JP5801299B2 - 液体を含み加熱するためのボイラーと、より低い温度の液体を含むためのシステムとを含む装置 - Google Patents

Description

本発明は装置に関し、前記装置は：
−水などの液体を含みかつ加熱するためのボイラー；及び
−前記ボイラーと流通する冷却液システムを含み、前記冷却液システムが、前記ボイラーからの熱液体よりも低い温度である液体を含むように意図される、装置に関する。

上記の装置は実用上よく知られたものである。例えば前記装置は水精製装置であり得る。多くの場合に、かかる装置は重力に基づく装置であり、そこでは水が前記装置内及び前記装置の部分に重力の影響のみが作用しポンプなどが作用しないフィルタを通る装置である。従ってかかる装置では、前記ボイラーは前記冷却液体システムによりも低い位置に配置され、前記ボイラーは多くの実際の場合において貯蔵タンクを含む。さらに、かかる装置では、前記貯蔵タンクと前記ボイラーを相互接続するために導管システムが設けられる。前記装置の種々のエレメントの機能は、前記貯蔵タンク及びボイラー間の水柱高さによる圧力のみとして前記装置内には非常に低い圧力のみが存在するということに適合されている。

従来技術の重力に基づく水精製装置は、前記ボイラーがある量の水を加熱するために活性化されると、前記貯蔵タンクにある水も同様に加熱されるという問題がある。前記貯蔵タンクは室温で水を含むことになっているものであるが、前記貯蔵タンクと前記ボイラーが接続されていることにより、前記ボイラーが活性化されると前記貯蔵タンク内の水の温度が上昇する。この点において、留意すべきは、水を含み及び／又は水を移動するための導管及び他のエレメントの形状やサイズにかかわらず、異なる温度を持つ水量の間には熱の流れが常に存在するということである。前記装置には低い圧力のみが優勢であるという事実により、複雑なバルブ、例えばバネ負荷バルブや可動部品を含むバルブなどを適用して前記ボイラー内の水を前記貯蔵タンク内のずっと冷たい水から切り離すことは不可能である。

前記ボイラー内の熱水は、前記貯蔵タンクの水及び前記ボイラーと前記貯蔵タンクとを接続する導管内の水よりも低密度である。この密度差により、前記熱水は前記装置のより高い位置へ上昇する傾向があり、貯蔵タンクへ向かって移動する。一方で前記冷水は前記装置内で下降する傾向がある。従って、前記貯蔵タンク内の水は時間と共に暖かくなり、一方前記ボイラーは前記下降する冷水を加熱するためのエネルギーが必要となる。
ＷＯ９８／５１９７０には、スタンドアロンの非加圧熱・冷水ディスペンサーが開示されており、これは、前記ディスペンサー本体の上部に設置可能な逆向き水ボトルにより充填され得る水容器を持つディスペンサー本体；冷水タンク、熱水タンク、前記水容器から前記熱水タンクへ水を供給するためのパイプ内に設けられた逆止バルブであって前記熱水タンク内の加熱水を前記水容器又は前記冷水タンクへ逆流することを防止する逆止バルブ、及び前記熱水タンクに接続された拡大チャンバであって熱水の拡大を可能とし前記熱水タンク内の水を実質的に大気圧に維持する拡大チャンバを含むものである。このディスペンサーはしかし、熱絶縁が可能ではない。

本発明の課題は、上記の問題に対して解決を与えるものである。すなわち、前記ボイラーから前記貯蔵タンクへの比較的熱い水の流れにより前記貯蔵タンク内の水の温度が望ましくなく上昇するという問題である。本発明の課題はまた、上記の問題に対して解決を与えるものである。すなわち、前記貯蔵タンクから前記ホボイラーへの比較的冷たい水の流れにより前記ボイラー内の水を加熱するために要するエネルギーが望ましくなく増加するという問題である。

本発明によれば、前記のようなボイラーと前記冷液体を含む装置が提供され、前記装置はさらに前記ボイラーから前記冷液体システムへの逆流を防止し、及び前記ボイラーの上流位置で熱絶縁を実現するための手段を設ける、ものである。

留意すべきは、前記ボイラーから前記冷液体システムにへの逆流の防止及び前記ボイラーの上流での熱絶縁の実現のための前記手段は、前記両方の機能が一体となった単一の構成を含む、ということである。例えば、逆流を防止する目的のために本発明による前記装置は前記冷液体システムから前記ボイラーへの方向に液体が流れることを可能とし他の方向の流れを防止する一方向弁を含むことができる。重力に基づく装置では、前記バルブは、アンブレラバルブ又はダックビルバルブなどの低圧操作バルブであり得る。しかしこれらのバルブは通常非常に薄いものであり、その結果、かかるバルブを通じてかなりの熱移動が生じる。従って、上記のような薄いバルブを適用する場合には、液体の直接の流れは前記バルブで防止され得るが、前記冷液体の存在の影響下で熱液体の冷却を避け、前記熱液体の存在の影響下で冷液体の加熱を避けるために、熱絶縁機能を実現する構成が同様に与えらる。例えば、空気を閉じ込めるためのスペースが前記バルブの近くに設けられ得る。

