JPS5880446A - 給湯器 - Google Patents

給湯器

Info

Publication number
JPS5880446A
JPS5880446A JP17889381A JP17889381A JPS5880446A JP S5880446 A JPS5880446 A JP S5880446A JP 17889381 A JP17889381 A JP 17889381A JP 17889381 A JP17889381 A JP 17889381A JP S5880446 A JPS5880446 A JP S5880446A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
combustion
heat exchanger
tube
combustion gas
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP17889381A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0253700B2 (ja
Inventor
Toshihiko Saito
斎藤 俊彦
Fusao Hirasawa
平沢 房男
Sumio Tanaka
田中 純夫
Moriyoshi Sakamoto
坂本 守義
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP17889381A priority Critical patent/JPS5880446A/ja
Publication of JPS5880446A publication Critical patent/JPS5880446A/ja
Publication of JPH0253700B2 publication Critical patent/JPH0253700B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • F24H1/22Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating
    • F24H1/40Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water tube or tubes

Landscapes

  • 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)
  • Details Of Fluid Heaters (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は新規な小形・家庭用の給湯器に係シ、特に燃焼
ガスの通気抵抗を増加させ、/々−すの熱をフィンドチ
ューブ熱交換器及び燃焼筒の周壁に巻回した水管に効率
よく伝熱することができる給湯器に関する。
従来技術及びその問題点 一般に給湯器は第1図に示すように、頂部に排気口1を
有する燃焼筒2の下部に加熱源となるバーナ部3を設け
、該バーナ部3と対向する上部位置にフインドチューブ
熱交換器4を設け、かつ燃焼筒2の外周壁に水管5を巻
回しこれを上記ンインドチューブ熱交換器4に連結して
構成したものである。しかして、ファン6の空気供給に
よりバーナ部3で燃焼したガス7が第1図又は第2図に
おける矢印で示す如く燃焼筒2内を上昇し、フィンドチ
ューブ熱交換器4を通過して排気口1より排出される。
この過程で燃焼筒2に巻回された水管5及びフインドチ
ューブ熱交換器4を貫通している水管4a内を流れる水
が熱せられ、水管出口8よシ温水を得るようになってい
る。
しかしながら、上述のように構成された給湯器では、燃
焼ガスTは燃焼筒2の内部で停滞もしくは対流すること
はなくそのまま排気口1から抜は出てしまうため、燃焼
筒壁からこれに巻回した水管5への熱伝導率が悪く受熱
量が少ないという欠点がある。マ之、燃焼筒2の内部に
おけるフィンドチューブ熱交換器4での燃焼ガスの流れ
が一様ではなくそのフィン伝熱面を有効に利用し得ない
という欠点がある。
ところで、従来大形の工業用熱交換器として燃焼筒全体
に充填層を充填することによシ熱効率を高めた充填層式
熱交換器が、例えば実開昭55−80681号の如く知
られておシ、実用にも供されている。そこでこの充填層
式熱交換器を上述した小形の家庭用給湯器に応用し上記
欠点を解消することも当然考えられる。しかしながら、
熱交換器の空間の大半に充填層を詰めるという構造にし
てしまうと、家庭用の給湯器にとっては通風抵抗が大き
くなりすぎて、到底上記欠点を解消するには至らず、結
局上記方式をそのまま適用することができなかった。
そこで、本発明者等は従来の給湯装置における問題点に
鑑み、これを有効に解決すべく本発明を創案するに至っ
たものである。
発明の目的 従って、本発明の目的とするところは、燃焼ガスの通気
抵抗を許容範囲内で増加し、燃焼ガスを有効にフインド
