JPH06507006A - 家庭使用または家庭暖房のための温水製造装置 - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 家庭使用または家庭暖房のだめの温水製造装置本発明は、家庭用温水および家庭 用微温水の製造に関する。

本発明の重要な適用は、家庭用微温水すなわち沸騰温度をがなり下回る温度を存 する水の製造である。

本発明はまた、たとえば脱イオン水、熱流体および他の工業用高温流体のような 高温流体の製造に適用することができる。

現在のところ、温水の製造にはアキュムレータを使用する場合と使用しない場合 かある。アキュムレータを使用する場合、高い熱出力（火力）を必要とし、目標 温度に達するとアキュムレータの損失を補償する短い機能時間および損失を補償 するためのアキュムレータの過大化の問題を含む。アキュムレータの過大化によ りさらに大きな火力を必要とし、さらに損失が増える。

アキュムレータを使用しない場合、高い熱出力（火力）を必要とするが同時に水 を引き出すには不十分である。

たいていの場合、家庭用温水供給調整は、ヒツトオアミス（ｂｉｔ−ｏｒ−ｍｉ ｓｓ）システムにしたかって作動する。

装置モートによれば、家庭用の水の加熱を熱サイホンによって得ることができる 。

通常の場合、もし２つの引出しの間の時間か冷却のために十分長ければ、家庭用 温水の水栓開放（すなわち引出し）により温水を即時に得ることはできない。は じめに水は冷たく、次いで家庭用温水中央発生器と引出し点との間の管の長さお よび径によって決まる搬送の遅れおよび時定数効果を伴って水は次第に熱くなる 。最も冷たい水は引出し点において使用されないが、温水タンクに流入しエネル ギおよび水の損失を表している冷水と質量において等しい。

次の方法によりこのシステムに良く知られた改良かなされている。

■　ポンプによる家庭用温水循環により、中央温水タンクと引出し点に近い領域 との間に家庭用温水ループを形成すること。

■　電気加熱コートで家庭用温水管をたとること。

分散型装置では、エネルギ源として、電気の方か優勢であるがガスまたは電気か 一般に使用される。

電気システムは、ｌ乃至数ｋＷの比較的高い浸漬ヒーター出力および数十リット ルの容量を有する水加熱器を引出し点の近くに位置決めすることからなる。

分散型装置システムに対する中央集中型装置システムの利点は、水およびエネル ギのさらに大きな損失である。

中央システムのために水ループまたは追跡は、設備投資およびエネルギの双方に おいて高価である。すなわち恒常的な損失か増大する。

一般に、流体加熱装置に対する自動制御は、ヒツトオアミスシステムによってエ ネルギを供給するサーモスタットによって得られる。サーモスタンドは所与数の 中断に対して与えられる。サーモスタットは時間の経過とともに劣化し、故障を 起こす。

サーモスタット、安全装置および／または一般的に付設されている熱バルブか正 常に機能しない場合、家庭用温水回路は水栓によって遮断されるか、爆発、水の 水蒸気化または水引出し口における燃焼の危険性かある。

安全装置は、その正常機能信頼性を改善するために周期的に操作されなけれはな らない。事実、この操作はまれにしか行われず、安全装置は漏れるかまたは動か なくなる。

電気エネルギについては、浸漬ヒーターは非常に高い表面温度で作動し、毛皮ラ イナー（ｆｏｒ−１１ｎｅｒ）を含む。したかって、熱抵抗か増大し、浸漬ヒー ターの温度は増大し、浸漬ヒーターの劣化か起こる。

タンクは一般的に鋼で作られ、腐食しにくいように表面処理か施されている。池 の金属との接続により、腐食を起こすような電気化学結合か形成されるかもしれ ない。

電気水加熱器の製造者の保証は、一般的には次の点に限定さねている。

■　タンクに対しては５乃至１００ 年■ステアタイトの間接ヒーターに対しては５年■　浸漬ヒーターに対しては２ 年 本発明により、故障の可能性の高い構成部品であるサーモスタットおよび高出力 浸漬ヒーターを、タンクの外側の温度自己制御静的構成部品によって置き換える ことか可能になる。

最適化により、これらの静的構成部品の熱出力が低減される。これらの手段によ り、信頼性か著しく増大する。

通常システムと比較すると、本発明の結果、運転コストが低減され、水およびエ ネルギか大幅に節減される。所要電力は小さく、これにより電気契約コスト、電 力供給コストおよび保護手段］ストが低減される。エネルギに対する全体効率が 、本発明により改善されることがわかった。

洗面器に対する所要電力は数十ワットであり、約１０人の事務所に対する年平均 電力は約２０ワツトである。引出しなしの平衡温度における電力は、約１４ワツ トである。

本発明により、すへての加熱手段が温度自己制御でありそれ自体最大可能温度を 限定することで爆発の危険性を防止するような、水を加熱するための特定の構造 の概念が可能になる。必要な保護は、電気に対する人の保護だけである。この保 護は、差動遮断器によって、且つ加熱要素を包囲する金属プレートまたはタンク を接地することによってなされる。

本発明にしたかうこの構造により、引出し点における所望の温度に対して十分に 水を加熱することが可能になる。

熱エネルギ伝導は広い表面に亘って拡がり、毛皮ライナーを著しく低減しはとん とすへてのメンテナンスか不要になる。

本発明により提案されたもう１つの問題は、引出し点において適合水温度を迅速 に得ることかでき且つ１つまたは複数のタンク内の水加熱手段に対して大きな合 計電力を供給する必要のないような家庭用温水または微温水の製造用設備装置を 実現することである。

特に、本発明は、使用牛歩しずつタンクに流入した冷水が、タンクがら引出し点 に放出されるようになった温水と過度に混合されないように、すべてのタンク容 積を最大可能効率で使用することを目的としている。

