JPH0431492Y2 - - Google Patents

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JPH0431492Y2
JPH0431492Y2 JP1987057636U JP5763687U JPH0431492Y2 JP H0431492 Y2 JPH0431492 Y2 JP H0431492Y2 JP 1987057636 U JP1987057636 U JP 1987057636U JP 5763687 U JP5763687 U JP 5763687U JP H0431492 Y2 JPH0431492 Y2 JP H0431492Y2
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  • Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案は、直接接触式温水ヒータに関する。
背景技術 典型的な先行技術の直接接触式温水ヒータは、
燃焼室の上方に吸熱室を形成して、この吸熱室の
上方から吸熱室に充填されている吸熱材に向けて
散水し、その水と燃焼室に設けられたガスなどの
バーナからの燃焼ガスとを直接接触することによ
つて熱交換を行ない、加熱する構造を有してい
る。
考案が解決すべき問題点 このような先行技術では、給湯開始時には、吸
熱材への散水と、バーナの燃焼とが同時に行なわ
れるため、散水された水が吸熱材の下部および燃
焼室に到達する頃には、これらの部位は過熱され
ており、したがつて給湯管からは高温度の熱湯が
供給される。また出湯量が小さいときにもバーナ
の燃焼ガスは少量の水と熱交換されるため、給湯
管に熱湯が供給されることになり危険である。こ
れとは逆に、出湯量が多いときには、バーナの燃
焼ガスは多量の水と熱交換されるため、給湯管に
供給される温水の温度は低下してしまう。
本考案の目的は、出湯量に拘わらず、常に希望
とする一定温度の温水を得ることができるように
した直接接触式温水ヒータを提供することであ
る。
問題点を解決するための手段 本考案は、筒状本体にバーナを備える燃焼室を
形成し、 燃焼室の上方に吸熱材が充填されている吸熱室
を形成し、 吸熱室の上方から水を散水し、その水と燃焼室
からの燃焼ガスとを直接接触させる直接接触式温
水ヒータにおいて、 貯湯部に電磁弁を介して立上り管を設け、該立
上り管の高さを給湯管の取水口よりも高く、温水
ヒータの通常運転時の水位よりも低くし、 給湯管の取水口に温度検出器を設け、 該温度検出器の検出温度が設定温度より低く、
貯湯部の温水の水位が温水ヒータの通常運転時の
高水位以上であるとき、前記電磁弁を開けること
によつて、前記貯湯部の湯水を排出することを特
徴とする直接接触式温水ヒータである。
好ましい実施態様では、前記バーナへの燃料ガ
スの流量は一定であり、また前記貯湯部には複数
のカランが接続されており、前記吸熱室へ散水す
る水の流量は、これらのカランのうちの少数個の
開放時の温水の使用流量よりも大きいことを特徴
とする。
作 用 本考案に従えば、筒状に形成された本体にバー
ナを備える燃焼室を形成し、この燃焼室の上方に
吸熱材が充填されている吸熱室を形成する。吸熱
室の上方から吸熱材に向けて水を散水し、その水
と燃焼室からの燃焼ガスとを直接接触させること
によつて熱交換を行ない、温水を得ることができ
る。
燃焼室の下方には貯湯部が形成され、この貯湯
部には上述のようにして得られた温水が貯留され
る。また貯湯部に電磁弁を介して立上り管を設
け、該立上り管の高さを給湯管の取水口よりも高
く、温水ヒータの通常運転時の水位よりも低く
し、給湯管の取水口に温度検出器を設け、該温度
検出器の検出温度が設定温度より低く、貯湯部の
温水の水位が温水ヒータの通常運転時の高水位以
上であるとき、前記電磁弁を開けることによつ
て、前記貯湯部の湯水を排出し、新たに比較的高
温の温水を補給して使用することによつて、出湯
量に拘わらず、常に希望する一定温度の温水を得
ることができる。
実施例 第1図は、本考案の一実施例の直接接触式温水
