JPH11108451A - 貯湯タンク付き温水製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ユーザ側での温水消費量が多いときでも、所
定温度の温水を安定して供給でき、また温水生成器に蒸
気が供給されなかったり、その供給量が所定以下の場合
でも、所定温度の温水を一定量ユーザ側に供給すること
ができる温水製造装置を提供する。 【解決手段】 温水を貯溜する貯湯タンク１と、蒸気を
熱源として貯湯タンク１から導入した温水を加熱して、
貯湯タンク１に戻す温水生成器２と、貯湯タンク１内の
温水をユーザＵに供給する温水供給通路３と、貯湯タン
ク１に給水する給水通路７を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば大型の浴場
や食品加工用として使用される温水製造装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の温水製造装置は、給水通
路からの水とユーザからの戻り温水を貯溜する循環タン
ク、蒸気を熱源として温水を生成するプレートヒータ型
の熱交換器からなる温水生成器、およびこれら循環タン
クと温水生成器との間に介装された加圧ポンプを備えて
いる。そして、前記循環タンク内の水を加圧ポンプによ
り温水生成器に給水し、この温水生成器で生成する温水
をポンプの加圧力により温水供給通路からユーザ側に供
給するようにしている（特開平７ー５５２５７号公
報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、以上の温水
製造装置では、次のような不都合があった。つまり、前
記温水生成器は、所定以上の圧力を付与すると内部のプ
レートヒータが破損する恐れがあるので、加圧ポンプの
能力を所定値以上に大きくすることはできない。このた
め、ユーザ側での温水の消費量が多いとき、温水生成器
からの温水の安定した供給が困難となる。そこで、給湯
口の数を制限したりする必要が生じる。特に大型浴場に
使用する場合、特定の時間帯に一度に多人数が入浴する
ので、温水消費量が一時的にピークに達するが、このと
き温水生成器による温水生成能力では対応できず、所定
温度以下の冷たい温水が蛇口から出たりすることがあ
る。また、通常、貯留タンク内の温水の温度は低いの
で、蒸気源が停止されて温水生成器に蒸気が供給されな
い場合、この温水生成器から所定温度の温水をユーザ側
に供給できなくなる。

【０００４】そこで、本発明の目的は、たとえユーザ側
での温水消費量が多いときでも、所定温度の温水を安定
して供給でき、また温水生成器に蒸気が供給されなかっ
たり、その供給量が所定以下の場合でも、所定温度の温
水を一定量ユーザ側に供給することができる温水製造装
置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の温水製造装置は、温水を貯溜する貯湯タ
ンクと、蒸気を熱源として前記貯湯タンクから導入した
温水を加熱して、前記貯湯タンクに戻す温水生成器と、
前記貯湯タンク内の温水をユーザに供給する温水供給通
路と、前記貯湯タンクに給水する給水通路とを備えてい
る。

【０００６】以上の温水製造装置では、貯湯タンクと温
水生成器の間で温水を循環させることにより、温水が温
水生成器により所定温度に加熱され、この加熱された温
水が貯湯タンク内に一旦貯溜されて、温水供給通路から
ユーザ側へ供給される。このようにすれば、従来のよう
に温水生成器の耐圧でポンプの能力が制限されたりする
ことなく、温水供給通路からユーザ側に温水を供給する
ポンプ能力の自由な設定が可能となって、大量の温水を
送ることができる。このため、ユーザ側に所定温度の温
水が安定して供給されるので、給湯口の数を制限する必
要もなくなる。

【０００７】しかも、ユーザが消費する温水の最大消費
量（単位時間当り）と、最大消費時における温水の消費
時間および温水生成器の温水生成能力（単位時間当り）
は予めわかっているので、これらの条件に応じて貯湯タ
ンクの容積を設定する。つまり、（ユーザ側での最大消
費量−温水生成器による温水生成能力）×消費時間＝消
費不足分となるので、前記タンクの容積を消費不足分よ
り大きく設定することにより、このタンクからユーザ側
に所定温度の温水が安定して供給される。また、蒸気源
の停止により前記温水生成器に蒸気が供給されない場合
でも、前記貯湯タンク内に貯溜した温水の一定量をユー
ザ側に供給することが可能となる。さらに、温水の消費
に伴い貯湯タンク内の温水量（水位）が一定以下となっ
た場合、このタンク内に前記給水通路から冷水が供給さ
れ、この水が貯湯タンクと温水生成器の間で循環されて
所定温度に加熱され、この加熱した温水が貯湯タンクか
らユーザ側へ送られる。

