槽内圧力調整装置
【課題】 開放型の加熱槽または膨張槽に収容されている熱媒体Ａが槽内の圧力変化に伴い直接大気と接触することによる大気汚染、蒸気のエネルギ損失、熱媒体の濃度変化、熱媒体の酸化劣化等の問題を簡易な構成で安価に解決できる槽内圧力調整装置を提供する。
【解決手段】 熱媒体槽１０の上部槽壁から延出する通気管１２に２つの背圧式排気弁１を取り付け、槽内が背圧式排気弁１を介して外部雰囲気と連通可能に構成し、背圧式排気弁１が、筒状の弁体２と、弁体２内を往復移動可能な球状の弁蓋３と、弁蓋３の直径より小径の開口部４ａ，５ａを有し弁蓋３の移動方向の両側に位置する１対の弁座４，５とを備えてなり、２つの背圧式排気弁１の夫々が、取り付け状態において、弁体２の長手方向が鉛直方向成分を有し、第１の背圧式排気弁１ａの下側に位置する吐出弁座５と、第２の背圧式排気弁１ｂの上側に位置する吐出弁座５が、夫々通気管１２に連通している。
【解決手段】 熱媒体槽１０の上部槽壁から延出する通気管１２に２つの背圧式排気弁１を取り付け、槽内が背圧式排気弁１を介して外部雰囲気と連通可能に構成し、背圧式排気弁１が、筒状の弁体２と、弁体２内を往復移動可能な球状の弁蓋３と、弁蓋３の直径より小径の開口部４ａ，５ａを有し弁蓋３の移動方向の両側に位置する１対の弁座４，５とを備えてなり、２つの背圧式排気弁１の夫々が、取り付け状態において、弁体２の長手方向が鉛直方向成分を有し、第１の背圧式排気弁１ａの下側に位置する吐出弁座５と、第２の背圧式排気弁１ｂの上側に位置する吐出弁座５が、夫々通気管１２に連通している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部に収容する熱媒体を加熱可能な加熱槽または内部に温度変化を伴う熱媒体を収容可能な膨張槽からなる熱媒体槽の槽内の圧力を調整するための槽内圧力調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の一般的な加熱システムにおける加熱槽または膨張槽２０は、図７に示すように、槽壁の上部に通気管２２を取り付け、加熱時において槽内の熱媒体液Ａ、空気、飽和蒸気の体積が膨張し内部圧力が上昇した時に、当該通気管２２を介して内部圧力の上昇を大気に開放し、逆に温度低下時において槽内の熱媒体液Ａ、空気、飽和蒸気の体積が収縮した時に、通気管２２を介して外部から大気を吸い込み、槽内の圧力を一定に維持している。
【０００３】
上記要領で槽内の空気及び飽和蒸気が大気中に排気され、また、外部から大気を吸気することを繰り返すことにより、槽内の空気に含まれている熱媒体ミストが大気中に放出されるという問題や、不凍液等の熱媒体液の飽和蒸気が外部に排出されることにより熱媒体液の濃度変化が生じるという問題が起きる。更に、熱媒体液として熱媒体油を使用する加熱装置において、熱媒体油が高温の場合に、熱媒体油が空気中に含まれる酸素と反応し、酸化劣化が生じるという問題が起きる。
【０００４】
そこで、熱媒体油の高温加熱装置では、図８に示すように、上記熱媒体油の酸化劣化を防止するために、膨張槽２０の通気管２３を膨張槽２０から独立した液封用タンク２４に連通させ、膨張槽２０内の空気を、通気管２３を介して液封用タンク２４に排出し、高温の熱媒体油Ａが大気と直接接触しないシステムを採用している。一般的に酸化劣化は、高温時に急激に進行するため、膨張槽から独立した液封用タンクを設けることにより、膨張槽での加熱・冷却による槽内の圧力変化は、低温の熱媒体油の液位変化によって吸収され、高温の熱媒体油が大気と直接接触することが回避される。しかし、図８に示すようなシステムでは、液封用タンク及び液封用タンク内の熱媒体油等が追加で必要となり、システムが複雑化し、コスト高騰の要因となる。
【０００５】
尚、出願人において、図７及び図８に示す加熱槽または膨張槽に関する特許文献及び非特許文献として適切なものを発見できなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、加熱システムにおける開放型の加熱槽または膨張槽に収容されている熱媒体が槽内の圧力変化に伴い直接大気と接触することによる大気汚染、蒸気のエネルギ損失、熱媒体の濃度変化、熱媒体の酸化劣化等の問題を簡易な構成で安価に解決できる槽内圧力調整装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明に係る槽内圧力調整装置は、内部に収容する熱媒体を加熱可能な加熱槽または内部に熱媒体を収容可能な膨張槽からなる熱媒体槽の槽内の圧力を調整するための槽内圧力調整装置であって、前記熱媒体槽の上部槽壁から外部に延出する通気管に２つの背圧式排気弁を取り付け、前記熱媒体槽の内部が前記背圧式排気弁を介して外部雰囲気と連通可能に構成し、前記背圧式排気弁が、筒状の弁体と、前記弁体内を往復移動可能な球状の弁蓋と、前記弁蓋の直径より小径の開口部を有し前記弁蓋の移動方向の両側に位置する１対の弁座とを備えてなり、前記２つの背圧式排気弁の夫々が、取り付け状態において、前記弁体の長手方向が鉛直方向成分を有し、前記２つの背圧式排気弁の一方の下側に位置する前記弁座と、前記２つの背圧式排気弁の他方の上側に位置する前記弁座が、夫々前記通気管に連通していることを第１の特徴とする。
【０００８】
更に、上記特徴の本発明に係る槽内圧力調整装置は、前記２つの背圧式排気弁の夫々が、取り付け状態において、前記弁体の長手方向が鉛直方向であることを第２の特徴とする。
【０００９】
更に、上記何れかの特徴の本発明に係る槽内圧力調整装置は、前記通気管が上下に分岐する分岐管を備え、上側に分岐する分岐管の上端部に前記２つの背圧式排気弁の一方が取り付けられ、下側に分岐する分岐管の下端部に前記２つの背圧式排気弁の他方が取り付けられていることを第３の特徴とする。
【００１０】
更に、上記何れかの特徴の本発明に係る槽内圧力調整装置は、前記背圧式排気弁が、前記弁体の一部と前記１対の弁座の一方が一体成型された第１弁体部と、前記弁体の残部と前記１対の弁座の他方が一体成型された第２弁体部と、前記球状の弁蓋を備えてなり、前記第１弁体部と前記第２弁体部が螺合自在に形成されていることを第４の特徴とする。
【００１１】
