(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気圧よりも低い圧力に維持された減圧室内に熱媒液（Ｌ）を収容した減圧容器（１）を設け、その減圧容器（１）に対し、前記減圧室内の余白スペースを経由するように配管される熱交換用の伝熱管（２）、及び、前記減圧室内の熱媒液（Ｌ）を加熱するための熱媒液加熱手段（３）を取り付け、前記熱媒液（Ｌ）の加熱により前記減圧室内に発生する蒸気との熱交換で、前記伝熱管（２）内を通流する被加熱流体を加熱するように構成されている減圧式流体加熱装置であって、
前記伝熱管（２）の周囲の一部をその管軸方向に沿って、通流部（Ａ１）を一部残存させつつ包み込む包込体（Ａ）を設けると共に、その包込体（Ａ）内に滞留する滞留ガスを前記減圧容器（１）外へ案内自在な滞留ガス案内部（Ｂ）を設け、
前記伝熱管（２）の周囲の一部を外側から遊嵌状態に覆う筒状の伝熱管カバー（４）と、その伝熱管カバー（４）の内部に取り付けられて、前記伝熱管（２）の周囲の一部を管軸方向に、且つ、一部開口状態に仕切る仕切板（５）との組合せによって、前記包込体（Ａ）が構成されている減圧式流体加熱装置。
【請求項２】
大気圧よりも低い圧力に維持された減圧室内に熱媒液（Ｌ）を収容した減圧容器（１）を設け、その減圧容器（１）に対し、前記減圧室内の余白スペースを経由するように配管される熱交換用の伝熱管（２）、及び、前記減圧室内の熱媒液（Ｌ）を加熱するための熱媒液加熱手段（３）を取り付け、前記熱媒液（Ｌ）の加熱により前記減圧室内に発生する蒸気との熱交換で、前記伝熱管（２）内を通流する被加熱流体を加熱するように構成されている減圧式流体加熱装置であって、
前記伝熱管（２）の周囲の一部をその管軸方向に沿って、通流部（Ａ１）を一部残存させつつ包み込む包込体（Ａ）を設けると共に、その包込体（Ａ）内に滞留する滞留ガスを前記減圧容器（１）外へ案内自在な滞留ガス案内部（Ｂ）を設け、
前記伝熱管（２）の周囲の一部を外側から遊嵌状態に覆うように、前記減圧容器（１）の一部を形状変形させ、その形状変形された減圧容器（１）の一部と、その内部に取り付けられて前記伝熱管（２）の周囲の一部を管軸方向に、且つ、一部開口状態に仕切る仕切板（５）との組合せによって、前記包込体（Ａ）が構成されている減圧式流体加熱装置。
【請求項３】
大気圧よりも低い圧力に維持された減圧室内に熱媒液（Ｌ）を収容した減圧容器（１）を設け、その減圧容器（１）に対し、前記減圧室内の余白スペースを経由するように配管される熱交換用の伝熱管（２）、及び、前記減圧室内の熱媒液（Ｌ）を加熱するための熱媒液加熱手段（３）を取り付け、前記熱媒液（Ｌ）の加熱により前記減圧室内に発生する蒸気との熱交換で、前記伝熱管（２）内を通流する被加熱流体を加熱するように構成されている減圧式流体加熱装置であって、
前記伝熱管（２）の周囲の一部をその管軸方向に沿って、通流部（Ａ１）を一部残存させつつ包み込む包込体（Ａ）を設けると共に、その包込体（Ａ）内に滞留する滞留ガスを前記減圧容器（１）外へ案内自在な滞留ガス案内部（Ｂ）を設け、
前記伝熱管（２）の一部を前記減圧容器（１）に連係させて支持する支持部材（６）によって、前記包込体（Ａ）の少なくとも一部が構成されている減圧式流体加熱装置。
【請求項４】
前記配管と案内部との間に、ガス成分の温度（第一温度）を測定する第一温度測定部を設けるとともに、前記熱媒液の温度（第二温度）を測定する第二温度測定部を設け、前記第一温度と第二温度との温度差に基づいて、前記減圧容器内からガスを引き抜く抽気操作を行う制御装置を設けてある請求項１〜３のいずれか１項に記載の減圧式流体加熱装置。
【請求項５】
大気圧よりも低い圧力に維持された減圧室内に熱媒液（Ｌ）を収容した減圧容器（１）を設け、その減圧容器（１）に対し、前記減圧室内の余白スペースを経由するように配管される熱交換用の伝熱管（２）、及び、前記減圧室内の熱媒液（Ｌ）を加熱するための熱媒液加熱手段（３）を取り付け、前記熱媒液（Ｌ）の加熱により前記減圧室内に発生する蒸気との熱交換で、前記伝熱管（２）内を通流する被加熱流体を加熱するように構成されている減圧式流体加熱装置であって、
