JPS589341B2 - カンジヨウネツコウカンキ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は同一ハウジング内に空気加熱ユニットと空気冷
却ユニットと組み込まれている温気暖房炉又はルーフト
ップ（ｒｏｏｆ ｔＯｐ）ユニットに使用される燃焼（
好ましくはガス燃焼）熱交換器に関し、更に詳細には火
炎が管内に向けられ、かつ燃焼流の生成物が管を通して
流れかつ反対端において煙筒を通して排出される熱交換
器に関する。

本発明の装置において、二重ブロアー組立体が空気（又
は他の燃焼加熱ガス）を加圧下で燃焼室に送るためにか
つ燃焼生成物の流れを管を通してかつ煙筒内に導くため
に使用され得るようにＵ型管を使用するのが都合がよい
。

この種の熱交換器の従来のものとしては、例れば、米国
特許第２２２６．８１６号明細書、米国特許第３，２６
６，４８５号明細書或は米国特許第３，３１５，６５５
号明細書に記載されたものがある。

ところが米国特許第２２２６，８１６号明細書に記載さ
れた熱交換器では、第３図および第４図に示されるよう
に、熱交換管ａの入口ｂに噴射される燃料ガスおよび燃
焼支持ガスは、ガス噴射管Ｃおよび燃焼支持ガス噴射出
口ｄが熱交換管ａのほゾ軸線方向に向けて設けられてい
るため、それと同じ方向に噴射され或は導入され、また
熱交換管ａから流出する燃焼生成物のみが熱交換管ａの
出口Ｃ側に設けたら旋状要素ｆによりら旋通路に沿って
導かれるようにしているにすぎないため、燃焼生成物を
熱交換管ａの全長にわたってら旋状に流すことはできず
効率が悪いだけてなく、装置の構造が複雑になる欠点が
ある。

また米国特許第３，２６６，４８５号明細書に記載され
た熱交換器では第５図に示されるように燃焼生成物は同
心の仕必管１により内外に分けられた熱交換管ｈ内を軸
線方向に沿って流れる（矢印Ｘ，Ｙの方向）ようになっ
ていて、ら旋状には流れ得ないから熱交搾効率が悪とい
う欠点がある。

更に、米国特許第３，３１５，６５３号明細書に記載さ
れた熱交換器では、第６図および第７図に示されている
ように、燃焼室ｍの外周に接線方向に開口する複数の通
銘ｎを介して燃焼用空気を燃焼室ｍ内に接続方向に供給
するようにはなっているが、前記の米国特誇明細書に記
載された熱交換器と同様に燃料が軸方向に伸びるガスポ
ート。

を介して熱交換管ｐに導入されるようになっているため
燃料の流れが空気すなわち燃焼支持ガスの流れに影響さ
れるという問題がある。

このため燃料圧力が低くなる場合正確な量の燃料が供給
されないという問題がある。

また、熱交換器を小形で背の低い組立体に設計されるル
ーフトップ・ユニットに使用する場合、その大きさにも
きびしい制限があり、小型で効率の良いものが要求され
る。

しかしながら、前記米国特許明細書に記載されたものを
含め従来のこの種の熱交換器では必ずしも上述のような
要求を満し得なかった。

本発明は、管状熱交換器において、燃焼バーナを熱交換
管の外部に設けて燃料が直接熱交換管内に入らないよう
にして燃料圧力の高低に係りなく適正な燃焼を行なうこ
とができるようにするとともに熱交換管内を流れる燃焼
ガス流をその入口から渦巻流にさせることによって熱効
率の向上を図ることを目的とするものである。

以下図面を参照して本発明の構成および作用について説
明する。

第１図において、バーナー組立体１０、燃焼室１２、流
入端すなわち入口１６および排出端すなわち出口１８を
有する、断面円形のＵ型管状熱交換要素１４（以下単に
Ｕ型管と呼ぶ）を備えた熱交換器が示されている。

バーナー組立体１０はあらゆる周知の形でよいが、好ま
しくは熱交換器と独立して周囲の大気内で作動するイン
ショット（ｉｎｓｈｏｔ）型のものがよい。

Ｕ型管１４は矢印２６で示されるように、加熱されるべ
き空気の通路内で炉の壁２２を通して延びている。

入口１６において、加圧空気が第１ブロアー３０によっ
て供給される燃焼室１２があり、そのブロアーはモータ
３４によって駆動される遠止ブロアー輪３２を有してい
る。

ブロアーの出口は３６において燃焼室に接続されている
。

Ｕ型管１４の排出端すなわち出口において、燃焼生成物
が管から流入する煙筒コネクタ３８がある。

第２ブロアーユニット４０は吸入側４２が煙筒コネクタ
と連通しかつ出口側４６が煙筒ベント又は他のガスを大
気中に排出するための手段に接続されている遠心ブロア
ー輪４４を備えている。

