JP6611682B2 - 温水熱源機 - Google Patents

Description

本発明は、水熱媒を昇温させた温水を生成する温水熱源機に関する。

温水熱源機は、水熱媒を加熱するための加熱部と、水熱媒を端末放熱器へ循環させるための水熱媒循環部と、水熱媒の温度を検知するための水熱媒温度検知部とを備え、温水暖房装置において温水循環回路の途中に設けられている。温水熱源機では、水熱媒温度検知部で検知される水熱媒の温度が所望の温度となるように、加熱部の出力を調節する。また、温水暖房装置には、端末放熱器を含む温水循環回路が閉状態となった場合に加熱部が空運転とならないように、加熱部の空運転を防止するために必要最低限の水熱媒の流量を流すバイパス流路が設けられている。

特許文献１には、水熱媒の主流方向に対して、直角、または鋭角α度の分流角度で分岐した接続管部を備えた往き配管継手と、水熱媒の主流方向に対して、ほぼ直角、または鋭角α度の合流角度で分岐した接続管部を備えた戻り配管継手と、往き配管継手の接続管部と戻り配管継手の接続管部とを連結するゴムホースと、により構成されたバイパス流路を有する暖房用ボイラが開示されている。

特開平６−２４１５７３号公報

しかしながら、上記特許文献１の技術によれば、往き配管継手においては、水熱媒の主流方向に対して、直角、または分流角度が鋭角α度となるように接続管部が分岐しているため、配管の切屑および砂といった、温水循環回路を流れる異物のバイパス流路への流入を妨げるものがない。このため、異物がバイパス流路に付着および堆積することにより、バイパス流路に流れる水熱媒の流量が減少し、さらにはバイパス流路が閉塞するおそれがある。端末放熱器を含む温水循環回路が閉状態となった場合に、バイパス流路に流れる水熱媒の流量が減少すると加熱器は空運転に近い状態となり、さらにバイパス流路が閉塞すると加熱器は空運転となる。加熱器が空運転となると、暖房用ボイラが高温化して不具合が発生する可能性がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、バイパス流路への異物の流入に起因した不具合の発生を防止可能な温水熱源機を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる温水熱源機は、端末放熱器と接続されて温水暖房装置を構成し、水熱媒を昇温させて端末放熱器に搬送する温水熱源機であって、水熱媒を温水熱源機と端末放熱器との間で循環させる水熱媒循環部と、水熱媒循環部の下流側に配置されて水熱媒を加熱する加熱部とを備える。また、温水熱源機は一端が往き内部配管を介して加熱部の下流側に接続されるとともに他端が往き外部配管を介して端末放熱器の上流側に接続されて、一端から他端に向かう水熱媒の流れである往き主流の方向に水熱媒が流れる中空状の往き流路を有する往き配管接続部と、一端が戻り外部配管を介して端末放熱器の下流側に接続されるとともに他端が戻り内部配管を介して水熱媒循環部の上流側に接続されて、一端から他端に向かう水熱媒の流れである戻り主流の方向に水熱媒が流れる中空状の戻り流路を有する戻り配管接続部と、往き流路と戻り流路とを連通させて接続するバイパス管と、を備える。往き配管接続部は、往き主流の方向が鉛直下向き方向であり、往き主流の方向に対する分流角度が１８０°とされた往き第１バイパス流路を有する。往き第１バイパス流路を含む流路であって往き流路とバイパス管とを連通させる流路の流路径と、戻り流路とバイパス管とを連通させる流路の流路径とは、往き流路から往き第１バイパス流路に流れ込む往き主流の水熱媒の流速が、水熱媒とともに温水熱源機と端末放熱器との間で循環する異物を、バイパス管を介して往き流路と戻り流路とを連通するバイパス流路に流入させないための、往き流路から往き第１バイパス流路に流れ込む往き主流の水熱媒の流速以下の速度となる大きさとされている。

本発明によれば、バイパス流路への異物の流入に起因した不具合の発生を防止可能な温水熱源機が得られる、という効果を奏する。

本発明の実施の形態にかかる温水暖房装置の構成を示す図 本発明の実施の形態における制御部のハードウェア構成の一例を示す図 本発明の実施の形態にかかる往き配管接続部、戻り配管接続部、バイパス管で構成されるバイパス流路の詳細を説明する要部断面図 本発明の実施の形態における分流角度を説明する概念図 本発明の実施の形態における合流角度を説明する概念図 本発明の実施の形態にかかる温水熱源機における、往き垂直方向流路の曲げ角度と、往き垂直方向流路に流れる水熱媒に生じる圧力損失との関係を示す特性図 本発明の実施の形態にかかる温水熱源機における、往き垂直方向流路、水往き平方向流路、戻り水平方向流路および戻り垂直方向流路の流路径と、バイパス流路を流れる水熱媒に生じる圧力損失との関係を示す特性図 本発明の実施の形態にかかる温水熱源機における主流の流量とバイパス流の流量との関係を示す特性図 本発明の実施の形態にかかる温水熱源機の戻り配管接続部における合流部から水熱媒温度検知部までの距離と、混合水熱媒の検知温度との関係を示す特性図

以下に、本発明の実施の形態にかかる温水熱源機を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態
図１は、本発明の実施の形態にかかる温水暖房装置１０の構成を示す図である。温水暖房装置１０は、図１に示すように、温水熱源機１と端末放熱器２とが、温水配管である往き外部配管３および戻り外部配管４により配管接続されて温水循環回路が構成されている。図１における矢印は、温水循環回路における水熱媒の流れる方向を示している。

温水熱源機１は、温水暖房装置１０の温水循環回路の途中に設けられ、水熱媒を昇温させて端末放熱器２に循環させる。温水熱源機１は、外郭を構成する筐体１ａの内部において、加熱部１１と、往き配管接続部１２と、戻り配管接続部１３と、貯留タンク１４と、水熱媒循環部１５と、が内部配管によりこの順で一連に配管接続されている。加熱部１１と往き配管接続部１２とは、内部配管である往き内部配管２１により接続されている。戻り配管接続部１３と貯留タンク１４とは内部配管である戻り内部配管２２により接続され、貯留タンク１４と水熱媒循環部１５は内部配管である戻り内部配管２３により接続され、水熱媒循環部１５と加熱部１１は内部配管である戻り内部配管２４により接続されている。また、温水熱源機１は、水熱媒温度検知部１６とバイパス管１７と制御部１８とを備える。

加熱部１１は、温水循環回路において水熱媒循環部１５の下流側に配置されて、温水循環回路を循環する水熱媒を加熱して昇温させる加熱部である。加熱部１１には、ガスボイラ、石油ボイラ、灯油ヒータ、電気ヒータ、ヒートポンプを用いたヒータ装置、といった装置を適用可能である。

