JP2000161790A - 給湯器 - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
- F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
- F28F13/08—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media by varying the cross-section of the flow channels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/16—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
- F28D7/1615—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation the conduits being inside a casing and extending at an angle to the longitudinal axis of the casing; the conduits crossing the conduit for the other heat exchange medium
- F28D7/1623—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation the conduits being inside a casing and extending at an angle to the longitudinal axis of the casing; the conduits crossing the conduit for the other heat exchange medium with particular pattern of flow of the heat exchange media, e.g. change of flow direction
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- Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃焼ガスの熱を熱交換する熱交換器を配置し
た給湯器において、熱交換器を通過する燃焼ガスの流速
が熱交換器の下流側に至っても著しく低下しないように
することで、熱交換器内で燃焼ガスが長く滞留するのを
防止し、よってドレンの発生を少なくし、熱交換器自体
の耐久性の向上、熱効率のアップ等、本来の特性を充分
に発揮することができる給湯器の提供を課題とする。 【解決手段】 燃焼室内にバーナ２０と該バーナ２０の
上方空間に熱交換用の水管３１群を配列させてなる熱交
換器３０とを少なくとも有し、バーナ２０による燃焼ガ
スの熱を熱交換器３０で熱交換することで給湯に供する
ようにすると共に、熱交換器３０を経た燃焼ガスは外部
に排出するようにした給湯器であって、熱交換器３０に
おける燃焼ガスの通路断面積をバーナ２０に近い上流側
から下流側に向けて絞るように構成した。
た給湯器において、熱交換器を通過する燃焼ガスの流速
が熱交換器の下流側に至っても著しく低下しないように
することで、熱交換器内で燃焼ガスが長く滞留するのを
防止し、よってドレンの発生を少なくし、熱交換器自体
の耐久性の向上、熱効率のアップ等、本来の特性を充分
に発揮することができる給湯器の提供を課題とする。 【解決手段】 燃焼室内にバーナ２０と該バーナ２０の
上方空間に熱交換用の水管３１群を配列させてなる熱交
換器３０とを少なくとも有し、バーナ２０による燃焼ガ
スの熱を熱交換器３０で熱交換することで給湯に供する
ようにすると共に、熱交換器３０を経た燃焼ガスは外部
に排出するようにした給湯器であって、熱交換器３０に
おける燃焼ガスの通路断面積をバーナ２０に近い上流側
から下流側に向けて絞るように構成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は給湯器に関し、詳し
くは、燃焼室内にバーナと該バーナの上方空間に熱交換
用の水管群を配列させてなる熱交換器とを少なくとも有
し、前記バーナによる燃焼ガスの熱を前記熱交換器で熱
交換することで給湯に供するようにすると共に、熱交換
器を経た燃焼ガスは外部に排出するようにした給湯器に
関する。
くは、燃焼室内にバーナと該バーナの上方空間に熱交換
用の水管群を配列させてなる熱交換器とを少なくとも有
し、前記バーナによる燃焼ガスの熱を前記熱交換器で熱
交換することで給湯に供するようにすると共に、熱交換
器を経た燃焼ガスは外部に排出するようにした給湯器に
関する。
【０００２】
【従来の技術】給湯器の内、石油燃料等の液体燃料、或
いは都市ガス等の気体燃料を用いる給湯器においては、
図５に示すように、一般にバーナ２と該バーナ２の上方
に配置される熱交換器３とを燃焼室を構成する熱交換缶
体１内に設備し、燃料を熱交換缶体１内のバーナ２にお
いて燃焼させ、発生した燃焼ガスを上方の熱交換器３に
導き、該熱交換器３の水管３ａ群に熱を吸収させること
で、水管３ａ内を通る水を加熱し、これによって温水を
出湯するようになされている。ところで上記の給湯器に
おいて、燃焼室を構成する熱交換缶体１内に設備される
熱交換器３は、一般的には熱交換フィン３ｂと該熱交換
フィン３ｂを貫通して配される水管３ａ群とからなり、
水管３ａ群には給湯用の水が流される構成となってい
