JPS5827110Y2 - 回転水封通風ポンプを備えた燃焼機器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、石油、都市ガスなど水素を含む燃料を使用
する家庭用、事務所用などの温風暖房機や温水造成器な
ど、比較的小型の燃焼機器において、燃焼ガスから発生
した凝縮水を作動封液として利用する燃焼用の回転水封
通風ポンプを備えた燃焼機器に関する。

従来一般に使用せられた家庭用温風暖房機等で燃焼用の
通風機を備えたものにおいては、その通風機は、せいぜ
い誘導電動機直結の１段または２段程度の遠心送風機形
のものであって、その発生できる風圧が低いので、大径
の排気管を必要とし、屋外へ排気するのに壁などにあけ
る貫通孔も大きく、工事が面倒であり、その上、通風に
支障のない排気管の長さが短いので、機器本体の設置場
所が上記貫通孔の近傍に限定せられ、好ましくなかった
。

また、通風機の性能上、屋外に開口した排気口が強風に
さらされると、風の動圧のために燃焼が不良になる欠点
があった。

これらの欠点の外に、通風機の風圧が低いことは、燃焼
ガスが通って放熱を行なう熱交換装置の燃焼ガス流通抵
抗を小さくしなければならないので、熱交換装置の構成
に不利であった。

これらの問題点を無くする普通の手段として、通風機の
段数を増すことは、非常に多くの段数を必要とするので
構造が複雑になり、価格も高くなるので実用的でなく、
段数をあまり増加せずに通風機翼車の周速度を上げよう
とすると、翼車直径を著しく大きくするかあるいは増速
装置を設けねばならないのみならず、周速度が高いと騒
音が大きくなるので、これもまた実用的でない。

この考案は、この種燃焼機器において、上記従来の欠点
がなく、同時に燃焼ガスが小型の熱交換装置によって凝
縮水を発生するまで放熱し、高い熱利用率を保持し、し
かも通風機は構造が簡単で実用的である燃焼機器を得る
ことを目的とする。

封液の存在する車室内で羽根車が回転し、その羽根車の
回転によって、封液が遠心力によって該車室内壁に沿っ
て環流すると同時に該羽根車の羽根の間で液面をピスト
ン面とする液体ピストンを形成し、車室内壁の適当な輪
郭形状に応じて該液面が羽根車の半径方向に往復運動し
て気体を排除する回転液封ポンプは、従来型として真空
ポンプとして使用せられてきた。

この考案は、簡単なこの形態のポンプを通風機として備
え、これによって容易に燃焼ガスから得られる凝縮水を
その封液としたものである。

これを図示の実施例によって説明すると、図は家庭室内
用温風暖房機を示すものであって、燃料ガス供給管１か
ら入った都市ガスと、燃焼用突気入口２より入った空気
とが、燃焼室３の中で燃焼する。

ファン４によって室内空気が熱交換装置５の前面から暖
房機内に吸い込まれ、該空気は熱交換装置５から受熱し
、ファン４を経て燃焼室８の外面を流れて更に受熱し、
温風となって室内に吹き出す。

燃焼ガスは、燃焼室３から熱交換装置５に入り、これを
通過してその温度が露点より抵くなり、発生した凝縮水
と共に、熱交換装置出口管６を経て貯水箱７に入る。

貯水箱７の中には、それまでの運転によって凝縮水の貯
水８が蓄えられており、凝縮水は貯水８の中に落ちる。

回転水封通風ポンプ９の車室１０は円筒形であって、そ
の中に羽根車１１が偏心して設けられ、第２図において
右回転し、これによって凝縮水１２が遠心力によって車
室１０の内壁に沿って環流すると同時に羽根車１１の羽
根の間で液面を形成する。

隣接する２個の羽根の間の液面１３によってその羽根の
間に形成せられた空間は、車室１０の側面に弧状に開口
した吸入口１４から貯水箱７の内部に通じているので、
羽根車１１の右回転につれて液面１３が半径方向に移動
してその空間内へ貯水箱７内のガスを吸入する。

該空間は充分ガスを吸入して吸入口１４から外れ、更に
少し回転すると弧状の吐出口１５に開き、羽根車１１の
回転につれて液面１３が中心方向に移動し、前記の吸入
したガスを吐出口１５に通ずる吐出管１６に送り、充分
にガスを排出すると吐出口１５から外れ、更に回転が進
むと吸入口１４に開く。

すなわち、凝縮水は上記羽根の間で液面１３をピストン
面とする液体ピストンを形成し、液面１３は羽根車１１
の１回転に１往復してガスの排除を行なう。

多数の各羽根の間において凝縮水がすべて同様に液体ピ
ストンを形成して作動するので、通風は連続一様に行ｉ
われで良好な燃焼が得られる。

せき１７と開口１８及び漏出路１９は、熱交換装置出口
管６より貯水箱７に流入する凝縮水の量が異状に少なく
なったときに運転を自動的に停止するためのものであっ
て、該凝縮水の水量が開口１８より漏出路１９を経て漏
出十ろ水量よりも少なくなると、せき１７により蓄え゛
られた貯水８の水面を低下させ、これに浮力によって浮
かぶ低水位検出器２０を下降させて、制御回路によって
しゃ新井２１を自動的に閉じ、燃料ガス供給管１から供
給される燃料ガスの供給を自動しゃ断し、適当な遅延時
間の後、羽根車１１とファン４とを駆動している誘導電
動機２２を停止するためのものである。