ヒータ1の断面図である。直円筒状に形成された
ヒータ本体2の最下部には、貯湯部3が形成され
ている。この貯湯部3の上方には、燃焼室4が形
成される。この燃焼室4内では、ヒータ本体2の
側部に取付けられたバーナ5による燃焼が行なわ
れる。バーナ5には遠心送風機6から燃焼用空気
が圧送され、また管路7から燃焼遮断弁18を介
して燃焼ガスが供給される。バーナ5からの燃焼
排ガスは、ヒータ本体2の上部の排気管8から外
部に排出される。燃焼室4の上方には吸熱室9が
形成されており、この吸熱室9は耐熱性を有する
金属などの材料から成る多孔板10によつて燃焼
室4と区画されており、この多孔板10上には吸
熱材11が充填されている。吸熱室9の上方には
散水室12が形成されており、この散水室12内
において、管路13から供給された水が、電磁弁
17および電動流量制御弁14を介して、給水ノ
ズル15から吸熱材11に向けて散水される。多
孔板10の直上には冷却管路16が設けられてお
り、この冷却管路16には電動流量制御弁14か
ら水が供給され、多孔板10の冷却が行なわれ
る。
電動流量制御弁14は、図示しない制御手段か
らの出力に応答して、管路13を介する水の流量
を無段階に連続して調節することができる。
バーナ5はいわゆるブラストバーナであつて、
遠心送風機6から圧送された燃焼用空気は、空気
室21から整流板22を介して、バーナ本体23
に均一に供給される。このバーナ5には、パイロ
ツトバーナ24が設けられる。温水ヒータ1が運
転されている期間中は、パイロツトバーナ24は
種火を灯しており、また遠心送風機6は運転され
ており、したがつて燃焼遮断弁18の開弁によつ
て、直ちにバーナ本体23が点火する。こうして
バーナ5は、パイロツトバーナ24とバーナ本体
23とが点火した燃焼状態となる。燃焼遮断弁1
8は、前述の電動流量制御弁と同様に、図示しな
い制御手段によつて制御される。バーナ5の燃焼
時には常に一定の燃焼ガスが供給されるため、バ
ーナ5の燃焼によつて発生する熱量は一定であ
る。バーナ5の燃料は、ガスの他に、例えば石油
などの液体燃料であつてもよく、また石炭などの
固体燃料であつてもよい。
多孔板10は、その頂部10aからその上下両
面に水膜を形成して全周に水を流下させる斜面を
有する形状、すなわち円錐状や角錐状などの形状
をなしており、表面張力によつて水膜を形成する
ことができる孔10bが多数形成されている。
管路13から供給された水は、給水ノズル15
から散水され、吸熱材11内で、燃焼室4からの
燃焼ガスと直接接触によつて熱交換を行ない、燃
焼室4の壁面を伝つて底板25に形成された立下
り管26から貯湯部3に流入し貯留される。立下
り管26の下端部は、底板40から高さ1だけ
上方に形成される。
貯湯部3内に貯留された温水は、管路31から
ポンプ32に取込まれ、管路48から流量制御機
構33を経て、給湯管34に供給される。ポンプ
32は一定速度で回転し、給湯管34に供給され
る温水の流量は、貯湯部3の水位に応じて、流量
制御機構33によつて調節される。給湯管34の
先端には、複数のカラン35が取付けられている
(第1図では、それらのカラン35のうちの1つ
のみを示す)。
また貯湯部3の底板40には高さ4の立上り
管44が形成されており、この立上り管44は開
閉可能な電磁弁45を介して排水管43に接続さ
れる。この高さ4は、給湯管31の取水口46
の高さ2より大きく、温水ヒータの通常運転時
の低水位Mよりも小さい。給湯管31の取水口4
6には温度検出器47が設けられ、この検出温度
T1が設定温度T0よりも低く、貯湯部3の温水の
水位が通常運転時の高水位Hよりも高いとき、電
磁弁45を開けて、貯湯部3の水位を4にする
ことによつて、比較的温度の高い温水を貯湯部3
に補充する。
このように貯湯部3を設けることによつて比較
的大きい給湯量であつても温水を安定して供給す
ることができる。また給湯開始時および給湯量が
小さいときであつても高温度の熱湯が供給される
ことなく、一方、給湯量が大きいときには温水の
温度が低下することなく、このようにして給湯量
