JPS6131788B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は貯湯式給湯機に関するもので、燃焼中
および燃焼停止後の放熱ロスを少くすると同時
に、熱効率の向上を図り、適温の湯を短時間で得
ることを目的としたものである。

一般に従来の温水ボイラーは、第２図に示すよ
うに、バーナー１３からの燃焼ガスを煙道１４に
よつて外部に導く際、この煙道１４によつてタン
ク１５内の水を加熱するようになつているが、こ
の煙道１４は自然ドラフトによつて燃焼ガスを排
気するものであるため、タンク１５内を上下方向
に貫通させており、したがつて、この煙道１４か
ら燃焼ガスと共に多くの熱が逃げてしまうという
問題があつた。しかも燃焼停止時は煙道１４内を
冷気がドラフト作用によつて上昇し、タンク１５
内の湯温が急速に低下するという大きな問題もあ
つた。

このような問題点を解決するものとして、最近
第３図に示すような温水ボイラーが提案されてい
る。すなわち、タンク１６の底部の下方にバーナ
ー１７を設置し、このバーナー１７でタンク１６
を直接加熱するとともに、その燃焼ガスはフアン
１８によつて強制的に排気する強制給排気型とし
ているのである。このタイプのボイラーは、煙道
がタンク１６内を上下方向に貫通していないた
め、前記した第２図の従来例のような問題点はな
くなるが、バーナー１７からの燃焼熱がタンク底
に当つて反射し、仕切板１９より外部に逃げて、
熱効率が低下するという難点があるとともに、バ
ーナー１７の温度がかなり上昇するため、何重も
の断熱構成を施さなければならず、高価になると
いう問題もある。

さらに第２図、第３図の従来例における共通の
欠点としてはタンク１５，１６内の滴温の湯を使
い切つてしまつた場合、あるいは短時間内に適温
の湯が必要な場合はタンク１５，１６内の水量が
比較的多いため適温の湯を得るために長時間待た
なければならなかつた。

本発明はこのような従来の欠点を一掃したもの
で、以下その一実施例を図面とともに説明する。

第１図ａにおいて１はタンクでこれには給水管
２と排湯管３が連結されている。このタンク１の
側面、高さ方向でほぼ中央部に両端が開口した一
次熱交換パイプ４を横向きに貫通させ、その一端
にバーナ５を取り付け、かつ一次熱交換パイプ４
の他端にはしぼり込んだ排気管６とふた７を取り
付けている。

なお前記バーナー５は液体燃料を回転霧化させ
て燃焼させるタイプのもので、図示しないがこの
バーナー５内に強制送風用のフアンが内蔵されて
いる。一次熱交換パイプ４から比較的離れた下部
には二次熱交換パイプ４′を設けてあり排気管６
によつて両端を連結させている。

前記一次熱交換パイプ４の内部を燃焼室とし
て、タンク１内の水と熱交換を行うため、複数の
段数をもつバツフルプレート８及び８′をこの熱
交換パイプ４及び４′内に設け、かつ燃焼中に発
生する結露水を排出するために、わずかな勾配を
つけて、バーナー５側が上になるように一次熱交
換パイプ４を固着している。

１０は前記二次熱交換パイプ４′の排気口９に
連結させた排気筒であり、１１は前記タンク１を
おおう外装体、１２はバーナケースである。

上記構成において、この給湯機はバーナー５を
燃焼させると、その燃焼ガスはバーナー５内のフ
アンによつて強制送気され、一次熱交換パイプ４
内を通つて排気管６から二次熱交換パイプ４′へ
流れ、排気口９から排気筒１０へ移動する。そし
て上記一次熱交換パイプ４及び二次熱交換パイプ
４′を通過する際、上記燃焼ガスは両熱交換パイ
プの壁を介してタンク１内の水を加熱する。この
時上記燃焼ガスを通す熱交換パイプはタンク１の
適所に貫通配置してあるため、この熱交換パイプ
４，４′の外周全域はタンク１内の水と接するこ
とになり熱交換パイプ４，４′の周壁から放射さ
れる燃焼ガスの熱はほとんどすべて水加熱に供さ
れることになる。特に二次熱交換パイプ４′は比
較的水温の低い給水口２の近傍に配置しているた
め、燃焼ガスと水との熱交換が促進され熱交換効
率を向上させる効果は大なるものがある。次に一
次熱交換パイプ４の位置がタンク１の中央部にあ
るためバーナ５を燃焼させた場合は一次熱交換パ
イプ４の近辺及びこれより上部に存在する水が短
時間で加熱され、適温の湯を即座に得ることがで
きる。