前記伝熱管（２）の周囲の一部を外側から遊嵌状態に覆うように、前記減圧容器（１）の一部を形状変形させ、その形状変形された減圧容器（１）の一部内に滞留する滞留ガスを前記減圧容器（１）外へ案内自在な滞留ガス案内部（Ｂ）を設け、前記伝熱管と前記滞留ガス案内部との間に、ガス成分の温度（第一温度）を測定する第一温度測定部を設けるとともに、前記熱媒液の温度（第二温度）を測定する第二温度測定部を設け、前記第一温度と第二温度との温度差に基づいて、前記減圧容器内からガスを所定時間引き抜く抽気操作を行う制御装置を設けてあるある減圧式流体加熱装置。
【請求項６】
請求項４〜５のいずれか１項に記載の減圧式流体加熱装置の制御方法であって、前記第一温度と第二温度との差が所定温度以上の第一設定温度になったときに、前記抽気操作を第一所定時間行う減圧式流体加熱装置の制御方法。
【請求項７】
前記抽気操作が、減圧容器からの抽気工程、第二所定時間の休止を行う休止工程、減圧容器からの抽気工程を順に行うものである請求項６に記載の減圧式流体加熱装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給湯装置等として使用される減圧式流体加熱装置に関し、更に詳しくは、大気圧よりも低い圧力に維持された減圧室内に熱媒液を収容した減圧容器を設け、その減圧容器に対し、前記減圧室内の余白スペースを経由するように配管される熱交換用の伝熱管、及び、前記減圧室内の熱媒液を加熱するための熱媒液加熱手段を取り付け、前記熱媒液の加熱により前記減圧室内に発生する蒸気との熱交換で、前記伝熱管内を通流する被加熱流体を加熱するように構成されている減圧式流体加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような減圧式流体加熱装置を使用する場合、前記減圧容器内において、前記熱媒液の加熱によって不凝縮ガスが発生したり、前記減圧容器の外部から内部へ空気等の不凝縮ガスが漏れ込むようになる。そして、この不凝縮ガスを前記外部へ抽き出さないでそのままにしておくと、前記熱交換の効率が、時間の経過につれて悪くなってしまう。そこで、従来は、図１２に示すように、減圧容器１（更に詳しくは、大気圧よりも低い圧力に維持された状態で熱媒液Ｌを収容し、その熱媒液Ｌを加熱するための熱媒液加熱手段３が取り付けられ、熱交換用の伝熱管２が余白スペースを経由するように配管された減圧容器１の一部に、開口部１ａを形成し、その開口部１ａに前記不凝縮ガスの抽出部１１を取り付け、その抽出部１１を用いて、前記減圧容器１内に滞留する不凝縮ガスを、前記減圧容器１の外部へ抽き出す（抽気する）ようになっている装置（以下、従来装置という））が採用されていた。
また、上述の従来装置を運転制御する場合には、前記不凝縮ガスの抽き出しを行う時期を、熱媒液の温度と、不凝縮ガス抽出部におけるガスの温度との温度差が第一所定値を超えた時期をもって決定しており、前記温度差が第一所定値を超えたときに抽気操作を行い、前記温度差が第二所定値以下になるまでその抽気操作を継続することが考えられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成の従来装置においては、熱媒液Ｌの加熱に伴って発生する不凝縮ガス、及び、外部から前記減圧容器１内へ漏れ込む空気等の不凝縮ガスが、前記抽出部１１によるガス抽き出しにも拘らず、前記熱媒液Ｌの加熱により前記減圧室内に発生する蒸気（以下、減圧蒸気という）の流れに随伴して、前記伝熱管２の周りへ移動し、その付近に滞留する傾向にあった。このように、前記不凝縮ガスが前記伝熱管２の周り付近に滞留すると、その伝熱管２周りに滞留する前記不凝縮ガスの存在によって、前記減圧蒸気の伝熱管２周りへの供給が妨害されて、前記伝熱管２内を通流する被加熱流体に対する前記減圧蒸気からの伝熱が著しく阻害されるようになる。従って、所期の被加熱流体の加熱を良好に且つ確実に行うのに、前記伝熱管２等にて構成される熱交換器を大型化しなければならず、また、その大型化に基づいて、装置全体も大きなものにしなければならない、という問題があった。