に拘わらず、常に希望とする一定温度の温水を得
ることができるようになる。また吸熱材11に散
水される水の流量は、前記複数のカラン35のう
ちの少数個の開放時における給湯量よりも大き
く、したがつて少数個のカラン35の開放時にお
いても燃焼室4および吸熱室9が過度に高温度に
なるおそれはない。さらにまた、たとえば1つの
カラン35の開閉動作に対応してバーナ本体23
が点火と消火とを頻繁に繰り返すようなことはな
く、バーナ5を安定して燃焼させることができ
る。
ポンプ32は、たとえば遠心形や軸流形であつ
てもよい。ポンプ32に温水を供給する管路31
の取水口46の上端は、底板40から高さ2の
位置に形成され、この取水口46の付近には、温
度検出素子47が設けられる。
第2図は、流量制御機構33付近の断面図であ
る。ポンプ32から吐出された温水は、管路48
から流量制御機構33の弁室51に導かれる。貯
湯部3内で温水中に浮かべられる浮子52に作用
した力は、レバー60に伝達される。レバー60
は、ピン61によつてレバー54の一端部に固定
される。レバー54は、ピン62によつて貯湯部
3の壁面に取付けられたブラケツト53によつて
揺動自在に支持される。レバー54の他端部は、
ピン63によつて弁棒55を角変位自在に支持す
る。こうしてレバー60に伝達された力は、弁体
56に伝達される。弁体56は、ばね57によつ
て弁座58に着座する方向にばね付勢されてい
る。
したがつて貯湯部3内の水位が低下した状態で
は、浮子52は下降し、弁孔59の流路断面積が
小さくなり、給湯管34に供給される温水の流量
は小さくなる。また貯湯部3の水位が高い場合に
は浮子52は上昇し、弁孔59の流路断面積は大
きくなり、給湯管34に供給される温水の流量は
大きくなる。このように流量制御機構33によつ
て、貯湯部3内に貯留されている温水量に対応し
た流量、すなわち吸熱材11への散水量に同一の
流量が給湯流量の上限となつて給湯管34に温水
が供給されるため、貯湯部3の水位が急激に低下
したりすることはなく、温水を連続的に使用する
ことができるようになる。また流量制御機構33
の弁体56は、貯湯部3の水位が第3水位3未
満となつたとき、弁座58に着座し、給湯管34
への温水の供給が停止される。この第3水位3
を超えた水位では、前記上限未満の流量で温水が
供給される。
貯湯部3には溢流管36が形成されており、貯
湯部3内の温水はこの溢流管36を超える水位と
なつたとき、この溢流管36から排水管43を介
して外部に排出される。貯湯部3の壁面には、水
位検出手段である水位検出素子37〜39が取付
けられる。貯湯部3の上部に設けられる水位検出
素子37は第1水位Hを検出し、水位検出素子3
7より下方に設けられる水位検出素子38は第2
水位Mを検出し、水位検出素子38より下方に設
けられる水位検出素子39は水位の下限値Lを検
出する。これらの水位検出素子37〜39の出力
は、制御手段に与えられる。貯湯部3内の温水が
使用されて水位が第2水位Mまで低下すると、制
御手段によつて、第1水位Hに回復するまで、散
水とバーナ5の燃焼が行なわれる。水位検出素子
37〜39はたとえば、水と空気との誘電率の差
によつて浸水しているかどうかを検出するもので
あつてもよく、また水の導電率を利用して浸水し
ているかどうかを検出するものであつてもよい。
貯湯部3の底板40には管路41が接続されて
おり、この管路41は排水弁42を介して排水管
43に接続される。したがつて長期間使用しない
ときなどには、排水弁42を開くことによつて、
貯湯部3内の水を総て排出することができる。上
述した水位H,M、高さ1,2,4および
下限値Lは、下式のように選ばれる。
1<2<L≦4<M<H ……(1) したがつて電磁弁45を開くことによつて、貯
湯部3の水位は高さ4まで低下されるが、立下
り管26の下端部はこの高さ4よりも低い高さ
1の位置に形成されるため、燃焼室4の水封が
達成され、燃焼室4から燃焼ガスが貯湯部3内に
侵入することが防がれる。排水弁42に代えて、
管路41に電磁弁45を設けることによつて、貯
湯部3内の温水が、電磁弁45を開くことによつ
