JPS5824117Y2 - 温風機用燃焼器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は温風機用燃焼器に関するものである。

従来、この種の熱交換器における材料としてはステンレ
ス鋼等にて構成されるものが殆んどである。

ステンレス鋼等の材料の場合は熱伝導率が低いので伝熱
量の増大を図るために、吸熱フィンを多量設ける手段を
講じている。

従って、熱交換器としては、小型化と軽量化が難しく、
シかも、加工性、構成的に複雑なものとなる。

金属材料を用いた従来の温風機用熱交換器の代表的具体
例を第３図に示す。

例えば第３図ａ（実公出５０−２５３９２号公報に記載
）においては、燃焼室２１、第１伝熱室２２、第２伝熱
室２３により構成されている。

また他の例の第３図すにおいては、燃焼室２４、第１伝
熱室２５、第２伝熱室２６により構成されている。

これらの構成では、燃焼室の部分は燃焼ガス温度が１０
００〜１２００℃程度に達し、第１伝熱室の部分で５０
０〜７００℃程度、第２伝熱室の部分で１５０〜２５０
℃程度が一般的である。

これらの従来例における共通な技術課題を述べると、次
の通りである。

（１）燃焼ガス温度の高い燃焼室では輻射主体の伝熱が
主体をなし、伝熱室では対流伝熱が主体をなし、従って
、燃焼ガス温度の低い伝熱室にて多量の伝熱量を得るに
は従来例に示すように多大の伝熱面積を必要とすること
になり、伝熱室部分の構成および加工が極めて複雑にな
ることは前述の通りである。

（２）燃焼量に対する伝熱面積の割合（伝熱面積負荷）
は、金属材料の場合には熱伝導率の関係もあり、通常０
．５〜０．８ Ｘ １０’Ｋｃａｌ／ｍ２ｈ程度で低い
。

熱交換器の大きさく容積負荷）としては３〜５×１０３
ｃｎｎ２／１０００ Ｋｃａｌ程度で大きい。

（３）燃焼室、第１伝熱室、第２伝熱室の熱交換器壁温
の差があることで、温風の温度分布が発生し易く、均一
化にいろいろと工夫する必要が生じる。

（４）熱交換器の材料として金属を用いるとともに、溶
接等にて接合することも多く、加熱・冷却（オン・オフ
運転）下において、歪音（ピチピチ音）が膨張・収縮の
繰り返しにより発生し、不快感がある。

上記課題を解決する手段として熱交換器材料にアルミを
用いる手段がある。

アルミ材料を用いた従来の温風機用熱交換器の代表的具
体例を第４図に示す。

例えば、第４図ａにおいては、燃焼室２７と伝熱室２８
は一体型に構成されている。

また第４図ｂ（実開昭５１−３９８６１号公報に記載）
においては、上記と同様、燃焼室２９と伝熱室３０が一
体型となっている。

このようにアルミ材料を用いると、次のような利点があ
る。

（１）アルミ押出材、ダイカストを用いると、いろいろ
な形状が簡単に構成でき、従って伝熱面積の確保が極め
て容易である。

（２）アルミは熱伝導率からＳＵＳに比べて１０倍以上
も良いことと、伝熱面積の確保が容易であることから、
伝熱面積負荷が０．５〜１．ｌＸ１０４Ｋｃａｌ／ｍ２
ｈ程度を可能とするとともに、熱交換器の容積負荷も１
．５〜２ 、ＯＸ １０”ｃｎｎ３／１０００ Ｋｃａ
ｌとなってＳＵＳ主体のものの約÷が可能である。