全ての場合において、本発明が適用される場合、前記ボイラーから前記冷液体システムにへの方向の液体の流れは生じることができず、前記熱液体は前記冷液体から熱絶縁される。この結果の利点として、前記冷液体システムでの液体が室温であることを予期したにもかかわらず暖かい液体であるとわかった時の前記装置のユーザの不快感はもはや生じることがないということである。さらに、前記ボイラーによるエネルギー消費が減少する。というのは前記装置の前記ボイラー側の温度が、前記冷液体システムにからの液体との相互作用の影響下で連続的に減少するということはもはや生じないからである。熱液体と冷液体との改善された分離により得られるさらなる利点は、生物汚染として知られている現象が前記冷液体システムでは生じないか、又は少なくとも本発明による前記装置の通常の使用で健康を損なう状態が生じる可能性を遅くさせるからである。

逆流を防止するための前記装置に一方向バルブを持つ可能性に関して、かかるバルブは、液体圧力の影響の下で開くように適合されたタイプであり得るということに留意される。この選択は、本発明による前記装置の設計ができるだけ単純にする場合に必要であり、この場合には、マイクロ制御装置などの手段による開位置又は閉位置に積極的に配置させる可動部品を持つバルブの必要性がないからである。

本発明による前記装置について、前記ボイラーの上流の位置で配置される空気閉じ込め空間を含むことは有利である。この方法でエアーロックが形成され、前記エアーロックは、前記ボイラー中の熱液体を前記冷液体システムに中の冷液体から熱ｚつ塩するように設けられ得る。好ましくは、前記空気閉じ込め空間の設計は、前記装置が液体で満たされる際に、空気が自動的に閉じ込められるように、である。かかる場合に、ある量の空気が前記装置が液体で満たされている限り前記装置内に残留する。さらに、前記エアーロックは前記ボイラーを含む装置が排水され再充填される毎に再生される。

本発明の範囲内で、前記冷液体システムに及び前記ボイラーは直接お互いを接続することができる。しかしまた本発明による前記装置は前記冷液体システムに及び前記ボイラーを接続する導管システムを含むことが可能であり、これは前記冷液体システムにと前記ボイラー間を伸びる導管を含み、前記空気閉じ込め空間が、隣接する部分よりも大きな断面領域を持つ前記導管の部分に存在する。かかる構成で、種々の実用上の測定により、前記導管内の定められた部分に空気が残っているかどうかを確かめることができる。ここでは、より大きな断面領域を持つ導管の前記部分がより小さな断面領域を持つ前記部分と接続されている場所にバリアが存在するという事実を用いることを可能とする。

実用上の実施態様では、液体が、前記空気閉じ込め空間へ近づくことをブロックする壁の形状で前記冷液体システムの側から前記空気閉じ込め空間を充填することを防止する手段を含むことができる。前記装置の前記空気閉じ込め空間の少なくとも１部を制限するための物理的バリアを持つことは、前記空間が前記液体に到達され得ないという事実に基づいて、空気閉じ込め空間に残留することを確実にする、適切な方法である。

第１の可能性によれば、導管システムには前記冷液体システムに及び前記ボイラー間に伸びる導管を含み、前記導管内にチューブ部材が設けられ、及び前記チューブ部材の少なくとも１つの端部、特に前記ボイラーの側に位置する端部の断面領域が、前記チューブ部材の前記端部が存在する位置での前記導管の断面領域よりも小さい。この場合において、前記チューブ部材の前記端部の前記壁は、液体の流れが操作中に存在する領域、即ち前記チューブ部材内部と、前記液体により到達されることができない領域との間に物理的バリアを構成し、これは前記チューブ部材の前記端部の前記壁と前記導管の前記壁との間に存在する前記空気閉じ込め空間を含む。好ましくは、前記チューブ部材の前記壁は薄い壁であり柔軟性材料を備えるものであり、それにより前記チューブ部材の前記端部が一方向バルブとして使用可能となり、例えば重力に基づく装置に優勢な非常に低い圧力の影響下で開閉することができるものとなる。前記導管内に伸びる前記チューブ部材を含む実施態様は、コンパクトで単純なデザインとなる利点がある。かつ有用なバルブ機能と空気閉じ込め機能を同時に持ち、前記ボイラーから前記冷液体システムへの逆流が防止され、かつ前記バルブを介する熱の移動は同様に防止される。

