JP3165754B2 - 温水製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、蒸気と水とを混合し
て温水を製造する温水製造装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、蒸気と水とを混合させて温水
を作る温水製造装置がある。かかる温水製造装置は、蒸
気の潜熱を利用して水を昇温させていることから、熱効
率に優れている。この種の温水製造装置の一例を図４お
よび図５に示す。

【０００３】図５において、タンク１は浮止弁２を備え
ている。この浮止弁２は、タンク１の水位を一定に保つ
もので、給水管３からの冷水Ｃの流量を制御する。前記
タンク１は、循環路４に設けられている。循環路４には
タンク１からの水Ｗを取り出して供給管１３を介して混
合器２０に供給するポンプ５が設けられている。この混
合器２０は水Ｗと蒸気Ｓを混合して温水Ｈを吐出管１０
から吐出する。混合器２０内の温水の温度は、温度検出
器６で検出され、その検出温度に基づいて、温度制御装
置７が調整弁８の開度を調節して、蒸気管９から混合器
２０へ流入する蒸気量を制御することで所定温度に保持
される。前記吐出管１０からは、吐出した温水Ｈの一部
をユーザ負荷側へ取り出す取出管１１が分岐している。
吐出管１０の先端部１２は、タンク１内に挿入されてお
り、前記ユーザ負荷側へ取り出された後の余剰分の温水
Ｈがタンク１内に回収される。

【０００４】図６において、前記混合器２０は蒸気Ｓと
水Ｗを混合する混合室２１を備えており、この混合室２
１には、多数の小孔２３を備えた蒸気吹出管２４が挿入
されている。この蒸気吹出管２４は、蒸気管９からの蒸
気Ｓを前記小孔２３を介して混合室２１に気泡状態で吹
き出す。水Ｗは、蒸気Ｓと混合されて昇温し温水Ｈとな
って、図５の吐出管１０から排出される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ユーザ負荷
側へ取り出された温水Ｈの量（以下、「使用量」とい
う。）は、時間帯などにより大きく異なっているのであ
るが、取出管１１から取り出した温水Ｈの圧力を所定圧
以上に保つ必要があるので、従来は、ポンプ５の吐出量
を最大使用量に見合った量にしている。そのため、使用
量が少ない場合は、混合器２０内における水圧が高くな
る。一方、前述のように、温水Ｈの温度を所定温度に保
つべく、混合器２０に供給する蒸気Ｓの量を変化させて
いるので、温水Ｈの温度が上がってくると、蒸気Ｓの流
量が減り、そのため、図６の混合器２０内の蒸気圧が下
がる。

【０００６】このように、蒸気圧が下がり、かつ、水圧
が高くなると、水圧が蒸気圧を超え、そのため、水Ｗが
小孔２３から蒸気吹出管２４内に逆流する現象を呈す
る。したがって、水Ｗと蒸気Ｓとの混合が、蒸気吹出管
２４内で行われるので、水Ｗと蒸気Ｓとの接触面積が低
下し、その結果、熱効率が低下する。

【０００７】また、前述のように、蒸気吹出管２４内で
混合されると、水Ｗに蒸気Ｓが急激に吸収され、そのた
め、ウォータハンマが生じる。したがって、蒸気吹出管
２４などの管路や弁が損傷し易くなる。

【０００８】この発明は、前記従来の問題に鑑みてなさ
れたもので、熱効率を向上させるとともに、管路や弁の
損傷を防止し得る温水製造装置を提供することを目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段および作用】前記目的を達
成するために、請求項１の発明は、ポンプにより加圧さ
れた水の圧力を検出する圧力検出器と、この圧力検出器
で検出した検出圧力に基づいて前記ポンプの吐出量を制
御するポンプ制御装置とを備えている。請求項１の発明
によれば、ポンプにより加圧された水の圧力に基づい
て、ポンプの吐出量を制御するので、たとえば、水圧を
一定値に保つことで、水圧を蒸気圧よりも低く保つこと
ができる。