また、抽気操作を行う場合にも、熱媒液の温度とガスの温度との温度差を所定範囲に維持しようとする従来の方法をとった場合に、抽気されるガスは、前記不凝縮ガス抽出部における温度の低い不凝縮ガスのみならず、温度の高い減圧蒸気も含まれる一方、前記伝熱管近傍の不凝縮ガスを抽気できないため、前記減圧蒸気の抽気によって、不凝縮ガスを十分抽気しきれないうちに、前記温度差が適正値になって抽気を停止してしまい、残留した不凝縮ガスが前記不凝縮ガス抽出部に再び集合するのにしたがって再び抽気開始してしまう（チャタリングする）ので、何度も抽気開始、抽気停止を繰り返さなければ前記減圧容器内の不凝縮ガスを抽気しきることができず、また、このように何度も抽気することによって本来抽気する必要のない減圧蒸気を大量に減圧容器外に案内してしまうという問題点があった。つまり、減圧容器内の熱媒液の減容をもたらし、その熱媒液成分が変化したり、熱交換の効率が変化したりして使用条件が変化してしまって、定常的に利用することのできないものになってしまう虞があった。
本発明は、このような実情に着目してなされたものであり、上述した従来装置における問題を解消し得る手段を提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
〔構成１〕
そこで、本発明の減圧式流体加熱装置の特徴構成は、図１〜８を参照して説明すると、  大気圧よりも低い圧力に維持された減圧室内に熱媒液Ｌを収容した減圧容器１を設け、その減圧容器１に対し、前記減圧室内の余白スペースを経由するように配管される熱交換用の伝熱管２、及び、前記減圧室内の熱媒液Ｌを加熱するための熱媒液加熱手段３を取り付け、前記熱媒液Ｌの加熱により前記減圧室内に発生する蒸気との熱交換で、前記伝熱管２内を通流する被加熱流体を加熱するように構成されている減圧式流体加熱装置において、
前記伝熱管２の周囲の一部をその管軸方向に沿って、通流部Ａ１を一部残存させつつ包み込む包込体Ａを設けると共に、その包込体Ａ内に滞留する滞留ガスを前記減圧容器１外へ案内自在な滞留ガス案内部Ｂを設け、
前記伝熱管２の周囲の一部を外側から遊嵌状態に覆う筒状の伝熱管カバー４と、その伝熱管カバー４の内部に取り付けられて、前記伝熱管２の周囲の一部を管軸方向に、且つ、一部開口状態に仕切る仕切板５との組合せによって、前記包込体Ａが構成してあってもよく（請求項１に対応）、
前記伝熱管２の周囲の一部を外側から遊嵌状態に覆うように、前記減圧容器１の一部を形状変形させ、その形状変形された減圧容器１の一部と、その内部に取り付けられて前記伝熱管２の周囲の一部を管軸方向に、且つ、一部開口状態に仕切る仕切板５との組合せによって、前記包込体Ａが構成してあってもよく（請求項２に対応）、
前記伝熱管２の一部を前記減圧容器１に連係させて支持する支持部材６によって、前記包込体Ａの少なくとも一部が構成してあってもよく（請求項３に対応）、
さらには、前記配管と案内部との間に、ガス成分の温度（第一温度）を測定する第一温度測定部を設けるとともに、前記熱媒液の温度（第二温度）を測定する第二温度測定部を設け、前記第一温度と第二温度との温度差に基づいて、前記減圧容器内からガスを引き抜く抽気操作を行う制御装置を設けてあること（請求項４に対応）が望ましい。
【０００５】
〔作用効果１〕
上記特徴を備えた本発明装置にあっては、前記伝熱管の周囲の一部を管軸方向に沿って包み込む包込体が設けられ、しかも、その包込体は、前記通流部を一部残存させた状態に形成されているため、前記減圧蒸気の流れに随伴して前記伝熱管の周りへ移動してその付近に滞留しようとする前記不凝縮ガスに、前記管軸方向に沿った流れを惹起し、しかも、その流れに沿って移動しようとする前記不凝縮ガスを、前記通流部経由で前記包込体の内部へ引き込むようになる。
