JP3899056B2 - Water heater - Google Patents
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Description
本発明は、給湯機に係り、更に詳しくは、煙管の内壁面に接触させる排気ガスの量を多く確保して熱交換効率を向上させることができ、また、排気ガスの流れによってバッフルが浮き上がる傾向を緩和することのできる給湯機に関する。 The present invention relates to a water heater, and more specifically, it is possible to improve the heat exchange efficiency by securing a large amount of exhaust gas to be brought into contact with the inner wall surface of the smoke pipe, and the tendency of the baffle to rise due to the flow of exhaust gas. It is related with the water heater which can ease.
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、例えば、特許文献1(特に、図3及び図4)に開示されるように、バーナーと、当該バーナーの上部に設けられた缶体、当該缶体内に配置された複数の煙管、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るバッフルを含む熱交換器とを備えて構成されている。ここで、バッフルは、煙管の軸方向に沿って延びる本体片と、この本体片に連なった状態で当該本体片と略直交する水平方向に折り曲げられるとともに、折り曲げ方向が本体片の延出方向に沿って交互に設定されたバッフルプレートとにより構成されている。 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. For example, as disclosed in Patent Document 1 (particularly, FIGS. 3 and 4), the water heater includes a burner, a can body provided on the upper portion of the burner, and a plurality of smoke pipes arranged in the can body. And a heat exchanger including a baffle that is housed in each smoke pipe and delays the passage time of exhaust gas in the smoke pipe. Here, the baffle is bent in a horizontal direction substantially orthogonal to the main body piece in a state of being connected to the main body piece in a state in which the baffle is continuous with the main body piece, and the bending direction is in the extending direction of the main body piece. It is comprised by the baffle plate set alternately along.
しかしながら、特許文献1に開示されたバッフルは、前記本体片に対してバッフルプレートが略直交する向き、すなわち、煙管の軸方向を略水平に横切る方向に向けられた構成となっている。そのため、煙管内の排気ガスは、バッフルプレートの面積に対応して本体片の面内に形成された穴をジグザグに通過しながら上昇する流れとなる。従って、当該穴を通過した排気ガスは、直上に位置するバッフルプレートに流れを遮られて本体片側に沿う流れとなってしまい、相対的に、煙管の内面に接する排気ガスの量が減少し煙管回りの水との熱交換を十分に行うことができない、という不都合を招来する。
However, the baffle disclosed in
また、バッフルプレートは、略水平向きとなっていることから、煙管内を上昇する排気ガスの圧力を強く受けてしまう傾向をもたらし、これにより、バッフル全体が煙管の軸方向上方に向かって浮き上がり易くなる、という不都合もある。 In addition, since the baffle plate is substantially horizontal, it tends to be strongly subjected to the pressure of the exhaust gas that rises in the smoke pipe, which makes it easy for the entire baffle to float upward in the axial direction of the smoke pipe. There is also the inconvenience of becoming.
本発明は、このような不都合に着目して案出されたものであり、その目的は、煙管内を流れる排気ガスをできるだけ多く煙管の内壁面に接するようにして熱交換効率を向上させ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 by paying attention to such inconveniences, and its purpose is to improve the heat exchange efficiency by contacting as much exhaust gas flowing in the smoke pipe as possible with the inner wall surface of the smoke pipe. It is to provide a water heater that can be used.
また、本発明の他の目的は、バーナーの燃焼に伴う煙管内を流れる排気ガスによってバッフルが煙管の軸方向上方に浮き上がり難い給湯機を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a water heater in which the baffle is unlikely to lift upward in the axial direction of the smoke pipe due to the exhaust gas flowing in the smoke pipe accompanying combustion of the burner.
前記目的を達成するため、本発明は、バーナーの近傍に熱交換器を配置してなる給湯機において、
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、この煙管内に収容されるとともに、一枚の金属板を用いて形成されたバッフルとを含み、
前記バッフルは、前記煙管の軸方向に沿ってジグザグに延びる本体片と、この本体片のジグザグ状に延びる面に対して略直交する方向に折り曲げられるとともに、前記煙管内を流れる排気ガスを略螺旋の軌跡に沿う流れに変換するバッフルプレートを備え、
前記煙管の径に沿う本体片の幅は、煙管の内径と略同一に設定され、
前記各バッフルプレートのうち、バーナーに最も近いバッフルプレートは、略半楕円形状に設けられている一方、それ以外のバッフルプレートは、略半楕円の一部を切り欠いた形状に設けられ、
前記各バッフルプレートにおける前記楕円の短軸に沿う幅は、前記煙管の半径と略同一に設定される、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 in which a heat exchanger is disposed in the vicinity of a burner.
