JPS6096851A - 給湯機 - Google Patents
給湯機Info
- Publication number
- JPS6096851A JPS6096851A JP20388883A JP20388883A JPS6096851A JP S6096851 A JPS6096851 A JP S6096851A JP 20388883 A JP20388883 A JP 20388883A JP 20388883 A JP20388883 A JP 20388883A JP S6096851 A JPS6096851 A JP S6096851A
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- JP
- Japan
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- combustion
- heat exchanger
- heat
- water pipe
- combustion cylinder
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
- F24H1/10—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium
- F24H1/12—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium
- F24H1/14—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium by tubes, e.g. bent in serpentine form
- F24H1/145—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium by tubes, e.g. bent in serpentine form using fluid fuel
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- Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は家庭用の小型給湯機に関する。
従来の家庭用小型給湯機は第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（３）
、具体的にはバーナ一部を設け、該バーナ一部（３）と
対向する上部位置にフインチェープからなる熱交換器（
４）を設け、かつ燃焼筒０）の外周壁に水管（５）を巻
回し、これを熱交換器（４）に連結して構成されている
。
気口（１）を有する燃焼筒（２）の下部に加熱源（３）
、具体的にはバーナ一部を設け、該バーナ一部（３）と
対向する上部位置にフインチェープからなる熱交換器（
４）を設け、かつ燃焼筒０）の外周壁に水管（５）を巻
回し、これを熱交換器（４）に連結して構成されている
。
而して、この従来のものは、ファン（８）によシ空気を
強制的に供給して燃料をバーナー（３）で燃焼すること
によシ、燃焼したガスが第１図に矢印で示す如く、燃焼
筒（２）内を上昇し、フィンチューブ熱交換器（４）を
通過して排気口（すから排出され、その過程で燃焼筒（
２）に巻回された水管（５）及びフィンチューブ熱交換
器（４）を貫通している水管（７）の内を流れる水が熱
せられ、水管出口よシ温水を得るようになっている。
強制的に供給して燃料をバーナー（３）で燃焼すること
によシ、燃焼したガスが第１図に矢印で示す如く、燃焼
筒（２）内を上昇し、フィンチューブ熱交換器（４）を
通過して排気口（すから排出され、その過程で燃焼筒（
２）に巻回された水管（５）及びフィンチューブ熱交換
器（４）を貫通している水管（７）の内を流れる水が熱
せられ、水管出口よシ温水を得るようになっている。
従って、斯る従来の給湯機は次のような欠点を有する。
（１）燃焼ガスは排気口から排出されるが偏流を起こし
易いので、熱交換器のフィン伝熱面全体が有効に利用さ
れなかったシ、燃焼筒壁からこれに巻回し死水管への熱
伝導率が悪く受熱量が少ない。
易いので、熱交換器のフィン伝熱面全体が有効に利用さ
れなかったシ、燃焼筒壁からこれに巻回し死水管への熱
伝導率が悪く受熱量が少ない。
（２）給湯負荷の変動によシ燃焼量が変化したとき、炎
がフィン部に接触すると不完全燃焼を起こし、排ガス中