本発明に係る熱媒体槽は、内部に収容する熱媒体を加熱可能な加熱槽または内部に温度変化を伴う熱媒体を収容可能な膨張槽からなる熱媒体槽であって、前記熱媒体槽内の圧力を調整するための上記何れかの特徴の槽内圧力調整装置を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
上記各特徴の槽内圧力調整装置によれば、槽内の圧力が大気圧である場合は、２つの背圧式排気弁の弁蓋は、夫々の自重によって各下側に位置する弁座に移動してその開口部を塞いでいるため、両方の背圧式排気弁は閉成状態にある。槽内の加熱による熱媒体及び内部空気の体積膨張により槽内の内部圧力が上昇すると、当該内部圧力が下側に位置する弁座が通気管と連通する一方側の背圧式排気弁の弁蓋を下側に位置する弁座からを押し上げ可能な圧力（排気弁作動圧力）を超えるまでは、当該弁蓋によって当該一方側の背圧式排気弁は閉成状態を維持するが、上記排気弁作動圧力を超えて内部圧力が上昇すると、弁蓋が浮上して、当該一方側の背圧式排気弁は一時的に開成状態となり、上昇した内部圧力が大気中に開放され低下し、上記排気弁作動圧力を超えないように調整される。また、槽内の冷却による熱媒体及び内部空気の体積収縮により槽内の内部圧力が低下し負圧になった場合、当該内部圧力が上側に位置する弁座が通気管と連通する他方側の背圧式排気弁の弁蓋を下側に位置する弁座から吸い上げ可能な圧力（排気弁作動圧力（負圧））を下回るまでは、当該弁蓋によって当該他方側の背圧式排気弁は閉成状態を維持するが、上記排気弁作動圧力（負圧）を下回って内部圧力が低下すると、弁蓋が浮上して、当該一方側の背圧式排気弁は一時的に開成状態となり、低下した内部圧力（負圧）が大気中に開放され上昇し、上記排気弁作動圧力（負圧）を下回らないように調整される。
【００１３】
これにより、槽内の内部圧力は、大気圧に対して、下側に位置する弁座が通気管と連通する一方側の背圧式排気弁の弁蓋を押し上げ可能な圧力（排気弁作動圧力）と、上側に位置する弁座が通気管と連通する他方側の背圧式排気弁の弁蓋を吸い上げ可能な圧力（排気弁作動圧力（負圧））の圧力範囲内に圧力調整される。更に、槽内の内部圧力が当該圧力範囲内で変動している場合は、槽内の熱媒体及び内部空気は槽内に密封状態となり、大気と接触することがない。従って、槽内の加熱・冷却の繰り返しにより、槽内の内部圧力が当該圧力範囲外となった場合にのみ槽内の熱媒体及び内部空気が大気と直接接触する機会が生じ、当該接触機会が大幅に低減されるため、熱媒体が槽内の圧力変化に伴い直接大気と接触することによる大気汚染、蒸気のエネルギ損失、熱媒体の濃度変化、熱媒体の酸化劣化、結露による熱媒体の変質等の問題が大幅に改善される。
【００１４】
また、本発明に係る熱媒体槽によれば、上記何れかの特徴の槽内圧力調整装置を備えることで、熱媒体が槽内の圧力変化に伴い直接大気と接触することによる大気汚染、蒸気のエネルギ損失、熱媒体の濃度変化、熱媒体の酸化劣化等の問題が大幅に改善される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る槽内圧力調整装置（以下、適宜「本発明装置」と略称する）及び本発明装置を備えた加熱槽または膨張槽の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
〈第１実施形態〉
図１に、本発明装置に用いる背圧式排気弁１の概略の断面構造を模式的に示す。図１に示すように、背圧式排気弁１は、円筒状の弁体２、球状の弁蓋３、吸込弁座４、及び、吐出弁座５を備えて構成される。本実施形態では、吸込弁座４は、弁体２の一方端に形成され、吐出弁座５は、弁体２の他方端から内部に後退して形成されている。吸込弁座４と吐出弁座５は夫々、弁蓋３の直径より小径の開口部４ａ，５ａを有し、弁蓋３は、吸込弁座４と吐出弁座５の間の弁体２内部を往復移動可能に、弁体２内に挿入されている。背圧式排気弁１の各部は、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ２５）で作製される。
【００１７】
図２は、熱媒体油（熱媒体）Ａを加熱する加熱槽１０に本発明装置を適用した場合の概略構成を示す。加熱槽１０は、配管１４を通して送入された熱媒体油Ａを電気ヒータ等の加熱手段１１で加熱して、配管１５を通して送出可能な構造で、槽内の圧力を調整するために本発明装置を備えている。本発明装置は、加熱槽１０の上部の槽壁（例えば、天上部）から外部に向けて延出する通気管１２に設けられた上下に分岐する分岐管１３に２つの背圧式排気弁１（１ａ，１ｂ）を取り付けた構成となっている。
【００１８】
第１の背圧式排気弁１ａが、吐出弁座５側を下向きにして上側に分岐する分岐管１３の上端部１３ａに取り付けられ、第２の背圧式排気弁１ｂが、吐出弁座５側を上向きにして下側に分岐する分岐管１３の下端部１３ｂに取り付けられている。
【００１９】
加熱槽１０が加熱状態でなく槽内の内部圧力が大気圧に等しい状態では、第１の背圧式排気弁１ａの弁蓋３は、自重によって下側に位置する吐出弁座５に移動してその開口部５ａを塞ぎ、第２の背圧式排気弁１ｂの弁蓋３は、自重によって下側に位置する吸込弁座４に移動してその開口部４ａを塞いでいるため、両方の背圧式排気弁１ａ，１ｂは共に閉成状態にある。
【００２０】
加熱槽１０内の熱媒体油Ａを加熱手段１１で加熱すると、熱媒体油Ａ及び内部空気の体積膨張により槽内の内部圧力が上昇し、当該内部圧力が、第１の背圧式排気弁１ａの吐出弁座５の開口部５ａを塞いでいる弁蓋３を押し上げ可能な圧力（排気弁作動圧力）を超えるまでは、弁蓋３によって吐出弁座５の開口部５ａが閉塞しているので第１の背圧式排気弁１ａは閉成状態を維持するが、上記弁蓋３を押し上げ可能な排気弁作動圧力を超えて内部圧力が上昇すると、弁蓋３が浮上して、第１の背圧式排気弁１ａは一時的に開成状態となり、上昇した内部圧力が第１の背圧式排気弁１ａを介して大気中に開放され低下し、内部圧力が弁蓋３を押し上げ可能な排気弁作動圧力を超えないように調整される。
【００２１】
