JPH0689900B2 - 温水循環装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は循環ポンプを用いずバーナで加熱した温水を
放熱器に供給することができる蒸気圧を利用する温水循
環装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来湯沸缶で加熱した温水を放熱器に循環させる循環ポ
ンプに代って蒸気圧を利用するものがある。

即ち実公昭57−53929号には密閉した湯沸缶をバーナで
加熱し、発生した蒸気圧で放熱器を介して湯沸缶よりも
高位置にある開放タンクに湯沸缶の温水を押出すと共
に、開放タンクに貯った水は開閉弁を介して湯沸缶に戻
す構造が示されている。そして開閉弁は電磁開閉弁で構
成し、液位検出器の信号で電磁開閉弁を開閉操作してい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで開放タンクに貯った水を湯沸缶に戻す時、従来
方式のように湯沸缶に水が残っている間に弁を強制的に
開けば、加熱中の湯沸缶から多量の水蒸気が放出され、
エネルギー損失が大きくなると共に１回の温水循環サイ
クルに要する時間が長くなるものである。

このように湯沸缶に水が残っている間に弁を開く理由
は、湯沸缶が完全に空焚になるとエアロックを起して開
放タンクの水が湯沸缶に流入できなくなることが知られ
ている為である。そしてエアロック現象の原因の一つが
湯沸缶に流入した水が急速に気化して湯沸缶を高圧力に
する為と想定されることから、弁を開く（湯沸缶に水が
流入する）タイミングを湯沸缶が空焚を始めた時に設定
することによって、エアロックを起すことなく湯沸缶に
水を流入させることが可能となることがわかった。しか
し設定条件であるバーナの発熱量、循環パイプの径や長
さ、放熱器形状や取付位置が変るとエアロック現象を起
すこともあり、指定外の放熱器等の部品使用時の運転の
保障がむつかしいことがわかった。

〔問題点を解決する為の手段〕

この発明はこの種の蒸気圧を利用する温水循環システム
の初期のものがバーナの点火・消火によって運転してい
ることに着目して、エアロックによる温水循環停止時バ
ーナの燃焼制御によって回復する構成を備えたもので、
外気と連通する開放タンク１と、開放タンク１より低位
置に設けたバーナ２で加熱される湯沸缶３と、湯沸缶３
の温水が供給される放熱器４とを設け、開放タンク１・
湯沸缶３・放熱器４・開放タンク１を循環パイプ５で連
通せしめ、開放タンク１・湯沸缶３を連通する循環パイ
プ５′に湯沸缶３の空焚開始時開路となる弁６を取付
け、弁６開路時開放タンク１の水を湯沸缶３に流入せし
め、該湯沸缶３に水が流入後弁６を閉ざすと共に、加熱
する湯沸缶３から発生する蒸気圧によって湯沸缶３の温
水を放熱器４を介して開放タンク１に圧送する温水循環
装置に於て、に温水を流すと共に、放熱器４・開放タン
ク１を連通する循環パイプ５″にバーナ２で加熱する加
熱部７を取付け、該加熱部７と開放タンク１とを接続す
る循環パイプ５″に温度センサー８を取付け、該温度セ
ンサー８高温検出時前記バーナ２を消火もしくは燃焼量
を低下させるものである。

また弁６の開くタイミングである空焚開始時として、湯
沸缶３の圧力スイッチ９が低圧検出時、電磁開閉弁で構
成する弁６を開路となるようにしている。

更に他の実施例として弁６は開放タンク１ら湯沸缶３へ
流入させる逆止弁で構成して、低圧となる湯沸缶３の空
焚開始時に弁６が開くようにしたものである。

〔作用の説明〕

使用に先だって開放タンク１に注入すると、水は開路と
なっている弁６を介して湯沸缶３や放熱器４や循環パイ
プ５に流入し、開放タンク１に小量水が貯った時に注入
をやめる。そしてバーナ２に着火すると、湯沸缶３は加
熱され、発生した水蒸気は湯沸缶３の圧力を高め、弁６
が閉じているので湯沸缶３の水面を加圧して温水を放熱
器４に圧送し、該放熱器で冷却した水が開放タンク１に
戻される。

