JPS61502907A - water heater - Google Patents

water heater

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JPS61502907A
JPS61502907A JP50360485A JP50360485A JPS61502907A JP S61502907 A JPS61502907 A JP S61502907A JP 50360485 A JP50360485 A JP 50360485A JP 50360485 A JP50360485 A JP 50360485A JP S61502907 A JPS61502907 A JP S61502907A
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Japan
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temperature
heat exchanger
water
fuel
water heater
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JP50360485A
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Japanese (ja)
Inventor
トライヘイ,ジヨン・マツシ
Original Assignee
ヴァルカン・オ−ストラリア・リミテッド
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    • Y02B30/102

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。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 湯沸かし器 この発明は家庭用給湯に用いるのに適した湯沸かし器に関するものである。[Detailed description of the invention] water heater This invention relates to a water heater suitable for use in domestic hot water supply.

より特定的には、この発明は「瞬間」湯沸かし器、すなわち、温水の貯水タンク を有しないが、高速で、たとえば家庭用給湯において典型的な毎分20リツトル の割合で加熱する比較的強力なバーナシステムを備えているようなタイプの湯沸 かし器に関するものである。More specifically, the invention is an "instantaneous" water heater, i.e. a hot water storage tank. but at high speeds, such as the 20 liters per minute typical for domestic hot water heating. A type of kettle that has a relatively powerful burner system that heats at a rate of It is related to staking equipment.

本発明の目的はコンパクトでかつ比較的構造が簡単で費用の安価な新しい型の湯 沸かし器を提供することである。The object of the invention is to develop a new type of hot water bath which is compact, relatively simple in construction and inexpensive. It is to provide a boiler.

この発明の他の目的は湯沸かし器を制御する新しい方法を提供することである。Another object of this invention is to provide a new method of controlling a water heater.

本発明によると、燃料燃焼型湯沸かし器が提供され、この湯沸かし器は冷水流入 口と温水流出口が付いた配水管を存する中空の細長い熱交換器と、前記熱交換器 の内部に燃料と空気を供給するための燃料供給手段と、前記熱交換器の内部にお いて前記燃料の点火を高速に繰返して起こすための手段とを備える。According to the present invention, a fuel-fired water heater is provided, which has a cold water inflow. a hollow elongated heat exchanger having a water pipe with an opening and a hot water outlet; a fuel supply means for supplying fuel and air into the interior of the heat exchanger; and means for repeatedly igniting the fuel at high speed.

好ましくは、燃料はガスを含む。Preferably, the fuel includes gas.

この発明の熱交換器では、ガスは熱交換器内で律動的に燃焼または爆発する。こ の燃焼方法によって、熱交換器内が高度の乱流状態になることが保証され、その 結果、熱交換器の表面に接した境界層の形成が防止され、非常に効率的な熱交換 が行なわれる。熱交換の効率が優れているため、熱交換器は比較的小さくて済み 、したがって、湯沸かし型全体の大きさもそれに応じて小さくできる。In the heat exchanger of this invention, the gas is pulsed or exploded within the heat exchanger. child The combustion method ensures a high degree of turbulence inside the heat exchanger, which As a result, the formation of a boundary layer on the heat exchanger surface is prevented, resulting in highly efficient heat exchange. will be carried out. The heat exchanger is relatively small due to the high efficiency of heat exchange. Therefore, the overall size of the kettle mold can be reduced accordingly.

本発明はまた、熱交換器と燃料バーすを有する瞬間湯沸かし器を制御する方法を 提供する。この制御方法は、熱交換器に水流がない場合に熱交換器の温度を第1 の所定レベルに維持するステップと、熱交換器の温度を検出するステップと、比 較的低温の水が熱交換器に流れ込んだ結果、検出された温度が所定レベル以下に なった場合に燃料バーナを駆動するステップとを含む。。The invention also provides a method for controlling an instantaneous water heater having a heat exchanger and a fuel bar. provide. This control method adjusts the temperature of the heat exchanger to the first level when there is no water flow in the heat exchanger. maintaining the temperature at a predetermined level; detecting the temperature of the heat exchanger; Relatively low temperature water flows into the heat exchanger, causing the detected temperature to drop below a predetermined level. and activating the fuel burner when the fuel burner is activated. .

好ましくはこの方法は次のステップを含む。すなわち、温度Aと温度Bとの温度 差に関する制御信号を発生するステップを含み、ここで温度Aは冷水流入口に導 入された水の温度であり温度Bは温水流出口から出た湯の温度または冷水流入口 と温水流出口の間の配水管の一地点の温度であ好ましくは、前記制御信号(以下 第1の制御信号と呼ぶ)はガスの流れを口火に導くために用いられ、本発明の方 法は、温度Aと温度Cとの温度差に関する第2の制御信号を発生するステップを 含み、ここで温度Cは温水流出口を出た湯の温度であり温度Bは前記冷水流入口 に比較的近い箇所で検出され、さらに前記第2の制御信号に従って前記口火の点 火後バーナに対する燃料の本流を制御するステップを含む。Preferably the method includes the following steps. That is, the temperature between temperature A and temperature B generating a control signal relating to a difference, where temperature A is introduced into the cold water inlet; Temperature B is the temperature of the input water, and temperature B is the temperature of the hot water coming out from the hot water outlet or the cold water inlet. Preferably, the control signal (hereinafter referred to as The first control signal (referred to as the first control signal) is used to direct the gas flow to the pilot, and is The method includes the step of generating a second control signal relating to the temperature difference between temperatures A and C. where temperature C is the temperature of the hot water leaving the hot water outlet and temperature B is the temperature of the hot water leaving the cold water inlet. is detected at a location relatively close to the point of the spark, and further the point of the spark is detected in accordance with the second control signal. controlling the main flow of fuel to the afterburner;

実際には、温度Bは熱交換器に沿って冷水流入口から所定の距離だけ離れた箇所 で、たとえば熱交換器の全長の4分の1の地点の温度として選ばれ、それによっ て前記温度温度Bを検出することにより、温水流出口で検出を行なう場合に比べ てバーナへのガスの流れを制御するための応答時間が速くなる。In reality, temperature B is at a given distance along the heat exchanger from the cold water inlet. For example, the temperature at a quarter of the total length of the heat exchanger is selected, and the By detecting the temperature B at the hot water outlet, it is possible to The response time for controlling gas flow to the burner is faster.

以下、添付図面を参照して本発明をさらに説明する。The present invention will be further described below with reference to the accompanying drawings.

第1図は本発明の一実施例に従った概略的な断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view according to one embodiment of the invention.

第2図は線2−2に沿った断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line 2--2.

第3図は第1図に示す湯沸かし器の部分的な断面図である。FIG. 3 is a partial sectional view of the water heater shown in FIG. 1.

第4図は線4−4に沿った断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line 4--4.

第5図は線5−5に沿った図である。FIG. 5 is a view taken along line 5--5.

第6図は湯沸かし器の熱交換器の一部分を示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing a portion of the heat exchanger of the water heater.

第7図は線7−7に沿った断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line 7--7.