つぎに第１図ｂについて説明する。この図面は
一次熱交換パイプ４の位置を第１図ａにおける
Ａ，Ｂ，Ｃとした場合の沸き上げ時間とタンク配
湯管３の水温を表したものであるが運転開始後ｔ
分で比較すればタンク１の上部に一次熱交換パイ
プ４を配置するほど高温の湯を得ることが可能だ
が湯量としては少なくなる。したがつて湯温と湯
量の関係を考慮すれば一次熱交換パイプ４の位置
は自由に選択できる。

さて一次熱交換パイプ４より下部に存在する水
は若干遅れながら二次熱交換パイプ４′からの伝
熱により温度上昇を続け適温に達する。

さて二次熱交換パイプ４′はタンク１下部の比
較的水温の低い領域に配置しているため、燃焼停
止時にこの二次熱交換パイプ４′内にドラフト作
用が働くようなことはなく、冷気流動によるタン
ク１内の水の冷却といつたこともなくなる。

加えて、この実施例では上記一次熱交換パイプ
４及び二次熱交換パイプ４′を排気管６側が低く
なるように傾斜させてあるので、例え一次熱交換
パイプ４及び二次熱交換パイプ４′内で燃焼ガス
が冷却されて結露水が発生するようなことがあつ
ても、この結露水は排気管６側へと流出し、バー
ナ５側に流れ込んで、バーナー５の機能を損なう
というようなことがなくなる。さらに、上記排気
管６は、一次熱交換パイプ４の断面積に対して十
分小さく絞つてあるので、熱交換パイプ４内を通
る燃焼ガスの通過速度は非常に遅いものとなり、
熱交換効率がより高いものとなる利点がある。こ
れはバツフルプレート８及び８′の存在によつて
も同様の効果が期待できる。

なお、上記実施例においては、強制送気用のフ
アンがバーナー５内に組み込まれているもので説
明したが、バーナー５とは別設であつても、そし
て吸込型のものであつてもよく、どのように設置
されていてもよいものである。またバーナー５も
液体燃料を燃焼させるものではなく、ガスを燃焼
させるものであつてもよく、その形態はどのよう
なものであつてもよい。

上記構成ならびに動作する本発明の貯湯式給湯
機は次のような効果を有する。

(イ) タンクの高さ方向のほぼ中央部と下部に熱交
換パイプを配置し、前記熱交換パイプ内にバツ
フルプレートを採用することによつて熱交換効
率を向上させることができる。

(ロ) 一次熱交換パイプをタンクの高さ方向のほぼ
中央部に配置しているため、一次熱交換パイプ
より上位に位置するタンク内の水量は、一次熱
交換パイプをタンクの下部に設けたものに比
べ、タンク容量が同じであれば、少なくなり、
その結果、一次熱交換パイプより上位に位置す
るタンク内の水の温度上昇は早くなるため、比
較的短時間で適量の高温湯を得ることができ
る。

(ハ) タンクに対して熱交換パイプを横向きに取り
付け、かつ二次熱交換パイプ４′をタンク１の
下部に配置したことによりパイプ内に働くドラ
フト作用を防止し、タンクからの放熱量を減少
させることができる。

(ニ) 燃焼ガスが結露してもバーナ側へ流れること
がないので機能部品の長寿命化を図ることがで
きる。

(ホ) 熱交換パイプの径、数量を検討することによ
り伝熱面積を調節することができるためタンク
の高さ、径の選定に自由度がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは本発明の一実施例における貯湯式給
湯機の縦断面図、同図ｂは熱交換パイプの取付位
置に応じたタンク排湯口−沸き上げ時間特性図、
第２図は従来の貯湯式給湯機の縦断面図、第３図
は従来の他の貯湯式給湯機の縦断面図である。 １……タンク、２……給水管、３……排湯管、
４……一次熱交換パイプ、４′……二次熱交換パ
イプ、５……バーナ、６……排気管、７……ふ
た、８，８′……バツフルプレート、９……排気
口、１０……排気筒、１１……外装体、１２……
ケース。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下部に給水管と上部に排湯管が連結されたタ
   ンクの高さ方向のほぼ中央部及び低位置の両側面
   にそれぞれ開口部を設け、これらの開口部に一次
   熱交換パイプと二次熱交換パイプをそれぞれ横向
   きに貫通させるとともに、前記一次熱交換パイプ
   の一端にバーナを取り付け、かつ一次熱交換パイ
   プの他端とこの一次熱交換パイプより低位置に設
   けた二次熱交換パイプの一端とを排気管で連結
   し、さらにこの二次熱交換パイプの他端には排気
   筒を連結したことを特徴とする貯湯式給湯機。 ２ 上記一次熱交換パイプは、わずかの勾配を設
   けてバーナ側を上にして取り付け、二次熱交換パ
   イプと平行に設置したことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の貯湯式給湯機。 ３ 上記一次熱交換パイプ及び二次熱交換パイプ
   内にバツフルプレートを設けたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項〜第２項のいずれかに記載
   の貯湯式給湯機。