JPH0245099B2 - - Google Patents

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JPH0245099B2
JPH0245099B2 JP59179150A JP17915084A JPH0245099B2 JP H0245099 B2 JPH0245099 B2 JP H0245099B2 JP 59179150 A JP59179150 A JP 59179150A JP 17915084 A JP17915084 A JP 17915084A JP H0245099 B2 JPH0245099 B2 JP H0245099B2
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JP
Japan
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water
outlet
sump
inlet
distribution device
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JP59179150A
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JPS6093242A (ja
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Jon Beikaa Maikeru
Jon Haadoitsuku Jefurii
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British Gas PLC
Original Assignee
British Gas PLC
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/10Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium
    • F24H1/107Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium using fluid fuel

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野: 本発明は、ガス燃焼による水加熱器(gas−
fired water heater)に関するものであり、さら
に詳しくは、ガスバーナからの燃焼生成物と給水
との直接接触によつて熱交換が生じる形式の水加
熱器に関するものである。
従来の技術、発明がが解決しようとする問題点: 上記形式の一つの公知の水加熱器は、低い強度
のリング形式のガスバーナを用い、その燃焼生成
物は、水加熱器における環を通つて上下に流れ、
給水の高圧ジエツトに直接接触するものである。
この形式の水加熱器の欠点は、嵩が大きく、高価
なことでありり、また非常に低強度のバーナ方式
と、大きくて複雑な熱伝達部材と、複雑な高圧噴
霧水汲み込み方式を用いることであり、この汲み
込み方式の水流量の範囲は小さいものである。
上記形式の他の公知の水加熱器は、下向きに流
れる給水の小滴の通路に置かれた解放底の燃焼天
蓋(canopy)中に水平に火を吹くバーナを用い、
燃焼生成物のガスは、燃焼天蓋の底から出て、下
向きに流れて水の小滴に直接接触するものであ
る。この形式の水加熱器は、燃焼天蓋のための大
きな上方表面積に依存して、結構な熱交換器を提
供し、そのために天蓋の側部は、不充分なもので
ある。また、燃焼天蓋の上方表面は、水の小滴に
よつてのみ冷却されるので、この表面の高温度
は、蒸気の生成物を生じ、このことは、蒸気を再
び凝縮するための大きな上方の熱交換器の設備を
必要とすることになる。
公知の直接接触式の水加熱器は、また、大量の
水の出口の温度が上昇したとき、役に立つ熱入力
源の増加率が、大量の水を約89℃水温の範囲まで
蒸発するように、不経済に用いられ、役に立つ熱
のすべてが大量の水を蒸発するのに用いられる点
において、欠点がある。したがつて、水加熱器
は、零になるまで、次第に、下降する。このこと
は、添付図面の第3図のグラフにおける曲線Aに
よつて明らかに示されている。
エネルギの保全についての現下の強調に鑑み
て、効率を改善するための水加熱装置の分野にお
いて、切望されているニーズが存在することは、
了解されるであろう。
発明の目的: 本発明の目的は、公知の加熱器における前述の
欠点を克服するために設計されたガス燃焼による
コンパクトな改良水加熱器を提供することであ
る。
発明の構成、問題点を解決するための手段: 本発明によれば、コンパクトなガス燃焼による
