(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央に、大型の貯湯槽（Ｏ）を設置し、該貯湯槽（Ｏ）を囲むように密閉構造のアーク発生タンク（１）を複数個配置して設け、これら各タンク（１）には、タンク上部付近にそれぞれ流出口（３）を設け、これら流出口は、直接、貯湯槽（Ｏ）の上部に、上部連通管（３ａ）でそれぞれ連通するよう設け、また、これらの各タンク（１）の底部付近にはそれぞれ流入口（２）を設け、これら各流入口（２）は下部連通管（２ａ）に、連通し、該下部連通管（２ａ）により、貯湯槽（Ｏ）と連通し、前記各タンク（１）は、それぞれ異なる設定温度条件の下でアーク加熱により運転させ、これら各タンク（１）の温度よりも高温で貯湯槽（Ｏ）に循環してラインポンプ（Ｐ）で、それぞれの順次各タンク（１）と貯湯槽（Ｏ）との間に流体（Ｘ）を昇温加圧移動させることを特徴とする多連槽攪拌給湯システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、多連槽攪拌給湯システムに関するものであり、特に、熱源に高温アークを用いる多連槽攪拌給湯システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、水を昇温させる手段としては、薪釜、ボイラー、シーズヒーター等を用い、容器の外部に位置する熱源で内部の水を間接的に暖めて昇温している。
【０００３】
また、その熱源として、木、ガス、灯油、重油を燃料に用いており、木材や化石燃料等を燃焼することにより二酸化炭素を発生させ地球温暖化の問題となるものであり、さらには天然資源の枯渇となるという問題もあった。
【０００４】
そこで、この本願発明者は、アーク放電の熱を利用して多量の流体（例えば、水）の昇温をに図ることを発明したものである。
【０００５】
このアーク放電の熱を利用する技術は、宇宙往還機の熱防護材の研究開発や大気圏再突入の状態を模擬した試験をするアーク加熱風洞において使用されている。
【０００６】
また、アーク式の取鍋加熱装置は存在する。即ち，取鍋とは、耐火容器を用いて溶けた金属を運搬し、鋳型に溶けた金属を流し込む注湯の工程を経て製品を取り出すという鋳造工場においては使用されていた。
【０００７】
しかしながら、水中で直接電極棒から発生させたアーク発生により水の分子が互いにぶつかり合い熱を発生させて水を昇温させる，即ち，水中でアーク加熱により昇温させる方法および装置は存在していなかった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこでこの発明は、水の昇温の熱源にアーク放電の熱を利用し、水を直接、暖めることにより、安価で地球に優しいアーク加熱による多連槽攪拌給湯システムを開発・提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そして、この発明は、複数のアーク発生タンク内に水を入れて、水中に設けたアーク発生装置によりアーク放電を利用する電気加熱して、水中にて直接、熱源を発生させる，天蓋部、あるいは底面部に設ける三相交流電源を用いて、複数の炭素棒からなるアーク発生装置を設け、該装置のアーク放電の熱を利用する電気加熱であり、水中にて直接に熱源を発生させ、そもそも、アーク加熱は、２本の炭素棒の端を接触させることにより強い電流を通しながら少し離すと陽極は約３５００°Ｃ、陰極では２８００°Ｃに熱せられるものであり、この複数のアーク発生装置のアーク加熱により水中昇温した湯を貯湯槽に集める多連槽攪拌給湯システムを開発・提供しようとするものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によると、複数のアーク発生タンク内で、各タンク内に設けたアーク発生装置により水をアーク加熱して直接水温を昇温させ、これらの昇温した温水を貯湯槽に集めて使用し、貯湯槽内の湯温が下がった場合には、前記複数のアーク発生タンクのうち、一部のタンクのみを稼働させることにより他のタンクを休止させることにより省エネとなる結果、極めて有益なる効果を奏する。
【００１１】
