JPS5913658B2 - 温水暖房システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は床面に放熱器を敷き暖房を行ういわゆる床暖
房の改良に関するものであり、さらにくわ しくは、放
熱器に穴あきが生じても床面に温水が放出されないシス
テムを提供するものである。

床面に置かれる放熱器は、一般に金属パイプを主体とし
て構成されるが、金属パイプに亀裂が生じたり、接続部
に損傷があつた場合、温水が床面に放水する。大きな亀
裂であればすぐ発見できるが、小さな穴からの漏れであ
るとなかなか発見できないのが通例である。この場合、
長期に放水されるので床面がくさつてしまうという大き
な問題があつた。 本発明はこのような従来の問題点を
解消したもので、以下その実施例を添附図面とともに説
明する。

第１図において、１は市水管であつて、先端にボール
弁２が結合されており、ボール弁２の働きでタンク３内
に一定の水面まで市水を補給する。

タンク３は管４により温水器５と結合され、温水器５内
に水を充たしている。温水器５にはポンプ６が取付けら
れていて、温水を配管７、バルブ８、配管９と循環送水
する。温水内に含まれる空気は管４よりタンク３内に集
められ外部に放出される。以上が高圧温水循環回路であ
る。配管９には２ケ所の分岐点１０、１１が存在し、温
水を取り出せるようにされている。分岐点１０には減圧
弁１２の入管１３が、分岐点１１には逆止弁１４の出管
１５がそれぞれ結合されている。逆止弁１４の取付け方
向は、配管９に向かつて順方向となるようにされている
。減圧弁１２は出管１６を有しており、制御弁１７の入
管１８と結合されている。さらに制御弁ＩＴには出管１
９とバイパス入管２０を有している。出管１９には放熱
器２１の入口が直結され、他端の出口は体積ポンプ２２
の吸入口２３に結合されている。体積ポンプ２２はモー
タ２４により駆動させるよう配置され、モータ２４はス
イッチ２５により運転、停止される。体積ポンプ２４の
吐出口２６は２方向に分かれており、一方は逆止弁１４
の入管２７に、他方はバイパス管２８を介して、バイパ
ス入管２０に結合されている。さらに吐出口２６には排
水バルブ２９が直結されている。以上が放熱回路である
。さらに各部品の構造を詳細に述べる。減圧弁１２は第
２図の通りで、本体３０と蓋３１はダイヤフラム３２を
はさんでシールしつつ固定されている。

キヤツプ３３はオーリング３４によりシールしつつ本体
３０に挿入されている。入管１３は流路３５に連通し、
弁座３６より室３７を通過して出管１６につながつてい
る。弁体３８は弁座３６を開閉するように配置され、連
続棒３９によりナツト４０でダイヤフラム３２に結合さ
れている。支持台４１は蓋３１に固定され、支点４２に
よつてレバ−４３を支持台４１に回転自在に取付けられ
ている。次に制御弁１７を第３図で説明する。

本体４４内には入管１８を連通した室４５が形成され出
管１９につながつている。室４５には弁座４６，４７が
開口しており、バイパス入管２０と室４８を介して連通
している。弁座４６には室４８側にスプリング４９で弁
座４６に押え付けられた弁体５０を配置している。弁座
４６の室４５側には、室４５内の温水温度を感知して伸
縮する感温体５１が配備され、弁体５０をその先端５２
で変位させるように配置されている。先端５２の反対側
先端 ニ５３は本体４４にネジ５４で結合されたダイヤ
ル５５に当接するようにされている。オーリング５６は
ダイヤル５５のシールを行つており、シールしつつダイ
ヤル５５は回転されるようになつている。弁座４７の室
４５側にはスプリング５７に Ｊより弁座４７に押し付
けられた弁体５８が存在し、弁座４７を開閉するよう構
成されている。以下動作を述べる。