更に詳述するに、前記包込体の内部では、前記減圧蒸気の凝縮が生じており、その凝縮に伴って、前記内部へ前記減圧蒸気が流入するようになる。このとき、前記不凝縮ガスの一部は、前記減圧蒸気の流れに随伴して前記内部へ流入することになるが、前記通流部は、全面開口したものでなく一部残存状態に形成されたものであるため、前記内部の方が低圧となるように、前記減圧蒸気に内外圧力差が与えられるようになる。従って、前記減圧蒸気の前記管軸方向に沿った流れに大きな速度が付与されるようになり、その大きな速度の流れに影響されて、前記伝熱管の周りへ移動してその付近に滞留しようとする前記不凝縮ガスは、前記伝熱管の周りから剥離されて前記内部へ導かれるようになる。また、前記包込体の内外の圧力差により、前記包込体内に流入した不凝縮ガスは、外部へ流出しにくくなる。
更に、本発明装置は、前記包込体内に滞留する滞留ガスを前記減圧容器外へ案内自在な滞留ガス案内部も備えているので、その滞留ガス案内部によって、前記包込体内に引き込まれた滞留ガス、即ち、前記不凝縮ガスが、前記減圧容器外へ案内されて外部へ有効に抽き出されるようになる。
従って、従来装置で生じていた被加熱流体に対する前記減圧蒸気からの伝熱の阻害、即ち、前記不凝縮ガスが前記伝熱管の周りに滞留して、前記減圧蒸気の伝熱管周りへの供給が妨害され、その妨害によって、前記伝熱管内を通流する被加熱流体に対する前記減圧蒸気からの伝熱が著しく阻害されるということが抑止されるようになる。その結果、所期の被加熱流体の加熱を良好に且つ確実に行うのに、前記熱交換器、延いては装置全体を大型化しなければならないという従来装置の問題が解消されるようになる。
【０００６】
尚、上記特徴を備えた上、前記伝熱管の周囲の一部を外側から遊嵌状態に覆う筒状の伝熱管カバーと、その伝熱管カバーの内部に取り付けられて、前記伝熱管の周囲の一部を管軸方向に、且つ、一部開口状態に仕切る仕切板との組合せによって、前記包込体が構成されている場合（請求項１に対応）は、前記伝熱管カバーやその内部に取り付けられる前記仕切板の配置を自由に設定することができるため、それらにて構成される前記包込体は、前記管軸方向の適当な位置即ち、前記滞留ガス案内部を設け易い位置に設置することができるようになる。
また、上記特徴を備えた上、前記伝熱管の周囲の一部を外側から遊嵌状態に覆うように、前記減圧容器の一部を形状変形させ、その形状変形された減圧容器の一部と、その内部に取り付けられて前記伝熱管の周囲の一部を管軸方向に、且つ、一部開口状態に仕切る仕切板との組合せによって、前記包込体が構成されている場合（請求項２に対応）は、上記特徴を備えた本発明装置では必須であった前記伝熱管カバーが不必要となり、本発明装置を構成する部品点数を減らすことができる。
また、上記特徴を備えた上、前記伝熱管の一部を前記減圧容器に連係させて支持する支持部材によって、前記包込体の少なくとも一部が構成されている場合（請求項３に対応）は、前記伝熱管の配置に元々必要である前記伝熱管の支持部材を兼用して、前記包込体を構成することができるので、この場合も、本発明装置を構成する部品点数を減らすことができる。
【０００７】
尚、前記構成に加えて、抽気操作を行う制御装置を設けるとともに、不凝縮ガスの抽気される部分の温度、具体的には前記案内部入口近傍に第一温度測定部を設けてその測定部で測定される第一温度と、熱媒液の温度との差をもってその抽気操作を制御することによって、効率のよい抽気が行えるようになる。すなわち、上述の構成によれば不凝縮ガスは、前記包込体内に滞留しやすく、抽気によって確実に抽気されやすく、前記不凝縮ガスは前記減圧蒸気の熱を遮断する役割を果たし、前記不凝縮ガスの存在する部分の温度は低下し、前記温度差が生じるのである。そのため、逆に言えば、温度の低下した前記包込体内の空間から抽気すると、その空間には不凝縮ガスが高濃度に蓄積した状態になっており、効率よく前記不凝縮ガスのみを抽気できるのである。
