JPS6015031Y2 - 太陽熱利用の温水器に於ける送水制御弁調節装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 太陽熱利用の給湯システムの１例として、太陽熱集熱器
と給湯タンクの間で、水を強制循環または自然循環させ
て、その間に給湯タンク内の水を加熱していくものがあ
るが、自然循環タイプの給湯システムにおいては、予め
設定された温度の湯が確実に得られるところから強制循
環タイプの給湯システムよりは優れている。

しか腰自然循環タイプの給湯システムで設定された温度
の湯を確実に得るためには、太陽熱集熱器が季節や天候
によって集熱効率の良否が左右されるために、循環系の
水（湯）を流量抵抗その他の手段を用いて、流量低減若
しくは停止させる必要がある。

而して、従来の給湯システムにおいては、循環系にバル
ブを設けて、そのバルブの開口量を検出温度に基づいて
加減する形式が殆んどで、斯る手段は太陽熱利用の給湯
システムに限らず、広くガス湯沸器などにも用いられて
いる（例えば実公昭４６−１２４１８号）。

しかしながら上記公知例によれば、感温パイプの温度変
化をサーモスタットエレメントが感知して膨張または収
縮し、バルブの開閉を行う形式で、感温パイプとサーモ
スタットエレメントが永久磁石などを介して直列に配設
されているために、作用はバルブの開閉作業にとどまり
、温度の微小な変化をバルブに伝達することはできす、
バルブの開口量を検出温度の変化に基ついて加減するこ
とはもちろんのことバルブを開閉動させる温度を任意に
コントロールすることもできないから、太陽熱利用の給
湯システムには利用できない。

この考案は、従来の感温式操作機構が流量＃；！Ｒａ１
ｌ弁の微量調整機能を持たず太陽熱利用の給湯システム
への転用が不適であった点に鑑み、感温式流量制御弁を
当該給湯システムに採用できるようにすることを目的と
して考案した太陽熱利用の温水器に於ける送水制御弁調
節装置に係るもので、水温の変化によって膨張または収
縮するベローズに、制御弁操作用へローズを同心円的に
配設したことを特徴とし、この考案の要旨は太陽熱利用
の温水器に送水する水路の開閉を行う弁体を一端に有す
る摺動ロッドの他端側に板体を固定し、この板体の上記
弁体側の一面に３個の異径のベローズを同心円的に固定
し、又このベローズの他端をケーシングに直接或は間接
に固定し、かかる三重のベローズによって相互に気密的
に遮断された内外二室の伸縮室を形成し、いずれか一方
の伸縮室には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、他の伸縮室には温水器で生
成される温水の温度を適位置で検出する圧力型温度セン
サーに通ずる開口部を設けたことを特徴とする太陽熱利
用の温水器に於ける送水制御弁調節装置である。

上記のような構成を有するこの考案の装置は下記の作用
効果を有する。

圧力調整器を操作して、三重のベローズによって相互に
気密的に遮断されて形成された内外２室の伸縮室の一方
の伸縮室内の圧力を減圧し負圧にすると、該伸縮室は収
縮し、この収縮力により圧力型温度センサーに通ずる他
の伸縮室も収縮され、温水器に送水する水路の開閉を行
う弁体は上記伸縮室の収縮方向に移動付勢された状態と
なる。

そして圧力型温度センサーが温水器で生成される温水に
より受熱して、それに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の圧力が高くなると、該伸縮
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負圧に勝った時点で双方の伸縮室
が伸張し、弁体は伸張方向に移動される。

この弁体の移動により温水器に送水する水路の開閉が行
なわれる。

即ち、弁体の開閉は１方の伸縮室と他方の伸縮室との内
部圧差により、いずれか勝る方により規制され、圧力調
整器に通ずる伸縮室内の負圧力を高めれば、双方の伸縮
室を伸張させるためには圧力型温度センサーに通ずる伸
縮室内に比較的大きい圧力が必要となり、又前記圧力調
整器に通ずる伸縮室内の負圧を弱めれば、圧力型温度セ
ンサーに通ずる伸縮室内の圧力が比較的小さい圧力で双
方の伸縮室が伸張する。

従って、圧力調整器に通ずる伸縮室内の負圧を一定にす
ることにより、圧力型温度センサーが温水器で生成され
る温水の温度の微小な変化をのがさずとらえて弁体の開
閉動を加減し、また圧力調整器を操作して、該圧力調整
器に通ずる伸縮室内の圧力を加減することにより圧力型
温度センサーによる検出温度即ち伸縮室を伸張させる温
度は任意に変更される。