配管９内の高圧温水は入管１３より流路３５に入り弁体
３８を左方に押して弁座３６を閉じてい ３る。

これは室３７の圧力が設置時では大気圧と低圧になつて
いるため弁体３８に加わる差圧の力で生ずる。又出管１
５に入つた温水は逆止弁１４により封止されている。今
排水バルブ２９を開放し、レバ−４３を左方に押すと、
突起５９が連結棒３９を右方に押し強制的に弁体３８が
開かれ、流路３５から弁座３６を通過して温水が制御弁
１７、放熱器２１、体積ポンプ２２へと押し込まれる。
放熱回路内の空気は、体積ポンプ２２を通過して、φ冫 排水バルブ２９より抜けてゆく。

次ぎに排水バルブ２９を閉じ、レバ−４３をはなすと、
放熱回路内は徐々に温水の流入で内圧が上昇してくる。
すると、ダイヤフラム３２が圧力を受けて左方に移動す
るため、弁体３８は弁座３６を閉じて、放熱回路内への
温水流入を止める。スイツチ２５をＯＮすると、モータ
２４が運転され、体積ポンプ２２が送水を開始する。す
なわち、吐出口２６の内圧が上昇し、逆止弁１４より温
水を配管９へ送り出す。と同時に吸入口２３から温水を
吸入するので室３７の内圧は低下する。するとダイヤフ
ラム３２が大気圧と室３７の負圧との差圧分だけの力を
発生し、弁体３８を開けようと働く。これに対して、流
路３５と室３７の圧力差で生ずる力は弁体３８を閉じよ
うとして働く。しかし、ダイヤフラム３２の受圧面積は
弁座３６の面積に比較して十分大きくとられているため
、流路３５すなわち、配管９の内圧が少々高くても室３
７の圧力が若干負圧になれば弁体３８を開けようとする
力がかつて温水は室３７に流入してくる。

室３７の負圧が少なくなればダイヤフラム３２の力も弱
くなつて弁体３８が閉じる方向に働くため、室３７は約
一定の負圧に保持される。室３７に流入した温水は室４
５を通過して放熱器２１に運ばれる。この部分を通過す
る時、温水は放熱し、暖房を行う。冷却された温水は、
体積ポンプ２２を加圧されて逆止弁１４より配管９に戻
される。以上の循環により、放熱器２１内は負圧に保持
され、たとえ穴が開いても外部に温水はもれることがな
い。又、スイツチ２５をＯＦＦすると、体積ポンプ２２
が止まり、室３７の負圧が解消されるので弁体３８は弁
座３６を閉じ、さらに逆止弁１４が温水の流入を防止し
ているので、放熱器２１内は負圧のままで保持される。
温度制御について述べる。

配管９内の温水温度は多目的に使用されているため、定
まつた温度になつていない。それに比較して床暖房では
人体と温水が接近しているため体感的に約６５℃以下に
押えるのが良いとされている。さらには放熱器２１をプ
ラスチツクにした場合、耐熱的に低いため、約８０℃に
常に押えなければ寿命劣化が激しくなる。本発明では以
下のようにして温度制御を行う。今、室４５を通過する
温水温度が高くなつてくると、感温体５１が膨張して先
端５２が弁体５０をスプリング４９の力に抗して右方に
移動させる、すると、弁座４６が開かれるため、吐出口
２６からのバイパス管２８と室４５とが連通になり、吐
出口２６から、室４８を通過して温水流が室４５に流入
する。この温水温度は放熱器２１で ．冷却された低温
の温水であるため、入管１８よりの高温の温水と混合さ
れ、適温となつて、室４５に流入する。この時、体積ポ
ンプ２２の温水の一部がバイパス管２８を通つて再循環
するため、配管９からの高温温水流入量は減少し、入管
１８よりの温水量は減少する。すると高温の温水量が減
少しさらに低温の温水と混合されるため、制御速度は多
いに高められる。入管１８よりの温水温度が低下すると
感温体５１は収縮し、弁体５０が弁座４６を閉じて、バ
イパス管２０よりの流れがなくなり室４５の温水温度低
下はなくなる。以上の動作で放熱器２１の温度は一定に
保たれる。次ぎに、体積ポンプ２２を使用した場合特有
の問題点について述べる。体積ポンプ２２は、ある一定
以上の揚程が加わるとモータ回転数が大巾に低下して、
モータ２４に過負荷運転になつてくる。このままで使用
すると、モータ２４の損傷を起こす。この欠点を解消す
るため吐出口２６の圧力が異常に高くなると弁体５８に
加わる差圧が増大してスプリング５７の力に抗して弁座
４７を開けるようにされている。するとバイパス管２８
を通過して温水が放熱回路内で循環され、モータ２４の
過負荷を防止されるようになる。体積ポンプ２２に高い
揚程が生じる原因としては、高圧温水循環回路の抵抗負
荷、すなわち、バルブ８の抵抗変化で生じることもあり
、さらには、配管９に設置すべきなのに誤やまつて配管
７側に設配した場合等である。配管７は配管９に比較し
てバルブ８の抵抗分だけ高い内圧となつているため、吐
出口２６の圧力がより高くなつてしまう。さらに体積ポ
ンプ２２を本システムに使用する理由を述べる。通）常
体積ポンプとは、機械的な変位による体積変化を利用し
て送水を行うものであり、遠心ポンプ、渦流ポンプとそ
の特性を異にする。