る。バーナ２での燃焼により発生した燃焼ガスは、水管
３ａ群や熱交換フィン３ｂの間を下方から上方へ通過
し、その間に熱交換がなされる。従来における前記熱交
換器３の配置は、熱交換缶体１内の上方空間のある範囲
の上下幅にわたる全域に対して水管３ａ群を均一的に配
するように構成しており、下方から上昇してくる燃焼ガ
スの通路断面積が熱交換器３を通過する間において余り
変化しない状態になっていた。尚、図５において、４は
熱交換器を経た燃焼ガスの消音を行うための消音器、５
は燃焼ガスの外部への排出口である。
いは都市ガス等の気体燃料を用いる給湯器においては、
図５に示すように、一般にバーナ２と該バーナ２の上方
に配置される熱交換器３とを燃焼室を構成する熱交換缶
体１内に設備し、燃料を熱交換缶体１内のバーナ２にお
いて燃焼させ、発生した燃焼ガスを上方の熱交換器３に
導き、該熱交換器３の水管３ａ群に熱を吸収させること
で、水管３ａ内を通る水を加熱し、これによって温水を
出湯するようになされている。ところで上記の給湯器に
おいて、燃焼室を構成する熱交換缶体１内に設備される
熱交換器３は、一般的には熱交換フィン３ｂと該熱交換
フィン３ｂを貫通して配される水管３ａ群とからなり、
水管３ａ群には給湯用の水が流される構成となってい
る。バーナ２での燃焼により発生した燃焼ガスは、水管
３ａ群や熱交換フィン３ｂの間を下方から上方へ通過
し、その間に熱交換がなされる。従来における前記熱交
換器３の配置は、熱交換缶体１内の上方空間のある範囲
の上下幅にわたる全域に対して水管３ａ群を均一的に配
するように構成しており、下方から上昇してくる燃焼ガ
スの通路断面積が熱交換器３を通過する間において余り
変化しない状態になっていた。尚、図５において、４は
熱交換器を経た燃焼ガスの消音を行うための消音器、５
は燃焼ガスの外部への排出口である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、熱交換器３
を通過する燃焼ガスは、その上流（下方）から下流（上
方）へ流れるに従って、その温度を低下させるが、その
温度低下と共にガスの流速も低下する。このように、燃
焼ガスの流速が熱交換器３の下流側で遅くなると、その
熱交換器３の下流域での燃焼ガスの滞留時間が長くな
り、これが原因となってドレンが生じ易くなる。加え
て、熱交換器の下流域では、水管３ａの加熱の程度も上
流域に比べて低いことから、一層ドレンが生じ易いとい
う問題があった。即ち従来の熱交換器３の構成では、熱
交換器３の下流域において、燃焼ガス中のイオウ酸化物
等を吸収して酸性度が高くなったドレンの発生量が多く
なる結果、熱交換器３全体の熱効率の低下や熱交換器３
を腐食させる等、熱交換器３の耐久性自体にも好ましく
ないという問題があった。
を通過する燃焼ガスは、その上流（下方）から下流（上
方）へ流れるに従って、その温度を低下させるが、その
温度低下と共にガスの流速も低下する。このように、燃
焼ガスの流速が熱交換器３の下流側で遅くなると、その
熱交換器３の下流域での燃焼ガスの滞留時間が長くな
り、これが原因となってドレンが生じ易くなる。加え
て、熱交換器の下流域では、水管３ａの加熱の程度も上
流域に比べて低いことから、一層ドレンが生じ易いとい
う問題があった。即ち従来の熱交換器３の構成では、熱
交換器３の下流域において、燃焼ガス中のイオウ酸化物
等を吸収して酸性度が高くなったドレンの発生量が多く
なる結果、熱交換器３全体の熱効率の低下や熱交換器３
を腐食させる等、熱交換器３の耐久性自体にも好ましく
ないという問題があった。
【０００４】そこで本発明は、上記従来の給湯器におけ
る問題を解消し、燃焼ガスの熱を熱交換する熱交換器を
燃焼室内に配置した給湯器において、熱交換器を通過す
る燃焼ガスの流速が熱交換器の下流側に至っても著しく
低下しないようにすることで、熱交換器内で燃焼ガスが
長く滞留するのを防止し、よって酸性度の高いドレンの
発生を少なくし、これによって熱交換器自体の耐久性の
向上は元より、熱効率のアップ等、給湯用の熱交換器の
本来の特性を充分に発揮することができるようにした給
湯器の提供を課題とする。
る問題を解消し、燃焼ガスの熱を熱交換する熱交換器を
燃焼室内に配置した給湯器において、熱交換器を通過す
る燃焼ガスの流速が熱交換器の下流側に至っても著しく
低下しないようにすることで、熱交換器内で燃焼ガスが
長く滞留するのを防止し、よって酸性度の高いドレンの
発生を少なくし、これによって熱交換器自体の耐久性の
向上は元より、熱効率のアップ等、給湯用の熱交換器の
本来の特性を充分に発揮することができるようにした給
湯器の提供を課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、本発明の給湯器は、燃焼室内にバーナと該バーナの
上方空間に熱交換用の水管群を配列させてなる熱交換器
とを少なくとも有し、前記バーナによる燃焼ガスの熱を
前記熱交換器で熱交換することで給湯に供するようにす
ると共に、熱交換器を経た燃焼ガスは外部に排出するよ
うにした給湯器であって、前記熱交換器における燃焼ガ
スの通路断面積を前記バーナに近い上流側から下流側に
向けて絞るように構成したことを第１の特徴としてい
る。また本発明の給湯器は、上記第１の特徴に加えて、
同方向に配列された水管群に直角な面における熱交換器
の形状が略Ｌ字形状であることを第２の特徴としてい
る。また本発明の給湯器は、上記第２の特徴に加えて、
燃焼室内において、熱交換器の略Ｌ字形状の底辺部の上
方で且つ立辺部の側方に生じる空間に、熱交換器を経た
