JPH0762561B2

JPH0762561B2 - ガス燃焼形直接接触温水器

Info

Publication number: JPH0762561B2
Application number: JP2065515A
Authority: JP
Inventors: フランシスロケットジョン; ベンルアアイク
Original assignee: ブリティッシュガスピーエルシー
Priority date: 1989-03-15
Filing date: 1990-03-15
Publication date: 1995-07-05
Anticipated expiration: 2010-07-05
Also published as: EP0387983A3; US5086731A; ES2034815T3; GB2229258A; GB2229258B; GB8905969D0; JPH02290465A; DE69000208D1; EP0387983B1; EP0387983A2; DE69000208T2; GB9001414D0

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、ガス燃焼形直接接触温水器に関する。

より詳しくは、本発明は、ガスバーナ手段と、該ガスバ
ーナ手段からの熱い燃焼生成物の流路と、該流路に沿っ
て流れるように水を前記燃焼生成物の同時流とは逆方向
に供給するための水供給手段であって、前記燃焼生成物
からの熱を水に伝達して熱水（加熱された水）にする水
供給手段と、前記熱水を前記流路に沿って連続的に移動
させるべく運ぶための導管手段とを有している形式（以
下、この形式を「上記形式」と呼ぶ）のガス燃焼形温水
器に関する。

ガス燃焼形温水器の１つの公知の使用方式として、温水
器を高い位置に取り付けて導管手段の熱水出口に充分な
圧力水頭をもたせ、導管手段に連結されたユーザ制御弁
（user controlled valve）が開放されたときにユーザ
の必要とする水量が得られるようにしたものがある。温
水器を取り付ける高い位置が必ずしも得られるとは限ら
ないため：高い位置に取り付ける必要がある温水器は不
便である。また、温水器を高い位置に取り付けると、温
水器へのアクセスが困難になる。

別の公知の使用方式として、ポンプ及び流量検出器を導
管手段に設けたものがある。ユーザ制御弁が開放された
とき、導管手段に沿って流れる低圧の僅かな水量がユー
ザの要求に合う水量であることを流量検出器が検出した
場合には、これに応答して、流量検出器はポンプ制御手
段に信号を伝達し、制御手段は、その水量がユーザに供
給されるようにポンプを作動させる。ユーザ弁（ユーザ
制御弁）が閉鎖されると、導管に沿う水の流れが停止さ
れる。これが流量検出器により検出され、ポンプ制御手
段によりポンプが停止される。この方式の１つの欠点
は、ポンプを始動させて、供給水が所望の圧力になる前
にポンプを定常運転状態に到達させるのに遅延（time d
elay）が生じることである。

上記の両方式においては、水の供給が要求されないとき
には、バーナ手段へのガスの供給が自動的に遮断される
が、ユーザ弁が開放されると、温水器制御手段によりガ
スバーナ手段が点火され、これにより、ユーザに供給す
べく流路に沿って現に流れている水が加熱されるように
なっている。しかしながら、ガス燃焼装置の安全運転の
ため及び法的要件に適合できるようにするため、温水器
制御手段が直ちにバーナ手段に点火しないようになって
おり、温水器制御手段は、該温水器制御手段がバーナ手
段に点火する前に、所定時間（例えば、約30秒間）だ
け、バーナ手段が関連している燃焼室にパージングエア
（追い出し空気）を先ず送り込むように構成されてい
る。このように点火を遅延させることには幾つかの問題
があり、例えば、ユーザに供給すべき水が予め定めた所
望の温度に上昇するまでにかなりの時間が必要になる。