The heat exchanger is accommodated in a can body, 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. And a baffle formed using a single metal plate ,
The baffle is bent in a direction substantially orthogonal to a zigzag extending surface of the main body piece along the axial direction of the smoke pipe, and the exhaust gas flowing in the smoke pipe is substantially spiraled. Equipped with a baffle plate that converts to a flow along the trajectory of
The width of the main body piece along the diameter of the smoke pipe is set to be substantially the same as the inner diameter of the smoke pipe,
Among the baffle plates, the baffle plate closest to the burner is provided in a substantially semi-elliptical shape, while the other baffle plates are provided in a shape obtained by cutting out a part of the substantially semi-ellipse,
Width along the minor axis of the ellipse in each of the baffle plate, Ru is set to substantially the same radius of the fire tube, and employs a configuration that.
また、本発明は、バーナーの近傍に熱交換器を配置してなる給湯機において、
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、この煙管内に収容されたバッフルとを含み、
前記バッフルは、前記煙管内を流れる排気ガスによる浮き上がりを緩和可能な形状を有するバッフルプレートを備える、という構成を採っている。
Moreover, the present invention is a water heater in which a heat exchanger is disposed in the vicinity of the burner,
The heat exchanger is accommodated in a can body, 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. Baffles and
The baffle is configured to include a baffle plate having a shape that can mitigate lifting due to exhaust gas flowing in the smoke pipe.
本発明において、前記バッフルは、前記煙管に沿ってジグザグに延びる本体片と、この本体片に連なるバッフルプレートとにより構成すると良く、その際には一枚の金属板を用いて形成することが好ましい。 In the present invention, the baffle may be constituted by a main body piece extending zigzag along the smoke pipe and a baffle plate connected to the main body piece, and in that case, it is preferably formed using a single metal plate. .
また、前記バッフルは、前記煙管の下流側開口端部に着座する係止部を備えた構成とすることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said baffle is set as the structure provided with the latching | locking part seated in the downstream opening end part of the said smoke pipe.
本発明によれば、煙管内を流れる排気ガスが、バッフルの存在下で、略螺旋に沿う流れとなるように設けられているため、従来のような排気ガスの流れに比べ、煙管の内面に沿う排気ガスの量を多く確保しつつ煙管内の排気ガス通過時間も確保することができるようになる。従って、缶体内の水との熱交換を効率的に行うことが可能となる。
しかも、排気ガスが略螺旋の流れとなることで、当該排気ガスによってバッフルが煙管の軸方向上方に浮き上がる力を受け難くすることができる。
According to the present invention, since the exhaust gas flowing in the smoke pipe is provided so as to follow a substantially spiral in the presence of the baffle, the exhaust gas flows on the inner surface of the smoke pipe compared to the conventional exhaust gas flow. The exhaust gas passage time in the smoke pipe can be secured while securing a large amount of the exhaust gas along. Therefore, it is possible to efficiently perform heat exchange with water in the can.
In addition, since the exhaust gas has a substantially spiral flow, it is possible to make it difficult for the exhaust gas to receive a force that causes the baffle to float upward in the axial direction of 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の上端部と缶体11の上端部との間に配置されるとともに下端が燃焼室12内に開口する一方、上端が缶体11の上方に配置された消音装置16側に開口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に設けられた図示しない給水、給湯接続口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 water heater 10 includes a can body 11 having a substantially cylindrical outer shape and forming a water containing space therein, a combustion chamber 12 provided on the bottom side of the can body 11, and the combustion chamber. The burner 13 is disposed so as to form a flame from the side toward the side 12, and is disposed between the upper end of the combustion chamber 12 and the upper end of the can body 11, and the lower end opens into the combustion chamber 12. On the other hand, a plurality of
