JPS596304Y2 - 太陽熱利用の温水器に於ける給水弁制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の技術分野〕 この考案は、太陽熱利用の温水器に於ける給水弁制御装
置に関するもので、希望する温度の湯を自然循環タイプ
の温水器よりも、容易に取り出しうるようにしたもので
ある。

〔従来技術〕

太陽熱利用の給湯システムは、太陽熱集熱器と貯湯タン
クの間で、水を強制循環もしくは自然循環させて、その
間に水温を高めていくものであるが、強制循環タイプの
給湯システムは循環用ポンプとその付属装置を有してい
る分だけ高価にはなるものの、貯湯タンクに補助ヒータ
ーを付設できる面もあって高温水の取出し性に優れてい
る。

一方、自然循環タイプの給湯システムは、安価に供し得
るところから、強制循環タイプの給湯システムよりは需
要が多いが、自然循環タイプの給湯システムは水が温ま
ると軽くなって上昇するサーモサイホン現象を利用して
集熱器と同器と一体の貯湯タンクの水が自然に循環する
ように設計されたものであるから、強制循環タイプの給
湯システムに比べると重量が大で、しかも保温性には劣
るために高温水の取出し性能が低いという欠点があり、
季節や天候によって温水の取出し機能が左右されていた
。

このように、双方の給湯システムとも一長一短はあるが
、従来の給湯システムの一部には、循環系に流量調整バ
ルブを設けて、取出し温度に応じてこのバルブの開口量
を調整していた。

しかしながら、例えば特公昭４１−１２２７０号公報に
よって開示されているように手元で温度制御する機構で
は、遠隔操作によってバルブの開口量を制御することが
できないばかりでなく、温度の微小な変化をバルブに直
接伝達することができず、その為に、バルブの開口量を
検出温度の変化に基いて微調整することができなかった
。

更に、同機構はバルブの開閉温度を例えば季節に応じて
自由に制御することができるもので゛はないから、これ
らの理由によって、上記公知の調整機構は太陽熱利用の
給湯システムに利用することができないという欠点があ
り、上記数々の理由が、上記強制循環タイプと自然循環
タイプの利点をもつ折衷型給湯システムの開発を阻害す
る原因にもなっていた。

〔考案の目的〕

この考案は、上記従来の調整機構が流量の微調整機能を
持たず、太陽熱利用の、特に強制循環、自然循環の折衷
型給湯システムへの利用が不適当であった点に鑑み、温
水の温度変化を感知したときに給水路に設けたバルブを
適確に開閉し、太陽熱利用の給湯システムとして当該バ
ルブの開口量を遠隔的に制御可能とし、もって、感温式
流量制御弁を折衷型太陽熱利用の給湯システムにも採用
することがで゛きるようにすることを目白勺とするもの
である。

〔考案の構戊〕

太陽熱利用の温水器に給水する水路の開閉を行う弁体を
一端に有する摺動ロツドの他端側に板体を固定し、この
板体の両側に、内部に気密的な伸縮室を形或するベロー
ズの一端を固定して、該ベローズの他端を所定位置に固
定し、上記ベローズによってそれぞれ構成された伸縮室
には、一方の伸縮室に、同伸縮室内の圧力を加減するた
めの圧力調整器に通ずる開口部を設けると共に、他の伸
縮室に、温水器で生戊される温水の温度を感知するため
の圧力型温度センサーに通ずる開口部を設けたことにあ
る。

〔作用〕

圧力調整器を操作して、当該調整器に通ずる伸縮室と、
圧力型温度センサーに通ずる伸縮室との間の圧力調整を
図り、圧力型温度センサーが太陽熱利用の温水器で生戒
される温水の温度上昇を感知することにより、封入した
流体が膨張し、圧力型温度センサーに通ずる伸縮室内の
圧力が高くなると、この伸縮室が伸張方向に付勢され、
かかる圧力が、前記圧力調整器に通ずる伸縮室内の圧力
より増大した時点で、両伸縮室の間の圧力の平衡が崩れ
て圧力調整器に通ずる伸縮室が収縮し、前記弁体を開き
、温水器に給水する水路を開いて冷水を温水器に供給し
、冷水供給によって集熱内管が冷えると上記温度センサ
ーが１田こ復して温水器に通ずる水路を閉じる。