前記空気閉じ込め空間への接近をブロックする壁を持つという考えの範囲内の第２の可能性によると、前記空気閉じ込め空間は空気を含むための中空部材の内部空間として定められる。この場合には、前記中空部材の前記壁は、前記液体が前記空気閉じ込め空間を満たすことを防止する壁を構成する。前記中空部材は、前記導管システムの導管の内部の隣接する部分よりも大きい断面領域を持つ部分に自由に設けることができ、そこで前記中空部材の前記断面領域は前記導管の前記隣接部分の前記断面領域よりも大きい。前記断面領域のサイズが異なることに基づき、前記中空部材及びそこに含まれる空気が前記導管の定められた部分から逃げ出すことは不可能である。さらに、前期中空部材の自由な配置のために前記中空部材はバルブ機能をも発揮することができる。特に、前記ボイラーから前記冷液体システムへの逆流は、前記中空部材が、より大きな断面領域を持つ前記導管の前記部分とより小さい断面領域を持つ前記導管の部分との間に存在する開口部をブロックする場合に防止される。一方で、前記中空部材は、前記ボイラーから前記冷液体システムからの液体の流れの圧力の影響下でより大きな断面領域を持つ前記導管の前記部分内の位置で浮かんでいることができ、その場合には前記開口部はブロックされない。

前記中空部材は、ある量の空気を保持するための全ての適した形状を持ち得る。例えば、前記中空部材は、ボール形状で完全に閉じられているか、又はドーム形状であって、一方が中空部材であり前記中空部材の底部が開口するものである。

他の選択によれば、前記装置が前記中空部材とは異なる別のバルブを含む場合に適用可能なものであり、前記中空部材が前記バルブに接続され得る。この構成では、前記バルブを介する熱伝導が最小化される。というのは空気の存在により熱絶縁効果が前記バルブのその位置で生じるからである。

留意すべきは、中空部材が適用される場合には、この部材は空気以外の他の適切な断熱材料で充填されることができるということであり、特に中空部材が完全に閉じられる形状の場合である。

前記装置が空気閉じ込め空間を持つ場合、一方向バルブ機能を作り、前記空間の断熱機能を強化するための他の有利な可能性は、前記冷液体システムから前記ボイラーへ液滴シャワーで移動させるための手段を適用することである。特に、上記手段と共に、前記空気閉じ込め空間の１方側の液体と前記空気閉じ込め空間の他の側の液体との物理的な直接接触が存在しないことが達成され、これにより熱絶縁が最大限生じる。さらに、前記空気が前記液体が逆流からブロックすることで前記ボイラーから前記冷液体システムへの流れが生じることができない。

液滴シャワーで液体の流れを移動する手段の適用は、特に、前記冷液体システムが前記ボイラーよりも高い位置に配置される構成で、及び前記手段が前記空気閉じ込め空間の上に配置される構成で有用である。前記液滴はその後前記手段から前記ボイラーへ導く導管へ単純に落ちることができる。実用上の実施態様で、滴的のシャワーで液体の流れを移動するための手段は、いくつかのラメラ、ストロー、ファイバなどを含み、これらはお互いの間にほとんどスペースを持たずに次々と伸びているものである。ファイバの適用の１つの利点は、前記手段がまた液体を精製する作用を持つということである。

実用上の理由のために、前記装置が、前記冷液体システムに及び前記ボイラーの間にパイプを設け、前記装置の前記液体充填部の脱気のために用いることが有利である。通常、前記脱気パイプは比較的小さい直径を持つ。空気閉じ込め空間が本発明の前記装置内に存在する場合、この空間は前記冷液体システム内に存在することが可能であり、前記脱気パイプの端部が前記空気閉じ込め空間内に伸びている。さらにかかる場合において、前記装置は２つの一方向バルブを含むことができ、ここで一方向バルブは前記導管内の位置に設けられ、液体が前記冷液体システムから前記ボイラーへ前記導管を通じて流れ、他の方向への流れをブロックするように作用する。及び他の一方向バルブは前記脱気パイプの端部に設けられ、前記脱気パイプは前記冷液体システムの内部に存在し、液体が前記ボイラーから前記冷液体システムへ前記脱気パイプを通じて流れ、他の方向への流れをブロックすることを可能とするように作用する。この配置では、熱液体及び冷液体間の境界面が前記脱気パイプの前記端部に存在する。とりわけ、このことは次の利点を与えるものである。すなわち、前記装置のユーザは、前記熱及び冷液体がお互いに分離される前記装置の部分を明瞭には見ることができないということである。このことは、真菌や水垢などの汚染はまさにこの部分で主に存在することが予想され、衛生に関する限りユーザの前記装置の評価に寄与することができるからである。

本発明の装置において前記ボイラーの少なくとも１部は前記冷液体システムによりも低い位置に設けられる。この側面で、留意すべきは、前記装置は重力に基づく装置であり得ることであり、そこでは液体の移動は重力の下で生じるのみである。重力に基づく装置の具体的にな側面は、かかる装置はポンプなどを必要としないということであり、エネルギー及び空間を節約でき、これにより前記装置の種々の意図される応用に於いて有利となる、ということである。重力に基づく装置では、一方向バルバが前記導管システム内に存在する場合に、前記空気閉じ込め空間が前記バルブ及び前記ボイラ間に設けられることが有利である。前記空気閉じ込め空間が前記バルブの前記ボイラに設けられる場合には、前記ボイラの中の前記液体はできるだけ高い温度に維持される。というのは前記バルブ及び前記バルブの上に設けられる前記装置の前記エレメントへの熱移動が、前記空気閉じ込め空間の全恋断熱効果に基づき防止されるからである。