第8図は線8−8に沿った断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line 8--8.

第9図は湯沸かし器に用いられる制御回路の一例を示す。FIG. 9 shows an example of a control circuit used in a water heater.

第10図は制御回路の他の例を示す。FIG. 10 shows another example of the control circuit.

第11図は本発明の好ましい実施例に従った概略的な断面図である。FIG. 11 is a schematic cross-sectional view according to a preferred embodiment of the invention.

第12図、第13図および第14図は湯沸かし器の一部分である熱交換器の形態 例を示す。Figures 12, 13, and 14 show the configuration of a heat exchanger that is a part of a water heater. Give an example.

第15図は本発明の他の実施例の部分拡大図である。FIG. 15 is a partially enlarged view of another embodiment of the present invention.

第16図は本発明のさらに他の実施例の部分拡大図である。FIG. 16 is a partially enlarged view of still another embodiment of the present invention.

第17図は本発明のさらに他の実施例の部分図である。FIG. 17 is a partial view of still another embodiment of the present invention.

第18図は本発明のさらに他の実施例の部分拡大図である。FIG. 18 is a partially enlarged view of still another embodiment of the present invention.

第1図ないし第8図に示す湯沸かし器は、外装部2を有し、その中に細長い管状 の熱交換器4が配置されている。熱交換器はさらに円筒形のケース6の中に配置 されており熱交換器4とケース6とは隔てられて、熱交換器4の中央部および熱 交換器4とケース6の内壁の間に、それぞれガス流路8および10が設けられて いる。ケース6には、空間部8および10における乱流を促進するため、および 外装部2に対しケース6を隔てるために小さな凹凸を設けてもよい。外装部2と 内部のケース6の間には、ケース6の全長 ゛にわたって隔壁12が設けられる 。ケース6は外装部2と隔てられ、隔壁12の一方の側で空気流入通路14が形 成され隔壁12の他方の側で燃焼生成物の排出路16が形成される。外装部2は その上端部付近に吸気用の格子18が設けられ、これが空気流入経路14に入る 空気のための吸気口となる。外装部は燃焼生成物の排出のために排出路16に接 続された排気筒20を有する。The water heater shown in FIGS. 1 to 8 has an exterior part 2 in which an elongated tubular A heat exchanger 4 is arranged. The heat exchanger is further placed inside the cylindrical case 6. The heat exchanger 4 and the case 6 are separated from each other, and the central part of the heat exchanger 4 and the heat Gas passages 8 and 10 are provided between the exchanger 4 and the inner wall of the case 6, respectively. There is. In case 6, to promote turbulence in spaces 8 and 10, and Small irregularities may be provided to separate the case 6 from the exterior portion 2. Exterior part 2 and A partition wall 12 is provided between the internal cases 6 over the entire length of the cases 6. . The case 6 is separated from the exterior part 2, and an air inflow passage 14 is formed on one side of the partition wall 12. A combustion product exhaust passage 16 is formed on the other side of the partition wall 12. The exterior part 2 is An intake grid 18 is provided near its upper end, which enters the air inflow path 14. Serves as an intake port for air. The exterior part contacts the exhaust passage 16 for exhausting combustion products. It has an exhaust pipe 20 that is connected to the exhaust pipe 20.

熱交換器4の下には燃料供給装置22が配備され、これは主ガス噴出口24と、 口火用噴出口25および26と、ファン30、ファンモータ32および空気供給 ダクト34からなる空気供給器28とを含む。主口火噴出口25は水が熱交換器 内を流れている場合のみ点火されるが、口火噴出口26は常に点火されており後 で説明するように必要に応じて主口火噴出口25を点火するのに用いられる。主 噴出口24はソレノイドバルブ38を有するガス管36に接続される。A fuel supply device 22 is provided below the heat exchanger 4, which includes a main gas outlet 24, Pilot nozzles 25 and 26, fan 30, fan motor 32 and air supply and an air supply device 28 consisting of a duct 34. The main vent 25 is a heat exchanger for water. It is ignited only when the water is flowing inside, but the pilot nozzle 26 is always ignited and the It is used to ignite the main pilot nozzle 25 as required, as will be explained in . main The spout 24 is connected to a gas pipe 36 having a solenoid valve 38.

ケース6の外壁および外装部2の内壁には絶縁層39が設けられ、外装部からの 熱の損失を防ぐとともにバーナからの騒音を減少させる。口火動作の間、通路8 および10は熱保留部として作用し、対流が排気筒20に逃げるのを防ぐ。An insulating layer 39 is provided on the outer wall of the case 6 and the inner wall of the exterior part 2, and Prevents heat loss and reduces noise from the burner. During pilot operation, passage 8 and 10 act as a heat retention section and prevent convection from escaping to the exhaust stack 20.

熱交換器4は第1図に示すように細長い管状の熱交換器に巻付けられた銅製の管 を備えている。第6図に最もよく示されるように、コイルの旋回部40は互いに 隣接し、その間の空間部ははんだまたはろう付は材料で充填され、旋回部40の 間のガスの流れを防止している。典型的な構成では、管は外径が2分の1インチ で、全長がたとえば20mの銅製の管状部で構成される。熱交換器4はたとえば 、1.5ないし2mの長さと、7ないし15cmの外径を有する0第1図に示さ れるように、熱交換器4の下端部は冷水流人バイブ44に接続され熱交換器の上 端部は温水流出パイプ46に接続される。The heat exchanger 4 is a copper tube wrapped around a long and thin tubular heat exchanger as shown in FIG. It is equipped with As best shown in FIG. 6, the coil turns 40 are connected to each other. The space between the adjacent parts is filled with solder or brazing material, and the rotating part 40 is This prevents gas flow between the two. In a typical configuration, the tube has an outside diameter of 1/2 inch It is composed of a copper tubular part with a total length of, for example, 20 m. For example, the heat exchanger 4 is , having a length of 1.5 to 2 m and an outer diameter of 7 to 15 cm, as shown in Figure 1. The lower end of the heat exchanger 4 is connected to the cold water flower vibe 44 so that the The end is connected to a hot water outflow pipe 46.

後で説明するように、ガスの反復的な燃焼は熱交換器4の下部に配置された燃焼 室48において行なわれる。空気は格子18を経て外装部2に導入され、通路1 4を通過しファン30に供給される。そこで空気はダクト34によって主噴出口 24からの導入ガスとともに熱交換器の底部に送り込まれる。燃焼は燃焼室48 において起こり、熱い燃焼ガスが熱交換器4を経て上昇し、次いでケース6の湾 曲上た上部40に当たって向きを変えて下降する。燃焼ガスはケース6の底部に 近い地点まで下降し、夛こで再び向きを変えて通路16を通って上昇し、次いで 排気筒20を経て排出される。ケース6の底部は復水排水トレイ52で形成され 、熱交換器4からの復水を集めて排出する。トレイ52の排出口には水受け(図 示せず)を設けてもよく、これによってバーナからの騒音を減少することができ るとともにガス漏れを防止することができる。As will be explained later, the repeated combustion of the gas is carried out by the combustion located at the bottom of the heat exchanger 4. This takes place in room 48. Air is introduced into the exterior part 2 through the grating 18 and through the passage 1 4 and is supplied to the fan 30. There, the air is passed through the duct 34 to the main outlet. It is sent to the bottom of the heat exchanger along with the inlet gas from 24. Combustion occurs in combustion chamber 48 The hot combustion gases rise through heat exchanger 4 and then into the bay of case 6. It hits the curved upper part 40, changes direction and descends. Combustion gas is at the bottom of case 6 Descend to a nearby point, turn around again at the entrance, ascend through passage 16, and then It is exhausted through the exhaust stack 20. The bottom of the case 6 is formed with a condensate drainage tray 52. , collects and discharges condensate from the heat exchanger 4. There is a water receptacle at the outlet of the tray 52 (Fig. (not shown) may be provided, which can reduce noise from the burner. At the same time, gas leakage can be prevented.