また、加熱手段１１が停止して加熱槽１０内が冷却され、熱媒体油Ａ及び内部空気の体積収縮により槽内の内部圧力が低下し負圧になると、当該内部圧力が、第２の背圧式排気弁１ｂの吸込弁座４の開口部４ａを塞いでいる弁蓋３を吸い上げ可能な圧力（排気弁作動圧力（負圧））を下回るまでは、弁蓋３によって吸込弁座４の開口部４ａが閉塞しているので第２の背圧式排気弁１ｂは閉成状態を維持するが、上記弁蓋３を吸い上げ可能な排気弁作動圧力（負圧）を下回って内部圧力が低下すると、弁蓋３が浮上して、第２の背圧式排気弁１ｂは一時的に開成状態となり、低下した内部圧力が第２の背圧式排気弁１ｂを介して大気中に開放され上昇し、内部圧力が弁蓋３を吸い上げ可能な排気弁作動圧力（負圧）を下回らないように調整される。
【００２２】
従って、加熱槽１０内の内部圧力は大気圧を中心に、弁蓋３を押し上げ可能な排気弁作動圧力と弁蓋３を吸い上げ可能な排気弁作動圧力（負圧）の間の一定圧力範囲内に自動的に維持される。また、加熱槽１０内の内部圧力が当該一定圧力範囲内にあれば、２つの背圧式排気弁１ａ，１ｂが閉成状態を維持しているため、加熱槽１０内は密閉状態となり、槽内の熱媒体油Ａ（ミスト状態を含む）及び内部空気が直接大気と接触することはない。
【００２３】
この圧力範囲内での大気圧と内部圧力の差の最大値（排気弁作動圧力の絶対値）は、弁蓋３の質量を各開口部４ａ，５ａの面積で除して算出できる。図３に、開口部４ａ，５ａの内径と排気弁作動圧力（絶対値）の関係を図示する。図３に示すように、弁蓋３の質量と開口部４ａ，５ａの内径（面積）の少なくとも何れか一方を変化させることで、排気弁作動圧力を調整可能となる。
【００２４】
次に、本発明装置に対する比較例として、図４に示す従来の圧力調整機構を備えた加熱槽２０において、内部に収容されている熱媒体油Ａを常温２０℃から２００℃まで加熱した場合における大気汚染の状況について説明する。加熱槽２０が従来の圧力調整機構としては、加熱槽２０の天上部に外部に延出するＵ字型の通気管２２を設けただけの簡単な構成である。
【００２５】
本比較例において、加熱槽２０は、内容積２２０Ｌ（熱媒体油容量２００Ｌ＋蒸気部容量２０Ｌ）で、収容する熱媒体油Ａとして、商品名バーレルサーム４００（「バーレルサーム」は松村石油株式会社の登録商標）の使用を想定する。バーレルサーム４００は、膨張係数が８．６×１０−４／℃、２０℃と２００℃での密度が１０４５ｋｇ／ｍ３（２０℃）と９２０ｋｇ／ｍ３（２００℃）、２００℃での蒸気圧力が０．４ｋＰａである。尚、空気の比重量は、１．１６６ｋｇ／ｍ３（２０℃）と０．８６９ｋｇ／ｍ３（２００℃）である。
【００２６】
以上の条件で、電気ヒータ２１で槽内を常温２０℃から２００℃まで加熱すると、通気管２２から大気中に排出される熱媒体油Ａの飽和蒸気量の膨張量Ｅ１、及び、空気の膨張量Ｅ２は夫々、下記の数１及び数２に示す導出式で与えられる。
【００２７】
（数１）
Ｅ１＝（１／０．９２−１／１．０４５）×２００＝２６［Ｌ］
（数２）
Ｅ２＝（１／０．８６９−１／１．１６６）×２０＝５．８６［Ｌ］
【００２８】
熱媒体油Ａの飽和蒸気量と空気の膨張量の合計は、Ｅ１＋Ｅ２＝３１．５８Ｌとなり、常温２０℃から２００℃までの加熱を繰り返す毎に、約３２Ｌの熱媒体油蒸気と空気が通気管２２から大気中に排出されることになる。更に、運転中に槽内の蒸気部に存在する熱媒体油Ａの飽和蒸気が、外気との分圧差により徐々に熱媒体油Ａのミストとして大気中に放出され、周辺環境を悪化させ、臭気や汚染の要因となる。
【００２９】
また、上記の逆の作用により熱媒体油Ａと内部空気の温度が低下して収縮することにより、加熱槽２０内に外気が吸込まれる。
【００３０】
そこで、図４に示す加熱槽２０の通気管２２に、図２に示す本発明装置の構成を適用し、排気弁作動圧力が１．９６１ｋＰａ（２００ｍｍＡｑ）の図１に示す背圧式排気弁１を２つ通気管２２に取り付けた場合について、図２を参照して説明する。
【００３１】
上記比較例と同様に、加熱槽１０内を常温２０℃から２００℃まで加熱すると、熱媒体油Ａが２００℃に達するまで、熱媒体油Ａ及び内部空気が膨張するが、通気管１２に分岐管１３を介して取り付けられた第１の背圧式排気弁１ａの吐出弁座５の開口部５ａを塞いでいる弁蓋３によって、槽内の内部圧力が排気弁作動圧力（１．９６１ｋＰａ）まで押さえ込まれる。更に、槽内の内部圧力が１．９６１ｋＰａを超えると、第１の背圧式排気弁１ａの吐出弁座５の開口部５ａを塞いでいる弁蓋３を押し上げるため、第１の背圧式排気弁１ａが開成して内部空気及び熱媒体油ミストが大気中に放出されるが、加熱槽１０内が２００℃に達すると内部圧力を１．９６ｋＰａに保持して、第１の背圧式排気弁１ａを閉成するので、運転中の熱媒体油ミストは大気中に放出されずに、熱媒体油ミストによる大気汚染等の環境悪化を抑制することができる。
【００３２】
〈第２実施形態〉
第１実施形態では、熱媒体油を加熱する加熱槽に本発明装置を適用した例を説明したが、図２に示す本発明装置は、温度変化の伴う熱媒体油を収容する膨張槽にも適用できる。例えば、暖房配管内を不凍液（熱媒体）が循環する暖房システムにおいて、暖房配管内の不凍液の膨張を吸収するための膨張槽に本発明装置を適用できる。具体的には、図２における加熱槽１０を膨張槽に置き換え、図２に示すように、膨張槽の上部の槽壁（例えば、天上部）から外部に向けて延出する通気管１２に設けられた上下に分岐する分岐管１３に２つの背圧式排気弁１（１ａ，１ｂ）を取り付ける。
【００３３】
上記膨張槽では、暖房配管内が加熱されると、暖房配管内の不凍液及び膨張槽内の不凍液の飽和蒸気の体積膨張により、膨張槽内の内部圧力が上昇し、当該内部圧力が、第１の背圧式排気弁１ａの吐出弁座５の開口部５ａを塞いでいる弁蓋３を押し上げ可能な圧力（排気弁作動圧力）を超えるまでは、弁蓋３によって吐出弁座５の開口部５ａが閉塞しているので第１の背圧式排気弁１ａは閉成状態を維持し、膨張槽内の飽和蒸気は内部に閉じ込められることになり、不凍液の飽和蒸気が大気中に飛散するのを防止できる。
【００３４】