さらに、前記仕切板を設けてあれば、前記仕切板に仕切られた空間の外側に主に存在する減圧蒸気を前記減圧容器外に導き出してしまうことが抑制される。そのため、主に前記仕切板に仕切られた空間内の不凝縮ガスのみを抽気する事ができるようになる。また、抽気操作に基づき前記減圧蒸気が前記仕切板に仕切られた空間内に流入したとしても、前記抽気操作を行う抽気工程中に抽気を休止する休止工程を行えば、前記空間内に流入した減圧蒸気で希釈された不凝縮ガスが減圧蒸気が凝縮することにより分離されて、ある程度まとまった状態で再度抽気することになるから、前記空間内の不凝縮ガスの濃度を低い値でほぼ一定に維持する操作を行いやすい。
【０００８】
〔構成２〕
また、本発明の減圧式流体加熱装置の異なる特徴構成は、図９，１０を参照して説明すると、
大気圧よりも低い圧力に維持された減圧室内に熱媒液Ｌを収容した減圧容器１を設け、その減圧容器１に対し、前記減圧室内の余白スペースを経由するように配管される熱交換用の伝熱管２、及び、前記減圧室内の熱媒液Ｌを加熱するための熱媒液加熱手段３を取り付け、前記熱媒液Ｌの加熱により前記減圧室内に発生する蒸気との熱交換で、前記伝熱管２内を通流する被加熱流体を加熱するように構成されている減圧式流体加熱装置において、
前記伝熱管２の周囲の一部を外側から遊嵌状態に覆うように、前記減圧容器１の一部を形状変形させ、その形状変形された減圧容器１の一部内に滞留する滞留ガスを前記減圧容器１外へ案内自在な滞留ガス案内部Ｂを設け、前記伝熱管と前記滞留ガス案内部との間に、ガス成分の温度第一温度を測定する第一温度測定部を設けるとともに、前記熱媒液の温度第二温度を測定する第二温度測定部を設け、前記第一温度と第二温度との温度差に基づいて、前記減圧容器内からガスを所定時間引き抜く抽気操作を行う制御装置を設けてある点にある。
【０００９】
〔作用効果２〕
先述の従来の減圧式流体加熱装置においても制御装置の態様によっては、先の構成と同様に抽気の効率化が期待できるのである。
つまり、従来の減圧式流体加熱装置において、上述のように前記減圧容器の変形した部分（仮に筒状部と称する）を、先の構成１における減圧式流体加熱装置の包込体に類する作用を奏する場合があり、前記筒状部には、前記減圧容器側の一端部に減圧蒸気の流通部が形成されて、前記筒状部には減圧蒸気が滞留しやすくなっていことがある。ここで滞留した前記不凝縮ガスを抽気すれば、前記筒状部内に仕切板がない場合であっても、前記減圧蒸気を前記減圧容器外へ抽気してしまうことを防止しながら、不凝縮ガスのみを効率よく抽気でき、前記筒状部は、他端を閉塞した有底筒状であるから、滞留した不凝縮ガスは抽気の際の前記減圧容器側からの減圧蒸気の流入によって拡散されたにしても、再びまとまりやすいので、前記熱媒液の温度第二温度を測定する第二温度測定部を設け、前記第一温度と第二温度との温度差に基づいて、前記減圧容器内からガスを所定時間引き抜く抽気操作を行うと、不凝縮ガスを無駄なく抽気してチャタリングの発生を防止することができる。
【００１０】
〔構成３〕
そこで、本発明の減圧式流体加熱装置の制御方法の特徴手段は、図１を参照して説明すると、
前記減圧式流体加熱装置を制御するに、前記第一温度と第二温度との差が所定温度以上の第一設定温度になったときに、前記抽気操作を第一所定時間行うことにあり、
前記抽気操作が、減圧容器１からの抽気工程、第二所定時間の休止を行う休止工程、減圧容器１からの抽気工程を順に行うものであれば好ましい。
【００１１】
〔作用効果３〕
