JPS605836B2 - 閉ル−プ流体循環系統 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は閉ループ流体循環系統に関するものである。

すべての流体循環系統に於ては、該系統内の流体の膨張
、収縮に順応するために何らかの手段を備えなければな
らない。

典型的には、この手段は該系統に連結した加圧アキュム
レータタンクとし、流体が膨張するとその一部がアキュ
ムレータタンクに入って該系内の過度の圧力増大を防止
するようになしている。アキュムレータタンクは又系統
内の流体が冷却すると少量の流体を該系統内へ供給して
、空気が該系統に入らないようにし、かつ変化のない熱
伝達を行なうようになす。従釆、かかる系統ではアキュ
ムレータタンクが加圧される必要があった。というのは
該系統自体内の流体も加圧されるからである。加圧容器
を設けるためにはコストがかかり、又流体循環系統が複
雑になり、又加圧容器及びその関連部品の検査を必要と
するため保守に手間がかかる。水循環系統にベンチュリ
構造を使用することは既知であり、特にベルマン米国特
許第２２６５１０８号に開示している。

しかし、この特許ではベンチュリ構造を溜めタンク「
ヒータ及び流入水供給部間に相互連結して用いて、ベン
チュリを通る流入水供給部の作用がベンチュリ喉部に低
圧区域を作り、これが溜めタンクからくる水の循環を活
発にする働きをするようになっている。従って上記米国
特許ではベンチュリ構造を噴射ポンプ装置として使用し
て、流体系統内での水の循環を助けさせている。水を或
る系統に循環させること又はこの循環を助けさせること
のためにェゼクタ又は噴射ポンプ構造を使用することは
、ゴールドの米国特許第５６６９０４号、リンケの米国
特許第１４１８５８３号、ウオーターマンの米国特許第
２４０４１１４号、ガードナーの米国特許第２８４３１
４２号、キーラルフ等の米国特許第３２７４０６５号、
及びアフリ等の米国特許第３７３０６４６号等により示
されている。

しかし、れらの米国特許の何れにも、ベンチュリ構造を
開放型溜めタンクと流体循環系統間に介在させて「流体
循環手段が流体の一部分をベンチュリに通して加圧系統
と大気圧にある溜めタンク間での流体の追加又は逃しを
制御するようになすことは開示していない。又、マルム
スッロムの米国特許第３５５４４４１号に示す如く流体
循環系統中の大気圧に対して開く水溜めタンクを使用す
ることも既知である。

この溜め容器は流体循環系統に連結して、該系統圧力と
容器内の圧力間の相対的差に依存して水が該系統に流入
したりできるようになしている。この容器の溢流は容器
を低レベルに置いた第二溜め容器と連結することにより
防止される。本発明は、大気圧に開放した溜めタンクと
閉ループ流体循環系統間の流体の追加と抜出しを制御す
る手段に関するものである。

この制御を実施する手段は該系統に連結したベンチュリ
を備え、このベンチュリの入口がポンプ出口に蓮通し、
一方このベンチュリの出口がポンプ入口に蓮適するよう
になしている。ベンチュリの喉部は溜めタンクに連結し
通常は溜めタンクと同じ圧力（これに高さに起因する静
水頭を加えたもの）にあって、タンクと該系統間に流動
が生じないようになっている。ポンプ出口から出る流体
の少量はベンチュリを通りポンプ入口へ戻る。ベンチュ
リを通って循環する量は比較的少なくへ流体循環系統の
残部の適切な機能を妨害しない。ベンチュリ入口の流体
とベンチュリ喉部間の圧力差はベンチュリの設計によっ
て決まる。

従ってもし該系統内の圧力が増せば、ベンチュリ喉部の
圧力も又増して一定の圧力差を保つ。一旦ベンチュリ喉
部圧力が大気圧以上に上昇すると「流体の一部分は該系
統からベンチュリ喉部を通って溜めタンクへ入る。この
タンクは大気圧に開放している。逆にもし該系統内の流
体圧が低下すると、ベンチュリ喉部の圧力も又周囲大気
圧以下に低下し、かくして流体を溜めタンクからベンチ
ュリ喉部に、続いて流体系統に強制的に流入せしめるこ
とになる。従ってト本発明のベンチュリ制御装置は、流
体循環系統内の圧力に基づいて該系統と溜めタンク間の
流体流動を自動的に制御する単純な信頼性のある手段を
提供することが認められる。

本発明の目的は、加圧アキュムレータタンク構造を除去
する加圧流体循環系統を提供すること、流体流動系統に
自動的に流体を追加したり逃したりする手段を提供する
こと、流体流動系統への流体の追加とそこからの抜出し
を制御するベンチュリ構造を提供すること、別個の充填
制御弁の必要性と、この弁緩造に固有の複雑性とを排除
する流体流動系統に流体を追加又は抜出しする手段を提
供すること等にある。