使用運転を停止したとき、車室１０内で作動していた凝
縮水は、該車室の下半の部分と吸入側水たまり２３およ
び吐出側水たまり２４にたまり、充分高い水面を保持す
るので、次の使用開始のときに、貯水８は充分高い水面
を保ち、しゃ新井２１が燃料ガスの供給をしゃ断するこ
とはない。

灯油を燃料とする暖房能力毎時約３０００キロカロリー
の試作暖房機によると、回転水封通風ポンプへ流入する
ガスの温度は約３０℃から３５°Ｃ程度であって、該ポ
ンプは安定した運転を行なっており、その駆動に要する
動力は約２５ワツトで、これを熱量に換算すると毎時約
２１キロカロリーであるが、ポンプへ流入してくる凝縮
水の量は毎時約２２０グラムから１５０グラム程度であ
って、これを全部蒸発させるには概算的に毎時約１００
キロカロリー程度も熱量が必要であるので、ポンプの発
熱によって凝縮水が一部蒸発することがあっても、多量
の余剰水がポンプを正常に作動させて吐出口１５から出
て吐出管１６に流入することは明らかである。

暖房機を初めて使用するときなど、貯水がないときは、
水補給口２５より水をその口からあふれるまで入れると
、水はせき１７を越えて、吸入側水たまり２３と車室１
０の下半の部分および吐出側水たまり２４に入り、回転
水封通風ポンプ９の作動に充分な水量が蓄えられる。

水の補給が終り、キャップ２６を締めれば運転が開始で
きる。

回転水封通風ポンプ９から出たガスと凝縮水は、吐出管
１６を経てこれに接続せられた排気管によって屋外に排
出せられる。

２７は厳冬時の休止中における凝縮水の氷結に対処する
電熱物である。

排気管の直径を従来一般に使用せられたものの数分の１
に縮小し、その長さもはるかに長くしても支障を生ぜず
、熱交換装置の構成上にも有利となって本考案の目的を
達することのできる通風機吸入吐出の圧力差のおおまか
な値を述べると、水柱５００ｍｍもあれば充分である。

そして、これに対する動力は問題にならない小さな動力
である。

この圧力差は、従来一般に使用せられたこの種燃焼機器
の通風機とは比較にならない高い圧力差であるけれども
、この形態の回転水封ポンプの主な用途である真空ポン
プの場合の真空度に比べると、はるかに低い圧力差であ
り、この程度の圧力差範囲においては、回転水封通風ポ
ンプは良好な定容積性を保持することができる。

したがって、上記実施例の温風暖房機を種種の家庭に設
置した場合、その排気管の長短、配管様相が種種異なる
ので通風抵抗も異なるが、通風量はほぼ一定に保たれて
常に同様に良好な燃焼が得られる。

このような好ましい定容積性は、遠心送風機や軸流送風
機においては到底得られない特性である。

以上の説明で明らかなように、この考案は、水素を含む
燃料を使用する家庭用、事務所用などの温風暖房機や温
水造成器など、比較的小型の燃焼機器において、排気管
の直径を従来一般に使用せられたものよりも著しく小さ
くシ、壁などにあける屋外への排気孔も非常に小さくて
済み、且つ排気管内のガスの温度を凝縮水を発生した低
い温度に保ち、したがって排気管系の費用が安価である
と同時に排気管の高温による火傷や火災の恐れが全く無
く、排気管が長くても支障がないので屋外への排気貫通
孔から遠い場所にでも機器本体の設置ができ、且つ排気
管の長短、配管様相の差異にかかわらずほぼ一定の通風
量を保持して常に良好な燃焼を保ち、屋外の強風によっ
て燃焼が不良になることが全く無く、熱交換装置の燃焼
ガス流通抵抗を大きくすることができるので、その熱交
換面積を縮小することがでキ、シたがって、小型の熱交
換装置によって燃焼ガスの顕熱のみならず凝縮水の凝縮
潜熱まで利用した高い熱利用率を得ることができ、しか
も通風機は構造が簡単で実用的であるという効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例の正面図、第２図は、第１図
Ａ−Ａ断面の拡大詳細図である。 ３・・・・・・燃焼室、５・・・・・・熱交換装置、９
・・・・・・回転水封通風ポンプ、１０・・・・・・車
室、１１・・・・・・羽根車、１２・・・・・・凝縮水
、１３・・・・・・液面、２２・・・・・・誘導電動機
。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 使用燃料に水素を含み、燃焼室で燃焼生成した燃焼ガス
   が熱交換装置を通過して放熱冷却し、凝縮水を発生して
   通風機に吸入せられ、これを通過して吐出管を経て排出
   せられる燃焼機器において、通風機として、燃焼ガスか
   ら発生した凝縮水が車室内で回転する羽根車によって該
   単室内壁に沿って環流すると同時に該羽根車の羽根の間
   で液体ピストンを形成する回転水封通風ポンプ９を備え
   、そのポンプの吸入口１４と吐出口１５とのそれぞれに
   、吸入側水たまり２３と吐出側水たまり２４を連設した
   構造の燃焼機器。