JPS61138055A - 所定温度の加熱液体供給槽 - Google Patents

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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、所定温度の加熱液体供給槽に関し、また、所
定温度に加熱された液体供給用の液体貯７ａ槽に関する
。更に、本発明は、給湯装置における貯湯槽に関し、特
に大きな建物にセントラル方式で給湯するための貯湯槽
に関する。

（ロ）従来技術及び問題点 所定温度に加熱された液体の供給装置、特に、給湯装置
における加熱液体供給槽、例えば貯湯槽は、湯の使用量
に変動があっても、常に一定温度の湯を効率よく使用で
きるようにするために設けちれるものであり、高温水、
スチーム又は電気等を熱源と仁る加熱器が内股或は外股
されている。

一般に、洗面手洗用、台所用、浴用等としでよ（使用さ
れる湯の温度は約４５℃であるが、給湯温度は使用温度
より高めて６０℃位の温度で使用される。使用温度がこ
の温度より高くなると火傷の危険を生じるし、この温度
よりも低くなると、湯が乱費されることとなって不経済
である。

したがって、貯湯槽内の温度は、一般にほぼ６０℃に保
持されるが、加熱器を内設する場合には、加熱器の配置
位置及び対流加熱であるところから、加熱器の上方は高
い温度となっても、下方は依然低い温度で経過し、貯′
ｖｈ槽内の温度分布は均一ではない。しかも、サーモス
タットは使用量　　　　・度の監視との関係上出口付近
の水準に設けられるので、貯湯槽内の温度分布の均一化
をはかることは困ｌ！であった。したがって、貯湯槽の
大！＆さと比較して、６０℃の一定の温度で供給される
湯の量は僅かであり、問題であった。そこで、貯湯槽　
　・の加熱器の下側の低温側の湯を強制的にポンプで汲
み出し、貯湯槽内に送り戻す、いわゆる循環形式の貯湯
槽が提案されたが、攪拌用の循環ポンプを用いて連続運
転とするため、エネルギーの浪費が大であった。

また、加熱器を外股する場合にお（１でも、自然対流に
よる循環では、貯湯槽内の温度分布の均一化をはかるこ
とは困難であり、ポンプを配して強制的に循環させると
しても、循環量を太き（しないと、′温度均一の効果が
十分でなく、ポンプ動力のエネルギー消費が大であった
。

（ハ）構成 本発明は、このような従来の所定温度の加熱液体の供給
槽、例見は貯湯槽の問題点を解消するものであって、例
えば貯湯槽内の加熱された水（以下加熱水という、）の
温度分布を全体に亘って一層均一にして、特に攪拌用循
環ポンプを用（１な（でも６０℃の湯の供給量を増加し
て効率のよ一１貯湯槽を提供するにある。

本発明は、従来における所定温度の液体供給槽例えば、
貯湯槽の問題点が、サーモスター／　）の配置と関連し
て、十分に液体、例えば水の加熱ができない点にあるこ
とに注目して、その解決をはかるものであり、多数のノ
ズル孔から指向されて噴出すＺ噴流により貯湯槽内の加
熱水を撹乱して、特に、目的温度に近い高温部分をも撹
乱して、温度分布の均一化を促進し、充分に加熱を行う
ものである。

すなわち、本発明は、少くとも液体供給口及び加熱液体
供給口を有する所定温度の加熱液体供給槽において、壁
に複数のノズルを有する液体の導入管が、該液体供給槽
内部に設けられていることを特徴とする所定温度の加熱
液体供給槽にある。

本発明の所定温度の加熱液体供給槽、例えば加熱器を内
股する形式の貯湯槽においで、壁に複数のノズルを有す
る管は、そのノズル孔を通して貯湯槽内に噴流を形成し
て、撹乱を％にして伝熱を促進するものであり、加熱器
面上の加熱′！−れる湯水の撹乱はもとより、加熱器の
加熱面より上方の６０℃に近い高温部分をも積極的に撹
乱するものである。本発明は、このようにして、６０℃
付近の高温部分の撹乱を％にすると共に、貯湯槽内部の
流れを壷にして、加熱器面上の加′熱される湯又は水を
絶えず更新させるものであって、伝熱量の増加をもたら
すことができるものである。また、加熱器を外股する形
式の貯湯槽においては、複数のノズルからの噴流により
強制的に撹乱できるので、循環量を然程大きくしな（で
も均一に混合されて、温度を均一にすることができる。