の一酸化炭素含有率が上昇し、有害ガスを発生する恐れ
がある。
がフィン部に接触すると不完全燃焼を起こし、排ガス中
の一酸化炭素含有率が上昇し、有害ガスを発生する恐れ
がある。
（３）燃焼筒内の伝熱は強制対流伝熱に依るが、伝熱面
が平坦なため境膜熱伝達係数が小さく伝熱量が小さい。
が平坦なため境膜熱伝達係数が小さく伝熱量が小さい。
このため燃焼筒内は単に燃焼室としての効果しかなく、
伝熱面としての効果が薄い。
伝熱面としての効果が薄い。
本発明は上記問題を解消し、燃焼ガスの通気抵抗をあま
シ増加させることなく燃焼ガスの持つ顕熱を有効に水側
に伝え、伝熱効率を向上させ、負荷変動に対して安定し
た排ガス特性を維持し、燃焼筒の大きさをコンパクトに
し、かつ騒音を低減することを目的とするものである。
シ増加させることなく燃焼ガスの持つ顕熱を有効に水側
に伝え、伝熱効率を向上させ、負荷変動に対して安定し
た排ガス特性を維持し、燃焼筒の大きさをコンパクトに
し、かつ騒音を低減することを目的とするものである。
上記目的を達成するための本発明の構成は、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共に、該加
熱源と対向して上部に熱交換器を設け、かつ上記燃焼筒
の周壁に水管を巻回し、あるいは上記燃焼筒の周壁とし
て氷壁を備えこれを上記熱交換器に連絡した強制通風式
給湯機において、上記熱交換器を空隙率の極めて高い通
気性のある固体内に水管を通した構造とすることによシ
、熱交換器を抜ける燃焼ガスの保有する顕熱を輻射に変
換し、水管への伝熱を促進すると共に輻射エネルギーに
指向性を与え、燃焼室を高温に保つようにするものであ
る。
口を有する燃焼筒の下部に加熱源を設けると共に、該加
熱源と対向して上部に熱交換器を設け、かつ上記燃焼筒
の周壁に水管を巻回し、あるいは上記燃焼筒の周壁とし
て氷壁を備えこれを上記熱交換器に連絡した強制通風式
給湯機において、上記熱交換器を空隙率の極めて高い通
気性のある固体内に水管を通した構造とすることによシ
、熱交換器を抜ける燃焼ガスの保有する顕熱を輻射に変
換し、水管への伝熱を促進すると共に輻射エネルギーに
指向性を与え、燃焼室を高温に保つようにするものであ
る。
本発明は上記の構成であるから以下の利点を有する。
（１）熱交換器の通気性のある固体の空隙を高温の燃焼
ガスが通過する際、燃焼ガスのもつ顕熱がきわめて効果
的に輻射エネルギーに変換されて強い輻射場を形成し、
熱交換器の通気性のある固体内に設置された水管に対し
、従来の強制対流伝熱に輻射伝熱が、加わるため伝熱が
促進される。
ガスが通過する際、燃焼ガスのもつ顕熱がきわめて効果
的に輻射エネルギーに変換されて強い輻射場を形成し、
熱交換器の通気性のある固体内に設置された水管に対し
、従来の強制対流伝熱に輻射伝熱が、加わるため伝熱が
促進される。
また変換された輻射エネルギーの主要部を流れの上流方
向に指向性をもだすことができ、この結果燃焼筒内は強
い輻射場となシ、燃焼筒内全体がＰｌは均一温度の高温
に保たれ、燃焼筒周壁からそれに巻回した水管あるいは
氷壁への強制対流に依る伝熱量を増大させると共に輻射
伝熱も加わりその結果熱伝達が大巾に促進される。
向に指向性をもだすことができ、この結果燃焼筒内は強
い輻射場となシ、燃焼筒内全体がＰｌは均一温度の高温
に保たれ、燃焼筒周壁からそれに巻回した水管あるいは
氷壁への強制対流に依る伝熱量を増大させると共に輻射
伝熱も加わりその結果熱伝達が大巾に促進される。
（２）従来のフインチー−プ熱交換器の場合問題であっ
た燃焼ガスの偏流が、通気性固体による整流作用により
改善され、熱交換器の伝熱面の全体が有効に利用できる
。また燃焼ガスが高温のまま排気口へ吹抜けることを防
ぐことができる。
た燃焼ガスの偏流が、通気性固体による整流作用により
改善され、熱交換器の伝熱面の全体が有効に利用できる
。また燃焼ガスが高温のまま排気口へ吹抜けることを防
ぐことができる。
（３）燃焼筒内が高温に保たれるため、燃焼速度が増大
し、空気比を下けた場合でも完全燃焼を達成することが
可能である。例えば従来の給湯機においては空気比が１
．６程度であったが、本発明の給湯機によれば、排ガス
特性を悪化させることなく、これを１．１以下にするこ
とが可能である。
し、空気比を下けた場合でも完全燃焼を達成することが
可能である。例えば従来の給湯機においては空気比が１