以下この考案の一実施例を図面に基づき詳細に説明する
。

温水器の一部に設けた、温水器内へ送水する弁筺１の水
路２の開閉を行う弁体３を、この弁体３の開閉方向と同
方向に移動自在とした摺動ロッド４の一端に固定し、こ
の摺動ロッド４の他端側には板体５を固定する。

この板体５の前記弁体３側の一面には異径のベローズ６
．７．８の一端を同心円的に固定する。

即ちベローズ６．７．８の軸心方向を摺動ロッド４の軸
心方向と一致させて、ベローズ６．７．８の一端を板体
５に同心円的に固定し、当該摺ベローズ６．７．８の伸
縮方向と弁体３の開閉方向とを一致させる。

又このベローズ６．７．８の他端を、このベローズ６、
７． ８を覆うケーシング９の壁板のうち前記板体５
と対向し且つ摺動ロッド４を往復動自在に貫通させた壁
板１０に固定しベローズ６、 ７． ８が伸張すると弁
体３が開方向に移動し、ベローズ６、 ７． ８が収縮
すると弁体３が閉方向に移動するように構成する。

そして板体５と壁板１０間にベローズ６．７により気密
的に構成した伸縮室１１を形成し、同じく板体５と壁板
１０間に、前記伸縮室１１の内側にベローズ７．８によ
り気密的に構成した伸縮室１２を形成する。

そして上記内外の伸縮室１１．１２のうちいずれか一方
の伸縮室１２には同伸縮室１２内の圧力を加減するため
の圧力調整器１３に通ずる開口部１４を設け、他の伸縮
室１１には温水器て生成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１５に通ずる開口部１６を設
ける。

前記圧力調整器１３は、ベローズ１７で形成される伸縮
室１８と、同伸縮室１８を調整する加減圧調整ダイアル
１９と相互に螺嵌合させる中間螺子機構２０とからなり
、加減圧力調整ダイアル１９側に固定した雌螺子２１を
伸縮室１８側に固定した雌螺子２２内で動かすことによ
って伸縮室１８を伸縮させるようになっているものであ
り、この伸縮室１８と前記伸縮室１２とをバイブ２３に
より連通接続し、伸縮室１８の伸縮により伸縮室１２内
の圧力を加圧、減圧するようにしている。

なお、圧力調整器１３としては前記構成に限定されるも
のでなく伸縮室１２内の圧力を外部から任意に調整でき
るものであればよい。

そしてこの圧力調整器１３は室内又は地上近くに設け、
伸縮室１２内の圧力を遠隔操作できるようにするのがよ
いが、温水器の設置場所によっては伸縮室１２に比較的
近い位置に設けてもよい。

又伸縮室１１と通ずる圧力型温度センサー１５はその内
部を伸縮室１１内と連通接続し、内部に膨張係数の大き
い流体を封入しておき、圧力型温度センサー１５の受熱
、放熱による封入した流体の膨張、収縮に伴う内部圧力
の変化により伸縮室１１が伸縮するようになっている。

なお、弁体３は通常ばね３９により閉方向に付勢され閉
状態となっている。

又弁体３は伸縮室１１．１２の伸張によることはく、杆
４０によりばね３９の弾性に抗して弁体３を開方向に動
かし水路２を開けるようにしである。

４１はＯリングである。

次にこの考案の作用について説明する。

先ず、圧力調整器１３の加減圧力調整ダイアル１９を回
わして伸縮室１２内の圧力を減圧し負圧にすると伸縮室
１２は弁体３方向に収縮し、この収縮力により他の伸縮
室１１も収縮され板体５が弁体３方向に移動付勢され、
弁体３を一端に有し他端側に前記板体５を固定した摺動
ロッド４は弁体３を弁筺１の水路２の閉方向に移動付勢
し、弁体３により水路２が閉じられた状態となる。

そして、圧力型温度センサー１５が温水器で生成される
温水によって受熱して、それに封入した流体が膨張して
伸縮室１１内の圧力が高くなると、摺動ロッド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。

しかし弁体３には伸縮室１２内の負圧によりあらかじめ
弁体３を閉じる力が作用しているため、弁体３はすぐに
は開かない。

しこうして伸縮室１１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て伸縮室１２内の負圧に抗
し伸縮体１１が伸張し、この伸縮体１１の伸張により伸
縮体１２も伸張し板体５を反弁体３方向へ移動させ、こ
の板体５の移動により摺動ロッド４に固定した弁体３が
開方向に移動し、弁筺１の水路２が開く。

即ち弁体３の開閉は伸縮室１１と伸縮室１２との内部圧
着によりいずれか勝る方により規制され、圧力調整器１
３に連通接続する伸縮室１２内の負圧力を高めれば伸縮
室１１を伸張させるには比較的大きい圧力が必要となり
、又伸縮室１２内の負圧力を弱めれば比較的小さい圧力
で伸縮室１１は容易に伸張することになる。

