JP2000346460A - 直接接触式温水ヒータ - Google Patents

Abstract

(57)【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。

Description

【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１
２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３７
５ｍｍφ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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例を示す断面図であ
る。

【図２】同上の本体ケーシングの一部を省略した正面図
である。

【図３】同上の要部の動作を説明する断面図である。

【図４】従来例の断面図である。

【符号の説明】

１ 本体ケーシング ２ 缶体 ３ 熱交換室 ４ 燃焼室 ５ 貯湯部 ６ 流水仕切り板 ７ 充填材 １４ 絞り部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原 公人 長野市吉田４丁目14番８号株式会社前田鉄 工所内 (72)発明者 大塚 正治 長野市吉田４丁目14番８号株式会社前田鉄 工所内 Ｆターム(参考） 3L025 AA02 AA16 AB02

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。