【０００８】本発明の好ましい実施形態では、前記給水
通路が、前記貯湯タンクの下部へ冷水を供給する冷水供
給口を有し、前記温水供給通路が、前記貯湯タンクにお
ける冷水供給口よりも上方に温水取入口を有している。
この構成によれば、貯湯タンクからユーザ側への温水の
供給時に、貯湯タンク内に冷水を供給しても、温水より
も密度の高い冷水は、冷水供給口からタンクの下部側に
供給されて滞留し、一方タンク内の密度の低い温水は、
冷水供給口よりも上方に位置する温水取入口から取出さ
れる。こうして、タンクの下部に滞留する冷水がユーザ
側に供給されることはなく、タンクから所定温度の温水
が供給される。また、貯湯タンクの下部側に供給された
冷水は、温水生成器に速やかに送られ加熱されて温水と
なる。

【０００９】また、好ましい実施形態では、前記温水生
成器に導入される蒸気の圧力が所定値よりも低下したと
きに、蒸気の導入を停止する遮断弁を備えている。この
構成によれば、ボイラのような蒸気源からの蒸気を前記
温水生成器に導入する以前に別のユーザが使用して作業
を行うとき、このユーザ側での使用蒸気が所定圧力以下
に低下するのを遮断弁で防止して、所定圧力の蒸気によ
る各種作業が確実に行える。例えば食品加工を行うよう
な場合は、先ずボイラからの蒸気を加熱調理に用い、こ
の後の蒸気を温水生成器に供給して温水を造り、この温
水を調理後の洗い作業に使用する。このように蒸気で加
熱調理を行っている最中に、この蒸気を温水生成器側に
供給すると、加熱調理を行う蒸気の圧力低下が起って調
理が行えなくなる。しかし、蒸気が所定圧力以下に低下
したとき、この蒸気の温水生成器側への供給を遮断弁で
停止することにより、所定圧力の蒸気による加熱調理が
確実に行える。

【００１０】また、請求項４の温水製造装置は、貯湯タ
ンクと温水生成器とを備えた温水生成ユニットを複数備
え、さらに、貯湯タンクからの温水を共通の供給ヘッダ
に導入した後ユーザに供給する供給系路と、ユーザから
の戻り温水を共通の戻りヘッダに導入した後貯湯タンク
へ戻す戻り系路と、各貯湯タンク内を連通させて貯湯タ
ンクの温水レベル（水位）を同一にするタンク導通路を
備えている。

【００１１】この温水製造装置によれば、各ユニットで
多量の温水が得られる。また、複数の温水生成ユニット
を同時に使用する場合でも、各貯湯タンク内の温水レベ
ルが同一となる。つまり、各温水生成ユニットごとに、
配管長さが異なることによる圧損などにより、タンクに
戻る温水の量はそれぞれ異なり、例えば一方のタンクに
は小量の温水が戻り、他方のタンクには多量の温水が戻
って、この多量の温水がタンクからオーバーフローする
ことがある。しかし、各タンク間にタンク導通路を設け
ることにより、これら各タンクの温水レベルが同一とな
って、一部のタンクのオーバーフローが防止される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は第１実施形態にかかる温水製
造装置を示しており、同装置は、温水を貯溜する貯湯タ
ンク１と、ボイラからの蒸気を熱源として温水を生成す
る温水生成器２を備えている。前記タンク１に、その内
部の温水をユーザＵに供給する温水供給通路３を配管
し、この通路３の途中に温水供給用の第１ポンプ４を介
装している。前記タンク１には、ユーザＵからの戻り温
水をタンク１の上部に回収する戻し通路５と、給水用電
動弁６が介装された給水通路７とを配管する。この給水
通路７の冷水供給口７０は貯湯タンク１の下部に開口
し、前記温水供給通路３の温水取入口３０は前記冷水供
給口７０よりも上方に開口している。なお、前記冷水供
給口７０を貯湯タンク１の上部に、温水取入口３０を貯
湯タンク７０の下部にそれぞれ配置してもよい。

【００１３】前記温水生成器２としては、プレートヒー
タ型の熱交換器を使用している。これを用いると、整缶
剤のような不純物を含んだ蒸気を冷水と直接混合して温
水を造る直接混合型の熱交換器と異なり、清浄な温水が
取出されるので、特に大型浴場や食品加工などに用いる
場合に最適となる。ただし、温水生成器２として、前記
直接混合型の熱交換器を用いることもできる。

