取り付け部を前記戻り口に取り付けた状態において該戻り口から上方側に伸長した後に前記タンク内に向けて折り返す折り返し部とを有する形態の折り曲げパイプ部材を有し、該折り曲げパイプ部材の上端出口は前記取り付け部の前記戻り口への取り付け状態において前記タンク内に収容される液体の液面よりも上方位置の高さと成すことを特徴とする管路治具を付属品として具備するシスターン装置。
請求項１記載の管路治具を付属品として具備するシスターン装置を使用してタンク内に液体を注入する液体注入方法であって、液体の注入開始時に付属品の管路治具の取り付け部をタンクの戻り口に装着し、その状態でタンクに液体を注入して液体循環通路のポンプを駆動し、予め定められた設定液位まで液体を注いだ後に前記ポンプを停止し、前記管路治具を外すことを特徴とする液体注入方法。