これらの目的を達成するために、本発明の装置は、供給管内で利用できる水流か ら出水口を介して放出される温水または微温水を提供する。この装置は、温水流 量制御手段と、入水オリフィスおよび出水オリフィスを有し且つ加熱すべき一定 量の水を収容するように設計された密封タンクとを備えている。上記入水オリフ ィスは上記供給管に接続され、上記出水オリフィスは排出管を介して上記出水口 に接続されている。外部エネルギ供給源に接続された加熱手段が、タンク内の水 を加熱して適当な温度にする。上記加熱手段は、それぞれ外部電力エネルギ供給 源の第１の端子および第２の端子に恒常的に接続された第１組の電気導体および 第２組の電気導体を有する温度自己制御加熱組立体を備え、上記組をなした電気 導体は、互いに近接して位置決めされ且つ抵抗値がその温度に応じて増加する抵 抗材料によって互いに分離され、上記自己制御加熱組立体は上記組をなした電気 導体からなり、上記抵抗材料は、上記タンク内に収容された水を加熱するために 内部タンク空間から適当に電気的に絶縁され且つ内部タンク空間に熱的に接続さ れている。

好ましい実施態様によれば、温度自己制御組立体は、タンク壁の底部領域におい てタンク壁の外側でその周りに固着されている。

比較的小さい容量を有し且つ各引出し点の近傍に配設されたタンクをもって、断 続的な温水引出しに適合され、冷水がタンクに流入するや否や冷水を加熱する加 熱手段に対して時間を与えるような分散型設備装置を提供することかできる。

本発明はまた、中央集中型設備装置に適用される。この場合、既設設備装置の引 出し点の近くに適合容積容量を設けることによって、本発明により水の損失か解 消されおよびエネルギ損失か低減される。

中央温水タンクの加熱は、たとえば矩形または円形加熱ソート形状を有する外部 自己制御加熱システムにしたがってなされる。

中央温水タンクに対する改良は、自己制御壁に沿って冷水を上昇させて使用電力 のよりよい利用を可能にするような中間容器をタンク内部に備えていることから なる。

この中間容器はできるだけ最小の熱抵抗を有しなければならず、温度成層現象（ 冷水より温水の方が比重が小さい）の乱れを回避するのに十分遅い水速度を引き 起こすものでなければならない。

本発明にしたがう特定の自己制御加熱手段の使用により、従来加熱システムと比 較して設備コストの微増を引き起こすかもしれない。本発明は、温度自己制御組 立体位置の最適化、その増量の低減、補償容量を使用すること、タンク形状を改 良すること、タンクの方向付けを改良すること、および断熱手段および水の損失 を低減するための手段を備えることによって、上記コストの微増の補償を行おう とするものである。

家庭用微温水の供給設備装置に対する全体的な寿命は、本発明を用いて著しく増 大する。温度制御加熱組立体は、容易に修理することができる。

本発明を用いた家庭用微温水供給システムは、材料、エネルギおよび水の節約を 行い、全く安全に信頼性をもって作動する。

タンクの壁は、電気腐食の危険性がないように銅で作られているのが好ましい。

管は、一般的に銅またはプラスチック製である。

引出し点において所望の温度を迅速に得るために、本発明では、少なくとも１つ の密封タンクと断熱手段と加熱手段と供給管と排出管と温水流量調節手段と混合 手段を備えた分散型切部装置を推奨している。

本発明によれば、 混合手段は、上記出水オリフィスに隣接した高い位置に配設され、上記排出管の 上記第」の短いセグメントによって上記出水オリフィスに接続され、上記供給管 の接続点は、上記混合手段に近接した高い位置にあり、上記短い分岐管によって 上記混合手段に接続され、上記接続点と上記入水オリフィスとの間に位置決めさ れた、上記供給管の上記入口セグメントは、全体に亘りまたはその長さのほとん ど大部分の領域において周囲を取り巻く空気から断熱されている。

このように、水の入口および出口をタンクより上方に位置決めして、加熱要素と タンク水との間の熱交換を増大させる熱サイホンを維持し、水の温度が上昇する のに要する時間の長さを減少させる。

上記供給管の上記入口セグメントは上記タンクに近接して配設され、上記タンク を断熱する手段によって周囲を取り巻く空気から断熱されてし）る。というのも 、上記供給管の上記入口セグメント自体、同じ断熱手段内にあるからである。熱 損失は、熱応答時間および水引出し温度の変化とともに、低減される。

ある構成例によれば、混合手段は、 上記分岐管と、上記排出管の上記第１の短いセグメントと、上記排出管の上記第 ２の短いセグメントとの間に設けられた接続Ｔ部分と、上記分岐管内に設けられ て、上記分岐管を介して直接流入する冷水と上記供給管の入口セグメント、上記 タンクおよび上記排出管の第１の短し）セグメントを介して流入する温水との間 の割合を決める一定流量規制手段とを備えている。

第２の構成例によれば、混合手段１０８は、上記分岐管１　］、　１に接続され た第１の入口１３１、上記排出管の第１の短いセグメント１０９に接続された第 ２の入口１３２および上記排出管の第２の短いセグメント１１０に接続された出 口１３３を有する水混合温度調整器１３０を備えている。

本発明にかかる他の主題、特徴および利点は、添付図面に示すような特定の実施 例に関する以下の説明により示されるであろう。

第１図は、洗面器に取り付けられた本発明による家庭用微温水または冷水製造装 置の正面断面図であり、 第２図は、本発明の加熱手段を示す図であり、第３図は、本発明で使用される加 熱コードを示す拡大斜視断面図であり、第４図は、本発明を用いた層加熱システ ムを示す図であり、第５図は、本発明を用いた円形加熱壁の構造を示す図であり 、第６図は、本発明を用いた大容量加熱タンクの概略正面断面図であり、第７図 は、家庭用温水製造のための通常システムを示す図であり、第８図は、本発明の １つの型式を用いた家庭用微温水製造システムの概略図であり、 第９図は、本発明の他の型式を用いた家庭用微温水製造システムを示す図であり 、 第１０図は、家庭用微温水および冷水の洗面器への供給に適用した２つの足踏み タイプの水栓を有する本発明の装置の一例を示す図であり、第１１図は、本発明 の適用の他の型式を用いた家庭用微温水製造システムの概略図であり、 第１２図は、中央水通熱器および一連の補償装置を存する設備装置への本発明の 装置の適用例を示す図であり、 第１３図は、加熱設備装置への本発明の適用を示す図である。

第１図に示す実施態様では、本発明の装置により、パイプ供給管２で利用可能な 水から引出し点の出水口ｌを介して流出する家庭用微温水を製造することかでき る。水栓３により、微温水の流量が調節される。水栓３は、足踏みタイプの水栓 であるのが好ましい。