水が湯沸缶３に流入して弁６が閉路になっている時に於
て、該弁６が開く時は空焚を開始した時であり、この空
焚を開始した時は湯沸缶３底面に残った水が水滴となっ
て飛びはねながら蒸発している。この為湯沸缶３の圧力
は細かく変動して開放タンク１の水が循環パイプ５′を
経て湯沸缶３に流入しやすくなっている。そして湯沸缶
３の底面の温度はまだ過熱状態になっていないから、流
入した水が湯沸缶２の底面を冷却して水蒸気を発生させ
るよりも湯沸缶３の空間の水蒸気が流入した水によって
冷やされて液化した時の圧力降下が大きく、この為エア
ロックを起すことなく開放タンク１の水を湯沸缶３へ流
入させることができた。

しかし湯沸缶３の空焚開始時の圧力降下速度は循環パイ
プ５の長さや放熱器４の形状・取付位置・バーナ２の燃
焼量などによって変動するものであり、各部品のマッチ
ングが悪いと温水循環が急に停止するトラブルが発生す
る。

この発明はバーナ２で加熱する加熱部７を循環パイプ
５″の途中に取付けており、温水循環が作動中は放熱器
４から開放タンク１へ戻される水が流れている。この為
放熱器４で冷却された水は加熱部７で温度上昇するとい
っても通過流量が多いから温度センサー８は低温度を検
出している。しかし温水循環が停止した時には加熱部７
への水の流入も止るから、加熱部７から開放タンク１へ
の循環パイプ５″には高温度の蒸気が流れるようにな
り、温度センサー８はこの異常を検出することができ、
バーナ２の発熱量を少くしたり、また消火したりすれば
温水循環を再び行うことができる。

即ち、バーナ２を消火すれば湯沸缶３は温度が低下して
内圧も下がり再び開放タンク１の水が湯沸缶３に流入す
ることができる。またエアロックによって温水循環が停
止している時でも湯沸缶３は短い間隔で水の微少量流入
と気化を繰返している。この為バーナ２を消火しなくと
も発熱量が少なくすることでエアロックを起す蒸気の発
生が少くなり、代って流入する水量が増加して湯沸缶３
内の水蒸気が冷却しやすくなり、やがて温水循環サイク
ルが復帰できる様になった。

一方この発明の弁６を開くタイミングとして、湯沸缶３
を設けた圧力スイッチ９が低圧を検出した時に電磁開閉
弁が作動するようにしたから、弁６は湯沸缶３があらか
じめ設定した圧力になった時に開き、開放タンク１の水
は循環パイプ５′を経て湯沸缶３の空焚が開始した時に
ちょうど届くようにできたものである。

また、この発明は加熱部７と温度センサー８の働きで、
もしエアロック現象が発生しても容易に復帰できる様に
なったから、弁６として安価な逆止弁を用いて空焚開始
を検出する場合でも、温水循環が不能となるトラブルは
さけることができた。

〔実施例〕

実施例を示す図によってこの発明を説明すると、１は開
放タンク、３は開放タンク１の水位よりも低位置に設け
た湯沸缶、４は湯沸缶３で得た温水が供給される放熱器
であり、開放タンク１・湯沸缶３・放熱器４・開放タン
ク１は循環パイプ５で閉水路を構成している。６は開放
タンク１・湯沸缶３を連通する循環パイプ５′に取付け
た弁、２は湯沸缶３を加熱するバーナであり、該弁６は
湯沸缶３が満水になった時に閉路になり、空焚開始時に
開路となる。

該湯沸缶３の空焚開始は湯沸缶３や循環パイプ５の温度
変化によって検出できるが、湯沸缶３の圧力を検出によ
る方法が正確である。９は湯沸缶３の圧力を検出する圧
力スイッチであり、弁６は電磁開閉弁で構成され、切換
圧力をほぼ大気圧とする圧力スイッチ９は湯沸缶３が満
水の高圧検出時に弁６を閉路とし、空焚を開始してほぼ
大気圧に低下した時開路とする。また湯沸缶３の圧力ス
イッチ９と電磁開閉弁の代りに、弁６を逆止弁で構成
し、湯沸缶３が高圧の時弁６を閉ざし低圧の時弁６が開
くようにしてもよい。

