(57)【要約】  本発明は、温水自動循環装置であって、より詳しくは、上部及び下部にそれぞれ供給口及び排出口が配設されたボイラーと、前記ボイラーの内部下端に底面と非接触しながら水平に設置されて前記ボイラーの内部に熱を供給する電気ヒーターと、前記ボイラの供給口及び供給管に連結されて前記ボイラーに冷水を供給する水タンクと、前記ボイラーの排出口及び排出管に流入口が連結され、前記水タンク及び循環管に流出口が連結されて外部へ熱を伝達する熱交換部と、前記供給管及び排出管にそれぞれ配設されて前記ボイラー内部の蒸気圧によって自動に開閉される供給弁及び排出弁と、を含むことを特徴とする。  本発明による温水自動循環装置は、別途のポンプなどを用いずに、温水を距離や高さに関係なく引き続いて生産及び循環させることができる効果がある。【選択図】図１
2007509301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部及び下部にそれぞれ供給口及び排出口が配設されており、前記供給口に冷水が供給されて前記排出口へ温水を排出するボイラーと、前記ボイラーの内部下端に底面と非接触しながら水平に設置されて前記ボイラーの内部に熱を供給する電気ヒーターと、前記ボイラの供給口及び供給管に連結されて前記ボイラーに冷水を供給する水タンクと、前記ボイラーの排出口及び排出管に流入口が連結され、前記水タンク及び循環管に流出口が連結されて外部へ熱を伝達する熱交換部と、前記供給管及び排出管にそれぞれ配設されて前記ボイラー内部の蒸気圧によって自動に開閉される供給弁及び排出弁と、を含むことを特徴とする温水自動循環装置。
【請求項２】
前記排出弁の後端部にある排出管に配設されており、前記排出管の内部の温水と蒸気とを分離する騒音緩衝器を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の温水自動循環装置。
【請求項３】
前記騒音緩衝器は、内部空間が上広下狭の形態であり、内部の底面に傾斜面が形成された騒音緩衝器の胴体と、
前記騒音緩衝器の胴体の上部及び下部の一側面にそれぞれ結合された流入口及び流出口と、を含むことを特徴とする請求項２に記載の温水自動循環装置。
【請求項４】
前記ボイラー内部の温度を計測して前記電気ヒーターに対する電気供給を制御する温度コントローラーを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の温水自動循環装置。
【請求項５】
前記熱交換部の流入口及び流出口と、前記排出管及び循環管の連結部位に配設されており、前記熱交換部と前記排出管及び循環管とを容易に連結又は分離できるクイックコネクターを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の温水自動循環装置。
【請求項６】
前記クイックコネクターは、中央の固定部を基準として両方向に対称となっており、両端方向に内径が減少しながら突出部を有する一対の雄プラグと、前記突出部を有する雄プラグが一端に嵌合され、他端にはシリコンチューブ及びカバーが外挿されて固定されている一対の雌プラグと、前記雄プラグ及び雌プラグがそれぞれ内挿された雄プラグケースと雌プラグケースにそれぞれ配設されて前記両プラグの結合の深さを調整する固定手段と、を含むことを特徴とする請求項５に記載の温水自動循環装置。
【請求項７】
前記排出弁の後端部にある排出管が２つに分離され、前記分離された排出管には流量調節装置がそれぞれ具備されることにより、前記熱交換部に供給される温水量を調節することを特徴とする請求項１に記載の温水自動循環装置。
【請求項８】
前記電気ヒーターは、全ての外面が腐食を抑制するステンレス膜で密封されていることを特徴とする請求項１に記載の温水自動循環装置。
【請求項９】
前記ボイラーは、前記ボイラーの排出口側へ３°乃至５°の傾斜が形成されるように設置されることを特徴とする請求項１に記載の温水自動循環装置。
【請求項１０】
前記排出弁は、バルブケースと、前記バルブケースの内部に形成された溝を貫通しながら一端にはナットが固定され、他端にはバルブヘッドが形成されたバルブステムと、前記バルブヘッドに結合されて前記バルブケースの内部の溝とバルブヘッドとの間に水密性を提供するバルブ膜カバーと、前記バルブステムに外挿されて前記ナットによって圧縮固定されて前記バルブ膜カバーを前記バルブケースの溝に密着させる弾性力を提供する圧縮バネと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の温水自動循環装置。
【請求項１１】
