(57)【要約】【課題】過度に高温の温水が供給されるのを防止できる給湯システムを提供する。【解決手段】熱水Ｈと冷水Ｃとを混合して温水Ｍを生成する湯水混合弁１４を備える。この湯水混合弁１４は、熱水Ｈの熱水通路１３および冷水の導入通路１５を開閉する単一の混合弁体４４と生成された温水Ｍの温度に応じて混合弁体４４を駆動する混合弁駆動部４５とを有する。湯水混合弁１４からの温水導出通路２１に、その通路面積を急激に増大させたのち減少させることにより、湯水混合弁１４を通過した熱水Ｈと冷水Ｃの撹拌を促進する撹拌器１を設けた。【選択図】図４
2008170085.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱水と冷水とを混合して温水を生成する湯水混合弁を備え、
前記湯水混合弁は、前記熱水の導入通路および前記冷水の導入通路を開閉する単一の混合弁体と、前記生成された温水の温度に応じて前記弁体を駆動する混合弁駆動部とを有し、
さらに、前記湯水混合弁から温水を導出する導出通路に、この導出通路の通路面積を急激に増大させたのち減少させることにより温水の撹拌を促進する撹拌器が設けられた給湯システム。
【請求項２】
請求項１において、さらに、蒸気と前記冷水との熱交換により前記熱水を生成する熱交換器と、前記熱交換器に流入する蒸気量を調節する蒸気調節弁とを備え、
前記蒸気調節弁は、蒸気通路を開閉する蒸気弁体と、前記生成された熱水の温度に応じて前記蒸気弁体を駆動する蒸気弁駆動部とを有している給湯システム。
【請求項３】
請求項１または２において、前記撹拌器は、内径の大きい筒体と、前記筒体の一端部および他端部にそれぞれ設けられた内径の小さい流入口および流出口とを備えている給湯システム。
【請求項４】
請求項１または２において、前記撹拌器は、内径の大きい筒体と、前記筒体の一端部および他端部にそれぞれ設けられた内径の小さい流入口および流出口と、前記流入口に連通し前記筒体の内方に配置された小径の放散体とを備え、
前記放散体は、下流端の底壁と周壁とを有する筒状であり、前記周壁に前記流入口からの温水を前記放散体の内方から外方に放散する複数の放散孔が形成されている給湯システム。
【請求項５】
請求項１または２において、前記撹拌器は、内径の大きい筒体と、前記導出通路内の温水を前記筒体の一端から変向させながら前記筒体内に導入する変向部とを備え、
前記変向部は、流入口、流出口およびその間を仕切る仕切り板を有し、前記流入口から流入した温水を前記仕切り板により変向し、仕切り板の一側を通過して筒体内に導き、筒体内から前記仕切り板の他側を通過して前記流出口から流出させる給湯システム。
【請求項６】
請求項１または２において、前記撹拌器は、内径の大きい筒体と、前記筒体の一端部および他端部にそれぞれ設けられた内径の小さい流入口および流出口と、前記筒体内に配置され前記流入口から流入する温水と衝突して温水を筒体内に拡散させる衝突部材とを備えている給湯システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気で冷水を加熱することにより熱水を生成し、この熱水と冷水を混合して所定温度の温水を得るようにした給湯システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷水と熱交換器で生成された熱水とを湯水混合弁で混合して温水を生成する給湯システムが知られている。この給湯システムは、冷水の一部と蒸気を前記熱交換器に導き、この熱交換器で生成された熱水と冷水の他の一部とを湯水混合弁により混合して温水を生成している。また、前記熱交換器から熱水を導出する熱水配管内に、サーモワックスのような感熱素子を有する温度センサを設けるとともに、熱交換器へ蒸気を供給する蒸気通路に蒸気調節弁を設け、熱水の温度に応じて蒸気調節弁の開度を調節することにより、所定の熱水温度となるようにフィードバック制御している（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００―２４１０２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記構造の給湯システムでは、主として湯水混合弁の制御遅れに起因して、設定温度以上の温水が給湯口弁（カラン）から排出されるオーバーシュートを起こす場合がある。すなわち、給湯システムの運転開始前の熱水・冷水停止状態においては、配管系全体が雰囲気温度と同等の温度（温水設定温度よりも低い）になっている。運転開始のため、熱水と冷水を供給すると、給湯口弁が閉じられた状態では、湯水混合弁も雰囲気温度と同等の低温のままなので、湯水混合弁の弁体は、温水導出通路に設けた感温駆動部の動作により、熱水側が全開で冷水側が全閉となる位置に保持されている。