【００１４】また、前記タンク１にはレベルセンサ８を
設ける。このレベルセンサ８は、タンク１の上部位置と
中間高さ上方位置とに挿入された水位検出用の第１，第
２電極８１，８２と、タンク１のほぼ中間位置に挿入さ
れた警報用電極８３と、コモン電極８４を備えている。
そして、タンク１内の水位が消費に伴い第１電極８１の
先端（下端）よりも下方に降下して、これと第２電極８
２間の通電が遮断されたとき、前記給水用電動弁６を開
いて給水通路７からタンク１への給水を開始する。

【００１５】また、前記タンク１の下部側には、その内
部の温水を温水生成器２内のプレートヒータの温水通路
に導入する温水導入通路９を配管し、この通路９の途中
に温水循環用の第２ポンプ１０を介装するとともに、温
水生成器２の上部側には、生成した温水をタンク１の上
部側に供給する温水導出管１１を配管する。

【００１６】さらに、前記温水生成器２には、その内部
に設けたプレートヒータの蒸気通路にボイラからの蒸気
を供給する蒸気管１２を配管し、プレートヒータ内で蒸
気と温水とを熱交換して温水を加熱することにより、所
定温度の温水を生成する。また、前記蒸気管１２には、
蒸気用電動弁１３と蒸気制御弁１４を介装するととも
に、前記温水導出管１１の温水生成器２の近くには、第
１および第２温度センサ１５，１６を設ける。そして、
第１温度センサ１５で温水導出管１１内の温水の温度を
検出し、その検出結果が予め設定した一定温度以上であ
るとき、前記電動弁１３を遮断して、温水生成器２への
蒸気の供給を停止する。また、第２温度センサ１６によ
る検出結果に基づき、コントロール弁１４の開弁度を制
御して蒸気量を調整することにより、温水導出管１１内
の温水温度、つまり温水生成器２から導出される温水の
温度が、予め設定した所定温度となるように制御する。
また、前記貯湯タンク１に温度センサを追加し、タンク
１内の温水温度が所定温度以上で、かつ満杯のとき、こ
の温水センサおよび前記レベルセンサ８からの出力で温
水生成器２による温水の生成を中止させるようにしても
よい。

【００１７】以上の温水製造装置にはコントローラ１７
が設けられ、その入力側に前記レベルセンサ８および第
１、第２温度センサ１５，１６を、出力側には制御対象
である前記第１，第２ポンプ４，１０、給水用電動弁
６、蒸気用電動弁１３および蒸気制御弁１４を、それぞ
れ接続する。

【００１８】また、前記各通路５，９と各配管１１，１
２に、それぞれ手動開閉弁１８を設けている。前記第２
ポンプ１０の吐出側には、温水点検用の排出管１９を設
けて、これに同じく手動開閉弁１８を介装している。前
記温水生成器２の下部側にはドレン排出管２０を接続し
て、この管２０にドレンのみを外部に排出するスチーム
トラップ２１を設けている。前記温水導入通路９におけ
る第２ポンプ１０と手動開閉弁１８の間には、異物を除
去するためのストレーナ２２を設けている。また、前記
タンク１の上部にはオーバーフロー管２３を取付けてい
る。

【００１９】次に、以上の構成とした温水製造装置の作
用について説明する。先ず、レベルセンサ８の第１，第
２電極８１，８２により検出される貯湯タンク１内の水
位が所定の満水状態のとき、コントローラ１７からの指
令に基づき給水用電動弁６が閉じられる。また、コント
ローラ１７により第２ポンプ１０が駆動されて、タンク
１と温水生成器２の間で温水を常に循環させる。この循
環により温水生成器２で加熱した所定温度の温水がタン
ク１内に供給される。

【００２０】そして、第１ポンプ４が駆動されてタンク
１内の温水が、温水供給通路３からユーザＵへ供給され
る。ここで第１ポンプ４は、温水生成器２の耐圧による
制限を受けることなく、その能力の自由な設定ができる
ので、大量の温水をユーザＵに送ることができる。この
ため、ユーザＵに所定温度の温水が安定して供給され
る。

【００２１】このとき、例えば大型浴場に用いる場合
で、入浴時に浴槽側で最大消費するときの消費量が２０
０Ｌ／分、そのときの消費時間が３０分であり、８５Ｌ
／分の温水生成能力をもつ温水生成器２を使用するとす
れば、（２００−８５）×３０＝３４５０Ｌが消費不足
分となる。そこで、貯湯タンク１の容積を前記消費不足
分より大きい、例えば４０００Ｌに設定し、これに温水
を貯溜しておくと、浴槽側に所定温度の温水が安定して
供給される。