本発明の前記記載の及び他の側面は、本発明による装置のいくつかの実施態様について、空気閉じ込め空間が設けられる前記装置についての以下の記載を参照して明らかとなり、理解されるであろう。

１つの水加熱及びディスペンスシステムがＷＯ９８／５１９７０に開示されている。前記システムはディスペンサー本体を含み、これは逆さまにされた水ボトルで補給され得る貯水槽を含むものである。前記ボトルは前記ディスペンサー本体の上に置かれる。前記システムはさらに冷水タンク、熱水タンク及びパイプ内に配置される逆止バルブを含む。前記パイプは前記貯水槽から熱水タンクへ水を供給し、かつ前記熱水タンクから前記冷水タンクへの逆流を防止する。１つの拡大チャンバが前記熱水タンクと接続されて前記熱水が膨張することを可能とする。前記冷水タンクは、前記膨張チャンバ及び前記熱水タンクから断熱する。

本発明は以下、図面を参照しつつより詳細に説明される。図面において同様又は類似の部品には同一の符号が付されている。

図１は、本発明による装置の第１の実施態様のいくつかのコンポーネントを図式的に示し、これは貯蔵タンク、ボイラー及び前記貯蔵タンクから前記ボイラーへ伸びる導管を含む。 図２は、空気閉じ込め空間が存在する前記導管の部分を図式的に示す。 図３は、本発明の範囲にある、前記空気閉じ込め空間が存在する前記導管の前記部分の設計についての１例を図式的に示す。 図４は、本発明の範囲にある、前記空気閉じ込め空間が存在する前記導管の前記部分の設計についての１例を図式的に示す。 図５は、本発明の範囲にある、前記空気閉じ込め空間が存在する前記導管の前記部分の設計についての１例を図式的に示す。 図６は、本発明の範囲にある、前記空気閉じ込め空間が存在する前記導管の前記部分の設計についての１例を図式的に示す。 図７は、本発明の範囲にある、前記空気閉じ込め空間が存在する前記導管の前記部分の設計についての１例を図式的に示す。 図８は、本発明の範囲にある、前記空気閉じ込め空間が存在する前記導管の前記部分の設計についての１例を図式的に示す。 図９は、本発明の範囲にある、前記空気閉じ込め空間が存在する前記導管の前記部分の設計についての１例を図式的に示す。 図１０は、本発明の前記装置の第２の実施態様のいくつかのコンポーネントを図式的に示すものである、冷水導管及びボイラーを含むものである。 図１１は、本発明の前記装置による第３の実施態様のいくつかのコンポーネントを図式的に示す。 図中、水の流れる方向は矢印で示される。

図１は、本発明により装置１の第１の実施態様のいくつかのコンポーネントを図式的に示す。この例では、前記装置１は水精製のための装置であるが、このことは本発明が他のタイプの装置の分野にも適用可能であるという事実を変更するものではない。

前記装置１は水を含むための貯蔵タンク２及び水を含み加熱するためのボイラー３を含む。図１は前記貯蔵タンク２及び前記ボイラー３の位置を前記装置１の通常の方向に関して示され、かつ前記ボイラー３が前記 貯蔵タンク２よりも低い位置に配置されている。前記貯蔵タンク２及び前記ボイラー３は、前記貯蔵タンク２から前記ボイラー３へ伸びる導管４を通じて流通されており、前記導管４は例示されるように実質的に垂直方向である。さらに例示されるように、脱気パイプ５が前記貯蔵タンク２及び前記ボイラー３との間に配置される。

前記ボイラー３の充填工程は重力の影響下で起こり、前記貯蔵タンク２から前記ボイラー３へ前記導管４を通じて水が流れる。前記ボイラー３は、前記水を加熱する、及び／又は沸騰させるための適切な加熱手段を持つ。

前記装置１は２つの水タップ６、７を含み、水タップ６は前記貯蔵タンク２に接続され水を前記貯蔵タンク２から供給し、かつ水タップ７は前記ボイラー３に接続され水を前記ボイラー３から供給するものである。装置１のユーザは、室温の水を前記装置１から取ることが望まれる場合に前記第１の水タップ６を使用し、一方ユーザは、熱水を前記装置１から取ることが望まれる場合に前記第２の水タップ７を使用する。

本発明は、前記導管４が単純に全ての状況で開かれているとすると、前記導管４を通じて熱水が前記貯蔵タンク２へ望ましくなく移動すること、及び前記導管４を通じて冷水が前記ボイラー３へ望ましくなく移動することを避けるための手段に関する。特に本発明によると、手段は前記導管４を通じて逆流、即ち前記ボイラー３から前記貯蔵タンク２への逆流を避けるために用いられ、かつ前記貯蔵タンク２と前記ボイラーとの間の位置での熱絶縁をするための用いられるものである。