なお、本実施の形態において、「水熱媒」は、水だけでなく、水および不凍液といった熱媒体として使用可能な各種液体の循環液を含む。したがって、本実施の形態における「温水」は、水および不凍液といった熱媒体として使用可能な各種液体が加熱された液体を含む。

貯留タンク１４は、温水循環回路において戻り配管接続部１３の下流側に配置されて、戻り外部配管４と戻り配管接続部１３と戻り内部配管２２とを経由して端末放熱器２から戻ってきた水熱媒を貯留する。

水熱媒循環部１５は、温水循環回路において貯留タンク１４の下流側に配置されて、水熱媒を温水熱源機１と端末放熱器２との間で循環させるため装置であり、ポンプが適用される。水熱媒循環部１５は、端末放熱器２から戻ってきて貯留タンク１４に貯留された水熱媒を吸い出して、戻り内部配管２４を介して加熱部１１に送る。

往き配管接続部１２は、一端に往き内部配管２１が接続され、他端に往き外部配管３が接続されている。すなわち、往き配管接続部１２は、一端が往き内部配管２１を介して加熱部１１の下流側に接続されるとともに他端が往き外部配管３を介して端末放熱器２の上流側に接続されて、往き内部配管２１と往き外部配管３とを接続する接続部である。

往き配管接続部１２は、水熱媒の流路として、一端から他端に向かう水熱媒の流れである往き主流の方向に水熱媒が流れる中空状の往き流路１２ａを有する。往き配管接続部１２は、往き流路１２ａを流れる水熱媒の往き主流の方向が鉛直下向き方向となるように、一端を上側するとともに他端を下側にして配置されている。往き配管接続部１２の詳細については、後述する。

戻り配管接続部１３は、一端に戻り外部配管４が接続され、他端に戻り内部配管２２が接続されている。すなわち、戻り配管接続部１３は、一端が戻り外部配管４を介して端末放熱器２の下流側に接続されるとともに他端が戻り内部配管２２を介して貯留タンク１４および水熱媒循環部１５の上流側に接続されて、戻り外部配管４と戻り内部配管２２とを接続する接続部である。

戻り配管接続部１３は、水熱媒の流路として、一端から他端に向かう水熱媒の流れである戻り主流の方向に水熱媒が流れる中空状の戻り流路１３ａを有する。戻り配管接続部１３は、戻り流路１３ａを流れる水熱媒の戻り主流の方向が鉛直上向き方向となるように、一端を下側するとともに他端を上側にして配置されている。また、戻り配管接続部１３は、鉛直方向における高さ位置が往き配管接続部１２と同じ位置とされて、戻り配管接続部１３の外周部と往き配管接続部１２の外周部とが、後述するバイパス管１７により接続されている。戻り配管接続部１３の詳細については、後述する。

また、戻り配管接続部１３には水熱媒の温度を検知するための水熱媒温度検知部１６が設けられている。水熱媒温度検知部１６は、戻り配管接続部１３の戻り流路１３ａにおいて、後述する合流部３２１よりも下流の位置に設けられた温度検知部取付部１９に取り付けられて、端末放熱器２から戻ってきた水熱媒と、往き配管接続部１２、戻り配管接続部１３、バイパス管１７で構成されるバイパス流路を流れた水熱媒と、が混合された混合水熱媒の温度を検知する。

往き配管接続部１２および戻り配管接続部１３は、樹脂により構成されている。往き配管接続部１２を樹脂により構成することにより、往き外部配管３との接続方法としてクリップホールド（Ｃｌｉｐ Ｈｏｌｄ：ＣＨ）ジョイント方式を採用することが可能になり、スパナ等の工具を用いなくても接続することができ、施工性を向上させることが可能になる。同様に、戻り配管接続部１３を樹脂により構成することにより、戻り外部配管４との接続方法としてＣＨジョイント方式を採用することが可能になり、スパナ等の工具を用いなくても接続することができ、施工性を向上させることが可能になる。往き配管接続部１２および戻り配管接続部１３を構成する樹脂としては、ポリフェニレンサルファイド樹脂が例示される。

また、往き配管接続部１２と戻り配管接続部１３の間には、往き配管接続部１２と戻り配管接続部１３を直線状に水平に接続するバイパス管１７が設けられている。バイパス管１７は、往き配管接続部１２の内部の往き流路１２ａと戻り配管接続部１３の内部の戻り流路１３ａとを、通液可能に連通させて接続する中空状のバイパス管流路１７ａを有する。バイパス管１７は、バイパス管流路１７ａの流路方向に垂直な断面が断面円形形状を有するゴムホースにより構成されている。なお、バイパス管１７は、ゴムホース以外のものを使用してもよく、断面円形形状以外の形状を有していてもよい。また、バイパス流路は、流路方向に垂直な断面が断面円形形状を有しているが、断面円形形状以外の形状であってもよい。

制御部１８は、加熱部１１と水熱媒循環部１５との運転を制御する。制御部１８は、水熱媒温度検知部１６と通信可能とされており、水熱媒温度検知部１６で検知された水熱媒温度を取得可能とされている。また、制御部１８は、加熱部１１および水熱媒循環部１５と互いに双方向通信可能とされており、運転の制御指示情報を加熱部１１および水熱媒循環部１５に送信可能とされている。

制御部１８は、温水熱源機１の外部から入力される温度指示情報または制御部１８内にあらかじめ記憶された温度指示情報と、水熱媒温度検知部１６での検知結果、すなわち水熱媒温度検知部１６で検知された水熱媒温度に基づいて加熱部１１に制御指示情報を送信して加熱部１１における運転出力を制御する。これにより、制御部１８は、温度指示情報で指定された温度に水熱媒を昇温させる制御を行う。

また、制御部１８は、外部から入力される流量指示情報または制御部１８内にあらかじめ記憶された流量指示情報に基づいて水熱媒循環部１５に制御指示情報を送信して水熱媒循環部１５における運転出力を制御する。これにより、制御部１８は、温水熱源機１と端末放熱器２との間で循環させる水熱媒の流量を流量指示情報で指定された流量で循環させる制御を行う。

制御部１８は、例えば、図２に示したハードウェア構成の処理回路として実現される。図２は、本発明の実施の形態１における制御部１８のハードウェア構成の一例を示す図である。制御部１８が図２に示す処理回路により実現される場合、制御部１８は、プロセッサ１０１がメモリ１０２に記憶されたプログラムを実行することにより、実現される。また、複数のプロセッサおよび複数のメモリが連携して上記機能を実現してもよい。また、制御部１８の機能のうちの一部を電子回路として実装し、他の部分をプロセッサ１０１およびメモリ１０２を用いて実現するようにしてもよい。

端末放熱器２は、温水暖房装置１０の温水循環回路の途中に設けられ、温水熱源機１から循環してきた水熱媒の熱を放熱して暖房を行う。

往き外部配管３は、温水熱源機１内において加熱部１１で昇温された水熱媒を端末放熱器２に循環させるための配管であり、一端が往き配管接続部１２に接続され、他端が端末放熱器２に接続されている。

