| 【発明の名称】 |
直接接触式温水ヒータ |
| 【発明者】 |
【氏名】岡田 俊二
【氏名】原 公人
【氏名】大塚 正治
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| 【要約】 |
【課題】燃焼室の周壁の内面に厚さの厚い水膜を形成して周壁を確実に保護できる直接接触式温水ヒータを提供する。
【解決手段】円筒状の缶体２に上から順に熱交換室３、燃焼室４、貯湯部５を設け、熱交換室３と燃焼室４との間を逆円錐筒状で且つ多孔板よりなる流水仕切り板６にて仕切ると共に熱交換室３内に充填材７を充填し、熱交換室３の上方からディストリピュータ８にて分配して熱交換室３内に供給された水を燃焼室４の燃焼で加熱された充填材７との熱交換にて加熱し、加熱された水を燃焼室４の周壁の内面に沿って水膜を形成して流下させて加熱された水を貯湯部５に貯湯する直接接触式温水ヒータである。これにおいて、熱交換室３と燃焼室４との間の周壁に流水仕切り板６より下方の位置で燃焼室４の方が熱交換室３より内径が小さくなるように絞る絞り部１４を設ける。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 円筒状の缶体に上から順に熱交換室、燃焼室、貯湯部を設け、熱交換室と燃焼室との間を逆円錐筒状で且つ多孔板よりなる流水仕切り板にて仕切ると共に熱交換室内に充填材を充填し、熱交換室の上方からディストリピュータにて分配して熱交換室内に供給された水を燃焼室の燃焼で加熱された充填材との熱交換にて加熱し、加熱された水を燃焼室の周壁の内面に沿って水膜を形成して流下させて加熱された水を貯湯部に貯湯する直接接触式温水ヒータにおいて、熱交換室と燃焼室との間の周壁に流水仕切り板より下方の位置で燃焼室の方が熱交換室より内径が小さくなるように絞る絞り部を設けて成ることを特徴とする直接接触式温水ヒータ。
【請求項２】 上記絞り部は上から下に漸次径が小さくなる曲面状に形成して成ることを特徴とする請求項１記載の直接接触式温水ヒータ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は燃焼排気ガスと水とを直接接触させて熱交換して温水を得る直接接触式温水ヒータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の直接接触式温水ヒータは図４に示すように構成されている。本体ケーシング１には円筒状の缶体２を内装してあり、缶体２には上から順に熱交換室３、燃焼室４、貯湯部５を設けてある。熱交換室３と燃焼室４との間は逆円錐筒状で且つ多孔板よりなる流水仕切り板６にて仕切ってあり、熱交換室３内には金属パイプ等の金属片よりなる充填材７を充填してある。充填材７の上方には水を分配して充填材７に供給するディストリピュータ８を配置してあり、ディストリピュータ８の上方には水を供給する給水口９を設けてある。缶体２の上端には燃焼排気を排気する排気口１０を設けてある。燃焼室４にはガスバーナ１１を配置してあり、ガスバーナ１１から燃焼室４に火炎Ｆを吐出させて燃焼室４で燃焼を行わせるようになっている。燃焼室４と貯湯部５との間は仕切り板１２にて仕切ってあり、仕切り板１２から貯湯部５内に流水管１３を垂下してある。
【０００３】しかしてガスバーナ１１を燃焼させると、燃焼室４で燃焼した燃焼排ガスが充填材７を加熱し、排気口１０から排気され、一方、この状態で給水口９から水を給水すると、水がディストリピュータ８で分配されて充填材７に均一に滴下され、この水が充填材７と熱交換して加熱され、加熱された温水が流水仕切り板６の孔を通ると共に円錐筒状の流水仕切り板６を伝って流水仕切り板６の外周に集まり、燃焼室４の周壁の内面を伝って流下し、流水管１３を流下して温水が貯湯部５に集められる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のような直接接触式温水ヒータでは、燃焼室４が高温になるので周壁を冷却して保護するために熱交換した温水の水膜Ｗを燃焼室４の周壁の内面の略全面に形成している。つまり、燃焼室４の周壁の内面に水膜Ｗを形成しないと、火炎Ｆが直接当たると共に高温になって耐久性が悪くなるという問題があり、また電装回路に影響を与えるという問題がある。
【０００５】ところが、上記従来例にあっては、熱交換室３の内径と燃焼室４の内径は同じで、燃焼室４の周壁の内面の面積が広くて周壁の内面に形成される水膜Ｗの厚さが薄くて燃焼室４の周壁を確実に保護できないという問題がある。特に、給水口９から供給される水量が少ないときは水膜Ｗが途切れて局部加熱が起こるという問題がある。また給水口９から供給する水量を多くして水膜を厚くすることも考えられるが、給水口９から供給する水量を多くすると、全ての水が燃焼室４の周壁の内面に伝わず、流水仕切り板６の孔から下方に直接温水が滴下し、燃焼の弊害となるという問題がある。