前記供給弁は、円錐形の供給弁と円筒形の供給弁とが直列に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の温水自動循環装置。
【請求項１２】
前記円錐形の供給弁は、バルブケースと、前記バルブケースに内設されて上広下狭の中空形の円錐状の外周面に給水部が形成されたバルブ膜支持台と、前記バルブケースとバルブ膜支持台との間に固定されて下端部が外圧によって上下移動可能なバルブ膜と、を含むことを特徴とし、前記円筒形の供給弁は、バルブケースと、前記バルブケースに内設されて上下移動自在なバルブ本体と、前記バルブケースの下端に一端が固定され、他端は前記バルブ本体の内面上部に結合されて前記バルブ本体を上昇させる弾性力を提供するバネと、を含むことを特徴とする請求項１１に記載の温水自動循環装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温水自動循環装置に係り、より詳しくは、上部及び下部にそれぞれ供給口及び排出口が配設されたボイラーと、前記ボイラーの内部下端に底面と非接触しながら水平に設置されて前記ボイラーの内部に熱を供給する電気ヒーターと、前記ボイラーの供給口及び供給管に連結されて前記ボイラーに冷水を供給する水タンクと、前記ボイラーの排出口及び排出管に流入口が連結され、前記水タンク及び循環管に流出口が連結されて外部へ熱を伝達する熱交換部と、前記供給管及び排出管にそれぞれ配設されて前記ボイラー内部の蒸気圧によって自動に開閉される供給弁及び排出弁とを含み、循環ポンプやその他の動力を用いた手段を使用せず自動に温水を生産及び循環させることで敷きパッド、ベッドカバー、布団、毛布、カーシートなどの暖房装置若しくは物理治療機として使用されるホットパッドなどに前記温水を引き続いて供給できる温水自動循環装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、上記のような敷きパッド、ホットパッドなどに熱を供給する方式は主に電気を利用したもので、かかる従来の電熱器式電気毛布、電気敷布団、或いはホットパッドは局部暖房や保温の一つの方法としては効果的であった。
しかし、これらの電熱器式装置は熱源として電熱線を用いることにより人体に有害な電磁波が発生するが、研究結果によれば人間に有害な電磁波の強さは最下２〜４ｍＧであり、前記電熱器式装置から発生する電磁波の強さはおおよそ５０ｍＧから多くは１，０００ｍＧを超えるものもあることが明らかになった。
【０００３】
このように従来の電熱器式装置は人間の健康に極めて有害であるという問題点があるので、妊産婦、老人や弱者はいうまでもなく一般人もなるべく使用を控えている実情である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上述した問題点を解決するために案出されたもので、本発明が解決しようとする技術的な課題は、人体に有害な電磁波を全く発生させない温水を熱源として使用するとともに、水が水蒸気に変わるとき増加する体積変化に応じた蒸気圧の変化及び前記蒸気圧の変化によって自動に開閉されるバルブを用いて別途の動力を用いず前記温水を距離及び高さと関係なく引き続いて生産及び循環させることができる、人体に安全で且つ製造コストの低い温水自動循環装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前述の技術的な課題を解決するための本発明による温水自動循環装置は、上部及び下部にそれぞれ供給口及び排出口が配設されており、前記供給口に冷水が供給されて前記排出口へ温水を排出するボイラーと、前記ボイラーの内部下端に底面と非接触しながら水平に設置されて前記ボイラーの内部に熱を供給する電気ヒーターと、前記ボイラーの供給口及び供給管に連結されて前記ボイラーに冷水を供給する水タンクと、前記ボイラーの排出口及び排出管に流入口が連結され、前記水タンク及び循環管に流出口が連結されて外部へ熱を伝達する熱交換部と、前記供給管及び排出管にそれぞれ配設されて前記ボイラー内部の蒸気圧によって自動に開閉される供給弁及び排出弁とを含むことを特徴とする。
【０００６】
本発明による温水自動循環装置は、前記排出弁の後端部にある排出管に配設されており、前記排出管の内部の温水と蒸気とを分離する騒音緩衝器を更に含むことを特徴とする。  
【０００７】
該騒音緩衝器は、内部空間が上広下狭の形態であり、内部の底面に傾斜面が形成された騒音緩衝器の胴体と、本発明による温水自動循環装置は、前記騒音緩衝器の胴体の上部及び下部の一側面にそれぞれ結合された流入口及び流出口と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