つまり、構成１、構成２における制御装置を設けた減圧式流体加熱装置を制御するのに、抽気操作を行う場合にも、熱媒液の温度とガスの温度との温度差を所定範囲に維持しようとする従来の方法をとった場合に、抽気されるガスは、前記不凝縮ガス抽出部における温度の低い不凝縮ガスのみならず、温度の高い減圧蒸気も含まれる一方、前記伝熱管近傍の不凝縮ガスを抽気できないため、前記減圧蒸気の抽気によって、不凝縮ガスを十分抽気しきれないうちに、前記温度差が適正値になって抽気を停止してしまい、残留した不凝縮ガスが前記不凝縮ガス抽出部に再び集合するのにしたがって再び抽気開始してしまう（チャタリングする）のに対して、所定時間の抽気を適正に行うことによって、先の温度差如何に関わらず滞留した不凝縮ガスを抽気しながらも、十分量の抽気を行うことで不凝縮ガスを効率よく除去して熱交換効率の低下を防止することができる。
ここで、抽気を行う際に、前記不凝縮ガスが滞留していた空間の近傍で、その空間に吸引された減圧蒸気によってその不凝縮ガスが拡散されて不凝縮ガスの抽気効率が低下して、減圧容器から外へ減圧蒸気を搬出してしまい、熱媒液が減少する虞が考えられるが、減圧容器からの抽気工程、第二所定時間の休止を行う休止工程、減圧容器からの抽気工程を順に行うと、抽気工程を行っている最中に、比較的狭い空間内で拡散された不凝縮ガスは集合しやすいので、再度抽気工程を行うことで減圧蒸気の搬出を少なく抑えながら不凝縮ガスの抽気を効率よく行えるのである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。尚、図面において従来装置と同一の符号で表示した部分は同一又は相当の部分を示している。
【００１３】
図１、図２には、本発明装置の第１の実施形態が示されている。この実施形態は、具体的には、旅館等で使用される給湯装置として使用されるものである。
図中の１は、大気圧よりも低い圧力に維持された減圧室内に熱媒液Ｌ（具体的には、水）を収容した減圧容器である。その減圧容器１に対しては、前記減圧室内の余白スペースを経由するように（具体的には、前記余白スペースを横向き往復して迂回する状態で通過するように）配管される多数本の伝熱管２が、熱交換部として取り付けられている。また、前記減圧容器１に対しては、前記減圧室内の熱媒液Ｌを加熱するための熱媒液加熱手段３（具体的には、前記熱媒液Ｌ内に沈むように配置される燃焼室内で、燃焼炎を発生するように構成されたバーナー）が取り付けられている。そして、前記熱媒液加熱手段３による熱媒液Ｌの加熱によって前記減圧室内に発生する前記熱媒液Ｌの蒸気と、前記伝熱管２内を通流する被加熱流体具体的には、給湯用の水）との熱交換によって、前記被加熱流体が、冷水の状態から熱湯の状態に加熱されるようになっている。
【００１４】
前記減圧容器１内には、前記伝熱管２の周囲の一部をその管軸方向に沿って、通流部Ａ１を一部残存させつつ包み込む包込体Ａが、前記減圧容器１に対し、連係部材（図外）を介して連係されて設けられている。その包込体Ａは、具体的には、前記伝熱管２の周囲の一部を外側から遊嵌状態に覆う筒状の伝熱管カバー４と、その伝熱管カバー４の内部に取り付けられて、前記伝熱管２の周囲の一部を管軸方向に、且つ、一部開口状態に仕切る仕切板５との組合せによって構成されている。前記伝熱管カバー４は、前記多数本の伝熱管２の全てを横方向中央部において局部的に一括収容する円筒状のカバーである。一方、前記仕切板５は、前記伝熱管カバー４内に、その軸芯方向と直交する姿勢で前記伝熱管２を挿通させた状態に取り付けられた相互離間の２枚の板状体よりなり、それら２枚の板状体の夫々の下部が蒲鉾形に切り欠かれて、前記一部開口状態が実現されることにより、前記２枚の板状体の夫々に、前記通流部Ａ１が形成されている。
【００１５】
更に、前記減圧容器１に適宜部位には開口部１ａが形成され、その開口部１ａを通過する状態に、前記減圧容器１に対して取り付けられた配管７ａを一部構成要素とし、前記包込体Ａ内に滞留する滞留ガスを前記減圧容器１外へ案内自在な滞留ガス案内部Ｂが設けられている。その滞留ガス案内部Ｂには、その構成要素である前記配管７ａの途中に、電磁弁７ｂ、三方弁７ｃ，抽出ポンプ７ｄを介装し、それら電磁弁７ｂ、三方弁７ｃや抽出ポンプ７ｄの上流側に、第一温度測定装置７ｅを設けて、前記包込体Ａ内部のガスの温度を検知自在に設けてある。また、前記減圧容器１内には熱媒液の温度を測定する第二温度測定装置７ｇを設けて前記熱媒液の第二温度を測定可能に構成してある。また、前記電磁弁７ｂ、三方弁７ｃには、開閉を制御する制御装置Ｗを設けてあり、前記第一温度と第二温度との差に基づいて前記包込体Ａ内部の不凝縮ガスを抽気制御することができるように構成してある。具体的には、前記第一温度と第二温度との差が１０℃以上になったときに３０秒の抽気工程、３０秒の抽気の休止工程、３０秒の抽気工程を順に行う抽気制御を行うものとなっている。
