JPS5832107Y2 - 断熱貯液装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、底部に給液管を、そして、頂部に出液管を連
通接続しである断熱貯液タンクと、そのタンクの外部に
設けられた加熱用熱交換器とを、往管および復管からな
る液循環路を介して連通接続するとともに、前記復管の
前記タンク内における開口部を前記タンク内の上部に位
置させ、もって、前記熱交換器の加熱作用に伴う自然循
環作用により、前記タンク内の液を前記往管を介して前
記熱交換器に導いて加熱して前記復管を介して前記タン
ク内の上部に還元するように構威しである断熱貯湯装置
などの断熱貯液装置に関する。

従来のこの種の断熱貯液装置の一例として、例えば特開
昭５１−４２１４９号公報から知られる断熱貯湯装置が
ある。

その構成は第３図に示すようなものであり（具体的形状
は上記公報のものとは異なる）、これは、貯湯タンク０
１内の冷水を加熱する際に被加熱水をタンク０１の上部
から順次成層上に沸上げてゆけば対流現象を可及的に防
止できて、タンク０１下部０１ Ｂの湯温を常温に近い
状態に保ち得ることを、実際の給湯パターンに合致させ
るべく有効に利用することによって、省エネルギー化に
伴う経済効果を遠戚したものであり、熱交換器０４によ
って加熱された高温の湯をタンク０１内の上部０１ Ａ
に供給して高温の湯と常温の水又はそれに近い湯をタン
ク０１内の上下に分離した状態に貯溜しておいて（図中
、一点鎖線Ｘは仮想温度境界線を示す）、風呂の追い焚
き、シャワー、洗面、炊事等のように、必要湯量が比較
的少なくて済む給湯需要に際しては、タンク０１内上部
０１ Ａに貯溜された高温の湯を直ちに取り出すことが
でき、また、風呂への給湯のように必要湯量が大なる給
湯需要に際しては、タンク０１内の水の全量を所要湯温
にまで加熱昇温することもできるように構成しであるこ
とによって、給湯需要の大小に応じた無駄のない使用が
できるという基本的利点を有している。

しかしながら、上記従来構成の断熱貯湯装置においては
、なお次のような欠点が残存している。

即ち、 （ｉ）貯湯タンク０１内に高温の湯と常温に近い低温湯
とを上下に分離した状態に貯溜するのに、単なる上下温
度差に基く密度差のみを利用して両者を分離貯溜するも
のにすぎないため、タンク０１内への給水やタンク０１
からの出湯等に起因して、下部０１ Ｂ低温域および上
部０１ Ａ高温域の何れか又は両方に対流が生じると、
両者が混合されて貯湯タンク０１ Ａ内全体の温度が均
一化しやすく、上部０１ Ａ高温湯を長時間に互って確
実に分離状態に保つことができず、また、 （ｉｉ）貯湯タンク０１と加熱用熱交換器０４とを連通
接続する循環路０３の往管０３Ａは、そのタンク０１内
における開口部０３Ａ′がタンク内底部に配置されたも
のであったため、大量給湯需要に対応してタンク０１内
の水の全量を加熱する場合には特に問題はないが、比較
的頻度の高い小量給湯需要に対応してタンク０１内上部
０１ Ａの水のみを集中的に急速に加熱せんとする場合
には、この構成は不適であり、かといって、逆に往管０
３Ａのタンク０１内における開口部０３Ａ’をタンク０
１内上部０１Ａに配置すれば、上記小量給湯需要時の問
題は解消されるけれども、大量給湯需要に対しては不適
となってしまう、というような二律背反的な問題を有し
ている。

本考案は、かかる従来実情に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、タンク内への結氷やタンクからの出湯
等に起因して、下部低温域および上部高温域の何れか又
は両方に対流が生じても、両者が混合されて貯湯槽内全
体の温度が均一化することを可及的に抑制して、上部高
温湯を長時間に亙って確実に分離状態に保ち得るように
するとともに、大量給湯需要時にはタンク内の水の全量
を均一的に加熱でき、しかも、小量給湯需要時にはタン
ク内上部の水のみを集中的に急速に加熱することができ
る断熱貯湯装置などの断熱貯液装置を提供せんとするこ
とにある。

上記目的を遠戚すべく、本考案による断熱貯液装置は、
冒頭に記載した構成を有するものにおいて、前記貯液タ
ンク内の前記復管端部開口よりも下方の適宜高さ位置に
、通液可能でかつ熱移動を抑制可能な仕切板を設けて、
前記タンク内を上部の高温液貯溜部と下部の低温液貯溜
部とに分離区画するとともに、前記往管の前記タンク内
における開口部を前記上部高温液貯溜部と下部低温液貯
溜部との両方に設け、かつ、前記下部低温液貯溜部にお
ける開口部を開閉可能に構成してあ１ル、という特徴を
備えている。