装置は密閉されたタンク４からなり、このタンク４は入水タンクオリフィス５お よび出水タンクオリフィス６を存する。出水タンクオリフィス６は、短い排出管 ７によって出水口ｌに接続されている。排出管７は水栓を備えておらず、この接 続は遮蔽されることなく開放である。こうして、タンク４の内部空間は常に大気 圧にある。この実施態様では、タンク４の水が抜けないように、出水口ｌはタン ク４の最大水位よりも上方に位置決めされなければならない。変形例として、高 い位置に空気取入れ口を有するサイホン回避システムを設けることができる。

図に示すような洗面器の場合には、タンク４は洗面器の下方、または洗面器支柱 の内部に適宜位置決めされる。

入水タンクオリフィス５は給水管２に接続され、温水流量調節用水栓３かタンク ４の上流側において給水管２に取り付けられている。

タンク４内に収容されている水を適当な温度にまで加熱するための手段８が、外 部エネルギ供給源に接続されている。加熱手段８は、導線９およびｌＯによって 外部電力源に電気的に接続された自己制御加熱システムを備えている。

タンク４はいかなる形状でもよいが、円形断面を存する円筒形状が最適であると 思われる。タンク４の壁体は、加熱手段８によって発生した熱を伝導することの できるあらゆる材料で作ることができる。タンク４は圧力を受けないので、機械 的な耐力をあまり要しない。

断熱材４０の使用により、熱損失か制限される。たとえば金属で作られたケーシ ング４１により、機械的保護がなされる。高密度ポリウレタンは、双方の機能を 果たすことができる。

第２図は、タンク４の周側壁１１７の周りに巻き付けられた加熱コード８０から なる自己制御システム８の構成例を示している。このような加熱コード８０は、 その断面か第３図に拡大されて示されているが、第１の電気導線８１と第２の電 気導線８２とを備えている第１の電気導線８１および第２の電気導線８２は、自 己制御加熱高分子半導体のような抵抗材料８３を介して互いに近接して配置され ている。この抵抗材料８３の抵抗値は、その温度に対して増加する。たとえば、 導線８１および８２は、抵抗材料８３内に互いに平行に埋設された２つの金属線 である。抵抗材料８３は電気絶縁層８７によって包囲され、電気絶縁層８７は錫 めっき銅で作られたプレート８８によって包囲されている。電気絶縁層８７の錫 めっき鋼により、電気的および機械的保護と熱伝導とか提供される。このような 自己制御加熱コードは、たとえばブリュッセルのレイチャムインターナショナル （Ｆｉｒｍ　Ｒａｙｃｈｅｍ　Ｓ、Ａ、　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）によっ て商標「Ｉ−ＩＷＡＴｊを付して市販されている。

加熱コード８０は、タンク４の下部領域の周りに巻き付けられているのが好まし い。入水タンクオリフィス５はタンク４の下部領域にあり、出水タンクオリフィ ス６はタンク４の上部領域にある。導線８１および８２の両端は、導線９および ｌｏによって外部電力供給源に接続されている。図示されていないか、熱効率を 改善するために、加熱コード８ｏによって覆われている領域に反射コーティング を接着してもよい。

第４図に示されている実施態様では、自己制御加熱システム８は加熱層８４を備 えている。加熱層８４は、図示のように互いに重ねて配設された第１の導体コー ム８５と第２の導体コーム８６とからなる。導体コームは抵抗材料８３内にプレ ート状に埋設され、全体ユニットが円筒状タンク４の周りに熱的に接続された１ つのコイル加熱層を形成している。第１の導体コーム８５は導線９に接続されさ らに電力供給源の第１の端子に接続され、第２の導体コーム８６は導線１０に接 続されさらに電力供給源の第２の端子に接続されている。

第５図に示す構成例は、タンク４の円形底部に良好に適合するようになった円形 形状を存する自己制御加熱プレートに関する。２つの電気線が互いに平行に配設 され、円形プレート形態の抵抗材料８３内にスパイラル状に埋設されている。２ つの電気線の端部は、図示のようにそれ自体導線９およびｌＯを形成している。

いずれの場合も、感電死を回避するために、金属ブレード８８のような電気保護 層が接地され、抵抗材料８３を覆っている。

第１図に示す構成例で、タンク４は実質的に鉛直な軸線を有する円筒形である。

第１図に示す構成例で、本発明の装置は冷水供給管２から自給自足でき、断続的 な使用のために微温水を供給する。さらに装置には、供給管２と排出管７との間 に設けられた冷水供給管１４に介在する水栓１３が設けられ、冷水を引くことが できるようになっている。こうして排出管７により、タンク４からの温水と供給 管】４からの冷水との間の混合領域が形成される。水栓３は、足踏みタイプの水 栓かあるいは手の接近を感知して作動する水栓である。このシステムは職場にお いて特に興味深く、このシステムにより水およびエネルギの消費量を低減するこ とができる。水栓１３は出水口に近く手動操作であるか、あるいは足踏みタイプ であってもよい。

第６図に示す構成例では、タンク４は実質的に鉛直な軸線を有する円筒形状であ る。入水タンクオリフィス５はタンクの底部領域に設けられ、出水タンクオリフ ィス６はタンクの上部領域に形成されている。加熱手段８は、タンク４の壁体の 下部領域の周りおよびタンクの底部全域に亘って設けられている。さらに、タン ク４にはその底部の近接して円筒形状を有する中間内部タンク１１か設けられて いる。中間内部タンク１１は上面が開口で、タンク４の外周壁と同軸でわずかに 小さな直径を有する。中間内部タンク１１は、加熱手段８を包囲する領域で、タ ンク４の側壁の下部領域に近接し且つタンク４の底部に近接して配設されている 。−例として、中間内部タンクＪ１はタンク４の底部の上に位置決めされたサポ ート９９を有する。中間内部タンク１１とタンク４の外壁との間には隙間が形成 され、この隙間により入水タンクオリフィス５からの水の流入か可能になる。こ うして、タンク４に入る冷水は隙間１２を介して移動して加熱手段８の近くに留 まり、その加熱か助長され、壁体の温度を下げることによって、水を引いている 間中加熱手段８の熱出力（火力）が増加する。中間内部タンク１１の熱伝導によ り、水金体の温度増加か可能になる。