本発明による温水自動循環装置は、前記ボイラー内部の温度を計測して前記電気ヒーターに対する電気供給を制御する温度コントローラーを更に含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明による温水自動循環装置は、前記熱交換部の流入口及び流出口と、前記排出管及び循環管の連結部位に配設されており、前記熱交換部と前記排出管及び循環管とを容易に連結又は分離できるクイックコネクターを更に含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明の前記クイックコネクター(Quick Connector)は、中央の固定部を基準として両方向に対称であって、両端方向に内径が減少しながら突出部を有する一対の雄プラグと、前記突出部を有する雄プラグが一端に嵌合され、他端にはシリコンチューブ及びカバーが外挿されて固定されている一対の雌プラグと、前記雄プラグ及び雌プラグがそれぞれ内挿された雄プラグケースと雌プラグケースにそれぞれ配設されて前記両プラグの結合の深さを調整する固定手段と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
本発明による温水自動循環装置は、前記排出弁の後端部にある排出管が２つに分離され、前記分離された排出管には流量調節装置がそれぞれ具備されることにより、前記熱交換部に供給される温水量を調節することを特徴とする。
【００１２】
本発明の前記電気ヒーターは、全ての外面が腐食を抑制するステンレス膜で密封されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の前記ボイラーは、前記ボイラーの排出口側へ３°乃至５°の傾斜が形成されるように設置されることを特徴とする。
【００１４】
本発明の前記排出弁は、バルブケースと、前記バルブケースの内部に形成された溝を貫通しながら一端にはナットが固定され、他端にはバルブヘッドが形成されたバルブステムと、前記バルブヘッドに結合されて前記バルブケースの内部の溝とバルブヘッドとの間に水密性を提供するバルブ膜カバーと、前記バルブステムに外挿されて前記ナットによって圧縮固定されて前記バルブ膜カバーを前記バルブケースの溝に密着させる弾性力を提供する圧縮バネと、を含むことを特徴とする。
【００１５】
本発明の前記供給弁は、円錐(cone)形の供給弁と円筒形の供給弁とが直列に配設されていることを特徴とする。
【００１６】
本発明の前記円錐形の供給弁は、バルブケースと、前記バルブケースに内設されて上広下狭の中空形の円錐状の外周面に給水部が形成されたバルブ膜支持台と、前記バルブケースとバルブ膜支持台との間に固定されて下端部が外圧によって上下移動可能なバルブ膜と、を含むことを特徴とし、前記円筒形の供給弁は、バルブケースと、前記バルブケースに内設されて上下移動自在なバルブ本体と、前記バルブケースの下端に一端が固定され、他端は前記バルブ本体の内面上部に結合されて前記バルブ本体を上昇させる弾性力を提供するバネと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように本発明による温水自動循環装置は、人体に有害な電磁波を全く発生させない温水を熱源として用いるとともに、水が水蒸気に変わるとき増加する体積変化に応じた蒸気圧の変化及び前記蒸気圧の変化によって自動に開閉されるバルブを用いて別途のポンプなどを用いず前記温水を距離及び高さに関係なく引き続いて生産及び循環させ、熱交換部を容易に連結・分離できるようにすることで布団、カーペット、敷きパッド、ホットパッドなど様々な日常生活用品の加熱だけでなく電熱器具による近接加熱やモーターポンプを利用することができない微生物実験の熱源提供及び医療器具などに安全で且つ簡便に使用できるという効果があり、またボイラーのサイズ及び電気ヒーターの容量を超小型にするか、或いは超大型にすることができるので、非常に多様な分野における熱源供給用として使用できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して本発明による温水自動循環装置の好適な実施形態を詳細に説明する。更に、以下の添付図面は本発明の好適な実施形態を説明するための一例であって、本発明は添付図面又は該図面に基づいた説明により限定されないことは明らかである。
【００１９】
図１は、本発明による温水自動循環装置の全体構成図である。