圧力調整器は調整ダイヤルを囲わすことによって、当該
圧力調整器に通ずる側の伸縮室内の同伸縮室側の圧力を
高めれば、圧力型温度センサーに通ずる他の伸縮室を伸
張させるには同伸縮室内の圧力に打勝つだけの圧力が温
度センサー側に必要となって、それだけ、取出温水の温
度は上昇し、また、逆に同伸縮室内の圧力を下げれば、
圧力型温度センサーに通ずる伸縮室は小さい圧力で容易
に伸張するため、取出温水の温度は下がる。

このようにして、温水器で生或される温水の温度の微小
な変化を逃さず捉えて弁体を開閉し、また圧力調整器を
操作することにより、予め設定されている圧力型温度セ
ンサーの感知温度を加減して温水の取出し温度を遠隔的
に調整する。

〔実施例〕

温水器内へ通ずる弁筐１の水路２の開閉を行う弁体３を
温水器の一部に設け、この弁体３の開閉方向と同方向に
移動自在に設けた摺動ロツド４の一端に当該弁体３を固
定し、この摺動ロツド４の他端側には板体５を固定する
。

この板体５の両面にはそれぞれ組をなす異径のベローズ
６，７及び８，９の相対向する側の一端を同心円的に、
向きを摺動ロツド４の軸心方向に一致させて固定し、当
該ベローズ６，７及び８，９の伸縮方向と弁体３の開閉
方向とを一致させる。

また、このベローズ６，７及び８，９の相反する向きの
他端を、このベローズ６，７及び８，９を覆うケーシン
グ１０の壁板の一部に固定する。

ベローズ６，７の当該他端を、弁体３側に位置して板体
５と対向し、且つ摺動ロツド４を往復動自在に貫通させ
た壁板１１に固定し、また、ベローズ８，９の上記他端
を弁体３の反対側に位置させて板体５と対向する壁板１
２に固定して、ベローズ６，７が伸張すると弁体３が開
方向に移動し、ベローズ８，９が伸張すると弁体３が閉
方向に移動するようにすると共に、板体５の両側には、
板体５と壁板１１間にベローズ６，７により気密的に構
或した伸縮室１３を、また、板体５と壁板１２間にベロ
ーズ８，９により気密的に構或した伸縮室１４をそれぞ
れ形或する。

１６は、板体５に弁体３と反対の側に形或された伸縮室
１４即ち、軸心方向に長さを伸張することにより弁体３
に加圧力を付勢する伸縮室１４に設けた開口部で、該開
口部１６は伸縮室１４内の圧力を加減するための圧力調
整器１５に通じている。

１８は板体５の弁体３側に形威された伸縮室１３即ち伸
縮室１３の伸張により弁体３の開動を行なわしめる伸縮
室１３に設けた開口部で、該開口部１８には温水器で生
戒される温水の温度を適位置で検出する圧力型温度セン
サー１７に通じている。

前記開口部１６とパイプ２５とで伸縮室１４と通じてい
る圧力調整器１５は、ベローズ１９で形或される伸縮室
２０と、同伸縮室２０及び伸縮室１４と両室１４， ２
０を結ぶパイプ２５とによって構或される液体室の圧力
を調整ダイアル２１と、相互に螺嵌合させる中間螺子機
構２２とからなり、調整ダイアル２１側に固定した雄蝶
子２３を伸縮室２０側に固定した雌螺子２４に螺合して
、調整ダイヤル２１を右回転または左回転することによ
って伸縮室２０を伸縮させ、伸縮室２０の伸縮により上
記液体室内の圧力を加圧、減圧することができるように
なっている。

なお、この圧力調整器１５は前記構或に限定されるもの
でなく、伸縮室１４内の圧力を外部から任意に調整でき
るものであれがよく、圧力調整器１５を室内又は屋外の
地上近くに設け、伸縮室１４内の圧力を遠隔操作できる
ようにする。