【０００４】
この状態で給湯口弁を開くと、湯水混合弁の熱水側の流路からのみ流入し、湯水混合弁内の上流部に存在していた冷水が排出されたのち、熱水が湯水混合弁を通過する。このとき、熱水が湯水混合弁の感温部に到達するとはじめて、サーモワックスのような感温素子が反応して弁体を移動させ、熱水側を絞り、冷水側を開き、設定温度になるようにフィードバックがかかる。しかしながら、通気初期においては、短時間ではあるが、熱水が必ず混合弁を通過してしまい、いくらかの温度低下をしながら給湯口弁に達する。給湯口弁を通過する際の温度は初めの熱水の温度や生成量、給湯口弁の弁開度や配管状況により変わるが、通過する熱量は湯水混合弁の制御遅れの時間に通過する熱水のもつ熱量である。
【０００５】
また、蒸気を熱源とする熱交換器により熱水を生成している給湯システムでは、温水少流量時のハンチングによってもオーバーシュートが発生する。温水使用中に熱水温度は８０℃〜供給蒸気圧の飽和温度近くの範囲で変動しながら推移する。温水消費量が比較的多いとき、熱交換器への蒸気供給を調節する蒸気調節弁はＯＮ（開）状態を保持するが、温水消費量が比較的少ないとき、蒸気調節弁はＯＮ−ＯＦＦ動作を繰り返し、それにつれて熱水の温度も変動する。さらに温水消費量が少ないときには、熱水の消費も少なくなるので、熱水の温度は、熱水大消費時のような大きな低下が発生せず、緩やかに低下する。熱水消費量が少なくなると、熱交換器内での過熱が起こり、熱水の温度が上昇するのに対し、蒸気調節弁の温度センサは熱水配管内に配置されているから、温度センサへの熱水流量の減少に伴い、熱交換器内の熱水温度上昇が主として熱水の自然対流で温度センサに伝達されることとなる結果、温度センサの温度上昇が遅れる。そのために、蒸気調節弁の閉動作が遅れて、熱水の最高温度が蒸気飽和温度近くまで達し、熱水の圧力もその飽和圧になる。給湯システムへの供給蒸気圧力＞供給冷水圧力である場合、上の状態では、熱水が流入する温水混合弁において熱水圧力＞冷水圧力の状態が発生する。
【０００６】
４０℃設定で少流量（３L/min 程度）の温水を使用しているとき、前述のとおり、熱水は緩やかに温度低下していくが、８０℃付近で蒸気調節弁が開いて熱交換器へ蒸気が供給されるので、熱水は急激に温度上昇し、飽和蒸気温度近くまで昇温して蒸気調節弁が閉じ、また緩やかに温度低下するという動作を繰り返す。温水混合弁では、熱水の温度低下に伴う温水の温度低下が生じるために、この温度低下を感知する感温駆動部の動作によって弁体の高温側の弁開度が増大している。ここに冷水圧以上の圧力の熱水が流入してくるため、一時的に冷水は混合室への流入を阻止され、熱水が温度低下できない状態となり、混合室の温度が目標温度を越えて上昇（オーバーシュート）する。これを感温駆動部が感知して弁体を閉方向へ駆動することで熱水の流入を抑え、混合室の圧力を低下させて冷水の流入を許し、温度を下げる。ところが、過度の熱水の絞込みにより、アンダーシュートとなり、数回のオーバーシュートとアンダーシュートを繰り返すハンチングが生じる。このとき、熱水側の圧力が高いので温水吐出圧の変動も伴う。
【０００７】
そこで、本発明は、温水温度のオーバーシュートおよび温水少流量時の温水温度のハンチングを抑制して、過度に高温の温水が供給されるのを防止できる給湯システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した目的を達成するために、本発明の給湯システムは、熱水と冷水とを混合して温水を生成する湯水混合弁を備え、前記湯水混合弁は、前記熱水の導入通路および前記冷水の導入通路を開閉する単一の混合弁体と、前記生成された温水の温度に応じて前記弁体を駆動する混合弁駆動部とを有し、さらに、前記湯水混合弁から温水を導出する導出通路に、この導出通路の通路面積を急激に増大させたのち減少させることにより温水の撹拌を促進する撹拌器が設けられている。
