WO2015102105A1 - 気泡消滅機 - Google Patents
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Definitions
- the present invention eliminates bubbles generated in hot water stored in hot water hot water tanks (hot water tanks) installed in hotels, hospitals, factories, hot bath facilities, elderly care facilities, and other similar facilities that use a large amount of hot water. , It relates to a bubble extinguishing machine for efficient extinction.
- a warm water tank is required to store warm water serving as a heat source.
- a heat source water supply system previously proposed by the present inventor (Japanese Patent Laid-Open No. 2010-2010). 249418) and the like are known.
- dissolved oxygen (bubbles) generated in the heating process is mixed in warm water supplied from a warm water feeder such as a boiler.
- the bubble extinguishing machine including the above-mentioned Patent Document 1 does not aim at the natural disappearance of the bubble in a state where the bubble is absorbed into the warm water in the hot water storage tank as the object of the present invention. There was a problem that the effect of extinction could not be obtained sufficiently.
- the conventional general bubble extinction method is a method in which bubbles generated in the heating process are physically separated from the hot water together with the steam that is the heat source during the heating and discarded.
- the present invention is intended to provide a bubble extinguisher that solves all the above-mentioned problems by absorbing bubbles in the hot water into the hot water in the hot water storage tank and eliminating them naturally. It is.
- the bubble extinguisher according to claim 1 of the present invention includes a hot water introduction pipe for introducing hot water containing bubbles sent from a hot water supply device into a hot water hot water storage tank via a discharge pressure adjusting device, Install horizontally around the upper side wall of the hot water storage tank, The tip of this hot water inlet pipe is bent vertically downward in the hot water hot water tank to form a vertical first main pipe, and the tip of this vertical first main pipe is extended to the lower part of the hot water hot water tank.
- Vertical second main pipes are arranged in parallel on the side of the vertical first main pipe, and a plurality of intake pipes are horizontally arranged with a predetermined interval between the vertical first main pipe and the vertical second main pipe.
- each intake pipe is attached so that it opens to the side wall of the vertical first main pipe, and the front end of the intake pipe extends to the inside of the vertical second main pipe.
- the vicinity of the tip is bent upward so as to be parallel to the vertical second main pipe, and the most advanced portion is formed in the nozzle body, and the lower end of the vertical second main pipe is formed to be an opening,
- the upper part of the second main pipe is bent horizontally in the vicinity of the upper part of the hot water storage tank to form a horizontal extension pipe.
- a spiral drum is attached, and the tip of this horizontal extension pipe is bent vertically so as to be directed downward of the hot water storage tank to form a vertical extension pipe.
- a second spiral drum is attached near the middle of the vertical extension pipe, and the vertical extension pipe is attached.
- the discharge pressure adjusting device includes a main hot water circuit and a bypass hot water circuit, and the main hot water circuit is provided with a pressure switch and a line pump capable of adjusting the discharge pressure of the hot water.
- a third aspect of the present invention is the bubble extinguisher according to the first or second aspect, wherein a temperature sensor is provided on the side wall of the hot water storage tank.
- a fourth aspect of the present invention is the bubble extinguisher according to any one of the first to third aspects, wherein a monitoring port is provided on the side wall of the hot water hot water tank.
- FIG. 1 is a plan view of a bubble extinguishing machine used in the present invention
- FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1
- FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
- a hot water supply device (not shown) composed of a steam boiler, a heat exchanger, etc.
- Hot water is supplied from the hot water introduction pipe 2 to the hot water hot water tank 3 via the discharge pressure adjusting device 1.
- the hot water stored in the hot water hot water tank 3 is finally sent to various places that use a large amount of hot water, such as hotels, hospitals, factories, hot bath facilities, elderly care facilities, and other similar facilities.
- the hot water hot water storage tank 3 since the hot water contains bubbles (steam), it is necessary to eliminate this.
- the tip of the hot water introduction pipe 2 attached horizontally near the upper side wall of the hot water hot water tank 3 is bent vertically downward in the hot water hot water tank 3 to form a vertical first main pipe 4.
- the lower end 5 of the vertical first main pipe 4 extends to the vicinity of the lower part of the hot water hot water tank 3.
- the lower end 5 of the vertical first main pipe 4 is normally closed by a valve 6.