て総て排出されるようにしてもよい。また管路3
1の取水口46も高さ4よりも低い高さ2の
位置に形成されるため、給湯管34に供給される
温水に空気がかみ込んだりすることがない。
高さ3は下限値L以上に選ばれるため、流量
制御機構33の異常等によつて、水位が下限値L
を超えて低下したことが水位検出素子39にによ
つて検出されたとき、ポンプ32の運転が停止さ
れ、水封が維持される。
このように構成された温水ヒータ1では、加熱
されるべき水が燃焼室4の上方の吸熱室から下方
の貯湯部3へ流下する過程で、直接に燃焼ガスと
接触する構造であるために熱効率が極めて良好で
あり、また密閉容器内で温水を得る従来のボイラ
などの構造とは異なり、大気圧下で水を加熱する
構造であるため、一般家庭においても容易に使用
することができる。さらにまた得られる温水は、
溶存酸素が脱気された防錆上良好な温水であると
ともに、燃焼ガス中に含まれている炭酸ガスが取
込まれているので、風呂用として使用すると、疲
労回復など通常の水道水をそのまま風呂釜で加熱
した温水に無い効果を有している。
しかもまた温水の加熱過程において、多孔板1
0がその上下両面に水膜を形成して全周に水を流
下させる傾斜を有し、かつその斜面に多数設けら
れている孔10bは表面張力によつて水膜を形成
できるものであり、しかも多孔板10の下面から
吸熱材11が突出しない状態に吸熱材11が配設
されているので、給水ノズル15から吸熱材11
上に散水されて落下してくる水は、多孔板10の
上下両面に沿つて水膜を形成して流下し、孔10
bから燃焼室4に水滴が落下することがないの
で、燃焼室4内のバーナ5を失火させたり、燃焼
状態を悪化させたりすることがない。また吸熱材
11を経て流下してきた水は、多孔板10の上下
両面および燃焼室4の壁面の全面に沿つて水膜を
形成して流下するので、多孔板10およびヒータ
本体2の壁面を加熱することがなく、しかも燃焼
ガスと水の接触面積が多くなり、これによつて熱
効率を一層向上することが可能になる。
第3図は、動作を説明するためのフローチヤー
トである。ステツプn1からステツプn2に移り、
起動スイツチが投入されると、ステツプn3にお
いて電磁弁45が閉弁状態となり、貯湯部3に貯
留されている温水の排出が停止される。またパイ
ロツトバーナ24が点火し、ポンプ32が始動す
る。ステツプn4では遠心送風機6が始動する。
ステツプn5では温度検出素子47によつて取
水口46付近の水温T1が検出され、ステツプn6
でこの水温T1が予め定めた希望する温度T0より
小さいかどうかが判断され、そうであればステツ
プn7に移り、電動流量制御弁14を絞込み、給
水ノズル15に供給される水量を小さくしてステ
ツプn9に移り、そうでないときはステツプn8に
移り、電動流量制御弁14を設定温度に対応した
流量となるように絞り、ステツプn9に移る。温
度T0はたとえば60℃に設定される。ステツプn9
では電磁弁17が開かれて、給水ノズル15から
吸熱材11へ向けて、ステツプn7またはステツ
プn8において調節された流量で散水が開始され、
ステツプn10でこの散水された水が燃焼室4に到
達するのに要する時間とほぼ等しい時間W1、た
とえば2〜3秒だけ遅延して、ステツプn11で燃
焼遮断弁18が開かれバーナ本体23が点火す
る。
このようにステツプn7またはステツプn8は、
温度検出素子47によつて検出される温度T1と、
予め定めた希望する温度T0との差に基づいて、
制御手段が、電動流量制御弁14を制御し、貯湯
部3に流入する温水の温度を調節するようにした
ため、たとえば朝などの運転再開時において温度
T1は、たとえば20℃にまで低下しており、この
ように温度差が大きいときには高温の温水が生成
され、温度差が小さいときには希望する温度T0
に近い温度の温水が生成される。したがつて貯湯
部3には常に希望する一定温度T0の温水を貯留
することができる。
またステツプn9で散水が開始された後、ステ
ツプn10で時間W1だけ遅延されて、ステツプn11
でバーナ本体23が点火するようにしたため、水
