JPS608589Y2 - 暖房給湯機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は暖房給湯機に関する。

従来の給湯及び暖房を行う２回路式暖房給湯機の温度制
御は８０℃位であり、又暖房配管は比較的直径の太い管
で施工されて来た。

しかしながら、設備費等を低減する為に小口径パイプを
使い温水循環量を減らし高温水を流して暖房負荷（室内
）により温度差を大きくとる方法が採用されつつある。

しかしながら、このような方法では、ボイラー内の湯温
を高温制御せねばならず、又高温では給湯上限限界温度
に問題が出てくる。

更に、ボイラー缶内高温水の為に蒸気が発生しやすく気
抜きの問題、そして缶体上部にエアー留りが有れば缶体
材料の腐食問題も起る。

更に他に、本考案が対象としていをような高温制御を行
なう暖房給湯機においては（一般的な暖房給湯機にも言
えることでもあるが）、暖房及び給湯負荷は変動するも
のであり、′最大負荷に合わせた暖房及び給湯出力を持
った暖房給湯機が選択される。

しかして、その給湯出力と給湯負荷とが完全にバランス
した状態では、缶内温度が積層状態になることはないが
、これは給湯出力と給湯負荷とが理想的な状態の時だけ
である。

また、暖房負荷がある場合にも、缶内の温水が循環する
ことにより同様に缶内温度の積層状態は生じないもので
ある。

しかし、暖房負荷がなく、給湯負荷のみがある場合につ
いて考えると、現実には給湯出力と給湯負荷とはバラン
スしておらず、このためより完全に近いバランスを保て
るように各種の方法で制御されているが、例えば給湯出
力が給湯負荷よりも勝っていた場合には、給湯用熱交換
器や温度制御スイッチの取付は位置によって缶体上部に
高温水が残り、積層状態となり、危険となることがある
。

すなわち、缶内の温水が高温で一定の時に、給湯負荷を
かけた場合、温度制御スイッチが缶体の中間部あるいは
下部にありかつ給湯用熱交換器も缶体の中間部あるいは
下部に位置しているときには、缶体中間部以下の缶内温
水が給湯用熱交換器と大きな熱交換をしてしまうことか
ら、缶体上部の高温水は残されてしまう（この部分は高
温蓄熱部と称されている）。

そして、缶体中間部以下に取付けられている温度制御ス
イッチが缶体中間部以下の缶内温水が設定値以下の温度
になったことを検出して、加熱器具が再び作動した時に
は、かかる高温蓄熱部に高温水が滞留して積層状態とな
り、やがて沸騰を起す。

また、温度制御スイッチが缶体上部にありかつ給湯用熱
交換器が缶体中間部より下に位置する場合にも、上記と
同様に、缶体上部の缶内温水が給湯用熱交換器と大きな
熱交換をするので、缶体上部に高温蓄熱部が残り、した
がって給湯負荷を満足していなくても缶体上部に取付け
られている温度制御スイッチが再加熱信号を出さなくな
っててしまうことになる。

一方、温度制御スイッチが缶体中間部にありかつ給湯用
熱交換器が缶体上部に位置する場合においては、ある程
度以上の給湯負荷があるときには上述したような高温蓄
熱部は生じないが、給湯無負荷あるいは極小給湯負荷の
ときにはやはり高温蓄熱部が生じる。

同様に、温度制御スイッチ及び給湯用熱交換器をともに
缶体上部に位置させても、給湯無負荷時には高温蓄熱部
が生じる。

このような場合において、高温蓄熱部が生じるのは、缶
体の伝熱部（煙管）に蓄熱があり、この蓄熱のために缶
内水が温度制御スイッチの設定よりも高温になるからで
ある。

したがって、このような缶体伝熱部の蓄熱による缶内水
の温度上昇を考慮に入れると、許容限界近＜（９０〜９
３℃）での温度制御は不可能となる。

また、暖房負荷時の出口温度は、温度制御スイッチを缶
体の中間部あるいは下部に取付けた場合には、この缶体
伝熱部の蓄熱により制御温度以上になり、やはり高温制
御は難かしくなる。

本考案は、上記の問題に鑑みて、暖房給湯機の基本的機
能は十分満足し且つ湯温を許容限界近く（９０〜９３℃
）にまで高め、しかも缶内の温水を沸騰させることなく
良好な制御を行なわせしめる暖房給湯機を提供するもの
である。

以下図面を参照して、本考案の好適な実施例について説
明する。

第１図において、１は暖房用温水槽、２及び３は槽１の
上下部より導出した暖房復路及び往路で、槽下部の復路
２は図示しない温水循環ポンプに接続され、また槽上部
の往路３は図示しない放熱器に接続されている。

４は給湯用熱交換器を示し、その構造は第１図に示すよ
うにタンク型又は第２図に示すようにリイル型であって
、その下側給水人口５及び上側給湯出口６はそれぞれ温
水槽１の側壁を貫通して設けられている。

給水人口５は図示しないジスターン又は逆止減圧弁に接
続され、また給湯出口６は図示しない安全弁及び出湯栓
に接続されている。

７は燃焼室であり、第４図に示すようなジャケットタイ
プ構造の場合もある。

８は温水槽１内を上下に貫通して設けた煙管であって、
単管あるいは複数の管からなっている。

缶体上部９は第１図又は第３図に示すような形になって
いて、この缶体上部９の一部分はエアーセパレーター１
２に大径のパイプにて接続されている。

１０は環状隔壁であって、熱交換器４と煙管８との間に
配置され、その下端は熱交換器の給水入口５よりも下方
に延びており、またその上端は熱交換器４の給湯出口６
よりも下方に延びて缶体上部の缶壁との隙間が缶内の湯
の自然対流による循環攪拌が必要十分に行なわれる程度
にせまくなるよう缶体上部の缶壁に近接して位置する。