チューブ熱交換器及び燃焼筒の周壁に巻回した水管に案
内させて、伝熱効率を可及的に向上させることができ、
しかも排出口から出る排ガス特性をも向上させることが
できる給湯器を提供することにある。
発明の構成 かかる目的を達成すべく本発明の構成は、頂部に排気口
を有する燃焼筒の下部に加熱源を設けるとともに上部に
該加熱源と対向してフィンドチューブ熱交換器を設け、
かつ上記燃焼筒の周壁に水管を巻回し、これを上記フイ
ンドチューブ熱交換器のフィン間の空隙にこれを埋める
べく多数のセラミック球を充填して、上記排気口を抜け
る燃焼ガスの通気抵抗を増加するようにしたことを要旨
とする。
発明の実施例 以下、本発明に係る給湯器の好適一実施例を添附図面に
従って説明する。
第3図に示す如く、給湯器の基本構成は従来と同一であ
る。すなわち、頂部に排気口11を有する燃焼筒12は
、その内部に加熱源13とフィンドチューブ熱交換器1
4とを備えてbる。加熱源13は燃焼筒12の下部に設
けられ、空気供給ファン15によシ送り込まれた空気に
よりガスを燃焼させ、燃焼筒12内を上昇する燃焼ガス
を発生せしめるように構成されている。また、フィンド
チューブ熱交換器14は上記加熱源13と対向する上部
位置に設けられ、各フィン16間で形成される空隙11
を経由して上昇した燃焼ガス1Bが排気口11よシ排出
されるように構成されている。
そして燃焼筒12の外周壁にその下方から巻回した水管
19を上記フィンドチューブ熱交換器14の水管20に
連結して構成したものである。
本発明は上記基本構成に加えて、ンインドチューブ熱交
換器14のすべての空隙17にこれを埋めるべく多数の
、かつ空1!J17よりも小径なセラミック球21が充
填されている。セラミック球゛21は熱膨張係数が小さ
く、耐熱性が良好で機械的に堅牢かつ安価であるという
点から選択されたものであるが、勿論これらの特性に合
致するものであればこれに限定されるものではない。ま
た、充填とは空隙11内にセラミック球21単体を接着
等することなく幾層にも敷き詰めた状態をいい、従って
とれらセラミック球21の層には襞状に延びた微少隙間
が形成されており、この隙間を経由して燃焼ガス18は
排気口11より排出され得る。
フィンドチューブ熱交換器14の下面全面には、セラミ
ック球21の径よりも小さいメツシュのステンレス裏金
網22が燃焼筒12の内壁に支持張設され、セラミック
球21がフィン間の空隙17から重力落下するのを防止
するように構成されている。ステンレス製金網22は、
高温の燃焼ガスに曝された場合にその寿命は決して長い
とはいえないが、燃焼筒12の膨張・収縮に十分追従、
でき、しかも安価であることから選択されている。
以上の構成よシなる本給湯器の作用について述べると、
加熱源13からの燃焼ガス18は、第4図に示す如く、
一旦セラミック球層Aにその上昇を館まれ燃焼室B内で
対流ないし複数の渦流となって一定時間滞留する。この
滞留によシ燃焼室Bの周壁が一層加熱され、との周壁を
介しての巻回水管19への熱伝導が促進され、これを通
る水は効果的に加熱されることとなる。また、同時にセ
ラミック球層Aを含めたフィンドチューブ熱交換器14
もその下面よシ加熱され、さらにはセラミック球層の微
小隙間を、経由して燃焼ガス18が排気口11よシ排出
されるので、その過程で燃焼ガスの流れが一様となシす
べてのフィン伝熱面を通ることになる。従って管入口2
3より流入した水は管出口24から流出するまでの過程
で可能な限フの受熱量を受けることとなる。
第5図ないし第9図は上記構成に基づいて各種の特性を
測定したグラフであシ、このグラフ上に従来の構成によ
る特性図も併わせて表わすことによシ、本発明と従来と
の差異を明らかにしつつ、そのメカニズムをも考察して
いく。第5図は空気比を一定にして加熱源13の燃焼を
行なった場合の燃燃量Qに対する温水効率η特性を示し
たものであシ、これよシ従来曲線aの70チ台に比し、
本発明の曲線すは7,800=16,500 kcal
/ hの燃焼量範囲にて90〜94チという値の温水効
率を示し、よシ高効率を期待できることが判明した。
第6図は燃焼量Qを一定にして燃焼空気量G^を変化さ
せた場合の燃焼空気量Gムに対する温水効率η特性を示
したものであシ、第7図の燃焼空気量G、対熱交換器圧
損ΔP特性(圧損比ΔP、/ΔPF=2.1 )が示す
ように通気抵抗の増加によって温水効率ηが増加してい
ることがわかる。これは、本発明にあっては局所的に燃
焼ガスの流速が増加したこと及びセラミック球21から
の熱放射等に起因するものと思われる。従来例aのもの
に比し1.3〜1.4倍の効率アップが得られている。
又、第8図は同しく燃焼量Qを一定にしたときの燃焼空
気量G^に対するフィンドチューブ熱交換器14並びに
巻回1□ 水管19における各受熱量QF、QSを示した特性で 
   3ある。これよシ従来例ILFIJLsのものに
比し本発明例bv、bsのものの方が共によp大きな受
熱量を得ることがわかる。これは、本発明にあってはセ