熱交換器4の下部と噴出口24とダクト34との接続関係は第3図においてより 詳細に示されている。熱交換器4の下部には、フレア式の開口56、スロート5 8およびテーバ状の出口60を有するベンチュリ部材54が設けられている。ベ ンチュリ54はダクトおよび噴出口24からそれぞれ導入された空気とガスの速 度を増すためのものである。噴出口24とダクト34の紹合わせは空気とガスが 燃焼室48に導入される前にその混合が広範囲に起こらないように構成され、そ れによって噴出口24において、またはベンチュリ54内で燃焼が起こらないよ うにされている。The connection relationship between the lower part of the heat exchanger 4, the jet nozzle 24, and the duct 34 is shown in FIG. Shown in detail. At the bottom of the heat exchanger 4, there is a flared opening 56 and a throat 5. 8 and a venturi member 54 having a tapered outlet 60. Be The throttle valve 54 controls the velocity of air and gas introduced from the duct and the jet port 24, respectively. It is intended to increase the degree of The introduction of the spout 24 and the duct 34 is such that air and gas The mixture is configured so that extensive mixing does not occur before being introduced into the combustion chamber 48; This prevents combustion from occurring at the spout 24 or within the venturi 54. is being kept.

これを達成するために、ダクト34の噴出ノズルには、第5図に最もよく示され ているように、3個の突出部62、δ4.65が設けられている。噴出口24は 中央の突出部64の真上に位置し両横の突出部62と66は清浄な空気の流れを ベンチュリ部材54内に送り込むのに主として役立ち、これによってベンチュリ の出口60からの噴出より前に空気とガスが混合されるのを防止する。ガスと空 気が出口60から噴出されると、燃焼室内で急激な燃焼が起こる。燃焼は特に前 回の燃焼で熱交換器4の壁が加熱されている場合、自発的に起こる。前記の代わ りに、口火噴出口25の構成を比較的長い炎を生じるようにしてもよい。これら の比較的長い炎は側部の突出部62または66からの空気によって引き起こされ ベンチュリ部材54の出口で混合が起こると燃焼を誘発する。さらに他の方法と して、燃焼室48にグロープラグまたはスパーキング電極を設けて燃焼を誘発し てもよい。燃焼は非常に急激に行なわれ、これは燃焼室に導入された物質の小さ い爆発と見ることができる。それに伴う高圧力は、燃焼ガスを管4に沿って上昇 させるとともにベンチュリ部材の出口60の方向にも燃焼ガスを強制的に導く圧 力の波を生じさせる。出口50における高圧力によって、噴出口24および空気 ダクト34からベンチュリ部材を通るガスの流れが止まる。事実上はベンチュリ 部材の入口56から燃焼ガスが少量漏れることがあるが、これは重要ではない。To accomplish this, the ejection nozzle of duct 34 is provided with a jet nozzle, best shown in FIG. As shown, three protrusions 62, δ4.65 are provided. The spout 24 is Located directly above the central protrusion 64, the protrusions 62 and 66 on both sides allow the flow of clean air. Primarily serves to feed into the venturi member 54, thereby This prevents the air and gas from mixing prior to ejection from outlet 60 of. gas and sky When air is ejected from the outlet 60, rapid combustion occurs within the combustion chamber. Especially before combustion This occurs spontaneously if the walls of the heat exchanger 4 are heated during the second combustion. instead of the above In addition, the configuration of the pilot nozzle 25 may be configured to produce a relatively long flame. these The relatively long flame of is caused by air from the side projections 62 or 66. Mixing at the outlet of venturi member 54 induces combustion. Yet another method Then, a glow plug or a sparking electrode is provided in the combustion chamber 48 to induce combustion. It's okay. Combustion takes place very rapidly, due to the small size of the material introduced into the combustion chamber. It can be seen as an explosion. The associated high pressure causes the combustion gases to rise along pipe 4 At the same time, the pressure forcibly guides the combustion gas in the direction of the outlet 60 of the venturi member. Generates a wave of force. The high pressure at the outlet 50 causes the spout 24 and the air Gas flow from duct 34 through the venturi member is stopped. Actually a venturi A small amount of combustion gases may leak from the member inlet 56, but this is not critical.

いずれにしても、そのような燃焼ガスはファン30に送られ空気ダクト34を経 て戻ってくるであろう。熱交換器4に沿って上昇する燃焼ガスの主要な流れはベ ンチュリ部材の出口60における圧力を減少させる効果を生じさせ、その結果ガ スと空気が燃焼室内に流れ込んで再び急激な爆発が起こる。この律動的な燃焼工 程は自立的に持続する。燃焼の周期は、熱交換器4の長さと直径、ベンチュリ部 材54の特徴、ダクト34および噴出口24からの空気とガスの流量および圧力 などの多くの要素によって定まる。典型的には、周期は毎秒的50ない100回 の波動からなる。燃焼室48内でガスと空気が繰返し爆発する結果、熱交換器4 の内壁に生じがちな熱交換器の効率を落とすような燃焼生成物の境界層の形成が 実質的に防止できる。したがって、本発明の湯沸かし器では熱交換が非常に効率 的に行なわれる。In any case, such combustion gases are sent to fan 30 and passed through air duct 34. I'll be back. The main flow of combustion gases rising along the heat exchanger 4 is producing the effect of reducing the pressure at the outlet 60 of the tube member, so that the gas Gas and air flow into the combustion chamber, causing another rapid explosion. This rhythmic combustion process The process continues independently. The combustion cycle is determined by the length and diameter of the heat exchanger 4, and the venturi section. Characteristics of material 54, flow rate and pressure of air and gas from duct 34 and spout 24 It is determined by many factors such as Typically, the period is 50 to 100 times per second. It consists of waves. As a result of repeated explosions of gas and air within the combustion chamber 48, the heat exchanger 4 The formation of a boundary layer of combustion products that tends to occur on the inner walls of the heat exchanger reduces the efficiency of the heat exchanger. Virtually preventable. Therefore, heat exchange is very efficient in the water heater of the present invention. It is carried out in a regular manner.

