JPS60111893A

JPS60111893A - 貯槽装置

Info

Publication number: JPS60111893A
Application number: JP59170504A
Authority: JP
Inventors: スペンサー・キム・ホウズ
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-08-17
Filing date: 1984-08-17
Publication date: 1985-06-18
Also published as: GB8419417D0; CA1236376A; IL72582A0; ZA845882B; IL72582A; GB2145205A; US4518007A; AU577054B2; AU3172284A; NZ209021A; GB2145205B

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕木兄り］はエネルギー保存、特に、家庭用温水管からの
普通では使用されない熱を回収することに関する。

現在の殆んどの配管システムは、高価なエネルギーを考
慮するととｋ＜設計されてきた。温水は、典型的々もの
では、ヒータータンクから出口までの距離だけ管路で送
られ、温水の使用後、その管の水や壁に残っている熱は
消散し、失なわれる。

そのパイプは、次の使用に備えて、温水で満されていな
ければならない。典型的な家庭内にある温水配管システ
ムは、はぼ約３０ｃｃ（１オンス）の加熱油、約０．０
２８＋ｎ３（１立方フイート）の天然ガス、又は２５０
ワット時の電気を使って、約３．８１（１ガロン）の水
を加熱し、それは−日当り約９４．６１（２５ガロン）
もの温水を浪費し、−年につき約３４０００１　（９千
ガロン）の温水を浪費する。

エネルギーのコストが高くなるにつれて、水を加熱する
１祭の浪費を最少にすることが重要となっている。

〔従来技術〕

温水ラインの熱の損失を最小限にするためには、熱絶縁
が最も一般的な方法であるが、その熱絶縁によって決ま
る割合で、熱は壕だ失なわれる。

米国特許第４．３２１，９４３号には、自動温水回収シ
ステムが示されている。そのシステムは、温水の出口が
開く時、水のヒータータンクと温水管の圧力を、それに
関連する水の主管と冷水管の圧力以下に低下させるため
に減圧器を使用する。冷水管から温水管までのブリッジ
管により、わずかな冷水の流れが、高圧冷水管から低圧
温水管へと生じる。温水の出口が閉鎖されると、ヒータ
ータンクのエアポケットは、温水を戻すために空気圧ば
ねとして作用し、その管内に停滞して残っている温水を
ヒータータンクへ移動させる。冷水の逆流が続いて、熱
を加熱管壁からタンクへ移動させ、ついにタンクの圧力
が冷水主管の圧力と等しい程度に上昇する。

従来のシステムもうまく作動するけれども、タンクのエ
アポケットに依存しており、そのためには、タンクを成
る程度分解して特別な配管の設置を必要としていた。

〔発明の概要〕

本発明によれば、水のヒーターの入口側の冷水供給ライ
ンに差圧貯槽が備えられ、水のヒーターより下流にある
未使用温水を水のヒーターへ戻すために、冷水を逆流さ
せるように、温水ラインと冷水ラインとそれぞれの出口
栓の間に、ブリッジ管が備えられる。一つの実施例では
、貯槽は円筒状内部を有し、この円筒状内部は、第１及
び第２の氷室へ向って露出する不等面積の第１及び第２
対向面を有するピストンを、包囲する。水のヒーターの
取入れ口へ流入する全ての水は、差圧貯槽を通って流れ
る。主管からの冷水はシリンダーの片側にある第１室へ
流入し、そのピストンの小面積の第１面に対して圧力を
かける。ピストンの大面積の第２面は水ヒーター取入れ
口に液圧的に接続される。温水の出口が開くと、ヒータ
ータンク内の圧力はその取入れ口部で低下し、そのピス
トンの大面積の第２面では、ピストンは、タンクに接続
した第２室の体積を減少させるように移動し、弁装置が
開いて、冷水主管からの水が、ピストンを起えて第１室
から第２室へ通り、ヒーターのタンク取入れ口を通って
流動させ、加熱を行なわせる。蛇口部で温水出口が閉じ
、ピストンの２つの面での水圧が等しい時、有効面積の
大きい側はより大きい総合力を受け、そのピストンの均
衡をくずし、移動させる。温水は、貯槽のヒーターのタ
ンク側で増大する体積を満たし、冷水をブリッジ管から
温水管を通って引き戻し、ついに、ピストンは貯槽の内
部で１ｄ部ストップに当接する。