同図に示すように、本発明による温水自動循環装置は、冷水を供給し、循環された冷水を貯蔵する水タンク１と、前記水タンク１から冷水が供給されて温水を排出するボイラー２、前記ボイラーの内部に熱を供給する電気ヒーター３、前記ボイラーから排出された温水を熱源として外部へ熱を伝達する熱交換部４とを含み、前記水タンク１とボイラー２を供給管５で連結し、前記ボイラー２と熱交換部４を排出管６で連結し、前記熱交換部４と水タンク１は循環管７で連結する。そして、前記供給管５及び排出管６には前記ボイラー２内部の蒸気圧によって自動に開閉されることにより、冷水の供給及び温水の排出を制御する供給弁８、９及び排出弁１０が配設されている。
【００２０】
前記水タンク１は、通常、水を貯蔵する際に用いられるもので、上部に循環されて戻る冷水が供給される流入口１ａが形成され、下部には冷水をボイラー２に排出できる流出口１ｂが形成される。前記水タンク１は内部の冷水が重力によって前記供給管５に排出できるようにボイラー２よりも高い位置に設置されることが望ましい。
【００２１】
前記ボイラー２には上部に供給管５と連結されて水タンク１から供給される冷水を流入できる供給口２ａが形成され、下部に排出管６と連結されて温水を排出できる排出口２ｂがそれぞれ形成される。
【００２２】
ここで、前記ボイラー２は底面が前記排出口２ｂ側へ３°乃至５°の傾斜が形成されるように設置されることが望ましい。その理由は前記ボイラー２から排出される温水がより容易に排出できるようにすることにより温水が供給される間水蒸気とともに排出されることを最大限防止して騒音を省くためである。
【００２３】
そして、前記ボイラー２の内部には供給された冷水を加熱して温水及び水蒸気を発生させることができる電気ヒーター３が設けられるが、前記電気ヒーター３は、図１に示したように、ボイラー２の下端部に水平に設置されると共に、且つボイラー２の底面とは接触しないように一定の間隔を隔てて設置されることが望ましい。
【００２４】
前述のように電気ヒーター３をボイラー２の下端底面に近接して水平に設置しなければならない理由は説明すると、次の通りである。
水タンク１からボイラー２に供給された冷水が加熱されると水蒸気が生成され、前記生成された水蒸気による蒸気圧の増加で排出弁１０が開放されて温水がボイラー２から排出されるが、これによってボイラー２の内部の温水の水位は次第に減少する。従って、ボイラー２の内部の温水を全部排出して熱交換部４に供給するためには、全ての温水を排出するまでボイラー２の内部に引き続いて水蒸気を発生させて蒸気圧を維持させることが必要となり、このため電気ヒーター３をボイラーの下端部に水平に設置しなければならない。そうすると、温水の水位が減少しても電気ヒーター３が引き続いて温水と最大面積で接触して加熱することで水蒸気を発生させることができ、これによってボイラー２内の全ての温水を排出させることができるからである。
【００２５】
もし、電気ヒーター３を本発明と異なり上部などに設置すれば、一定量の温水が排出された後は電気ヒーター３が温水と直接接触しないので熱伝達が容易に行われず、よって蒸気圧が維持されなくなりボイラー２の温水を全部循環させることができないという問題が発生する。
また、電気ヒーター３をボイラー２の下端底面と接触して設置すると、前記電気ヒーター３から発散する熱がボイラー２の表面に伝達され、ボイラー２の内部に生成された水蒸気が、前記ボイラー２の表面からの熱が伝達され熱損失が容易に行われず、これによって温水が全部排出された以降もボイラー内部の蒸気圧が減少しないようになる。
ボイラー２の内部の蒸気圧が減少しないと、供給弁８、９が開放されないことになり、その結果冷水の供給が遮断されて温水循環サイクルが順調に行われないかもしれない。従って、前記電気ヒーター３はボイラー２の底面と接触しないように設置することが望ましい。
【００２６】
更に、前記電気ヒーター３は、全ての外面が腐食を防止するステンレス膜１３で密封されていることが望ましい。前記電気ヒーター３の表面では引き続いて冷水と温水が繰り返して接触するので、腐食に弱くなりがちである。
従って、前記ステンレス膜１３からなる保護膜を前記電気ヒーター３の全表面に密封することで前記電気ヒーター３が短期間内に腐食することを防止することができる。
【００２７】
図１に示したように、前記ボイラー２の外部には前記ボイラー２内部の温度を計測して前記電気ヒーター３に対する電気供給を制御することにより安全装置として働く温度コントローラー１１が設置される。
【００２８】
図２は、本発明による前記温度コントローラー１１の装置構成図を示すもので、同図に示すように前記温度コントローラー１１は、ボイラーの上部又は下部に取り付けられて前記ボイラーの内部温度をセンシングする温度計測センサー１１ａと、電気ヒーター３と連結された電源装置１１ｂと、前記温度計測センサー１１ａからの計測信号が伝達されてボイラー２の内部温度が一定の温度以上になると前記電気ヒーター３の電源を遮断させる温度制御部１１ｃと、から構成される。
【００２９】