従って本発明の目的は、このような欠点を解消するか少
なくとも緩和できるように構成された上記形式の温水器
を提供することにある。

本発明によれば、ガスバーナ手段と、該ガスバーナ手段
からの熱い燃焼生成物の流路と、該流路に沿って流れる
ように水を前記燃焼生成物の同時流とは逆方向に供給す
るための水供給手段であって、前記燃焼生成物からの熱
を水に伝達して熱水にする水供給手段と、前記流路に沿
って移動して加熱された前記水を搬送する第１導管手段
とを含み、該第１導管手段は、ユーザが第１導管手段か
ら熱水を取り出すための出口部分を有しており、前記第
１導管手段に設けられ、熱水を第１導管手段に沿って前
記出口部分まで圧送するポンプ手段と、第１端部および
第２端部を有する第２導管手段とをさらに含み、該第２
導管手段は、前記ポンプ手段と前記出口部分との間の第
１端部のところで第１導管手段と連通しており、前記第
２導管手段に設けられ、前記第２端部に水を通して流路
に戻すのを可能にする弁手段をさらに含み、該弁手段
は、前記ポンプ手段によって前記第２導管手段内に少な
くとも所定の水圧が生じたとき、自動的に開放して水を
第２端部に通し流路に戻すように構成された圧力逃がし
弁手段であり、前記第２導管手段は、前記水供給手段と
は独立して、水が第２導管手段から流路に戻されるよう
に配置されている、ガス燃焼形直接接触温水器が提供さ
れる。

上記構成の温水器によれば、ポンプ手段を連続的に運転
できるため、例えば温水器の出口部分に連結されたユー
ザ弁が閉じられている場合のように温水器の出口から水
を出すことが要求されていない場合には、流路からの熱
水を、第２導管手段及び圧力逃がし弁を介して流路に戻
し、再循環させることができる。ユーザ弁を開いたとき
には、ユーザの必要に応じて、直ちに熱水を供給するこ
とができる。

圧力逃がし弁を開放させる所定圧力は低圧にすることが
でき、例えば約１バール以上にする必要はない。

以下、本発明による温水器の一実施例を概略的に示す添
付図面を参照して、本発明をより詳細に説明する。

添付図面には、全体として円筒状をなす直立ケーシング
４を備えた直接接触形温水器２が示されている。ケーシ
ング４は断熱材（図示せず）で包囲することができ、ま
たケーシング４の上部には煙道を形成する管状の首部６
が設けられている。首部６には、連続気孔又は空隙を形
成している材料が設けられていてデミスタパック８を構
成しており、煙道を通る水蒸気又は水滴の流出を制限す
るようになっている。ケーシング４の内部は、ファンネ
ル状（漏斗状）の隔壁14により、上室又は流路10と下室
12とに区分されている。下室12には、壁18により形成さ
れた円筒状の燃焼室16が収容されており、該燃焼室16の
上部には管状の出口首部20が設けられている。この出口
首部20の上方の開口端はカウル（通気帽）22でカバーさ
れていて、燃焼室16からのガス状燃焼生成物が自由に通
って流れることができるようになっている。燃焼室16は
環状のリザーバ24で包囲されており、該リザーバ24は、
ケーシング14と、壁18と、出口首部20とにより形成され
ている。上室10の水平方向断面の全体に亘って、熱伝達
手段26が延在している。該熱伝達手段26は、例えば複数
の連続空隙を形成している金属で作られており、連続空
隙には、熱伝達手段26の全体を通って流体が垂直方向に
流れることができるようになっている。

水供給源（例えば水道本管）からの水は、上室10内にお
いて熱伝達手段26の上方に設けられた流入水の分散手段
28に運ばれる。分散手段28は、壁に多数の孔が形成され
たパイプからなるスプレーバーの形態に構成することが
できる。パイプ27には制御弁すなわちボールコック30が
設けられており、このボールコック30は、リザーバ24内
の水の表面の上に浮くボールフロート32を備えている。
従って、水レベルＳが所定の高さにあるときには、ボー
ルコック30により分散手段28への水の供給が停止される
が、水レベルＳが所定の高さ以下に低下した場合には、
下室12に水を供給できるようになっている。リザーバ24
の過充填を防止するため、リザーバ24を通ってオーバー
フローパイプ34が立ち上がっている。オーバーフローパ
イプ34は、リザーバ24内での予め定めた所望の水レベル
Ｓより僅かに上方に位置する開放上端部36と、Ｕベンド
すなわち水トラップ37に通じる下端部とを有しており、
水トラップ37はドレンに導かれている。