熱交換器4の上部における乱流状態を高めるために、ケース6の上部50に接続 されたロッド70から複数の阻流板68を吊り下げるようにしてもよい。図示し た構成では、ベンチュリ部材54は、熱交換器4の内壁に係合された上部および 下部のスパイダ72および74によって支持されている。スパイダは、熱交換器 4とベンチュリ部材54の間の隙間が燃焼室48内の燃焼「共振状態」に効果を をすることか実験で明らかとなったために用いられている。Connected to the upper part 50 of the case 6 to increase the turbulent flow conditions in the upper part of the heat exchanger 4 A plurality of baffle plates 68 may be suspended from the rod 70 . illustrated In the configuration, venturi member 54 has an upper portion engaged with the inner wall of heat exchanger 4 and It is supported by lower spiders 72 and 74. spider heat exchanger 4 and the venturi member 54 has an effect on the "resonant state" of combustion within the combustion chamber 48. It is used because it has been shown through experiments that the

本装置の試作品の実験では、噴出口24は直径4.8mmでたとえば毎時150 000btu (英熱単位)の流量を有する開口部を有していた。ファン30は 2ないし3インチの水位計でたとえば毎分2.8m3の割合で空気を送り込んで いる。In experiments with a prototype of this device, the spout 24 had a diameter of 4.8 mm, and It had an opening with a flow rate of 1,000 btu (British thermal units). Fan 30 is By using a 2- or 3-inch water level gauge, for example, pump air at a rate of 2.8 m3 per minute. There is.

湯沸かし器を制御する好ましい形態では、流入口の水温は冷水流入パイプ44に 接続した第1のセンサ76によって検出される。第2のセンサ78は熱交換器4 の全長に対する、下から25%の位置で熱交換器の外壁に接続される。In a preferred form of controlling the water heater, the inlet water temperature is controlled by the cold water inlet pipe 44. It is detected by the connected first sensor 76. The second sensor 78 is connected to the heat exchanger 4 It is connected to the outer wall of the heat exchanger at a position 25% from the bottom of the total length of the heat exchanger.

センサ76および78は7般に以下のように動作する制御回路80に接続される 。回路80はセンサ76および78の間の温度差を検出する手段を備え、ソレノ イドバルブ38を開けるように動作するとともに温度差が所定のレベル以下であ る場合ファンモータ32を作動させて燃焼を起こさせ、熱交換器4に流れる水を 加熱する。逆に言うと、温度差が所定レベル以上である場合、ソレノイドバルブ 38は閉じてファンモータ32はオフにされ、燃焼は起こらない。前記の代わり に、水が熱交換器4に流れている間ファンを継続的に作動させてもよい。この方 法では、センサ78が熱交換器に接続されている位置での温度上昇が規制され、 その結果熱交換器4における全体的な温度の上Aが規制される。このようにして 、動作の間、バーナへのガスの供給が調整されてセンサ76と78が接続されて いる位置の間の所望の温度上昇を得ることができる。水流が止まると、センサ7 8における温度が大幅に上昇しソレノイドバルブ38が閉じてファンモータ32 がオフにされる。口火噴出口26からの熱によってセンサ78の温度を比較的高 温に保つようにして温湯が次に所望されるまで燃焼が起こらないようにしてもよ い。この場合、冷水が入口44に流れ込むと、その冷水は第2のセンサ78に達 しセンサ78を急激に冷却して燃焼を再び起こさせ温湯が供給される。Sensors 76 and 78 are connected to a control circuit 80 that generally operates as follows. . Circuit 80 includes means for detecting the temperature difference between sensors 76 and 78 and It operates to open the idle valve 38 and the temperature difference is below a predetermined level. When the fan motor 32 is operated to cause combustion, the water flowing to the heat exchanger 4 is Heat. Conversely, if the temperature difference is above a certain level, the solenoid valve 38 is closed, fan motor 32 is turned off, and no combustion occurs. Alternative to the above Additionally, the fan may be operated continuously while water is flowing to the heat exchanger 4. This person The law regulates the temperature rise at the location where the sensor 78 is connected to the heat exchanger, As a result, the overall temperature A in the heat exchanger 4 is regulated. In this way , during operation the gas supply to the burner is regulated and sensors 76 and 78 are connected. The desired temperature rise between the positions can be obtained. When the water flow stops, sensor 7 8 increases significantly, solenoid valve 38 closes and fan motor 32 is turned off. The temperature of the sensor 78 is kept relatively high by the heat from the pilot spout 26. It may also be kept warm to prevent combustion from occurring until hot water is next desired. stomach. In this case, when cold water flows into inlet 44, the cold water reaches second sensor 78. Then, the sensor 78 is rapidly cooled to cause combustion to occur again, and hot water is supplied.

第2のセンサ78を熱交換器の長さ方向の途中に配置した結果、センサ78をた とえば出口側バイブ46に設けた場合に比べて温湯の要求が検出されるまで熱交 換器には比較的少量の水を流すだけでよい。As a result of placing the second sensor 78 midway along the length of the heat exchanger, the second sensor 78 For example, compared to the case where the vibrator 46 is installed on the outlet side, heat exchange is performed until a request for hot water is detected. Only a relatively small amount of water needs to be run through the exchanger.

制御を行なうための制御回路の一例が第9図に示されている。この回路は主電源 に接続された入力端子82および84を含み、これらの端子82および84は降 圧変圧器86に接続され、その2次巻線はライン88に24ボルトの交流重態を 供給する。制御回路は直流電源90を含み、この電源はライン92と94にそれ ぞれ12ボルトと24ボルトの電力を供給する。センサ76と78はダイオード を含み、これらのダイオードは図示のようにバイアス抵抗器96および98を介 して12ボルトと24ボルトの電源の間の接続によって順方向にバイアスされる 。これらのダイオードは熱伝導性のケース(図示せず)内に設けられ、ダイオー ドの固有温度感知特性はダイオードが受ける温度に従って電流に変化を起こさせ るという小に依存する。ダイオードにおける電流の変化は差動増幅器100の正 と負の入力に印加されるバイアス抵抗器96と98における電圧の変化に反映さ れる。差動増幅器100の出力は可変抵抗器104を介して比較器102の入力 に接続される。比較器】02に対する基準入力は図示のように12ボルトと24 ボルトの電源ラインの間に接続された可変抵抗器106から導かれる。比較器1 02の出力は発光ダイオード112を介してトライアック110のゲート電極1 08に接続される。トライアック110の一方は接地され他方はリレーコイル1 14を介して交流電源ライン88に接続され、そのリレーコイルの接点はソレノ イドバルブ38を制御するとともにファンモータ32への電力供給を制御する。An example of a control circuit for performing control is shown in FIG. This circuit is mains power including input terminals 82 and 84 connected to the It is connected to a voltage transformer 86 whose secondary winding supplies 24 volts of AC power to line 88. supply The control circuit includes a DC power supply 90 connected to lines 92 and 94. They provide 12 and 24 volts of power, respectively. Sensors 76 and 78 are diodes , and these diodes are connected through bias resistors 96 and 98 as shown. forward biased by a connection between the 12 volt and 24 volt power supplies. . These diodes are housed within a thermally conductive case (not shown) and The inherent temperature-sensing characteristics of the diode cause the current to change depending on the temperature the diode is exposed to. It depends on how small it is. The change in current in the diode is the positive current of the differential amplifier 100. and reflected in the change in voltage across bias resistors 96 and 98 applied to the negative input. It will be done. The output of the differential amplifier 100 is connected to the input of the comparator 102 via the variable resistor 104. connected to. Comparator] The reference inputs for 02 are 12 volts and 24 volts as shown. It is derived from a variable resistor 106 connected between the volt power supply lines. Comparator 1 The output of 02 is connected to the gate electrode 1 of the triac 110 via the light emitting diode 112. Connected to 08. One side of the triac 110 is grounded and the other side is connected to the relay coil 1. 14 to the AC power line 88, and the contacts of the relay coil are connected to the solenoid In addition to controlling the idle valve 38, the power supply to the fan motor 32 is also controlled.

