JPS6058367B2 - 温水供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は温水供給装置、なかでも水蒸気加熱による
適温の温水を常時にまた、必要の都度さほどの時間おく
れなしに適温化して給湯でき、その給湯温度の調節が容
易になし得る簡便な温水供給装置を提案しようとするも
のである。

従来の給湯装置は、通常給湯温度を検出し、たとえば
電気的に温度調節弁を制御することにより水蒸気供給量
をかえて定温給湯を行う方式からとられていたため一般
に設備の規模が大仕掛となりコストアップにならざるを
得なかつた。

この発明は、水蒸気加熱を行う熱交換器内で生−成す
る復水の排出温度を任意に調節、設定することができる
感温放水弁を有利に活用して、これをこの種熱交換器に
不可欠なトラップの機能が兼備された温水の温度調節手
段を用い、装置の構成を著しく簡易化したものである。

この発明は、温水の使用量が比較的少い集合住宅の集
中給湯系統のこときに有利に適用できる。 すなわち集
合住宅の各戸には、熱交換器を設置し、蒸気系統につい
てのみ適切な集中管理を行うだけで足りるので、ボイラ
およびその付帯施設について個別負担が有利に軽減され
、保守点検も簡便になる上、熱源の経済使用を可能なら
しめる。 従つてこの発明は上記のような給湯システム
の実現に好適な、温水供給装置を提案することを目的と
するものである。 この目的は、次の事項を骨子とする
構成、つまり、第１図に示すように水蒸気を加熱媒体と
する熱交換器４に給水の貫通流動を導く伝熱径路６を設
けること、この熱交換器４内で生成する復水を設定温度
以下において排水する感温放水弁５を熱交換器４の底部
に設けること、かくして熱交換器４内で生成した復水の
貯溜レベルに応じて伝熱径路６の有効蒸気加熱表面積を
制御すること、により有利に成就され得る。

なお図中１はホイラ、２はヘッダ、３は蒸気弁、７は
給水管、８は給湯管、そして９は出湯蛇口であり、ボイ
ラ１は集合住宅の複数の住戸を単位とする給湯管理区分
（たとえば各階層又は各棟）毎にヘッダ２とともに設け
、このヘッダ２から各住戸の熱交換器４に蒸気弁３をそ
なえる配管で接続する。

感温放水弁５は、その感温機能によるトラップ作動で、
熱交換器４内における生成復水の貯溜レベルを設定温度
に応じて定めるように役立ち、ひいては伝熱径路６が生
成復水により水没することによる有効蒸気加熱表面積の
設定温度に応じた調節を司るわけてあつて、このために
は熱交換器４の底部に設けることが必要で、第１図のよ
うに管路接続とする実施態様は、感温放水弁５の保守管
路の面で便宜であるが、熱交換器４中に内蔵させてもも
ちろんかまわない。

また感温放水弁４の感温室内における復水の停滞は感度
低下を来すので感温放水弁５の閉弁中にも該室内の対流
作用による復水の置換流動を導く配管を施すことが実施
態様として好適である。第１図に示した例で熱交換器４
はその内部で給水の貫通流動を導く伝熱径路を形成する
たとえば蛇管６を、給水管７および給湯管８に連ねる。

感温放水弁５は、熱交換器４内で生成する復水を任意に
可変な設定温度以下において排水する機能を有し、いわ
ゆるドレーントラップとしても働くが、この発明では、
その設定放水温度に依存した熱交換器４内の復水貯溜レ
ベルに応じて伝熱径路の有効蒸気が熱表面積の制御をあ
わせ司る。ここに感温放水弁５は、温度応答自動制御弁
、とくにいわゆる温調トラップの名において広く知られ
たバイメタルタイプのものがとくに有用であり、その構
成の要部を第２図に図解した。図中１０はボディ、１１
はボンネツトで、これらに入口１２、戻し口１３を設け
て熱交換器４の底部へ第１図の如く段差配管又は図示は
略したが太径管を水平に用いてその上半で高温水の戻流
を導き得る分岐配管によつて連結する。

１４は出口である。

入口１２からは出口１４へ向うボディ１０の内部開口に
弁座スリーブ１５を固定し、その弁ロへ向つて入口側の
圧力による閉弁力を受けた弁子１６をのぞませ、この弁
子１６を上記の閉弁力に抗して係止支持するホルダ１７
に対し開弁はね１８をもつて偏倚するとともに、ボンネ
ツト１１の内部に仕組んだバイメタルコラム１９の膨張
力を作用させる。ここに２０は推力ブッシュ、２１はス
テム、２２は圧下ねじであり、２３はロックナット、２
４はキャップ、そして２５はストレーナである。

バイメタルコラム１９は、ステム２１を通す中心孔をあ
けた多数の円板バイメタルを、スペーサリンクを介し又
は介せずに数組を重ね合わせたバイメタル円板対よりな
り、その各対は、低膨張側を内に高膨張側を外にして向
い合わせに配置する。バイメタルコラム１９の膨張力と
対抗する開弁ばね１８は、圧下ねじ２２をしめ込んで常
温下に扁平状態にあるバイメタルコラム１９および推力
ブッシュ２０を介してホルダ１７が弁座１５のスリーブ
の頂端と接する圧縮限界て最大反力を生じ、このときホ
ルダ１７は、弁子１６の上述係止を解いたアイドルの状
態で弁子１６の弁座との接触を生じさせる。