このように、本発明において複数のノズルを有する管は
、貯湯槽内の温度分布を、全体に亘って均一にするため
に設けられるものであり、ノズルの氏さ及びノズル孔の
大軽さ及びノズルの敗並びに設けられる管の長さ及び管
の本数は、給湯用循環ポンプ等の水流の圧力、加熱器及
び貯湯槽の大きさ等に応じて適宜設定される。このよう
な複数のノズルを有する管は、特に加熱器を内股する貯
湯槽にあっては、加熱器上方にまで延びて設けられるの
が、サーモスタットが設けられた部分の温度を適正なも
のにできるので好ましい。もとより、ノズルの作用は、
加熱方式の如何にかかわらず噴射液流によって、槽内の
撹乱を什うものであり、ノズルの向き及びノズルを有す
る管の配設位置は、必ずしも一様ではなし適宜の方向に
向けて設けることができる。しかし、ノズルを有する管
を加熱源が内股されでいる貯湯槽内においで、／Ｘ″ル
を有する管を加熱器の位置から上方に設けるときは、加
熱器の存在する側に向けて配置し、特に、槽上方の９１
壁に向けてもノズルを設けることができる。

このようにノズル孔を壁面に向けてノズルを設けること
によっても同様に槽内の液体の撹乱は皇になり、この撹
乱作用によって、槽内温度の均一化をはかることができ
る。したがって、この場合ノズルを有する管のノズル孔
の向きは、総て壁面側にのみ設けてもよい。もとより加
熱源に向けても、　　　′別途ノズルを設けることもで
きる。

本発明において、ノズルは、管から突出して形成される
が、オリフィス管を包含するものである。

またノズルは肉厚管の一部をノズル状又はオリフィス状
に形成することができる。ノズル孔の列を複数有するノ
ズル管に設けられるノズル孔の位置しないように設けら
れる。複数のノズルを有する管は貯湯槽の大きさに応じ
て一基又はそれ以上に分岐して、或は分岐しないで設け
ることができる。

本発明の貯湯槽は、縦形横形のいずれの形式でも使用で
き、単管式配管法、複管式配管法、重力循環式或は強ｆ
ｌｌｑ循環式の何れの形式でも使用することができる。

本発明にいう湯又は水の導入口は貯湯槽に湯又は水を供
給するものであれば足り、給水口或は循環路又は返湯管
からの導入口等があげられるが、これらに限定されるも
のではな（、他の流路からの導入口であっても差支えな
い。

本発明の所定温度の液体供給槽は、加熱媒体、加熱され
た反応用薬品、その他適宜の加熱された液体の供給槽と
して使用でさるものであり、これらへの使用は、液体で
ある限り、原理的に水の場合と同一であるから、特別に
説明を要しないことである。

以下、本発明による貯湯槽の一実施例についで、添附図
面を参照して説明するが、本発明の技術的範囲は、この
説明に限定されるものではない。

（ニ）実施例 ｆＪＳ１図は、本発明の所定温度の加熱液体供給槽、待
に貯湯槽の一実施例を示す概略の縦断面図であワ、第２
図は本発明の別の一実施例の貯湯槽を、給湯装置に設け
た例を示す概略の流れ線図、第３図は本発明の更に別の
一実施例の貯湯槽について、給湯装置に設けた別の例を
示す概略の流れ線図を示す。

第１図を参照すると、そこには本発明による貯湯槽が符
号１で示されている。貯湯槽１は湾曲底壁部２、円筒状
ｍ囲９！８３および湾曲頂壁部４か　　　　　゛ら構成
され、これら壁部は図示するように一体構造とされる。

湾曲底壁部２には給水口５が設けら八、貯湯槽１は給水
口５を介して水道からの給水を受け、これにより貯湯槽
１は常時所定量の水を保有することになる。また、湾＠
底壁部２の中心部にはドレン口６が設けられ、このドレ
ン口を介して貯湯槽１内の水もしくは湯を必要に応じて
抜き取ることができるようになっている。

円曽状周１ｆ！！ｆｉ　３の上Ｉ部には外股の加熱器（
図に示されていない６）に接続する循環路７が設けられ
ており、下側部には循環路への出口８が設けられている
。

湾曲頂壁部４の中心部には給湯口１０が設けられ、貯湯
槽１内で加熱されて目的温度となった湯は給湯口１０を
介して給湯される。

湾曲頂壁部４にはリリーフ弁９が設けられ、このリリー
フ弁９は貯湯槽１内の水が何等かの原因、例えば温度制
御器のサーモスタット１１などの故障により異常に加熱
されて高圧にされたとき、その高圧加熱水を放出するよ
うに働く。

貯湯槽１の円筒状周囲壁部３の上方には、貯湯槽１内の
加熱水の一部を循環用として取出すための開口部１２が
設けられ、また円筒状周囲壁部３の下方には、該開口部
１２から取出された加熱水の一部を循環して再１貯ＷＩ
ＷＩｌ内へ戻すための開口部１３が設けられる６ 二の開口部１３には多数の７Ｘルを有する管１５が取付
けられる。ノズルを有する管１５のノズル孔１４は、管
１５の長さ方向の列に並べて、多方向に向うように複数
列に形成されるが、もとより、−列に形成しでも差支え
ない、また、ノズルを有する管は、貯湯槽内に複数本設
けでもよい。