【０００９】
この構成によれば、湯水混合弁の制御遅れで、設定温度を大きく上回る熱水が湯水混合弁を通過するような場合であっても、前記熱水は、温水導出通路に設けられた撹拌器内で先行する温水または冷水と十分撹拌されるので、温水の温度が効果的に下げられる。したがって、高いピーク温度を持つ熱水がそのまま温水導出通路の給湯口弁から出ることはなく、給湯初期に発生する温水温度のオーバーシュート現象や温水少流量時の温水温度のハンチング現象におけるピーク温度を低下させることができ、これによって、過度に高温の温水が供給されるのを防止できる。
【００１０】
本発明の一態様では、さらに、蒸気と前記冷水との熱交換により前記熱水を生成する熱交換器と、前記熱交換器に流入する蒸気量を調節する蒸気調節弁とを備え、前記蒸気調節弁は、蒸気通路を開閉する蒸気弁体と、前記生成された熱水の温度に応じて前記蒸気弁体を駆動する蒸気弁駆動部とを有している。
【００１１】
この構成によれば、従来における蒸気調節弁の制御遅れに伴う温水少流量時の温水温度のハンチング現象を回避することができる。
【００１２】
また、好ましくは、前記撹拌器が、内径の大きい筒体と、前記筒体の一端部および他端部にそれぞれ設けられた内径の小さい流入口および流出口とを備えている。これにより、流入口から撹拌器内に流れ込む温水は、内径の大きい筒体内での大きな流速の変化により乱流が発生し、この乱流によって撹拌が促進されて温度が低下する。
【００１３】
好ましくは、前記撹拌器は、内径の大きい筒体と、前記筒体の一端部および他端部にそれぞれ設けられた内径の小さい流入口および流出口と、前記流入口に連通し前記筒体の内方に配置された小径の放散体とを備え、前記放散体は、下流端の底壁と周壁とを有する筒状であり、前記周壁に前記流入口からの温水を前記放散体の内方から外方に放散する複数の放散孔が形成されている。
【００１４】
この構成によれば、温水は、複数の放散孔から筒体の内部に噴出されることで、先行して筒体の内部に存在する温水との接触面積が増大する。これにより温水の撹拌が効率的に行われる。
【００１５】
さらに好ましくは、前記撹拌器は、内径の大きい筒体と、前記導出通路内の温水を前記筒体の一端から変向させながら筒体内に導入する変向部とを備え、前記変向部は、流入口、流出口およびその間を仕切る仕切り板を有し、前記流入口から流入した熱水を前記仕切り板により変向し、仕切り板の一側を通過して筒体内に導き、筒体内から前記仕切り板の他側を通過して前記流出口から流出させるようになっている。
【００１６】
この構成によれば、導出通路内の温水は、前記流入口から前記変向部の仕切り板に衝突してその流れ方向が急激に変向され、仕切り板の一側を通過して筒体内に導かれるので、温水の乱流が一層促進されて撹拌が効率的に行われる。
【００１７】
さらに好ましくは、前記撹拌器は、内径の大きい筒体と、前記筒体の一端部および他端部にそれぞれ設けられた内径の小さい流入口および流出口と、前記筒体内に配置され前記流入口から流入する温水と衝突して温水を筒体内に拡散させる衝突部材とを備えている。      
【００１８】
この構成によっても、導出通路内の温水は、前記流入口から前記衝突部材に衝突し、その流れ方向が急激に変向され、衝突部材の一側を通過して筒体内に導かれるので、温水の乱流が一層促進されて撹拌が効率的に行われる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る給湯システムによれば、混合弁体と混合弁駆動部とを有する湯水混合弁の制御遅れで、設定温度を大きく上回る熱水が湯水混合弁を通過するような場合であっても、前記熱水は、通路面積を急激に増大させたのち減少させた撹拌器内で、先行する温水または冷水と十分撹拌されるので、温水の温度が効果的に下げられ、高いピーク温度を持つ熱水がそのまま給湯口弁から出ることがなくなる。したがって、給湯初期に発生する温水温度のオーバーシュート現象や温水少流量時の温水温度のハンチング現象におけるピーク温度を低下させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る給湯システムの系統図である。同図に示す給湯システム１０は、蒸気Ｓの熱で冷水Ｃ１を加熱することにより熱水Ｈを生成するプレート型熱交換器１１を備えている。プレート型熱交換器１１は複数のプレートを重ねて、その間に蒸気Ｓの通路と冷水Ｃ１の通路とをプレートを介して交互に配置したもので、コンパクトで熱交換容量が大きい。