戻り外部配管４は、端末放熱器２において放熱して低温となった水熱媒を温水熱源機１に循環させるための配管であり、一端が端末放熱器２に接続され、他端が戻り配管接続部１３に接続されている。

上述した構成を有する温水暖房装置１０では、水熱媒循環部１５によって貯留タンク１４から吸い出された水熱媒は、加熱部１１で加熱された後に往き外部配管３を介して端末放熱器２へと送られ、端末放熱器２において放熱して低温となる。端末放熱器２において低温となった水熱媒は、戻り外部配管４を介して貯留タンク１４に戻る。貯留タンク１４に戻った水熱媒は、水熱媒循環部１５によって加熱部１１へ搬送され、加熱された後に往き外部配管３を介して端末放熱器２へと搬送される。温水暖房装置１０は、上記のサイクルを繰り返すことにより、水熱媒を媒体として、加熱部１１で発生する熱を端末放熱器２へ移動させる。

温水暖房装置１０では、上記のサイクルでの水熱媒の流れが主流である。また、上述した往き配管接続部１２の内部の往き流路１２ａから戻り配管接続部１３の内部の戻り流路１３ａに水熱媒の流れる流れがバイパス流である。

図３は、本発明の実施の形態にかかる往き配管接続部１２、戻り配管接続部１３、バイパス管１７で構成されるバイパス流路の詳細を説明する要部断面図である。図３において、往き配管接続部１２では、矢印Ａで示すように鉛直方向において上から下に向かう方向に流れる水熱媒の流れが往き主流である。図３において、戻り配管接続部１３では、矢印Ｂで示すように鉛直方向において下から上に向かう方向に流れる水熱媒の流れが戻り主流である。

往き配管接続部１２には、戻り配管接続部１３に対向する側の外周部に設けられて戻り配管接続部１３側に突出した中空の往きバイパス部３１が設けられている。往きバイパス部３１は、中空の往き垂直方向流路３１２と、中空の往き水平方向流路３１３と、往きバイパス管接続部３１４と、を備える。

往き垂直方向流路３１２は、往きバイパス部３１における第１流路であり、往き配管接続部１２の往き流路１２ａから分岐した往き第１バイパス流路である。往き水平方向流路３１３は、往きバイパス部３１における第２流路であり、往き垂直方向流路３１２に直角に交わる状態で往き垂直方向流路３１２に屈曲して接続され、往き垂直方向流路３１２とバイパス管１７とを連通させる往き第２バイパス流路である。往きバイパス管接続部３１４は、往き水平方向流路３１３と連通して往きバイパス部３１にバイパス管１７を接続するための接続部であり、且つ内部の中空の一部が往きバイパス部３１における第３流路である往き第３バイパス流路を構成している。なお、図３においては、理解の容易のため、往きバイパス管接続部３１４と戻りバイパス管接続部３２４とが対向して配置された状態を示しているが、往きバイパス管接続部３１４と戻りバイパス管接続部３２４とが水平方向において同じ方向に平行に突出して設けられて、コの字型を呈するバイパス管１７により接続されてもよい。

往き垂直方向流路３１２は、往き配管接続部１２内の往き流路１２ａに連通している。往き垂直方向流路３１２と往き水平方向流路３１３、および往き水平方向流路３１３と往きバイパス管接続部３１４の内部の中空部とは、各々連通している。往きバイパス管接続部３１４の内部の中空部は、往きバイパス管接続部３１４に接続されたバイパス管１７のバイパス管流路１７ａと連通している。

往き垂直方向流路３１２、往き水平方向流路３１３、および往きバイパス管接続部３１４の内部の中空部は、各々の流路方向に垂直な断面が断面円形形状を有する。

そして、往き垂直方向流路３１２における往き配管接続部１２側の端部に隣接する領域が、往き配管接続部１２における主流と、バイパス管１７へ流れる水熱媒のバイパス流と、が分岐する分岐部３１１となっている。

図４は、本発明の実施の形態における分流角度αを説明する概念図である。分流角度αは、端末放熱器２へ向かう往き主流の方向Ｃの上流側と、分岐部３１１で主流から分流されたバイパス流の方向Ｄと、のなす角度である。往き配管接続部１２では、分岐部３１１で主流から分流されたバイパス流の方向Ｄは、端末放熱器２へ向かう往き主流の方向Ｃに対して、分流角度αが１８０°とされている。すなわち、往き垂直方向流路３１２を流れるバイパス流の方向Ｄは、端末放熱器２へ向かう往き主流の方向Ｃに対して、１８０°反転した方向とされている。これは、往き配管接続部１２の往き流路１２ａの伸長方向に対する往き垂直方向流路３１２の曲げ角度が１８０°とされていると換言できる。また、往き垂直方向流路３１２の流路径、すなわち往き垂直方向流路３１２を構成する往きバイパス部３１の中空部の内径は、往き配管接続部１２の往き流路１２ａの内径と比べて縮小されている。

往き水平方向流路３１３は、流路の方向が往き垂直方向流路３１２の流路の方向に対して直角に交わり、往き垂直方向流路３１２の上端部から戻り配管接続部１３側に直角な方向に伸長して設けられている。すなわち、往き水平方向流路３１３において水熱媒が流れる流路の方向は、往き垂直方向流路３１２において水熱媒が流れる流路の方向に対して、戻り配管接続部１３側に直角な方向に曲げられた水平方向とされている。往き水平方向流路３１３の流路径、すなわち往き水平方向流路３１３を構成する往きバイパス部３１の中空部の内径は、往き垂直方向流路３１２の流路径と同一とされている。なお、往き水平方向流路３１３の流路径と往き垂直方向流路３１２の流路径との間に±０．１ｍｍ程度の寸法差があっても問題ない。

なお、図３においては、加工の都合上、往き垂直方向流路３１２および往き水平方向流路３１３の内壁が流路の方向に沿ったテーパー形状を有する場合について示しているが、往き垂直方向流路３１２および往き水平方向流路３１３は、各々、流路の方向において同一径とされていてもよい。

往きバイパス管接続部３１４は、内部の中空部にバイパス管１７が取り付けられる。バイパス管１７は、往きバイパス管接続部３１４の中空部に設けられた段差部に、長手方向の一端が突きあてられることにより、水平方向の位置が位置決めされる。段差部は、バイパス管１７の外形寸法とほぼ同一寸法の内径を有する第１内径部と、第１内径部よりも小さい寸法の内径を有する第２内径部とにより形成されている。なお、往きバイパス管接続部３１４は、流路としての機能を有さずにバイパス管１７を接続するための接続部としてだけの機能を有してもよい。

