JP2005061798A - Water heater - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、給湯機に係り、更に詳しくは、煙管を通過した後の排気ガスの余熱を有効利用して給湯効率を高めることのできる給湯機に関する。 The present invention relates to a hot water heater, and more particularly, to a hot water heater capable of increasing the efficiency of hot water supply by effectively utilizing the residual heat of exhaust gas after passing through a smoke pipe.
従来より、バーナーの上部に熱交換器を配置し、当該熱交換器内に給水された水をバーナーの燃焼熱と熱交換して給湯管より給湯を行う給湯機が知られている。この給湯機は、バーナーと、当該バーナーの上部に設けられた熱交換器とを含んで構成されている。熱交換器は、缶体と、当該缶体内に配置された複数の煙管と、各煙管内に収容されるとともに、煙管内における排気ガスの通過時間を遅延させて熱交換効率を高めるバッフルとにより構成されている。ここで、煙管は、下端が前記燃焼室側に開放しているとともに上端が缶体の頂壁に形成された穴内に位置して上部の排気室に連通する構成とされている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a water heater in which a heat exchanger is disposed on an upper portion of a burner, and water supplied into the heat exchanger is exchanged with combustion heat of the burner to supply hot water from a hot water supply pipe. This water heater is configured to include a burner and a heat exchanger provided on the upper portion of the burner. The heat exchanger includes a can body, a plurality of smoke pipes arranged in the can body, and a baffle that is housed in each smoke pipe and delays the passage time of exhaust gas in the smoke pipe to increase heat exchange efficiency. It is configured. Here, the smoke tube has a lower end opened to the combustion chamber side and an upper end located in a hole formed in the top wall of the can body so as to communicate with the upper exhaust chamber.
前述した給湯機は、バーナーの燃焼に伴う排気ガスが煙管を通過するときに、各煙管回りに収容された缶体内の水と熱交換して排気室に排気されるが、当該排気ガスは依然として高い温度を保ったまま排気されるのが通常である。このことは、排気室内の排気ガスを更に熱交換に利用する余地が残されていることになる。
しかしながら、公知の給湯機は、煙管回りの熱交換効率を向上させることに終始しているのが実状である。
そこで、本発明者が鋭意研究した結果、金属板からなる缶体の頂壁側に熱交換促進部を設けることにより、排気室内における排気ガスの余熱を更に効果的に利用できることを知見した。
[発明の目的]
In the water heater described above, when the exhaust gas accompanying combustion of the burner passes through the smoke pipes, heat is exchanged with the water in the can accommodated around each smoke pipe, and the exhaust gas is still exhausted to the exhaust chamber. Normally, exhaust is performed while maintaining a high temperature. This leaves room for further use of the exhaust gas in the exhaust chamber for heat exchange.
However, it is the actual situation that known hot water heaters are constantly improving heat exchange efficiency around the smoke pipe.
Thus, as a result of intensive studies by the present inventors, it has been found that the residual heat of the exhaust gas in the exhaust chamber can be used more effectively by providing a heat exchange promoting portion on the top wall side of the can body made of a metal plate.
[Object of invention]
本発明は、前記知見に基づいて案出されたものであり、その目的は、煙管を通過した排気ガスの余熱と缶体内の水との熱交換を促進して給湯効率を更に改善することのできる給湯機を提供することにある。 The present invention has been devised based on the above knowledge, and its purpose is to further improve the hot water supply efficiency by promoting heat exchange between the residual heat of the exhaust gas that has passed through the smoke pipe and the water in the can body. It is to provide a water heater that can be used.
前記目的を達成するため、本発明は、バーナーの上部に配置された熱交換器と、この熱交換器の頂壁上方に設けられた排気室とを備えた給湯機において、
前記熱交換器は、缶体と、当該缶体内に配置されるとともに前記バーナーの燃焼に伴う排気ガスの通路を形成して缶体内の水と熱交換を行う煙管とを含み、
前記排気室の一部を形成する缶体の頂壁に熱交換促進部を形成する、という構成を採っている。
In order to achieve the above object, the present invention provides a water heater comprising a heat exchanger disposed at the top of a burner and an exhaust chamber provided above the top wall of the heat exchanger.