このシステムは、低速度水流れを伴う温水成層原理を適用している。

タンクの容積は、水を引いている間中加熱要素の火力が増加することを考慮し、 一連の連続的な短時間洗浄か可能なように企図されている。約８ｃｍの直径で約 ５０ｃｍも高さの円筒状タンク４と、冷たい状態で約６６ワツト熱い状態で約１ ４ワツトの最大電力を供給する自己制御加熱システムとで、８人乃至１０人の職 場において満足すべき結果か得られた。これらの値は、さらに最適化されるであ ろう。

第７図乃至第１２図に関する以下の説明は、引出し点において適当な温度を迅速 に得る手段に関する。

第７図は、家庭用の温水および微温水製造に使用される従来の通常型式の温水器 を示している。

この従来の温水器は、下部の入水タンクオリフィス５および上部の出水タンクオ リフィス６か設けられた密封されたタンク４からなる。タンク４は断熱領域１０ ４に包囲され、断熱領域１０４は周囲を取り巻く空気に応じてタンクの断熱を行 う。外部電気供給源に接続された電気抵抗浸漬ヒーターのような加熱手段８によ り、タンク４に収容されている水を適当な温度まで加熱することが可能になる。

一般に、電気抵抗浸漬ヒーターは、サーモスタット水温測定に基づき加熱手段の 電力供給をＯＮまたはＯＦＦに切り換えることによって制御がなされる。こうし て、水タンクの温度はヒツトオアミス作用によって規制される。

入水タンクオリフィス５に接続された供給管２により、水がタンク４内に流入す ることか可能になる。出水タンクオリフィス６に接続された排出管７により、タ ンク４から温水を引き出してこの温水を引出し手段に導くことが可能になる。

水の流量を制御する手段は図示を省略したが、利用者によって操作され、排出管 ７の流量を調節することが可能である。混合水栓すなわち混合温度調整水栓１０ ８は、排出管７の第１の短いセグメント１０９と第２の短いセグメント＋１０と の間で排出管７の下流側に設けられる。混合水栓すなわち混合温度調整水栓１０ ８は、分岐管１１１によって供給管２の接続点１１２に接続されている。混合水 栓すなわち混合温度調整水栓１０８は、排出管７において、供給管からの冷水と タンク４がらの温水との適当な割合を有する混合を行う。

装置か使用されない時には、混合水栓すなわち混合温度調整水栓１０８により、 排出管の第１の短いセグメント１０９を通り分岐管１１１を介して水か流れるよ うになっている。このことにより、熱サイポンによって矢印１１３て示す方向に 水の流れか形成される。排出管の第１の短いセグメント１０９を通り、分岐管１ ．１１および接続点１１２と下部入水タンクオリフィス５との間に位置決めされ た供給管の入口セグメント１１４を介して流れる温水は、これらの管領域が一般 にはあまり断熱性がないので冷える傾向がある。

一方、出水口からでる水の適当な温度は即時に得ることができない。

本発明にしたがう装置の構造は、第８図に示すように、機能要素および機能管の 独特な構成によって従来の装置とは異なっている。第８図において、第７図と類 似する要素には同じ参照符号を付与している。第８図には、密封されたタンク４ と、下部入水タンクオリフィス５と、上部出水タンクオリフィス６と、タンクの 断熱手段１０４と、加熱手段８と、排出管の第１の短いセグメント＋０９と、ｔ ’ＪＦ出管の第２の短いセグメント１１０と、分岐管１１１と、接続点１１２と 、供給管の入口セグメント１１４とが示されている。

本発明により、第８図に示す構成タイプに対して、混合手段は高い位置に上部出 水タンクオリフィス６に近接して設けられている。この方法により、混合手段１ ０８は、ｔＪＦ出管のできるだけ短く形成された第１のセグメント１０９によっ て上部出水タンクオリフィス６に接続される。

一方、供給管の接続点１１２は、高い位置に混合手段ｌｏ８に近接している。接 続点１１２を混合手段１０８に接続する分岐管Ｉｌｌは、長さｄを存する。供給 管２は接続点１１２まで及び、排出管７は混合手段１０８の出水口において高い 位置から始まる。この構造の利点は、供給管２および排出管７への接続か高い位 置に設けられることである。これにより、供給管２および排出管７を設ける者か 接近し易くなる。

このような構成により、供給管２および排出管７の双方の管を同じ軸線に沿って 設けることか可能になるという利点がある。この場合、装置を単純な切断および 接続操作によって既存の管に容易に挿入することができる。

接続点１１２と下部入水タンクオリフィス５との間に位置決めされた供給管の入 口セグメント１１４は、少なくともその長さの最も大きな領域に亘って、好まし くはその長さ全体に亘って周囲を取り巻く空気から断熱されている。排出管７は 、断熱されているのか好ましい。第８図に示す最も好ましい態様によれば、供給 管の上記入口セグメント＋１４はタンク４の近傍に位置決めされ、タンクの断熱 領域１０４によって周囲を取り巻く空気から断熱されている。この方法により、 小さな体積のコンパクトなシステムを構成することかでき、このシステムを断熱 ケーシング内に配設することができる。これにより、洗面器やシャワーのような 引出し点の近くに配設することが可能になる。

本発明を用いたより大きな水加熱器に対しても同じ原理を適用することができる 。

第８図に示す第１の構成によれば、混合手段１０８は接合１部分１１５およびダ イアフラム１１６からなる。接合１部分１１５は、図示のように分岐管１１１と 排出管の第１の短いセグメント１０９と第２のセグメント１１０との間に位置決 めされている。ダイアフラム１１６は、接続点１１２と接合１部分１１５との間 で、分岐管１１１内に挿入されている。ダイアフラム１１６は、適用な開口部を 育するように選定されている。この開口部により分岐管Ｉｌｌからくる直接水流 量と供給管の入口セグメント１１４、タンク４および排出管の第１の短いセグメ ント１０９を通過する水流量との間の割合を決定する。ダイアフラム１１６は、 家庭用微温水装置を製造するとき不連続な流量調整が可能なように交換可能にし てもよい。排出管７の第２のセグメント１１０内の水の温度Ｔ３は、供給管２内 の水の温度ＴＩよりも高く、タンク４内部の水の温度Ｔ２よりも低い。出てくる 水の温度Ｔ３は、温度Ｔ１およびＴ２によって、またダイアフラム１１６で決定 される相対流量比によって決まる。