一方、戻り配管接続部１３には、往き配管接続部１２に対向する側の外周部に設けられて往き配管接続部１２側に突出した中空の戻りバイパス部３２が設けられている。戻りバイパス部３２は、鉛直方向における高さ位置が往きバイパス部３１と同じ位置とされて、往きバイパス部３１と対向する状態に配置されている。そして、戻りバイパス部３２は、中空の戻り垂直方向流路３２２と、中空の戻り水平方向流路３２３と、戻りバイパス管接続部３２４と、を備える。

戻り垂直方向流路３２２は、戻りバイパス部３２における第１流路であり、戻り配管接続部１３の戻り流路１３ａから分岐した戻り第１バイパス流路である。戻り水平方向流路３２３は、戻りバイパス部３２における第２流路であり、戻り垂直方向流路３２２に直角に交わる状態で屈曲して戻り垂直方向流路３２２に接続され、戻り垂直方向流路３２２とバイパス管１７とを連通させる戻り第２バイパス流路である。戻りバイパス管接続部３２４は、戻り水平方向流路３２３と連通して戻りバイパス部３２にバイパス管１７を接続するための接続部であり、且つ内部の中空の一部が戻りバイパス部３２における第３流路である戻り第３バイパス流路を構成している。

戻り垂直方向流路３２２は、戻り配管接続部１３内の戻り流路１３ａに連通している。戻り垂直方向流路３２２と戻り水平方向流路３２３、および戻り水平方向流路３２３と戻りバイパス管接続部３２４の内部の中空部とは、各々連通している。戻りバイパス管接続部３２４の内部の中空部は、戻りバイパス管接続部３２４に接続されたバイパス管１７のバイパス管流路１７ａと連通している。

戻り垂直方向流路３２２、戻り水平方向流路３２３、および戻りバイパス管接続部３２４の内部の中空部は、各々の流路方向に垂直な断面が断面円形形状を有する。

そして、戻り垂直方向流路３２２における戻り配管接続部１３側の端部に隣接する領域が、戻り配管接続部１３の戻り流路１３ａにおける主流と、バイパス管１７から流れてきた水熱媒のバイパス流と、が合流する合流部３２１となっている。

図５は、本発明の実施の形態における合流角度βを説明する概念図である。合流角度βは、加熱部１１に向かう戻り主流の方向Ｅの下流側と、合流部３２１で主流に合流するバイパス流の方向Ｆと、のなす角度である。合流部３２１で主流に合流するバイパス流の方向Ｆは、加熱部１１に向かう戻り主流の方向Ｅに対して、合流角度βが１８０°とされている。すなわち、戻り垂直方向流路３２２を流れるバイパス流の方向Ｆは、加熱部１１に向かう戻り主流の方向Ｅに対して、１８０°反転した方向とされている。これは、戻り配管接続部１３の戻り流路１３ａの伸長方向に対する戻り垂直方向流路３２２の曲げ角度が１８０°とされていると換言できる。また、戻り垂直方向流路３２２の流路径、すなわち戻り垂直方向流路３２２を構成する戻りバイパス部３２の中空部の内径は、戻り配管接続部１３の戻り流路１３ａの内径と比べて縮小されている。

戻り水平方向流路３２３は、流路の方向が戻り垂直方向流路３２２の流路の方向に対して直角に交わり、戻り垂直方向流路３２２の上端部から往き配管接続部１２側に直角な方向に伸長して設けられている。すなわち、戻り水平方向流路３２３において水熱媒が流れる流路の方向は、戻り垂直方向流路３２２において水熱媒が流れる流路の方向に対して、往き配管接続部１２側に直角な方向に曲げられた水平方向とされている。戻り水平方向流路３２３の流路径、すなわち戻り水平方向流路３２３を構成する戻りバイパス部３２の中空部の内径は、戻り垂直方向流路３２２の流路径と同一とされている。なお、戻り水平方向流路３２３の流路径と戻り垂直方向流路３２２の流路径との間に±０．１ｍｍ程度の寸法差があっても問題ない。

なお、図３においては、加工の都合上、戻り垂直方向流路３２２および戻り水平方向流路３２３の内壁が流路の方向に沿ったテーパー形状を有する場合について示しているが、戻り垂直方向流路３２２および戻り水平方向流路３２３は、各々、流路の方向において同一径とされていてもよい。

戻りバイパス管接続部３２４は、内部の中空部にバイパス管１７が取り付けられる。バイパス管１７は、戻りバイパス管接続部３２４の中空部に設けられた段差部に、長手方向の他端が突きあてられることにより、水平方向の位置が位置決めされる。段差部は、バイパス管１７の外形寸法とほぼ同一寸法の内径を有する第１内径部と、第１内径部よりも小さい寸法の内径を有する第２内径部とにより形成されている。なお、戻りバイパス管接続部３２４は、流路としての機能を有さずにバイパス管１７を接続するための接続部としてだけの機能を有してもよい。

上述したように、バイパス流路は、加熱部１１から端末放熱器２へ水熱媒を送り出す流路と、端末放熱器２から加熱部１１に戻る水熱媒の流路との間を連結して設けられている。すなわち、バイパス流路は、温水熱源機１に設けられて加熱部１１から端末放熱器２へ水熱媒を送り出す往き配管接続部１２と、温水熱源機１に設けられて端末放熱器２から加熱部１１に戻る水熱媒を受け入れる戻り配管接続部１３との間を連結して設けられている。そして、バイパス流路は、往き垂直方向流路３１２、往き水平方向流路３１３、往きバイパス管接続部３１４、バイパス管１７、戻りバイパス管接続部３２４、戻り水平方向流路３２３、および戻り垂直方向流路３２２により構成されている。

往き配管接続部１２を流れる水熱媒は、往き配管接続部１２の往き垂直方向流路３１２の分岐部３１１において、端末放熱器２へ向かう方向の往き主流からバイパス管１７へ向かう方向のバイパス流が、往き配管接続部１２の往き垂直方向流路３１２における分岐部３１１で分流される。バイパス流の水熱媒は、往き配管接続部１２における往き垂直方向流路３１２に流れ込み、往き水平方向流路３１３、往きバイパス管接続部３１４、バイパス管１７、戻りバイパス管接続部３２４、戻り水平方向流路３２３、戻り垂直方向流路３２２を経由し、合流部３２１で端末放熱器２から戻ってきて加熱部１１へ向かう方向へ流れる戻り主流の水熱媒と合流する。

なお、ここでは、往き配管接続部１２と戻り配管接続部１３との構造が同一構造、すなわち、バイパス管１７を介して対称の構造とされている場合について説明した。往き配管接続部１２と戻り配管接続部１３との構造を同一構造とすることにより、往き配管接続部１２と戻り配管接続部１３とを共通化でき、製造コストを低減できる。ただし、往き接続管部と戻り接続管部との構造は、後述する温水熱源機１の効果を得られれば、完全に同一でなくても問題ない。