が吸熱材11に浸透する以前にバーナ本体23が
点火することが防止されるため、高温の温水が貯
湯部3に流入することが防止される。バーナ5の
燃焼は吸熱材11に水が浸透し、かつ、燃焼室4
の壁面に水膜が形成され始めてから行なわれるた
め、これらの部位の劣化を抑えることができる。
ステツプn12では貯湯部3の水位が、水位検出
素子37によつて検出され得る第1水位H以上で
あるかどうかが判断され、そうであればステツプ
n13に移り、電磁弁45を時間W4だけ開弁状態
にし、新たに生成された温水が貯湯部3に流入し
ても、貯湯部3の水位が、適量である第1水位H
と第2水位Mとの間となるように、温度が低下し
た水を排水管43に排出する。この時間W4は予
め定めた希望する温度T0と、実際の温水の温度
T1との温度差に応じて決定される。したがつて
温度差が大きいほど時間W4は長く、貯湯部3内
の温水の温度T1が温度T0になるまで散水が行な
われても、貯湯部3がオーバーフローを起こすお
それはない。温度差と時間W4との関係は、第4
図に示される。
ステツプn14では停止スイツチが操作されたか
どうかを判断し、そうでないときにはステツプ
n15に移り、貯湯部3の水位が第1水位Hまで回
復したかどうかが判断され、そうでないときに
は、ステツプn5に戻る。水位が第1水位Hまで
回復したときには、ステツプn16に移り、電磁弁
17を閉弁状態にして給水ノズル15からの散水
を停止し、ステツプn17で散水された水が吸熱材
11から流下するのに要する時間とほぼ等しい時
間W2、たとえば2〜3秒だけ遅延された後、ス
テツプn18で燃料遮断弁18が閉じられ、バーナ
23が消火する。このようにして、生成された温
水が使用され、ステツプn19で水位が第2水位M
まで低下したことが判断されると、ステツプn5
に戻る。ステツプn5〜ステツプn19の動作を繰返
すことによつて一定温度T0の温水が第1水位H
まで貯留される。
またステツプn16で散水を停止し、ステツプ
n17で時間W2だけ遅延した後、ステツプn18でバ
ーナ本体23を消火することによつて、加熱され
ていない低温のままの水が貯湯部3に流入して、
貯湯部3内の温水の温度が低下してしまうことが
防止される。したがつて貯湯部3内に貯留される
温水の温度を予め定めた希望とする一定温度T0
に保つことができる。
ステツプn12において貯湯部3の水位が第1水
位H未満であるときには、ステツプn20に移り、
水位が下限値L未満であるかどうかが判断され、
そうでないとき、すなわち水位が下限値L以上第
1水位H未満であるときには、ステツプn14に移
り、上述のようにして水位が第1水位Hに達する
まで温水が生成される。ステツプn20において水
位が下限値L未満であるとき、すなわち万一、第
2水位Mを超えて温水が使用され続けても、流量
制御機構33等の異常で、貯湯部3に流入する温
水量が給湯量に追い付かないときには、水封を維
持するために、ステツプn21で電磁弁17および
燃焼遮断弁18を閉弁状態にし、散水およびバー
ナ5の燃焼を停止し、またポンプ32と遠心送風
機6を停止し、ステツプn22で警報を発生する。
ステツプn14において停止スイツチが操作され
るとステツプn23に移り、電磁弁17を閉弁状態
にして給水ノズル15からの散水を停止し、また
電磁弁45を開弁状態にし、貯湯部3内の温水の
排出が開始される。ステツプn24では予め定めた
時間W3だけ遅延された後、ステツプn25で燃料
遮断弁18を閉弁状態にして、バーナ本体23と
パイロツトバーナ24を消火し、またポンプ32
と遠心送風機6を停止して、ステツプn26です
べての動作を終了する。
このようにステツプn23で散水を停止し、ステ
ツプn24で時間W3だけ遅延した後、バーナ本体
23を消火することによつて、吸熱材11および
多孔板10はいわゆる空焚き状態となつて熱風乾
燥され、雑菌や藻などの繁殖を抑える滅菌効果を
得ることができ、衛生的な温水を供給することが
できる。この場合、時間W3は吸熱材11および
多孔板10の温度が200〜300℃以上となるよう
に、たとえば10秒程度に選ばれる。吸熱材11お