温水を回収するには又、第１室と第２室の体積の変化を
吸収するために空気ばねを使用する。そのばねは、水の
体積が変化する時、貯槽の総体積を一定に保持するエア
空所である。それは、典型的なものでは、第２室が兄全
に膨大している時、ピストンの両側にある水と同じ圧力
に近い。第２室を空にすると、エア空所の圧力が低下し
、これは、温水をヒータータンクへ有効に引き戻すため
に使用される。

この差圧貯槽は、広範囲の水の主管圧にわたって作用し
、温水圧を著しく低下させることなく、補償用圧力調整
を必要とすることなしに、低圧水システムでの使用を可
能にする。その貯槽における唯一の５Ｔ動部品であるピ
ストンは、包囲されており、それによって漏れの可能性
が最少となる。

〔実施例〕

本発明ｄ１、米国特許第４．３２１．．９４３号に示す
ように、各対の温水管及び冷水管の遠隔端部間に渡るブ
リッジ管９６を備えた温水システムに使用する差圧貯槽
１０にある。本発明は、従来システムの別個のヒーター
のエアポケットと減圧装Ｎとの機能を組み合わせ、それ
らに置換したものである。

図面において、差圧貯槽１０は、従来の水のヒータータ
ンク９０の冷水供給口８９と冷水供給主管９との間に挿
入される３差圧貯槽１０は、この実施例では、ヒーター
タンク９０の外側に据え付けるように示されているけれ
ども、供給主管９と冷水供給口８９との間でタンク９０
の内部に、このまま変形することなく貯（４’＋　１０
を備えることも同様に可能である。

差圧計＋ａ１０け、第」冷水室４２と第２温水市４３と
を包囲する、ＦｆｔＬ＜は対向半球形シェル１２．１３
から形成されるケーシング１１と、シリンダー１４とを
備える。貯槽１０け約５．７　ｔ　（約１．５ガロン）
の水の総容購を有する。熱がタンクから貯槽へ入る所で
は、ケーシング１１の外側を、スチロ７オーム（ｓｔｙ
ｒｏｆｏａｍ　）のような熱乾ｔ−ｉｔ　（′、を二カ
バー１９で囲こむ。シェル１２．１３は、ボルト１５の
ような締め貝によって締めつけられ、０リング１６によ
りシールされる。シェル１２は冷水供給主管９に連通［
またボート２２を有し、シェル１３はヒータータンクの
取入れ口８９に連通したポート２３を有する。

ダブルサイドピストン３１は、シリンダー１４内で軸４
４に沿って」二下へ摺動する。ピストン３１の水に露出
する各側部の有効面積は、軸４４に対して１σ角をなす
面に投影された面積である。いくつかの変形構造のどれ
においても、ピストンの有効面積は、冷水主管９からの
圧力がかかる側より、タンク９０からの圧力がかかる側
の方が大きい。

好ましい実施例において、ピストン３１は半球形部分を
有し、その第１四而３２は第１室４２の町動壁を形成し
、その第２四面３３は第２室４３の対向ａｒ動壁を形成
する。前記第１ピストン面３２は円錐台形部材３４０ベ
ースの外１１１１１を有し、その部材３４はＵ字形カッ
プシール３６を保持する切欠内側リム３５へ向って伸長
しかつつぼ捷る。中空円筒形スリーブ２１は、シェル１
２の中央部から輔４４に沿ってその一部にわたって沖長
し、Ｕ字形カップシール３６と摺動（ｍ合を行庁う。円
何１形部分３４とスリーブ２１との内側に２りこ寸れた
空気量は、空気ばねとして作用する。Ｎ４４にジ１直な
面にむける、第１（苗３２の有効面積は、スリーブ２１
のベース４８の面ｌｉｔだけ、第２而３３の有効面積Ｊ
：り小さい。ピストン３１は、リム３７が６１７の近く
でシリンダー１４の端部近くにを）る時を除けｒ、：ｌ
：　、冷水室４２と温水室４３との間で水の７ｊ１３れ
を防ぐためのＵ字形カップソール３８を保持する切欠外
側リム３γを有する。冷？３７は、第２而３３がピスト
ンに近い出口２３へ押出される時には、ピストンを起え
て水が通過できるように弁装置とし又働く。