図２は図１の詳細を示す。即ち前記導管４の部分８であり、隣接する部分よりもより大きい断面領域を持ち、およびそれによって、前記のように水の逆流を避け、かつ熱水を冷水から熱絶縁する機能を実現するための第１の例を示す。前記示される例では、薄い、柔軟なチューブ部材９が前記導管の比較的大きい断面領域を持つ部分８の内側に設けられている。前記部分８を、以下拡大導管部分８とする。前記チューブ９の１つの端部は前記拡大導管部分８の前記貯蔵タンク側に配置され、他の前記チューブ部材９の端部は前記拡大導管部分８の前記ボイラー側に配置される。前記ボイラー側で、前記チューブ部材９はテーパ形状を持ち、前記チューブ部材９の前記端部１０が通常は閉じている。前記通常は閉じている端部１０の１つの側及び前記他の側との間の圧力差の影響の下でのみ、前記チューブ部材９は開き、それにより水が通ることができるようになる。

水精製のための装置１においては、重力の影響で前記貯蔵タンク２の側から圧力が生じている。前記チューブ部材９がこの圧力で開いている場合には水は前記貯蔵タンク２から前記ボイラー３に流れる。

前記圧力が放出されるとすぐに、前記チューブ部材９は、前記チューブ部材９の材料の性質の影響の下で再び閉じられて、最初に閉じられていた位置に戻り及び／又は前記チューブ部材９の前記端部１０を囲み機能を奏するある量の空気による前記チューブ部材９の前記端部１０に与えられる圧力に戻る。これについては以下に説明する。全ての場合において、前記チューブ部材９においては前記ボイラー３から前記貯蔵タンク２への逆流は起こり得ない。従って、前記チューブ部材９は一方向バルブのように作用し、前記貯蔵タンク２から前記ボイラー３への水の流れのみを可能とし、一方逆の方向流れをブロックすることとなる。特に前記チューブ部材９はいわゆるダックビルバルブのように作用する。

さらに前記チューブ部材９のテーパー形状により、空気閉じ込め空間が前記拡大導管部分８に得られる。即ち、前記チューブ部材９の前記外側壁と前記導管４の前記内部壁の間の空間に存在する位置である。前記空気閉じ込め空間１１は前記貯蔵タンク２から前記ボイラー３へ流れる水では充填され得ない。というのは水は前記拡大導管部分８を通じて前記チューブ部材９により案内され、前記装置１が一度満たされると前記拡大導管部分８内に残る空気は前記空気閉じ込め空間１１の内部に閉じ込められ、前記空間は前記導管４の前記壁、前記チューブ部材９の前記壁及び前記ボイラー側の水で囲まれ逃げ出せないからである。

前記空気閉じ込め空間１１中の空気の存在に基づき、熱絶縁効果が奏され、前記絶縁が、前記貯蔵タンク内の前記相対的に冷たい水と前記ボイラー中の相対的に熱い水との間に存在することとなる。このようにして、貯蔵タンク２内の水の温度が、前記ボイラー３の温度に実際上影響を受けないこととなり、前記ボイラー３中の水の温度は前記貯蔵タンク２中の水の温度に影響されないこととなる。

全体として、本発明の装置１は、従来の水精製装置と同様の水精製機能と水貯蔵機能を提供することを可能とする。前記チューブ部材９が低圧力で開くので、前記貯蔵タンク２から前記ボイラー３への水の流れは実際上影響されない。前記チューブ部材９を持つ設計の有利な効果には、水の逆流が防止されるバルブ機能、及び前記貯蔵タンク側の水と前記ボイラー側の水との間の熱の移動が最小化される熱絶縁機能とが含まれる。本発明の範囲において、前記のように前記バルブ機能及び前記熱絶縁機能を実現するための多くの変形例が存在する。図３〜９はこれらの変形例を示す。

図３には第１の変形例が示される。この変形例によると、前記チューブ部材９が剛性であってテーパー形状を持たない。従ってバルブ機能を奏することができない。従って、別のバルブ１３が前記チューブ部材９の前記貯蔵タンク側に設けられ、前記バルブ１３は比較的単純なバルブであって、アンブレラバルブのような低い圧力の影響の下で開くことのできるものであり得る。図２に基づいて記載される実施態様の場合と同様に、空気閉じ込め空間１１は前記チューブ部材９の前記外側壁と前記導管４の内側壁の間に存在して前記拡大導管部分８の前記位置で熱絶縁機能を実現するものである。

図４には、第２の変形例が示される。この変形例によると、チューブ部材９は存在しない。しかし空気閉じ込め空間１１は前記拡大導管部分８の上部分により単純に構成される。前記拡大導管８から前記貯蔵タンク側での隣接する導管部分１２への接続位置でバルブ１３が設けられ、これが前記貯蔵タンク２から前記ボイラー３へ前記空気閉じ込め空間１１を通じて水を流すことを可能としかつ逆方向への流れをブロックし、それにより前記空気閉じ込め空間１１から空気が逃げることができなくなる。例えば、前記バルブはソレノイドバルブであり、電気的に操作されるものである。この場合には、前記バルブ１３の機能は前記バルブ１３の２つの側に付加される圧力には直接依存せず、前記バルブの適切な操作はまた、重力に基づく装置１におけるよりも高い圧力である条件においても保証されるものである。