燃焼ガスの消音を行う消音器を配置したことを第３の特
徴としている。また本発明の給湯器は、上記第３の特徴
に加えて、雨よけ板を、消音器が配置される空間に、熱
交換器からの空間への燃焼ガスの通気口が燃焼ガスを外
部へ排出するための排出口から見えないように、配置し
たことを第４の特徴としている。また本発明の給湯器
は、上記第１〜４の何れかの特徴に加え、熱交換器は、
該熱交換器の水管群のうち、バーナに近い燃焼ガスの流
れの上流側で且つ燃焼ガスの流速が速い側にある水管か
ら入水し、熱交換器の通路断面積が絞られた下流側の末
端にある水管から出湯するように構成されていることを
第５の特徴としている。
め、本発明の給湯器は、燃焼室内にバーナと該バーナの
上方空間に熱交換用の水管群を配列させてなる熱交換器
とを少なくとも有し、前記バーナによる燃焼ガスの熱を
前記熱交換器で熱交換することで給湯に供するようにす
ると共に、熱交換器を経た燃焼ガスは外部に排出するよ
うにした給湯器であって、前記熱交換器における燃焼ガ
スの通路断面積を前記バーナに近い上流側から下流側に
向けて絞るように構成したことを第１の特徴としてい
る。また本発明の給湯器は、上記第１の特徴に加えて、
同方向に配列された水管群に直角な面における熱交換器
の形状が略Ｌ字形状であることを第２の特徴としてい
る。また本発明の給湯器は、上記第２の特徴に加えて、
燃焼室内において、熱交換器の略Ｌ字形状の底辺部の上
方で且つ立辺部の側方に生じる空間に、熱交換器を経た
燃焼ガスの消音を行う消音器を配置したことを第３の特
徴としている。また本発明の給湯器は、上記第３の特徴
に加えて、雨よけ板を、消音器が配置される空間に、熱
交換器からの空間への燃焼ガスの通気口が燃焼ガスを外
部へ排出するための排出口から見えないように、配置し
たことを第４の特徴としている。また本発明の給湯器
は、上記第１〜４の何れかの特徴に加え、熱交換器は、
該熱交換器の水管群のうち、バーナに近い燃焼ガスの流
れの上流側で且つ燃焼ガスの流速が速い側にある水管か
ら入水し、熱交換器の通路断面積が絞られた下流側の末
端にある水管から出湯するように構成されていることを
第５の特徴としている。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態を示す給
湯器の概略構成図、図２は本発明の実施形態を示す給湯
器で適用される熱交換器での入水出湯構成を示す模式
図、図３は比較例１として示す熱交換器における入水出
湯構成についての模式図、図４は比較例２として示す熱
交換器における入水出湯構成についての模式図である。
湯器の概略構成図、図２は本発明の実施形態を示す給湯
器で適用される熱交換器での入水出湯構成を示す模式
図、図３は比較例１として示す熱交換器における入水出
湯構成についての模式図、図４は比較例２として示す熱
交換器における入水出湯構成についての模式図である。
【０００７】まず図１を参照して、本発明の第１の実施
形態を示す給湯器について説明する。１０は給湯器の燃
焼室を構成する熱交換缶体で、該熱交換缶体１０、即ち
燃焼室内の下方にバーナ２０が設けられ、その上方空間
に熱交換器３０が配置されている。熱交換器３０は水管
３１群と複数枚の熱交換フィン３２とからなり、一定の
間隔で配置された複数枚の熱交換フィン３２を同方向に
配列した水管３１群が貫通する形に構成されている。バ
ーナ２０での燃焼により発生した高温の燃焼ガスは、下
方から上方へと熱交換器３０を通過することになる。燃
焼ガスは熱交換フィン３２の間及び各水管３１の間を通
路として、上方へ流れる。
形態を示す給湯器について説明する。１０は給湯器の燃
焼室を構成する熱交換缶体で、該熱交換缶体１０、即ち
燃焼室内の下方にバーナ２０が設けられ、その上方空間
に熱交換器３０が配置されている。熱交換器３０は水管
３１群と複数枚の熱交換フィン３２とからなり、一定の
間隔で配置された複数枚の熱交換フィン３２を同方向に
配列した水管３１群が貫通する形に構成されている。バ
ーナ２０での燃焼により発生した高温の燃焼ガスは、下
方から上方へと熱交換器３０を通過することになる。燃
焼ガスは熱交換フィン３２の間及び各水管３１の間を通
路として、上方へ流れる。
【０００８】前記熱交換器３０は、該熱交換器３０を通
過する燃焼ガスの通路断面積が、燃焼ガスの流れの上流
側から下流側に向けて絞られるように構成している。即
ち、熱交換器３０は、燃焼ガスを受け入れる上流の部分
においては、燃焼室である熱交換缶体１０の水平断面の
略全域をカバーするかたちで広く水管３１と熱交換フィ
ン３２が存在する。一方、燃焼ガスが通過する熱交換器
３０の下流の部分においては、熱交換缶体１０の水平断
面の一部の領域のみに限定されて水管３１と熱交換フィ
ン３２が存在するようになされている。従って、バーナ
２０で発生した燃焼ガスは大きな通過断面積をもって熱
交換器に入るが、通過するに従ってその通過断面積を絞
られて行くことになる。このことは、燃焼ガスの流速の
点からすれば、燃焼ガスは熱交換器３０を通過する際
に、上流から下流に行くに従って流速を増加することに
なる。
過する燃焼ガスの通路断面積が、燃焼ガスの流れの上流
側から下流側に向けて絞られるように構成している。即
ち、熱交換器３０は、燃焼ガスを受け入れる上流の部分
においては、燃焼室である熱交換缶体１０の水平断面の
略全域をカバーするかたちで広く水管３１と熱交換フィ
ン３２が存在する。一方、燃焼ガスが通過する熱交換器
３０の下流の部分においては、熱交換缶体１０の水平断
面の一部の領域のみに限定されて水管３１と熱交換フィ