水加熱器が提供され、この水加熱器は、水分布装
置によつて水流として供給された水を集めるため
の溜めを形成するケーシングと、上記溜めにおけ
る水と熱交換するために高温の燃焼ガス生成物を
受入れるように上記溜め内に置かれた熱交換器
と、上記水分布装置に向つてガスを吐出するため
に上記熱交換器からの出口と、上記水分布装置か
ら出る水とガスとの間に熱伝達をつくるために、
上記溜めと上記水分布装置との間に置かれた熱伝
達装置と、上記水分布装置の上方へ置かれた排気
ガス出口と、よりなる。
実施例: 本発明の実施例を添付図面を参照しての一例に
よつて説明する。
図面の第1図を参照すると、水加熱器は、給水
入口2と高温水出口3とを有する外方ケーシング
1よりなり、ケーシングの内部は、入口2の直下
の水分布板4が支持されている上部と、上下に間
隔を存している多数の穿口板5が支持されている
中間の直接熱伝達部と、上記ケーシングの外側に
支持され水浸チユーブ7中に火を入れるように配
置された高い強度の箱状のガスバーナ9からの高
温燃焼ガス生成物の通路のための出口8を有する
燃焼室の形状をもち、水に浸されているチユーブ
熱交換器7が置かれていて、高温水の溜め6を備
えている下方の間接熱交換部と、を形成してい
る。天蓋そらせ器(canopy deflector)11は、
水に浸されているチユーブ出口8上方に設けら
れ、霧止めパツド(demister pad)12は、加
熱器の頂部における生成ガス排気出口13に設け
られ、引き出される水分子を除くようになつてい
る。
水分布板4は、ほぼ等間隔の多数の開口14を
有する狭い金属皿の形状をもつていて、開口の
各々は、直立リムで形成されている。このように
して、入口からの給水は、リム付きの開口14の
周りの溝に集められ、開口を通つてダム(weir)
状の状態でリムの上方に、結局、こぼれ、その全
区域にわたつて、水の水滴の均一に分布されたシ
ヤワーすなわち水流が生じる。
穿口板5は、ほぼ等間隔の多数の孔15を形成
した簡単で平らな金属板でもよく、上記孔15を
通つて分布板からの給水が通過する。
その代りに、これらの穿口板5は、分布板4と
似たものに構成してもよい。
板4および5における開口の数および大きさ
は、加熱器の容積、水流量、バーナの流量、必要
な効率などを含む多数の設計要因に依存するが、
各板における開口の合計全面積は、板の全面積の
10%ないし50%であり、好ましくは、約30%であ
る。
水加熱器の作動において、高い強度の箱形のガ
スバーナ9は、水に浸されている管状熱交換器7
中に高温のガス燃焼生成物が吹き込み、この熱交
換器は、バーナからの高温のガス燃焼生成物から
周りの水溜め6へ、かなりの量の有力な熱を間接
的に交換するように設計されている。ガスは、
400ないし800℃の比較的に低い温度で管7から出
て出口8を通る。天蓋11は、落下する水から、
出口を遮蔽し、生成ガスの上向き分布を助ける。
次いで、これらの高温のガスは、上向きに移行
し、穿口板5および分布板4の開口を通過し、反
対流方向において、水の小滴のシヤワすなわち流
れと直接熱交換接触する。そのときまでに、生成
ガスは、加熱器の上部の頂部に達し、有用な熱の
大部分は、取り去られ、生成ガスは、給水入口温
度以上のわずかな量で、出口8から出る。補給ま
たは再循環される水は、入口を通つて加熱器の頂
部に導入され、分布板4における開口14を通過
する。次いで、中間部の直接接触部の穿口板5に
おける開口15を通つて下方に通過し、次いで、
水に浸つている管7によつて温度が上昇された下
部に至り、その後に、出口3から需要のために引
き出される。
第1図に示し、かつ上述した水加熱器は、工業
的および商業的の目的のために適当なものであ
り、例えば、清浄および洗濯の目的のための高温
水をつくる。例えば、工業部門においては、製造
後または製造中の鋼板などを清浄するための高温
水をつくるのに用いることができ、繊維工業にお
いては、一般の洗濯および清浄のために用いられ
る。商業部門においては、洗濯屋および水泳プー
ルに用いて、必要な加熱水を提出することができ
る。
第2図を参照すると、同じ部分は、第1図にお
ける符号と同じ符号を付けてある。図示されてい
る水加熱器は、家庭用加熱のために設計され、家
庭用の目的例えば洗濯のためおよび室内空間加熱
のための高温水を提供するものである。
加熱器は、下方の給水管16および上方の給水
管17よりなり、下方の管16は、比較的に冷た
い溜め水のための出口としての役目をもち、上方
の管17は、水分布装置18への給水入口として
の役目をもつている。下方の管16は、混合用弁
19に達し、この弁の中では、比較的に冷たい溜
め水が、室内空間加熱用装置からの戻り水と混合