- a vertical second main pipe 7 is arranged in parallel to the side of the vertical first main pipe 4, and there is a predetermined gap between the vertical first main pipe 4 and the vertical second main pipe 7.
- a plurality of (four in the drawing) intake pipes 8 are spanned horizontally at intervals.
- the proximal end portion 9 of the intake pipe 8 is attached so as to open to the side wall of the vertical first main pipe 4, while the distal end portion 10 of the intake pipe 8 extends to the inside of the vertical second main pipe 7.
- the tip portion 10 and its vicinity are bent upward so as to be parallel to the vertical second main pipe 7.
- the tip 10 is formed in the nozzle body.
- the lower end of the vertical second main pipe 7 is formed to be an opening, and the upper part of the vertical second main pipe 7 is bent horizontally in the vicinity of the upper part of the hot water hot water tank 3 to form a horizontal extension pipe 11.
- a first spiral drum 12 is attached near the middle of the horizontal extension pipe 11.
- the first spiral drum 12 is formed with a flow path through which hot water passes in a cylindrical drum so as to draw a spiral, and the flow path of the hot water can be secured relatively long even if the distance is short as a linear distance.
- the front end of the horizontal extension pipe 11 is bent vertically so as to be directed downward of the hot water storage tank 3 to form a vertical extension pipe 13, and a second spiral drum 14 is attached near the middle of the vertical extension pipe 13. .
- the structure of the second spiral drum 14 is the same as that of the first spiral drum 12 described above.
- the final opening end 15 of the vertical extension pipe 13 is located near the center of the hot water hot water tank 3 in the vertical direction.
- a hot water sucking pipe 16 is erected at the longitudinal center line position of the hot water hot water tank 3, and a lower end opening 17 of the hot water hot water sucking pipe 16 is located near the lower part of the hot water hot water tank 3.
- the upper end of the hot water suction pipe 16 extends into the horizontal extension pipe 11, and the upper end opening 18 of the hot water suction pipe 16 is bent so as to face the hot water flow direction of the horizontal extension pipe 11. It is arranged.
- reference numeral 19 is an inspection doorway for the hot water hot water tank
- 20 is a safety valve mounting port for the hot water hot water tank
- 27 is a hot water discharge pipe.
- the steam in the newly introduced warm water having a relatively high temperature mixes with the hot water staying in the relatively low temperature warm water storage tank 3, and the mixing state is performed over a long distance, so that the temperature of the warm water is made uniform.
- the discharge pressure adjusting device 1 is composed of a main hot water circuit 21 and a bypass hot water circuit 22, and is newly introduced by providing the main hot water circuit 21 with a pressure switch 23 and a line pump 24 that can adjust the discharge pressure of the hot water. It becomes possible to appropriately control the discharge pressure of the hot water.
- the bubble extinguishing machine according to claim 1 of the present invention does not need to physically isolate the bubbles from the warm water, and does not throw away the separated bubbles with the warm water. There is no problem of leaving bubbles, the temperature stability of hot water can be ensured, and the excellent effect of not wasting heat resources such as steam is exhibited. In addition, since there is no waste of heat resources, it is possible to achieve an energy saving target and to prevent an increase in CO2 in advance.
- the discharge pressure adjusting device includes a main hot water circuit and a bypass hot water circuit, and the main hot water circuit is provided with a pressure switch and a line pump capable of adjusting the discharge pressure of the hot water,
- the hot water containing bubbles introduced into the hot water hot water storage tank can always secure the optimum discharge pressure, and the hot water supply to the hot water hot water tank is stable.
- the bubble extinguishing machine according to claim 3 is provided with a temperature sensor on the side wall of the hot water hot water tank, the hot water in the hot water hot water tank can always be maintained at an appropriate temperature state.
- the bubble extinguishing machine of Claim 4 provided the monitoring port in the side wall of a hot water hot water tank, the effect that the state of the hot water in a hot water hot water tank can always be maintained in an appropriate state is demonstrated. To do.