【００２１】
前記給湯システム１０にはさらに、給水源ＷＡから一定の水圧で供給される冷水Ｃの一部を熱水生成用の冷水Ｃ１として逆止弁３３を介して前記熱交換器１１に導く冷水通路１２と、前記熱交換器１１で生成された熱水Ｈを導出する熱水通路１３と、熱水通路１３の途中に配設された湯水混合弁１４と、前記冷水通路１２の分岐点Ａに接続されて前記冷水Ｃの他の一部を混合用の冷水Ｃ２として湯水混合弁１４に導く冷水混合用通路１５と、蒸気供給源ＶＡから供給される蒸気Ｓを前記熱交換器１１に導く蒸気通路１６と、前記熱交換器１１に供給された蒸気Ｓのドレン（凝縮水）を排出する排出通路１７とを備えている。前記湯水混合弁１４では、前記冷水Ｃ２を前記熱交換器１１からの熱水Ｈに混合して温水Ｍが生成される。
【００２２】
前記蒸気通路１６には、熱交換器１１での蒸気Ｓとの熱交換によって加熱された後の冷水Ｃ１の温度、つまり熱水Ｈの温度に応じて蒸気Ｓの流量を調節する蒸気調節弁１８が配設されている。この蒸気調節弁１８は、蒸気通路１６を開閉して蒸気Ｓの流量を調節する蒸気弁体１８ａと、熱水Ｈの温度に応じて前記蒸気弁体１８ａを駆動する蒸気弁駆動部１８ｂとを備えている。
【００２３】
前記排出通路１７にはスチームトラップ１９が配設されており、熱交換器１１から排出される蒸気Ｓとその凝縮水の混合流体が蒸気をトラップし、凝縮水のみを排出通路１７から外部にドレンＤとして排出するようになっている。
【００２４】
前記湯水混合弁１４の出口には、この湯水混合弁１４で生成された温水Ｍを温水吐出口となる給湯口弁（カラン）２２に導く温水導出通路２１が接続され、この温水導出通路２１の途中に、前記湯水混合弁１４からの温水Ｍの撹拌を促進する撹拌器１が設けられ、前記撹拌器１の下流側の温水導出通路２１に温度センサ２５が配設されている。この温度センサ２５により、湯水混合弁１４を介して給湯口弁２２に導かれる温水Ｍの温度が検出され、このとき検出した温度データは前記温度センサ２５に接続された温度表示部２６に表示され、外部から確認できるようになっている。
【００２５】
前記給水源ＷＡには手動バルブ２８を備えた冷水Ｃの供給口２７が接続され、その下流側に冷水Ｃに混在するゴミを取り除く給水用Ｙ型ストレーナ２９が配設されている。同様に、前記蒸気供給源ＶＡには手動バルブ３１を備えた蒸気Ｓの供給口３０が接続され、その下流側に蒸気用Ｙ型ストレーナ３２が配設されている。
【００２６】
前記蒸気調節弁１８は、図２に示すように、円筒状のケーシング４０を有し、蒸気通路１６を開閉して蒸気Ｓの流量を調節する蒸気弁体１８ａが下ケース４１内に、熱水Ｈの温度に応じて前記蒸気弁体１８ａを駆動する蒸気弁駆動部１８ｂが上ケース４２内に、それぞれ収納されている。蒸気弁駆動部１８ｂは、熱水通路１３と、この熱水通路１３内に位置する感熱素子（例えばサーモワックス）を内蔵し、熱水Ｈの熱エネルギを機械的変位に変換する感温部６０と、この変位を蒸気弁体１８ａに伝達する部材６１とを有している。この蒸気調節弁１８により、熱水通路１３内を流れる熱水Ｈの温度を感温部６０で感知し、この熱水Ｈの温度に応じて蒸気弁駆動部１８ｂにより前記蒸気弁体１８ａを駆動し、熱水Ｈの温度が高ければ蒸気調節弁１８により、熱交換器１１への蒸気Ｓの供給量を減少させて熱水Ｈの温度を下げ、熱水Ｈの温度が低ければ蒸気調節弁１８により、熱交換器１への蒸気Ｓの供給量を増加して熱水Ｈの温度を上昇させる。
【００２７】
つぎに、湯水混合弁１４の構造について図３を参照しながら説明する。同図において、湯水混合弁１４は、ボデイ４０内に、熱水通路１３に接続する熱水Ｈの導入口４１、混合用冷水通路１５に接続する冷水Ｃ２の導入口４２と、熱水Ｈと冷水Ｃ２を混合して温水Ｍを生成する混合室４３と、熱水導入口４１および冷水導入口４２を開閉する円盤状の単一の混合弁体４４と、生成された温水Ｍの温度に応じて混合弁体４４を駆動する混合弁駆動部４５とを備えている。この混合弁駆動部４５は、サーモワックスなどの感熱素子を有する感温部４６と、感温部４６の熱変位を混合弁体４４に伝達する弁棒４７とを有している。この湯水混合弁１４により、熱水Ｈと冷水Ｃ２とを混合して温水導出口３７から温水Ｍとして導出通路２１に導出する。