この圧縮限界を放水温度設定の基準点とし圧下ねじをゆ
るめて上記アイドルすなわちホルダ１７が再び弁子１６
を抱えて帯同上昇させるに足るストロークをこえる、圧
下ねじのゆるめ代に対応したばね反力の減退分と等しい
、ある温度でのバイメタルコラムの膨張力を生じさせる
ことによつてその温度で弁子１６の着座閉弁と、それに
より低い温度での開弁が行われ、かくして圧下ねじのゆ
るめ代とこれに対応した開弁始め温度とは、入口圧力に
関し比例関係にキャリプレートされ得る。

なお図示しないが、上述感温放水弁５は、圧下ねじの調
節端を露出させて熱交換器４の内部に設置してもよくこ
の際バイメタルコラムは、貯溜復水に直接感応動作させ
てもよい。いま第２図に示した感温放水弁の開弁始め温
度を５００Ｃに設定し、蛇口１から水量１０．０′／Ｍ
ｉｎを流出させる間に、熱交換器４に０．９５ｋ９／Ａ
ｉの水蒸気を適用した実験の結果を示すと、給水温が６
℃のとき給湯温度が６′７Ｃ１また１５℃のときには６
４℃が得られた。

なおこの実験では、蒸気元圧が０．６５ｋｇ／Ｃｌｔに
至る間に変動するものであつたため、第３図Ａ，ｂのよ
うに各給湯温度にやや脈動が見られたが、ボイラに負荷
変動のないときは、ほぼ一様な定温給湯が行われ得た。
第３図Ａ，ｂにおいて下から順にＴＷｌは給水温度ｔ、
は室温、Ｔｓは感温放水弁５の出口１４における排水直
後温度でありＴＷ２が給湯温度である。

また圧下ねじをさらにゆるめて開弁始め温度をあげたと
ころ、それに応じて熱交換器４の復水貯溜レベルが下つ
て伝熱径路の有効加熱表面積の増大の結果給湯温度がほ
ぼ比例的に上昇することをたしかめた。何れの場合も感
温放水弁５の出口１４から出る復水は、従来の一般型式
トラップとは異なつて低温復水のみの排出であるためブ
ラッシングを生じるうれいがなくブローの騒音を生ぜず
、家庭用給湯に有利に適合し、耐久性の面でも問題はな
い。

上述のようにして熱交換器の復水排除のためのいわゆる
スチームトラップの機能を兼ねる感温放水弁のみを給湯
温度の制御手段に活用することにより出湯温度のほぼ一
定の温水供給が簡潔な構成によつて可変の温度において
実現され得るわけであるが、この発明をたとえば集合住
宅の各戸給湯の如き、断続的な使用にも適合させるため
には、不使用時における水蒸気の継続消費を避けること
が要請されるのは勿論であり、ここに給湯管８内の流動
に基く圧力変化を検出し、これに蒸気弁３を応動させて
不使用の間に蒸気弁３を閉止しておけばよい。この場合
、たとえば一晩を経たのちの使用開始に当つては、この
とき感温放水弁５が全開位置にあり、従つて蛇口９が開
かれるや否や蒸気弁３が応動開放されて熱交換器４には
直ちに蒸気の導入が行われて伝熱径路のほぼ全表面に対
する蒸気加熱によつていち早く適温への昇温が可能にな
る。

また不使用の期間が短い給湯の断続使用の際、第１図の
図示例において感温放水弁５が戻し口１３を有しないと
きには、たまたま感温放水弁５の閉止時に給湯の停止が
重なつた際、入口１２側の復水の閉じ込めによつて、そ
の温度降下が感温放出弁の開弁を生じるまでの間に、熱
交換器４内の停滞復水が不所望に再開給湯温度の回復を
おくらせるおそれがあるが、これに対して戻し口１３は
、熱交換器４との間に貯溜復水の置換流動を導いて低温
復水の感温室への流入を促進するため、感温放水弁の応
答動作を速めて再開給湯温度の回復を迅速になし得るわ
けである。以上のべたようにしてこの発明によれば、簡
潔な構成であるにも拘わらず、任意に調節、設定され得
る給湯温度を容易に整定することができ、比較的小規摸
な給湯系統の集中管理を有利に実現し、保守、点検およ
び補修を容易ならしめ、耐久性も充分で故障を生じるお
それもない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施態様を一例について示したスケ
ルトン図、第２図は感温放出弁の断面図、第３図Ａ，ｂ
は性能図表である。 ４・・・・・・熱交換器、５・・・・・・感温放出弁、
６・・・・・・伝熱径路（蛇管）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水蒸気を加熱媒体とする熱交換器に給水の貫通流動
   を導く伝熱径路を設けるとともに、この熱交換器内で生
   成する復水を設定温度以下において排水する感温放水弁
   を熱交換器の底部に設けて、該復水の貯溜レベルに応じ
   て伝熱径路の有効蒸気加熱表面積を制御することを特徴
   とする温水供給装置。 ２ 感温放水弁が熱交換器の底部に管路接続された特許
   請求の範囲１記載の装置。 ３ 感温放水弁が、その感温室内に復水の置換流動を導
   く配管により熱交換器と連結された特許請求の範囲１記
   載の装置。