単純化された変形例によれば、ダイアフラム１１６は、分岐管１１１自体に形成 された単純な縮流によって置き換えられる。この場合、水流量の一定割合は、縮 流の形状にしたがってその製造時に決まる。

さらに複雑な変形例によれば、ダイアフラム１１６は、部分的に開放状態に維持 され一定の水流量割合を手動で連続的に調節することのできる水栓によって１き 換えられる。

こうして、高価な調整器具を備えることなく、比較的一定の温度を有する家庭用 微温水を排出管内で得ることか可能になる。タンク４内に収容されている水は、 たとえば５５°Ｃ乃至９０’Ｃの比較的高温である。この温度により、５０°Ｃ を下回る温度で長い時間経過後のタンク内の水の沈滞腐敗をもたらすようなバク テリアの繁殖かタンク４内において回避される。排出管内の比較的高温にかかわ らず、温度は常に低く通常使用のために許容される温度に自動的に保たれる。

好ましくは、タンク４は長い円筒形状を有し且つ全体径に鉛直な軸線Ｉ−■に沿 って位置決めされた側壁＋１７によって画成されている。側壁１１７は、底壁１ １８および上壁１１９に固着されている。下部入水タンクオリフィス５は底壁１ １８に形成され、上部入水タンクオリフィス６は土壁１１９に形成されている。

タンク４は、同じ容積にとって直径が相対的に小さいように、その直径に対して 相対的に高いのがよい。このようなタンクを、その信頼性ゆえに、たとえば洗面 器のような引出し点の近傍において家の壁に組み込むことかてきる。温水の恒常 循環を有利に行う熱サイホンプロセスは、タンク４と分岐管Ｉｌｌと供給管の入 口セグメント１１４との間において維持される。この熱サイホンプロセスにより 、水か引き出されない間中タンク４内に収容されている水の熱交換および逐次均 質化が有利に行われる。

第８図に示す構成例では、供給管の入口セグメント１１４はその下部に、着脱可 能なストッパー１２２によって封栓された下部空液きオリフィスＩ２１に向かう 派生管】２０を備えている。図示のように１つの可能性によれば、タンク４およ び入口セグメント１１４を包囲している包囲断熱壁１０４は、熱的な漏れなしに オリフィス１２１を接近可能に保持してシステムか床上に置けるように、ペデス タル１２３を備えることかできる。

本発明を用いたこの特定の水加熱器構造により、水消費していない期間の後引出 しへにおいて適当な水温度を迅速に得ることかできるようになる。これらの速度 利点は、加熱手段８とは関係なく得られる。加熱手段８は、別の周知の望式であ ってもよい。たとえば、浸漬ヒーターによって使用される従来の加熱手段、また は外部電力供給源に接続された電気抵抗体を使用することかできる。このような 浸漬ヒーターによって用いられる従来の加熱手段は、タンク内の水温度にしたか って浸漬ヒーターと電力供給源との導通および遮断を行うような熱調整手段に関 連付けられなければならない。熱調整手段が欠陥を有することはそれほと稀に起 こることてはない。この結果、タンク４内の温度および圧力が過度に上昇し、あ る場合には人を死に至らしめるような事故的な爆発を引き起こすがもしれない。

これらの理由により、本発明を使用して、第２図および第８図に示す自己制御加 熱システム８のような加熱手段の実施例が好ましい。この実施例において、自己 制御加熱システム８は、十分電気的に断熱され且つタンク４の側壁１１７の外側 に亘ってその周囲に平らに広がる自己制御加熱コード８ｏを備えている。側壁１ １７は、熱効率を改良するために、外側反射壁５ｏて覆われている。

加熱コードは、タンク４の下部領域の周りに設けられるのが好ましい。

大容量の微温水が所望の場合には、第８図の設計例のタンク４に類似の幾つかの ユニットを組み合わせることができる。たとえば、第９図は、タンク領域か幾つ かの円筒状ユニットを備えた設計例を示している。ユニットは全体的に鉛直な軸 線を存し、−列に並んで配設されている。たとえば、３つのユニット＋２７．１ ２８および１２９を配設して比較的平らな平行六面体グ、ループを形成すること かてきる。タンク＋２７．１２８および１２９は、図示のようにティッケルマン ルーブ（Ｔｉｃｋｅｌｍａｎ　１ｏｏｐ）状に接続されている。

この結果、通過するタンクに関係なく、優先的な回路が確率されることなく水循 環経路は同じ長さになる。

第９図に示す実施例では、混合手段１０８は、第１３図に示す実施例と異なる＃ Ｒ造を存する。本実施例の場合、混合手段は、機械式または電気式の水混合温度 調整器１３０を備えている。水混合温度調整器１３０は分岐管１１１に接続され た第１の入口１３１を有し、その第２の入口１３２は排出管の第１の短いセグメ ント１０９に接続され、その出口１３３は排出管の第２の短いセグメント１１０ に接続されている。水混合温度調整器１３０により、所与の温度に近くなるよう に、タンク領域および分岐管１１１からそれぞれくる出口流量の様々な調節が可 能になる。

この調整モードにおいて、第９図に示すように、タンク領域を形成しているユニ ット１２７．１２８および！２９、供給管の入口セグメント１１４および分岐管 ｌｌｌの全体は、断熱手段１０４内に組み込まれている。水混合温度調整器１３ ０だけが、断熱手段の外側に設けることができる。この方法により、分岐管１１ １はタンク領域に近接して設けられ、断熱手段１０４によって周囲を取り巻く空 気から断熱される。

第８図および第９図のに示す実施例では、タンク温水の短い内部再循環が、入口 セグメント１１４、分岐管１１１および排出管の第１セグメント１０９によって なされる。

第１Ｏ図は、第８図に示す装置の他の使用例を示している。家庭用微温水製造の ための装置は、概略的に示す洗面器＋３５に供給する引出し点である出水口１３ ４の近くに設けられている。出水口１３４は、供給管に直接接続されている。こ の場合、排出管は特に短い。装置は、洗面器１３５の下方においてほぼ鉛直状態 で、洗面器のペデスタルの沿っであるいはその内部に、または洗面器１３５か固 定されている壁の内部に配設される。