【００２８】
前記混合弁体４４は弁４７が挿入されるボス部４４ａと外周のリング部４４ｂとを放射状のリブ４４ｃで連結したもので、混合弁体４４を混合弁駆動部４５によって軸方向（図３の上下方向）に移動させることにより、リング部４４ｂの下端の熱水弁口４８と上端の冷水弁口４９の開度を調節するようになっている。つまり、単一の混合弁体４４によって熱水Ｈと冷水Ｃ２の両方の通路を開閉する。ボデイ４０の上部には、感温部４６の変位量を調整して温水Ｍの設定温度を調節するキャップ５０が装着されている。
【００２９】
前記撹拌器１は、図４に示すように、内径Ｄ１の大きい金属製の筒体２と、筒体２の一端部および他端部にそれぞれ筒体２と同心状に設けられた内径Ｄ２，Ｄ３の小さい流入口３および流出口４とを備えている。この場合、流入口３および流出口４の内径Ｄ２，Ｄ３は同一であり、攪拌効果を高めるためには、これら内径Ｄ２，Ｄ３に対して、筒体２の内径、すなわち筒体２により形成された攪拌室１Ｍの直径Ｄ１は、約２倍以上〜５倍以下（Ｄ１＝２〜５Ｄ２）で、攪拌室１Ｍの軸方向長さＬは、約５倍以上〜１０倍以下（Ｌ＝５〜１０Ｄ２）であるのが望ましい。このように、温水導出通路２１の通路面積を筒体２内で急激に増大させたのち、流出口４で減少させることにより、導出通路２１内から撹拌器１に流れ込む温水Ｍは、流速の変化などにより強い乱流が発生し、撹拌が促進されるようになっている。
【００３０】
次に、前記構成の給湯システムの動作について説明する。まず、図１において、蒸気用手動バルブ３１を開くと、蒸気供給源ＶＡからの蒸気Ｓが供給口３０から蒸気通路１６を介して蒸気調節弁１８経由で熱交換器１１に導入される。同様に、冷水用手動バルブ２８を開くと、給湯源ＷＡからの冷水Ｃの一部が熱水生成用の冷水Ｃ１として供給口２７から冷水通路１２を経て熱交換器１１に導入される。この熱交換器１１内で前記冷水Ｃ１と蒸気Ｓとが熱交換され、加熱された熱水Ｈ（例えば９０〜１００℃）は熱水通路１３を介して蒸気調節弁１８の駆動部１８ｂに導かれた後、湯水混合弁１４に導かれる。他方、冷水Ｃの一部が混合用の冷水Ｃ２として冷水混合用通路１５を経て湯水混合弁１４に導かれ、冷水Ｃ２と熱水Ｈが所定の混合割合で混合されて温水Ｍ（例えば３０〜７０℃）となる。この温水Ｍは給湯口弁２２を開くことで導出通路２１を経て、所定温度の温水Ｍとして給湯に使用される。
【００３１】
前記動作において、給湯システムの停止状態、すなわち、蒸気・給水の停止状態からの運転開始時には、前述のとおり、図３の湯水混合弁１４の熱水弁口４８が全開であるため、湯水混合弁１４の制御遅れが発生し、湯水混合弁１４の感温部４６が反応して熱水弁口４８を絞るまでの時間に、少量の熱水Ｈが湯水混合弁１４を通過して導出通路２１に流れ込む。このとき、導出通路２１には図４の撹拌器１を設けているので、流れ込んだ熱水Ｈは、この熱水Ｈに先行して導出通路２１に存在している冷水Ｃ２または温水Ｍと撹拌器１内で撹拌される。つまり、撹拌器１において、熱水Ｈは内径Ｄ２の小さい流入口３から流れ込み、続いて急激に内径Ｄ１の大きい筒体２内（攪拌室１Ｍ）に入り込み、さらに内径Ｄ３の小さい流出口４で絞り込まれるので、その際に生じる流速の変化等により強い乱流が発生し、熱水Ｈは筒体２内の冷水Ｃ２または温水Ｍと十分撹拌される。
【００３２】
これにより、図１の攪拌器１の下流の温水センサ２５で検出される温水Ｍの温度が低下し、図１６（Ａ）に示すような従来例の大きなオーバーシュート１０ａが解消され、図１６（Ｂ）に示すように、オーバーシュート１０ｂのピーク温度が大幅に低下した。また、同様に、撹拌器１内での撹拌効果により、図１７（Ａ）に示すような、給湯システムへの供給蒸気圧力が供給冷水圧力よりも大きい場合に発生する温水少流量時の温水温度のハンチング１１ａも抑制でき、図１７（Ｂ）に示すように、温水温度のハンチング１１ｂのピーク温度が低下した。
【００３３】