従って圧力調整器１３を操作し伸縮室１２内の圧力を加
減することにより圧力型温度センサー１５による検出温
度は変更される。

次にこの考案を太陽熱利用の温水器に使用した具体的−
例を説明する。

第２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２４と集熱内管２５とからなる真空二重集熱管２
６を多数並設してなり、各真空二重集熱管２６の各開口
部２７に、この開口部２７を囲むようにして溢流温水受
体２８が設けてあり、この溢流温水受体２８には温水取
出口２９が設けてあり、この温水取出口２９には断熱配
管３０を介して温水タンク３１が接続されている。

この溢流温水受体２８の外側には断熱材３２が張付けら
れ、カバー３３で覆われており、設置フレーｌ、３４に
より前記開口部２７を上部として適宜傾斜して屋根Ｒ等
に設置されるようになっている。

そして各真空二重集熱管２６の集熱内！’２５内には給
水管３５が挿入されており、この給水管３５の基部は前
記溢流温水受体２８内に位置して設けた送水ヘッダー３
６に接続され、この送水ヘッダー３６は溢流温水受体２
８外に通じる送水本管３７に接続された構成からなり、
送水本管３７、送水ヘッダー３６、給水管３５を通って
水が集熱内管２５内に送り込まれ、この送り込まれた水
量と同量の集熱内管２５内の温水が送り込まれた水によ
り押上げられ開口部２７から溢流温水受体２８に溢流す
ることにより温水が取出される形式のもので、この考案
の送水制御弁調節装置は前記送水本管３７と水道側ホー
ス３８との間に介在させて使用する。

そして圧力型温度センサー１５は前記多数の集熱内管２
５のいずれか１の内に挿入されている。

しかして、集熱内管２５内の水が太陽熱集熱作用により
温められると圧力型温度センサー１５に連通接続する伸
縮室１１内の流体が膨張腰その膨張による圧力が前記伸
縮室１２内の負圧に勝ったとき伸縮室１１．１２が伸張
し、弁体３を開動させ水路２を開き、集熱内管２５内に
水を送り込みこの水の送り込みにより集熱内管２５内の
温水がその開口部２７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２５内の水温が下ると圧力型温度セ
ンサー１５内の流体が収縮し、伸縮室１１内の内部圧力
が低下し、それに伴い当該伸縮室１１が収縮するから、
摺動ロッド４を介して弁体３を動かし水路２を閉じ集熱
内管２５内への送水を停止する。

そして再び集熱内管２５内の水温が上昇し伸縮室１１内
の膨張圧力が伸縮室１２内の負圧に勝るに到ったとき前
記動作を再び繰返し温水を溢流する。

以上のようにこの考案によれば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、圧力調整器を操作することにより、圧力
調整器に連通接続する伸縮室の負圧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長によ
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
できることになり、従って前記構成からなる温水器で生
成取出す温水の温度を任意に設定できることから、季節
、天候等に何等左右されずに適宜所望温度の温水を自動
的に生成取出すことができ太陽熱利用の温水器に於ける
送水制御弁装置として頗る便利なものであり、更には複
数のベローズが同心円的に設けられているかな、このベ
ローズにより形成される伸縮室の気密保持が容易である
とともにコンパクトになり、又ベローズで弁体を直接的
に動かすようになってい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的確となる。

そして全体として構成が簡単なので製造が容易であり安
価に提供できる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの考案の実施の一例を示す一部概略断面図、
第２図はこの考案を使用した温水器の一例を示す断面図
である。 ２・・・・・・水路、３・・・・・・弁体、４・・・・
・・摺動ロッド、５・・・・・・板体、６，７，８・・
・・・・ベローズ、９・・・・・・ケーシング、１１．
１２・・・・・・伸縮室、１３・・・・・・圧力調整器
、１４・・・・・・開口部、１５・・・・・・圧力型温
度センサー １６・・・・・・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送水する水路の開閉を行う弁体を
   一端に有する摺動ロッドの他端側に板体を固定し、この
   板体の上記弁体側の一面に３個の異径のベローズを同心
   円的に固定し、又このベローズの他端をケーシングに直
   接或は間接に固定して、かかる三重のベローズによって
   相互に気密的に遮断された内外二室の伸縮室を形成腰い
   ずれか一方の伸縮室には同伸縮室内の圧力を加減するた
   めの圧調整器に通ずる開口部を設け、他の伸縮室には温
   水器で生成される温水の温度を適位置で検出する圧力型
   温度センサーに通ずる開口部を設けたことを特徴とする
   太陽熱利用の温水器に於ける送水制御弁調節装置。