制御回路は以下のように動作する。センサ76と78が準信号と等しい、または 同等の相当な量の出力が差動増幅器100から生じる。したがって、比較器10 2の出力は低くトライアック110のトリガまたは発光ダイオード112の点火 を引き起こさない。しかしながら、センサ76と78の温度に差が全くない、ま たはほとんどない場合、差動増幅器の出力は零または低くなり、その出力と比較 器102に与えられる基準レベルとの間にかなりの差が生じる。この場合、比較 器102の出力は高くなりトライアック110のトリガおよび発光ダイオード1 12の点火を起こす。比較器102に対する基準レベルは可変抵抗器106を変 化させることによって使用者が選択でき、それによって可変抵抗器の設定の変化 でセンサ76と78の間の予め設定された温度差を有効に制御し、その結果湯沸 かし器における水温の上昇を制御する。破線で示すように、可変抵抗器106は 制御回路から離して使用者が湯沸かし器内の所望の温度上昇を選ぶのに便利な制 御を行なうようにしてもよい。The control circuit operates as follows. sensors 76 and 78 are equal to the quasi-signal, or An equally significant amount of output results from differential amplifier 100. Therefore, comparator 10 The output of 2 is low to trigger the triac 110 or ignite the light emitting diode 112. does not cause However, there is no difference in temperature between sensors 76 and 78; If there is little or no output, the output of the differential amplifier will be zero or low, and compared to There is a considerable difference between the reference level applied to the device 102 and the reference level applied to the device 102. In this case, the comparison The output of the device 102 goes high to trigger the triac 110 and the light emitting diode 1. Start 12 ignitions. The reference level for comparator 102 is set by changing variable resistor 106. The user can select by changing the setting of the variable resistor. effectively controls a preset temperature difference between sensors 76 and 78, resulting in Controls the rise in water temperature in the strainer. As shown by the broken line, the variable resistor 106 A convenient control that allows the user to select the desired temperature rise in the water heater away from the control circuit. You may also choose to exercise control.

図示の回路は差動増幅器100の出力が第2の比較器118の1つの入力に接続 されているのを示している。その基準入力は前記と同様可変抵抗器106に接続 されている。The circuit shown connects the output of differential amplifier 100 to one input of second comparator 118. It shows that it is being done. Its reference input is connected to the variable resistor 106 as before. has been done.

比較器118からの出力は発光ダイオード124を介して第2のトライアック1 22のゲート回路120に接続される。トライアック122は第2のリレーコイ ル126に接続され、そのコイルの接点は主口火噴出口25の電源ラインに接続 されたソレノイドバルブ(図示せず)を制御する。The output from comparator 118 is connected to second triac 1 via light emitting diode 124. 22 gate circuits 120. Triac 122 is the second relay coil The contacts of the coil are connected to the power line of the main nozzle 25. control a solenoid valve (not shown).

回路のこの部分の動作は前述の部分と同様であり、その作用は主噴出口24に関 し制御された方法で主口火噴出口25を動作させることである。たとえば、主口 火噴出口25を所定の期間、たとえば主噴出口24を動作する前の1.2秒の開 動作させるように構成し、主噴出口24が動作したとき燃焼室48内に燃焼が起 こることを保証する。同様に、主口火噴出口25を検出された温度に従って動作 させ、主噴出口24の動作に先立って常に動作させるようにしてもよい。The operation of this part of the circuit is similar to the previous part, and its action is related to the main spout 24. The purpose is to operate the main pilot jet 25 in a controlled manner. For example, the main The fire spout 25 is opened for a predetermined period, for example 1.2 seconds before operating the main spout 24. When the main injection port 24 operates, combustion occurs in the combustion chamber 48. I guarantee that this will happen. Similarly, the main vent 25 is operated according to the detected temperature. Alternatively, the main ejection port 24 may be operated at all times prior to operation of the main ejection port 24.

他の構成としては、差動増幅器100の出力をバッファ増幅器(図示せず)の入 力に接続してもよく、この場合、バッファ増幅器は変調型の、すなわち動作コイ ルに与えられる電圧または電流にガスの流れが依存するところのソレノイドバル ブ38を駆動する。変調式バルブの望ましい一例はオーストラリア特許出願番号 PG 3749/84に開示されている。また他の例として、電流制御型バイメ タル変調バルブを用いることもできる。そのような構成での制御は前述の制御と 類似したものとなるであろう。言い換えると、センサ76と78との間の温度差 が大きくなると、ソレノイドバルブはオフにされる。差が少なくなると、ソレノ イドバルブは所定の地点で開きその後その開き具合が温度差に反比例し、センサ 76と78によって検出された温度が同一になったとき全開状態となる。Another configuration is to connect the output of differential amplifier 100 to the input of a buffer amplifier (not shown). In this case, the buffer amplifier is connected to a modulating, i.e. working coil. Solenoid valves where the flow of gas depends on the voltage or current applied to the valve. 38. A desirable example of a modulating valve is Australian Patent Application No. It is disclosed in PG 3749/84. Another example is the current-controlled bimechanical Tal modulating valves can also be used. Control in such a configuration is similar to the control described above. It will be similar. In other words, the temperature difference between sensors 76 and 78 When becomes large, the solenoid valve is turned off. When the difference decreases, the soleno The idle valve opens at a predetermined point, and the degree of opening is inversely proportional to the temperature difference. When the temperatures detected by 76 and 78 become the same, the fully open state is reached.

さらに他の構成として、第3のセンサ77を温水流出バイブ46に設けてもよい 。この場合、第3のセンサ77の機能は燃焼室48で反復的な燃焼動作が開始さ れた後センサ78から燃料供給装置22の制御を引き継ぐことである。In yet another configuration, a third sensor 77 may be provided on the hot water outflow vibe 46. . In this case, the function of the third sensor 77 is determined when a repetitive combustion operation is started in the combustion chamber 48. control of the fuel supply system 22 is taken over from the sensor 78.