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Abstract
Description
ところで、ボイラ等の温水供給器から供給される温水中には、加熱過程で発生する溶存酸素(気泡)が混入するものである。
この温水中に気泡が存在した場合には、温水への熱伝達に影響を及ぼし、高温水部と低温水部が混在する斑状態の温水が形成されることとなる。
すなわち気泡は蒸気を含んでいるため高温であり、その気泡に接触して加熱された温水は高温水部となり、その気泡に触れずに通過した温水は低温水部となり、両温水間には温度差が出る。これが、温水温度の斑現象であり、上記の温水タンクにおいてもその現象が現れるという問題が発生する。
発明の背景技術としては、下記の先行技術文献を挙げることができる。
また気泡の存在は、錆の発生原因となり、その結果スケールの発生や静電気の発生という問題にもつながっている。
このような状態下で、無理に希望する暖房温度を確保しようとすると、暖房の設定温度を不必要に高めに設定することとなり、それに伴い新たな気泡の発生を一層助長するという悪循環を引き起こしていた。
このような温水への加熱操作は、熱資源の無駄遣いとなるため省エネの目標を達成できず、さらにはCO2の増加という悪い結果にもつながっていた。
上記の特許文献1をはじめとする気泡消滅機は、本発明が対象とするような、温水貯湯槽内で気泡を温水中に吸収させる状態で気泡の自然消滅を目指すものではなく、さらには気泡消滅の効果も十分に得られないという問題があった。
すなわち、従来の一般的な気泡消滅方式は、加熱過程で発生する気泡を、加熱の際の熱源である蒸気と一緒に温水から物理的に隔離して捨ててしまうという方式であり、汽水分離機は温水の流れる方向を変え(Uターン)て、蒸気と気泡の一部をまとめて外部に放出してしまう方式であったため、気泡の取り残しという問題が依然として残ってしまい、結果的に供給する温水の温度安定性が確保されず、かつ蒸気という熱資源を無駄遣いするという弊害となっていた。
本発明は、温水中に存在する気泡を、温水貯湯槽内の温水中に吸収させて自然消滅させることで、上記のすべての問題点を解決するようにした気泡消滅機を提供せんとするものである。
この温水導入管の先方を温水貯湯槽内で垂直に下方曲折して縦状第一本管を形成し、この縦状第一本管の先端を温水貯湯槽の下部付近まで延設し、この縦状第一本管の側方に縦状第二本管を並行列設し、前記縦状第一本管と縦状第二本管間に所定間隔を存して複数の呼び込み配管を水平状に架け渡し、各呼び込み配管の基端部を縦状第一本管の側壁に開口するように取り付け、その呼び込み配管の先端部を縦状第二本管の内部まで延設し、さらにこの先端部付近を縦状第二本管と並行となるように上方に曲折させるとともに最先端部をノズル体に形成し、前記縦状第二本管の下端は開口となるように形成され、縦状第二本管の上方先方は温水貯湯槽の上部付近で水平状に曲折して水平延長管となるように形成し、この水平延長管の中間付近に第一スパイラルドラムを取り付け、この水平延長管の先方を温水貯湯槽の下方に向かうよう垂直状に曲折して垂直延長管を形成し、この垂直延長管の中間付近に第二スパイラルドラムを取り付け、垂直延長管の最終開口端を温水貯湯槽の垂直方向における中央付近に位置させ、前記温水貯湯槽の縦方向の中心線位置に温水吸い上げ管を立設させ、この温水吸い上げ管の下端部開口は温水貯湯槽の下部付近に位置させ、温水吸い上げ管の上端部は前記水平延長管の中まで延設させ、該温水吸い上げ管の上端部開口を水平延長管の温水流れ方向に向くように曲折して配設したことを特徴とする気泡消滅機である。
また請求項2記載のものは、吐出圧調整装置がメイン温水回路とバイパス温水回路とを備え、メイン温水回路に温水の吐出圧を調整できる圧力スイッチとラインポンプを設けたものであることを特徴とする請求項1記載の気泡消滅機である。
また請求項3記載のものは、温水貯湯槽の側壁に温度センサーを設けたものであることを特徴とする請求項1又は2記載の気泡消滅機である。