つぎに、温水熱源機１におけるバイパス流路への異物の流入を防止する方法について説明する。温水循環回路には、温水熱源機１の製造時、端末放熱器２の製造時、および温水暖房装置１０の組み立て時に異物が混入するおそれがある。温水循環回路に混入する異物は、銅、鉄およびステンレスといった切り屑、および砂である。上述した切り屑および砂は、水熱媒よりも密度が大きく、水熱媒に沈むものである。

上記のバイパス流路は、往き配管接続部１２の分岐部３１１において、端末放熱器２へ向かう方向の水熱媒の流れである往き主流の方向に対して１８０°反転した方向に水熱媒が流れ込むように設けられている。すなわち、水熱媒は、往き配管接続部１２の往き流路１２ａでは下方に流れるが、バイパス流路の導入部である往き垂直方向流路３１２では上方に流れる。

この場合、異物が分岐部３１１から往き垂直方向流路３１２に流入する可能性があるのは、下記の式（１）の条件を満たす場合である。なお、式（１）における「水熱媒の流れによる異物の上昇力」は、異物が往き垂直方向流路３１２を流れる際の上昇力である。

異物に働く浮力＋水熱媒の流れによる異物の上昇力＞異物に働く重力 ・・・（１）

また、異物に働く浮力、水熱媒の流れによる異物の上昇力、および異物に働く重力は、各々、下記の式（２）から式（４）により求められる。

異物に働く浮力＝Ｖ×ρｗ×ｇ ・・・（２）
水熱媒の流れによる異物の上昇力＝１／２×ρｗ×ｕ ^２ ×Ａ×Ｃｄ ・・・（３）
異物に働く重力＝ρ×ｇ ・・・（４）
式（２）から式（４）において、Ｖ：異物の体積、ρｗ：水熱媒の密度、ρ：異物の密度、ｇ：重力加速度、ｕ：水熱媒の流速、Ａ：異物の表面積、Ｃｄ：抗力係数、である。

そして、温水循環回路に混入するおそれがある異物においては、密度が最も小さい砂が、異物に働く重力が最も小さく、往き垂直方向流路３１２からバイパス流路に流入する可能性が最も高くなる。

異物の粒子径を直径：１ｍｍと仮定し、上記（１）において、「異物に働く浮力＋水熱媒の流れによる異物の上昇力」が「異物に働く重力」と等しい場合、すなわち上記（１）において「＞」を「＝」に変えたときの水熱媒の流速ｕを求めると、０．２５ｍ/ｓとなる。ここで、「異物に働く浮力＋水熱媒の流れによる異物の上昇力」が「異物に働く重力」よりも大である場合、すなわち上記（１）の条件を満たす場合には、砂が往き垂直方向流路３１２に流入する可能性がある。一方、「異物に働く浮力＋水熱媒の流れによる異物の上昇力」が「異物に働く重力」以下である場合、すなわち、下記の式（５）の条件を満たす場合には、砂が往き垂直方向流路３１２に流入する可能性がない。

異物に働く浮力＋水熱媒の流れによる異物の上昇力≦異物に働く重力 ・・・（５）

したがって、この場合は、分岐部３１１で分流して往き垂直方向流路３１２へ流入する水熱媒の流速を０．２５ｍ/ｓ以下とすることで、砂がバイパス流路に流入すること、すなわち砂が往き垂直方向流路３１２に流入することを防ぐことが可能となる。そして、この場合は、往き垂直方向流路３１２からバイパス流路に流入する可能性が最も高い砂のバイパス流路への流入を防ぐことが可能であるため、密度が砂よりも大きい他の異物についてもバイパス流路への流入を防ぐことが可能である。

すなわち、上記のバイパス流路は、往き配管接続部１２の分岐部３１１において、端末放熱器２へ向かう方向の往き流路の方向に対して１８０°反転した方向に水熱媒が流れ込む構成とすることにより、式（１）から式（５）を用いた上記の論理により、バイパス流路に異物を流入させないための、分岐部３１１から往き垂直方向流路３１２へ流入する水熱媒の流速を導出可能である。

また、バイパス流路は、端末放熱器２を含む温水循環回路が閉状態となった場合に、加熱部１１が空運転とならないように設けられている。バイパス流路に流れて戻り垂直方向流路３２２から合流部３２１に流出する水熱媒は、端末放熱器２での放熱が行われていないため、端末放熱器２から戻ってきた水熱媒よりも温度が高い。したがって、バイパス流路に流れる水熱媒の流量が多いほど、端末放熱器２から戻ってきた水熱媒と、バイパス流路を流れた水熱媒と、が混合された後の水熱媒の温度が高くなり、加熱部１１に流入する水熱媒の温度が高くなる。

加熱部１１に用いられるガスボイラ、石油ボイラ、灯油ヒータ、電気ヒータおよびヒートポンプを用いたヒータ装置といった装置には、各々、加熱効率の良い加熱温度範囲が存在する。加熱温度範囲は、昇温後の水熱媒の温度の範囲である。目標とする水熱媒の昇温温度が加熱温度範囲よりも低い場合には、加熱部１１の加熱効率が低下する。

また、目標とする水熱媒の昇温温度が加熱温度範囲よりも高い場合には、加熱部１１に流入する水熱媒の温度が高くなるほど、加熱部１１で昇温させる水熱媒の温度幅が少なくなり、加熱部１１の加熱効率が低下する。このため、端末放熱器２で放熱することがなく、バイパス流路に流れる水熱媒の流量は、加熱部１１の空運転を防止するための必要最低限とすることが好ましい。

また、同じ水熱媒循環部１５を使用していても、バイパス流路に流れる水熱媒の流量が多いほど、端末放熱器２への水熱媒の搬送能力が低下し、温水暖房装置１０の暖房能力が低下する。したがって、温水暖房装置１０の暖房能力の観点からも、バイパス流路に流れる水熱媒の流量は、加熱部１１の空運転を防止するための必要最低限とすることが好ましい。

なお、加熱部１１の空運転を防止するためにバイパス流路に流すことが必要な水熱媒の最低流量は、加熱部１１の形態、すなわち加熱部１１に用いられるガスボイラ、石油ボイラ、灯油ヒータ、電気ヒータ、およびヒートポンプを用いたヒータ装置といった装置の種類と、水熱媒を所望の温度に昇温させるために必要な出力と、により適正な流量を設定する必要がある。通常、加熱部１１の出力が大きいほど、バイパス流路に流すことが必要な水熱媒の最低流量は多くなる。

つぎに、端末放熱器を含む温水循環回路が閉状態となった場合に、バイパス流路に流れる水熱媒の流量を１．０Ｌ／ｍｉｎとする場合を例に、温水熱源機１におけるバイパス流路に流れる水熱媒の流量の調節方法の考え方について説明する。バイパス流路に流れる水熱媒の流量を所望の流量に調節するためには、バイパス流路の各部に生じる圧力損失を適切に調節する必要がある。図６は、本発明の実施の形態にかかる温水熱源機１における、往き垂直方向流路３１２の曲げ角度と、往き垂直方向流路３１２に流れる水熱媒に生じる圧力損失との関係を示す特性図である。