上記目的を達成する本発明の閉ループ流体循環系統の一
構成は、ベンチュリ管手段を流体循環系統と前記溜めタ
ンクに連結し、その際前記ベンチュリ管手段の入口が前
記ポンプ出口に運通し、前記ベンチュリ管手段出口が前
記ポンプ入口に運通し、かつ前記ベンチュリ管手段の喉
部が前記溜めタンクに蓮適するようになし、前記ポンプ
出口からくる流体の一部分をして前記ベンチュリ管手段
を通過せしめ、ポンプ入口の上流側で前記流体循環系統
へ戻すように構成した点に特徴を有する。

本発明の他の構成は、上記構成要件に加えてペンチュリ
管手段を通過する流体量を制御する弁手段を備えた点に
特徴を有する。以下、図に基づき本発明を詳述する。

本発明による流体流動制御系統は第１図に示され、入口
を戻し管路１２に連結しかつ出口を出口管路１４に運速
させたポンプ又はその他の循環手段１０を備える。

説明上、流体流動系統は水を循環媒体として用いる水加
熱系統と仮定する。しかしこの仮定は単に説明を目的と
したものであり、本発明によるベンチュリ流動制御装置
は任意の閉ループ流体循環系統に使用できることは理解
されるだろう。出口管路１４は水をポンプ１０からボイ
ラー１６へ送り、この中で水は加熱され、その後管路１
８を経て系統の残部（図示せず）へ行く。

流体系統の残部（図示せず）は熱を流体から包囲空間へ
伝える一連の放熱装置とすることができる。熱を与えた
後、水は戻り管路１２を経てポンプへ戻る。入口２０ａ
、喉部２０ｂ及び出口２０ｃをもつベンチュリ（即ちベ
ンチュリ管手段）２川ま導管２２，２４を経て循環系統
に連結し、ポンプ出口を出る水の少部分が入口２０ａに
入り、一方出口２０ｃを出る流体が管路２４を経てポン
プ１０へ戻るようになしている。

喉部２０ｂは導管２８を経て水溜めタンク２６に連結す
る。溜めタンク２６は大気圧へ開放しているので、ベン
チュリ喉部の圧力も大気圧にあって、正規作業条件の下
では前記タンクと循環系統間に流体移送は起らない。ベ
ンチュリの設計は、入口２０ａの流体圧と喉部２０ｂの
流体圧間に一定の圧力差が存在するようになす。夫々Ｐ
，，Ｐ２及びＰ３で示す入口、喉部及び出口の圧力は第
２図に示す。

圧力Ｐ，とＰ３間の差は流体がベンチュリを通るときの
摩擦ロスに起因する。圧力Ｐ，とＰ２間の圧力差は一定
を維持し、従って循環系統Ｐ，中の圧力が増すか減少す
るにつれて、ベンチュリ喉部圧力Ｐ２はそれに応じて増
し又は減少する。従って温度又はその他の要因により流
体流動系統内の圧力が増すにつれて、ベンチュリ喉部２
０ｂの圧力にそれに応じて増大する。この圧力Ｐ２の増
大は、大気圧にある溜めタンク２６とベンチュリ喉部２
０ｂ間に圧力差を生ぜしめる。この圧力差により水は該
系統から管路２８を経て溜め夕ンク２６へ入る。このこ
とにより流体流動系統の必要な抜出しが生じて、圧力増
大は防止される。この圧力増大は故障を生じたり、極端
な場合には、この流体流動系統を破裂させることもある
。流体循環系統Ｐ，内の圧力が減少すると同機な作用が
起る。というのはこの圧力減少に応じてベンチュリ喉部
圧力Ｆ２が減少し、これを標準大気圧以下に減少せしめ
、溜めタンク２６に対する圧力差を生じることになるか
らである。このため、水がタンクから管路２８、ベンチ
ュリ２０及び管路２４を経て該系統に入る。これにより
該系統へ水が自動的に追加されて、系統の損傷や故障が
防止される。ベンチュリは第３図に詳細に示されており
、入口端に取付けたフィルタスクリーン３２をもつハウ
ジング３０を備える。

ハウジング３０内にはノズル３４とデイフユーザ３６を
入れており、ノズル３４とディフューザ３６間の区域は
ベンチュリの喉部分２０ｂを形成する。喉部分２０ｂは
ハウジング３０中の複数の関口３８を経て管路２８と蓮
適する。ハウジング３０は又２つの出口ボート４０をも
ち、これらのボートは管路２４を経て流体系統と運通し
、流体ポンプ入口へ戻すことを可能となす。４２で示す
弁機構はベンチュリの出口端に隣接して設けて、ベンチ
ュリを通過する流体量を制御する。