ン３２が存在するようになされている。従って、バーナ
２０で発生した燃焼ガスは大きな通過断面積をもって熱
交換器に入るが、通過するに従ってその通過断面積を絞
られて行くことになる。このことは、燃焼ガスの流速の
点からすれば、燃焼ガスは熱交換器３０を通過する際
に、上流から下流に行くに従って流速を増加することに
なる。
【０００９】前記熱交換器３０は、より具体的には、同
方向に配列される水管３１に垂直な面、即ち熱交換フィ
ン３２と平行な面における形状が、略Ｌ字形状となるよ
うに構成している。従って、熱交換フィン３２の形状も
略Ｌ字形状となり、水管３１は熱交換器３０の略Ｌ字形
状の底辺部３０ａにおいて、本数が多く、立辺部３０ｂ
において、本数が少なくなる構成とされている。
方向に配列される水管３１に垂直な面、即ち熱交換フィ
ン３２と平行な面における形状が、略Ｌ字形状となるよ
うに構成している。従って、熱交換フィン３２の形状も
略Ｌ字形状となり、水管３１は熱交換器３０の略Ｌ字形
状の底辺部３０ａにおいて、本数が多く、立辺部３０ｂ
において、本数が少なくなる構成とされている。
【００１０】前記略Ｌ字形状の熱交換器３０に対して、
前記底辺部３０ａの上方で且つ前記立辺部３０ｂの側方
に生じる空間を利用して、熱交換器３０を経た燃焼ガス
の消音を行う消音器４０を配置している。熱交換器３０
の立辺部３０ｂの末端（上端）を通過した燃焼ガスは、
通気口５０を通って消音器４０に入り、ここで消音され
た後、さらに排出口６０から外部に排出される。尚、前
記消音器４０は、消音機構を現に空間内に配する場合
も、図１に示すように空間そのものを消音器４０とし
て、特別な構成物を空間内に配さない場合も有る。前記
略Ｌ字形状の熱交換器３０とすることで、前記底辺部３
０ａの上方で且つ前記立辺部３０ｂの側方に空間を生じ
せしめることができるので、消音器４０の配置場所とし
ての選択の自由度が形状的に高くなり、前記空間に消音
器４０を配置することで、装置のコンパクト化と、より
有効な消音効果を図ることが可能となった。
前記底辺部３０ａの上方で且つ前記立辺部３０ｂの側方
に生じる空間を利用して、熱交換器３０を経た燃焼ガス
の消音を行う消音器４０を配置している。熱交換器３０
の立辺部３０ｂの末端（上端）を通過した燃焼ガスは、
通気口５０を通って消音器４０に入り、ここで消音され
た後、さらに排出口６０から外部に排出される。尚、前
記消音器４０は、消音機構を現に空間内に配する場合
も、図１に示すように空間そのものを消音器４０とし
て、特別な構成物を空間内に配さない場合も有る。前記
略Ｌ字形状の熱交換器３０とすることで、前記底辺部３
０ａの上方で且つ前記立辺部３０ｂの側方に空間を生じ
せしめることができるので、消音器４０の配置場所とし
ての選択の自由度が形状的に高くなり、前記空間に消音
器４０を配置することで、装置のコンパクト化と、より
有効な消音効果を図ることが可能となった。
【００１１】また、雨よけ板７０を前記消音器４０が配
される空間に設けている。この雨よけ板７０は外部から
排出口６０を通って内部に侵入してくる雨が、前記通気
口５０を通って更に内部の熱交換器３０等まで侵入する
のを確実に防止するためのもので、本発明では、前記消
音器４０を配置する空間が充分なスペースで確保できる
ので、この雨よけ板７０も、前記通気口５０の比較的近
くに余裕をもって配することができ、外部から排出口６
０を介して通気口５０が見えたりするのを完全に防止す
る位置に設けて、熱交換器３０側への雨等の侵入を充
分、確実に防止することができる。
される空間に設けている。この雨よけ板７０は外部から
排出口６０を通って内部に侵入してくる雨が、前記通気
口５０を通って更に内部の熱交換器３０等まで侵入する
のを確実に防止するためのもので、本発明では、前記消
音器４０を配置する空間が充分なスペースで確保できる
ので、この雨よけ板７０も、前記通気口５０の比較的近
くに余裕をもって配することができ、外部から排出口６
０を介して通気口５０が見えたりするのを完全に防止す
る位置に設けて、熱交換器３０側への雨等の侵入を充
分、確実に防止することができる。
【００１２】バーナ２０での燃焼により発生した燃焼ガ
スは、下方から熱交換器３０を通過し、その間に熱交換
される。熱交換器３０を通過中においては、その通路断
面積を次第に絞られて行くので、その分流速の増加が期
待され、よって熱交換器３０の通過抵抗に伴う速度の低
下を補い、速度の低下をきたすことなく、即ち熱交換器
３０の下流部での燃焼ガスの停滞を招くことなく、消音
器４０側へ熱交換器３０を通過して行くことができる。
これにより、ドレンが発生し易い熱交換器３０の下流部
分においても、充分にドレンの発生を抑制することがで
きる。熱交換器３０を通過した燃焼ガスは通気口５０か
ら消音器４０に入り、消音され、排出口６０から外部に
排出される。
スは、下方から熱交換器３０を通過し、その間に熱交換
される。熱交換器３０を通過中においては、その通路断
面積を次第に絞られて行くので、その分流速の増加が期
待され、よって熱交換器３０の通過抵抗に伴う速度の低
下を補い、速度の低下をきたすことなく、即ち熱交換器
３０の下流部での燃焼ガスの停滞を招くことなく、消音
器４０側へ熱交換器３０を通過して行くことができる。
これにより、ドレンが発生し易い熱交換器３０の下流部
分においても、充分にドレンの発生を抑制することがで
きる。熱交換器３０を通過した燃焼ガスは通気口５０か
ら消音器４０に入り、消音され、排出口６０から外部に
排出される。
【００１３】次に、本発明の給湯器の第２の実施形態例