The heat exchanger includes a can body, and a smoke pipe which is disposed in the can body and forms a passage for exhaust gas accompanying combustion of the burner to exchange heat with water in the can body,
The heat exchange promoting part is formed on the top wall of the can that forms a part of the exhaust chamber.
本発明における熱交換促進部は、前記頂壁の上面側に耐熱塗料の塗装面を設けることにより構成することができる。この際、耐熱塗料としては、艶消し黒色塗料を採用することが好ましい。 The heat exchange promoting portion in the present invention can be configured by providing a heat-resistant paint coating surface on the upper surface side of the top wall. In this case, a matte black paint is preferably employed as the heat resistant paint.
本発明によれば、バーナーの燃焼に伴う排気ガスが煙管を通過するときに当該煙管回りの水と熱交換されて排気室に排気されることとなる。排気室の一部を形成する頂壁上面側に排気ガスが排気されたときに、当該頂壁に対して接触することとなる。このとき、排気ガスの余熱は、熱交換促進部、具体的には、艶消しの黒色塗料によって塗装された頂壁に吸熱促進され、当該頂壁下における缶体内の水と効率良く熱交換されることになる。従って、本発明によれば、煙管を通過した後の排気ガスが有する余熱を更に効率良く利用することで給湯効率を高めることができる。 According to the present invention, when the exhaust gas accompanying combustion of the burner passes through the smoke pipe, heat is exchanged with the water around the smoke pipe and the exhaust gas is exhausted to the exhaust chamber. When exhaust gas is exhausted to the upper surface side of the top wall forming a part of the exhaust chamber, it comes into contact with the top wall. At this time, the residual heat of the exhaust gas is accelerated by the heat exchange promoting portion, specifically, the top wall painted with matte black paint, and is efficiently exchanged with water in the can under the top wall. It will be. Therefore, according to the present invention, the hot water supply efficiency can be increased by more efficiently using the residual heat of the exhaust gas after passing through the smoke pipe.
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図1には、本実施形態における給湯機の概略構成図が示されている。この図において、給湯機10は、略円筒状の外形を備えて内部に水の収容空間を形成する缶体11と、この缶体11の底部側に設けられた燃焼室12と、当該燃焼室12に向かって側方から火炎を形成するように配置されたバーナー13と、前記燃焼室12の上壁12Aと缶体11の頂壁11Aとの間に配置されるとともに下端が燃焼室12内に開放する一方、上端が頂壁11Aの上方に配置された消音装置16の排気室16Aに開放して排気ガスの通路を形成する複数の煙管17と、これら煙管17内に配置されるとともに、前記缶体11及び煙管17と共に熱交換器を構成するバッフル18と、缶体11の外周壁部分に設けられた給水管19及び給湯管20とを備えて構成されている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of a water heater in the present embodiment. In this figure, a
前記バッフル18は一枚の細長い金属片を用いて形成されている。このバッフル18は、略鉛直面内で上下方向に延びる本体片21と、この本体片21に連なるとともに当該本体片21の面に対して略直交する方向に向かって上下交互に折り曲げられたバッフルプレート22とにより構成され、これにより、煙管17内にバッフル18を配置したときに、当該煙管17の下方から上方に向かう排気ガスが、略ジグザグの軌跡に沿う流れとなり、排気ガスの煙管17内における通過時間が確保されて効率良く熱交換が行えるようになっている。なお、本実施形態におけるバッフル18は、中心のバッフル18を除き、前記本体片21が缶体11の中心を中心とした仮想円の接線方向に沿う向きで煙管17内に収容されている。
The
前記缶体11において、頂壁11Aの上面側、すなわち、排気室16Aに臨む面には、熱交換促進部としての塗装面Pが設けられている。この塗装面Pは、艶消しの耐熱黒色塗料によるものであり、本実施形態では、アサヒペン社製の商品名「耐熱塗料 silicon resin paint 耐熱温度600℃」が採用されている。
In the can 11, a coating surface P as a heat exchange promoting portion is provided on the upper surface side of the top wall 11 </ b> A, that is, the surface facing the
以上の構成において、バーナー13の燃焼による高温度の排気ガスは前記煙管17を通り、消音装置16を経て外部に放出される。排気ガスが煙管17を通過する際には、本体片21と、これに連なるバッフルプレート22との存在により、略ジグザグの軌跡に沿うように通過することとなる。従って、排気ガスは、煙管17に沿う直線的な流れとはならずに煙管17の内壁面との接触時間を確保しつつ当該煙管17回りの水との熱交換を効率よく行うようになる。
In the above configuration, the high-temperature exhaust gas generated by the combustion of the
煙管17を通過した排気ガスは、排気室16A内に流れて前記塗装面Pに接することとなる。このとき、塗装面Pは、当該塗装を施さない場合に比べて吸熱作用を奏するようになり、従って、頂壁12直下の水は、排気室16A内の排気ガスの余熱を利用して更に熱交換されることとなる。 The exhaust gas that has passed through the smoke pipe 17 flows into the exhaust chamber 16A and comes into contact with the painted surface P. At this time, the painted surface P exhibits an endothermic effect as compared with the case where the coating is not performed, and therefore the water immediately below the top wall 12 is further heated by utilizing the residual heat of the exhaust gas in the exhaust chamber 16A. Will be exchanged.