センサ77は第9図の回路においてセンサ78に対して同様な関係を有するよう にすることができ、センサ78が一定の温度に達した後、またはセンサ77の水 温が所定レベルに達した場合、所定の期間経過後動作を開始するように構成され る。この複合的な構成は、入口側バイブ44に比較的近く位置するセンサ78が 迅速な応答を保Jし出口側バイブ46にあるセンサ77が反復的燃焼動作が開始 された場合の温度の能動的でかつ高速の調節を保証するという利点を有する。Sensor 77 has a similar relationship to sensor 78 in the circuit of FIG. after sensor 78 reaches a certain temperature, or after sensor 77 reaches a certain temperature. If the temperature reaches a predetermined level, it is configured to begin operation after a predetermined period of time. Ru. This composite configuration allows the sensor 78 located relatively close to the inlet side vibrator 44 to While maintaining a quick response, the sensor 77 on the exit side vibrator 46 starts the repetitive combustion operation. It has the advantage of ensuring active and fast regulation of the temperature when

センサ77はまた温度検出に用いて温度が検出されたとき燃料供給装置22への ガスの流れを止めるようにしてもよい。Sensor 77 is also used for temperature detection and provides a signal to fuel supply system 22 when temperature is detected. The flow of gas may be stopped.

第10図に示す回路は3個のセンサ76.77および78が用いられて制御機能 を行なうように構成されている。The circuit shown in Figure 10 uses three sensors 76, 77 and 78 for control functions. It is configured to do the following.

゛この構成では、差動増幅器100と比較器102は第9図の回路と同様にセン サ76と78に関して動作する。但し、この回路はバイアス抵抗器160を介し て24ボルトと12ボルトの電源の間に接続されたセンサ77を備えた第3のダ イオードを有している。第2の差動増幅器162はセンサ76と77に結合しダ イオード76と77における温度変化によって生じた抵抗器96と160におけ る電圧の変化に応答する。増幅器162の出力は比較器164の一方の入力に接 続される。比較器164の他方の入力はポテンショメータ106から接地された 直列分岐ライン107に接続される。このようにして、ポテンショメータ106 から比較器102と164に与えられる基準レベルは常に一定の割合となる。ポ テンショメータ106の調節によって、メインバーナが作動する時点が制御され 、したがって出力温度が制御される。比較器102と164の出力はダイオード 170と172との接続点168に接続される。゛In this configuration, the differential amplifier 100 and the comparator 102 are connected to the sensor as in the circuit of FIG. 76 and 78. However, this circuit is connected via bias resistor 160. A third dazzler with a sensor 77 connected between the 24 volt and 12 volt power supplies. It has an iode. A second differential amplifier 162 couples sensors 76 and 77 to in resistors 96 and 160 caused by temperature changes in diodes 76 and 77. responds to changes in voltage. The output of amplifier 162 is connected to one input of comparator 164. Continued. The other input of comparator 164 was grounded from potentiometer 106. It is connected to the serial branch line 107. In this way, potentiometer 106 The reference levels provided to comparators 102 and 164 from the above are always at a constant ratio. Po Adjustment of tensionometer 106 controls when the main burner is activated. , thus the output temperature is controlled. The outputs of comparators 102 and 164 are diodes. It is connected to a junction 168 between 170 and 172.

構成は比較器102と164の出力のいずれがより能動的であっても、そのダイ オードは順方向にバイアスされ接続点168での電圧を上昇させてトライアック 112の切換ゲルトを動作させるようになっている。基準ライン107における バイアス抵抗器174は選択されて、熱交換器4の長さ方向に一般的に直線的な 温度勾配を確立するのに充分なように湯沸かし器が差動した場合に比較器102 と164に対する基準入力における電圧がそれぞれセンサ78と77における温 度と同じ割合になるようにされる。たとえば、センサ78が熱交換器の長さの2 5%のところにある場合、比較器10゛2の基準となる電圧は0.25Vであり 、このときVは比較器164に与えられる電圧基準である。安定した状態の動作 が行なわれた場合にセンサ77を制御させるためには、トリム調整回路163が 調整されて増幅器1(10に対する基準入力を熱交換器4に沿った直線的な温度 勾配においてその対応のバルブよりたとえば工。The configuration is such that whichever output of comparator 102 or 164 is more active The ode is forward biased and increases the voltage at node 168 to create a triac. 112 switching gels are operated. At the reference line 107 Bias resistor 174 is selected to be generally linear along the length of heat exchanger 4. Comparator 102 if the water heater is differential enough to establish a temperature gradient. The voltage at the reference inputs for and 164 corresponds to the temperature at sensors 78 and 77, respectively. It is made to be in the same proportion as the degree. For example, if sensor 78 is When it is at 5%, the reference voltage of comparator 10゛2 is 0.25V. , where V is the voltage reference provided to comparator 164. Steady state operation In order to control the sensor 77 when the trim adjustment circuit 163 is The reference input to amplifier 1 (10) is adjusted to the linear temperature along heat exchanger 4. For example, in a gradient than its corresponding valve.

だけ少なくする。これによって、その比較器164が比較器102よりも通常は より能動的になり”センサ77が燃焼を制御することが保証される。熱交換器に 沿った温度勾配はポテンショメータ10fliを調節することにより効果的に変 化させることができこの結果、比較器102と164に対する基準入力にそれに 応じた変化を生じさせる。このコース調節によって、出口側バイブ46から流れ る水の温度が調整される。熱交換器に沿った温度上昇が所定の1次関数から外れ る場合、たとえば、センサ78が検出した水温が対応の1次関数より低い場合、 差動増幅器100は大きい出力を生じ所定レベルを達成するために比較器102 を駆動し接続点168の電圧を上昇させてダイオード172を逆方向にバイアス させそれによってトライアック122の制御がセンサ78から行なわれる。この 制御方法は湯沸かし器の作動開始時に、すなわち、冷水が入口側バイブ44を経 て熱交換器4内に流れ込んできた場合に適するものであることがわかる。only less. This causes comparator 164 to typically The sensor 77 becomes more active and ensures that the combustion is controlled by the heat exchanger. The temperature gradient along the line can be effectively varied by adjusting the potentiometer 10fli. As a result, the reference inputs to comparators 102 and 164 can be Make corresponding changes. By this course adjustment, the flow from the exit side vibrator 46 The temperature of the water is adjusted. Temperature rise along the heat exchanger deviates from a predetermined linear function For example, if the water temperature detected by sensor 78 is lower than the corresponding linear function, Differential amplifier 100 produces a large output and comparator 102 is used to achieve a predetermined level. to increase the voltage at node 168 and bias diode 172 in the reverse direction. The triac 122 is thereby controlled by the sensor 78. this The control method is performed when the water heater starts operating, that is, when cold water passes through the inlet side vibrator 44. It can be seen that this is suitable for the case where the heat exchanger 4 flows into the heat exchanger 4.