第１導管手段すなわち出口導管38は、該導管38への入口
40を備えており、該入口40は、リザーバ24内において、
予め定められた所望の水レベルＳより僅かに下の高さに
位置決めされている。出口導管38には、電気で駆動され
る水ポンプ42及び逆止弁44が設けられている。水（熱
水）は、逆止弁44を通って導管の出口部分39へと流れる
ことができる。この出口部分39は、温水器２からの水を
ユーザが要求するのに応じて開閉されるユーザ弁46に連
結されている。第２導管手段48の一端47は、ポンプ（水
ポンプ）42の下流側において導管38に連結されており、
導管48の他端は再循環水分散手段50に連結されている。
この再循環水分散手段50もスプレーバーの形態に構成す
ることができ、上室10内で熱伝達手段26の上方に配置さ
れている。導管48及び分散手段50は、分散手段28及び導
管27から独立している。導管48には圧力逃がし弁52が設
けられている。この圧力逃がし弁52は、導管48内の水圧
が少なくとも所定圧力Ｐにあるときに自動的に開放し
て、水が導管38から分散手段50へと流れることができる
ようにする（圧力Ｐは、例えば約0.7バール（約10.0ps
i）位の比較的低い値に定めることができる）。

温水器２は、例えばノズル混合バーナのようなガスバー
ナ54を有しており、該ガスバーナ54は、燃焼室16内でガ
ス火炎Ｆを発生するようになっている。ガスバーナ54に
は、制御弁58が設けられたパイプ56を介して、ガス供給
源（図示せず）から可燃性ガスが供給される。またガス
バーナ54には、電気で駆動されるポンプ60から、制御弁
64を備えたパイプ62を介して、加圧された燃焼用空気が
供給される。

リザーバ24内には温度センサ66が設けられており、該温
度センサ66は、チャンネル（通信線）68を介して制御装
置70に信号を伝達する。この信号は、リザーバ24内での
温度センサ66の近くの水温を表す信号である。制御装置
70は電子制御装置及び／又は電気制御装置として構成す
ることができ、ポンプ42、60の始動又は停止、制御弁5
8、64の作動を制御する電気モータ80の作動制御、及び
バーナ54に隣接するガス点火装置82の作動制御を行う信
号をチャンネル72、74、76、78に伝達できるようになっ
ている。

リザーバ24内の水は、弁86を開放することにより、パイ
プ84を介して排出される。

燃焼室16の底部には、下方の環状壁88とこれを包囲する
壁18との間に、環状のドリップ収集トレイが形成されて
いる。このトレイに収集された液体は、水トラップ91及
び常開弁92を備えたパイプ90を通して排出される。

制御装置70は、２つの状態、すなわち非作動状態及び作
動状態を有している。制御装置70が作動状態にあると
き、温水器２は、ほぼ予め定めた所望の温度にある熱水
を供給するか、或いは温水器２内の水を前記予め定めた
所望の温度まで加熱することを試みる。制御装置70が非
作動状態にあるとき、制御弁58が閉鎖されて燃焼するこ
とができなくなる。また、制御装置70は、非作動状態で
は、水ポンプ42およびポンプ60を停止させる。従ってこ
の場合には、燃焼室16に空気が供給されることはなく、
また、ユーザ弁46に向かう導管38に沿って水がポンプで
圧送されることもないし、導管48に沿って水がポンプで
圧送されることもない。

制御装置70が作動状態にあるとき、該制御装置70は、水
ポンプ42及び空気ポンプ60の各々を、例えばそれぞれ実
質的に一定速度で連続的に作動させる。

また、制御装置70が作動状態にあるときには、該制御装
置70は、温度センサ66により検出された水温に応答して
次のような作動を行うように構成されている。すなわ
ち、（ｉ）水温が値T₁（この値T₁は、ユーザに供給され
る水に要求される所定の温度である）以下である場合に
は、制御装置70は、燃焼室16内で高火炎燃焼（HIGH FIR
E combustion）を行わせるように作動する。（ii）水温
が値T₁より大きいけれども値T₂（この値T₂は所定の最大
温度値であり、値T₁より数℃高い温度である）よりは小
さい場合（すなわちT₂＞T₁の場合）には、制御装置70
は、燃焼室16内で低火炎燃焼（LOW FIRE combustion）
を行わせるように作動する。（iii）水温が値T₂以上の
場合には、制御装置70は、燃焼を停止させるように作動
する。