従って、このような実施形態によれば、煙管17回りの熱交換と、頂壁12面からの熱交換とを行うに際し、頂壁12面での吸熱作用を促進させることができ、頂壁に塗装を施さない従来タイプの給湯機に比べて給湯効率を高めることが可能となる。 Therefore, according to such an embodiment, when performing heat exchange around the smoke pipe 17 and heat exchange from the top wall 12 surface, it is possible to promote an endothermic effect on the top wall 12 surface, It is possible to increase the efficiency of hot water supply compared to a conventional type hot water heater that is not coated.
以下に、本発明の効果を確認するため、塗装面Pを設けた場合と、当該塗装面Pを設けない場合の実施例1と比較例1を示す。 Below, in order to confirm the effect of this invention, Example 1 and the comparative example 1 in the case where the coating surface P is provided and the said coating surface P are not provided are shown.
[実施例1]
給湯機:ヤマハリビングテック社製 商品名KG2−380VS
燃料消費量 5リットル/h
給湯量(流量) 17リットル/h
頂壁塗装面:アサヒペン社製[耐熱塗料 silicon resin paint 耐熱温度600℃]
塗膜形成方法:スプレー1回塗り
測定器:東京航空計器社製 「精密流量計 型式CFM−S−O」
[Example 1]
Water heater: Product name KG2-380VS, manufactured by Yamaha Living Tech
Fuel consumption 5 l / h
Hot water supply (flow rate) 17 l / h
Top wall painted surface: Asahi Pen Co., Ltd. [heat resistant paint silicon resin paint heat resistant temperature 600 ℃]
Coating method: Spray once coating Measuring instrument: “Precision flow meter model CFM-SO” manufactured by Tokyo Aviation Instruments Co., Ltd.
[比較例1]
給湯機:ヤマハリビングテック株式会社製 商品名KG2−380VS
燃料消費量 5リットル/h
給湯量(流量) 17リットル/h
頂壁塗装無し
測定器:東京航空計器社製 「精密流量計 型式CFM−S−O」
[Comparative Example 1]
Water heater: Product name KG2-380VS, manufactured by Yamaha Living Tech Co., Ltd.
Fuel consumption 5 l / h
Hot water supply (flow rate) 17 l / h
No top wall paint Measuring instrument: “Tokyo Air Meters Co., Ltd.“ Precision flow meter model CFM-SO ”
前記実施例1及び比較例1を各3回行ったときの結果を以下の表1に示す。 The results when Example 1 and Comparative Example 1 were performed three times each are shown in Table 1 below.
表1から明らかなように、本発明の給湯機は平均で0.8%程度給湯効率が高いことが理解される。なお、連続給湯効率は、以下によって求められる。
1)連続給湯出力
給湯温度と給水温度の差が35±1degでバーナーが最大燃費で連続運転するように通水量を調節する。給湯温度と給水温度との差が安定した時の通水流量及び給湯温度と給水温度の差を測定し、次式より求める。
連続給湯出力=(T2−T1)×Q×4.186/1000 (MJ/h)・・・(1)
ここで、T1:給水温度(℃) T2:給湯温度(℃) Q:通水流量(L/h)
2)連続給湯効率
燃料消費量(L/h)及び連続給湯出力から、次式より求める。
連続給湯効率=連続給湯出力×100/(ν×34.49) (%)・・・(2)
ここで、ν:燃料消費量(L/h) 34.49:灯油1L当りの低発熱量(MJ/L)
As is apparent from Table 1, it is understood that the hot water supply apparatus of the present invention has a high hot water supply efficiency of about 0.8% on average. The continuous hot water supply efficiency is obtained by the following.