第10図に示す回路はさらに他の比較器176を含み、その一方式力は増幅器1 62の出力に接続され他方入力は抵抗器178と179によって決定されかつ所 定の上昇温度レベルに対応する基準レベルを有し、この所定の上昇温度レベルで は比較器176が比較102と164に優先し接続点168のレベルを下げてト ライアック122がトリガできないようにされる。これを達成するために、比較 器176の出力がダイオード180を経て接続点168に接続される。The circuit shown in FIG. 10 further includes another comparator 176 whose one output is connected to amplifier 1 62 and the other input is determined by resistors 178 and 179 and located at has a reference level corresponding to a given elevated temperature level, and at this given elevated temperature level comparator 176 overrides comparators 102 and 164 and lowers the level at node 168 to trigger Liac 122 is prevented from triggering. To achieve this, compare The output of device 176 is connected to node 168 via diode 180.

第10図に示す回路はさらに差動増幅器182を含み、その一方式力は時間遅れ としての機能を有する抵抗器184とキャパシタ186を介して接続点168に 接続される。The circuit shown in FIG. 10 further includes a differential amplifier 182 whose one side output is time-delayed. to the connection point 168 via a resistor 184 and a capacitor 186, which function as Connected.

このようにして、増幅器186の出力は接続点168のレベルに従うが、これは RC結合によって生じた所定の遅れの後に行なわれる。増幅器182の出力はト ライアック188のゲート電極に接続される。図示の回路では、トライアック1 88はたとえばファンとソレノイドバルブを主口火噴出口25に対して制御する リレーコイル190に回路を接続するために用いることができる。トライアック 188は、ガス経路におけるソレノイドバルブ38を主ガス噴出口24に対して 制御する接点を有するリレーコイル192に対して電力の供給を制御する。この ようにして、主噴出口24は主口火噴出口およびファンの駆動後所定の期間後に 動作を開始する。In this way, the output of amplifier 186 follows the level of node 168, which is This is done after a predetermined delay caused by RC coupling. The output of amplifier 182 is Connected to the gate electrode of RIAC 188. In the circuit shown, the triac 1 88 controls, for example, a fan and a solenoid valve for the main pilot nozzle 25. It can be used to connect a circuit to relay coil 190. triac 188 connects the solenoid valve 38 in the gas path to the main gas outlet 24. The supply of power is controlled to a relay coil 192 having a contact point to be controlled. this In this way, the main nozzle 24 is activated after a predetermined period of time after the main nozzle and the fan are driven. Start operation.

当業者にとっては多くの変更が可能であろう。たとえば、バーナ装置28を熱交 換器4の上部に配置して熱交換器内に下向きに燃焼させるようにしてもよい。こ の方法では、復水液が熱交換器4に沿って流れ燃焼ガスの露点で、またはその露 点を越えた点で起こり得る腐食性堆積物の積層を防ぐという利点がある。この構 成では、言うまでもなくセンサ76と78の位置を変更する必要があるであろう 。センサ78は出口側バイブ46に配備しセンサ76は熱交換器4の長さの上か ら25%の箇所に配置することができるであろう。他の方法としては、水流の方 向を逆にして冷水を上部から入れて温水を底部から出すようにすることができ、 このときセンサ36を再び冷水流入口に設はセンサ78を熱交換器4の下25% の箇所に設けることができる。Many modifications will be possible to those skilled in the art. For example, the burner device 28 can be It may be placed in the upper part of the heat exchanger 4 to cause the combustion to occur downward in the heat exchanger. child In the method described above, the condensate liquid flows along the heat exchanger 4 at or near the dew point of the combustion gas. This has the advantage of preventing the build-up of corrosive deposits that can occur beyond the point. This structure It will of course be necessary to change the positions of sensors 76 and 78 if . The sensor 78 is installed on the exit side vibe 46, and the sensor 76 is placed on the length of the heat exchanger 4. It could be placed in 25% of the locations. Another method is water flow. You can reverse the direction so that cold water enters from the top and hot water exits from the bottom. At this time, the sensor 36 is installed again at the cold water inlet, and the sensor 78 is placed 25% below the heat exchanger 4. It can be installed at the location.

第11図は本発明に従って構成された瞬間湯沸かし器の好ましい実施例の断面図 である。第1図の実施例に関して説明した部分と対応する部分には同一の参照番 号が用いられている。FIG. 11 is a cross-sectional view of a preferred embodiment of an instantaneous water heater constructed in accordance with the present invention. It is. Parts corresponding to those described with respect to the embodiment of FIG. 1 have the same reference numerals. The number is used.

第11図に示す構成では、熱交換器4は外側部分162の内部に配置された内側 部分160を有する。冷水流入口44は外側部分162の最下部の旋回部164 に接続される。移送部166は部分160と162の上部旋回部を接続する。温 湯出口バイブ46は内側部分160の最下部の旋回部に接続される。In the configuration shown in FIG. It has a portion 160. The cold water inlet 44 is connected to the lowermost pivot portion 164 of the outer portion 162. connected to. A transfer section 166 connects the upper turns of sections 160 and 162. warm The hot water outlet vibe 46 is connected to the lowermost pivot of the inner portion 160.

湯沸かし器は第1図の実施例に関して開示したベンチュリ部材と同様に機能する ベンチュリ部材54を含む。ガスと空気は第3図、第4図および第5図の燃料供 給装置22と同様な燃料供給装置(図示せず)によってベンチュリ部材54に供 給される。ベンチュリ部材54を経て供給されたガスと燃料は燃焼室48におい て急速に繰返される燃焼を起こし、拡散していく燃焼の生成物は熱交換器の内側 部分160およびその上端部に掛けられた端部プレート168に衝突する。その 結果、燃焼室48からの燃焼生成物の唯一の流通路は矢印172で示すように内 側部分160の内部とベンチュリ部材54のテーバ状の出口60との間の管状の ガス通路170だけとなる。湯沸かし器はその内周がテーバ状の出口60と係合 しその外周が熱交換器の外側部分162の内部側面と係合する環状の誘導面17 4を有する。誘導面174は燃焼生成物を通路170から熱交換器の内側および 外側部分160および162の間の環状通路176に導くのに役立つ。そこで燃 焼生成物は環状通路176を上昇して熱を熱交換器の内側および外側部分160 および162に伝達しそれによってそこに流れる水を加熱する。次に燃焼生成物 は矢印18(lで示すようにケース6と熱交換器の外側部分162の外部表面と の間のさらに他の環状通路178内に流れ込む。燃焼生成物はそこで下降し再び 熱を熱交換器の外側部分162に放出する。燃焼生成物は次に出口側通路16に 入り排気筒20を経て排出される。湯沸かし器には、通路176から通路178 に燃焼生成物を移動するのに役立つ環状の誘導面182が設けられている。The water heater functions similarly to the venturi member disclosed with respect to the embodiment of FIG. A venturi member 54 is included. Gas and air are the fuel supplies in Figures 3, 4 and 5. A fuel supply system (not shown) similar to supply system 22 supplies venturi member 54. be provided. The gas and fuel supplied through the venturi member 54 enter the combustion chamber 48. This causes rapid repeated combustion, and the products of the diffusing combustion are inside the heat exchanger. It impinges on section 160 and an end plate 168 hanging at its upper end. the As a result, the only flow path for the combustion products from combustion chamber 48 is internal, as shown by arrow 172. a tubular tube between the interior of side portion 160 and the tapered outlet 60 of venturi member 54; Only the gas passage 170 is left. The inner periphery of the water heater engages with the tapered outlet 60. an annular guide surface 17 whose outer periphery engages the inner side surface of the outer portion 162 of the heat exchanger; It has 4. A guide surface 174 directs combustion products from passageway 170 to the inside of the heat exchanger and It serves to guide an annular passageway 176 between outer portions 160 and 162. It was burned there. The calcined product ascends an annular passage 176 and transfers heat to the inner and outer portions 160 of the heat exchanger. and 162 thereby heating the water flowing thereto. Then the combustion products is the outer surface of the case 6 and the outer portion 162 of the heat exchanger as shown by arrow 18 (l). into a further annular passageway 178 between. The combustion products descend there and again The heat is released to the outer portion 162 of the heat exchanger. The combustion products then enter the outlet passage 16. The air enters the air and exits through the exhaust pipe 20. The water heater has passages 176 to 178. An annular guiding surface 182 is provided to assist in transporting combustion products.