実験によれば、出力２４０００ｋｃａｌ／ ｈ程度の暖
房給湯機の場合では、この隙間は２０〜３０ｍｍ程度で
あり、これは勿論缶体形状、缶出力により異なってくる
。

環状隔壁の形状は、缶体の形状に合わせて、例えば第３
図に示すように缶体上部９の部分に漏斗形に開いて位置
しているか又は第１図に示すように缶体上部９の部分に
ストレートに位置している。

１１は温度制御スイッチ保護管であって、その先端は缶
内湯の温度が最高になる位置である環状隔壁１０の上部
中央部まで突出して位置し、これによりこの保護管に収
容されている温度制御スイッチ（図示せず）の先端も環
状隔壁１０の上部中央部に位置している。

次に、缶内の湯の動きについて説明すると、燃焼室９内
に設けた図示しない燃焼器具又は加熱器具により加熱さ
れた缶内の水は高温水となって缶体上部に上昇をする。

加熱された湯は環状隔壁１０の内側を通り缶体上部に達
する。

ここで環状隔壁１０を境にして缶内対流を始める。

そして、環状隔壁１０の内側の温水温度が温度制御スイ
ッチの設定温度になった時点で加熱器具は停止するが、
この時の環状隔壁外側の温水温度はまだ設定温度に達し
ておらず、したがって環状隔壁１０を境にして対流が行
われ、缶体伝熱部（煙管８）が保有している熱量を吸収
して、缶内温水温度はほとんど一定となる。

これにより、給湯負荷をかけた場合、給湯用熱交換器４
内を流れる水は環状隔壁１０の外側の缶内温水と熱交換
をし、この熱交換した缶内温水は比重が重くなり、温水
槽１の下部に向って流れる。

この温水槽下部に流れた温水はそれから隔壁１０の内側
で煙管８と熱交換をして上昇し温水槽内を循環し、これ
により高温蓄熱部は上部に残らず温水槽内の湯温を許容
限度近くまで高めても沸騰することはなく、ボイラとし
て十分な機能を満足させることができる。

実際のデータとして、外気温２３．６℃の環境で缶内水
２５℃よりボイラー運転を開始し３９．５〜９０．５℃
で運転を停止させ、特定の時間経過後熱交換コイルに１
７．６℃の給水を行い、出湯させる場合、環状隔壁が無
い場合には缶体上部は加熱器具のオン・オフにより最高
１０４℃まで達し缶体中央部平均温度との差は約１３．
０〜２０．０°Ｃとなり、やがて缶内温水温度を最も鋭
敏にとらえられる位置にセットしである温度制御スイッ
チが熱交換器における出湯出力を満たす事が出来なくな
っても再加熱の信号を送らなくなり、一方缶体膨張管か
らは沸騰蒸気がジスターンまでおよび非常な危険な状態
となった。

これに対して、環状隔壁をその上端が缶体上部の缶壁に
近接するようにして設けると共に、温度制御スイッチ保
護管をその先端がこの環状隔壁の上部中央まで突出させ
てその中に収容した温度制御スイッチの先端を環状隔壁
の上部中央部に位置させるようにした缶体では、同条件
下で出湯を開始しても缶体中央部平均温度と缶体上部と
の温度差は５．０℃ぐらいであり、加熱器具のオン・オ
フの繰り返しによる積み上げ現象も無く、且つ給湯出力
も満足した。

又、暖房機能も十分満足し非常に安定した運転状態を示
し効率のアップにもつながった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る暖房給湯機の一例を示す縦断正面
図、第２図はその熱交換器がコイル型である場合の例を
示す図、第３図は本考案に係る暖房給湯機の他の例を示
す縦断正面図、第４図はその燃焼室がジャケットタイプ
構造の場合の例を示す図である。 １・・・・・・温水槽、２・・・・・・復路、３・・・
・・・往路、４・・・・・・熱交換器、５・・・・・・
給水入口、６・・・・・・給湯出口、７・・・・・・燃
焼室、８・・・・・・煙管、９・・・・・・缶内上部、
１０・・・・・・環状隔壁、１１・・・・・・温度制御
スイッチ保護管、１２・・・・・・エアーセパレータ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 下部に暖房復路がまた上部に暖房往路がそれぞれ接続さ
   れている暖房用温水槽と、この温水槽内を上下に貫通し
   て設けた煙管と、この煙管のまわりに配置され下側の給
   水入口及び上側の給湯出口がそれぞれ前記温水槽の側壁
   を貫通して設けられている熱交換器と、この熱交換器と
   前記煙管との間に配置され下端が前記熱交換器の給水入
   口よりも下方に延びているとともに上端が前記熱交換器
   の給湯出口よりも上方に延びて前記温水槽の土壁に近接
   している環状隔壁と、先端がこの環状隔壁の上部中央部
   まで突出するように前記温水槽の上部に設けられ内部に
   収容している温度制御スイッチの先端を前記環状隔壁の
   上部中央部に位置させる温度制御スイッチ保護管とを包
   含することを特徴とする暖房給湯機。