水供給管２には、図示のように温水流量調節のための水栓！３６が設けられてい る。水栓１３６は、足踏みタイプであるのか好ましい。

水供給管２は接続点１３８に接続された冷水部分１３７を備え、上流側水栓１３ ６か温水流量を調節する。冷水部分１３７には、冷水流量調節のための水栓１３ ９か設けられている。冷水部分１３７は、排出管の第２セグメント１】０の中間 交差点１４０の下流側に接続されている。

冷水流量調節用水栓１３９の操作により、供給管２から出水口１３４への冷水の 直接供給か可能になる。

微温水流量調節用水栓１３６の操作により、タンク４から出水口１３４への微温 水および供給管２からの冷水の供給か可能になる。

第１１図に示す実施態様では、装置か第８図の設計例と同じ構成要素を備え、同 し構成要素には同し参照符号が付されている。相違点は加熱手段８の二重目的構 造にある。すなわち、加熱手段８は、一方ではタンク側壁１１７の下部領域の周 りにスパイラル状に巻き付けられた自己制御加熱コード５１からなる自己制御加 熱ユニット８０を備え、他方ではタンク側壁１１７の残部領域の周りに適用され た加熱カラーのような高熱出力加熱要素５２を備えている。加熱要素５２は、数 キロワットの出力を有するのがよい。加熱要素５２には、温度プローブ５４が設 けられたサーモスタット５３に関連付けられる。温度プローブ５４は、タンク内 に収容されている水の温度を測定するためにタンク４の内部に配設されている。

サーモスタット５３は温度プローブ５４によって提供された情報を受け、ヒツト オアミス作用によって加熱カラー電気供給を駆動する。自己制御加熱コード５１ には、常に電気エネルギが供給される。図は、適当な電気接続を概略的に示して いる。温度プローブ５４は、たとえばキャップ１２２を貫通し必要に応じて上述 の分岐管内に挿入された図示されていない一体型弁通路を貫通して派生管１２０ 内に配設することもできる。もし一体型弁通路を配設する場合には、弁により、 タンク４内に収容されているすへての水を空にすることなく温度プローブ５４の 取り外しが可能になる。図示のように、プローブ５４は排出管の第１のセグメン ト１０９を貫通し、装置上部領域によってさらに接近可能でありこれによって温 度調整か可能であるのか好ましい。

この実施例では、小さい出力を存する自己制御加熱コード５１は、たとえば約６ ５°Ｃのような高温Ｔ５までタンク４の水を加熱するようになっている。サーモ スタット５３は、中間水温度Ｔ４まて加熱カラー５２給電を制御するように調節 されている。自己制御加熱コード５１の高い調整温度Ｔ５は、加熱カラー５２お よびサーモスタット５３によって得られる中間温度Ｔ４よりも高い。たとえば、 サーモスタット５３によって設定された中間温度Ｔ４の安定は、約６０°Ｃまた は必要に応してそれ以下の温度である。

操作に最初において、タンク４に収容されている水の加熱は、自己制御加熱コー ト５１および加熱カラー５２によって同時になされる。６０°Ｃの温度の達する と、加熱カラー５２にはもはや電力エネルギ供給はなされず、温度調整は自己制 御加熱コード５１だけによってなされる。この構造により、短い時間中一定温度 のためにサーモスタット５３および加熱カラー５２の操作か回避される。これに より、断続的に作動する機器の寿命か延びる。この原理を、中央集中かたの温水 製造装置または加熱のために用いられる温水製造装置と同様、分散型の微温水製 造装置に適用することができる。

サーモスタット５３に関連した高出力加熱要素５２および自己制御加熱コード５ １からなるこのような加熱手段８の二重目的構造は、熱サイホンか組み込まれた 本発明を用いた構造に使用されるのか好ましい。しかしなから、この加熱手段８ の混合構造は、この組み込まれた熱サイホンと関係なく使用することもてきる。

事実、この構造は、加熱カラー５２のような加熱要素かサーモスタンド５３によ って駆動される場合には有用である。こうして、浸漬ヒーターまたは加熱カラー を伴い、浸漬ヒーターまたは加熱カラーはサーモスタットによって駆動されるよ うな従来の温水タンク装置では、サーモスタッ）・によって設定された温度より 高い温度に維持するように企図された自己制御加熱コートを採用するのか好まし い。こうして、サーミスタ・ノドおよび高出力加熱要素は、温度を保つために短 い期間の開操作される必要かなし１゜これにより、断続的に作動する機器の寿命 か著しく延びる。

第１２図は、家庭用温水または家庭用微温水の設備装置の実現のため（二本発明 を用いた装置の適用例を示している。この装置は、家庭用温水の大容量製造力呵 能な一列の少なくとも１つの中央集中型装置と、引出し点の近傍（こおいて温水 または微温水を製造するための小容量の少なくとも１つの分散型補償装置とから なる。

図示の設計例では、設備装置は、大容量を有し且つ好ましくは温水をかなり頻繁 に使用する領域の上方または近くに配設された中実装置５５を備えている。中実 装置５５は第８図に示す設計例に類似の構造を有し、好ましくは出口にサーモス タット混合水栓５６を備えている。タンク４には、好ましくは浸漬ヒーター型の 高出力加熱要素５２、加熱コートを伴う自己制御ユニ・ノド８０か設けられてい る。水栓＋１６により、排出管７において温水流量を混合することによって、冷 水および温水の流量の調節力可能になる。中実装置５５は、膨張ボトル５７およ び安全弁５８に関連付けられる。膨張ボトル５７および安全弁５８は、たとえば 供給管２に設けられる。一般水入口のための停止水栓５９が、一般水供給管に設 けられる。

中実装置５５は、タンク内の水温度を相対的に高い値、たとえば約７０゜Ｃに調 節するように設定されている。サーモスタット混合水栓５６は、一般に使用され る温度たとえば約４０°Ｃの微温水を排出管７に供給するように調節されている 。約４０°Ｃは、洗面器、シャワーおよび風呂のような引出し点における通常温 度である。