（３）容接部分が極めて少ないので、オン・オフ運転時
の歪音が殆んどない。

アルミ材料のものは上記の如き利点があるものの、耐熱
性という点で難がある。

すなわち、（１）燃焼室の部分は燃焼ガス温度が高いの
で、過熱しやすく溶ける危険性がある。

（２）熱の影響により変形する場合があり、これにより
接合部に悪影響を及ぼし、例えば隙間が発生した燃焼ガ
スが室内に洩れる等の危険がある。

このように、アルミ材料を用いた温風機用熱交換器は実
用面では温度的に難しいものであり、また材料コストが
高くつくものである。

本考案は、近年の新しい指向である小型化、コンパクト
化においてアルミの利点を活かすとともに、コストも含
めた欠点を解消することを目的とするものであり、バー
ナと、燃焼室及び伝熱室とからなる熱交換器と排気室と
で構成される温風機用燃焼器において、伝熱室を第１伝
熱室と第２伝熱室で構成し、第１伝熱室を、燃焼ガス通
路と温風通路とが直交して熱交換する構造となし、第２
伝熱室を、筒状のアルミ伸展材にて構成し、内外面に多
数のフィンを有するとともに、内部フィンは燃焼ガスの
通路を形成した構造となしたことを特徴とするものであ
る。

これにより、第１伝熱室で多量の伝熱量が得られるとと
もに、第２伝熱室の入口燃焼ガス温度が低くなり、第２
伝熱室にアルミ材料の適用が可能となるものであり、し
かも、第２伝熱室における伝熱量の増大も遠戚できるも
のである。

以下、本考案の一実施例を図面を用いて説用する。

第１図において１は混合室、２はバーナ、３は燃焼室、
４は第１伝熱室、５は第２伝熱室、そして６は排気室で
ある。

燃焼用ファン（図示せず）よりの空気７と、燃料とする
ガス８は混合室１に通じている。

バーナ２は円筒状のもので、多数の小孔９を有するもの
である。

燃焼室３は、その外面に多数の放熱ファン１０を有して
、前記バーナ２と混合室１に通じている。

第１伝熱室４は円筒状とし、その内周面に沿って燃焼室
３から第２伝熱室５に通ずる数個のパイプ１１を空隙１
８をもって設けるとともに、外周面１９に前記空隙１８
に連通する丸孔１２を数個設け、前者のパイプ１１の中
に燃焼ガスを通過させ、後者の丸孔１２からパイプ１１
に直交する方向の温風を通過させる。

第１伝熱室４は高温ガスが通過するので耐熱性金属材料
を用いて、一方の側面を燃焼室３にのぞませるとともに
、他方を第２伝熱室５にのぞませている。

この第２伝熱室５は円筒状とし、その軸心部に該第２伝
熱室に続いて設けられる排気室６の一部が筒状に挿入さ
れる構造とされ、この排気室６の筒状部により第２伝熱
室５内部の燃焼ガス通路は周壁に沿った環状の筒状通路
となる。

また、前記排気室６の筒状部は第２伝熱室５側端部で第
１伝熱室４に接続され、その内部は空隙１８に連通ずる
とともに排気室６側で外部に開放される温風通路１３に
構成され、丸（Ｌ１２より第１伝熱室４内に流れ込んだ
温風の一部をパイプ１１の間隙１８から通路１３を経て
外部に流出させる。