また請求項4記載のものは、温水貯湯槽の側壁に監視口を設けたものであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の気泡消滅機である。
2 温水導入管
3 温水貯湯槽
4 縦状第一本管
5 縦状第一本管の先端
6 バルブ
7 縦状第二本管
8 呼び込み配管
9 呼び込み配管の基端部
10 呼び込み配管の先端部
11 水平延長管
12 第一スパイラルドラム
13 垂直延長管
14 第二スパイラルドラム
15 垂直延長管の最終開口端
16 温水吸い上げ管
17 温水吸い上げ管の下端部開口
18 温水吸い上げ管の上端部開口
19 温水貯湯槽の点検用出入口
20 温水貯湯槽の安全弁取付口
21 メイン温水回路
22 バイパス温水回路
23 圧力スイッチ
24 ラインポンプ
25 温度センサー
26 監視口
27 温水排出管
図1は本発明で使用する気泡消滅機の平面図であり、図2は図1のA−A線断面図であり、図3は図1のB−B線断面図である。
図1~図3の気泡消滅機の図面に示すように、蒸気ボイラや熱交換器などで構成される温水供給器(図示しない)で、所定の温度(60~95℃程度)に沸かされた温水は、吐出圧調整装置1を経由して温水導入管2から温水貯湯槽3に供給される。
温水貯湯槽3内に貯留された温水は、最終的には、ホテル、病院、工場、温浴施設、老人介護施設、その他の類似施設のような、温水を多量に使用する各所に送られる。
上記した温水が温水貯湯槽3に導入される段階では、温水中に気泡(蒸気)が含まれているため、これを消滅させる必要がある。
温水貯湯槽3の上部側壁付近に水平状に取り付けられた温水導入管2の先方は、温水貯湯槽3内で垂直に下方曲折して縦状第一本管4を形成している。この縦状第一本管4の下端5は温水貯湯槽3の下部付近まで延設されている。縦状第一本管4の下端5は、平常時はバルブ6で閉塞されている。
この縦状第一本管4の側方には、縦状第二本管7が並行列設されており、前記縦状第一本管4と縦状第二本管7の間には所定間隔を存して複数(図面では4本)の呼び込み配管8が水平状に架け渡されている。
この呼び込み配管8の基端部9は、縦状第一本管4の側壁に開口するように取り付けられており、一方、呼び込み配管8の先端部10は縦状第二本管7の内部まで延設されており、この先端部10付近は縦状第二本管7と並行となるように上方に曲折されている。さらにその先端部10は、ノズル体に形成されている。
前記縦状第二本管7の下端は開口となるように形成され、縦状第二本管7の上方先方は温水貯湯槽3の上部付近で水平状に曲折されて水平延長管11に形成されている。
水平延長管11の中間付近には第一スパイラルドラム12が取り付けられている。
第一スパイラルドラム12は、円筒状ドラム内で温水が螺旋を描くように通過できる流路が形成されたもので、直線距離では短い距離であっても、温水の流路を比較的長く確保できるという構造的特徴があるものである。
前記水平延長管11の先方を温水貯湯槽3の下方に向かうよう垂直状に曲折して垂直延長管13を形成し、この垂直延長管13の中間付近に第二スパイラルドラム14が取り付けられている。第二スパイラルドラム14の構造は、上記した第一スパイラルドラム12と同じである。
この垂直延長管13の最終開口端15は、温水貯湯槽3の垂直方向における中央付近に位置している。
ついで前記温水貯湯槽3の縦方向の中心線位置には、温水吸い上げ管16が立設されており、この温水吸い上げ管16の下端部開口17は温水貯湯槽3の下部付近に位置しており、一方、温水吸い上げ管16の上端部は前記水平延長管11の中まで延設されており、温水吸い上げ管16の上端部開口18は水平延長管11の温水流れ方向に向くように曲折して配設されている。
なお図中の符号19は温水貯湯槽の点検用出入り口、20は温水貯湯槽の安全弁取付口、27は温水排出管である。
上記の構成にかかる本発明は、温水貯湯槽3の中で、温水導入管1から新たに送られてくる温水と、温水貯湯槽内に滞留している温水とが効率的に撹拌混合され、比較的高温の新規導入温水中の蒸気が、比較的低温の温水貯留槽3内の滞留温水と混ざり合い、その混合状態も長い距離をかけて行われるため、温水の温度の均一化が行われて、気泡の消滅する温度に混ざり合い、気泡は温水中で吸収されるように自然消滅することが実験の結果確認された。