を図２、及びその比較例として図３、図４を用いて説明
する。本発明の給湯器においては、熱交換器３０の水管
３１群に対して、ドレンの発生が極力抑制できるような
水の流れとなるように構成している。即ち、図２で示す
ように、給湯器の熱交換器に対する入水を、熱交換器３
０の水管３１群のうち、バーナ２０に近い燃焼ガスの流
れの上流側で且つ燃焼ガスの流速が速い側にある水管３
１ａから入水するようにして、矢符で示すように、燃焼
ガスの上流側から下流側へと流れるようにし、通路断面
積が絞られた下流側の末端になる水管３１ｂから出湯す
るように構成している。このように構成することで、燃
焼ガスの温度が低下してくる熱交換器３０の下流側部分
においては、水管３１内を流れる水の温度は既に充分な
る熱交換によって高温に加熱されており、従って水管３
１の温度も充分に加熱された状態となっている。よっ
て、温度の低下した燃焼ガスが通過する際においても、
燃焼ガスの更なる温度低下を少なくすることができ、結
果としてドレンの発生を抑制することができる。
を図２、及びその比較例として図３、図４を用いて説明
する。本発明の給湯器においては、熱交換器３０の水管
３１群に対して、ドレンの発生が極力抑制できるような
水の流れとなるように構成している。即ち、図２で示す
ように、給湯器の熱交換器に対する入水を、熱交換器３
０の水管３１群のうち、バーナ２０に近い燃焼ガスの流
れの上流側で且つ燃焼ガスの流速が速い側にある水管３
１ａから入水するようにして、矢符で示すように、燃焼
ガスの上流側から下流側へと流れるようにし、通路断面
積が絞られた下流側の末端になる水管３１ｂから出湯す
るように構成している。このように構成することで、燃
焼ガスの温度が低下してくる熱交換器３０の下流側部分
においては、水管３１内を流れる水の温度は既に充分な
る熱交換によって高温に加熱されており、従って水管３
１の温度も充分に加熱された状態となっている。よっ
て、温度の低下した燃焼ガスが通過する際においても、
燃焼ガスの更なる温度低下を少なくすることができ、結
果としてドレンの発生を抑制することができる。
【００１４】一方、前記図３に示す比較例１では、第１
熱交換器３０の下流側の末端にある水管３１から入水
し、矢符の方向に流れて出湯する構成としたので、熱交
換器３０の下流部分において低温の燃焼ガスと低温の水
が流れる水管とが熱交換されることになる結果、ドレン
が発生し易い。従って、熱交換器３０自体がドレンに曝
されることで腐食し易くなるのみならず、熱交換器本来
の特性を充分に発揮させることができない。また図４で
示す比較例２では、熱交換器３０の上流側から入水する
ようにしているが、同じ上流側でも、燃焼ガスの流れが
遅い方（図４で熱交換器３０の底辺部の右側）にある水
管３１から入水する構成となっている。しかしながら、
熱交換器３０の底辺部の右側付近における燃焼ガスの流
速は比較的遅く、このため流速の遅い燃焼ガスにより、
未だ入水初期で温度の低い水管に対して充分過ぎる熱交
換が行なわれる結果、その付近での局部的な熱交換率の
増大が生じて、ドレンが発生し易くなる。
熱交換器３０の下流側の末端にある水管３１から入水
し、矢符の方向に流れて出湯する構成としたので、熱交
換器３０の下流部分において低温の燃焼ガスと低温の水
が流れる水管とが熱交換されることになる結果、ドレン
が発生し易い。従って、熱交換器３０自体がドレンに曝
されることで腐食し易くなるのみならず、熱交換器本来
の特性を充分に発揮させることができない。また図４で
示す比較例２では、熱交換器３０の上流側から入水する
ようにしているが、同じ上流側でも、燃焼ガスの流れが
遅い方（図４で熱交換器３０の底辺部の右側）にある水
管３１から入水する構成となっている。しかしながら、
熱交換器３０の底辺部の右側付近における燃焼ガスの流
速は比較的遅く、このため流速の遅い燃焼ガスにより、
未だ入水初期で温度の低い水管に対して充分過ぎる熱交
換が行なわれる結果、その付近での局部的な熱交換率の
増大が生じて、ドレンが発生し易くなる。
【００１５】しかして、以上の構成にかかる給湯器にお
いては、バーナ２０によって発生しし、熱交換器３０を
上流側から下流側へ流れる燃焼ガスは、典型的には、図
１の符号Ｇ１及びＧ２で示す燃焼ガスの流れからなり、
比較的ドレンが発生し易い下流側で集合させられるが、
上記したように略Ｌ字形状の熱交換器３０における燃焼
ガスの通路断面積は、上流から下流側に向かって絞られ
て行くように構成されているので、下流側で燃焼ガスの
流速が速くなる。このように、比較的ドレンが発生し易
い下流側で燃焼ガスの流速が速くなると、燃焼ガスが熱
交換器３０内で滞留する時間が必然的に短くなるので、
ドレンが生じにくくなる。即ち、燃焼ガス中のイオウ酸
化物等を含んだ酸性度の高いドレンが発生し難くなる。
ドレンの発生が少なくなるということは、熱交換器３０
全体の熱効率の向上を確保することができるということ
であり、しかも酸性度の高いドレンに熱交換器３０が曝
される恐れが少ないことで熱交換器３０の腐食等が起こ
り難く、熱交換器３０の耐久性が向上するということに
なるのである。
いては、バーナ２０によって発生しし、熱交換器３０を
上流側から下流側へ流れる燃焼ガスは、典型的には、図
１の符号Ｇ１及びＧ２で示す燃焼ガスの流れからなり、
比較的ドレンが発生し易い下流側で集合させられるが、
上記したように略Ｌ字形状の熱交換器３０における燃焼
ガスの通路断面積は、上流から下流側に向かって絞られ
て行くように構成されているので、下流側で燃焼ガスの
流速が速くなる。このように、比較的ドレンが発生し易