前記温度コントローラー１１は、ボイラー２の温水が排出弁１０を介して全部排出された後もボイラー２の内部の蒸気圧が減少せず温度が上昇する場合、前記電気ヒーター３の電源を遮断することでボイラー２内の蒸気圧を減少させ、これによって冷水を供給するようにして循環サイクルを再開できるようにする機能を遂行する。
前記温度コントローラー１１は単に安全装置であることから、温度コントローラー１１による電気ヒーター３の電源遮断無しに自動的に温水循環が行われるようにするためには、ボイラー２のサイズ及び電気ヒーター３の容量が重要となる。もし、電気ヒーター３の容量がボイラー２のサイズよりもあまりにも小さいか或いは大きければ温水循環が自動的に行われないようになる。
【００３０】
即ち、電気ヒーター３の容量がボイラー２のサイズに比べてあまり小さければ、冷水から水蒸気を発生させることが困難であるため、温水が排出できる程度の蒸気圧を発生させることが不可能になり、これに対し、電気ヒーター３の容量がボイラー２のサイズに比べてあまり大きければ、温水を排出した後ボイラーの内部の蒸気圧の減少が速やかに行われず、つまり温度コントローラー１１の電源遮断に依存しなければならないという結果が発生する。
【００３１】
本発明による温水の自動循環が温度コントローラー１１によらず引き続いて行われるためには、ボイラー２から排出される温水の温度は９５℃以下で、温水排出時のボイラー２内の水蒸気の温度は１００℃乃至１００℃を少し上回る程度の範囲であることが望ましい。
もし、温水排出時のボイラー２の内部の水蒸気の温度が１００℃を遥かに超えた場合は、温水排出後、水蒸気の凝結に必要な熱損失に多くの所要時間がかかるので、電気ヒーター３が過熱してしまい、その結果温度コントローラー１１が作動するようになる。従って、電気ヒーター３の容量はボイラー２のサイズに合わせて適宜な範囲で選択すべき、あまり小さくとも或いは大きくともならないようにしなければならない。
【００３２】
本発明による実験結果によれば、ボイラーの体積が１００ｃｃである場合、２０℃の冷水１００ｃｃを３０Ｗ容量の電気ヒーター３で加熱するとき、１００℃の温水を生産供給するために所要されるエネルギーは約８５４０ｃａｌ、つまり３５８６８Ｊであって、温水循環には約２０分の時間がかかった。この際、ボイラー２から排出される温水の温度は９５℃から始まって最後に排出される温水の温度は１００℃であることが分かった。
【００３３】
他の実験結果によれば、やはりボイラー２の体積が１００ｃｃである場合２４００Ｗ容量の電気ヒーター３で加熱するときに排出される温水の温度は６５℃乃至７０℃であり、温水循環には約５秒かかった。
【００３４】
前記の実験結果を綜合してみるとき、本発明による温水自動循環装置によって温水を自動的に生産して循環させるためには、ボイラー２の体積１００ｃｃを基準としたとき電気ヒーター３は最小３０Ｗから最大２４００Ｗ以内の容量を利用することが望ましい。
もちろん、ボイラー２の体積を異にすれば、それに応じて電気ヒーター３の容量も温水を自動に循環させることができる蒸気圧の発生及び蒸気圧の減少が行われるように適宜な範囲で選択しなければならないのは明らかである。
【００３５】
図３は、本発明の騒音緩衝器１２の構成図である。
同図に示したように、前記騒音緩衝器１２は、内部空間が上広下狭の形態であり、内部の底面に傾斜面１２ｄが形成された騒音緩衝器の胴体１２ａと、前記騒音緩衝器の胴体の上部及び下部の一側面にそれぞれ結合された流入口１２ｂと、流出口１２ｃと、からなる。
前記騒音緩衝器１２は、前記排出弁１０よりも後端部にある排出管６に設置されることが望ましい。
【００３６】
前記騒音緩衝器１２は排出管６から発生する騒音や振動などを防止するためのものである。前記ボイラー２内部の冷水が電気ヒーター３によって加熱されて水蒸気が発生しながら蒸気圧が増加すると温水が排出されるが、最初の排出時は蒸気圧が弱いから温水が徐々に排出されるが、次第に温水の水位が減少すると単位時間当たりの水蒸気発生量は更に多くなり、且つ蒸気圧も極めて大きくなる。
従って、ボイラー２から温水がほとんど排出されると、すなわち温水が電気ヒーター３の底面と接触する程度であれば、ボイラー２内の蒸気圧は一層高くなり、そのため高圧によって残りの温水のみならず、水蒸気も一緒にボイラー２の排出口を介して排出されるようになる。このように排出された温水及び水蒸気は排出管６内で共鳴現象又は水撃作用（Water Hammering）を起こして騒音や排出管の振動などを誘発させる可能性がある。
【００３７】
このような騒音、振動を防止するためには、同図に示したように、前記騒音緩衝器１２の胴体１２ａは蒸気圧を減少させることができる空間が確保されるように、排出管６の直径より大きくし、上部から下部に行くほど次第に断面積が減少する上広下狭状の円柱又は矩形柱にすることが望ましい。