【０００６】本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、燃焼室の周壁の内面に厚さの厚い水膜を形成して周壁を確実に保護できる直接接触式温水ヒータを提供することを課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するための本発明の請求項１の直接接触式温水ヒータは、円筒状の缶体２に上から順に熱交換室３、燃焼室４、貯湯部５を設け、熱交換室３と燃焼室４との間を逆円錐筒状で且つ多孔板よりなる流水仕切り板６にて仕切ると共に熱交換室３内に充填材７を充填し、熱交換室３の上方からディストリピュータ８にて分配して熱交換室３内に供給された水を燃焼室４の燃焼で加熱された充填材７との熱交換にて加熱し、加熱された水を燃焼室４の周壁の内面に沿って水膜を形成して流下させて加熱された水を貯湯部５に貯湯する直接接触式温水ヒータにおいて、熱交換室３と燃焼室４との間の周壁に流水仕切り板６より下方の位置で燃焼室４の方が熱交換室３より内径が小さくなるように絞る絞り部１４を設けて成ることを特徴とする。絞り部１４を設けたことにより、絞り部１４で絞られて燃焼室４の周壁の面積の小さくなった内面を厚い膜厚で温水が流れることとなり、燃焼室４の周壁の内面に形成される水膜Ｗの厚さが厚くなり、燃焼室４の周壁を燃焼の火炎Ｆから確実に保護でき、耐久性を向上できると共に電装回路等を保護できる。
【０００８】また本発明の請求項２の直接接触式温水ヒータは、上記絞り部１４は上から下に漸次径が小さくなる曲面状に形成して成ることを特徴とする。このように絞り部１４が上から下に漸次径が小さくなる曲面状に形成してあると、絞り部１４で徐々に水膜Ｗが厚くなり、燃焼室４の周壁の内面に沿って水膜Ｗの厚い温水をスムーズに流すことができ、一層確実に燃焼室４の周壁を燃焼の火炎Ｆから保護できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１、図２に示すように屋外等に設置できる直接接触式温水ヒータの本体ケーシング１内には本体ケーシング１の上下全長に亙るように円筒状の缶体２を内装してあり、缶体２には上から順に熱交換室３、燃焼室４、貯湯部５を設けてある。熱交換室３と燃焼室４との間は逆円錐筒状で且つ多孔板よりなる流水仕切り板６にて仕切ってあり、熱交換室３内には充填材７を充填してある。かかる充填材７は金属パイプ等の金属片よりなるものであり、例えばステンレス鋼パイプである。この熱交換室３の周壁の適所にはマンホール２１を設けてある。
【００１０】充填材７の上方には水を分配して充填材７に供給するディストリピュータ８を配置してあり、ディストリピュータ８の上方には水を供給する給水口９を設けてある。この給水口９には貯水タンク１５から給水管路１６を介して給水されるようになっている。貯水タンク１５は所謂シスターンになっており、矢印ａのように供給される水道水を貯水タンク１５内に略一定の水位に貯水できるようになっている。つまり、貯水タンク１５にはボールタップ弁１７を設けてあり、浮き子１８の上下でボールタップ弁７が開閉して貯水タンク１５内を一定の水位に保つことができるようになっている。缶体２の上端には本体ケーシング１の上面より突出する排気口１０を設けてあり、燃焼排気を外に排気できるようになっている。そして直接接触式温水ヒータを屋外に設置する場合、図１のように本体ケーシング１の上面に排気トップ１９を装着し、直接接触式温水ヒータを屋内に設置する場合、図２に示すように排気口１０に排気筒２０を接続する。
【００１１】燃焼室４の側方には燃焼室４と一体になるようにガスバーナ１１を接続してあり、ガスバーナ１１から燃焼室４に火炎Ｆを吐出させて燃焼室で燃焼を行わせるようになっている。このガスバーナ１１は強制燃焼式であり、送風機３６を一体に設けてある。ガスバーナ１１内にはガス噴出ノズル２２を配置してあり、矢印ｂのように供給される都市ガスのようなガスがガス供給管路２３を介してガス噴出ノズル２２に供給されるようになっている。そしてガス噴出ノズル２２から噴出されるガスと送風機３６から送風される空気とが混合され、燃焼面２４から混合ガスが噴出され、燃焼面２４から火炎Ｆが吐出するように燃焼するようになっている。ここで２５は種火用ガス供給管路である。熱交換室３と燃焼室４との間には流水仕切り板６よりやや下方の位置で熱交換室３の周壁の内径より燃焼室４の内径が小さくなるように絞った絞り部１４を設けてあり、この絞り部１４にて全周に亙って段部１４ａを形成してある。かかる絞り部１４は上から下に漸次内径が小さくなるようにしてあり、段部１４ａが緩やかな曲面状になっている。かかる絞り部１４で絞る量は、例えば熱交換室３の内径が３７５ｍｍφの場合、燃焼室４の内径が３４５ｍｍφであり、８％である。絞り量で絞る量は上記のように例えば８％であるが、これは一例であり、この数値に限定されるのでない。ただし、絞り部１４で絞る量が小さ過ぎると、後述する水膜Ｗの厚さが厚くならなく、絞り部１４で絞る量が大き過ぎると、燃焼室４内が狭くなり、燃焼室４を上下に長くしなければならないという問題がある。燃焼室４の燃焼面２４の上方の位置には燃焼面２４に水が流れるを阻止する傘部２６を設けてある。