よび多孔板10の乾燥のためにバーナ本体23を
時間W3だけ空焚きする代わりに、パイロツトバ
ーナ24による種火だけを比較的長時間点火して
おくようにしてもよい。なお、比較的長期間運転
を行なわないときには、貯湯部3の缶水全ブロー
を行なうことが好ましい。
また電磁弁45を開弁状態にして温水の排出を
開始した後、運転を停止するようにしたため、運
転を再開するときには貯湯部3の水位は高さ4
まで低下しており、この高さ4は第2水位Mよ
り低いため、散水とバーナの燃焼とが開始され、
生成された比較的温度の高い温水が補充されて、
予め定めた希望とする温度T0の温水が第1水位
Hまで貯留される。したがつて運転開始時におい
ても、希望とする温度T0の温水が使用できるよ
うになる。
効 果 以上のように本考案によれば、燃焼室の下方に
貯湯部を形成し、この貯湯部に電磁弁を介して立
上り管を設け、該立上り管の高さを給湯管の取水
口よりも高く、温水ヒータの通常運転時の水位よ
りも低くし、給湯管の取水口に温度検出器を設
け、該温度検出器の検出温度が設定温度より低
く、貯湯部の温水の水位が温水ヒータの通常運転
時の高水位以上であるとき、前記電磁弁を開ける
ことによつて、前記貯湯部に貯留されている温水
を排出し、新たに比較的高温の温水を補給して使
用することによつて、出湯量に拘わらず、常に希
望する一定温度の温水を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の一実施例の直接接触式温水ヒ
ータ1の断面図、第2図は流量制御機構33付近
の断面図、第3図は動作を説明するためのフロー
チヤート、第4図は貯湯部3に貯留されている温
水の温度T1と予め定めた温度T0との差に対する
電磁弁45の開弁時間W4を示すグラフである。 1……温水ヒータ、2……ヒータ本体、3……
貯湯部、4……燃焼室、5……バーナ、6……遠
心送風機、9……吸熱室、10……多孔板、11
……吸熱材、12……散水室、14……電動流量
制御弁、15……給水ノズル、17……電磁弁、
18……燃料遮断弁、33……流量制御機構、3
4……給湯管、37〜39……水位検出素子、4
7……温度検出素子。

Claims (1)

  1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 筒状本体にバーナを備える燃焼室を形成し、
    燃焼室の上方に吸熱材が充填されている吸熱室
    を形成し、 吸熱室の上方から水を散水し、その水と燃焼
    室からの燃焼ガスとを直接接触させる直接接触
    式温水ヒータにおいて、 貯湯部に電磁弁を介して立上り管を設け、該
    立上り管の高さを給湯管の取水口よりも高く、
    温水ヒータの通常運転時の水位よりも低くし、 給湯管の取水口に温度検出器を設け、 該温度検出器の検出温度が設定温度より低
    く、貯湯部の温水の水位が温水ヒータの通常運
    転時の高水位以上であるとき、前記電磁弁を開
    けることによつて、前記貯湯部の湯水を排出す
    ることを特徴とする直接接触式温水ヒータ。 (2) 前記バーナへの燃焼ガスの流量は一定であ
    り、また前記貯湯部には複数のカランが接続さ
    れており、前記吸熱室へ散水する水の流量は、
    これらのカランのうちの少数個の開放時の温水
    の使用流量よりも大きいことを特徴とする実用
    新案登録請求の範囲第1項記載の直接接触式温
    水ヒータ。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5074841A (ja) * 1973-11-08 1975-06-19
JPS6019410A (ja) * 1983-07-15 1985-01-31 ヤンマーディーゼル株式会社 二軸ロ−タリ−耕耘装置

Patent Citations (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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