【００１６】
このような構成の本発明装置を使用する場合は、前記減圧蒸気の流れに随伴して伝熱管２の周りへ移動してその付近に滞留しようとする不凝縮ガスに、前記管軸方向に沿った流れを惹起し、しかも、その流れに沿って移動しようとする不凝縮ガスを、前記通流部Ａ１経由で前記包込体Ａの内部へ引き込むようになる。更に、前記滞留ガス案内部Ｂによって、前記包込体Ａ内に引き込まれた不凝縮ガスが減圧容器１の外部へ有効に抽き出されるようになる。従って、従来装置で生じていた被加熱流体に対する前記減圧蒸気からの伝熱の阻害が回避されるようになる。尚、前記伝熱管カバー４やその内部に取り付けられる仕切板５の配置は、上記構成の実施形態では自由に設定することができるため、それらにて構成される前記包込体Ａを、前記管軸方向の適当な位置に設置して、前記不凝縮ガスの減圧容器１外への抽き出しを一層有効に行うことができる。
【００１７】
〔別実施形態〕
〈１〉図３及び図４には、本発明装置の第２の実施形態が示されている。この実施形態では、前記伝熱管２の周囲の一部を外側から遊嵌状態に覆うように、前記減圧容器１の一部を形状変形させ、その形状変形された減圧容器１の一部と、その内部に取り付けられて前記伝熱管２の周囲の一部を管軸方向に、且つ、一部開口状態に仕切る仕切板５との組合せによって、前記包込体Ａが構成されている。この第２の実施形態によれば、上述の第１の実施形態では必要であった、伝熱管カバー４（図１、図２参照）が不要となる。また、この第２の実施形態では、上述の第１の実施形態における２枚の仕切板５の一方が、熱交換器の管板で兼用構成されている。
【００１８】
〈２〉図５及び図６には、本発明装置の第３の実施形態が示されている。この実施形態では、前記伝熱管２の支持部材６によって、前記包込体Ａの全体が構成されている。この実施形態によれば、本来必要な前記伝熱管２の支持部材６が、前記包込体Ａの構成体として兼用されることになる。尚、この第３の実施形態における前記包込体Ａの通流部Ａ１は、図６に示すように、前記支持部材６のうちで前記多数本の伝熱管２を貫通させた状態に支持する板状部に形成された貫通孔６ａにて構成されている。尚、前記包込体Ａは、前記支持部材６を一部とするものである実施形態も考えられる。
【００１９】
〈３〉図７には、本発明装置の第４の実施形態が示されている。この実施形態では、前記包込体Ａが、前記多数本の伝熱管２のうちの迂回径路内側寄りに配管されたものを局部的に包み込む被覆体８にて構成されている。尚、前記被覆体８の適宜部位複数箇所）には、前記通流部Ａ１として機能する貫通孔８ａが形成されている。
【００２０】
〈４〉図８には、本発明装置の第５の実施形態が示されている。この実施形態では、前記包込体Ａが、前記伝熱管２の迂回部折り返し部近傍に配置されて前記伝熱管２を包み込む円盤状フード９にて構成されている。尚、この円盤状フード９において、前記伝熱管２を貫通させる部分には、その伝熱管２との間に、径方向の僅かな隙間が形成され、その隙間でもって、前記通流部Ａ１が構成されている。
【００２１】
〈５〉図９，１０には、本発明装置の第６の実施形態が示されている。