尚、不凍液が加熱により膨張して膨張槽の内部圧力が、第１の背圧式排気弁１ａの排気弁作動圧力を超えて上昇すると、第１の背圧式排気弁１ａが開成して、膨張槽内の不凍液の飽和蒸気が大気中に放出して、内部圧力を排気弁作動圧力以下に維持し、また、不凍液が冷却により収縮して膨張槽の内部圧力が第２の背圧式排気弁１ｂの排気弁作動圧力（負圧）を下回って低下すると、第２の背圧式排気弁１ｂが開成して、膨張槽内に外気を吸入し、内部圧力を排気弁作動圧力（負圧）以上に維持することにより、膨張槽の内部圧力を一定圧力範囲内に調整することが可能となる。
【００３５】
上記要領により、膨張槽からの不凍液の飽和蒸気の大気中への排出が抑制されることで、排出蒸気による熱損失を抑制でき、不凍液濃度の変動を抑制することができる。
【００３６】
次に、本発明装置の別実施形態について説明する。
【００３７】
〈１〉上記各実施形態において、図１に、本発明装置に用いる背圧式排気弁１の概略の断面構造を模式的に示したが、以下に、背圧式排気弁１のより具体的な構造について、図５を用いて説明する。
【００３８】
図５に示すように、背圧式排気弁１が、弁体２の一部と吸込弁座４が一体成型された第１弁体部２ａと、弁体２の残部と吐出弁座５が一体成型された第２弁体部２ｂと、球状の弁蓋３を備えてなり、第１弁体部２ａに雌ねじ部６ａ、第２弁体部２ｂに雄ねじ部６ｂを形成して、第１弁体部２ａと第２弁体部２ｂが螺合自在に形成されている。当該螺合自在な構造にすることで、球状の弁蓋３を弁体２内の吸込弁座４と吐出弁座５間の空間に往復移動可能に挿入することが可能となり、図１に模式的に示した構造の背圧式排気弁１を具体的に実現することができる。
【００３９】
尚、第１弁体部２ａの開口部４ａは、弁体２の軸芯方向に貫通するのではなく、軸芯方向と垂直な４方向に向けて屈曲して弁体２の側壁に開口している。背圧式排気弁１は弁体２の軸芯方向を鉛直方向に向けて取り付けられるため、本発明装置を屋外に取り付ける場合に、上記開口部構造によって雨水等が開口部４ａから浸入するのを防止できる。
【００４０】
図６に、図５に示す背圧式排気弁１を２つ、分岐管１３に取り付けた状態を例示する。
【００４１】
〈２〉上記各実施形態において、本発明装置は、上下に分岐する分岐管１３に２つの背圧式排気弁１（１ａ，１ｂ）を取り付けた構成としたが、２つの背圧式排気弁１（１ａ，１ｂ）と分岐管１３を全部または一部を一体化して構成しても構わない。
【００４２】
〈３〉本発明装置を用いた加熱層または膨張槽に用いる熱媒体は、上記実施形態で例示した熱媒体油や不凍液に限定されるものではない。また、上記加熱層または膨張槽の容量や背圧式排気弁の素材や排気弁作動圧力も上記実施形態において例示した値等に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明に係る槽内圧力調整装置は、内部に収容する熱媒体を加熱可能な加熱槽または内部に温度変化を伴う熱媒体を収容可能な膨張槽等において、熱媒体の膨張収縮に伴う槽内圧力の変動を調整するのに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る槽内圧力調整装置に用いる背圧式排気弁の概略の断面構造を模式的に示す断面図
【図２】本発明に係る槽内圧力調整装置を加熱槽に適用した場合の実施形態の概略構成を模式的に示す図
【図３】本発明に係る槽内圧力調整装置に用いる背圧式排気弁における弁座の開口部の内径と排気弁作動圧力（絶対値）の関係を示す図
【図４】従来の圧力調整機構を備えた加熱槽の概略構成を模式的に示す図
【図５】本発明に係る槽内圧力調整装置に用いる背圧式排気弁の一構成例における断面構造を示す分解断面図
【図６】図５に示す背圧式排気弁を用いた本発明に係る槽内圧力調整装置の構成を示す図
【図７】一般的な加熱システムにおける加熱槽または膨張槽の概略構成を模式的に示す図
【図８】従来の熱媒体油の高温加熱装置における膨張槽の槽内圧力調整装置の一構成例を模式的に示す図
【符号の説明】
【００４５】
１： 背圧式排気弁
１ａ： 第１の背圧式排気弁
１ｂ： 第２の背圧式排気弁
２： 弁体
２ａ： 第１弁体部
２ｂ： 第２弁体部２ｂ
３： 弁蓋
４： 吸込弁座
４ａ： 吸込弁座の開口部
５： 吐出弁座
５ａ： 吐出弁座の開口部
６ａ： 雌ねじ部
６ｂ： 雄ねじ部
１０： 本発明に係る加熱槽または膨張槽
１１： 加熱手段（電気ヒータ）
１２： 通気管
１３： 分岐管
１４，１５： 配管
２０： 従来の加熱槽または膨張槽
２１： 電気ヒータ
２２，２３： 通気管
２４： 液封用タンク
Ａ： 熱媒体、熱媒体液、熱媒体油
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部に収容する熱媒体を加熱可能な加熱槽または内部に温度変化を伴う熱媒体を収容可能な膨張槽からなる熱媒体槽の槽内の圧力を調整するための槽内圧力調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の一般的な加熱システムにおける加熱槽または膨張槽２０は、図７に示すように、槽壁の上部に通気管２２を取り付け、加熱時において槽内の熱媒体液Ａ、空気、飽和蒸気の体積が膨張し内部圧力が上昇した時に、当該通気管２２を介して内部圧力の上昇を大気に開放し、逆に温度低下時において槽内の熱媒体液Ａ、空気、飽和蒸気の体積が収縮した時に、通気管２２を介して外部から大気を吸い込み、槽内の圧力を一定に維持している。
【０００３】
上記要領で槽内の空気及び飽和蒸気が大気中に排気され、また、外部から大気を吸気することを繰り返すことにより、槽内の空気に含まれている熱媒体ミストが大気中に放出されるという問題や、不凍液等の熱媒体液の飽和蒸気が外部に排出されることにより熱媒体液の濃度変化が生じるという問題が起きる。更に、熱媒体液として熱媒体油を使用する加熱装置において、熱媒体油が高温の場合に、熱媒体油が空気中に含まれる酸素と反応し、酸化劣化が生じるという問題が起きる。
【０００４】
そこで、熱媒体油の高温加熱装置では、図８に示すように、上記熱媒体油の酸化劣化を防止するために、膨張槽２０の通気管２３を膨張槽２０から独立した液封用タンク２４に連通させ、膨張槽２０内の空気を、通気管２３を介して液封用タンク２４に排出し、高温の熱媒体油Ａが大気と直接接触しないシステムを採用している。一般的に酸化劣化は、高温時に急激に進行するため、膨張槽から独立した液封用タンクを設けることにより、膨張槽での加熱・冷却による槽内の圧力変化は、低温の熱媒体油の液位変化によって吸収され、高温の熱媒体油が大気と直接接触することが回避される。しかし、図８に示すようなシステムでは、液封用タンク及び液封用タンク内の熱媒体油等が追加で必要となり、システムが複雑化し、コスト高騰の要因となる。