第２ブロアーもモータ３４によって駆動される。

ブロアーの誘導気流はＵ型管の全長に亘って負圧を保持
する。

本発明の重要な特徴は、管のほぼ全長を通して燃焼生成
物がら旋状通路を保つように火炎および燃焼空気の急激
な渦巻を発生するような方法で、加圧空気をブロアーか
ら燃焼室に供給するための手段を備えていることである
。

これらの高温の燃焼生成物の渦巻運動はこのようなガス
と管の内壁との間の熱伝達を非常に増大し、それによっ
て熱交換器の効率を促進する。

また回転する二次空気は燃焼の率（長さ）を制御する。

第２図に示されるように、接線方向空気入口は燃焼室１
６の内側に円筒状要素すなわち旋回手段４８を備え、そ
の旋回手段は円筒体の側壁を切り込んだベントタブ５０
によって形成される複数の接線方向に向けられた入口開
口４９を有している。

加圧空気が環状の燃焼室１２に送られると、その空気は
円筒体の内側を通して渦巻くように接線方向開口を通し
て流され、バーナーから軸方向に向けられている火炎と
混合する。

上記熱交換装置において、ブロアー３０はＵ型管に空気
すなわち燃焼支持ガスを送り、ブロアー４０はＵ型管か
ら燃焼ガスを吸引する。

フ宅アー３０は燃焼室内の空気圧力を周囲圧力よりも高
くし、その高い圧力の空気は燃焼室１２内の圧力が入口
１６内で速度に変換されるように部材４８の入口開口４
９を通して燃焼室１２内に流れ、この速度は渦巻を発成
さぜるような接続方向速度である。

渦巻は中心が低圧区域になっており、バーナ１０をその
渦巻の低圧区域すなわち目に置くと、バーナからの火炎
すなわち燃焼生成ガスはその低圧の作用によりＵ型管内
に導入される。

この燃焼生成ガスはこの渦巻の作用によりＵ型管内を出
口に向ってら旋状に進む。

したがって燃焼生成ガスからＵ型管に効率よく熱が伝達
される。

以上からも明らかなように、本発明による熱交換器は従
来のせのに比較して次のような効果を有する。

（イ）高温の燃焼生成ガスの渦巻運動が熱交換要素のほ
ぼ全長にわたって保持されるので熱効率を増大させるこ
とができる。

（口）燃料が熱交換要素に直接入らず、バーナにより発
生された火炎のみが熱交換要素内に入るようになってい
るので、燃料ガスの流れは速くも遅くもなり得、しかも
熱交換要素内に周囲大気から正しい量の空気を導入でき
常に適切な量の燃料をバーナに供給できる。

（ハ）空気供給用および排気用の二つのブロアーを互い
に隣接して設けて一つの駆動装置で駆動するようにして
いるため、小型化できる。

熱交換管は通常空気暖房炉内に含まれるいくつかの管の
うちの一つである。

このような管の各々はそれ自身のバーナー組立体を使用
するけれども、棟々の変形が本発明の範囲を離れること
なく行なわれ得ることは当業者には明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理にしたがってつくられた熱交換器
の一部分を断面にした側断面図、第２図は第１図の線２
−２の平面に沿って切断した横断面図、第３図および第
４図は従来の管状熱交換器の一例を示す図であって第３
図が一部を断面で示す全体の平面図で第４図が第３図の
一部分の断面図。 第５図は従来の管状熱交換器の他の断面図、第６図は従
来の管状熱交換器の更に別の例の断面図、第７図は第６
図の線■−■に沿った断面図である。 １０……バーナー組立体、１２……燃焼室、１４……熱
交換要素、１６……入口、１８……出口、３０．４０…
…ブロアー、３４……モータ（駆動手段）、３８……煙
筒、４２……吸入側。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 加熱されるべき流体の通路内に配置されかつほぼ円
   形の横断面を有していて、入口１６および出口１８を有
   する管状熱交換要素と、前記熱交換要素の入口における
   燃焼室と、周囲大気中に置かれかつ火炎を前記燃焼室に
   向けるようになっているバーナ組立体１０と、前記熱交
   換要素の出口と協同する煙筒３８と、前記燃焼室１２に
   加圧燃焼支持ガスを分配するようになっている第１ブロ
   アー３０と、前記熱交換要素の入口側に取り付けられた
   円筒状要素の壁に貫通形成されかつ前記燃焼支持ガスを
   前記円筒状要素の内周に接線方向に向けて流し前記熱交
   換要素１４を通して流れる燃焼生成物のための渦巻き通
   路をつくるようになっている複数の入口開口４９と、お
   よび前記第１ブロアーに隣接して設けられかつ前記熱交
   換要素からの流れを前記煙簡に向って導くために吸入側
   ４２が前記熱交換要素の出口に接続された第２プロア一
   ４０と、を備え、前記弟１および第２のブロアーが単一
   の駆動装置によって駆動されることを特徴とした熱交換
   器。