【００２２】また、ボイラの停止などにより温水生成器
２に蒸気が供給されない場合、または蒸気供給量が少な
い場合でも、前記貯湯タンク１内に貯溜した一定量の温
水を浴槽側に供給可能となる。よって、ボイラが停止さ
れている夜間時などにも、温水の使用が可能となる。

【００２３】さらに、温水の消費によりタンク１内の温
水が第１電極８１よりも降下し、この電極８１と第２電
極８２間の通電が遮断されたとき、コントローラ１７か
らの指令で給水通路７の電動弁６が開放され、タンク１
内に冷水が供給される。この冷水は、第２ポンプ１０に
よりタンク１と温水生成器２の間で温水とともに循環さ
れて所定温度に加熱され、この加熱したタンク１内の温
水が浴槽側の消費に供される。

【００２４】また、ユーザ側での温水の消費に伴い貯湯
タンク１内の水位が第１電極８１よりも降下し、コント
ローラ１７により電動弁６が開放されて、給水通路７か
らタンク１内に冷水を供給するとき、この冷水は、温水
よりも密度が高いので、貯湯タンク１の下部に開口する
冷水供給口７０から貯湯タンク１の下部側に供給されて
滞留する。一方、温水供給通路３からユーザ側に送られ
る密度の低い温水は、貯湯タンク１の冷水供給口７０よ
りも上方位置に開口する温水取入口３０から取出され
る。よって、ユーザ側に至る温水が冷水で直接冷却され
ることなく、ユーザ側には、温水取入口３０の上方側に
貯溜する所定温度の温水が送られる。

【００２５】このとき温水取入口３０は、タンク底面か
ら満水レベルの１／２ないし４／５に位置させるのが好
ましく、これにより、タンク上部の安定した温度の温水
を取出せる。また、温水取入口３０は、前記警報用電極
８３よりも下方に位置している。このようにすると、水
位が温水取入口３０より下方に降下する以前に、警報用
電極８３が警報を発するので、温水取入口３０から空気
を吸込むのが未然に防止される。さらに、貯湯タンク１
の下部側に供給された冷水は、タンク下部の温水導入通
路９を通って第２ポンプ１０により温水生成器２に速や
かに送られ、ここで加熱されて、温水となりタンク１に
戻されて消費に供される。

【００２６】図２は、本発明の温水製造装置を給食加工
に使用する場合に適した第２実施形態を示している。つ
まり、給食加工を行う場合は、蒸気管１２における温水
生成器２の上流側で、これとボイラ２４の間に、複数の
加熱調理器２５を設ける。そして、ボイラ２４からの蒸
気を加熱調理器２５に送って調理を行い、この後の蒸気
を温水生成器２に供給して温水を造り、この温水を貯湯
タンク１から洗い場に送って、調理後の食器などの洗浄
用として使用する。こうして、調理中は、温水がなくて
もよいから、加熱調理器２５への蒸気の供給が優先され
る。

【００２７】このように使用するために、前記蒸気管１
２における各加熱調理器２５と温水生成器２の間に、圧
力ゲージ２６と蒸気用遮断弁２７が設けられている。

【００２８】この構成によると、ボイラ２４からの蒸気
を用いて加熱調理器２５で調理を行っているとき、圧力
ゲージ２６により温水生成器２に至る蒸気圧が検出さ
れ、この蒸気圧が所定値以下になると、圧力ゲージ２６
からの出力で遮断弁２７が閉じられて、蒸気管１２から
温水生成器２への蒸気の供給が停止される。このため、
加熱調理器２５による調理時に、調理用蒸気の圧力低下
を招くことなく、所定の蒸気圧で確実な加熱調理が行え
る。このような加熱調理を終了したとき、または蒸気が
余っているために蒸気圧が所定値を越えているとき、こ
の蒸気を温水生成器２に供給して温水を造る。

【００２９】図４は第３の実施形態にかかる温水製造装
置を示しており、この装置は、複数の温水生成ユニット
Ａ１，Ａ２を用いて大量の温水を生成する。同図の各ユ
ニットＡ１，Ａ２は、それぞれ図１に示した貯湯タンク
１や温水生成器２及び第１，第２ポンプ４，１０などの
機器を備え、さらに、前記各貯湯タンク１からの温水を
共通の供給ヘッダ２８に導入した後ユーザＵ１，Ｕ２に
並列に供給する供給系路２９と、ユーザからの戻り温水
を共通の戻りヘッダ３３に導入した後貯湯タンク１に戻
す戻り系路３４と、各貯湯タンク１の内部を下部で連通
させて各タンク１の温水レベルを同一にするタンク導通
路３５を備えている。