．６程度であったが、本発明の給湯機によれば、排ガス
特性を悪化させることなく、これを１．１以下にするこ
とが可能である。
（４）以上の（１）（２）（３）の効果が相乗して温水
効率を向上させることが可能である。
効率を向上させることが可能である。
例えば従来の７５〜８０％の効率に比べ本発明給湯機は
８０ 、０００ ｋＪ／Ｈの給湯負荷にて９０％以上の
温水効率を得ることが可能である。
８０ 、０００ ｋＪ／Ｈの給湯負荷にて９０％以上の
温水効率を得ることが可能である。
（５）従来、燃焼室を狭くしてバーナーの炎が温度の低
い熱交換器のフィンに接触すると不完全燃焼を起こし、
−酸化炭素を発生するという問題があるために、燃焼室
は燃焼負荷量に見合う大きさが必要であったが、本発明
は通気性のある固体で熱交換器を作成したので、通気性
のある固体が高温となシ、しかもその表面種が大きいた
め未燃のガスが接触しても再燃焼せられるをもって燃焼
室を狭くすることができる。
い熱交換器のフィンに接触すると不完全燃焼を起こし、
−酸化炭素を発生するという問題があるために、燃焼室
は燃焼負荷量に見合う大きさが必要であったが、本発明
は通気性のある固体で熱交換器を作成したので、通気性
のある固体が高温となシ、しかもその表面種が大きいた
め未燃のガスが接触しても再燃焼せられるをもって燃焼
室を狭くすることができる。
また燃焼筒全体が均一の高温度に保たれるため、燃焼空
間が有効に利用され、燃焼速度が増大するをもって燃焼
室を狭くすることができる。
間が有効に利用され、燃焼速度が増大するをもって燃焼
室を狭くすることができる。
従って機器をコンパクトにすることができる。
（６）従来の給湯機はフィンチューブ熱交換器を通過し
た燃焼ガスは、すぐに排気口に導かれ、しかも何ら騒音
対策を施こしていないため、４５〜５ ｇ （ＬＢ （
Ｉ）の騒音を発生しているが、本発明は熱交換器を通気
性のおる固体で構成したので、通気性のある固体内の空
隙を燃焼ガスが通過するとき、流路の曲がシによる干渉
効果によシ燃焼音が消音され、燃焼騒音を４５ｄＢ（Ａ
）以下とすることが可能である。
た燃焼ガスは、すぐに排気口に導かれ、しかも何ら騒音
対策を施こしていないため、４５〜５ ｇ （ＬＢ （
Ｉ）の騒音を発生しているが、本発明は熱交換器を通気
性のおる固体で構成したので、通気性のある固体内の空
隙を燃焼ガスが通過するとき、流路の曲がシによる干渉
効果によシ燃焼音が消音され、燃焼騒音を４５ｄＢ（Ａ
）以下とすることが可能である。
以下、本発明の一実施例を図に基づいて説明する。
第２図において、（２）は燃焼筒で頂部に排気口（１）
を備え、内部に加熱源（３）と熱交換器（４）とを備え
ている。
を備え、内部に加熱源（３）と熱交換器（４）とを備え
ている。
また燃焼筒（２）は外周壁に給水源に接続する水管（５
）を下方から巻回装備する。
）を下方から巻回装備する。
加熱源（３）はこの場合ガスバーナーであシ、燃焼筒（
２）の下部に設けられ、ガス供給管（９）によシ供給さ
れるガスを燃焼させ、燃焼筒（２）内を矢印の如く上昇
する燃焼ガスを発生せしめるように構成されている。
２）の下部に設けられ、ガス供給管（９）によシ供給さ
れるガスを燃焼させ、燃焼筒（２）内を矢印の如く上昇
する燃焼ガスを発生せしめるように構成されている。
尚、上記ガスの燃焼に必要な一次空気及び二次空気は空
気供給ファン（８）によシ強制的に送シ込まれるように
なっている。
気供給ファン（８）によシ強制的に送シ込まれるように
なっている。
一方、熱交換器（４）は上記加熱源（３）と対向せしめ
て燃焼筒（２）内の上部位置に設けられ、燃焼筒（２）
内を上昇する燃焼ガスを熱交換器（４）に設けられる空
隙を経由して排気口（１）よシ排出せしめるように構成
されている。
て燃焼筒（２）内の上部位置に設けられ、燃焼筒（２）
内を上昇する燃焼ガスを熱交換器（４）に設けられる空
隙を経由して排気口（１）よシ排出せしめるように構成
されている。
また熱交換器（４）は内部に水管（７）を備え、該水管
（７）の入口を燃焼ｆａ （２）外周に巻回した水管（
７）の出口に接続する。
（７）の入口を燃焼ｆａ （２）外周に巻回した水管（
７）の出口に接続する。
尚、上記熱交換器（４）の水管（７）の出口側は給湯管
に接続され、この給湯管が所要の機器に連絡する。
に接続され、この給湯管が所要の機器に連絡する。
以上の給湯機の構造は基本的には従来の給湯機の構造と
変わるところがないが、本発明は斯る給湯機における熱