【０００５】
尚、出願人において、図７及び図８に示す加熱槽または膨張槽に関する特許文献及び非特許文献として適切なものを発見できなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、加熱システムにおける開放型の加熱槽または膨張槽に収容されている熱媒体が槽内の圧力変化に伴い直接大気と接触することによる大気汚染、蒸気のエネルギ損失、熱媒体の濃度変化、熱媒体の酸化劣化等の問題を簡易な構成で安価に解決できる槽内圧力調整装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明に係る槽内圧力調整装置は、内部に収容する熱媒体を加熱可能な加熱槽または内部に熱媒体を収容可能な膨張槽からなる熱媒体槽の槽内の圧力を調整するための槽内圧力調整装置であって、前記熱媒体槽の上部槽壁から外部に延出する通気管に２つの背圧式排気弁を取り付け、前記熱媒体槽の内部が前記背圧式排気弁を介して外部雰囲気と連通可能に構成し、前記背圧式排気弁が、筒状の弁体と、前記弁体内を往復移動可能な球状の弁蓋と、前記弁蓋の直径より小径の開口部を有し前記弁蓋の移動方向の両側に位置する１対の弁座とを備えてなり、前記２つの背圧式排気弁の夫々が、取り付け状態において、前記弁体の長手方向が鉛直方向成分を有し、前記２つの背圧式排気弁の一方の下側に位置する前記弁座と、前記２つの背圧式排気弁の他方の上側に位置する前記弁座が、夫々前記通気管に連通していることを第１の特徴とする。
【０００８】
更に、上記特徴の本発明に係る槽内圧力調整装置は、前記２つの背圧式排気弁の夫々が、取り付け状態において、前記弁体の長手方向が鉛直方向であることを第２の特徴とする。
【０００９】
更に、上記何れかの特徴の本発明に係る槽内圧力調整装置は、前記通気管が上下に分岐する分岐管を備え、上側に分岐する分岐管の上端部に前記２つの背圧式排気弁の一方が取り付けられ、下側に分岐する分岐管の下端部に前記２つの背圧式排気弁の他方が取り付けられていることを第３の特徴とする。
【００１０】
更に、上記何れかの特徴の本発明に係る槽内圧力調整装置は、前記背圧式排気弁が、前記弁体の一部と前記１対の弁座の一方が一体成型された第１弁体部と、前記弁体の残部と前記１対の弁座の他方が一体成型された第２弁体部と、前記球状の弁蓋を備えてなり、前記第１弁体部と前記第２弁体部が螺合自在に形成されていることを第４の特徴とする。
【００１１】
本発明に係る熱媒体槽は、内部に収容する熱媒体を加熱可能な加熱槽または内部に温度変化を伴う熱媒体を収容可能な膨張槽からなる熱媒体槽であって、前記熱媒体槽内の圧力を調整するための上記何れかの特徴の槽内圧力調整装置を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
上記各特徴の槽内圧力調整装置によれば、槽内の圧力が大気圧である場合は、２つの背圧式排気弁の弁蓋は、夫々の自重によって各下側に位置する弁座に移動してその開口部を塞いでいるため、両方の背圧式排気弁は閉成状態にある。槽内の加熱による熱媒体及び内部空気の体積膨張により槽内の内部圧力が上昇すると、当該内部圧力が下側に位置する弁座が通気管と連通する一方側の背圧式排気弁の弁蓋を下側に位置する弁座からを押し上げ可能な圧力（排気弁作動圧力）を超えるまでは、当該弁蓋によって当該一方側の背圧式排気弁は閉成状態を維持するが、上記排気弁作動圧力を超えて内部圧力が上昇すると、弁蓋が浮上して、当該一方側の背圧式排気弁は一時的に開成状態となり、上昇した内部圧力が大気中に開放され低下し、上記排気弁作動圧力を超えないように調整される。また、槽内の冷却による熱媒体及び内部空気の体積収縮により槽内の内部圧力が低下し負圧になった場合、当該内部圧力が上側に位置する弁座が通気管と連通する他方側の背圧式排気弁の弁蓋を下側に位置する弁座から吸い上げ可能な圧力（排気弁作動圧力（負圧））を下回るまでは、当該弁蓋によって当該他方側の背圧式排気弁は閉成状態を維持するが、上記排気弁作動圧力（負圧）を下回って内部圧力が低下すると、弁蓋が浮上して、当該一方側の背圧式排気弁は一時的に開成状態となり、低下した内部圧力（負圧）が大気中に開放され上昇し、上記排気弁作動圧力（負圧）を下回らないように調整される。
【００１３】
これにより、槽内の内部圧力は、大気圧に対して、下側に位置する弁座が通気管と連通する一方側の背圧式排気弁の弁蓋を押し上げ可能な圧力（排気弁作動圧力）と、上側に位置する弁座が通気管と連通する他方側の背圧式排気弁の弁蓋を吸い上げ可能な圧力（排気弁作動圧力（負圧））の圧力範囲内に圧力調整される。更に、槽内の内部圧力が当該圧力範囲内で変動している場合は、槽内の熱媒体及び内部空気は槽内に密封状態となり、大気と接触することがない。従って、槽内の加熱・冷却の繰り返しにより、槽内の内部圧力が当該圧力範囲外となった場合にのみ槽内の熱媒体及び内部空気が大気と直接接触する機会が生じ、当該接触機会が大幅に低減されるため、熱媒体が槽内の圧力変化に伴い直接大気と接触することによる大気汚染、蒸気のエネルギ損失、熱媒体の濃度変化、熱媒体の酸化劣化、結露による熱媒体の変質等の問題が大幅に改善される。
【００１４】
また、本発明に係る熱媒体槽によれば、上記何れかの特徴の槽内圧力調整装置を備えることで、熱媒体が槽内の圧力変化に伴い直接大気と接触することによる大気汚染、蒸気のエネルギ損失、熱媒体の濃度変化、熱媒体の酸化劣化等の問題が大幅に改善される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る槽内圧力調整装置（以下、適宜「本発明装置」と略称する）及び本発明装置を備えた加熱槽または膨張槽の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
〈第１実施形態〉