図５では、第３の変形例が示される。この変形例によると、アンブレラバルブ１３は前記拡大導管部分８の前記貯蔵タンク側に配置され、前記空気閉じ込め空間１１は、前記貯蔵タンク側から前記ボイラー側への前記バルブ１３の真下に位置されることとなる。

図６においては第４の変形例が示される。この変形例によれば、前記第３の変形例と同様にアンブレラバルブ１３が設けられる。しかし、空気閉じ込め空間１１は中空部材１４の形状みより与えられる。前記中空部材１４は空気又は他の熱絶縁材料を含み、前記バルブ１３に接続されている。

図７では第５の変形例が示される。この変形例によると、水の液滴の流れを移動するための装置が適用される。示される例では、この装置１５はいくつかのラメラ、ストロー、ファイバなどを含みこれらはお互いに比較的小さい距離で伸びているものを含む。前記液滴装置１５のファイバの適用は有利である。というのはかかる応用に基づくと液滴装置１５の使用は水の精製のためにも使用されることができるからでる。

液滴装置１５は前記拡大導管部分８の前記貯蔵タンク側近くに設けられ、前記空気閉じ込め空間１１は前記拡大導管部分８の上部分に存在する。前記貯蔵タンク２から付加される圧力の影響下で、水の流は前記液滴装置１５に供給され、水の液滴が前記装置１５を通過する際に生成され、これが前記拡大導管部分８の前記ボイラーへ向かって落ちる。液滴での形で前記ボイラー３へ水を供給することで、前記貯蔵タンクの水と前記ボイラーの水と直接の接触がなくなり、従って前記空気閉じ込め空間１１の前記熱絶縁機能はさらに増強されることとなる。液滴装置１５はある程度の流れ抵抗を与えるということに基づいて、前記液滴装置１５はバルブ機能を持つこととなる。しかし望む場合には、図７に示されるようなアンブレラバルブなどのバルブを追加することもできる。

図８には第６の変形例が示される。この変形例によると、中空部材１４が空気又は他の熱絶縁材料を含み、さらに前記拡大導管部分８内に設けられる。この中空部材１４は前記拡大導管部分８内を自由に浮かんでいる。示される例では、前記中空部材１４はボール形状であり、前記中空部材１４の前記断面領域は前記拡大導管部分８の断面領域よりも小さく、かつ隣接する導管部分１２、１６の断面領域よりも大きい。このようにして、前記中空部材１４は前記拡大導管部分８から出られないことが保証される。前記拡大導管部分８の前記貯蔵タンクの側で前記導管４はテーパー形状とされ、従って圧力が付加されない場合には、前記中空部材１４は前記拡大導管部分８から前記貯蔵タンクでの前記隣接する導管部分１２へと滑らかに導かれることとなる。しかし圧力が付加される場合には、前記中空部材１４はわずかに移動し、水が前記中空部材１４と前記導管４の間を通過することが可能となる。前記のように、前記中空部材１４はバルブ機能を奏する。しかし望む場合には、図８に示すようなアンブレラバルブなどのバルブを追加してもよい。

図９では第７の変形例が示される。この変形例によると、他のタイプの中空部材が適用され、これはドーム形状の中空部材１７であり、底の部分が開いている。空気は水中を上昇することから、開口部があるにもかかわらず空気が中空部材１７から逃げることはない。

前記変形例はお互いに異なるものではあるけれど、２つの重要な共通点がある。即ち、水の逆流を防止するための手段が存在することと、前記貯蔵タンク２及び前記ボイラー３の間の位置で熱絶縁機能を実現するための手段が存在する、ということである。これらの手段は単純な構成に基づいて実現され得るものであり、例えば図２に示されるような薄い、柔軟なチューブ部材９であって、前記導管４の内側部分に配置されるものであるか、又は図８及び９に示される中空部材１４、１７などである。さらにエレメントを含む構成もまた可能であり、図３に示されるような剛性のチューブ部材とアンブレラバルブ１３との組み合わせが可能である。全ての場合において、熱絶縁機能を実現するための非常に実用的な方法は、前記ボイラー側の水から前記貯蔵側の水を分離するための位置にある量の空気を持つことである。

前記貯蔵タンク２から前記ボイラー３への水の流れのみを可能として逆流を防止し、熱絶縁機能を設けることにより、前記貯蔵タンク２内に存在する水は室温に維持され、一方前記ボイラー３内に存在する比較的高温の水は、前記貯蔵タンク２内に存在する水のずっとより低い温度には実際上影響を受けない。

本発明の装置１が冷水を含みユーザの要求に応じて供給する貯蔵タンク２を持つことは必要ではない。一般的に、本発明の装置１は前記ボイラー３の外に液体を含むためのシステムを含み、このシステムが例えば導管システムと同様の形状であってもよい。このシステムを説明する目的で、図１０で示されるように、本発明の装置１８の１つの実施態様では、貯蔵タンク２は含まず、冷水導管１９のみを含み、前記導管１９は、前記ボイラー３と流通されている。