かかる特徴構成故に、下記のような優れた効果が発揮さ
れる。

即ち、（ア）従来のように、ただ単にタンク内に貯溜さ
れる液の上下温度差のみを利用して高温液と低温液とを
上下に分離貯溜せんとするのでは無く、別途通液可能で
かつ熱移動を抑制可能な仕切板を設けて、タンク内を上
部高温液貯溜部と下部低温液貯溜部とに物理的に分離構
成しであるから、タンク内への給液やタンクからの出液
等に起因して、一方または双方の貯溜部内に対流や擾乱
が発生したとしても、上部高温液と下部低温液とが混合
することを効果的に抑制することができるとともに、高
温液から低温液への直接的な熱移動をも効果的に抑制す
ることができるのであり、従って、両者の分離状態を可
及的長時間に亙って良好に保つことができ、タンク内の
一部分の液のみを高温に維持し得ることの利点、つまり
、燃料の無駄な使用や放熱による熱損失を極めて少なく
しうろことによる省エネルギー効果を確実なものとでき
るのであり、また、 （イ）循環路の往管のタンク内における開口部を上部高
温液貯溜部と下部低温液貯溜部との両方に設けるととも
に、その両開口部のうち下部低温液貯溜部における開口
部を開閉可能に構成しであるから、その開閉可能な下方
の開口部を閉塞することによって、上部高温液貯溜部の
水のみを集中的に熱交換器内に繰返して循環させて急速
に昇温させるという小量給液に好適な状態を、一方、開
放することによって下部低温液貯溜部の液をも熱交換器
に導いて加熱して上部高温液貯溜部へ環元するという循
環を繰返すことによって、前記仕切板の存在にも拘らず
、タンク内の液の全量を迅速にほぼ均一な温度にまで加
熱昇温するのに好適な状態を得る、というように任意に
切替えることができ、これによって熱経済的および時間
的に極めて有利なものにできたのである。

以下、本考案の断熱貯液装置を貯湯式給湯器に適用した
実施例を図面に基づいて詳述する。

第１図は、貯湯式給湯器全体の断面構造を示し、１は全
周部が断熱処理された貯液タンクであり、タンク１内の
上部近くには、通液可能でかつ、その上下間の熱移動は
抑制可能なように、小孔２ａ・・・・・・群を備えた仕
切板２を配設してあり、これによって、その上部に高温
液貯溜部１Ａが、そして、下部には低温液貯溜部１Ｂが
形成されるように、タンク１内を分離区画しである。

４は、バーナ６の燃焼ガスにより被加熱液を加熱するた
めの熱交換器であり、前記タンク１とは分離されてその
外部下方に個別的に設けられており、前記低温液貯溜部
１Ｂを下方より貫通して高温液貯溜部１Ａの底部に至る
状態にタンク１内に挿設された往管３Ａ、および、前記
低温液貯溜部１Ｂを下方より貫通して高温液貯溜部１Ａ
の上端近くに至る状態にタンク１内に挿設された復管３
Ｂから成る断熱液循環路３を介して前記タンク１に連通
接続されており、タンク１の底部に連通接続した給液管
７よりタンク１内に供給された被加熱液が、断熱液循環
路３における下降路としての往管３Ａを介して、熱交換
器４内に至り、ここで加熱されたのち、前記断熱液循環
路３の上昇路としての復管３Ｂを介して高温液貯溜部１
Ａの上端近くに排出されるといった具合に、タンク１と
熱交換器４との間を自然循環し乍ら漸次加熱され、加熱
進行に伴って、高温液貯溜部１Ａが所要給湯温に達して
も、低温液貯溜部１Ｂは常温に近い状態にあるといった
温度分布を呈するように構威しである。

図中、３Ａ′は前記往管３Ａの高温液貯溜部ＩＡ底部に
位置する液吸込用第１開口部であり、３Ａ″は前記往管
３Ａの低温液貯溜部１Ｂの低部近くに形成された液吸込
用第２開口部である。

この下方の第２開口部３Ａ″は、タンク１外方がら弁８
を操作することにより、低温液貯溜部１Ｂに対して開閉
できるように構成されている。

また、３Ｂ′は前記復管３Ｂの高温液貯溜部１Ａの上端
近くに位置する開口部である。

前記高温液貯溜部１Ａおよび低温液貯溜部１Ｂのタンク
内壁面には夫々サーモスタットなどの液温検出具９，９
′が取付けられており、これら液温検出具９，９′によ
る設定湯温（同一であっても、また、相異してあっても
良い）の検出に応答して、前記バーナ６への燃料供給路
１０に介在した燃料制御用電磁バルブ１１を作動させる
ように、前記熱交換器４に対する加熱量を液温検出に応
答して択一的に制御することが可能な温度制御系を設け
て、高温液貯溜部１Ａからの少量出液使用状態と、低温
液貯溜部１Ｂを含めての多量出液使用状態とに切換え可
能となし、前者の状態では、第２図イに示す如く、前部
低温液吸込用第２開口部３Ａ″を閉塞し、後者の状態で
は、第２図口に示す如く、低温液吸込用第２開口部３Ａ
″を開放して、主として低温液貯溜部１Ｂにある低温の
被加熱液を熱交換器４へ供給するように構成しである。