い下流側で燃焼ガスの流速が速くなると、燃焼ガスが熱
交換器３０内で滞留する時間が必然的に短くなるので、
ドレンが生じにくくなる。即ち、燃焼ガス中のイオウ酸
化物等を含んだ酸性度の高いドレンが発生し難くなる。
ドレンの発生が少なくなるということは、熱交換器３０
全体の熱効率の向上を確保することができるということ
であり、しかも酸性度の高いドレンに熱交換器３０が曝
される恐れが少ないことで熱交換器３０の腐食等が起こ
り難く、熱交換器３０の耐久性が向上するということに
なるのである。
【００１６】また熱交換器３０を、既述したように略Ｌ
字形状、或いはより一般的に言って下流側に向かって絞
られた形状に構成してあるので、燃焼ガスが熱交換器３
０の上流側から入り込む場合においても、図１の左部分
では上記燃焼ガスは上流側から下流側までストレートに
流れることで相対的に速い流れＧ１となる一方で、図１
の右部分ではストレートに下流側に流れることなく、内
壁等にガイドされるようにして流れの方向を変化させな
がら下流側へ流れる結果、相対的に遅い流れＧ２とな
る。上記のような燃焼ガスの流れになる熱交換器におけ
る入水出湯構成においては、水管への通水の仕方如何で
ドレンの生成量に大幅な影響が出てくる。これに対して
本発明においては、熱交換器３０の上流側で且つ燃焼ガ
スの流速が速くなる側にある水管３１ａから入水し、熱
交換器３０の下流側へと水の流れを導くようにしたの
で、水管３１の温度と、燃焼ガスの温度と、燃焼ガスの
流速との３つの関係を良好に調節することができ、熱交
換器３０への水の流し方においても、ドレンの発生を抑
制することが可能となった。このように本発明では、熱
交換器３０を通る水流の方向を考慮したことによっても
ドレンの発生を極力少なくしたので、強い酸性を示すド
レンにより熱交換器３０が腐食されるのを充分効果的に
回避することができる。またドレンが発生し難いことで
熱交換器本来の特性を充分に発揮させることができる。
字形状、或いはより一般的に言って下流側に向かって絞
られた形状に構成してあるので、燃焼ガスが熱交換器３
０の上流側から入り込む場合においても、図１の左部分
では上記燃焼ガスは上流側から下流側までストレートに
流れることで相対的に速い流れＧ１となる一方で、図１
の右部分ではストレートに下流側に流れることなく、内
壁等にガイドされるようにして流れの方向を変化させな
がら下流側へ流れる結果、相対的に遅い流れＧ２とな
る。上記のような燃焼ガスの流れになる熱交換器におけ
る入水出湯構成においては、水管への通水の仕方如何で
ドレンの生成量に大幅な影響が出てくる。これに対して
本発明においては、熱交換器３０の上流側で且つ燃焼ガ
スの流速が速くなる側にある水管３１ａから入水し、熱
交換器３０の下流側へと水の流れを導くようにしたの
で、水管３１の温度と、燃焼ガスの温度と、燃焼ガスの
流速との３つの関係を良好に調節することができ、熱交
換器３０への水の流し方においても、ドレンの発生を抑
制することが可能となった。このように本発明では、熱
交換器３０を通る水流の方向を考慮したことによっても
ドレンの発生を極力少なくしたので、強い酸性を示すド
レンにより熱交換器３０が腐食されるのを充分効果的に
回避することができる。またドレンが発生し難いことで
熱交換器本来の特性を充分に発揮させることができる。
【００１７】
【発明の効果】本発明は以上の構成よりなり、請求項１
に記載の給湯器によれば、燃焼室内にバーナと該バーナ
の上方空間に熱交換用の水管群を配列させてなる熱交換
器とを少なくとも有し、前記バーナによる燃焼ガスの熱
を前記熱交換器で熱交換することで給湯に供するように
すると共に、熱交換器を経た燃焼ガスは外部に排出する
ようにした給湯器であって、前記熱交換器における燃焼
ガスの通路断面積を前記バーナに近い上流側から下流側
に向けて絞るように構成したので、燃焼ガスが熱交換器
を通る間に温度低下し且つ流速が低下するという傾向に
対して、通路断面積を下流側に向けて絞ることによって
前記燃焼ガスの流速の低下を防止することができる。そ
してこれによって、燃焼ガスが熱交換器の下流側で停滞
したりするのを防止し、比較的ドレンが発生し易い熱交
換器の下流側でのドレンを効果的に予防して、その発生
を抑制することが可能となった。よってまた、給湯器の
腐食に対する寿命を延ばすことができると共に、給湯器
における熱交換の本来の特性を充分に発揮させることが
可能となった。また請求項２に記載の給湯器によれば、
請求項１に記載の構成による効果に加えて、同方向に配
列された水管群に直角な面における熱交換器の形状が略
Ｌ字形状であるので、燃焼ガスを熱交換器の略Ｌ字形状
の底辺部から充分なる通路断面積で受け入れると共に、
受け入れた燃焼ガスを、略Ｌ字形状の立辺部である燃焼
室内の一側へ寄せるように合流させて、その通路断面積
を絞ることができる。よって、請求項１の場合と同様
に、熱交換器におけるドレンの発生を充分に抑制するこ
とができる。また略Ｌ字形状の熱交換器に対して、その
側方に充分なる空間をもたらすことができ、熱交換器を
経た燃焼ガスの消音を行う消音器やその他の設備に対す
る設置の自由度を前記空間によって増すことができると
共に、前記空間を利用することで、給湯器のサイズをコ
ンパクトにすることが可能となる。また請求項３に記載
の給湯器によれば、請求項２に記載の構成による効果に
加えて、燃焼室内において、熱交換器の略Ｌ字形状の底
辺部の上方で且つ立辺部の側方に生じる空間に、熱交換
器を経た燃焼ガスの消音を行う消音器を配置したので、
消音器を含めた装置全体をコンパクト化することができ