排出管７は、少なくとも引出し点６１に近い分散型補償装置６０に接続されてい る。分散型補償装置６０は、第８図に示す装置と同じタイプであるのか好ましい 。入口管１０２か、弁３を介して中実装置５５の排出管７に接続されている。引 出し点６１はまた、一般水入口停止弁５９からの直接くる冷水管６２に弁１３を 介して接続されている。分散型補償装置６０はより小容量を有し、中実装置５５ の排出管７からくる一般に使用される温度の水をその入口管を介して受ける。分 散型補償装置６０は、そのタンク内に収容されている水か約６５°Ｃの温度であ るように、また出水口における微温水か約４０°Ｃの温度であるように調節され ている。分散型補償装置６０は補償機能を有し、引出し点における出口水の温度 を適当な温度たとえば約４０°Ｃにして、中実装置５５と分散壓補償装ｆｌｉ６ ０との間で流れる間中排出管７内で起こり得る熱損失を補償する。中実装ｆｔ５ ５により、たとえば約７０°Ｃのより高い温度を有する温水をさらに多く蓄える ことか可能になる。分散型補償装置６０により、温水の浪費か回避され、中実装 置５５の容量および電力の低減か可能になる。中実装置５５の電力の低減により 、エネルギ蓄積の追加コストかもはや大きくないので連続的に操作すること、あ るいは水温度しきい値より下での自動再始動をもってピーク外期間に操作するこ とか可能になる。

このように−列になった設備装置は、その操作に必要な熱エネルギの節約か釦著 に図れるという利点を有する。実際に、サーモスタット混合水栓５６から流出す るや否や、排出管７に導入された水は約４０°の一般に使用される温度にあり、 従来の設備装置の場合に起こる熱損失よりも小さい熱損失か起こる。ここで、中 央タンクの排出管内の水は、必然的により高い温度である。

引出し点６１において一般に使用される温度に近い温度が所望される場合、分散 型補償装置６０は排出管７内での水温度損失のみを補償しなければならない。

反対に、引出し点６１においてより高い温度が所望される場合、第１１図の設計 例に示すカラー５２のような加熱カラーを設けた分散型補償装置６０を使用して 、排出管７内にある水の温度より高い温度たとえば５０°Ｃに水温度を上昇させ ることかできる。

一例として第１２図は、補償装置なしでもよいような中実装ｆｆ１ｉ５５に近接 した引出し点６３、たとえば冷水だけが供給され且つ本発明を用いた水加熱器か 設けられ約３０°Ｃ乃至３５°Ｃの微温水を製造する化粧洗面器の引出し点６４ を示している。同様に、引出し点６５および６６は、直列に接続された２つの補 償装置を有し温水の即時引出しを可能にする風呂の設備装置を示している。

第１３図は、本発明を用いた装置の適用であって自己制御ユニットに関連した高 出力加熱要素を伴い且つ温水製造の加熱施設のために企図された装置を示してい る。サーモスタット操作の主ボイラ−１４０か、混合ボトル１４２および第１の 循環ユニット１４３からなる一次回路１４１に導入される温水を製造する。混合 ボトル＋４２は、ラジェータ＋４６または床を加熱するために、出口オリフィス １４８を介して通常の二次加熱回路＋４４に、そして二次循環ユニット１４５に 接続されている。本発明により、自己制御ユニット１４７は、たとえば自己制御 加熱コードであって混合ボトル１４２に取り付けられている。この自己制御ユニ ットの構成により、低温度加熱がなされ、あるいは主ボイラー操作の随意または 故障による停止時に凍結の防止かなされる。

他の有利な適用は、第８図に示す装置に類似の補償装置をアキュムレータのない ボイラーの出口に設けることによってなされる。補償装置は、近い温度の水製造 の容量を大幅に増加させ、たとえば水の引出し温度を変化させることなく同時引 出しを可能にする。