図１に、本発明装置に用いる背圧式排気弁１の概略の断面構造を模式的に示す。図１に示すように、背圧式排気弁１は、円筒状の弁体２、球状の弁蓋３、吸込弁座４、及び、吐出弁座５を備えて構成される。本実施形態では、吸込弁座４は、弁体２の一方端に形成され、吐出弁座５は、弁体２の他方端から内部に後退して形成されている。吸込弁座４と吐出弁座５は夫々、弁蓋３の直径より小径の開口部４ａ，５ａを有し、弁蓋３は、吸込弁座４と吐出弁座５の間の弁体２内部を往復移動可能に、弁体２内に挿入されている。背圧式排気弁１の各部は、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ２５）で作製される。
【００１７】
図２は、熱媒体油（熱媒体）Ａを加熱する加熱槽１０に本発明装置を適用した場合の概略構成を示す。加熱槽１０は、配管１４を通して送入された熱媒体油Ａを電気ヒータ等の加熱手段１１で加熱して、配管１５を通して送出可能な構造で、槽内の圧力を調整するために本発明装置を備えている。本発明装置は、加熱槽１０の上部の槽壁（例えば、天上部）から外部に向けて延出する通気管１２に設けられた上下に分岐する分岐管１３に２つの背圧式排気弁１（１ａ，１ｂ）を取り付けた構成となっている。
【００１８】
第１の背圧式排気弁１ａが、吐出弁座５側を下向きにして上側に分岐する分岐管１３の上端部１３ａに取り付けられ、第２の背圧式排気弁１ｂが、吐出弁座５側を上向きにして下側に分岐する分岐管１３の下端部１３ｂに取り付けられている。
【００１９】
加熱槽１０が加熱状態でなく槽内の内部圧力が大気圧に等しい状態では、第１の背圧式排気弁１ａの弁蓋３は、自重によって下側に位置する吐出弁座５に移動してその開口部５ａを塞ぎ、第２の背圧式排気弁１ｂの弁蓋３は、自重によって下側に位置する吸込弁座４に移動してその開口部４ａを塞いでいるため、両方の背圧式排気弁１ａ，１ｂは共に閉成状態にある。
【００２０】
加熱槽１０内の熱媒体油Ａを加熱手段１１で加熱すると、熱媒体油Ａ及び内部空気の体積膨張により槽内の内部圧力が上昇し、当該内部圧力が、第１の背圧式排気弁１ａの吐出弁座５の開口部５ａを塞いでいる弁蓋３を押し上げ可能な圧力（排気弁作動圧力）を超えるまでは、弁蓋３によって吐出弁座５の開口部５ａが閉塞しているので第１の背圧式排気弁１ａは閉成状態を維持するが、上記弁蓋３を押し上げ可能な排気弁作動圧力を超えて内部圧力が上昇すると、弁蓋３が浮上して、第１の背圧式排気弁１ａは一時的に開成状態となり、上昇した内部圧力が第１の背圧式排気弁１ａを介して大気中に開放され低下し、内部圧力が弁蓋３を押し上げ可能な排気弁作動圧力を超えないように調整される。
【００２１】
また、加熱手段１１が停止して加熱槽１０内が冷却され、熱媒体油Ａ及び内部空気の体積収縮により槽内の内部圧力が低下し負圧になると、当該内部圧力が、第２の背圧式排気弁１ｂの吸込弁座４の開口部４ａを塞いでいる弁蓋３を吸い上げ可能な圧力（排気弁作動圧力（負圧））を下回るまでは、弁蓋３によって吸込弁座４の開口部４ａが閉塞しているので第２の背圧式排気弁１ｂは閉成状態を維持するが、上記弁蓋３を吸い上げ可能な排気弁作動圧力（負圧）を下回って内部圧力が低下すると、弁蓋３が浮上して、第２の背圧式排気弁１ｂは一時的に開成状態となり、低下した内部圧力が第２の背圧式排気弁１ｂを介して大気中に開放され上昇し、内部圧力が弁蓋３を吸い上げ可能な排気弁作動圧力（負圧）を下回らないように調整される。
【００２２】
従って、加熱槽１０内の内部圧力は大気圧を中心に、弁蓋３を押し上げ可能な排気弁作動圧力と弁蓋３を吸い上げ可能な排気弁作動圧力（負圧）の間の一定圧力範囲内に自動的に維持される。また、加熱槽１０内の内部圧力が当該一定圧力範囲内にあれば、２つの背圧式排気弁１ａ，１ｂが閉成状態を維持しているため、加熱槽１０内は密閉状態となり、槽内の熱媒体油Ａ（ミスト状態を含む）及び内部空気が直接大気と接触することはない。
【００２３】
この圧力範囲内での大気圧と内部圧力の差の最大値（排気弁作動圧力の絶対値）は、弁蓋３の質量を各開口部４ａ，５ａの面積で除して算出できる。図３に、開口部４ａ，５ａの内径と排気弁作動圧力（絶対値）の関係を図示する。図３に示すように、弁蓋３の質量と開口部４ａ，５ａの内径（面積）の少なくとも何れか一方を変化させることで、排気弁作動圧力を調整可能となる。
【００２４】
次に、本発明装置に対する比較例として、図４に示す従来の圧力調整機構を備えた加熱槽２０において、内部に収容されている熱媒体油Ａを常温２０℃から２００℃まで加熱した場合における大気汚染の状況について説明する。加熱槽２０が従来の圧力調整機構としては、加熱槽２０の天上部に外部に延出するＵ字型の通気管２２を設けただけの簡単な構成である。
【００２５】
本比較例において、加熱槽２０は、内容積２２０Ｌ（熱媒体油容量２００Ｌ＋蒸気部容量２０Ｌ）で、収容する熱媒体油Ａとして、商品名バーレルサーム４００（「バーレルサーム」は松村石油株式会社の登録商標）の使用を想定する。バーレルサーム４００は、膨張係数が８．６×１０−４／℃、２０℃と２００℃での密度が１０４５ｋｇ／ｍ３（２０℃）と９２０ｋｇ／ｍ３（２００℃）、２００℃での蒸気圧力が０．４ｋＰａである。尚、空気の比重量は、１．１６６ｋｇ／ｍ３（２０℃）と０．８６９ｋｇ／ｍ３（２００℃）である。
【００２６】
以上の条件で、電気ヒータ２１で槽内を常温２０℃から２００℃まで加熱すると、通気管２２から大気中に排出される熱媒体油Ａの飽和蒸気量の膨張量Ｅ１、及び、空気の膨張量Ｅ２は夫々、下記の数１及び数２に示す導出式で与えられる。
【００２７】
（数１）
Ｅ１＝（１／０．９２−１／１．０４５）×２００＝２６［Ｌ］
（数２）
Ｅ２＝（１／０．８６９−１／１．１６６）×２０＝５．８６［Ｌ］
【００２８】
熱媒体油Ａの飽和蒸気量と空気の膨張量の合計は、Ｅ１＋Ｅ２＝３１．５８Ｌとなり、常温２０℃から２００℃までの加熱を繰り返す毎に、約３２Ｌの熱媒体油蒸気と空気が通気管２２から大気中に排出されることになる。更に、運転中に槽内の蒸気部に存在する熱媒体油Ａの飽和蒸気が、外気との分圧差により徐々に熱媒体油Ａのミストとして大気中に放出され、周辺環境を悪化させ、臭気や汚染の要因となる。
【００２９】