尚、前記断熱液循環路３の往管３Ａおよび復管３Ｂは、
夫々、その上端開口部３Ａ’、３Ｂ’から適当距離下方
の位置にわたる部分の外周部に、下端の開口した筒体３
５・・・・・・で覆ってあり、タンク１内への給液に伴
う水面の上昇によって、各筒体３ａ・・・・・・内側の
空間ａに空気を封入し、この空気層によって断熱される
ように構成しであるが、適当な断熱材を巻き付けて断熱
するようにしてもよい。

第１図中１２は、タンク１の上部から導出させた出液管
であり、１３はタンク１内の底部に挿設した予熱用熱交
換器であり、これの加熱源として、図面で示すような太
陽熱集熱器１４、あるいは、その他の廃熱回収器を接続
して構成することによって低温液貯溜部１Ｂの予熱にも
利用でき、省エネルギー化の効果を一層増進できる利点
を有している。

また、図示のように暖房用の熱交換コイル１５を挿設す
ることにより、セントラル給湯暖房器へと発展させ得る
ものである。

上記の実施例によれば、仕切板２によって、タンク１内
を両頂溜部ＩＡ、ＩＢに物理的に明確に分離するため、
単に密度差によって高温域と低温域とに分離する場合の
ような対流などによる高温液と低温液との混合は極めて
わずがであり、がっ、仕切板２自体による断熱性により
、高温液から低温液への熱移動もある程度抑制されるか
ら、上記の分離状態を長時間保つことができ、それでい
て、多量の給液需要に際しては、吸込用第２開口部３Ａ
″を開放することによって、タンク１内の液の全量を速
やかに所要給液温度にまで加熱昇温することができ、ま
た、閉塞することによって、タンク１内の上部高温液貯
溜部ＩＡ内の液のみを集中的に加熱して急速に所要給湯
温度にまで昇温させることかできるのである。

なお、前記仕切板２を断熱効果の高い材質から構成すれ
ば、一層有効である。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案に係る断熱貯液装置の実施の態様を例示し
、第１図は縦断面図、第２図イ９口は作用を示す要部の
縦断面図である。 また、第３図は従来構成の断熱貯液装置を示す縦断面図
である。 １・・・・・・貯液タンク、２・・・・・・仕切板、１
Ａ・・・・・・高温液貯溜部、１Ｂ・・・・・・低温液
貯溜部、３・・・・・・液循環路、３Ａ′−・・・・・
３の往管、３Ａ′、３Ａ″・・・・・・３Ａの開口部、
３Ｂ・・・・・・３の復管、３Ｂ′・・・・・・３Ｂの
開口部、４・・・・・・熱交換器、７・・・・・・給液
管、１２・・・・・・出液管。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 底部に給液管７を、そして、頂部に出液管１２を連通接
   続しである断熱貯液タンク１と、そのタンク１の外部に
   設けられた加熱用熱交換器４とを、往管３Ａおよび復管
   ３Ｂから戒る液循環路３を介して連通接続するとともに
   、前記復管３Ｂの前記タンク１内における開口部３Ｂ’
   を前記タンク１内の上部に位置させ、もって、前記熱交
   換器４の加熱作用に伴う自然循環作用により、前記タン
   ク１内の液を前記往管３Ａを介して前記熱交換器４に導
   いて加熱して前記復管３Ｂを介して前記タンク１内の上
   部に還元するように構成しである断熱貯液装置であって
   、前記貯液タンク１内の前記復管３Ｂの端部開口よりも
   下方の適宜高さ位置に、通液可能でかつ熱移動を抑制可
   能な仕切板２を設けて、前記タンク１内を上部の高温液
   貯溜部１Ａ下部の低温液貯溜部１Ｂとに分離区画すると
   ともに、前記往管３Ａの前記タンク１内における開口部
   ３Ａ’、３Ａ”を前記上部高温液貯溜部１Ａと下部低温
   液貯溜部１Ｂとの両方に設け、かつ、前記下部低温液貯
   溜部１Ｂにおける開口部３Ａ″を開閉可能に構成しであ
   ることを特徴とする断熱貯液装置。