交換器（４）の構造に特徴を有するものである。
変わるところがないが、本発明は斯る給湯機における熱
交換器（４）の構造に特徴を有するものである。
即ち、本発明における熱交換器（４ンは通気性のある固
体（６）内に、燃焼筒（２）の周壁に巻設した水管（５
）と接続される水管（７）を押通せしめて形成する。
体（６）内に、燃焼筒（２）の周壁に巻設した水管（５
）と接続される水管（７）を押通せしめて形成する。
上記通気性のある固体（６）は、金網や耐熱性の繊維状
の物質、或いは海綿状セラミック等で輻射の射出能力の
高い素材を、透けて見えない構造及び厚さを有し、かつ
燃焼ガスの通気抵抗が、燃焼ガスの流速がｉｒｎ／ｓで
２〜３闘４０以下となる状態の板状またはブロック状と
して使用する。
の物質、或いは海綿状セラミック等で輻射の射出能力の
高い素材を、透けて見えない構造及び厚さを有し、かつ
燃焼ガスの通気抵抗が、燃焼ガスの流速がｉｒｎ／ｓで
２〜３闘４０以下となる状態の板状またはブロック状と
して使用する。
またこの通気性のある固体（６）は燃焼筒（２）向上部
に、該筒内を上下に遮蔽するように配備することが可能
な形状、大きさに形成するのは勿論である。
に、該筒内を上下に遮蔽するように配備することが可能
な形状、大きさに形成するのは勿論である。
尚、通気性のある固体（６）として海綿状セラミックを
使用する場合は、熱膨張係数が小さく耐熱性−に優れた
ものがよく、例えばコージェライトや炭化珪素製とする
ことが望ましい。
使用する場合は、熱膨張係数が小さく耐熱性−に優れた
ものがよく、例えばコージェライトや炭化珪素製とする
ことが望ましい。
また通気性のある固体りも）を海綿状セラミック製とな
す場合には該通気性固体（６）内部に通す水管（７）も
セラミック製として通気性のある固体と一体成形するこ
とが可能でアシ、製作上及び伝熱の面から有利である。
す場合には該通気性固体（６）内部に通す水管（７）も
セラミック製として通気性のある固体と一体成形するこ
とが可能でアシ、製作上及び伝熱の面から有利である。
この場合、水管（７）は通水性のないセラミック製とす
ることは云うまでもない。
ることは云うまでもない。
また、水管（７）は従来のフインチー−プ熱交換器の場
合と同様、平面蛇行状に配管するのが望ましい。
合と同様、平面蛇行状に配管するのが望ましい。
而して斯る給湯機によれば、加熱源（３）からの燃焼ガ
スは燃焼筒（２）内を上昇し、加熱源（３）と対向して
燃焼ガスの流路内の所定の位置に設置された熱交換器（
４）の通気性のある固体（６）の空隙を通過する際、燃
焼ガスのもつ顕熱がきわめて効果的に輻射エネルギーに
変換されて強い輻射場を形成する。
スは燃焼筒（２）内を上昇し、加熱源（３）と対向して
燃焼ガスの流路内の所定の位置に設置された熱交換器（
４）の通気性のある固体（６）の空隙を通過する際、燃
焼ガスのもつ顕熱がきわめて効果的に輻射エネルギーに
変換されて強い輻射場を形成する。
従って、従来の強制対流伝熱に輻射伝熱が加わシ水管（
７）への伝熱を促進する。
７）への伝熱を促進する。
一方、燃焼ガスは通気性のある固体（６）を通過する際
、上記理由により急激な温度低下を生じ、その結果排気
口（１）出口の燃焼ガス温度はきわめて低くなる。
、上記理由により急激な温度低下を生じ、その結果排気
口（１）出口の燃焼ガス温度はきわめて低くなる。
また、通気性のある固体（６）の厚さを適当に設定する
ことによル、変換された輻射エネルギーの主型部を流れ
の上流方向に指向性をもたすことができる。
ことによル、変換された輻射エネルギーの主型部を流れ
の上流方向に指向性をもたすことができる。
この結果、上流部、即ち燃焼筒（２）内り強い輻射場と
なシ燃焼筒（２）内金部が疎げ均一温度の高温に保たれ
、燃焼筒（２）周壁の強制対流伝熱量を増大させると共
に輻射伝熱も加わシ、熱伝達が促進される。
なシ燃焼筒（２）内金部が疎げ均一温度の高温に保たれ
、燃焼筒（２）周壁の強制対流伝熱量を増大させると共
に輻射伝熱も加わシ、熱伝達が促進される。
また、燃焼筒（２）内が高温に保たれるため燃焼速度が
増大し、燃焼性能が向上することになる。
増大し、燃焼性能が向上することになる。
上述せる説明はガス給湯機に係るものであるが、本発明
は他の熱源の給湯機についても同様に実施可能である。
は他の熱源の給湯機についても同様に実施可能である。
椀えば石油給湯機としても実施した場合の一例を第８図