することができ、戻り水は、弁19に達する戻り
水管20によつて、送られる。弁19からは、溜
め戻り管21および上方給水管17が導かれてい
る。弁19は、必要ならば別の加熱のために上方
の管17中に水を放出するか、または溜め6へ戻
すための管21中へかの、どちらかに設定され、
弁19は、室および高温水の温度に応答する適当
な恒温制御器(図示されていない)によつて制御
される。ポンプ22は、弁19から水分布装置1
8へ水を汲み込む役目をする。
溜め6を再び満たすための冷水は、溜めの底の
近くに置かれた給水管23によつて供給される。
家庭用のための高温水は、溜め6の頂部近くに
置かれた管24によつて、引き出される。
室内空間加熱のための高温流水は、溜め6の頂
部近くの管24の下に置かれた管25によつて引
き出される。
熱交換器26は、開放下方端28を有する中空
ハウジング27と、ハウジング27の頂部から上
向きに延びている数個(図示されたものでは4
個)の煙管29とよりなる。溜め6は、熱交換器
26とケーシング1との間に形成され、その目的
のために、ハウジング27の下方端28は、ケー
シング1の底30に密封取付けられ、したがつて
底30は、溜め6の底を形成している。
ガスバーナ31は、ハウジング27内に置か
れ、かつハウジングを水平に横切つて延び、ハウ
ジングは、バーナ31から出る高温生成ガスのた
めの燃焼室を形成している。
燃焼のための空気は、ハウジング27の下端か
ら引き込まれ、ケーシング1は、4つの足32
(図には2つだけが示されている)によつて、地
面から離れて支持され、ハウジング27中に空気
の入ることができるようになつている。
使用時には、煙管29の各々は溜め6における
水の通常の上方レベルの上方に達している。水の
上方レベルは、管29の口の下に置かれたレベル
制御スイツチ(図示されていない)によつて設定
される。スイツチは、弁を制御し、この弁は、溜
6への給水の供給を制御し、給水は、溜め6へ供
給され、水が家庭用のために引き出されたとき
に、溜めを再び満たす。
各煙管29は、天蓋そらせ器33を備え、板5
から排出される水を、そらせるようになつてい
る。
水分布装置18は、ケーシングを横切つて延び
ている管よりなり、最下部に開口34を備え、こ
れらの開口を通つて水が放出されて板5への流水
となる。
排気ガス出口13は、フアン35を備え、加熱
器からの消費ガスの引き出しを助けているように
なつている。
第3図を参照しての第1図に示されたものに従
つての代表的ガス燃焼水加熱器の試験における運
転データは、下記のとおりであつた。
ガス流量 10.8m3/hr 水の流量 20.2/min 水入口温度 13.0℃ 水出口温度 87.5℃ 排出煙道ガス温度 30.0℃ これは、煙道ガスおよび水温度変化の全体の発
熱量を基礎として90%以上の全加熱器効率に相当
し、第3図のグラフにおけるほぼ水平の曲線Bに
よつて表現され、公知の直接接触の水加熱器の運
転効率(例えばグラフにおける曲線Aによつて表
現されている)に反していることを表示してい
て、本発明による加熱器の全効率は、水出口温度
が上昇すると、減小するだけである。
発明の効果: 本発明による水加熱器は、加熱器の下方部にお
いてコンパクトな形式の熱交換器を用いることに
よつて、最初に述べた欠点を克服する。このこと
は、水へ与えられるべき熱の割合を、大きくする
ことができ、したがつて、中間の直接接触部の必
要な大きさを、かなり小くすることができる。こ
の装置は、斬新なものであり、任意の他の公知の
加熱器には使用されてない。
主な利点すなわち効果は、下記のとおりであ
る。
(1) 加熱器は、直接接触のみで行なわれるものよ
りも、効率の損失なしで、高い水温を得ること
ができる。高い温度におけるエネルギ効率は、
直接の水ガス接触装置に続く直接の水浸加熱器
の結合によつて可能になる。
(2) 下方管出口温度に導く高熱伝導率は、より小
さい直接接触部を、もたらし、したがつて、一
層コンパクトな加熱器となる。
(3) 水が次第に加熱されて加熱器を通過すると
き、大量の蒸気が発生しないで、むしろ、蒸発
されかつ再び凝縮される。
(4) 広い範囲の水の流量および温度が得られる。
このことは、溜めにおける水の滞在時間が水流
量を変化させることによつて容易に変更するこ
とができるからである。公知の装置において
は、滞在時間は、特別の噴霧およびまたは重力
による水供給量によつて一定である。
(5) 中間直接接触部作動で、または、この作動な
しで、水浸加熱器のガス燃焼を選択したこと
は、効率において大きな損失がない。この特徴
は、補給水が連続的に常に要求されない広範囲
の応用において加熱器を設置できることであ
る。
(6) 加圧されまたは複雑な水噴霧装置を必要とし