高火炎燃焼を行う場合には、制御装置70によりモータ80
が作動されて制御弁58、64が開放される。これにより、
燃料ガス及び燃焼用空気が、それぞれの所定の最大高火
炎流量でバーナ54に供給される。

一方、低火炎燃焼を行う場合には、制御装置70は、燃料
ガス及び燃焼用空気が、より小さなそれぞれの所定の低
火炎流量でバーナ54に供給されるように制御弁58、64を
作動すべく、モータ80を作動させる。水温がセンサ66で
の検出値T₂に到達した場合には、制御装置70によりモー
タ80が作動されて制御弁58が閉鎖される。これにより、
燃料ガスの供給が停止されると同時に制御弁64が開放さ
れ、空気が、高火炎空気供給量で燃焼室16内に吹き込ま
れる。

制御装置70が作動状態にあるとき、制御装置70はまた点
火装置82をも作動して、バーナ54からの燃料ガスに点火
する。制御装置70が点火装置82を作動させる場合は、次
の場合、すなわち（ｉ）制御装置70がその非作動状態か
ら作動状態に切り換えられたとき、及び（ii）制御装置
70が作動状態にありかつセンサ66により検出した水温が
値T₂以下に低下したときである。制御装置70は、点火装
置82が作動されるとき、燃料ガスの点火が確立されるま
でモータ制御形の弁58、64が燃料ガス及び燃焼用空気を
低火炎流量で供給するように、構成されかつプログラム
されている。また、水温が値T₁より低い温度に低下した
場合には、燃焼が高火炎に移行するようになっている。

制御弁（ガス弁）58が閉鎖された場合には、必ず制御装
置70は、高火炎空気供給量に相当する位置まで、制御弁
（空気供給弁）64を開放させる。これにより、制御装置
70が作動状態に切り換えられたとき、又は水温が値T₂以
上になったときには、高火炎空気供給量で、燃焼室16を
通して空気によるパージングブラスト（追い出し吹き込
み）が行われる。このパージングブラストは、予め定め
た所望の時間t_b（例えば約30秒間）だけ続けられ、この
間、制御装置70による点火装置82の作動が禁止される。
上記時間t_bは、制御装置70が作動状態に切り換えられた
瞬間からカウントアウト（数え出し）が行われる。ま
た、この時間t_bは、水温が値T₂に到達してガス弁58が閉
鎖された瞬間からもカウントアウトされる。

制御装置70が作動状態に切り換えられると、水ポンプ42
が作動し、時間t_bに亘る初期エアブラストパージを行っ
た後、燃料ガスに点火される。ユーザ弁46が閉鎖される
と、水ポンプ42により供給される水の圧力が値Ｐ以上に
なり、圧力逃がし弁52が自動的に開放される。これによ
り、ポンプ42から吐出される水が再循環されて分散手段
50から排出され、流路（この流路の少なくとも一部は熱
伝達手段26の空隙を通る）に沿って下向きに流れる。バ
ーナ54が点火されると、熱い燃焼生成物が煙道（出口首
部）20から出て、同時に流れる水の下向きの流れ方向と
は逆に、流路を上向きに流れる。このようにして、水と
熱い燃焼生成物とが直接接触（特に熱伝達手段26内で直
接接触が行われる）することにより、水が加熱される。
この熱水はリザーバ24に流入し、ここで、燃焼室16から
壁18を介しての熱伝達により更に加熱される。ユーザ弁
46が開かれると、導管48内の圧力が値Ｐ以下の圧力に低
下し、圧力逃がし弁52が自動的に閉鎖される。使用によ
り温水器２から熱水が排出されると、水レベルＳが低下
する。これにより、ボールコック30が開かれて水道本管
からの水が分配手段28を通って上室10に流入し、更に熱
伝達手段26を通る流路に沿って下方に流れ、熱伝達手段
26において水は、上昇するバーナ54での熱い燃焼生成物
により加熱される。

制御装置70が作動状態にある限り、ポンプ42が連続運転
されていることから、ユーザ弁46を開いたときにはいつ
でも熱水を瞬間的に供給することができる。一方、ユー
ザ弁46を閉じた場合には、リザーバ24からの水が、導管
48及び圧力逃がし弁52を通って再循環され、これによ
り、熱伝達手段26及びリザーバ24内で再加熱され、次に
ユーザ弁46を開くまで水はほぼ一定の温度T₁に維持され
る。