ラミック球層Aによる通気抵抗の増加のために、燃焼室
B内における燃焼ガス18の流動パターンが変化して燃
焼筒12の周壁が効果的に加熱され、巻回水管19での
受熱量Qsも増加して効率アップに寄与しているからで
あると推察される。尚本発明例す、のフインドチューブ
熱交換器14の受熱量QFが従来例aFと異なり、燃焼
空気量GAの増大によシ上昇しているのは、増大の結果
燃焼室B内の圧力が高くなシ、その分だけセラミック球
層Aff:通り抜ける燃焼ガス量が多くなるためであり
、これに対し従来例ayQものに変化がないのはフィン
ドチューブ熱交換器を通過する燃焼ガス量は増大するも
のの、その速度増加ゆえにフィン伝熱面の無効面積が増
えるからであると解せられる。又、巻回水管19部にお
ける本発明例b8及び従来例aSの受熱量Qsが共に燃
焼空気量GAの増大によp減少するのは、燃焼室B内に
おける燃焼ガスの滞留時間が減るためと思われる。
第9図は、燃焼量Qが一定の場合のco2−co特性、
即ち排ガス特性を示したものである。本発明例すのもの
が従来例aのものよシCO濃度が低いのは、燃焼ガス流
動の・母ターンが変化して燃焼室B内に゛おける滞留時
間が増加することによシ燃焼効率が上がったためである
と思われる。
このように本発明にあっては、従来例のものと比較して
温水効率及び排ガス特性等のすべてにおいて優れている
。又工業用熱交換器の充填層式のものと異なり、フィン
ドチューブ熱交換器14の空隙1γのみを充填するもの
であるから、通気抵抗の極端な増大を避けることができ
、その増加した通気抵抗も許容範囲内に収めることがで
きる。
また、空隙17に充填する対象としてセラミック球21
を採用したことによシ、金属球の場合のような腐食や重
量増大ならびにコストアツノ等の種々の不都合を解消で
き、他方砂等の微粒子を採用したものとも異なシ、適度
の重さを有しているから舞い上ったシ又は燃焼室B内へ
落下するのを効果的に防止し得、しかも目詰シ現象がな
いので燃焼ガスの通過を阻害することもない。
発明の効果 以上、要するに本発明によれば次のような優れた効果を
発揮する。
(1)  フィンドチューブ熱交換器のフィン間の空隙
にセラミック球を充填することによシ、通気抵抗の増加
を計9燃焼ガスの滞留時間を延ばすようにしたので、温
水効率を可及的に向上させることができる。
(2)通気抵抗の増加により、燃焼ガス流動の・ぐター
ンが変化し供給される空気とガスとの混合の促進が計れ
、もって排気口から排出される排ガスの特性を改善する
ことができる。
(3)構造簡単にして、既存の設備を最大限利用し得、
その実用性および経済性は著大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の給湯器の正断面図、第2図は同じく燃焼
ガス流動パターンを説明する側断面図、第3図は本発明
に係る給湯器の好適一実施例を示す一部破断正面図、第
4図は同じ燃焼ガス流動/4’ターンを説明する側断面
図、第5図乃至第9図は本発明例と従来例との特性比較
図である。 図中、11は排気口、12は燃焼筒、13は加熱源、1
4はフィンドチューブ熱交換器、16はフィン、17は
空隙、18は燃焼ガス、19は水管、21はセラミック
球である。 代理人弁理士 絹 谷 信 雄 第5図 1窯臆量QkcJ、4L 第6図 r、W’ it ’l FL量CrAky7(第7図 /’:”: f 空ft’l CrA lviビ娩女え
1 (raky/h。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 頂部に排気口を有する燃焼筒の下部に加熱源を設けると
    ともに上部に該加熱源と対向してフィンドチューブ熱交
    換器を設け、かつ上記燃焼筒の周壁に水管を巻回しこれ
    を上記フインドチューブ熱交換器に連結した給湯器にお
    いて、上記フィンドチューブ熱交換器のフィン間の空隙
    にこれを埋めるべく多数のセラミック球を充填して、上
    記フィンドチューブ熱交換器を抜ける燃焼ガスの通気抵
    抗を増加するように構成したことを特徴とする給湯器。
JP17889381A 1981-11-07 1981-11-07 給湯器 Granted JPS5880446A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17889381A JPS5880446A (ja) 1981-11-07 1981-11-07 給湯器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17889381A JPS5880446A (ja) 1981-11-07 1981-11-07 給湯器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5880446A true JPS5880446A (ja) 1983-05-14
JPH0253700B2 JPH0253700B2 (ja) 1990-11-19