減圧容器は、並列される一対の伝熱管２の周囲の一部を外側から遊嵌状態に覆うように、一部を筒状に形状変形させ、その形状変形された減圧容器１の一部（以下、筒状部Ａと称する）内に滞留する滞留ガスを、合流させつつ前記減圧容器１外へ案内自在な配管を設け、一対の伝熱管からの滞留ガス案内部Ｂを設け、前記伝熱管と前記滞留ガス案内部との間に、ガス成分の温度（第一温度）を測定する第一温度測定部７ｅを設けるとともに、前記熱媒液Ｌの温度（第二温度）を測定する第二温度測定部７ｇを設け、前記第一温度と第二温度との温度差に基づいて、前記減圧容器１内からガスを所定時間引き抜く抽気操作を行う制御装置Ｗを設けてあるある。
さらに詳しくは、前記筒状部Ａは、１７５ｍｍ幅（Ｄ）で、伝熱管２の束を覆うように、前記減圧容器１から１５０ｍｍ（Ｈ１）の突出形状変形により形成し、２０Ａの配管７ａをその筒状部Ａの上方側に設けるとともに、前記筒状部１ａから７２ｍｍ（Ｈ２）の高さに第一温度測定装置７ｅを設け、その配管７ａに６Ａの横管を接続するとともに、内径４ｍｍの絞り７ｆを介して連結して合流させ、さらに、電磁弁７ｂ、三方弁７ｃ，抽出ポンプ７ｄを介装してある。
また、前記電磁弁７ｂ、三方弁７ｃは、制御装置に連設して開閉制御自在に構成してあり、前記第一温度と第二温度との差に基づいて前記包込体Ａ内部の不凝縮ガスを抽気制御することができるように構成してある。具体的には、前記第一温度と第二温度との差が１０℃以上になったときに３０秒の抽気工程、３０秒の抽気の休止工程、３０秒の抽気工程を順に行う抽気制御を行うものとなっている。
このような構成の減圧式流体加熱装置の運転中に、前記減圧容器１内に５００ｍｌの水素を注入して抽気制御が適切に働くかどうかを調べたところ図１１に示すようになった。この結果、一度目の抽気操作（抽気工程、休止工程、抽気工程）でほぼ４４０ｍｌの水素ガスを抽気できるとともに、第一、第二温度共に安定させることができ、二度目に抽気操作が自動的に行われたときには、前記減圧容器１内の水素ガスがほぼ全量抽気されたことになって、安定した熱交換効率を維持させるのに役立っていることがわかる。
また、前記減圧容器１の筒状部１ａの形状を種々に変更して同様の実験を行ったところ、前記Ｄの値が１７５の場合では、前記Ｈ１の値は１００ｍｍ以上でなければ、良好な抽気が行われず、仕切板５を必要とすることが分かり、また、仕切板５を設ける場合には、前記筒状部Ａの閉塞側端部から５０ｍｍ〜１００ｍｍに設定しておくことが、熱交換効率の上で好ましい。また、前記Ｈ２の値は、不凝縮ガスの断熱性能から前記第一温度と第二温度との差を定常的に正確に得られる６０〜１５０ｍｍ程度に設定しておくことが好ましいことが分かった。
【００２２】
〈６〉本発明装置は、上述の実施形態のような給湯装置に限定されないのはいうまでもない。前記伝熱管２内を通流する被加熱流体は、熱交換の目的に応じて、前記水以外の流体に適宜変更され、その変更に応じて、前記熱媒液Ｌも、塩化カルシウム、臭化リチウム等、種々の化学物質に適宜選定される。
【００２３】
尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の第１の実施形態を示す縦断面図
【図２】図１中のイ−イ線による断面図
【図３】本発明装置の第２の実施形態を示す縦断面図
【図４】図３中のロ−ロ線による断面図
【図５】本発明装置の第３の実施形態を示す縦断面図
【図６】図５中のハ−ハ線による断面図
【図７】本発明装置の第４の実施形態を示す縦断面図
【図８】本発明装置の第５の実施形態要部を示す斜視図
【図９】本発明装置の第６の実施形態を示す縦断面図
【図１０】図９中のニ−ニ線による断面図
【図１１】本発明装置の第６の実施形態の運転制御状態を示す図
【図１２】従来装置を示す縦断面図
【符号の説明】
１    減圧容器
２    伝熱管
３    熱媒液加熱手段
４    伝熱管カバー
５    仕切板
６    支持部材
Ａ    包込体
Ａ１  通流部
Ｂ    滞留ガス案内部
Ｌ    熱媒液
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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