【００１２】燃焼室４と貯湯部５との間は仕切り板１２にて仕切ってあり、仕切り板１２から貯湯部５内に流水管１３を垂下してある。貯湯部５には給湯管路２７を接続してあり、給湯管路２７に配置した給湯ポンプ２８を駆動することで給湯管路２７を介して矢印ｃのように風呂等に供給できるようになっている。この貯湯部５にはボールタップ弁２９を設けてあり、浮き子３０の上下で水位調整弁３１を開閉するようになっており、貯湯部５に一定水位の湯を貯湯できるようになっている。また貯湯部５には排水管路３２を連結してあり、使用しないとき排水管路３２から矢印ｄのように排水できるようになっている。また貯湯部５には溢水口３３を設けてあり、オーバーフローする湯を溢水口３３から矢印ｅのように吐出することができるようになっている。さらに図１の３４は制御盤、３５はリモートコントローラである。
【００１３】上記のように構成せる直接接触式温水ヒータで温水を発生する場合、ガスバーナ１１を燃焼させると共に給水口９から給水する。ガスバーナ１１を燃焼させると燃焼室４内に火炎Ｆを吐出するように燃焼し、燃焼排ガスが流水仕切り板６の孔、充填材７を通り、充填材７が加熱されて排気口１０から排気される。一方、給水口９から給水された水はディストリピュータ８で分配されて充填材７に均一に滴下され、この水が充填材７と熱交換して加熱され、加熱された温水が流水仕切り板６の孔を通ると共に円錐筒状の流水仕切り板６を伝って流水仕切り板６の外周に集まり、絞り部１４を介して燃焼室４の周壁の内面を伝って流下し、流水管１３を流下して温水が貯湯部５に集められる。燃焼室４の周壁の内面を伝って温水が流下するとき周壁の内面に図３に示すように水膜Ｗが形成されるが、流水仕切り板６の外周の下部に絞り部１４を設けて全周に亙って段部１４ａを設けてあるために絞り部１４で水膜Ｗの厚さが厚くなり、燃焼室４の周壁の内面の全面に厚さの厚い水膜Ｗが形成されて燃焼の火炎Ｆから燃焼室４の周壁を保護でき、耐久性を向上できると共に電装回路等を保護できる。このとき絞り部１４の段部１４ａが緩やかな曲面状になっているために絞り部１４で徐々に水膜Ｗが厚くなり、燃焼室４の周壁の内面に沿ってスムーズに温水を流して厚さの厚い水膜Ｗをスムーズに形成でき、一層確実に燃焼室４の周壁を燃焼の火炎から保護できる。また貯湯部５に溜められた温水は給湯管路２７を介して風呂等に供給される。上記のように燃焼排ガスと直接接触させて加熱された温水は炭酸ガスを多量に含んでおり、風呂に給湯すると入浴効果が向上する。
【００１４】また貯湯部５では上記のようなボールタップ弁２９でなく、図２に示すような静電容量式水位センサー４０によるもので、ポンプをインバータ化することにより吐出水量をコントロールするようにしてもよく、この場合、圧力損失を少なくできる。
【００１５】
【発明の効果】上記のように本発明の請求項１の発明は、熱交換室と燃焼室との間の周壁に流水仕切り板より下方の位置で燃焼室の方が熱交換室より内径が小さくなるように絞る絞り部を設けているので、絞り部で絞られて燃焼室の周壁の面積の小さくなった内面を厚い膜厚で温水が流れることとなり、燃焼室の周壁の内面に形成される水膜の厚さが厚くなり、燃焼室の周壁を燃焼の火炎から確実に保護できるものであって、耐久性を向上できると共に電装回路等を保護できるものである。
【００１６】また本発明の請求項２の発明は、請求項１において、上記絞り部は上から下に漸次径が小さくなる曲面状に形成しているので、絞り部で徐々に水膜が厚くなり、燃焼室の周壁の内面に沿って水膜の厚さの厚い温水をスムーズに流すことができ、一層確実に燃焼室の周壁を燃焼の火炎から保護できるものである。
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| 【出願人】 |
【識別番号】００００００２８４
【氏名又は名称】大阪瓦斯株式会社
【識別番号】０００１４８３９１
【氏名又は名称】株式会社前田鉄工所
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| 【出願日】 |
平成１１年６月８日（１９９９．６．８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８７７６７
【弁理士】
【氏名又は名称】西川 惠清 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−３４６４６０（Ｐ２０００−３４６４６０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１２月１５日（２０００．１２．１５） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１６０３９９ |
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