さらに本発明による装置１、１８の場合には空気閉じ込め空間１１を含む場合には、前記空間１１は前記導管４内に設けられる必要はない。図１１は、前記空気閉じ込め空間１１が他の位置にある装置２０の１つの実施態様を示す。特に、変更位置は、前記貯蔵タンク２の底部２１内の位置であり、前記脱気パイプ５の端部は前記のように前記貯蔵タンク２の前記底部２１内に伸びており、前記空気閉じ込め空間１１がこの端部を囲むように位置される。前記空気閉じ込め空間１１を底部のみが開く程度に定める目的で、壁部分２２が前記貯蔵タンク１内に設けられる。

図１１に示される実施態様では、前記ボイラー３から前記貯蔵タンク２への逆流を防止するために、適切な一方向バルブ１３が前記導管４の内側に設けられる。さらに、他の一方向バルブ２３が前記貯蔵タンク２の前記底部２１、前記空気閉じ込め空間１１内の前記脱気パイプ５の１つの端部に設けられる。

空気が前記空気閉じ込め空間１１内に存在する場合、熱水は、前記脱気パイプ５の前記端部の前記位置で冷水から分離される。前記空気はまた前記バルブ２３が漏れる場合に対してバックアップとしての作用をする。図１１に示される実施態様の構成の１つの重要な利点は、前記脱気パイプ５が比較的小さい直径を有するということを考慮する場合に理解される。前記水中でなんらかの汚染が存在する場合には、これらの汚染は通常は前記熱水と冷水の境界で生じるということは事実である。この場合かかる境界が小さくて、ユーザがその汚染を見ることは難しいか又は不可能となり、これは前記装置２０についてのユーザの信頼に繋がる。

完全を期するために、本発明は、冷液体システム２、１９及びボイラー３が設けられ、前記冷水システム２、１９及び前記ボイラー３がお互いに流通し、前記ボイラー側でその熱を維持し、前記冷水側でその冷気を維持することが望まれる、全ての状況において適用され得るものである。従って本発明の装置１、１８、２０は重力に基づく装置であることは必ずしも必要ではなく、追加のコンポーネント、具体的にはポンプを用いて前記装置を通じる液体の移動を実現させてもよい。さらに本発明は、全ての液体に関する分野で適用可能であり、水は単なる一例である。ボイラー３に関しては、本発明による装置１、１８、２０のコンポーネントはいかなるタイプであってもよい。前記ボイラー３の内容物を加熱するための加熱手段を持つボイラー３の構成はよく知られているものであり、ここではさらに説明することはしない。

本発明は次のようにまとめられる。装置１、１８、２０は水などの液体を含み、加熱するためのボイラー３と；前記ボイラー３と流通する冷液体システム２、１９を含み、前記冷液体システム２、１９は前記ボイラー３よりも低い温度であり即ち比較的冷たい液体である。装置１、１８，２０の操作では、前記ボイラー３が活性化され前記冷液体システム２から受け取られたある量の液体を加熱する。前記冷液体システム２、１９内に存在する液体が加熱されることを防止するため、及び前記ボイラー３内に存在する液体が、装置１、１８、２０内の相対的に冷たい液体と相対的に熱い液体との自然移動を防止するために、前記液体の逆流を防止する手段が取られるこれらの手段には、前記ボイラー３の上流に設けられるいくつかの種類のコンポーネントの適用を含み、さらにこのコンポーネントを通じる熱移動を防止するために、追加の手段が用いられて、前記ボイラー３の上流の位置で熱絶縁効果を実現させるものである。前記上流の位置は前記コンポーネントの近くの位置であり得る。前記熱絶縁効果を実現する１つの実用上の方法は適切な位置で空気閉じ込め空間１１を設けることである。

本発明はこれまで説明された例には制限されず、それらの他の変形・変更・修正もまた添付の特許請求の範囲の範囲内で可能であるということは、当業者にとって明らかである。本発明は図面及び明細書に基づき説明されたが、かかる説明及び記載は本発明を説明及び例示するためだけのものであり、何ら制限するためのものではない。本発明は開示された実施態様に制限されるものではない。

開示された実施態様の種々の変更は、図面、明細書及び特許請求の範囲に基づき、当業者により理解され実施可能である。特許請求の範囲において、用語「ひとつの」は複数を除外するものではない。ある手段が相互に異なる従属請求項に記載されているということは、これらの手段の組み合わせが有利に用いられないということを意味するものではない。特許請求の範囲の符号は本発明の範囲を制限するように解釈されるべきではない。

Claims (14)