1) Continuous hot water supply output Adjust the amount of water flow so that the burner operates continuously with maximum fuel consumption when the difference between the hot water supply temperature and the water supply temperature is 35 ± 1 deg. Measure the flow rate of water flow when the difference between the hot water temperature and the hot water temperature is stable, and the difference between the hot water temperature and the hot water temperature.
Continuous hot water supply output = (T 2 −T 1 ) × Q × 4.186 / 1000 (MJ / h) (1)
Here, T 1 : Water supply temperature (° C.) T 2 : Hot water supply temperature (° C.) Q: Water flow rate (L / h)
2) Continuous hot water supply efficiency Calculated from the following equation from the fuel consumption (L / h) and the continuous hot water supply output.
Continuous hot water supply efficiency = continuous hot water supply output x 100 / (ν x 34.49) (%) (2)
Where ν: Fuel consumption (L / h) 34.49: Low calorific value per liter of kerosene (MJ / L)
本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
すなわち、本発明は、主に特定の実施の形態に関して特に図示し、且つ、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上に述べた実施の形態に対し、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した構成は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではない。
例えば、前記実施形態では、艶消し黒色塗料を缶体の頂壁上面側に塗装することにより熱交換促進部を形成したが、例えば、黒色以外の暗色系の塗料を用いても給湯効率を高めることが期待できる。
また、塗装面Pは、煙管17の内周面や、燃焼室12の上壁12Aの下面に付加的に設けることができる。
更に、排気室16Aに排気されたガスを頂壁11Aに沿わせる適当なガイド部材等を設け、頂壁との接触時間を長く確保できるようにして当該頂壁による吸熱を促進させることも可能である。
The best configuration, method and the like for carrying out the present invention have been disclosed in the above description, but the present invention is not limited to this.
That is, the invention has been illustrated and described with particular reference to certain specific embodiments, but the embodiments described above are within the scope of the technical idea and scope of the invention. On the other hand, those skilled in the art can add various modifications.
Therefore, the configuration disclosed above is described as an example in order to facilitate understanding of the present invention, and does not limit the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the heat exchange promoting portion is formed by painting the matte black paint on the top surface of the top wall of the can body. For example, even if a dark-colored paint other than black is used, the efficiency of hot water supply is increased. I can expect that.
Further, the painted surface P can be additionally provided on the inner peripheral surface of the smoke pipe 17 and the lower surface of the
Furthermore, it is also possible to provide an appropriate guide member or the like for causing the gas exhausted to the exhaust chamber 16A along the top wall 11A, so as to ensure a long contact time with the top wall and promote heat absorption by the top wall. is there.
本発明は、主に、一般家庭における給湯システムの給湯機として利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be mainly used as a water heater for a hot water supply system in a general household.
10…給湯機、11…缶体(熱交換器)、11A…頂壁、13…バーナー、16A…排気室、17…煙管(熱交換器)、18…バッフル(熱交換器)、P…塗装面(熱交換促進部)
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記熱交換器は、缶体と、当該缶体内に配置されるとともに前記バーナーの燃焼に伴う排気ガスの通路を形成して缶体内の水と熱交換を行う煙管とを含み、
前記排気室の一部を形成する缶体の頂壁に熱交換促進部を形成したことを特徴とする給湯機。 In a water heater provided with a heat exchanger arranged at the top of the burner and an exhaust chamber provided above the top wall of the heat exchanger,
The heat exchanger includes a can body, and a smoke pipe disposed in the can body and forming a passage for exhaust gas accompanying combustion of the burner to exchange heat with water in the can body,
2. A water heater according to claim 1, wherein a heat exchange promoting portion is formed on a top wall of a can forming a part of the exhaust chamber.
3. The water heater according to claim 2, wherein the heat resistant paint is a matte black paint.
Priority Applications (1)
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CN103712196A (en) * | 2014-01-17 | 2014-04-09 | 吴文佳 | Fire tube type heat exchanger |
CN110388742A (en) * | 2019-07-03 | 2019-10-29 | 巨浪(苏州)热水器有限公司 | A kind of Multi-flue water heater liner |
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