ると共に、熱交換器を経た燃焼ガスを直ぐに消音器に導
いて、消音を施すことができるので、消音効果を上げる
ことができ、給湯器の低騒音化を図る上においても有利
となった。また請求項４に記載の給湯器によれば、請求
項３に記載の構成による効果に加えて、雨よけ板を、消
音器が配置される空間に、熱交換器からの空間への燃焼
ガスの通気口が燃焼ガスを外部へ排出するための排出口
から見えないように、配置したので、熱交換器側への雨
等の侵入を充分、確実に防止することができる。また請
求項５に記載の給湯器によれば、請求項１〜４の何れか
に記載の構成による効果に加えて、熱交換器は、該熱交
換器の水管群のうち、バーナに近い燃焼ガスの流れの上
流側で且つ燃焼ガスの流速が速い側にある水管から入水
し、熱交換器の通路断面積が絞られた下流側の末端にあ
る水管から出湯するように構成されているので、熱交換
器における入水側にある低温の水管群に対しては、高温
状態で且つ流速の速い状態にある燃焼ガスを対応させる
ことができ、且つ熱交換器の下流側においては、温度低
下した燃焼ガスに対して比較的高温状態にある水管群を
対応させることができる。よって、水管の温度と燃焼ガ
スの温度及び流速をうまく組み合わせることができ、熱
交換器でのドレンの発生を効果的に抑制することができ
る。またこれにより、給湯器の熱交換器部分での腐食に
対する寿命を延ばすと共に、熱交換器における効率のよ
い熱交換機能を発揮させることができる。
に記載の給湯器によれば、燃焼室内にバーナと該バーナ
の上方空間に熱交換用の水管群を配列させてなる熱交換
器とを少なくとも有し、前記バーナによる燃焼ガスの熱
を前記熱交換器で熱交換することで給湯に供するように
すると共に、熱交換器を経た燃焼ガスは外部に排出する
ようにした給湯器であって、前記熱交換器における燃焼
ガスの通路断面積を前記バーナに近い上流側から下流側
に向けて絞るように構成したので、燃焼ガスが熱交換器
を通る間に温度低下し且つ流速が低下するという傾向に
対して、通路断面積を下流側に向けて絞ることによって
前記燃焼ガスの流速の低下を防止することができる。そ
してこれによって、燃焼ガスが熱交換器の下流側で停滞
したりするのを防止し、比較的ドレンが発生し易い熱交
換器の下流側でのドレンを効果的に予防して、その発生
を抑制することが可能となった。よってまた、給湯器の
腐食に対する寿命を延ばすことができると共に、給湯器
における熱交換の本来の特性を充分に発揮させることが
可能となった。また請求項２に記載の給湯器によれば、
請求項１に記載の構成による効果に加えて、同方向に配
列された水管群に直角な面における熱交換器の形状が略
Ｌ字形状であるので、燃焼ガスを熱交換器の略Ｌ字形状
の底辺部から充分なる通路断面積で受け入れると共に、
受け入れた燃焼ガスを、略Ｌ字形状の立辺部である燃焼
室内の一側へ寄せるように合流させて、その通路断面積
を絞ることができる。よって、請求項１の場合と同様
に、熱交換器におけるドレンの発生を充分に抑制するこ
とができる。また略Ｌ字形状の熱交換器に対して、その
側方に充分なる空間をもたらすことができ、熱交換器を
経た燃焼ガスの消音を行う消音器やその他の設備に対す
る設置の自由度を前記空間によって増すことができると
共に、前記空間を利用することで、給湯器のサイズをコ
ンパクトにすることが可能となる。また請求項３に記載
の給湯器によれば、請求項２に記載の構成による効果に
加えて、燃焼室内において、熱交換器の略Ｌ字形状の底
辺部の上方で且つ立辺部の側方に生じる空間に、熱交換
器を経た燃焼ガスの消音を行う消音器を配置したので、
消音器を含めた装置全体をコンパクト化することができ
ると共に、熱交換器を経た燃焼ガスを直ぐに消音器に導
いて、消音を施すことができるので、消音効果を上げる
ことができ、給湯器の低騒音化を図る上においても有利
となった。また請求項４に記載の給湯器によれば、請求
項３に記載の構成による効果に加えて、雨よけ板を、消
音器が配置される空間に、熱交換器からの空間への燃焼
ガスの通気口が燃焼ガスを外部へ排出するための排出口
から見えないように、配置したので、熱交換器側への雨
等の侵入を充分、確実に防止することができる。また請
求項５に記載の給湯器によれば、請求項１〜４の何れか
に記載の構成による効果に加えて、熱交換器は、該熱交
換器の水管群のうち、バーナに近い燃焼ガスの流れの上
流側で且つ燃焼ガスの流速が速い側にある水管から入水
し、熱交換器の通路断面積が絞られた下流側の末端にあ
る水管から出湯するように構成されているので、熱交換
器における入水側にある低温の水管群に対しては、高温
状態で且つ流速の速い状態にある燃焼ガスを対応させる
ことができ、且つ熱交換器の下流側においては、温度低
下した燃焼ガスに対して比較的高温状態にある水管群を
対応させることができる。よって、水管の温度と燃焼ガ
スの温度及び流速をうまく組み合わせることができ、熱
交換器でのドレンの発生を効果的に抑制することができ
る。またこれにより、給湯器の熱交換器部分での腐食に
対する寿命を延ばすと共に、熱交換器における効率のよ
い熱交換機能を発揮させることができる。
【図１】本発明の実施形態を示す給湯器の概略構成図で
ある。
ある。
【図２】本発明の実施形態を示す給湯器で適用される熱
交換器での入水出湯構成を示す模式図である。
交換器での入水出湯構成を示す模式図である。
【図３】比較例１として示す熱交換器における入水出湯
構成についての模式図である。
構成についての模式図である。
【図４】比較例２として示す熱交換器における入水出湯
構成についての模式図である。