【００１０】請求項２の発明は、ユーザ負荷側へ取り出
される温水の流量または余剰分の温水の流量を検出する
流量検出器と、この流量検出器で検出した流量に基づい
て前記ポンプの吐出量を制御するポンプ制御装置とを備
えている。請求項２の発明では、使用量に基づいてポン
プの吐出量を制御した場合、たとえば、ポンプの吐出量
を使用量に比例させることにより、温水を取り出さない
未使用時や、使用量が少ない時には、水圧が低くなる。
一方、余剰分の温水の流量に基づいてポンプの吐出量を
制御した場合、たとえば、余剰分の温水の流量を一定値
に保つことで、未使用時や、使用量が少ない時には、水
圧が低くなる。

【００１１】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面にしたがって
説明する。図１は第１実施例を示す。図１において、こ
の第１実施例では、吐出管１０における混合器２０の近
傍に圧力検出器１４が設けられている。この圧力検出器
１４は、吐出管１０内における混合器２０近傍の圧力を
検出して、圧力を電圧に変換した圧力信号ｐをポンプ制
御装置１５に出力する。このポンプ制御装置１５は、圧
力検出器１４で検出した検出圧力に基づいてポンプ５の
吐出量を制御するものである。つまり、この実施例の場
合、ポンプ制御装置１５は、圧力信号ｐを受けて、電圧
を周波数に変換し、周波数信号ｒをポンプ５に出力し
て、たとえば、検出圧力が所定圧となるようにポンプ５
の回転数を制御する。なお、前記所定圧は、たとえば、
温水Ｈを取出管１１から取り出さない未使用状態におい
て、そのときの蒸気圧よりも検出圧力が若干低くなる値
に設定する。なお、その他の構成は前記従来例と同様で
あり、同一部分または相当部分に同一符号を付して、そ
の詳しい説明を省略する。

【００１２】前記構成においては、温水Ｈの使用量が多
くなると、吐出管１０における水圧が低下し始めるの
で、圧力検出器１４がこれを検出し、ポンプ制御装置１
５によりポンプ５の吐出量が増大され、吐出管１０内の
圧力が所定圧に保持される。そのため、取出管１１から
の取出圧も所定の範囲に保たれる。

【００１３】一方、温水Ｈの使用量が少なくなると、吐
出管１０の検出圧力が高くなり始めるが、ポンプ制御装
置１５によりポンプ５の吐出量を抑えるので、供給管１
３内の圧力が蒸気圧よりも低い所定の範囲に保持され
る。そのため、図２の吐出管１０に連通する混合器２０
内の水圧も蒸気吹出管２４内の蒸気圧よりも低くなるの
で、水Ｗが小孔２３から蒸気吹出管２４内に逆流するお
それがない。

【００１４】したがって、小孔２３から吹き出した蒸気
Ｓが気泡状態で水Ｗに混合されるので、水Ｗと蒸気Ｓと
の接触面積が大きいから、熱効率が向上する。また、蒸
気Ｓが気泡状態で水Ｗと混合されるので、ウォータハン
マを防止できるから、管路や弁を損傷するおそれもな
い。

【００１５】ところで、前記実施例では、吐出管１０に
圧力検出器１４を設けたが、圧力検出器１４は必ずしも
吐出管１０に設ける必要はない。つまり、圧力検出器１
４は、たとえば、供給管１３における混合器２０の近傍
や混合室２１内に設けてもよく、要するに、図１のポン
プ５により加圧された水Ｗまたは温水Ｈの圧力を検出す
るものであればよい。

【００１６】また、前記実施例では、圧力検出器１４の
検出圧力を一定の所定圧に保持したが、必ずしも一定に
保持する必要はない。その一例を図３の第２実施例に示
す。図３において、この実施例では、蒸気管９における
調整弁８の下流の二次側９ａに、蒸気圧を検出する圧力
検出器１６が設けられている。この圧力検出器１６は、
二次側９ａの蒸気Ｓの圧力を検出して、その圧力信号ｐ
ｓをポンプ制御装置１５に出力する。ポンプ制御装置１
５は、２つの圧力検出器１４，１６からの圧力を比較
し、水圧が蒸気圧よりも低くなるように、周波数信号ｒ
をポンプ５に出力して、ポンプ５の回転数を制御する。
その他の構成は第１実施例と同様であり、同一部分また
は相当部分に同一符号を付して、説明および図示を省略
する。