図６に示すように、往き垂直方向流路３１２の曲げ角度を変化させた場合、すなわち往き主流の水熱媒からの往き垂直方向流路３１２へ流れる水熱媒の分流角度αを変化させた場合、往き垂直方向流路３１２の曲げ角度を大きくするに従って、往き垂直方向流路３１２に流れる水熱媒に対して大きな圧力損失を生じさせることができる。そして、往き垂直方向流路３１２の曲げ角度を１８０°とすることにより、往き垂直方向流路３１２に流れる水熱媒に生じる圧力損失を最も大きくすることができる。

本実施の形態におけるバイパス流路では、往き流路１２ａを流れる水熱媒の往き主流の方向に対する往き垂直方向流路３１２の曲げ角度を１８０°の角度としている。すなわち、本実施の形態におけるバイパス流路では、往き垂直方向流路３１２に対して、往き流路１２ａを流れる水熱媒の往き主流の方向と真逆方向に、往き流路１２ａから水熱媒を流入させる構造としている。これにより、図６に示すように、バイパス流路の往き垂直方向流路３１２に流れる水熱媒に対して最も大きな圧力損失を生じさせることが可能であり、往き垂直方向流路３１２に流れ込む水熱媒の流量を少なく調節することができる。

また、本実施の形態におけるバイパス流路では、往き垂直方向流路３１２と往き水平方向流路３１３との間で、９０°の流路の曲げを設けて、屈曲構造を形成している。すなわち、水熱媒が往き垂直方向流路３１２を流れる方向と、水熱媒が往き水平方向流路３１３を流れる方向と、を９０°曲げている。これにより、往き垂直方向流路３１２から往き水平方向流路３１３へ流れる水熱媒に対して、往き垂直方向流路３１２と往き水平方向流路３１３との屈曲構造による圧力損失を生じさせることができる。そして、屈曲構造の曲げ角度を調節することにより、圧力損失を調節可能である。これにより、バイパス流路を流れる水熱媒の流量をより少なく調節することが可能である。

同様に、本実施の形態におけるバイパス流路では、戻り水平方向流路３２３と戻り垂直方向流路３２２との間で、９０°の流路の曲げを設けて、屈曲構造を形成している。すなわち、水熱媒が戻り水平方向流路３２３を流れる方向と、水熱媒が戻り垂直方向流路３２２を流れる方向と、を９０°曲げている。これにより、戻り水平方向流路３２３から戻り垂直方向流路３２２へ流れる水熱媒に対して、戻り水平方向流路３２３と戻り垂直方向流路３２２との屈曲構造による圧力損失を生じさせることができる。そして、屈曲構造の曲げ角度を調節することにより、圧力損失を調節可能である。これにより、バイパス流路を流れる水熱媒の流量をより少なく調節することが可能である。

本実施の形態におけるバイパス流路では、上述したように往き主流の水熱媒からの往き垂直方向流路３１２へ流れる水熱媒の分流角度αを最大とし、またバイパス流路に屈曲構造を設けることによって、バイパス流路を流れる水熱媒に生じる圧力損失のうち主たる圧力損失を生じさせ、バイパス流路に流れる水熱媒の流量を少なく調節している。

また、バイパス流路における各屈曲箇所で生じる圧力損失は、バイパス流路の曲げ角度と、流れる水熱媒の主流の流速によって大半が決定される。そこで、往き垂直方向流路３１２、往き水平方向流路３１３、戻り水平方向流路３２３および戻り垂直方向流路３２２の流路径を調節することにより、バイパス流路を流れる水熱媒に生じる圧力損失を調節することが可能である。

図７は、本発明の実施の形態にかかる温水熱源機１における、往き垂直方向流路３１２、往き水平方向流路３１３、戻り水平方向流路３２３および戻り垂直方向流路３２２の流路径と、バイパス流路を流れる水熱媒に生じる圧力損失との関係を示す特性図である。図７では、往き垂直方向流路３１２、往き水平方向流路３１３、戻り水平方向流路３２３および戻り垂直方向流路３２２の流路径を同一寸法として変化させた場合について示している。水熱媒に生じる圧力損失は、バイパス流路全体を流れる場合の圧力損失である。

図７に示すように、往き垂直方向流路３１２、往き水平方向流路３１３、戻り水平方向流路３２３および戻り垂直方向流路３２２の流路径が小さくなれば、バイパス流路を流れる水熱媒の流速が増大し、バイパス流路で発生する圧力損失は大きくなる。反対に、往き垂直方向流路３１２、往き水平方向流路３１３、戻り水平方向流路３２３および戻り垂直方向流路３２２の流路径が大きくなると、バイパス流路を流れる水熱媒の流速が減少し、バイパス流路で発生する圧力損失は小さくなる。

そして、往き垂直方向流路３１２、往き水平方向流路３１３、戻り水平方向流路３２３および戻り垂直方向流路３２２の流路径を調節することにより、往き垂直方向流路３１２に流れ込む水熱媒の流速を、上記式（１）から式（５）を用いた上記の論理により導出される、バイパス流路に異物を流入させないための往き垂直方向流路３１２へ流入する水熱媒の流速以下の速度に調節できる。これにより、異物のバイパス流路への流入を防ぐことができ、バイパス流路における異物の付着および堆積を防止できる。

温水熱源機１においてバイパス流路に流れる流量を１．０Ｌ／ｍｉｎとする場合には、往き垂直方向流路３１２、往き水平方向流路３１３、戻り水平方向流路３２３および戻り垂直方向流路３２２の流路径を直径２．０ｍｍとすることで、流量を確保することが可能である。なお、往き主流の流量とバイパス流の流量との間には相関関係があり、図８に示すように主流の流量が増えるほどバイパス流の流量は減少する。したがって、主流の流量を調整することにより、バイパス流の流量を調整することが可能である。図８は、本発明の実施の形態にかかる温水熱源機における主流の流量とバイパス流の流量との関係を示す特性図である。図８においては、主流の流量とバイパス流の流量以外の条件を同一とした場合の主流の流量とバイパス流の流量との関係を示している。また、図８では、水熱媒循環部１５のポンプの揚程が相対的に高い場合のプロットＡと、水熱媒循環部１５のポンプの揚程が相対的に低い場合のプロットＢとを示している。図８から分かるように、水熱媒循環部１５のポンプの揚程が高くなるほどバイパス流の流量は増加する。したがって、ポンプの揚程を調整することにより、バイパス流の流量を調整することが可能である。

異物がバイパス流路に付着および堆積した場合には、バイパス流路に流れる水熱媒の流量が減少し、さらにはバイパス流路が閉塞するおそれがある。端末放熱器２を含む温水循環回路が閉状態となった場合に、バイパス流路に流れる水熱媒の流量が減少すると加熱部１１は空運転に近い状態となり、さらにバイパス流路が閉塞すると加熱部１１は空運転となる。加熱部１１が空運転となると、温水熱源機１が焼損するといった不具合に至る可能性がある。