また、上記の逆の作用により熱媒体油Ａと内部空気の温度が低下して収縮することにより、加熱槽２０内に外気が吸込まれる。
【００３０】
そこで、図４に示す加熱槽２０の通気管２２に、図２に示す本発明装置の構成を適用し、排気弁作動圧力が１．９６１ｋＰａ（２００ｍｍＡｑ）の図１に示す背圧式排気弁１を２つ通気管２２に取り付けた場合について、図２を参照して説明する。
【００３１】
上記比較例と同様に、加熱槽１０内を常温２０℃から２００℃まで加熱すると、熱媒体油Ａが２００℃に達するまで、熱媒体油Ａ及び内部空気が膨張するが、通気管１２に分岐管１３を介して取り付けられた第１の背圧式排気弁１ａの吐出弁座５の開口部５ａを塞いでいる弁蓋３によって、槽内の内部圧力が排気弁作動圧力（１．９６１ｋＰａ）まで押さえ込まれる。更に、槽内の内部圧力が１．９６１ｋＰａを超えると、第１の背圧式排気弁１ａの吐出弁座５の開口部５ａを塞いでいる弁蓋３を押し上げるため、第１の背圧式排気弁１ａが開成して内部空気及び熱媒体油ミストが大気中に放出されるが、加熱槽１０内が２００℃に達すると内部圧力を１．９６ｋＰａに保持して、第１の背圧式排気弁１ａを閉成するので、運転中の熱媒体油ミストは大気中に放出されずに、熱媒体油ミストによる大気汚染等の環境悪化を抑制することができる。
【００３２】
〈第２実施形態〉
第１実施形態では、熱媒体油を加熱する加熱槽に本発明装置を適用した例を説明したが、図２に示す本発明装置は、温度変化の伴う熱媒体油を収容する膨張槽にも適用できる。例えば、暖房配管内を不凍液（熱媒体）が循環する暖房システムにおいて、暖房配管内の不凍液の膨張を吸収するための膨張槽に本発明装置を適用できる。具体的には、図２における加熱槽１０を膨張槽に置き換え、図２に示すように、膨張槽の上部の槽壁（例えば、天上部）から外部に向けて延出する通気管１２に設けられた上下に分岐する分岐管１３に２つの背圧式排気弁１（１ａ，１ｂ）を取り付ける。
【００３３】
上記膨張槽では、暖房配管内が加熱されると、暖房配管内の不凍液及び膨張槽内の不凍液の飽和蒸気の体積膨張により、膨張槽内の内部圧力が上昇し、当該内部圧力が、第１の背圧式排気弁１ａの吐出弁座５の開口部５ａを塞いでいる弁蓋３を押し上げ可能な圧力（排気弁作動圧力）を超えるまでは、弁蓋３によって吐出弁座５の開口部５ａが閉塞しているので第１の背圧式排気弁１ａは閉成状態を維持し、膨張槽内の飽和蒸気は内部に閉じ込められることになり、不凍液の飽和蒸気が大気中に飛散するのを防止できる。
【００３４】
尚、不凍液が加熱により膨張して膨張槽の内部圧力が、第１の背圧式排気弁１ａの排気弁作動圧力を超えて上昇すると、第１の背圧式排気弁１ａが開成して、膨張槽内の不凍液の飽和蒸気が大気中に放出して、内部圧力を排気弁作動圧力以下に維持し、また、不凍液が冷却により収縮して膨張槽の内部圧力が第２の背圧式排気弁１ｂの排気弁作動圧力（負圧）を下回って低下すると、第２の背圧式排気弁１ｂが開成して、膨張槽内に外気を吸入し、内部圧力を排気弁作動圧力（負圧）以上に維持することにより、膨張槽の内部圧力を一定圧力範囲内に調整することが可能となる。
【００３５】
上記要領により、膨張槽からの不凍液の飽和蒸気の大気中への排出が抑制されることで、排出蒸気による熱損失を抑制でき、不凍液濃度の変動を抑制することができる。
【００３６】
次に、本発明装置の別実施形態について説明する。
【００３７】
〈１〉上記各実施形態において、図１に、本発明装置に用いる背圧式排気弁１の概略の断面構造を模式的に示したが、以下に、背圧式排気弁１のより具体的な構造について、図５を用いて説明する。
【００３８】
図５に示すように、背圧式排気弁１が、弁体２の一部と吸込弁座４が一体成型された第１弁体部２ａと、弁体２の残部と吐出弁座５が一体成型された第２弁体部２ｂと、球状の弁蓋３を備えてなり、第１弁体部２ａに雌ねじ部６ａ、第２弁体部２ｂに雄ねじ部６ｂを形成して、第１弁体部２ａと第２弁体部２ｂが螺合自在に形成されている。当該螺合自在な構造にすることで、球状の弁蓋３を弁体２内の吸込弁座４と吐出弁座５間の空間に往復移動可能に挿入することが可能となり、図１に模式的に示した構造の背圧式排気弁１を具体的に実現することができる。
【００３９】
尚、第１弁体部２ａの開口部４ａは、弁体２の軸芯方向に貫通するのではなく、軸芯方向と垂直な４方向に向けて屈曲して弁体２の側壁に開口している。背圧式排気弁１は弁体２の軸芯方向を鉛直方向に向けて取り付けられるため、本発明装置を屋外に取り付ける場合に、上記開口部構造によって雨水等が開口部４ａから浸入するのを防止できる。
【００４０】
図６に、図５に示す背圧式排気弁１を２つ、分岐管１３に取り付けた状態を例示する。
【００４１】
〈２〉上記各実施形態において、本発明装置は、上下に分岐する分岐管１３に２つの背圧式排気弁１（１ａ，１ｂ）を取り付けた構成としたが、２つの背圧式排気弁１（１ａ，１ｂ）と分岐管１３を全部または一部を一体化して構成しても構わない。
【００４２】
〈３〉本発明装置を用いた加熱層または膨張槽に用いる熱媒体は、上記実施形態で例示した熱媒体油や不凍液に限定されるものではない。また、上記加熱層または膨張槽の容量や背圧式排気弁の素材や排気弁作動圧力も上記実施形態において例示した値等に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明に係る槽内圧力調整装置は、内部に収容する熱媒体を加熱可能な加熱槽または内部に温度変化を伴う熱媒体を収容可能な膨張槽等において、熱媒体の膨張収縮に伴う槽内圧力の変動を調整するのに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る槽内圧力調整装置に用いる背圧式排気弁の概略の断面構造を模式的に示す断面図
【図２】本発明に係る槽内圧力調整装置を加熱槽に適用した場合の実施形態の概略構成を模式的に示す図
【図３】本発明に係る槽内圧力調整装置に用いる背圧式排気弁における弁座の開口部の内径と排気弁作動圧力（絶対値）の関係を示す図
【図４】従来の圧力調整機構を備えた加熱槽の概略構成を模式的に示す図
【図５】本発明に係る槽内圧力調整装置に用いる背圧式排気弁の一構成例における断面構造を示す分解断面図