従ってこの場合、中心一部に通路１３を形成された排気
管６は耐熱性金属材料を使用することが望ましい。

第２伝熱室５は、外部の温風側に放熱フィン１４を有す
るとともに、内部の燃焼ガスの筒状通路側にも軸心方向
に配置された吸熱フィン１５を多数有している。

この第２伝熱室５はアルミの伸展材を用いることで容易
に内側の吸熱フィン１５を作製することができる。

また、吸熱フィン１５は周方向に等間隔に設けている。

排気室６は第２伝熱室５の内部フィン１５の内側に挿入
した筒状部と一体に形成され、更に排気筒１６を有して
いる。

１７は温風が流れる方向を示す。

次に燃焼ガス及び温風の流れ状態を説明する。

燃焼用空気７とガス８の混合気がバーナ部２に送り込ま
れて燃焼する。

まず、燃焼ガスは燃焼室３を経て第１伝熱室４のパイプ
１１に流れ込み、そこで丸孔１２を通過して空隙１８に
流れ込んだ温風と熱交換が行なわれる。

ここでは、燃焼ガス温度が高いことと、輻射率の高い材
料を用いることで、輻射熱伝達が主体をなすものである
。

次に、燃焼ガスは第２伝熱室５の燃焼ガスが通過する側
に設けた多数の吸熱フィン１５の間隙を通過する。

この時、通過する燃焼ガスは温度が低いことから、対流
を主体とする熱伝達となる。

従って、燃焼ガス流速を増すことを兼ねて吸熱フィン１
５を多数設けている。

一方温風は、温風ファン（図示せず）より燃焼室３およ
び第２伝熱室５のフィン１０．１４表面の壁を伝って流
れると共に、第１伝熱室１４の円周方向に複数個設けた
丸孔１２から流入した温風は燃焼ガスが通過するパイプ
１１の間の空隙１８を通り通路管１３を経て流出してゆ
く。

第２図は他の実施例を示すもので、数本の温風通路管２
０が第１伝熱室４を貫通しており、燃焼ガス通路と温風
通路が直交するようになっている。

上記の構成の如く、従来のように熱交換器の外面のみ温
風を通過させ熱交換する方式ではなく、第１伝熱室にお
いて、燃焼ガス通路と温風通路とが直交する構成にする
ことで、多量の伝熱量が得られるとともに、第２伝熱室
の入口燃焼ガス温度は第１伝熱室における前記多量の熱
交換により低くなり、これにより、アルミ材料の適用が
可能となる。

しかも第２伝熱室で燃焼ガスの流速を向上させ、熱伝達
係数を増大させて伝熱量の増大を図る必要から内外面に
多数のフィンを設けることもアルミ伸展材の場合は容易
である。

しかも、第２伝熱室の内部の燃焼ガス通路は、内部フィ
ンの内側に挿入される排気室の筒状部により周壁に沿っ
た環状の筒状通路となるので、伝熱量の増大にさらに効
果がある。

以上のように、本考案によれば温風機用燃焼器の熱交換
器において、ステンレス等の材料で形成した燃焼ガスの
高温部にて、多量の伝熱量が得られる構成とし、低温部
をアルミ材料にて、しかも第２伝熱室内部の燃焼ガスの
筒状通路や内部フィンの配置による伝熱量増大のための
構成にすることで小型化が図れると共に、軽量化が図れ
る等の効果が得られる。

このような構成のものは、狭いスペースを有効に利用し
なければならない家庭用温風機において特に有効である
。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ本考案の一実施例におけ
る温風機用燃焼器の要部断面図、第３図および第４図は
金属材料およびアルミ材料を用いた従来の温風機用熱交
換器の代表的具体例を示す図である。 １・・・・・・混合室、２・・・・・・バーナ、３・・
・・・・燃焼室、４・・・・・・第１伝熱室、５・・・
・・・第２伝熱室、６・・・・・・排気室、１０゜１４
・・・・・・フィン、１１・・・・・・パイプ、１２・
・・・・・丸孔、１３・・・・・・温風通路管、１５・
・・・・・吸熱フィン、１８・・・・・・空隙、２０・
・・・・・温風通路管。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. バーナと、燃焼室及び伝熱室とからなる熱交換器と排気
   室とで構成される温風機用燃焼器において、伝熱室を第
   １伝熱室と第２伝熱室で構成し、第１伝熱室を、耐熱性
   金属材料にて構成し、燃焼ガス通路と温風通路とが直交
   する熱交換器構造とし、第２伝熱室を、筒状のアルミ伸
   展材にて、内外面に多数のフィンを有するとともに構成
   し、内部フィンを軸心方向に配置し、その内部フィンの
   内側に排気室の一部を筒状に挿入して、前記内部フィン
   に沿う燃焼ガスの筒状通路を有する構造としたことを特
   徴とする温風機用燃焼器。