したがって、循環用の開口部１２から取出された加熱水
の一部を循環用の開口部１３から貯湯槽１内に戻すとさ
、その加熱水はノズルを有する管１５のノズル孔１４を
介して噴流状に噴出されることになり、このため戻され
た加熱水は貯、湯槽１内の全体を攪乱し、また、サーモ
スタット１１が配置され”Ｃいる高い温度域はもとより
加熱器表面の液を更新することになる。

第２図には、第１図に図示したものと相違して内部に加
熱器を有する貯湯槽１を用いて給湯装置を構成した場合
の一例がｍ図的に示されている。

第２図において、第１図と同一の部分には、同一の稗号
が付されている。水道から延びる給水管１Ｇは貯湯槽１
の給水口５に接続され、また給湯管１７は、貯湯槽１の
給湯口１０に接続される。

図示するように、給湯管１７には給湯用コック１８が設
けられる。

円筒状周囲壁−３から下側部には内部加熱器２２が設け
られており、この内部加熱器２２はＵ字形の長＜ｌｒ＆
（／た加熱コイル２３とこの加熱コイル２３を支持する
ために円筒状周囲壁部３の開口部に嵌込まれて固定され
た支持部２４とを備える。

第２図の給湯ｉ！Ｌ置において、貯湯槽１内の加熱水の
一部を取出してそれを再び貯Ｉｉｉ槽１内に戻すように
なった循環路は、貯湯ＷＪ１の開口Ｗ６１２及び１３を
連通する循環用導管１９と、循環用導管１９の過当な箇
所に配（ｆ′！−れたポンプ２０と、貯湯槽１の開口部
１３に取付けられたノズルを有する管１５とから構成さ
れる。

給水管１６から貯湯槽１に入った水は加熱コイル２３で
加熱される。加熱された水は、上昇して対流を形成し、
貯１１ｈ槽１の上方は比較的高い温度の湯となり、温度
が６０℃に至ったところでサーモスタット１１が作動し
て加熱コイル２３への熱源を遮断し、加熱を停止する。

このような状態では、貯湯槽１内の湯は、上方が＾い温
度となり、下方が低い温度となって、温度分布が一様に
ならない。

そこで、ポンプ２０を作動させて上方の湯を汲み出しノ
ズルを有する管１５のノズル孔１４から噴流として噴出
させると、ポンプ２０によって上方から湯を汲み出すた
めに、上方の温度はＳ、激に低下し、サーモスタット１
１が作動して加熱フィル２３に加熱媒体が流れ、加熱コ
イル２３による加熱が行われる。他方、ノズルを有する
管１５からの噴流水は、加熱コイル２３より上側の亮い
温度域を擾乱するので、高い温度域が目的温度に到達す
るまで加熱が継続される。また、加熱コイル２３より下
側の冷い層をも６０′Ｃの湯で擾乱するために冷い層は
混合により温められる。また、この擾乱作用によって、
加熱コイル２３の加熱面は、常に新しい加熱水と接触す
るために、加熱コイル２３を通しての伝熱量は増加し、
゛熱効率は増加する。しかも、加熱コイル２３の位置よ
り上方の層も噴流により擾乱されるために、上層と下層
の温度差を小さくすることができる。そこで、加熱コイ
ル２３による加熱は、貯湯槽１内全体の温度が６０℃と
なるまで遮断されることなく継続され、貯湯槽１内全 熱することができる。

給湯用コック１８で湯が消費されても、貯湯槽全体がほ
ぼ６０℃に保たれているので、早急に給湯温度を低下す
ることはない。また、消費した湯の分だけ新しく冷水が
供給されるが、この供給された冷水は、ノズルを有する
管１５からの噴流によって加熱され、更に、加熱コイル
２３によって加熱されるために、急速に温度が高められ
る。したがって、給湯口１０から湯が消費されて、下部
の加熱水が高い温度域に侵入するが、下部の加熱水は目
的の温度近くに既に加熱されているから、給湯口からの
湯の温度の低下をきたすことな（、略一定温度の湯の供
給を行うことができる。