【００３０】さらに詳述すると、前記各ユニットＡ１，
Ａ２に設ける温水供給通路３を供給ヘッダ２８の入口側
に並列状に接続し、その出口側には、複数の並列状に配
列された配管からなるユーザ側への供給系路２９を接続
する。また、ユーザからの温水を戻す複数の戻り管３６
を前記戻りヘッダ３３の入口側に並列状に接続し、その
出口側には各ユニットＡ１，Ａ２に設ける戻し通路５を
並列状に接続し、これら戻し通路５を戻り系路３４とす
る。同図では、前記各戻し通路５の戻りヘッダ３３側
に、別に手動開閉弁１８を介装させている。また、前記
各ヘッダ２８，３３には、その各内部の温水と戻り温水
の圧力を検出するための圧力ゲージ３７を取付けてい
る。

【００３１】さらに、前記導通路３５は各貯湯タンク１
の下部に接続され、この導通路３５の中間に電動弁３８
が介装されている。前記各ユニットＡ１，Ａ２の一方だ
けが稼動している場合は、電動弁３８を閉じて導通路３
５を遮断し、各ユニットＡ１，Ａ２が共に稼動している
とき、電動弁３８を開いて導通路３５により各タンク１
間を連通させるようにする。

【００３２】以上の温水製造装置によれば、複数の温水
生成ユニットＡ１，Ａ２により多量の温水が得られる。
また、各ユニットＡ１，Ａ２のそれぞれを同時に使用す
る場合でも、各貯湯タンク１内の温水レベルが同一とな
る。つまり、各ユニットＡ１，Ａ２を同時に使用する場
合、戻し通路５の配管長さが異なることなどによる圧損
などにより、貯湯タンク１に戻る温水の量がそれぞれ異
なり、一方の貯湯タンク１に多量の温水が戻って、この
多量の温水がタンク１からオーバーフローすることがあ
る。しかし、各貯湯タンク１間に導通路３５を設け、こ
の導通路３５を電動弁３８で開放させることにより、各
タンク１の温水レベルが同一となって、一方のタンク１
のみからのオーバーフローが防止される。

【００３３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、たとえ
ユーザ側での温水消費量が多いときでも、所定温度の温
水を安定して供給でき、また、温水生成器に蒸気が供給
されなかったり、その供給量が所定以下の場合でも、所
定温度の温水を一定量ユーザ側に供給することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態による温水製造装置の一
実施形態を示す配管図である。

【図２】本発明の第２実施形態を示す配管図である。

【図３】本発明の第３実施形態を示す配管図である。

【符号の説明】

１…貯湯タンク、２…温水生成器、３…温水供給通路、
３０…温水取入口、７…給水通路、７１…冷水供給口、
２７…遮断弁、２８…供給ヘッダ、２９…供給系路、３
０…温水取入口、３３…戻りヘッダ、３４…戻り系路、
３５…タンク導通路、７０…冷水供給口、Ａ１，Ａ２…
温水生成ユニット、Ｕ…ユーザ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 温水を貯溜する貯湯タンクと、 蒸気を熱源として前記貯湯タンクから導入した温水を加
   熱して、前記貯湯タンクに戻す温水生成器と、 前記貯湯タンク内の温水をユーザに供給する温水供給通
   路と、 前記貯湯タンクに給水する給水通路を備えた温水製造装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記給水通路は、前
   記貯湯タンクの下部へ冷水を供給する冷水供給口を有
   し、前記温水供給通路は、前記貯湯タンクにおける冷水
   供給口よりも上方に温水取入口を有する温水製造装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、さらに前記温
   水生成器に導入される蒸気の圧力が所定値よりも低下し
   たときに、蒸気の導入を停止する遮断弁を備えている温
   水製造装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のそれぞれに記載の貯
   湯タンクと温水生成器とを備えた温水生成ユニットを複
   数備え、 さらに、貯湯タンクからの温水を共通の供給ヘッダに導
   入した後ユーザに供給する供給系路と、 ユーザからの戻り温水を共通の戻りヘッダに導入した後
   貯湯タンクへ戻す戻り系路と、 各貯湯タンク内を連通させて貯湯タンクの温水レベルを
   同一にするタンク導通路を備えた温水製造装置。