７は湯沸缶３とは別にバーナ２で加熱される加熱部であ
り、放熱器４と開放タンク１を接続する循環パイプ５″
の途中に前記加熱部７が取付けられ、また加熱部７と開
放タンク１との間の循環パイプ５″には温度センサー８
が取付けてある。尚、放熱器４から開放タンク１へ戻さ
れる水は全量が加熱部７を通過する必要はなく、一部だ
けでよく、残りは直接開放タンク１に戻してもよい。

該温度センサー８は循環パイプ５″の水温を監視してお
り、高温検出時バーナ２を消火もしくは燃焼量を低下さ
せ、バーナ２の燃焼量を制御している。

10はバーナ２の上方に続く燃焼室、11は燃焼室に続く排
気路であり、前記開放タンク１は燃焼室10の側部及び上
部をおおった構造で、該開放タンク１内に燃焼室10を形
成しており、該燃焼室10内に湯沸缶３が設置してある。
この為バーナ２は湯沸缶３だけでなく開放タンク１も加
熱している。

〔効果の説明〕

以上のようにこの発明では湯沸缶３が空焚を開始した時
弁６を開いて湯沸缶３に水を流入させたから、湯沸缶３
内の水蒸気は流入した水によって冷却・液化して該湯沸
缶３の内圧を低下させており、開放タンク１の水は積極
的に湯沸缶３に流入するものである。この為従来の温水
循環システムのように湯沸缶を加熱するバーナの燃焼を
止めたり、湯沸缶の蒸気圧を抜いたりする構造に比べ、
この発明の温水循環サイクルは非常に早くなり実用レベ
ルになったものである。

またこの発明の温水循環装置の場合、湯沸缶３へ注水す
るタイミングがはずれてエアロック現象が起ると全く復
帰することができなくなってしまうが、加熱部７から開
放タンク１への循環パイプ５″に温度センサー８を取付
けてエアロックを検出し、エアロック発生時バーナ２の
燃焼量を低下させたり消火させたりしたからエアロック
が起きても確実に復帰できるようになり、実用性能が向
上したものである。

また空焚の開始を検出する為に湯沸缶３に圧力スイッチ
９を設け、電磁開閉弁で構成する弁６を開くタイミング
は、圧力スイッチ９の設定によって任意に選ぶことがで
きる様になったから、湯沸缶３が空焚を開始した時に開
放タンク１の水が湯沸缶３に届かせることができる様に
なり、エアロック現象が非常に発生しにくくなったもの
である。

また加熱部７と温度センサー８の働きで、もしエアロッ
クが起きても容易に復帰できるから、空焚開始時に開く
弁６として簡単な逆止弁を使っても使用不能になる様な
ことなく、安価に温水循環システムが実用化できたもの
である。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明品の実施例を示す断面図である。 １……開放タンク、２……バーナ、３……湯沸缶、４…
…放熱器、５・５′・５″……循環パイプ、６……弁、
７……加熱部、８……温度センサー、９……圧力スイッ
チ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外気と連通する開放タンク１と、開放タン
   ク１より低位置に設けたバーナ２で加熱される湯沸缶３
   と、湯沸缶３の温水が供給される放熱器４とを設け、開
   放タンク１・湯沸缶３・放熱器４・開放タンク１を循環
   パイプ５で連通せしめ、開放タンク１・湯沸缶３を連通
   する循環パイプ５′に湯沸缶３の空焚開始時開路となる
   弁６を取付け、弁６開路時開放タンク１の水を湯沸缶３
   に流入せしめ、該湯沸缶３に水が流入後弁６を閉ざすと
   共に、加熱する湯沸缶３から発生する蒸気圧によって湯
   沸缶３の温水を放熱器４を介して開放タンク１に圧送す
   る温水循環装置に於て、放熱器４・開放タンク１を連通
   する循環パイプ５″にバーナ２で加熱する加熱部７を取
   付け、該加熱部７と開放タンク１とを接続する循環パイ
   プ５″に温度センサー８を取付け、該温度センサー８高
   温検出時前記バーナ２を消火もしくは燃焼量を低下させ
   る温水循環装置。
2. 【請求項２】弁６は湯沸缶３の圧力スイッチ９が低圧検
   出時開路となる電磁開閉弁で構成することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の温水循環装置。
3. 【請求項３】弁６は開放タンク１から湯沸缶３へ流入さ
   せる逆止弁で構成することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の温水循環装置。