1. 装置であり、前記装置が：
   水などの液体を含みかつ加熱するためのボイラー；
   前記ボイラーと流通され、前記ボイラーからの熱液体よりも低い温度である液体を含むことが意図される冷液体システム；及び
   前記冷液体システムから前記ボイラーへの垂直方向の流れの中に配置され、前記ボイラーから前記冷液体システムへの逆流を防止するように構成され及び前記ボイラーの上流位置で熱絶縁を実現するように構成される手段を含み、
   前記手段は、前記熱絶縁を実現するための空気を保持する空気閉じ込め空間を含む、装置。
2. 請求項１に記載の装置であり、前記冷液体システムと前記ボイラーを接続する導管システムを含み、前記導管システムが、前記冷液体システムと前記ボイラー間に伸びる導管を含み、前記空気閉じ込め空間が、隣接する位置よりも大きい断面領域を持つ前記導管の部分内に設けられる、装置。
3. 請求項１に記載の装置であり、前記冷液体システムの側から液体が前記空気閉じ込め空間を充填することを防止するための手段を、前記空気閉じ込め空間への接近をブロックする壁の形として含む、装置。
4. 装置であり、前記装置が：
   水などの液体を含みかつ加熱するためのボイラー；
   前記ボイラーと流通され、前記ボイラーからの熱液体よりも低い温度である液体を含むことが意図される冷液体システム；及び
   前記ボイラーから前記冷液体システムへの逆流を防止するように構成され及び前記ボイラーの上流位置で熱絶縁を実現するように構成される手段を含み、
   前記手段は、前記熱絶縁を実現するための空気を保持する空気閉じ込め空間を含み、
   前記装置は、前記冷液体システムの側から液体が前記空気閉じ込め空間を充填することを防止するための手段を、前記空気閉じ込め空間への接近をブロックする壁の形として含み、
   前記装置は、前記冷液体システムと前記ボイラーを相互接続する導管を含み、前記導管が前記冷液体システムと前記ボイラー間を伸びる導管を含み、前記導管内にチューブ部材が配置され、かつ前記チューブ部材の少なくとも１つの端部の断面領域が、前記チューブ部材の前記端部が存在する位置での前記導管の断面領域よりも小さい、
   装置。
5. 請求項４に記載の装置であり、前記チューブ部材の壁が薄い壁であり柔軟材料を含む、装置。
6. 請求項１に記載の装置であり、熱絶縁材料を含むための中空部材を含む、装置。
7. 請求項６に記載の装置であり、前記冷液体システム及び前記ボイラーを相互接続する導管を含み、前記冷液体システムと前記ボイラー間を伸びる導管を含み、前記中空部材が、隣接する部分よりも大きい断面領域を持つ前記導管の部分内に自由に設けられ、前記中空部材の断面領域が前記導管の前記隣接する部分の断面領域よりも大きい、装置。
8. 請求項６に記載の装置であり、前記中空部材が開口部を持つドーム形状である、装置。
9. 請求項６に記載の装置であり、液体が前記冷液体システムから前記ボイラーの方向へ流れることを可能とし、かつ他の方向の流れをブロックするためのバルブを含み、前記中空部材が前記バルブに接続される、装置。
10. 装置であり、前記装置が：
    水などの液体を含みかつ加熱するためのボイラー；
    前記ボイラーと流通され、前記ボイラーからの熱液体よりも低い温度である液体を含むことが意図される冷液体システム；
    前記ボイラーから前記冷液体システムへの逆流を防止するように構成され及び前記ボイラーの上流位置で熱絶縁を実現するように構成される手段；を含み、
    前記手段は、前記熱絶縁を実現するための空気を保持する空気閉じ込め空間を含み、
    前記装置はさらに、いくつかのラメラ、ストロー又はファイバなどの手段を含み、前記いくつかのラメラ、ストロー又はファイバなどの手段がお互いにほとんど空間を持たずに隣接して伸び、前記冷液体システムから前記ボイラーへの液の流れを液滴のシャワーで移動させる、装置。
11. 請求項１に記載の装置であり、前記冷液体システムと前記ボイラーを相互接続する導管を含み、前記冷液体システムと前記ボイラー間を伸びる導管を含み、比較的小さい直径を持つ脱気パイプを含み、前記脱気パイプが前記冷液体システムと前記ボイラー間に設けられ、前記空気閉じ込め空間が前記冷液体システムに設けられ、かつ前記脱気パイプの１つの端部が前記空気閉じ込め空間内へ伸びている、装置。
12. 請求項１１の記載の装置であり、２つの一方向バルブを含み、１つの一方向バルブが前記導管内に設けられて、液体が前記冷液体システムから前記ボイラーの方向へ前記導管を通じて流れることを可能とし、逆の方向への流れをブロックするように作用し、かつ他の一方向バルブが前記冷液体システム内に存在する前記脱気パイプの端部に設けられて、前記ボイラーから前記冷液体システム方向へ前記脱気パイプを通じて流れることを可能とし、逆の方向への流れをブロックする、装置。
13. 請求項１２に記載の装置であり、重力に基づく装置であり、液体の移動が重力の影響下でのみ生じるものであり、前記ボイラーの少なくとも１部分が前記冷液体システムよりも低く設けられている、装置。
14. 請求項１３に記載の装置であり、前記冷液体システムから前記ボイラー方向への流れを可能とし、逆方向の流れをブロックし、かつ前記装置内で空気を閉じ込めるための空気閉じ込め空間を含み、前記空気閉じ込め空間が前記バルブ及び前記ボイラー間に設けられる、装置。

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