このように、上方から汲み出し下方から噴射する場合は
、上方のサーモスタットの温度を６０℃の温度に設定し
ておけば、約６０℃の湯の供給を続けることができる。

第３図には、第２図に示した給湯装置の変形例が図示さ
れている。第３図においても、第１図及１第２図に示し
た構成要素に対応するものについては同一の符号が用い
られているう １ｌＳ３図の給湯装置においても第２図の給湯装置と同
様に加熱装置が槽内に形成されている。しかし＄３図の
給湯装置は、第２図の給湯装置とは相違して貯湯［１及
びノズルを有する管１５が横形に形成されており、さら
、に、給湯管１７が循環用導管としても用いられている
ことである。したがって、ｔＩＳ３図の場合では、給湯
管１７は給湯口１０と給水口５を接続して設けられ、ま
た給ｗＩｖ１７には給湯用コック１８が設けられること
になる１図示するように、給湯用コック１８はポンプ２
０よりも上流側に配置される。

また、第３図の給湯装置においては、給水管１６はポン
プ２０よりも下流側のところで送湯管２１に接続されて
いるが、給水管１６を第２図の場合と同様に貯湯槽１の
給水口５に接続することもできる。

ノズルを有する管１５のノズルは貯湯槽１の上部壁面と
、加熱器に向けて設けられている。

給水管１６からの給水は、温湯管２１と合流して、温湯
との管内混合により温められて、貯湯槽１内にノズルを
有する管１５から噴射される。

ノズルを有する管１５からの噴流は加熱コイル２３に向
けて噴射されると同時に貯湯槽上部壁面に向けて噴射さ
れる。

ノズル孔１４からの噴流によって、加熱コイル２３の上
方の高い温度域はもとより、加熱コイル２３の周囲も擾
乱されて、常に新しい水と接触しながら、６０℃の商い
温度域を拡大することとなり、加熱コイルを通しての伝
熱量は増加し、熱効率は向上する。

また、上層部分も噴流により擾乱されるが、温められた
水で擾乱される上、噴流の量は全体の量に比較して僅か
であるから、顕著な温度低下をきたさない。

したがって、給湯ｆｆ１７から給湯しでも、約６０℃の
一定の湯が常に使用できることとなる。

（ホ）効　果 本発明の貯湯槽は、壁に複数の７７：ルを有する管を貯
湯槽内部に設けたので、該ノズルを有する管のノズル孔
から噴き出る噴流の作用によって加熱器の加熱面の周囲
の液体が擾乱されると同時に高い温度域も擾乱されるこ
とになる。しかも、噴流の向きは、指向されており、噴
流の作用する領域は拡大され、擾乱領域は、水量に比し
て大きくすることができる。したがって、僅かな液量で
、擾乱作用が達成でき、エネルギーが節約できる。

また、僅かな液量で上層の高い温度領域の温度を着しく
低下することなく、サーモスタット周囲から該加熱面に
至る液体は常に擾乱されて加熱面に接する液体は更新さ
れ、目的温度に至るまで加熱を継続することができるの
で、伝熱効率が増加し、従来の貯湯槽に比して加熱器の
容量を減少することができ、熱効率が向上する。

また、ノズルを有する管のノズル孔からの噴流は、温湯
流と混合した上に更に加熱された温度の液体であるので
、温度の高い上層部に噴流を導入しても着しい温度低下
をきたさない。したがって、全体的に目的の６０℃の温
度に保つことができ、給湯管から湯を取り出し消費して
も、貯湯槽から出る湯は、約６０℃の一定の温度に保つ
ことができる。

このように本発明は、ノズルを有する管を設けて貯湯槽
内の温度分布の均一化をはかることがでさるので、従来
の貯湯槽に比して目的温度の層が厚くなり、その容積を
小さくすることができ、設備費も軽減される。このよう
に、本発明は、従来の貯湯槽に比べて優れており、他に
及ぼす影響は大きいものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の所定温度の加熱液体供給槽、特に貯
ｉ槽の一実施例を示す概略の縦断面図であり、 第２図は本発明の別の一実施例の貯湯槽を、給湯装置に
設けた例を示す概略の流れ線図であり、第３図は本発明
の更に別の一実施例の貯湯槽について、給湯装置に設け
た別の例を示す概略の流れＩＩＡ図である。 １は貯湯槽、　　　　３は円筒状周囲９！部、５は給水
口、　　　　７は加熱循環路への出口、８は加熱循環路
からの流路入口、 ９はリリーフ弁、　　１０は給湯口、 １１はサーモスタット、 １２．１３は開口部、 １４は／Ｘニル孔、　１５はノズルを有する管、１７は
給湯管、　　　１９は噴流循環用導管、２０はポンプ、
　　２１は温湯管、 ２２は内部加熱器、２３は加熱コイル、２４は支持部で
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少くとも液体供給口及び加熱液体供給口を有する所定温
   度の加熱液体供給槽において、壁に複数のノズルを有す
   る液体の導入管が、該液体供給槽内部に設けられている
   ことを特徴とする所定温度の加熱液体供給槽。