図５は第２実施形態の撹拌器１を示す。この第２実施形態は、第１実施形態の筒体２の内方に小径の筒状の放散体５を追加したものである。この放散体５は、筒体２と同心状であって、流入口３に連通し、流入口３と同一の内径Ｄ２を有しており、下流端の底壁５ａと周壁５ｂと備え、前記周壁５ｂに温水Ｍを前記放散体５の内方から外方に放散する放散孔６が複数個形成されている。この放散孔６は、放散体５の軸心ＣＣと直交する方向に開口するように形成されている。この第２実施形態によれば、運転開始時に流入口３から熱水Ｈが流入した場合でも、この熱水Ｈが複数の放散孔６から分散して筒体２内に噴出されるので、先行して筒体２の内部に存在する冷水Ｃ２または温水Ｍとの接触面積が増大し、熱水Ｈと冷水Ｃ２または温水Ｍとの撹拌が効果的に行われる。撹拌の効果を高めるために、流入口３および放散体５の内径Ｄ２に対し、筒体２の内径（攪拌室１Ｍの直径）Ｄ１を２．５倍以上〜５倍以下（Ｄ１＝２．５〜５．０Ｄ２）とし、攪拌室１Ｍの長さＬを５倍以上〜１０倍以下（Ｌ＝５〜１０Ｄ２）するのが望ましい。
【００３４】
図６は第３実施形態の撹拌器を示す。同図に示すように、この第３実施形態では、放散体５の軸心ＣＣの方向に並ぶ放散孔６を、軸心ＣＣと直交する径方向に対して交互に１５°ずつ逆方向に向かって開口するように傾斜させている。この第３実施形態によれば、流入口３から流入した熱水Ｈが筒体２内に一層効果的に分散されて放出されるので、熱水Ｈと冷水Ｃ２または温水Ｍとの接触面積の増大による撹拌効果が大きくなる。
【００３５】
図７は第４実施形態の撹拌器の要部を示し、（Ａ）は放散孔６の配置状態を示す放散体５の縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）のVII-VII 線断面図を示している。この第４実施形態では、図７（Ｂ）に示すように、放散体５の周壁５ｂにおける軸心ＣＣ方向の同一位置に４つの放散孔６が周方向に等間隔（９０°）で配置されており、図７（Ａ）に示すように、軸心ＣＣ方向に隣接する放散孔６，６同士が周方向に４５°ずれている。この第４実施形態によれば、やはり、放散孔６からの熱水Ｈの分散が促進されるので、撹拌効果が大きくなる。
【００３６】
図８は第５実施形態の撹拌器を示す。同図に示すように、この第５実施形態では、放散体５の周壁５ｂに複数の放散孔６を軸心ＣＣ周りに螺旋状に配置している。この放散孔６の開口方向は、放散体５の径方向と合致する筒体２の径方向に対し、軸心ＣＣ方向出口（流出口）４側に向かって約１５°傾斜しており、かつ図９（Ａ）のＩＸ−ＩＸ線断面図である図９（Ｂ）に示すように、放散体５の放射方向Ｒに対して約１５°傾斜している。この螺旋状の列における隣接する放散孔６同士は周方向に等ピッチ（例えば４５°）ずらして螺旋状に配置されている。この第５実施形態によれば、図８の放散孔６から熱水Ｈが渦巻き状の流れを形成するように斜め方向に噴出される。これにより、放散孔６から噴出した熱水Ｈが、筒体２内に先行して存在する冷水Ｃ２または温水Ｍと渦を巻きながらより長い時間接触するので、効率よく撹拌が行われる。
【００３７】
前記第２ないし第５実施形態において、流入口３，流出口４，放散体５および筒体２の内径、並びに攪拌室１Ｍの長さの好ましい関係は、図５の第２実施形態の場合と同一である。
【００３８】
図１０は第６実施形態の撹拌器を示す。同図に示すように、この撹拌器１は、内径Ｄ１（図１０の左端）の大きい筒体２Ａと、導出通路２１内の温水Ｍまたは熱水Ｈを変向させて筒体２Ａの一端から筒体２Ａ内に導入する変向部７とを備えている。この変向部７は、流入口３、流出口４およびその間を仕切る仕切り板８を備えている。流入口３と流出口４は一直線上に位置し、仕切り板８は流入口３および流出口４の開口方向に対して直交しており、その先端の一部が筒体２Ａ内に進入している。変向部７は、仕切り板８と平行に延びる筒状の接続部９を有し、この接続部９を介して筒体２Ａに接続されている。
【００３９】
この第６実施形態によれば、運転開始時に流入口２から流入した熱水Ｈは、仕切り板８に衝突してその流れが変向され、仕切り板８の一側（図１０の上側）を通過して筒体内２Ａに導かれ、筒体２Ａ内で反転して仕切り板８の他側（図１０の下側）を通過して流出口３に導かれる。その際、熱水Ｈの流れの急激な変向により強い渦や乱流が発生し、先行して前記筒体２Ａ内に残留する冷水Ｃ２または温水Ｍと筒体２Ａ内で効率よく撹拌される。撹拌を促進するために、流入口３および流出口４の内径Ｄ２，Ｄ３（Ｄ２＝Ｄ３）に対し、接続部９の内径Ｄ４は１．５倍以上〜２．５倍以下（Ｄ４＝１．５〜２．５Ｄ２）が好ましく、筒体２Ａの内径Ｄ１は３倍以上〜５倍以下（Ｄ１＝３〜５Ｄ２）で、軸方向の長さＬは５倍以上〜１０倍以下（Ｌ＝５〜１０Ｄ２）が好ましい。