また、各アーク発生タンクの底部付近に設けた流入口は、該タンクの中心軸に向けた軸線より外れた角度に形成されることにより、水は円筒状のタンクの内周に沿って流入され、また、該タンクの上部付近に流出口に向け旋回して上昇するため、ムラなく昇温が可能となるとの効果を奏する。
【００１２】
さらに、各アーク発生タンクを密閉構造として加熱することにより、昇温時間を早めることが出来る等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の一実施例を示す正面図である。
【図２】この発明の一実施例を示す平面図である。
【図３】この発明に使用する制御盤の一施例を示す平面図である。
【図４】この発明に使用する昇温タンクの一実施例を示す拡大断面図である。
【図５】この発明に使用する昇温タンクの一実施例を示す拡大平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明の好適な実施の形態として詳細に説明する。尚、この発明においては、以下の記述に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲においては適宜変更可能である。
【実施例】
【００１５】
次に、この発明の一実施例を図面に基づいて説明すると、中央に、大型の貯湯槽（Ｏ）を設置し、該貯湯槽（Ｏ）を囲むように密閉構造のアーク発生タンク（１）を複数個配置して設け、これら各タンク（１）には、タンク上部にそれぞれ流出口（３）を設け、これら流出口は、直接、貯湯槽（Ｏ）の上部付近に、上部連通管（３ａ）でそれぞれ連通するよう設け、  また、これらの各タンク（１）の底部付近にはそれぞれ流入口（２）を設け、これら各流入口（２）は底部連通管（２ａ）に、連通し、該下部連通管（２ａ）により、貯湯槽（Ｏ）と連通し、前記各タンク（１）は、それぞれ異なる設定温度条件の下でアーク加熱により運転させ、これら各タンク（１）の温度よりも高温で貯湯槽（Ｏ）に循環してラインポンプ（Ｐ）で、それぞれの順次各タンク（１）と貯湯槽（Ｏ）との間に流体（Ｘ）を昇温加圧移動させる多連槽攪拌給湯システムから構成したものである。
尚、各アーク発生タンク（１）は、各それぞれ載置台（Ｎ）上に載置されており、（Ｍ）は基台である。
【００１６】
次に、この発明に使用するアーク発生タンク（１）は、図面においては４基（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、そして１Ｄ）設けているが、この個数に限定されることはなく、該タンクの一例を詳述すると、円筒状のアーク発生タンク（１）を設け、該タンク内を密閉構造とし、該タンク（１）内部の底部付近であって、該タンク（１）の外周接線方向に向けてに流入口（２）を設け、該タンクの上部には、前面に自動的に開閉装置を有する流出口（３）を設けると共に、該タンク（１）には圧力計（６）、安全弁（７）、温度計（８）を設け、且つ、タンク（１）内には、アーク発生装置（５）を設け、該装置（５）のアーク加熱によりタンク内の水（Ｘ）を昇温させるよう構成したものである。
【００１７】
さらに、このアーク発生タンク（１）は、有底の円筒状体であり、耐圧加工されたものであり、加圧型タンク構造である。そして、タンク内のアーク発生装置（５）へ供給する水（Ｘ）は、ラインポンプ（Ｐ）で加圧送水し、加圧昇温させて電動油圧ジャッキ（15）にて開放弁（11）を開き送水する。一連の動作は温度と圧力を自動制御して定期的に送水するものであり、省エネタイプの機種である。
【００１８】
尚、開放弁（11）は、各アーク発生タンク（１）と流出口（３）との途中に設けており、その構造は、図３に示すようにＴ字管（12）の一方にスプリング（13）で加圧されたものであり、該Ｔ字管（12）の先端付近の管内壁はテーパ状に形成され、該テーパ状の管となっており、開放弁（11）の先端部（14）は該管に適合した截頭円錐状に形成されている。
【００１９】
そして、Ｔ字管（12）の先端テーパ部と開放弁（11）の先端部とは、常時、密着しており、アーク発生タンク（１）方向にのみ移動可能となっている。
【００２０】
また、開放時には、開放弁（11）の軸（11ａ）に当接して設けた電動油圧ジャッキ（15）を作動させ、前記開放弁（11）をアーク発生タンク（１）方向に押圧することにより、水を流出口（３）に流出させるものである。そして、一連の動作は、温度と圧力を自動制御して定期的に送水するよう構成された省エネタイプである。