貯槽１０は、偏心配置のボート２２と、締め具１５と、
シリンダー壁溝１１とを除けば、シリンダー１４の軸４
４に関して軸対称をなす。ケーシングの外側壁は、デル
リン（Ｄｅｌｒｉｎ）■のような射出成型プラスチック
や、その他、腐蝕したり、スケールがついたり、さびた
り、へこみ穴がついたりすることがなくて、１００℃（
２１２Ｆ　）以上の使用温度を有するような材料で製造
するのに適するようにテーパーをなす。シリンダー壁は
シール寿命を長くするために耐摩耗性でなければならな
い。

もう１つの実施例において、供給冷水に露出される第１
ピストンの部分は、小さい直径に減少されており、これ
は冷水側で小さいシリンダー内を往復する。大きいシリ
ンダーと小さいシリンダーとの間の移行部は環状の空気
空所となる。ピストンの軸に沿ったチャンネルは固定部
材のそばを摺動し、弁として作動する。

更にもう１つの実施例において、ピストンの両側におけ
る水圧が公称上、等しい時には、ばね等を使用すること
によって、ピストンを片害せし、それを主水管９へ向っ
て移動させる。

動作温水システムが待機状態にあって、水、又は少々くとも
温水が流動しない時、ピストン３１の両側の圧力は等し
くなる。好ましい実施例において、第２面３３の有効面
積は第１面３２の有効面積より大きいので、第２而３３
の総力はより大きくなって、ピストンを移動させて第２
室４３を膨大させ、ついに、ピストン行程の頂部で、リ
ム３７力二肩部３９に当接する。肩部３９は軸４４に対
して直角面にあるので、温水出口９３が閉鎖する１鴨ピ
ストン３１にかかる上方への圧力は肩部３９の捷わりで
等しく分配される。

温水出口９３が開く時、温水はタンク９０カ＼らバイブ
９１を通って流れ、タンク取入れ口８９の圧力を低減し
、第１室４２に対する第２室４３の圧力を低減させる。

第２面３３の総力が第１面３２の総力より小さい時、温
水は流出し、第２室４３が縮小する。リム３７が７リン
ダー壁の溝１１の近くに位置するレベルまでピストン３
１が下降すると、第１室４２からの冷水は溝を通って流
れ、タンク９０内へ流れる。溝１Ｔは、Ｕ字形シール３
８をピストン３１から脱落させることなしに水を流動さ
せるととのできる弁装置として作用する。

温水出口９３が閉鎖する時、ブリッジ管９６を通る冷水
のわずかな流れが、冷水管９の圧力まで温水管９１の圧
力を上昇させる。これによゆ、圧力差が反対方向の差圧
に変化し、前述したように、ピストン３１を押圧し、第
２室４３を拡大させる。

前記ブリッジ管９６は一方向逆止弁９７を有し、それに
よって、温水が冷水ｖ９へ流入するのを防ぐ。ブリッジ
管９６は、締結型の銅製貫通ニードル弁９２．９５を有
する出口栓９３．９４の近くの両パイプ間を接続（−１
前記ニードル弁９２　、９５は逆流量を、ひいては、そ
のシステムの機能する１１をコントロールするように調
整される。

本発明を示すために、その好ましい実施例の詳細につい
て説明してきたけれども、本発明の本旨と範囲内で、本
発明を変形できることは、当業者にとって明らかである
。例えば、本発明に従った貯槽は、温水取出し、保管メ
カニズムとして作用するように、水ヒーターの出口側で
、水ヒーターの近くの水管のどこにでも装着することが
できる。

本発明の範囲はそれ故に、特許請求の範囲によってのみ
制限される。

【図面の簡単な説明】

図面は、ブリッジ管をもつ、温水ヒーター及び配管シス
テムとともに、本発明の一実施例の横断面を示す。９・・Φ・冷水供給主管、１０・・・・差圧貯イ曹、１
１１１・・・ケーシング、１２．１３拳・・・シェル、
１４・ｅ・・シリンダー、ｉｓ−・・、ボルト、１６−
−−−０リング、１７−−−−溝、１９・・・・熱絶縁
カバー、２１・・・・スリーブ、２２．２３−−−−ボ
ート、３ｌ−ｏ−・ピストン、３２１１・ｅ・ピストン
の第１面、３３・・・・ピストンの第２凸面、３５・争
・・切欠内側リム、３６．３８−−・・Ｕ字形カップシ
ール、３７・・・・リム、３９・・・・肩部、４２・・
・・冷水室、４３・・−の温水室、９０−・・・タン／
、９２，９５・・自拳ニードル弁、９３゜９４・・・・
出口栓、９６・・・・ブリッジ管、９７・・・・逆止弁
。特許出願人　スベンザー・キム・ポウズ代理人　山川政
綱（はが２名）Ｔ−１”　ｉｉ’Ｆ　ｎ−Ｊ−＊　′白　ｈ′ン　１１
ｉ（１″“　”；９．＋：ｉ、’２０　日１　′１１鮭
の表示昭和５；９片持　許願第１１ＶＤ５゜１−シじ２・発Ｂ
目の名画・日子不要装置３、補圧をする者！ｊ′ｌｌ！Ｉ：との関係　特　許出１ｆｉｒｉ人名称
（氏名）Ｘへ−〉カー−・大）へ゛ホ゛ン刀乙、ｒ市ｉ
　Ｅの対象（１）委任状