勿論、温水器の設置場所が屋上など、簡単に触れること
のできる場所である場合には、伸縮室１４に接近した位
置に設けても良い。

また、伸縮室１３と連通ずる圧力型温度センサー１７は
、内部に膨張係数の大きい流体が封入されていて、当該
圧力型温度センサー１７の受熱、放熱に伴う封入した流
体の膨張、収縮により伸縮室１３を伸縮もしくは膨張す
るようになっている。

前記伸縮室１３， １４は、ベローズ６，７及び８，９
を同心円に配設することによって形威されているが、ベ
ローズの個数は、伸縮室１３． １４内が気密にできる
構造であれば、１個であっても良い。

第３図は伸縮室１４を１個のべローズ８で形威した例で
ある。

なお、弁体３は、ばね４１により閉方向に付勢されて、
通常、閉状態となっている。

また、弁体３は伸縮室１３， １４の伸張または収縮に
よることなく、杆４２を、ばね４１の弾性に抗して弁体
３の開方向に動かし、水路２を開けることができるよう
な構造になっている。

４３はＯリングである。次に、第２図はこの考案を太陽
熱利用の温水器に使用した１例を示したもので、同図に
示す温水器は、一端を閉じ他端を開口させた透明外管２
６と集熱内管２７とからなる真空二重集熱管２８を多数
並設してなり、各真空二重集熱管２８の各開口部２９に
は、この開口部２９を囲むようにして溢流温水受体３０
が設けられており、この溢流温水受体３０には温水出口
３１が設けられている。

この温水取出口３１は断熱配管３２を介して温水タンク
３３に接続されている。

この溢流温水受体３０の外側には、断熱材３４が張られ
て、かつ、カバー３５で覆われており、フレーム３６に
より傾斜状態に、前記開口部２９を上向きにして屋根Ｒ
等に設置されている。

真空二重集熱管２８の集熱内管２７内には給水管３７が
挿入されており、この給水管３７の基部は前記溢流温水
受体３０内に位置して設けた給水ヘッダ−３８に接続さ
れ、この給水ヘッダ−３８は溢流温水受体３０外に通じ
る給水本管３９に接続されており、給水本管３９、給水
ヘッダ−３８、給水管３７を通って集熱内管２７内に送
り込まれた水が太陽熱によって温まって軽くなって上昇
すると、温度上昇によって膨張した分が溢流し、他方で
は温度上昇を感知した圧力型温度センサー１７により弁
体３を開いて集熱内管２７内の前記センサー回りの温度
が所定温度に下がるまで水を送り込む形式のもので、こ
の考案の給水弁制御装置は前記給水本管３９と水道側ホ
ース４０との間に設けられている。

なお圧力型温度センサー１７は前記多数の集熱内管２７
のいずれか１の内に挿入すれば足りることはいうまでも
ない。

この実施例によれば、集熱内管２７内の水が太陽熱によ
って温められ、所定の温度になると圧力型温度センサー
１７に連通接続する伸縮室１３内の流体が膨張し、その
膨張による圧力が前記伸縮室１４内の加圧力に勝ったと
きに、伸縮室１３が伸縮室１４を収縮させるようにして
伸張し、弁体３を開動させて水路２を開き、集熱内管２
７内に水を送り込み、このようにして水を補充すること
により集熱内管２７内の温水がその開口部２９から溢流
し、温水の取出しが行なわれる。

送水が続き集熱内管２７内の水温が下ると圧力型温度セ
ンサー１７内の流体が収縮し、伸縮室１３内の内部圧力
が低下し、この圧力が伸縮室１４内の加圧力よりも小さ
くなると、伸縮室１４が伸縮室１３を収縮させる方向に
伸張し、弁体３が閉動して水路２が再び閉じ、集熱内管
２７内への給水が停止する。