【図６】図５に示す背圧式排気弁を用いた本発明に係る槽内圧力調整装置の構成を示す図
【図７】一般的な加熱システムにおける加熱槽または膨張槽の概略構成を模式的に示す図
【図８】従来の熱媒体油の高温加熱装置における膨張槽の槽内圧力調整装置の一構成例を模式的に示す図
【符号の説明】
【００４５】
１： 背圧式排気弁
１ａ： 第１の背圧式排気弁
１ｂ： 第２の背圧式排気弁
２： 弁体
２ａ： 第１弁体部
２ｂ： 第２弁体部２ｂ
３： 弁蓋
４： 吸込弁座
４ａ： 吸込弁座の開口部
５： 吐出弁座
５ａ： 吐出弁座の開口部
６ａ： 雌ねじ部
６ｂ： 雄ねじ部
１０： 本発明に係る加熱槽または膨張槽
１１： 加熱手段（電気ヒータ）
１２： 通気管
１３： 分岐管
１４，１５： 配管
２０： 従来の加熱槽または膨張槽
２１： 電気ヒータ
２２，２３： 通気管
２４： 液封用タンク
Ａ： 熱媒体、熱媒体液、熱媒体油
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に収容する熱媒体を加熱可能な加熱槽または内部に温度変化を伴う熱媒体を収容可能な膨張槽からなる熱媒体槽の槽内の圧力を調整するための槽内圧力調整装置であって、
前記熱媒体槽の上部槽壁から外部に延出する通気管に２つの背圧式排気弁を取り付け、前記熱媒体槽の内部が前記背圧式排気弁を介して外部雰囲気と連通可能に構成し、
前記背圧式排気弁が、筒状の弁体と、前記弁体内を往復移動可能な球状の弁蓋と、前記弁蓋の直径より小径の開口部を有し前記弁蓋の移動方向の両側に位置する１対の弁座と、を備えてなり、
前記２つの背圧式排気弁の夫々が、取り付け状態において、前記弁体の長手方向が鉛直方向成分を有し、
前記２つの背圧式排気弁の一方の下側に位置する前記弁座と、前記２つの背圧式排気弁の他方の上側に位置する前記弁座が、夫々前記通気管に連通していることを特徴とする槽内圧力調整装置。
【請求項２】
前記２つの背圧式排気弁の夫々が、取り付け状態において、前記弁体の長手方向が鉛直方向であることを特徴とする請求項１に記載の槽内圧力調整装置。
【請求項３】
前記通気管が上下に分岐する分岐管を備え、上側に分岐する分岐管の上端部に前記２つの背圧式排気弁の一方が取り付けられ、下側に分岐する分岐管の下端部に前記２つの背圧式排気弁の他方が取り付けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の槽内圧力調整装置。
【請求項４】
前記背圧式排気弁が、前記弁体の一部と前記１対の弁座の一方が一体成型された第１弁体部と、前記弁体の残部と前記１対の弁座の他方が一体成型された第２弁体部と、前記球状の弁蓋を備えてなり、前記第１弁体部と前記第２弁体部が螺合自在に形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の槽内圧力調整装置。
【請求項５】
内部に収容する熱媒体を加熱可能な加熱槽または内部に温度変化を伴う熱媒体を収容可能な膨張槽からなる熱媒体槽であって、
前記熱媒体槽内の圧力を調整するための請求項１〜４の何れか１項に記載の槽内圧力調整装置を備えていることを特徴とする熱媒体槽。
【請求項１】
内部に収容する熱媒体を加熱可能な加熱槽または内部に温度変化を伴う熱媒体を収容可能な膨張槽からなる熱媒体槽の槽内の圧力を調整するための槽内圧力調整装置であって、
前記熱媒体槽の上部槽壁から外部に延出する通気管に２つの背圧式排気弁を取り付け、前記熱媒体槽の内部が前記背圧式排気弁を介して外部雰囲気と連通可能に構成し、
前記背圧式排気弁が、筒状の弁体と、前記弁体内を往復移動可能な球状の弁蓋と、前記弁蓋の直径より小径の開口部を有し前記弁蓋の移動方向の両側に位置する１対の弁座と、を備えてなり、
前記２つの背圧式排気弁の夫々が、取り付け状態において、前記弁体の長手方向が鉛直方向成分を有し、
前記２つの背圧式排気弁の一方の下側に位置する前記弁座と、前記２つの背圧式排気弁の他方の上側に位置する前記弁座が、夫々前記通気管に連通していることを特徴とする槽内圧力調整装置。
【請求項２】
前記２つの背圧式排気弁の夫々が、取り付け状態において、前記弁体の長手方向が鉛直方向であることを特徴とする請求項１に記載の槽内圧力調整装置。
【請求項３】
前記通気管が上下に分岐する分岐管を備え、上側に分岐する分岐管の上端部に前記２つの背圧式排気弁の一方が取り付けられ、下側に分岐する分岐管の下端部に前記２つの背圧式排気弁の他方が取り付けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の槽内圧力調整装置。
【請求項４】
前記背圧式排気弁が、前記弁体の一部と前記１対の弁座の一方が一体成型された第１弁体部と、前記弁体の残部と前記１対の弁座の他方が一体成型された第２弁体部と、前記球状の弁蓋を備えてなり、前記第１弁体部と前記第２弁体部が螺合自在に形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の槽内圧力調整装置。
【請求項５】
内部に収容する熱媒体を加熱可能な加熱槽または内部に温度変化を伴う熱媒体を収容可能な膨張槽からなる熱媒体槽であって、
前記熱媒体槽内の圧力を調整するための請求項１〜４の何れか１項に記載の槽内圧力調整装置を備えていることを特徴とする熱媒体槽。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−１６３０２７（Ｐ２００７−１６３０２７Ａ）
【公開日】平成１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３５９８６５（Ｐ２００５−３５９８６５）
【出願日】平成１７年１２月１４日（２００５．１２．１４）
【出願人】（５０５２２９４７２）株式会社日本サーモエナー (24)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月１４日（２００５．１２．１４）
【出願人】（５０５２２９４７２）株式会社日本サーモエナー (24)
【Ｆターム（参考）】
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