一方、温水熱源機１では、上記のように異物のバイパス流路への流入を防ぐことができ、バイパス流路における異物の付着および堆積を防止できる。また、バイパス流路に流れる水熱媒の流量を所望の流量に調節することができる。これにより、バイパス流路における異物の付着および堆積に起因した、加熱部１１の空運転に近い状態および空運転を防止でき、温水熱源機１の不具合を防止できる。

また、温水熱源機１では、往き垂直方向流路３１２、往き水平方向流路３１３、戻り水平方向流路３２３および戻り垂直方向流路３２２の流路径を調節することにより、バイパス流路で発生する圧力損失を調節し、バイパス流路に流れる水熱媒の流量を調節することができる。

つぎに、温水熱源機１の水熱媒温度検知部１６で検知される水熱媒の温度について説明する。本実施の形態におけるバイパス流路では、合流部３２１で戻り主流に合流するバイパス流の水熱媒が流れる戻り垂直方向流路３２２は、加熱部１１に向かう戻り主流の方向に対して、合流角度βが１８０°とされている。すなわち、本実施の形態におけるバイパス流路では、戻り配管接続部１３の戻り流路１３ａを流れる水熱媒の戻り主流の方向に対する、戻り垂直方向流路３２２の曲げ角度を１８０°の角度としている。

これにより、本実施の形態におけるバイパス流路では、戻り流路１３ａに対して、戻り流路１３ａを流れる水熱媒の戻り主流の方向と真逆方向に、水熱媒を戻り垂直方向流路３２２から流出させる構造としている。これにより、戻り垂直方向流路３２２から合流部３２１に流出したバイパス流の水熱媒の流れる方向と、戻り配管接続部１３の戻り流路１３ａを流れる戻り主流の水熱媒の流れる方向とが真逆方向となる。そして、バイパス流の水熱媒と戻り主流の水熱媒とが、流れる方向の正面からぶつかるため、バイパス流の水熱媒と戻り主流の水熱媒との混合具合が高くなる。

また、上記特許文献１の技術によれば、戻り配管継手においては、水熱媒の主流方向に対して、直角、または分流角度αが鋭角α度となるように戻り配管接続部が分岐している。このため、特許文献１の技術の場合には、戻り配管接続部におけるバイパス流路の下流側では、暖房用放熱器から戻ってくる水熱媒とバイパス流路を流れた水熱媒との混合水熱媒が十分に混合されない。そして、特許文献１の暖房用ボイラの構造では、バイパス流路の下流側におけるバイパス流路に近い箇所では、水熱媒の実情に近い温度、すなわち加熱器に流入する水熱媒の温度に近い温度を検出することができない。

混合水熱媒の温度が低めに検知された場合には、暖房用ボイラでは、暖房用放熱器からの戻り水温が低く暖房用放熱器の放熱量が大きい、すなわち暖房負荷が大きいと判断し、必要以上に加熱部の出力を増大させる。この結果、暖房用ボイラの効率低下および加熱器の出力増により維持費が増加する、という問題が生じる。逆に、混合水熱媒の温度が高めに検知された場合には、暖房用ボイラでは、暖房用放熱器からの戻り水温が高く暖房用放熱器の放熱量が小さい、すなわち暖房負荷が小さいと判断し、加熱器の出力を減少させる。この結果、ユーザが期待する暖房感が得られない、という問題が生じる。

一方、温水熱源機１では、戻り配管接続部１３の戻り流路１３ａを流れる水熱媒の戻り主流の方向に対する、戻り垂直方向流路３２２の曲げ角度を１８０°とする。これにより、戻り垂直方向流路３２２から合流部３２１に流出したバイパス流の水熱媒と、戻り流路１３ａを流れる戻り主流の水熱媒との、曲げ角度に因る混合具合を最も高めることができる。これにより、戻り垂直方向流路３２２から合流部３２１に流出したバイパス流の水熱媒と、戻り流路１３ａを流れる戻り主流の水熱媒とが混合された混合水熱媒の温度を、より正確な温度で、すなわち加熱部１１に流入する水熱媒の温度により近い温度で、水熱媒温度検知部１６で検知することが可能である。したがって、水熱媒温度検知部１６で検知された混合水熱媒の温度に起因した、上述したような問題、すなわち維持費の増加および快適性の低下の発生を抑制することができる。すなわち、温水熱源機１では、維持費を低減することができ、また快適性を向上させることができる。

また、水熱媒温度検知部１６で検知される混合水熱媒の温度は、温度検知部取付部１９に取り付けられた水熱媒温度検知部１６と合流部３２１との距離の影響を受ける。合流部３２１と水熱媒温度検知部１６との距離が長い場合には、バイパス流路から合流部３２１に流れ出たバイパス流の水熱媒と、端末放熱器２から戻ってきて戻り配管接続部１３を流れる戻り主流の水熱媒とが混合する時間が長くなるため、両者の混合具合が高くなる。このため、水熱媒温度検知部１６では、加熱部１１に流入する水熱媒の温度により近い温度で、混合水熱媒の温度を検知することが可能である。

しかしながら、合流部３２１と水熱媒温度検知部１６との距離を長くしすぎると、戻り配管接続部１３および温水熱源機１が大型になり、また材料の使用量が多くなるため、経済的でもない。したがって、合流部３２１と水熱媒温度検知部１６との距離は、これらの点も考慮して適切な長さを与える必要がある。

図９は、本発明の実施の形態にかかる温水熱源機１の戻り配管接続部１３における合流部３２１から水熱媒温度検知部１６までの距離と、混合水熱媒の検知温度との関係を示す特性図である。図９は、温水熱源機１の戻り配管接続部１３における合流部３２１から水熱媒温度検知部１６までの距離と、混合水熱媒の検知温度との関係をシミュレーションにより得た結果である。ここでの合流部３２１の位置は、戻り垂直方向流路３２２と戻り流路１３ａとの境界位置とした。

また、図９では、バイパス流路から合流部３２１に流れ出たバイパス流の水熱媒と、端末放熱器２から戻ってきて戻り配管接続部１３を流れる戻り主流の水熱媒とが均一に混合された均一温度の混合水熱媒の検知温度を１００％として示している。また、図９では、往き垂直方向流路３１２、往き水平方向流路３１３、戻り水平方向流路３２３および戻り垂直方向流路３２２の流路径を直径２．０ｍｍとし、バイパス流路に流れる水熱媒の流量を１．０Ｌ／ｍｉｎとした場合について示している。