所望ならば、ユーザ弁46と導管48との間の箇所で、導管
38に弁94を設けることができる。この弁94は、温度セン
サ66による所定水温（単数又は複数の所定水温）の検出
に応答する制御装置70からの信号に応答して開放及び／
又は閉鎖される。制御装置70は、該制御装置70が作動状
態にあるとき、センサ66により検出された温度が少なく
とも所定の値に到達していなければ弁94を開くことがで
きないように構成される。

また、制御装置70は、該制御装置70が非作動状態から作
動状態に最初に切り換えられたとき、前記温度T₁よりも
高い所定水温T₃に到達したことを温度センサ66が検出し
ない限り、弁94が開かれることがないように構成するこ
ともできる。例えば、供給したい熱水の温度が38〜40℃
の温度であるとき、制御装置70が作動状態に切り換えら
れるまでに水がリザーバ24内に或る時間滞留されると、
レジュネラ病（Legionnaires Disease）を引き起こすバ
クテリアが非常に繁殖する。従って、温度T₃は、40℃よ
りも非常に高い温度、例えば約80℃に設定することもで
きる。このような高い温度においては、前述のバクテリ
アは、水が温水器２からユーザに供給される前に死滅し
てしまうであろう。また、制御装置70は、該制御装置70
が一旦作動状態に切り換えられたときには、制御装置70
が再び非作動状態に切り換えられるまでは、一旦開放さ
れた弁94が再び閉鎖されることがないように構成するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