Family

ID=16056529

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17889381A Granted JPS5880446A (ja) 1981-11-07 1981-11-07 給湯器

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5880446A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7537382B2 (en) * 2004-02-10 2009-05-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method of estimating temperature of gas mixture for internal combustion engine

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4721723U (ja) * 1971-03-06 1972-11-11
JPS4844044U (ja) * 1971-09-23 1973-06-08
JPS5228777U (ja) * 1975-08-22 1977-02-28
JPS5227851A (en) * 1975-08-27 1977-03-02 Toshiba Machine Co Ltd Falseetwisting method
JPS5534358A (en) * 1978-08-31 1980-03-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd Muting device of record player

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5228777B2 (ja) * 1972-10-09 1977-07-28

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4721723U (ja) * 1971-03-06 1972-11-11
JPS4844044U (ja) * 1971-09-23 1973-06-08
JPS5228777U (ja) * 1975-08-22 1977-02-28
JPS5227851A (en) * 1975-08-27 1977-03-02 Toshiba Machine Co Ltd Falseetwisting method
JPS5534358A (en) * 1978-08-31 1980-03-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd Muting device of record player

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7537382B2 (en) * 2004-02-10 2009-05-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method of estimating temperature of gas mixture for internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0253700B2 (ja) 1990-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1140717C (zh) 水管锅炉
CN205332212U (zh) 一种四回程结构的全预混低氮纯铜锅炉
CN207094990U (zh) 家用燃气热水装置的热交换器及采用该热交换器的装置
JPS5880446A (ja) 給湯器
CN208703917U (zh) 一种多回程结构的全预混超低氮锅炉
CN207962837U (zh) 一种高效率暖气片
CN209558945U (zh) 一种新型全预混热交换器装置
CN210772740U (zh) 一种高效节能的全预混燃气热水器
CN210561598U (zh) 一种消除沥青搅拌站排气口水汽的热风炉装置
CN208282069U (zh) 一种雾化孔直径变化的燃烧器及其蒸汽发生器
CN109945150B (zh) 一种燃烧器空气出口管径的优化设计方法
CN208124268U (zh) 新型直接接触换热式常压热水锅炉
CN208442812U (zh) 一种蒸发端管径径向变化的燃气蒸发器
CN208108048U (zh) 一种雾化孔分布密度变化的燃气蒸汽发生器
CN208312344U (zh) 一种空气出口密度变化的燃烧器及其蒸汽发生器
CN208442813U (zh) 一种蒸发端分布密度径向变化的燃气蒸发器
CN208282070U (zh) 一种出风口直径变化的燃气蒸汽发生器
JPS5935781A (ja) 熱交換器
CN206222686U (zh) 一种反烧式井场加热炉
CN209558672U (zh) 一种燃气热风炉
CN204757357U (zh) 一种高换热效率的预混式锅炉
CN206890847U (zh) 一种大棚燃煤热风锅炉
CN108302767A (zh) 燃气热水器的换热装置和燃气热水器
CN108800573A (zh) 一种高能量利用率的导热油炉
RU220049U1 (ru) Водотрубный котел