本発明は、上述した実施例に限定されることなく、請求の範囲の保護範囲に含ま れる様々な変形例および一般例を包含する。

Ｆｉｇ、３ Ｆｉｇ、１１ ＦＩＧ、　１３ 国際調査報告 １７１．アユ１．昧　ＰＣＴ／ＦＲ（ｕ／（１１０６２フロントページの続き （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、　ＥＳ、　ＦＲ，ＧＢ、　ＧＲ，ＩＴ、　ＬＵ、　ＭＣ，ＮＬ、ＳＥ）、 ＪＰ、ＵＳ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．家庭使用または家庭暖房のために温水または微温水を製造するための装置で あって、 供給管（２）内で利用できる水流から出水口（１）を介して上記温水または微温 水が放出されるようになり、 温水流量制御手段（３）と、入水オリフィス（５）および出水オリフィス（６） を有し且つ加熱すべき一定量の水を収容するように設計された密封タンク（４） と、該タンク（４）内の水を加熱して適当な温度にするために外部エネルギ供給 源に接続することができるようになった加熱手段（８）とを備え、 上記入水オリフィス（５）は上記供給管（２）に接続され、上記出水オリフィス （６）は排出管（７）を介して上記出水口（１）に接続された装置において、 上記加熱手段（８）は、それぞれ外部電力エネルギ供給源の第１の端子および第 ２の端子に恒常的に接続された第１組の電気導体（８１、８５）および第２組の 電気導体（８２、８６）を有する温度自己制御加熱組立体（８０、８４）を備え 、 上記組をなした電気導体は、互いに近接して位置決めされ且つ抵抗値がその温度 に応じて増加する抵抗材料（８３）によって互いに分離され、上記自己制御加熱 組立体（８０、８４）は上記組をなした電気導体からなり、上記抵抗材料は、上 記タンク（４）内に収容された水を加熱するために内部タンク空間から適当に電 気的に絶縁され且つ内部タンク空間に熱的に接続されている、ことを特徴とする 装置。 ２．上記自己制御加熱組立体（８０、８４）は、上記タンク（４）の外側に配設 され、上記タンク（４）の壁の外側でその周りに接着されていることを特徴とす る請求項１に記載の装置。 ３．上記自己制御加熱組立体（８０、８４）は、加熱表面を均等に分布するため に上記タンク（４）の壁の表面の大部分に亘り配設されていることを特徴とする 請求項１または２に記載の装置。 ４．上記加熱手段（８）は上記タンク（４）の壁の底部分に周りに配設され、上 記入水オリフィス（５）は上記タンクの壁の底部分に位置決めされ、上記出水オ リフィス（６）は上記タンクの壁の上部分に位置決めされていることを特徴とす る請求項１または２に記載の装置。 ５．上記組をなした電気導体は、互いに平行で上記抵抗材料（８３）によって包 囲された第１の電気導体（８１）および第２の電気導体（８２）からなり、全体 として上記タンク（４）の周りにコイル巻きされた自己制御加熱コードを形成し ていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の装置。 ６．上記組をなした電気導体（８）は、互いに重なり合い上記抵抗材料（８３） によって包囲された第１の導体コーム（８５）および第２の導体コーム（８６） からなる１つの加熱層（８４）を備え、弾性によって上記タンク（４）の周りに 熱的に接続された１つのコイル加熱層を全体ユニットが形成していることを特徴 とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の装置。 ７．上記タンク（４）は、タンク底面壁（１１８）およびタンク上面壁（１１９ ）を結合する長い円筒形状のタンク側壁（１１７）によって構成され、上記タン ク（４）は全体的に鉛直な軸線（Ｉ−Ｉ）に沿って方向付けられ、上記入水オリ フィス（５）は上記タンク底面壁（１１８）に位置決めされ、上記出水オリフィ ス（６）は上記タンク上面壁（１１９）に位置決めされていることを特徴とする 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の装置。 ８．上記タンク（４）は、底部が閉塞され上部が開口し且つ上記タンクと同軸で より小さな直径を有する円筒形状を有する内部中間壁（１１）を備え、上記内部 中間壁（１１）と上記タンク（４）との間に間隙（１２）を形成し、上記入水オ リフィス（５）を介して上記タンク（４）に導入された水は、上記間隙（１２） を介して上記加熱手段（８）の近傍を遅い速度で流れることを特徴とする請求項 １乃至７のいずれか１項に記載の装置。 ９．上記加熱手段（８）は、タンク水を中間温度Ｔ４まで加熱するために１つの サーモタット（５３）と関連した１つの高出力加熱要素（５２）を備え、 上記自己制御加熱組立体（８０、８４）は、上記中間温度Ｔ４より高い温度であ る高温Ｔ５まで上記タンク水を加熱するようになっていることを特徴とする請求 項１乃至８のいずれか１項に記載の装置。 １０．上記入水オリフィス（５）は上記タンク（４）の底部位置にあり、上記出 水オリフィス（６）は上記タンク（４）の上部位置にあり、上記断熱手段（１０ ４）は、周囲を取り巻く空気に対して上記タンク（４）を断熱し、 入口セグメント（１１４）によって上記入水オリフィス（５）に接続された上記 供給管（２）により、上記タンク（４）に水が流入することができ、 使用者によって操作される上記流量制御手段により、上記排出管（７）を介する 水流量の調節が可能になり、 混合手段（１０８）が上記排出管の第１の短いセグメント（１０９）と第２の短 いセグメント（１１０）との間で上記排出管（７）の下流側に配設され、分岐管 （１１１）によって上記供給管（２）の接続点（１１２）に接合され、上記供給 管（２）からの水と上記タンク（４）からの水との適当な割合を有する混合を上 記排出管（７）内で行い、上記混合手段（１０８）は上記出水オリフィス（６） に隣接した高い位置に配設され、上記排出管の上記第１の短いセグメント（１０ ９）によって上記入水オリフィス（６）に接続され、上記供給管（２）の接続点 （１１２）は上記混合手段（１０８）に近接した高い位置にあり、上記短い分岐 管（１１１）によって上記混合手段（１０８）に接続され、 上記接続点（１１２）と上記入水オリフィス（５）との間に位置決めされた、上 記供給管（２）の上記入口セグメント（１１４）は、全体に亘りまたはその長さ のほとんど大部分の領域において周囲を取り巻く空気から断熱されていることを 特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の装置。 １１．上記供給管（２）の上記入口セグメント（１１４）は上記タンク（４）に 近接して配設され、上記断熱手段（１０４）によって周囲を取り巻く空気から断 熱されていることを特徴とする請求項１０に記載の装置。 １２．上記混合手段（１０８）は、 上記分岐管（１１１）と、上記排出管の上記第１の短いセグメント（１０９）と 、上記排出管の上記第２の短いセグメント（１１０）との間に設けられた接続Ｔ 部分（１１５）と、 上記分岐管（１１１）内に設けられて、上記分岐管（１１１）を介して直接流入 する冷水と上記供給管の入口セグメント（１１４）、上記タンク（４）および上 記排出管の第１の短いセグメント（１０９）を介して流入する温水との間の割合 を決める一定流量規制手段（１１６）とを備えていることを特徴とする請求項１ ０または１１に記載の装置。 １３．上記一定流量規制手段（１１６）は、上記分岐管（１１１）の壁縮流ある いは交換可能なダイヤフラムまたは水栓を備えていることを特徴とする請求項１ ２に記載の装置。 １４．上記混合手段（１０８）は、上記分岐管（１１１）に接続された第１の入 口（１３１）、上記排出管の第１の短いセグメント（１０９）に接続された第２ の入口（１３２）および上記排出管の第２の短いセグメント（１１０）に接続さ れた出口（１３３）を有する水混合温度調整器（１３０）を備えていることを特 徴とする請求項１０または１１に記載の装置。 １５．上記分岐管（１１１）は上記タンク（４）に近接し、上記断熱手段（１０ ４）によって周囲を取り巻く空気から断熱されていることを特徴とする請求項１ ０乃至１４のいずれか１項に記載の装置。 １６．上記タンク（４）は、全体的に円筒形状でほぼ鉛直な軸線を有し且つデイ ツケルマンループ（ＴＩＣＫＥＬＭＡＮ　ＬＯＯＰ）状に接続され一列に並んで 配設された幾つかの容器（１２７、１２８、１２９）を備えていることを特徴と する請求項１０乃至１５のいずれか１項に記載の装置。 １７．請求項１乃至１６のいずれか１項にしたがう大容量の中央発生器（５５） と、 上記出水口を伴う引出し点（６１）の近くに配設され、上記中央発生器（５５） の上記排出管（７）からくるほぼ使用温度の水を入口管を介して受ける、請求項 １乃至１６のいずれか１項にしたがう小容量の分散型補償装置（６０）とを備え 、 上記分散型補償装置（６０）は上記引出し点（６１）に近接し且つ接続され、上 記分散型補償装置（６０）には上記中央発生器（５５）によって上記排出管（７ ）を介してほぼ使用温度の水が供給されることを特徴とする家庭用温水または微 温水製造設装置。