Claims

【特許請求の範囲】

（１）水の入口と出口のための第１及び第２のボートを
有する円筒状内部を包囲するケーシングを備え；前記第
１のボートと第２のボートとの間で前記円筒状内部に摺
動自在に配置され、第１面及び第２面を有するピストン
を備え、前記第１面は、前記第２面の有効面積より小さ
々、水圧に露呈される有効面積を有し、前記ピストンは
前記円筒形内部を第１室と第２室とに分割し、それによ
って、円筒状内部の中心軸に沿ったピストンの動きが第
２室の体積を変化させ、その第２室の体積は、より小さ
な有効面積を有する前記第１面により形成された第１室
の体積より大きな有効面積を有する前記第２面によって
形成されており；大きい有効面積を有するピストン側で第２室の体積を最
少にするよう々位置に、ピストンが位置する時、第１室
から第２室へ水を流動させる弁装置を備え；水のヒーターの冷水流入管に装着され、温水を水のヒー
ターへ送るために冷水を逆流させて温水システムから熱
を回収する差圧式貯槽装置。
（２）前記ピストンは前記ケーシング内で可変自在な体
積をもつガス空所と空気で連絡しており、前記ガス空所
は前記第１面の近くに配置されている事を特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の貯槽装置。
（３）前記ガス空所は、前記ケーシングより直径力Ｚ　
７４％さくて、それと同心をなし、前記第１室内で前記
ケーシングから垂下する円筒壁によって形成され、前記
ピストンの前記第１面の辺縁は前記円筒壁と摺動嵌合状
態であることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
貯槽装置。、
（４）前記第２面は前記第２室の対向壁にほぼ一致する
凸面を形成することを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の貯槽装置。
（５）前記弁装置は前記円筒状内部の壁のまわりにある
溝を含み、その溝は、前記第２室が最少体積位置にある
時、前記８１￥１室と第２室との間を連通させると表を
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の貯槽装置。
（６）加圧水用主管に連通ずる第１冷水流入管と、前記
第１冷水流入管から冷水を受入れ、温水を第１出口装置
へ供給するように接続した温水ヒータータンクと、前記
加圧水主管と第２出口装ｆ置との間を連通した第２冷水
流入管と、前記第１及び第２出口装置の近くで前記温水
管と前記第２冷水管とを連通ずるブリッジ管装置とを有
する配管システムにおいて、加熱水の通路にある前記加圧水用主管と前記第１出口装
置との間に取付けられた貯槽と；前記貯槽内に水を貯え
る第１及び第２の室装置七；前記第２の室装置の体積に対して前記第１室装置の体積
を逆に変化させるピストン装置と；前記第１室装置と第
２室装置とが公称上等しい圧力である時、前記第１出口
装置から前記第２室装置へ水を引込むために前記第１室
装置と第２室装置との間で前記両体積を片寄せする装置
と；前記第１出口装置の所で水が引く時、前記第１室装
置から前記第２室装置への水を弁で処理する装置とを備
えた貯槽装置。
（７）前記貯槽は熱が逃げないように熱絶縁されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の貯槽装置
。
（８）前記体積を変化させる装置は、ピストンを含み、
−ｉＪ記片寄せする装置は、水に接触する不等有効面積
の第１及び第２の対向するピストン面で成り、前記ピス
トンは往復移動壁を形成することを特徴とする特許請求
の範囲第６項記載の貯槽装置。
（９）前記片寄せする装置は、更に、前記貯槽内で可変
自在な体積のガス室を形成する装置を含むことを特徴と
する特許請求の範囲第８項記載の貯槽装置。