添付図面は、本発明により構成された温水器の一実施例
を示す概略図である。２……温水器、４……ケーシング、８……デミスタパック、10……上室又は流路、 12……下室、14……ファンネル状隔壁、 16……燃焼室、18……燃焼室の壁、 22……カウル（通気帽）、 24……リザーバ、26……熱伝達手段、 28……流入水分散手段、 30……制御弁（ボールコック）、 32……ボールフロート、 34……オーバーフローパイプ、 38……第１導管手段（出口導管）、 42……ポンプ（水ポンプ）、 44……逆止弁、 46……ユーザ制御弁（ユーザ弁）、 50……再循環水分散手段、 52……圧力逃がし弁、54……ガスバーナ、 58……制御弁（ガス弁）、 60……ポンプ（空気ポンプ）、 64……制御弁（空気弁）、 66……温度センサ、 68……チャンネル（通信線）、 70……制御装置、 72、74、76、78……チャンネル、 80……電気モータ、82……ガス点火装置、 86……弁、88……環状壁、 92……常開弁、94……弁。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガス燃焼形直接接触温水器（２）であっ
て、ガスバーナ手段（54）と、該ガスバーナ手段（54）からの熱い燃焼生成物の流路
（10）と、該流路（10）に沿って流れるように水を前記燃焼生成物
の同時流とは逆方向に供給するための水供給手段（27、
28）であって、前記燃焼生成物からの熱を水に伝達して
熱水にする水供給手段と、前記流路に沿って移動して加熱された前記水を搬送する
第１導管手段（38）とを含み、該第１導管手段（38）
は、ユーザが第１導管手段から熱水を取り出すための出
口部分（39）を有しており、前記第１導管手段（38）に設けられ、熱水を第１導管手
段に沿って前記出口部分まで圧送するポンプ手段（42）
と、第１端部（47）および第２端部（50）を有する第２導管
手段（48）とをさらに含み、該第２導管手段（48）は、
前記ポンプ手段（42）と前記出口部分（39）との間の第
１端部（47）のところで第１導管手段（38）と連通して
おり、前記第２導管手段（48）に設けられ、前記第２端部（5
0）に水を通して流路（10）に戻すのを可能にする弁手
段（52）をさらに含み、該弁手段（52）は、前記ポンプ
手段（42）によって前記第２導管手段（48）内に少なく
とも所定の水圧が生じたとき、自動的に開放して水を第
２端部（50）に通し流路（10）に戻すように構成された
圧力逃がし弁手段であり、前記第２導管手段（48）は、
前記水供給手段（27、28）とは独立して、水が第２導管
手段（48）から流路（10）に戻されるように配置されて
いる、ガス燃焼形直接接触温水器。
【請求項２】作動状態と非作動状態とに切り換えられる
制御手段（70）をさらに含み、該制御手段（70）は、ポ
ンプ手段（42）の作動を制御し、かつ、ガスバーナ手段
（54）へのガスの供給を制御するように構成されてお
り、前記制御手段（70）は、非作動状態ではガスの供給
およびポンプ手段（42）の作動を停止させ、作動状態で
はポンプ手段（42）を連続的に作動させることを特徴と
する請求項１に記載のガス燃焼形直接接触温水器。
【請求項３】前記制御手段（70）は、前記作動状態で
は、燃焼用空気の供給を制御し且つガスの供給停止を含
むガスバーナ手段（54）へのガスの供給を制御し、そし
て、前記制御手段（70）は、前記作動状態では、ガスの
前記供給が停止されているか否かとは無関係に加圧空気
を連続的に供給し、作動状態にある制御装置によりガス
の前記供給が停止された場合には空気が供給され、該空
気は、ガスバーナ手段（54）と関連した燃焼室を通り、
前記流路（10）の先に配置された煙道手段（６）まで流
路（10）に沿って流れるように構成されていることを特
徴とする請求項２に記載のガス燃焼形直接接触温水器。
【請求項４】前記第１導管手段（38）は、前記出口部分
（39）と前記第２導管手段（48）の前記第１端部（47）
との間に設けられた制御弁手段（94）と、水が出口部分
（39）に到達する前に流路（10）から水の温度を検出す
る温度検出手段（66）とを有しており、前記制御手段
（70）は、前記作動状態において、流路（10）からの水
の温度が所定温度に到達したことを前記温度検出手段
（66）が検出したとき、前記制御弁手段（94）を開放し
て水を出口部分（39）へ圧送できるように構成されてい
ることを特徴とする請求項２又は３に記載のガス燃焼形
直接接触温水器。
【請求項５】前記流路（10）から水の温度を検出する温
度検出手段をさらに含み、前記制御手段（70）は、前記
作動状態において、ガスの供給量を変えて流路（10）か
らの水の温度を所定温度に近づけるように構成されてい
ることを特徴とする請求項２又は３に記載のガス燃焼形
直接接触温水器。
【請求項６】前記流路（10）から水を収集し且つ収集し
た水を前記第１導管手段（38）に供給するためのリザー
バ（24）が設けられていることを特徴とする請求項１〜
５のいずれか１項に記載のガス燃焼形直接接触温水器。
【請求項７】前記流路（10）が上方の第１位置と下方の
第２位置との間に配置されており、前記第１位置と第２
位置との間には熱伝達手段（26）が配置されており、該
熱伝達手段（26）は、多数の空隙を備え、該空隙を通っ
て水が加熱され同時に燃焼生成物が逆方向に流れる材料
で形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいず
れか１項に記載のガス燃焼形直接接触温水器。
【請求項８】前記リザーバ（24）は、前記ガスバーナ手
段（54）と関連した燃焼室（16）を包囲しており、該燃
焼室（16）は、壁（18）を備えていて、該壁（18）を通
してリザーバ（24）内の水に熱が伝達されることを特徴
とする請求項６に記載のガス燃焼形直接接触温水器。
【請求項９】前記水供給手段は、前記流路（10）に水を
直接排出する第１水分散手段（28）に通じる第３導管手
段（27）を含み、前記第２導管手段（48）は、前記流路
（10）に水を直接排出する第２水分散手段（50）に通じ
ており、前記第導管２手段（48）および第２水分散手段
（50）は、水が第１水分散手段（28）から出る前に、第
２水分散手段（50）からの水が、第１水分散手段（28）
から出る水と混合されることがないように構成されてい
ることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載
のガス燃焼形直接接触温水器。
【請求項１０】前記所定圧力が、約1.0バールを超えな
いことを特徴とする請求項１〜９項のいずれか１項に記
載のガス燃焼形直接接触温水器。
【請求項１１】前記所定圧力が、約0.7バールであるこ
とを特徴とする請求項１〜10項のいずれか１項に記載の
ガス燃焼形直接接触温水器。