前記騒音緩衝器の胴体１２ａに温水及び蒸気が流入口１２ｂを介して流入すると、比重差によって温水は騒音緩衝器の胴体１２ａの下端部に充填され、蒸気は上端部に充填されることによって、互いに分離される。
【００３８】
前記分離された温水は、騒音緩衝器の流出口１２ｃを介して排出されるが、上部の水蒸気と共に排出されることを防止するために、最大限温水が流出口１２ｃの高さだけ充たされるように、前記騒音緩衝器の胴体１２ａは上部より下部が狭くなるように構成し、また温水の排出をより有利にするために騒音緩衝器の胴体１２ａの下端面には一定した勾配を有する傾斜面１２ｄを形成することが望ましい。
本発明の前記熱交換部４は、前記ボイラー２の排出口２ｂ及び排出管６に連結される流入口４ａと、前記水タンク１及び循環管７に連結される流出口４ｂとを含み、前記排出管６から温水が供給されて外部へ熱を伝達し、冷却された冷水を循環管７を介して更に水タンク１に循環させる。
【００３９】
ここで、前記熱交換部４はマット、布団など様々な製品に適用可能であるが、上記のような多様な製品に本発明による温水自動循環装置を容易に適用するために、前記連結部位にクイックコネクター（Quick Connector）１４を配設することにより、前記熱交換部４を排出管６及び循環管７と容易に連結及び分離できるようにすることが望ましい。
【００４０】
図４は、本発明の前記クイックコネクター１４の構成図であって、同図に示したように、前記クイックコネクター１４は、中央の固定部を基準として両方向に対称となっており、両端方向に内径が減少しながら突出部を有する一対の雄プラグ１４ａと、前記突出部を有する雄プラグ１４ａが一端に嵌合され、他端にはシリコンチューブ１４ｂ及びシリコンカバー１４ｊが外挿されて固定された一対の雌プラグ１４ｃと、前記雄プラグ１４ａ及び雌プラグ１４ｃがそれぞれ内挿された雄プラグケース１４ｄと、雌プラグケース１４ｅと、前記雄プラグケース１４ｄ及び雌プラグケース１４ｅにそれぞれ配設されて前記両プラグの結合の深さを調整する固定手段と、から構成される。
【００４１】
前記雄プラグ１４ａは、２つが一対に設けられており、１つの一端は前記排出管６と連結され、他端は前記熱交換部４の流入口４ａが連結された前記雌プラグ１４ｃと連結され、もう一つの一端は前記循環管７と連結され、他端は前記熱交換部４の流出口４ｂが連結された雌プラグ１４ｃと連結される。
前記雌プラグ１４ｃも前記雄プラグ１４ａと同様に２つが一対に設けられており、一端は前記雄プラグ１４ａと連結され、他端にはシリコンチューブ１４ｂ及びシリコンカバー１４ｊが外挿されて固定されており、前記熱交換部４の流入口４ａ及び流出口４ｂと連結される。ここで、前記シリコンカバー１４ｊは前記連結部位を保護する役割をする。
【００４２】
前記雄プラグ１４ａは結合をより強くするとともに水密性を向上させるために雌プラグ１４ｂの直径よりも若干大きくし、前記雌プラグ１４ｂは、高温によく耐えられ、弾力性を有することから前記連結部位の漏水を防止できるシリコン材質にすることが望ましい。
そして、前記雄プラグ１４ａ及び雌プラグ１４ｃが内挿される雄プラグケース１４ｄ及び雌プラグケース１４ｅには、前記プラグの結合の深さを調整することができる固定手段が具備されているが、前記固定手段は雄プラグ固定部１４ｇ及び調整部１４ｈが雄プラグケース１４ｄに形成され、雌プラグ固定部１４ｉは前記雌プラグケース１４ｅに形成されており、前記プラグの連結時に前記調整部１４ｈによって両プラグ固定部の歯車が噛み合う程度を調整して結合の深さを簡単に調整できる。
【００４３】
更に、前記排出弁１０の後端部にある排出管６を２つに分離した後、前記分離されたそれぞれの排出管６に流量調節装置を配設することで、前記熱交換部４に供給される温水量を調整することができる。
これは、特に前記熱交換部４をマットなどのような製品に適用する場合に複数ユーザーが使用するときにユーザーによって所望する温度が異なることがあるので、前記熱交換部４の内部の配管を二重に区切り、前記区切られた配管に流入する温水をそれぞれ調節することができるように前記のように排出管６を２つに分離し、それぞれに流量調節装置を配設して温水量を調節すれば、ユーザーが必要によって容易に温度を調節可能である。
【００４４】
図５は、本発明による排出弁１０の構成図であって、同図に示したように、前記排出弁１０は、バルブケース１０ａと、前記バルブケース１０ａの内部に形成された溝を貫通しながら一端にはナット１０ｂが固定され、他端にはバルブヘッド１０ｃが形成されたバルブステム１０ｄと、前記バルブヘッド１０ｃに結合されて前記バルブケース１０ａの内部の溝とバルブヘッド１０ｃとの間に水密性を供するバルブ膜カバー１０ｅと、前記バルブステム１０ｄに外挿されて前記ナット１０ｂによって圧縮固定されて前記バルブ膜カバー１０ｅを前記バルブケース１０ａの溝に密着させる弾性力を供する圧縮バネ１０ｆと、からなる。