この弁機構は又２つのボート４３をもち、これらは、ハ
ウジング３０中の２つの出口ボート４０と整列たとき、
最大流量が該系統を通ることを可能にする。弁機構４２
中のねじ回し用みぞ穴４４により２組のボートの整列状
態を変化させることにより、ベンチュリを通る流量を調
整することができ、その結果該系統中の圧力を調整する
ことができる。スクリーン３２、ノズル３４、デイフユ
ーザ３６及び弁４２は轡曲スナップリング４５により所
定位暦に保持する。

ゴム製○形リング４６の形をなす封鎖手段を弁機構４２
上に備える。第３図に示すベンチュリは第１図に示す如
く別個の導管２２，２４を用いて該系統の外に設けるか
、又は第４図の如くポンプハウジングに組込むことがで
きる。

この場合、ポンプハウジング４７は通路４８を形成され
、この通路は一端でポンプ出口通路４９と蓮通し、その
反対端近〈でポンプ入口５０と蓮適する。第３図に関し
て前述した横成部分を有するハウジング３０は第４図に
示す方位でこの通路内に配置される。この構成は外部配
管を必要とすることないこコンパクトなポンプ／制御装
置構造を提供する。第４図にはベンチュリの特定の方位
を示しているが、任意の方位を採用することができ、ベ
ンチュリ入口がポンプ出口と蓮通し、ベンチュリ出口が
ポンプ入口と蓮適するようになすことができ、これも本
発明の範囲に包含されることは理解されるだろう。以上
の説明は単なる実施例であり、本発明はその請求の範囲
内で種々に設計変更できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるベンチュリ型加圧器を含む流体循
環系統の概略図、第２図は第１図に示すベンチュリの長
手方向軸線に沿う種々の点の圧力を示すグラフ「第３図
は第１図に示すベンチュリの縦断面図、第４図は第３図
に示すベンチュリ構造を備えたポンプハウジングの部分
の断面図である。 １０……ポンプ、１２……戻し管路、１４・・・・・・
出口管路「 １６……ボイラー、２０……ベンチユリ（
即ちベンチュリ管手段）、２２，２４・・・・・・導管
、２６……溜めタンク、２８……管路、３０……ハウジ
ング、３２……フイルタスクリーン、３６……デイフユ
ーザ、４０……出口ボート、４７……ポンプハウジング
。 ＨＧＩ ＦＩＧ２ ＦＩＧ３ ｆ的４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 流体を循環させるポンプ又は類似物を備え、前記ポ
   ンプが入口と出口をもち、又流体を大気圧で溜める流体
   溜めタンクを備えた閉ループ流体循環系統に於て、ベン
   チユリ管手段を流体循環系統と前記溜めタンクに連結し
   、その際前記ベンチユリ管手段の入口が前記ポンプ出口
   に連通し、前記ベンチユリ管手段出口が前記ポンプ入口
   に連通し、かつ前記ベンチユリ管手段の喉部が前記溜め
   タンクに連通するようになし、前記ポンプ出口からくる
   流体の一部分をして前記ベンチユリ管手段を通過せしめ
   、ポンプ入口の上流側で前記流体循環系統へ戻すように
   構成したことを特徴とする閉ループ流体循環系統。 ２ 特許請求の範囲１記載の流体循環系統に於て、ベン
   チユリ管手段をポンプハウジング内に配置したこと特徴
   とする流体循環系統。 ３ 特許請求の範囲２記載の流体循環系統に於て、ベン
   チユリ管手段は前記ポンプハウジングと一体に形成した
   通路内に配置したことを特徴とする流体循環系統。 ４ 流体を循環させるポンプ又は類似物を備え、前記ポ
   ンプが入口と出口をもち、又流体を大気圧で溜める流体
   溜めタンクを備えた閉ループ流体循環系統に於て、ベン
   チユリ管手段を流体循環系統と前記溜めタンクに連結し
   、その際前記ベンチユリ管手段の入口が前記ポンプ出口
   に連通し、前記ベンチユリ管手段出口が前記ポンプ入口
   に連通し、かつ前記ベンチユリ管手段の喉部が前記溜め
   タンクに連通するようになし、前記ポンプ出口からくる
   流体の一部分をして前記ベンチユリ管手段を通過せしめ
   、ポンプ入口の上流側で前記流体循環系統へ戻すように
   構成し、また、ベンチユリ管手段を通過する流体量を制
   御する弁手段を備えたことを特徴とする閉ループ流体循
   環系統。 ５ 特許請求の範囲４記載の流体循環系統に於て、前記
   弁手段はベンチユリ管手段ハウジング内に配置したこと
   を特徴とする流体循環系統。