第４図に水の中に空気を混入した場合のポンプ揚程の低
下度合をグラフに示す。遠心、渦流ポンプに比較してガ
ス混合率が相当高くなつてもその揚程の低下は極端に小
さい。理由は機械的な体積変化を利用していることによ
る。以上の特性の相異は、本システムに関して次ぎのよ
うな効果を奏する。放熱器２１を負圧下で動作させるた
め、放熱器２１に生じた亀裂より空気を混入した場合、
普通のポンプではすぐ揚程が低下してシステム全体が働
らかなくなつてしまう。これに対して体積ポンプを使用
すれば、少量の空気混入があつたとしても本システムに
は何ら影響を及ぼさず安定した動作が何られる。放熱器
２１からの空気吸入は必ずあるものと考えなければなら
ない事を考えると、体積ポンプを使用しない限り、放熱
器２１を負圧下で動作させることは不可能である。この
ように本発明によれば、放熱器に亀裂が発生しても外部
に温水が漏れることがなく、しかもポンプを休止すれば
放熱回路は高圧温水循環回路と分離されるので、漏れに
対してさらに安全である。

しかも、放熱器内が負圧で、しかも温度制御されるよう
にすることにより、放熱器を金属パイプからプラスチツ
クパイプに変えても何ら問題はなく、重量の低減化、工
事の簡易化が計れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す温水暖房システムの温水
回路図、第２図は減圧弁部の断面図、第３図は制御弁部
の断面図、第４図はポンプの特性比較曲線図である。 １２・・・・・・減圧弁、１４・・・・・・逆止弁、１
７・・・・・・制御弁、２１・・・・・・放熱器、２２
・・・・・・体積ポンプ、２８・・・・・・バィパス管
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高圧温水循環回路と、この高圧温水循環回路より分
   岐して、減圧弁、放熱器、体積ポンプ、逆止弁の順に直
   列配管され、上記高圧温水循環回路に戻る放熱回路とよ
   り成り、この減圧弁を放熱器の内圧が大気圧以下のとき
   弁が開くごとく設定し、かつ逆止弁を放熱回路より高圧
   温水循環回路へ順方向となるごとく設け、体積ポンプの
   働きで放熱器の内圧を大気圧以下にすることにより、放
   熱回路に温水循環させるごとく、構成したことを特徴と
   する温水暖房システム。 ２ 放熱回路内において、体積ポンプよりの温水を直接
   放熱器に戻すバイパス管、このバイパス管の温水流量を
   制御する制御弁を設け、上記制御弁を放熱器を通過する
   温水温度ならびに体積ポンプ吐出圧力いずれにも応動す
   るごとく構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の温水暖房システム。