【００４５】
前記排出弁１０は、平常時は圧縮バネ１０ｆによって閉じており、ボイラー２の蒸気圧が前記圧縮バネ１０ｆの弾性力より大きくなると、バルブステム１０ｄが下方に移動しながら開放されて、ボイラー２の温水を排出管６へ排出するようになる。
つまり、前記排出弁１０は、ボイラー２の蒸気圧が圧縮バネ１０ｆの強度より小さいときは閉じており、ボイラー２の蒸気圧が圧縮バネ１０ｆの強度より大きくなると開放されるので、蒸気圧によって自動で開閉可能になる。
【００４６】
前記排出弁１０の圧縮バネ１０ｆの強度が大きければ大きいほど温水を排出するためのボイラー２内の蒸気圧が大きくならなければならないので、温水を高いところや遠いところへ供給するためには、前記圧縮バネ１０ｆの強度を大きくすることが良いが、この場合水蒸気の温度が上昇しすぎて、温水循環に多くの時間がかかるといった問題が発生することがあるので、適宜な範囲内の圧縮バネ１０ｆの強度を選択した方が望ましい。
そして、本発明による前記供給弁は、円錐形の供給弁と円筒形の供給弁が供給管５に直列に具備されることが望ましい。
【００４７】
図６は、本発明による円錐形の供給弁８の構成図であって、同図に示したように、前記円錐形の供給弁８は、バルブケース８ａと、前記バルブケース８ａに内設されて上広下狭の中空形の円錐状の外周面に給水部８ｂが形成されたバルブ膜支持台８ｃと、前記バルブケース８ａとバルブ膜支持台８ｃとの間に固定されており、下端部が外圧によって上下移動可能なバルブ膜８ｄと、からなる。
【００４８】
前記円錐形の供給弁９は、平常時はバルブ膜８ｄの下端部がバルブ膜支持台８ｃの傾斜面に緩く接触しているので、前記水タンク１から供給された前記ボイラー２内の冷水が前記電気ヒーター３によって加熱されて水蒸気が発生する場合、最初に発生した蒸気圧によって前記バルブ膜８ｄの下端部が上方へ押されてバルブ膜支持台８ｃの傾斜面に密着して水蒸気の漏れを遮断することになる。
尚、前記ボイラーの内部が温水を全部排出してから低気圧の状態となると、前記バルブ膜８ｄが下方に垂れながら開放されて冷水を前記ボイラー２へ供給するようになる。
【００４９】
図７は、本発明による円筒形の供給弁の構成図であって、同図に示したように、前記円筒形の供給弁９は、バルブケース９ａと、前記バルブケース９ａに内設されて上下移動自在なバルブ本体９ｂと、前記バルブケース９ａの下端に一端が固定されており、他端は前記バルブ本体９ｂの内面上部に結合されて前記バルブ本体９ｂを上昇させる弾性力を提供するバネ９ｃと、からなる。
【００５０】
前記円筒形の供給弁９は、平常時はバネ９ｃの弾性力によって前記バルブ本体９ｂが前記バルブケース９ａに緩く接触しているが、前記ボイラー２内の冷水が前記電気ヒーター３によって加熱されて水蒸気が発生すると、前記発生された最初の蒸気圧によって前記バルブ本体９ｂは前記バルブケース９ａに一層強く密着してボイラー２の内部の蒸気圧が漏れることを防止するようになる。さらに、前記ボイラー２が全ての温水を排出してボイラー２の内部が低気圧化すると、前記バネ９ｃが下方に垂れながら前記バルブ本体９ｂが下向きに移動開放されることにより、前記水タンク１から冷水を前記ボイラー２に供給することになる。
【００５１】
前記２つの供給弁８、９は、いずれか１つのバルブが破損するか、或いは異物によって作動不能状態になったら、もう一つのバルブが補助して正常的な温水循環を可能にする。
前記円錐形の供給弁８のバルブ膜８ｄの弾性力と、前記円筒形の供給弁９のバネ９ｃの強度によって冷水の供給時期が決められるので、前記バルブ膜８ｄの弾性力及びバネ９ｃの強度は適切な範囲で選択されなければならないが、前記バルブ膜８ｄの弾性力及びバネ９ｃの強度は前記水タンクから供給された供給管５内部の冷水の重力と、バルブ膜９ｄの重み、若しくはバルブ本体９ｃ自重による重力の合計より少し大きく、外部の荷重がないときは弱く閉じている程度が望ましい。
また、ボイラー２から温水が排出された後、ボイラー２の内部の蒸気圧が急速に減圧されるので、前記の供給弁８、９が十分に大きくなければ、供給時間が延長されて、かつ摩擦騒音が発生できるので、かかる騒音を省くために供給弁８、９のサイズを適宜に選択することが好ましい。
【００５２】
次に、前述したような構成を有する本発明による温水自動循環装置の作動過程について説明する。