【００２１】
さらに、前記アーク発生タンク（１）内に設けたアーク発生装置（５）は、該タンク（１）本体の中央底面部（４）に凹部（Ｙ）を形成し、該凹部（Ｙ）に２００Ｖ三相用に接続する各接続端子版（Ｒ，Ｓ，Ｔ）をそれぞれ３枚設け、これらの各接続端子版には、複数の電極棒（９）を植設し、各接続端子版はそれぞれ、上部か、下部の電極棒（９）がそれぞれ接触しない空隙部を形成し、これらの接続端子版の位置する凹部（Ｙ）はシリコン等の絶縁体素材（10）で密封するよう構成されている。さらに、接続端子版（Ｒ，Ｓ，Ｔ）の端部には、それぞれ電線との接続用の各端子穴（Ｃ）も一体に形成している。
【００２２】
また、アーク発生タンク（１）内に設けたアーク発生装置（５）は、実施例では該タンクの底部に設けたものを示したが、これに限ることなく、アーク発生タンク（１）の天板（１ａ）に形成してもよいものである。
【００２３】
さらに、前記電極棒（９）は、無垢の炭素棒、ステンレス棒、あるいは、穴（９ｂ）を有するステンレスパイプ棟の筒体（９ａ）内に収納された電極棒（９′）であってもよく、から選ばれたものであるアーク加熱による水中昇温装置である。
【００２４】
そして、（16）は、各電極棒（９）が互いに接触しないように嵌められた電極棒接触防止板である。また、前記アーク発生タンク（１）の底部付近に設けた流入口（２）は、タンク（１）の中心軸（Ａ）に向けた軸線（Ｂ）より外れた角度（α）に形成されることにより、水（Ｘ）は円筒状のタンクの内周に沿って流入され、また、該タンク（１）の上部付近に流出口（３）を設けており旋回して上昇するため、ムラなく昇温が可能となるものである。
【００２５】
次に、この発明における貯湯槽（Ｏ）と各アーク発生タンク（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）の各運転条件を述べると、これらの各アーク発生タンクの作動は、貯湯槽（Ｏ）の湯温（１０°Ｃ〜８０°Ｃ）を、該貯湯槽内に設けた４本の温度センサー感知棒（Ｌ２ａ）で７０°Ｃ、６０°Ｃ、５０°Ｃそして４０°Ｃ以下になれば、それぞれ各温度センサー感知棒が感知して行なうものである。また、各アーク発生タンクは、貯湯槽（Ｏ）が８０°Ｃ以上となった場合には、配電盤（Ｌ）のマグネットスイッチ（Ｌ１）が作動し、電源が切れ、それぞれ運転が中止されるよう構成されている。
【００２６】
そして、貯湯槽（Ｏ）内の湯温が８０°Ｃより下がった場合には、前記温度センサー感知棒（Ｌ２ａ）が感知し、配電盤（Ｌ）のマグネットスイッチ（Ｌ１）が入り、各アーク発生タンク（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）は、以下の条件で運転するものである。
【００２７】
即ち，アーク発生タンク（１Ａ）は、貯湯槽（Ｏ）内の湯温が７０°Ｃに以下に下がれば、前記温度センサー感知棒（Ｌ２ａ）が感知し、前記制御盤（Ｌ）のマグネットスイッチ（Ｌ１）がＯＮとなり、運転を再開するよう設定しており、貯湯槽（Ｏ）の湯温が８０°Ｃになれば、マグネットスイッチ（Ｌ１）がＯＦＦとなり、アーク発生タンク（１Ａ）の運転はストップされるものである。
【００２８】
次に、アーク発生タンク（１Ｂ）は、貯湯槽（Ｏ）内の湯温が６０°Ｃに以下に下がれば、前記温度センサー感知棒（Ｌ２ａ）が感知し、前記制御盤（Ｌ）のマグネットスイッチ（Ｌ１）がＯＮとなり、運転を再開するよう設定しており、該アーク発生タンク（１Ｂ）が８０°Ｃになれば、マグネットスイッチ（Ｌ１）がＯＦＦとなり、アーク発生タンク（１Ｂ）の運転はストップされるものである。
【００２９】
次に、アーク発生タンク（１Ｃ）は、貯湯槽（Ｏ）内の湯温が５０°Ｃに以下に下がれば、前記温度センサー感知棒（Ｌ２ａ）が感知し、前記制御盤（Ｌ）のマグネットスイッチ（Ｌ１）がＯＮとなり、運転を再開するよう設定しており、該アーク発生タンク（１Ｃ）が８０°Ｃになれば、マグネットスイッチ（Ｌ１）がＯＦＦとなり、該アーク発生タンク（１Ｃ）の運転はストップされるものである。
【００３０】