ない。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明による水加熱器の概略断面図
であり、第2図は、本発明による水加熱器の別の
実施例の概略断面図であり、第3図は、水温度に
対する水加熱効率を示すグラフであつて、A曲線
は、代表的な公知の直接接触に水加熱器について
のものであり、B曲線は、本発明の実施例による
水加熱器についてのものである。 1…ケーシング、2…入口、4…水分布装置
(水分布板)、6…溜め、7…熱交換器、8…生成
ガス出口、13…排気出口。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 水を集めるための溜めを形成しているケーシ
    ングと、 該ケーシングに亘つて間隔を隔てた独立した複
    数の流れとして水を供給するために、前記溜めよ
    り上において前記ケーシング内に配置された水分
    布装置と、 該水分布装置に水を供給するための第1の入口
    と、 前記溜め内に配置され、高温の燃焼生成ガスを
    受入れて、前記溜め内の水と熱交換する熱交換器
    と、 前記ガスを前記水分布装置に向つて吐出するよ
    うに燃焼室から前記熱交換器を経て延びる出口手
    段と、 前記ガスと前記水分布装置から出る水との間の
    熱伝達を行なうように前記溜めと前記水分布装置
    との間に配置された熱伝達装置と、 前記水分布装置より上に配置された排気ガス出
    口と、 消費者による使用のために前記溜めから加熱さ
    れた水を吐出する少なくとも1つの第1の出口
    と、 前記溜めに給水を直接供給する第2の入口と、 前記溜めから加熱された水を吐出するための第
    2の出口とを有し、 前記第2の出口は、該第2の出口から吐出され
    た水が前記溜めから前記第1の入口に供給される
    ように、前記第1の入口と連結可能である、こと
    を特徴とするガス燃焼による水加熱器。 2 前記溜め内の水のレベルが上限に到達したと
    きに前記給水の供給を終了するように前記第2の
    入口に対する給水の供給を制御するためのレベル
    制御スイツチを備え、前記燃焼室からの出口手段
    が前記上限より上に達している、ことを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項に記載のガス燃焼による
    水加熱器。 3 前記第2の出口と前記第1の入口とが混合弁
    を介して連結され、加熱装置からの戻り管が前記
    混合弁内に延びており、該混合弁は、前記第2の
    出口からの水と前記戻り管からの水とを、前記第
    1の入口に供給される前に混合し得るようになつ
    ている、ことを特徴とする特許請求の範囲第1項
    又は第2項に記載の燃焼による水加熱器。
JP59179150A 1983-10-14 1984-08-28 ガス燃焼による水加熱器 Granted JPS6093242A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB8327627 1983-10-14
GB08327627A GB2129916B (en) 1982-11-10 1983-10-14 Gas-fire water heaters

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6093242A JPS6093242A (ja) 1985-05-25
JPH0245099B2 true JPH0245099B2 (ja) 1990-10-08

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ID=10550249

Family Applications (1)

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JP59179150A Granted JPS6093242A (ja) 1983-10-14 1984-08-28 ガス燃焼による水加熱器

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US (1) US4530347A (ja)
EP (1) EP0138319B1 (ja)
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CA (1) CA1225886A (ja)
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