また吐出圧調整装置1は、メイン温水回路21とバイパス温水回路22で構成し、このメイン温水回路21に温水の吐出圧を調整できる圧力スイッチ23とラインポンプ24を設けることで、新規導入される温水の吐出圧を適切にコントロールすることが可能となる。
さらに、温水貯湯槽3の側壁に、適宜の個数の温度センサー25、監視口26を設けることで、温水貯湯槽内の温水の温度コントロールをきめ細かく行うことが可能となり、監視口26にて温水貯湯槽3内を監視することで、異常事態の発生などに対処できるという特徴もある。
本発明の請求項1記載の気泡消滅機は、上記の構成を採用した結果、温水中から気泡を物理的に隔離する必要がなく、隔離した気泡を温水ともども外部に捨てるということもないから、気泡の取り残しという問題が発生せず、温水の温度安定性が確保でき、さらには蒸気という熱資源を無駄遣いしないという優れた効果を発揮する。
加えて、熱資源の無駄遣いが無くなることより省エネの目標を達成することができ、かつCO2の増加を未然に防止できるなどの効果を発揮する。
また請求項2記載の気泡消滅機は、吐出圧調整装置がメイン温水回路とバイパス温水回路とを備え、メイン温水回路に温水の吐出圧を調整できる圧力スイッチとラインポンプを設けたため、温水導入管から温水貯湯槽に導入される気泡を含んだ温水は、常に最適の吐出圧が確保でき、温水貯湯槽への温水供給が安定したものとなるという効果を発揮する。
また請求項3記載の気泡消滅機は、温水貯湯槽の側壁に温度センサーを設けたものであるため、温水貯湯槽内の温水の状態を常に適切な温度状態に保つことができるという効果を発揮し、請求項4記載の気泡消滅機は、温水貯湯槽の側壁に監視口を設けたものであるため、温水貯湯槽内の温水の状態を常に適切な状態に保つことができるという効果を発揮する。
Claims (4)
- 温水供給器から送られる気泡を含んだ温水を、吐出圧調整装置を経由して温水貯湯槽に導入するための温水導入管を、温水貯湯槽の上部側壁付近に水平状に取り付け、
この温水導入管の先方を温水貯湯槽内で垂直に下方曲折して縦状第一本管を形成し、この縦状第一本管の先端を温水貯湯槽の下部付近まで延設し、この縦状第一本管の側方に縦状第二本管を並行列設し、前記縦状第一本管と縦状第二本管間に所定間隔を存して複数の呼び込み配管を水平状に架け渡し、各呼び込み配管の基端部を縦状第一本管の側壁に開口するように取り付け、その呼び込み配管の先端部を縦状第二本管の内部まで延設し、さらにこの先端部付近を縦状第二本管と並行となるように上方に曲折させるとともに最先端部をノズル体に形成し、前記縦状第二本管の下端は開口となるように形成され、縦状第二本管の上方先方は温水貯湯槽の上部付近で水平状に曲折して水平延長管となるように形成し、この水平延長管の中間付近に第一スパイラルドラムを取り付け、この水平延長管の先方を温水貯湯槽の下方に向かうよう垂直状に曲折して垂直延長管を形成し、この垂直延長管の中間付近に第二スパイラルドラムを取り付け、垂直延長管の最終開口端を温水貯湯槽の垂直方向における中央付近に位置させ、前記温水貯湯槽の縦方向の中心線位置に温水吸い上げ管を立設させ、この温水吸い上げ管の下端部開口は温水貯湯槽の下部付近に位置させ、温水吸い上げ管の上端部は前記水平延長管の中まで延設させ、該温水吸い上げ管の上端部開口を水平延長管の温水流れ方向に向くように曲折して配設したことを特徴とする気泡消滅機。 - 吐出圧調整装置がメイン温水回路とバイパス温水回路とを備え、メイン温水回路に温水の吐出圧を調整できる圧力スイッチとラインポンプを設けたものであることを特徴とする請求項1記載の気泡消滅機。
- 温水貯湯槽の側壁に温度センサーを設けたものであることを特徴とする請求項1又は2記載の気泡消滅機。
- 温水貯湯槽の側壁に監視口を設けたものであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の気泡消滅機。
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