図９より、水熱媒温度検知部１６において、合流部３２１から２５ｍｍだけ上方の位置、すなわち下流の位置で、９９．７％に相当する温度を検知可能であることが確認された。９９．７％に相当する温度が検知されれば、合流部３２１と水熱媒温度検知部１６との距離が長い場合には、上述したように特許文献１の技術で生じる問題が発生することが無く、また戻り配管接続部１３および温水熱源機１が大型になることもない。

上述したように、本実施の形態にかかる温水熱源機１では、往き配管接続部１２を流れる往き主流の方向を鉛直下向き方向とし、分岐部３１１において、端末放熱器２へ向かう方向の往き流路の方向に対して１８０°反転した方向に水熱媒が流れ込む構成としている。これにより、バイパス流路に異物を流入させないための、分岐部３１１から往き垂直方向流路３１２へ流入する水熱媒の流速を上記式（１）から式（５）を用いて導出可能である。また、バイパス流路の往き垂直方向流路３１２に流れる水熱媒に対して最も大きな圧力損失を生じさせて往き垂直方向流路３１２に流れ込む水熱媒の流量を少なく調節することができる。

そして、往き垂直方向流路３１２、往き水平方向流路３１３、戻り水平方向流路３２３および戻り垂直方向流路３２２の流路径を調節することにより、往き垂直方向流路３１２に流れ込む水熱媒の流速を、導出される水熱媒の流速以下の速度に調節できる。これにより、異物のバイパス流路への流入を防ぐことができ、バイパス流路における異物の付着および堆積を防止でき、バイパス流路における異物の付着および堆積に起因した、加熱部１１の空運転に近い状態および空運転を防止でき、温水熱源機１の不具合を防止できる。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ 温水熱源機、１ａ 筐体、２ 端末放熱器、３ 往き外部配管、４ 戻り外部配管、１０ 温水暖房装置、１１ 加熱部、１２ 往き配管接続部、１２ａ 往き流路、１３ 戻り配管接続部、１３ａ 戻り流路、１４ 貯留タンク、１５ 水熱媒循環部、１６ 水熱媒温度検知部、１７ バイパス管、１７ａ バイパス管流路、１８ 制御部、１９ 温度検知部取付部、２１ 往き内部配管、２２，２３，２４ 戻り内部配管、３１ 往きバイパス部、３２ 戻りバイパス部、１０１ プロセッサ、１０２ メモリ、３１１ 分岐部、３１２ 往き垂直方向流路、３１３ 往き水平方向流路、３１４ 往きバイパス管接続部、３２１ 合流部、３２２ 戻り垂直方向流路、３２３ 戻り水平方向流路、３２４ 戻りバイパス管接続部。

Claims (7)

1. 端末放熱器と接続されて温水暖房装置を構成し、水熱媒を昇温させて前記端末放熱器に搬送する温水熱源機であって、
   前記水熱媒を前記温水熱源機と前記端末放熱器との間で循環させる水熱媒循環部と、
   前記水熱媒循環部の下流側に配置されて前記水熱媒を加熱する加熱部と、
   一端が往き内部配管を介して前記加熱部の下流側に接続されるとともに他端が往き外部配管を介して前記端末放熱器の上流側に接続されて、前記一端から前記他端に向かう前記水熱媒の流れである往き主流の方向に前記水熱媒が流れる中空状の往き流路を有する往き配管接続部と、
   一端が戻り外部配管を介して前記端末放熱器の下流側に接続されるとともに他端が戻り内部配管を介して前記水熱媒循環部の上流側に接続されて、前記一端から前記他端に向かう前記水熱媒の流れである戻り主流の方向に前記水熱媒が流れる中空状の戻り流路を有する戻り配管接続部と、
   前記往き流路と前記戻り流路とを連通させて接続するバイパス管と、
   を備え、
   前記往き配管接続部は、
   前記往き主流の方向が鉛直下向き方向であり、
   前記往き主流の方向に対する分流角度が１８０°とされた往き第１バイパス流路を有し、
   前記往き第１バイパス流路を含む流路であって前記往き流路と前記バイパス管とを連通させる流路の流路径と、前記戻り流路と前記バイパス管とを連通させる流路の流路径とは、前記往き流路から前記往き第１バイパス流路に流れ込む前記往き主流の前記水熱媒の流速が、前記水熱媒とともに前記温水熱源機と前記端末放熱器との間で循環する異物を、前記バイパス管を介して前記往き流路と前記戻り流路とを連通するバイパス流路に流入させないための、前記往き流路から前記往き第１バイパス流路に流れ込む前記往き主流の前記水熱媒の流速以下の速度となる大きさとされていること、
   を特徴とする温水熱源機。
2. 前記往き流路から前記往き第１バイパス流路に流れ込む前記往き主流の前記水熱媒の流速が、前記水熱媒において前記異物に働く浮力と、前記異物が前記往き第１バイパス流路を流れる際の前記水熱媒の流れによる前記異物の上昇力と、前記異物に働く重力と、についての以下の式（１）から式（４）を満たすこと、
   を特徴とする請求項１に記載の温水熱源機。
   異物に働く浮力＋水熱媒の流れによる異物の上昇力≦異物に働く重力・・・（１）
   異物に働く浮力＝Ｖ×ρｗ×ｇ ・・・（２）
   水熱媒の流れによる異物の上昇力＝１／２×ρｗ×ｕ ^２ ×Ａ×Ｃｄ ・・・（３）
   異物に働く重力＝ρ×ｇ ・・・（４）
   Ｖ：異物の体積、ρｗ：水熱媒の密度、ρ：異物の密度、ｇ：重力加速度、ｕ：水熱媒の流速、Ａ：異物の表面積、Ｃｄ：抗力係数、である。
3. 前記往き配管接続部は、前記往き第１バイパス流路に対して屈曲して接続されて前記往き第１バイパス流路と前記バイパス管とを連通させる往き第２バイパス流路を有すること、
   を特徴とする請求項１または２に記載の温水熱源機。
4. 前記戻り配管接続部は、
   前記戻り主流の方向が鉛直上向き方向であり、
   前記戻り主流の方向に対する合流角度が１８０°とされた戻り第１バイパス流路を有すること、
   を特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の温水熱源機。
5. 前記戻り配管接続部は、前記戻り第１バイパス流路に対して屈曲して接続されて前記戻り第１バイパス流路と前記バイパス管とを連通させる戻り第２バイパス流路を有すること、
   を特徴とする請求項４に記載の温水熱源機。
6. 前記戻り配管接続部において前記戻り主流の方向に流れる前記水熱媒と、前記戻り第１バイパス流路から前記戻り流路に流出した前記水熱媒と、が混合された混合水熱媒の温度を検知する水熱媒温度検知部と、
   前記水熱媒温度検知部における検知結果に基づいて前記加熱部における前記水熱媒の加熱を制御する制御部と、
   を有することを特徴とする請求項４または５に記載の温水熱源機。
7. 前記往き配管接続部と前記戻り配管接続部とが、同じ形状を有すること、
   を特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の温水熱源機。

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