【００４０】
図１１および図１２は第７実施形態の撹拌器を示す。図１１に示すように、この撹拌器１は、内径Ｄ１の大きい筒体２と、筒体２の一端部および他端部にそれぞれ筒体２と偏心状に設けられた内径Ｄ２，Ｄ３の小さい流入口３および流出口４とを備えている。流入口３と流出口４同心である。これら流入口３および流出口４は、筒体２に接続されたパイプ５３，５４の先端開口により形成されている。筒体２の内部には、流入口３から流入する温水Ｍと衝突して温水Ｍを筒体２内に拡散させる衝突部材５５が配置されている。この衝突部材５５は板材からなり、筒体２の周壁の内面に例えば溶接により固定されて、衝突面５５ａが流入口３の開口方向に対して直交している。衝突面５５ａの位置は、筒体２の軸方向の中間付近が好ましい。
【００４１】
前記衝突部材５５は、平面図である図１２に示すように、筒体２の内面に沿った半月状であり、流入口３への温水流入方向から見て、流入口３と完全に重なるように対向している。ただし、衝突部材５５の大きさ、つまり衝突面５５ａの大きさは、流入口３に完全に重ならなくても、流入口３の半分以上に重なるように、小さな半月状に設定してもよい。
【００４２】
図１１の撹拌器１において、運転開始時に流入口２から流入した熱水Ｈは、衝突部材５５の衝突面５５ａと衝突してほぼ９０°変向し、筒体２の内部で強い渦を発生する。同時に、内径Ｄ２の小さい流入口３から流入した熱水Ｈは、内径Ｄ１の大きい筒体２内（攪拌室１Ｍ）に入り込むことで通路面積を筒体２内で急激に増大させたのち、流出口４で減少させることにより、導出通路２１内から撹拌器１に流れ込む熱水Ｈは、流速の変化により，渦を含む強い乱流が発生し、撹拌が促進される。このように変向と流速変化による乱流によって、熱水Ｈは筒体２内の冷水Ｃ２または温水Ｍと十分撹拌される。
【００４３】
また、流入口３および流出口４が筒体２に対して偏心しているから、筒体２の周壁における偏心した流入口３に近い部位に衝突部材５５を支持させることにより、小さな衝突部材５５によって流入口３の全体に対向させて強い変向を付与できる利点がある。さらに、導出通路２１の周囲の一方側にのみスペースがある場合が多く、その場合、スペースのある側に、偏心した筒体２の膨出部分（図１１の右側部分）を向けることにより、攪拌器１の配置が容易になる。
【００４４】
この第７実施形態の場合、図１１の流入口３および流出口４の内径Ｄ２，Ｄ３は同一であり、攪拌効果を高めるためには、これら内径Ｄ２，Ｄ３に対して、筒体２の内径、すなわち筒体２により形成された攪拌室１Ｍの直径Ｄ１は、約２倍以上〜５倍以下（Ｄ１＝２〜５Ｄ２）で、攪拌室１Ｍの軸方向長さＬは、約２倍以上〜１０倍以下（Ｌ＝２〜１０Ｄ２）、より好ましくは２．５〜５倍（Ｌ＝２．５〜５Ｄ２）であるのが望ましい。
【００４５】
図１３および図１４は第８実施形態の撹拌器を示す。筒体２と流入口３および流出口４との偏心関係は図１１および図１２に示した第７実施形態と同一である。衝突部材５５は、図１４に示すように、筒体２の膨出側（図１３の右側）から見てＵ字状である。この衝突部材５５は板材からなり、左右１対の脚部５５ｂ，５５ｂと、その上端部に連なる頂壁部５５ｃとを有し、頂壁部５５ｃの上面が、流入口３の開口方向に対して直交する衝突面５５ａとなっている。前記脚部５５ｂが、筒体２の底壁の内面に例えば溶接により固定されて筒体２に支持されている。衝突面５５ａの位置は、筒体２の軸方向の中間付近よりも流入口３に近い位置が、強い変向を付与するために好ましい。
【００４６】
前記衝突面５５ａは、図１５に示すように、長方形であり、流入口３への温水流入方向から見て、流入口３とほぼ完全に重なるように対向している。ただし、衝突面５５ａの大きさは、流入口３に完全に重ならなくても、流入口３の半分以上に重なるように、小さな形状に設定してもよい。
【００４７】
図１３の撹拌器１において、運転開始時に流入口２から流入した熱水Ｈは、衝突部材５５の衝突面５５ａと衝突してほぼ９０°変向し、さらに頂壁部５５ｃの下側に回り込むことにより、筒体２の内部で強い渦を発生する。同時に、内径Ｄ２の小さい流入口３から流入した熱水Ｈは、内径Ｄ１の大きい筒体２内（攪拌室１Ｍ）に入り込み、前記変向および周り込みを行いながら、内径Ｄ３の小さい流出口４で絞り込まれるので、その際に生じる流速の変化等により渦を含む乱流が発生する。このように変向と流速変化による乱流によって、熱水Ｈは筒体２内の冷水Ｃ２または温水Ｍと十分撹拌される。また、流入口３および流出口４が筒体２に対して偏心しているから、導出通路２１の周囲の一方側にのみスペースがある場合に、スペースのある側に、偏心した筒体２の膨出部分（図１３の右側部分）を向けることにより、攪拌器１の配置が容易になる。