構成についての模式図である。
【図５】従来の給湯器の例を示す概略構成図である。
１０ 熱交換缶体 ２０ バーナ ３０ 熱交換器 ３０ａ 底辺部 ３０ｂ 立辺部 ３１ 水管 ３２ 熱交換フィン ４０ 消音器 ５０ 通気口 ６０ 排出口 ７０ 雨よけ板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 忽那 良治 兵庫県神戸市中央区江戸町93番地 株式会 社ノーリツ内 (72)発明者 畑 秀典 兵庫県神戸市中央区江戸町93番地 株式会 社ノーリツ内 (72)発明者 若田 武志 兵庫県神戸市中央区江戸町93番地 株式会 社ノーリツ内 (72)発明者 植田 英雄 兵庫県神戸市中央区江戸町93番地 株式会 社ノーリツ内 Ｆターム(参考） 3L036 AE03 AE22 AE34
Claims (5)
- 【請求項１】 燃焼室内にバーナと該バーナの上方空間
に熱交換用の水管群を配列させてなる熱交換器とを少な
くとも有し、前記バーナによる燃焼ガスの熱を前記熱交
換器で熱交換することで給湯に供するようにすると共
に、熱交換器を経た燃焼ガスは外部に排出するようにし
た給湯器であって、前記熱交換器における燃焼ガスの通
路断面積を前記バーナに近い上流側から下流側に向けて
絞るように構成したことを特徴とする給湯器。 - 【請求項２】 同方向に配列された水管群に直角な面に
おける熱交換器の形状が略Ｌ字形状である請求項１に記
載の給湯器。 - 【請求項３】 燃焼室内において、熱交換器の略Ｌ字形
状の底辺部の上方で且つ立辺部の側方に生じる空間に、
熱交換器を経た燃焼ガスの消音を行う消音器を配置した
ことを特徴とする請求項２に記載の給湯器。 - 【請求項４】 雨よけ板を、消音器が配置される空間
に、熱交換器からの空間への燃焼ガスの通気口が燃焼ガ
スを外部へ排出するための排出口から見えないように、
配置したことを特徴とする請求項３に記載の給湯器。 - 【請求項５】 熱交換器は、該熱交換器の水管群のう
ち、バーナに近い燃焼ガスの流れの上流側で且つ燃焼ガ
スの流速が速い側にある水管から入水し、熱交換器の通
路断面積が絞られた下流側の末端にある水管から出湯す
るように構成されていることを特徴とする請求項１〜４
の何れかに記載の給湯器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10352153A JP2000161790A (ja) | 1998-11-25 | 1998-11-25 | 給湯器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10352153A JP2000161790A (ja) | 1998-11-25 | 1998-11-25 | 給湯器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000161790A true JP2000161790A (ja) | 2000-06-16 |
Family
ID=18422149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10352153A Pending JP2000161790A (ja) | 1998-11-25 | 1998-11-25 | 給湯器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000161790A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7537382B2 (en) * | 2004-02-10 | 2009-05-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method of estimating temperature of gas mixture for internal combustion engine |
| JP2009243725A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Rinnai Corp | 潜熱回収式熱源機 |
-
1998
- 1998-11-25 JP JP10352153A patent/JP2000161790A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7537382B2 (en) * | 2004-02-10 | 2009-05-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method of estimating temperature of gas mixture for internal combustion engine |
| JP2009243725A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Rinnai Corp | 潜熱回収式熱源機 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050915 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070817 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070828 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071225 |