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。これを更に詳述すると、バッフル18は、図2(A)に示さるように、ジグザグとなる軌跡に沿って略同一の鉛直面内で上下方向に延びる本体片20と、この本体片20の傾斜した領域の各下縁に連なるとともに当該本体片20のジグザグ状に延びる面に対して略直交する方向に折り曲げられたバッフルプレート21とにより構成されている。前記煙管17の径に沿う本体片20の幅は、煙管17の内径と略同一に設定されている。前記各バッフルプレート21のうち、バーナー13に最も近いバッフルプレート21(図2(B)中最下部及び図3(A)中最下部のバッフルプレート21)は、略半楕円形状に設けられている一方、それ以外のバッフルプレート21は、略半楕円の一部を切り欠いた形状に設けられている。バッフルプレート21における前記楕円の短軸に沿う幅(図3(B)中左右方向の最大幅)は、前記煙管17の半径と略同一に設定されている(図4参照)。バッフルプレート21は、図2(B)に示されるように、最終形状としてのバッフル18を形成する前の段階では、本体片20と略同一平面内に位置する形状をなし、この状態で、本体片20の傾斜領域に沿う直線状縁21Aと、この直線状縁21Aの下端から外側に向かって略円弧状の軌跡に沿って延びる湾曲縁21Bとを備え、平面視で翼状に近似した形状となっている。本実施形態では、各バッフルプレート21は、図3(A),(B)に示されるように、上下方向において、折り曲げ方向が交互に相反するように設定されており、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、略螺旋の軌跡に沿う流れとなるようになっている。ここで、本実施形態におけるバッフルプレート21は、水平面に対する傾斜角度が15度〜30度に設定されており、当該角度設定により、煙管内を流れる排気ガスの通過時間を確保して熱交換を十分に行えるようになっている。なお、図2(B)中符号23で示される一点鎖線は、バッフルプレート21の折り曲げ線を示す。
The
前記バッフル18において、その上部には、切欠形状が略L字となる下縁形状とされた係止部22が設けられている。この係止部22は、煙管17の下流側開口端部、すなわち、図1中上端部に引っ掛かるような状態で着座するようになっており、これにより、バッフル18が煙管17内に位置決めされた状態で吊り下げ支持される。
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、ジグザグに設けられた本体片20と、これと一体に連なるバッフルプレート21との存在により、略螺旋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の内壁面に多く接触し、煙管17回りの水との熱交換を効率よく行うようになる。この際、排気ガスは、バッフルプレート21の存在しない空間を略螺旋の軌跡に沿って回り込むように通過するため、バッフルプレート21の下面側に上昇力を大きく付与するようなことはない。
In the above configuration, the high-temperature exhaust gas generated by the combustion of the burner 13 passes through the
従って、このような実施形態によれば、煙管17の内壁面に接するように排気ガスを通過させることができ、煙管回りの水との熱交換を効率良く行うことが可能になる、という効果を得る。しかも、バッフルプレート21に対して排気ガスが強く突き当たることがないため、バッフル18の浮き上がり傾向を緩和させることができる。
Therefore, according to such an embodiment, the exhaust gas can be passed so as to be in contact with the inner wall surface of the
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から、バッフル18は、一定の熱交換効率を確保しつつ浮き上がりを緩和させることができる限りにおいて、種々の平面形状を採用することが可能である。
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 particular embodiments, but it should be understood that the above-described embodiments are not deviated from 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 for facilitating the understanding of the present invention, and does not limit the present invention. Therefore, the
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)、13…バーナー、17…煙管(熱交換器)、18…バッフル(熱交換器)、20…本体片、21…バッフルプレート、22…係止部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Hot water heater, 11 ... Can body (heat exchanger), 13 ... Burner, 17 ... Smoke pipe (heat exchanger), 18 ... Baffle (heat exchanger), 20 ... Body piece, 21 ... Baffle plate, 22 ... Person Stop
Claims (1)
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、この煙管内に収容されるとともに、一枚の金属板を用いて形成されたバッフルとを含み、
前記バッフルは、前記煙管の軸方向に沿ってジグザグに延びる本体片と、この本体片のジグザグ状に延びる面に対して略直交する方向に折り曲げられるとともに、前記煙管内を流れる排気ガスを略螺旋の軌跡に沿う流れに変換するバッフルプレートを備え、
前記煙管の径に沿う本体片の幅は、煙管の内径と略同一に設定され、
前記各バッフルプレートのうち、バーナーに最も近いバッフルプレートは、略半楕円形状に設けられている一方、それ以外のバッフルプレートは、略半楕円の一部を切り欠いた形状に設けられ、
前記各バッフルプレートにおける前記楕円の短軸に沿う幅は、前記煙管の半径と略同一に設定されていることを特徴とする給湯機。 In a water heater in which a heat exchanger is arranged near the burner,
The heat exchanger is accommodated in a can body, 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. And a baffle formed using a single metal plate ,
The baffle is bent in a direction substantially orthogonal to a zigzag extending surface of the main body piece along the axial direction of the smoke pipe, and the exhaust gas flowing in the smoke pipe is substantially spiraled. Equipped with a baffle plate that converts to a flow along the trajectory of
The width of the main body piece along the diameter of the smoke pipe is set to be substantially the same as the inner diameter of the smoke pipe,
Among the baffle plates, the baffle plate closest to the burner is provided in a substantially semi-elliptical shape, while the other baffle plates are provided in a shape obtained by cutting out a part of the substantially semi-ellipse,
The water heater according to claim 1, wherein a width along the minor axis of the ellipse in each of the baffle plates is set to be substantially the same as a radius of the smoke pipe .
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