【００１７】ところで、前記各実施例では、ポンプ５に
より加圧された水Ｗ，Ｈの圧力を検出して、ポンプ５を
制御したが、この発明では、使用量を検出して、この使
用量に基づいてポンプ５を制御してもよい。この一例を
図４の第３実施例に示す。

【００１８】図４において、この実施例では、吐出管１
０における分岐部１０ａに、流量検出器１７が設けられ
ている。この流量検出器１７は、使用量つまり取出管１
１から取り出される温水Ｈの流量を検出して、この値を
流量信号ｑとしてポンプ制御装置１５に出力するもので
ある。ポンプ制御装置１５は、流量信号ｑを受けて、周
波数信号ｒをポンプ５に出力することで、使用量の増減
に応じてポンプ５の回数を増減させて、ポンプ５からの
吐出量を制御する。なお、その他の構成は、前記従来例
と同様であり、同一部分または相当部分に同一符号を付
して、その詳しい説明および図示を省略する。

【００１９】前記構成において、使用量が少なくなる
と、循環路４における圧力勾配が小さくなるので、混合
器２０内の水圧が上昇し始める一方で、混合器２０内の
蒸気の流量が少なくなるから、蒸気圧が低下し始める。
しかし、使用量が少なくなると、検出流量が小さくなる
から、直ちにポンプ５の吐出量が減少するので、混合器
２０内の水圧が上昇せず、したがって、前述の逆流を防
止し得る。

【００２０】ところで、前記第３実施例では、分岐部１
０ａに流量検出器１７を設けて、使用量を直接検出した
が、この発明では、使用量を間接的に検出してもよい。
つまり、吐出管１０の先端部１２に流量検出器１７を設
け、余剰分の温水Ｈの流量を検出し、余剰分の温水Ｈの
流量が所定量よりも減少した場合には、ポンプ５の吐出
量を増大させ、一方、余剰分の温水Ｈの流量が所定量よ
りも増大した場合には、ポンプ５の吐出量を減少させて
もよい。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、混合器内の水圧を蒸気圧よりも低く保持することが
できるので、気泡状態の蒸気を水に混合させることがで
きる。したがって、熱効率が向上するとともに、ウォー
タハンマを防止して、管路や弁の損傷を防止し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例を示す温水製造装置の概
略構成図である。

【図２】混合器の概略正面図である。

【図３】この発明の第２実施例を示す温水製造装置の概
略構成図である。

【図４】この発明の第３実施例を示す温水製造装置の概
略構成図である。

【図５】従来の温水製造装置の概略構成図である。

【図６】同混合器の概略正面図である。

【符号の説明】

１…タンク、５…ポンプ、８…調整弁、１４…圧力検出
器、１５…ポンプ制御装置、１７…流量検出器、２０…
混合器、Ｗ…水、Ｈ…温水（水）、Ｓ…蒸気。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−54552（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−42811（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24H 1/10

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水と蒸気を混合して温水を吐出する混合
   器と、吐出した温水のうちユーザ負荷側へ取り出された
   後の余剰分が戻されるタンクと、このタンクから水を取
   り出して前記混合器に供給するポンプと、前記混合器に
   より昇温された温水が所定温度となるように、混合器に
   流入する蒸気の流量を制御する調整弁とを備えた温水製
   造装置において、 前記ポンプにより加圧された水の圧力を検出する圧力検
   出器と、この圧力検出器で検出した検出圧力に基づいて
   前記ポンプの吐出量を制御するポンプ制御装置とを備え
   ていることを特徴とする温水製造装置。
2. 【請求項２】 水と蒸気を混合して温水を吐出する混合
   器と、吐出した温水のうちユーザ負荷側へ取り出された
   後の余剰分が戻されるタンクと、このタンクから水を取
   り出して前記混合器に供給するポンプと、前記混合器に
   より昇温された温水が所定温度となるように、混合器に
   流入する蒸気の流量を制御する調整弁とを備えた温水製
   造装置において、 前記ユーザ負荷側へ取り出される温水の流量または余剰
   分の温水の流量を検出する流量検出器と、この流量検出
   器で検出した流量に基づいて前記ポンプの吐出量を制御
   するポンプ制御装置とを備えていることを特徴とする温
   水製造装置。