に示す通シであル、このものは加熱源（３）、即ちバー
ナ一部分の構造を除いて基本的な構造は前述のガス給湯
機の場合と変シはない。
に示す通シであル、このものは加熱源（３）、即ちバー
ナ一部分の構造を除いて基本的な構造は前述のガス給湯
機の場合と変シはない。
又第４図に燃焼筒の周壁として環状の氷壁を備えた石油
給湯機の一例を示す。
給湯機の一例を示す。
第１図り従来の給湯機の一例を示す模式図、第２図は本
発明の一実施例を示す給湯機の模式図、１８８図、第４
図は他の実施例を示す模式図である。 （１）・・排気口 （２）・・・燃焼筒（３）・−・加
熱源 （４）・・・熱交換器（５）−水 管 （６）・
・・通気性固体（７）・・・通気性固体内に通す水管 （９）・−水 壁 手続補正書 昭和５９年 １月１８日 昭和５８年特許願 第２０３８８８ 号２、発明の名称 給湯機 ３、 補正をする者 事件との関係 特 許 出 願人 氏名（名称） （ＡＯ８）東陶機器株式会社４、代理人 住所 東京都文京区白山５丁目１４番７号早川ビル 電
話東京＋９４１１１０５３１番（代表）昭和 年 月
日 第２図 −
発明の一実施例を示す給湯機の模式図、１８８図、第４
図は他の実施例を示す模式図である。 （１）・・排気口 （２）・・・燃焼筒（３）・−・加
熱源 （４）・・・熱交換器（５）−水 管 （６）・
・・通気性固体（７）・・・通気性固体内に通す水管 （９）・−水 壁 手続補正書 昭和５９年 １月１８日 昭和５８年特許願 第２０３８８８ 号２、発明の名称 給湯機 ３、 補正をする者 事件との関係 特 許 出 願人 氏名（名称） （ＡＯ８）東陶機器株式会社４、代理人 住所 東京都文京区白山５丁目１４番７号早川ビル 電
話東京＋９４１１１０５３１番（代表）昭和 年 月
日 第２図 −
Claims (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
共に、該加熱源と対向して上部に熱交換器を設け、かつ
上記燃焼筒の周壁に水管を巻回し、あるいは上記燃焼筒
の周壁として氷壁を備え、これを上記熱交換器に連絡し
た強制通風式給湯機において、上記熱交換器を空隙率の
極めて高い通気性のある固体内に水管を通した構造とし
て、上記熱交換器を通過する燃焼ガスの保有する顕熱を
輻射に変換し、水管への伝熱を促進すると共に、輻射エ
ネルギーに指向性を与え燃焼室を高温に保つように構成
したことを特徴とする給湯機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20388883A JPS6096851A (ja) | 1983-10-31 | 1983-10-31 | 給湯機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20388883A JPS6096851A (ja) | 1983-10-31 | 1983-10-31 | 給湯機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6096851A true JPS6096851A (ja) | 1985-05-30 |
Family
ID=16481375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20388883A Pending JPS6096851A (ja) | 1983-10-31 | 1983-10-31 | 給湯機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6096851A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63243654A (ja) * | 1987-03-30 | 1988-10-11 | Asahi Glass Co Ltd | 輻射体を設けた流体加熱装置 |
-
1983
- 1983-10-31 JP JP20388883A patent/JPS6096851A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63243654A (ja) * | 1987-03-30 | 1988-10-11 | Asahi Glass Co Ltd | 輻射体を設けた流体加熱装置 |
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