最後に、アーク発生タンク（１Ｄ）は、貯湯槽（Ｏ）内の湯温が４０°Ｃ以下に下がれば前記温度センサー感知棒（Ｌ２ａ）が感知し、前記制御盤（Ｌ）のマグネットスイッチ（Ｌ１）がＯＮとなり、運転を再開するよう設定しており、該アーク発生タンク（１Ｄ）が８０°Ｃになれば、マグネットスイッチ（Ｌ１）がＯＦＦとなり、該アーク発生タンク（１Ｄ）の運転はストップされるものである。
【００３１】
従って、例えば貯湯槽（Ｏ）内の湯温が、５５°Ｃであれば、アーク発生タンク（１Ａ）とアーク発生タンク（１Ｂ）とがそれぞれ運転を続行しているということである。
【００３２】
また、配電盤（Ｌ）における（Ｌ３）は、各アーク発生タンク（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）に設けられたブレーカーであり、それぞれ８０アンペアに設定しており、（Ｌ４）は、ラインポンプ（Ｐ）のマグネットスイッチである。
【００３３】
尚、貯湯槽（Ｏ）内の湯量は、フロート式湯量保持器（Ｆ）により、自動的に管理されており湯量が減れば、アーク発生タンク（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）の各、上部連通管（３ａ）より流入されるものであり、各アーク発生タンクには、底部連通管（２ａ）より原水がラインポンプ（Ｐ）の作動より流入されるものである。
【００３４】
そして、貯湯槽（Ｏ）は、１０°Ｃ〜８０°Ｃを維持するよう４極の温度センサー（Ｌ２）を用いて、温度管理をしており、湯量もフロート式湯量保持器（Ｆ）で管理されている。また、底部連通管（２ａ）のそれぞれ各アーク発生タンクの流入口（２）付近には、それぞれ電磁バルブ（ＥＶ）を設けている。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
この発明によると、多連槽攪拌給湯システムの技術を確立し、これに基づいて大量に製造・販売することにより産業上の利用可能性がある。
【符号の説明】
【００３６】
１  アーク発生タンク
１ａ  天板
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ  アーク発生タンク
２  流入口
２ａ  底部連通管
３  流出口
３ａ  上部連通管
４  中央底面部
５  アーク発生装置
６  圧力計
７  安全弁
８  温度計
９  電極棒
９′電極棒
９ａ  筒体
９ｂ  穴
10  絶縁体素材
11  開放弁
11ａ  軸
12  Ｔ字管
13  スプリング
14  先端部
15  電動油圧ジャッキ
16  電極棒接触防止板
Ａ  中心軸
Ｂ  中心軸に向けた軸線
Ｃ  端子穴
ＥＶ  電磁バルブ
Ｆ  フロート式湯量保持器
Ｌ  制御盤
Ｌ１  マグネットスイッチ
Ｌ２  温度センサー制御盤
Ｌ２ａ  温度センサー感知棒
Ｌ３  ブレーカー
Ｌ４  マグネットスイッチ
Ｎ  載置台
Ｍ  基台
Ｏ  貯湯槽
Ｐ  ラインポンプ
Ｒ，Ｓ，Ｔ  接続端子版
Ｘ  水
Ｙ  凹部
Ｚ  空隙部
α  角度
【要約】      （修正有）【課題】水の昇温の熱源にアーク放電の熱を利用し、水を直接、暖めることにより、安価で地球に優しいアーク加熱による多連槽攪拌給湯システムを開発・提供するものである。【解決手段】中央に、大型の貯湯槽Ｏを設置し、該貯湯槽を囲むように密閉構造のアーク発生タンク１を複数個配置して設け、これら各タンクには、タンク上部にそれぞれ流出口を設け、これら流出口は、直接、貯湯槽の上部に、上部連通管３ａでそれぞれ連通するよう設け、また、これらの各タンクの下部にはそれぞれ流入口２を設け、これら各流入口は下部連通管２ａに、連通し、該下部連通管により、貯湯槽と連通し、前記各タンクは、それぞれ異なる設定温度条件の下でアーク加熱により運転させ、これら各タンクの温度よりも高温で貯湯槽に循環してラインポンプＰで、それぞれの順次各タンクと貯湯槽との間に流体を昇温加圧移動させる多連槽攪拌給湯システム。【選択図】図２【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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