そして、再び集熱内管２７内の水温が上昇すると、上記
の作用が反復される。

圧力調整器１５の調整ダイヤル２１を回わして伸縮室１
４内の圧力を加圧すると、伸縮室１４はその内部圧力に
より弁体３方向に伸張し、この伸張により板体５はそれ
と一体の摺動ロツド４を第１図右方向に摺動させる方向
に付勢し、もう一方の伸縮室１３は伸縮室１４の伸張に
伴い収縮する。

而して、圧力型温度センサー１７が温水器で生或される
温水によって受熱して、それに封入した液体が膨張して
伸縮室１３内の圧力が高くなると、摺動ロツド４を第１
図に於て左方向に移動させる力即ち弁体３を開く力が働
くが、上記のようにして、弁体３に対して、伸縮室１４
内の圧力を作用させると、圧力型温度センサー１７の正
規の設定値以上に温度上昇が起らないと弁体３は開かな
い。

水温度が上昇して、やがて、伸縮室１３内の圧力が前記
弁体３を閉じる力よりも大きくなると、この時点で伸縮
室１４内の圧力に抗して伸縮室１３が伸縮室１４を収縮
させるよう方向に伸張し、板体５を第１図左方向へ移動
させるため、板体５の移動により摺動ロツド４に固定し
た弁体３が開方向に移動し７、弁筐１の水路２が開く。

即ち、弁体３の開閉は伸縮室１３と伸縮室１４との内部
の圧力の差により規制され、圧力調整器１５に通ずる伸
縮室１４内の圧力を高めれば、伸縮室１３を伸張させる
には前記伸縮室１４内の加圧力に打勝つだけの圧力が伸
縮室１３内に必要となり、また、伸縮室１４内の圧力を
弱めれば、伸縮室１３は小さい圧力で容易に伸張するこ
とになるので、圧力調整器１５を操作し、伸縮室１４内
の圧力を加減することによって、圧力型温度センサー１
７による検出温度を変更する。

〔考案の効果〕

圧力調整器を操作してこの圧力調整器と連通接続する伸
縮室内の圧力を加減調整することにより、この伸縮室と
圧力型温度センサーに連通接続する伸縮室との内部圧力
差を任意に調整することができるので、圧力調整器に連
通接続する伸縮室の加圧力に抗して圧力型温度センサー
に連通接続する伸縮室を伸縮する流体膨張による圧力即
ち圧力型温度センサーの検出温度を任意に設定できるこ
とができる。

従ってこの考案装置を採用した太陽熱利用の温水器は圧
力調整器を操作することによって生戒温水の温度を季節
、天候に大きく左右されずに任意に設定することができ
る。

制御部がベローズを用いた単純構造で、このベローズに
より形或される伸縮室の気密保持が容易で、しかも、こ
のベローズで弁体を直接的に動かす構造であるから、ベ
ローズの伸縮が直ちに弁体に伝わり、弁体の開閉が円滑
で、しかも適確になる。

全体として構或が簡単なため製造が容易であり、また、
コンパクトに供しえるため安価に提供することができる
。

【図面の簡単な説明】

図面はこの考案の実施例を示すもので、第１図は概略断
面図、第２図はこの考案を採用した太陽熱利用温水器の
１例を示す断面図、第３図はこの考案の他の実施例を示
す概略断面路である。 ２・・・水路、３・・・弁体、４・・・摺動ロツド、５
・・・板体、６， ７， ８， ９・・・ベローズ
、１３， １４・・・伸縮室、１５・・・圧力調整器、
１６・・・開口部、１７・・・圧力型温度センサー、１
８・・・開口部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 太陽熱利用の温水器に給水する水路の開閉を行う弁体を
   一端に有する摺動ロツドの他端側に板体を固定し、この
   板体の両側に、内部に気密的な伸縮室を形戒するベロー
   ズの一端を固定して該ベローズの他端を所定位置に固定
   し、また、上記ベローズによってそれぞれ構威された伸
   縮室には、一方の伸縮室に、同伸縮室内の圧力を加減す
   るための圧力調整器に通ずる開口部を設けると共に、他
   の伸縮室に、温水器で生或される温水の温度を感知する
   ための圧力型温度センサーに通ずる開口部を設けた太陽
   熱利用の温水器に於ける給水弁制御装置。