【００４８】
この第８実施形態の場合、図１１の流入口３および流出口４の内径Ｄ２，Ｄ３は同一であり、攪拌効果を高めるためには、これら内径Ｄ２，Ｄ３に対して、筒体２の内径、すなわち筒体２により形成された攪拌室１Ｍの直径Ｄ１は、約２倍以上〜５倍以下（Ｄ１＝２〜５Ｄ２）で、攪拌室１Ｍの軸方向長さＬは、約２倍以上〜１０倍以下（Ｌ＝２〜１０Ｄ２）、より好ましくは２．５〜５倍（Ｌ＝２．５〜５Ｄ２）であるのが望ましい。
【００４９】
なお、前記第２実施形態から第８実施形態において、筒体２は円筒状であるが、例えば四角形状や三角形状または異形の横断面形状でもよい。その場合、筒体２の内径Ｄ１は、横断面積の平方根である有効内径となる。また、放射体５の放散孔６の横断面形状は円形としたが、例えばスリット状でもよく、四角形状や三角形状等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係る給湯システムの系統図である。
【図２】同給湯システムで用いる蒸気調節弁の縦断面図である。
【図３】同給湯システムで用いる湯水混合弁の縦断面図である。
【図４】第１実施形態の撹拌器を示す縦断面図である。
【図５】第２実施形態の撹拌器を示す縦断面図である。
【図６】第３実施形態の撹拌器を示す縦断面図である。
【図７】（Ａ）は第４実施形態の放散体を示す縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）のVII-VII 線断面図である。
【図８】第５実施形態の撹拌器を示す縦断面図である。
【図９】（Ａ）は第５実施形態の放散体を示す縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）のIX-IX 線断面図である。
【図１０】第６実施形態の撹拌器を示す縦断面図である。
【図１１】第７実施形態の撹拌器を示す縦断面図である。
【図１２】第７実施形態の撹拌器を示す平面図である。
【図１３】第８実施形態の撹拌器を示す縦断側面図である。
【図１４】第８実施形態の撹拌器を示す縦断正面図である。
【図１５】第８実施形態の撹拌器を示す平面図である。
【図１６】通気初期の温水温度を示す特性図であり、（Ａ）は従来例、（Ｂ）は本発明の場合をそれぞれ示す。
【図１７】温水少流量時の温水温度を示す特性図であり、（Ａ）は従来例、（Ｂ）は本発明の場合をそれぞれ示す。
【符号の説明】
【００５１】
１  撹拌器
２，２Ａ  筒体
３  流入口
４  流出口
５  放散体
６  放散孔
７  変向部
８  仕切り板
１０  給湯システム
１１  熱交換器
１４  湯水混合弁
１８  蒸気調節弁
１８ａ  蒸気弁体
１８ｂ  蒸気弁駆動部
２１  導出通路
５５  衝突部材
Ｃ（Ｃ１，Ｃ２）  冷水
Ｈ    熱水
Ｍ    温水
Ｓ    蒸気
【図１】
2008170085.tif 000003
【図２】
2008170085.tif 000004
【図３】
2008170085.tif 000005
【図４】
2008170085.tif 000006
【図５】
2008170085.tif 000007
【図６】
2008170085.tif 000008
【図７】
2008170085.tif 000009
【図８】
2008170085.tif 000010
【図９】
2008170085.tif 000011
【図１０】
2008170085.tif 000012
【図１１】
2008170085.tif 000013
【図１２】
2008170085.tif 000014
【図１３】
2008170085.tif 000015
【図１４】
2008170085.tif 000016
【図１５】
2008170085.tif 000017
【図１６】
2008170085.tif 000018
【図１７】
2008170085.tif 000019