まず、前記水タンク１に冷水を十分に充たした後、前記電気ヒーター３に電源を印加すると、ボイラー２内の空気が膨張してボイラー２の内部の圧力が高くなる。前記ボイラー２の内部の圧力が増加し続けて、前記排出弁１０を開放させると前記ボイラー２内部の空気の一部が排出され、ボイラー２の内部の温度は引き続き上昇するようになる。
前記ボイラー２の内部の温度が上昇して１０５℃に至ると、前記温度コントローラー１１によって電源が遮断される。前記電源遮断後ボイラー２の内部の温度は下降しながらボイラー２の内部の圧力も低下するが、該圧力が円錐形の供給弁８のバルブ膜８ｄの弾性力及び円筒形の供給弁９のバネ９ｃの強度を克服できるだけ気圧が低くなると、前記供給弁８、９の両方がともに開放されて前記水タンク１の冷水が供給管５を介して前記ボイラー２へ供給開始される。
【００５３】
前記ボイラー２に冷水が充たされると、ボイラーの表面温度が１０５℃以下に下がり、温度コントローラー１１によって前記電気ヒーター３に更に電源を印加して前記ボイラー２内の冷水を加熱することになる。
前記ボイラー２に充填された冷水が加熱されて７５℃程度になれば、ボイラー２の内部に圧力が発生し始め、この際発生された初期蒸気圧が前記ボイラー２の外部へ流出しないように前記供給管５の供給弁８、９は閉められる。
【００５４】
継続的な加熱によって前記ボイラー２内部の蒸気圧がさらに増加すると、前記蒸気圧によって供給弁８、９は一層強固に閉められる。温水の温度が更に増加してボイラー２内部の蒸気圧が前記排出弁１０のバネ強度を超えると、排出弁は開放されて、ボイラー２内部の温水は排出管６を介して排出され始める。
【００５５】
温水が排出され始めると、ボイラー２内部の温水の水位は次第に減少し始め、蒸気圧も増加し続ける。ボイラー２内の全ての温水が排出されると、電気ヒーター３がずっとオン状態であってもこれ以上の水蒸気は発生されず、更に電気ヒーターから発生する熱が気相ではよく伝達されないので、むしろボイラー２の内部の蒸気圧は次第に減少する。このように蒸気圧が減少してボイラー２の内部が低い気圧の状態になれば、前記供給弁８、９は自動的に開放されて水タンク１から冷水をボイラーへ再供給するようになる。
このように冷水がボイラー２に再供給されると、始めに供給される冷水はボイラー２の内部を瞬時に冷却させることにより、ボイラー２の内部の圧力を一層減少させることができ、前記ボイラー２内の圧力減少によって前記供給弁８、９は冷水をボイラー２に十分に供給できるように完全に開放される。
【００５６】
前記ボイラー２から排出された温水は、排出管１０に配設された騒音緩衝器１２に供給され、前記騒音緩衝器１２で蒸気と分離された後、熱交換部４に供給される。
前記温水が供給された熱交換部４では、前記温水を熱源として外部へ熱を伝達し、かかる熱伝達後、冷却された冷水は更に循環管７を介して排出される。
前記循環管７を介して排出された冷水は水タンク１に循環されて貯蔵され、前述のような方式によりボイラー２に再供給されることで、自動に温水循環サイクルをなすことになる。
以上、本発明による温水自動循環装置について説明したが、本発明の技術的範囲は実施形態に記載された内容に限定されるわけではなく、本発明と同様な目的を遂行するために当該技術分野における通常の知識を有する者によって修正又は変更された等価の構造は、特許請求範囲に記述された本発明の技術的思想のカテゴリ内に属することは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の温水自動循環装置の構成図である。
【図２】本発明の温度コントローラーの構成図である。
【図３】本発明の騒音緩衝器の構成図である。
【図４】本発明のクイックコネクターの構成図である。
【図５】本発明の排出弁の構成図である。
【図６】本発明の円錐(cone)形の供給弁の構成図である。
【図７】本発明の円筒(cylinder)形の供給弁の構成図である。
【符号の説明】
【００５８】
１・・水タンク、２・・ボイラー、３・・電気ヒータ、４・・熱交換部、５・・供給管、６・・排出管、７・・循環管、８・・供給弁、９・・供給弁、１０・・排出弁、１１・・温度コントローラ、１２・・騒音緩衝器、１３・・ステンレス膜、１４・・クイックコネクター。
【図１】
2007509301.tif 000003
【図２】
2007509301.tif 000004
【図３】
2007509301.tif 000005
【図４】
2007509301.tif 000006
【図５】
2007509301.tif 000007
【図６】
2007509301.tif 000008
【図７】
2007509301.tif 000009
【国際調査報告】
2007509301.tif 000010
2007509301.tif 000011