図示の構成では、絶縁層184が外装部2の底部に設けられこの絶縁層が誘導面 174の下部表面と組合わさって下降方向の熱の損失を防ぐ。絶縁層184は金 属箔の層186で覆われて絶縁材料内に水が吸収されるのを防ぐ。同様に、ケー スの上部には金属箔190で覆われた絶縁材料の層188が設けられている。絶 縁層188はケースの上部を通る熱の損失を防止する。In the configuration shown, an insulating layer 184 is provided at the bottom of the exterior part 2 and this insulating layer is provided on the guiding surface. 174 to prevent heat loss in the downward direction. Insulating layer 184 is gold A layer 186 of metal foil is covered to prevent water from being absorbed into the insulating material. Similarly, case On top of the base is a layer 188 of insulating material covered with a metal foil 190. Absolutely Edge layer 188 prevents heat loss through the top of the case.

本発明の好ましい実施例では、熱交換器の内側および外側部分160および16 2の長さは約285mmでありこれらの2つの部分の内径はそれぞれ62mmお よび95mmである。これらの部分は好ましくは外径2Qmmの管で形成され各 々の長さ方向で約16個の旋回部を有している。In a preferred embodiment of the invention, the inner and outer portions 160 and 16 of the heat exchanger The length of 2 is approximately 285mm, and the inner diameter of these two parts is 62mm and 62mm, respectively. and 95mm. These parts are preferably formed of tubes with an outer diameter of 2 Qmm, and each Each length has approximately 16 turns.

テーパ状の出口60はその自由端で直径が50ないし60mmであり約200m mの長さを有している。環状の通路178の幅は約6ないし7mmでありその外 径は約224mmである。The tapered outlet 60 has a diameter of 50 to 60 mm at its free end and is about 200 m. It has a length of m. The width of the annular passageway 178 is approximately 6 to 7 mm; The diameter is approximately 224 mm.

第11図の実施例を制御する方法は第1図ないし第10図に関して説明した方法 と同様でよい。好ましい実施例ではしかしながら、出口44に接続されたサーミ スタ76から制御が行なわれるようにされ、サーミスタ78は不要なものとなっ ている。The method of controlling the embodiment of FIG. 11 is as described in connection with FIGS. 1 through 10. It may be the same as . In a preferred embodiment, however, a thermistor connected to outlet 44 Control is performed from the star 76, and the thermistor 78 becomes unnecessary. ing.

第12図は熱交換器4内に乱流を誘導するための他の構成を概略的に示す。この 構成では、ロッド70および阻流板68の代わりに、熱交換器4に組込まれ熱交 換器の上部からその長さのかなりの部分にわたって内部に挿入され出口側パイプ 46を形成する管の螺旋部分130が用いられている。この代わりに、阻流板を 用いてもよい。FIG. 12 schematically shows another arrangement for inducing turbulence in the heat exchanger 4. FIG. this In this configuration, instead of the rod 70 and the baffle plate 68, the heat exchanger is incorporated into the heat exchanger 4. The outlet pipe is inserted inside the converter from the top over a significant portion of its length. A helical portion 130 of tubing forming 46 is used. Instead of this, a baffle plate can be used. May be used.

第13図は管132の一部分が管の外側に旋回し熱交換器4とケース6の間の通 路10における乱流を促進するのに役立つ他の構成例を示している。FIG. 13 shows that a portion of the tube 132 is rotated to the outside of the tube to provide communication between the heat exchanger 4 and the case 6. 10 illustrates other configurations that help promote turbulence in channel 10.

第14図にはさらに他の構成が示され、ここでは、熱交換器4はその長さ方向に 沿って直径が一定しておらず熱交換器4および通路10における乱流を促進する のに役立つ多数の収縮部134が形成されている。Still another configuration is shown in FIG. 14, in which the heat exchanger 4 extends along its length. The diameter is not constant along the length, promoting turbulence in the heat exchanger 4 and the passages 10. A number of constrictions 134 are formed to help.

第15図は本発明のさらに他の例を示す。この構成では、ベンチュリ部月54は 円筒型のスリーブ140で囲まれ、そのスリーブの上部はベンチュリ部材のテー パ状の出口60と接続されその底部はフレア状の開口部56に接続されている。FIG. 15 shows still another example of the present invention. In this configuration, the venturi section 54 is It is surrounded by a cylindrical sleeve 140, and the upper part of the sleeve is connected to the tape of the venturi member. It is connected to a flared outlet 60 whose bottom is connected to a flared opening 56 .

シリンダ160とベンチュリ部材54との間の空間は絶縁材料142で充填され る。空間部144はシリンダ140と熱交換器4の内壁との間に残されている。The space between cylinder 160 and venturi member 54 is filled with insulating material 142. Ru. A space 144 is left between the cylinder 140 and the inner wall of the heat exchanger 4.

空間部144は室48内の律動的な燃焼と湯沸かし器の動作の効率に何らかの関 係があることがわかっている。燃焼室48で燃焼したガスの一部が矢印146で 示すように空間部144を通って下降するためであると考えられる。この空間部 内の加熱されたガスはコイルの下部を流れる水を加熱する。さらに、空間部14 4に流れるガスは燃焼室48内のガスの「共振状態」に好ましい影響を与え燃焼 室内の反復的な燃焼に信頼性を与えるのに役立つ。燃焼生成物の下降方向の流れ 146はトレイ52によって方向転換され通路10を下降しているガスと合流し て通路16を上昇する。The space 144 has something to do with the rhythmic combustion in the chamber 48 and the efficiency of the operation of the water heater. I know there is a connection. A portion of the gas burned in the combustion chamber 48 is indicated by an arrow 146. It is thought that this is because it descends through the space 144 as shown. this space The heated gas inside heats the water flowing below the coil. Furthermore, the space 14 The gas flowing into the combustion chamber 48 has a favorable influence on the "resonance state" of the gas in the combustion chamber 48, and the combustion Helps give reliability to indoor repetitive combustion. Downward flow of combustion products 146 is diverted by tray 52 and merges with the gas descending down passage 10. and ascend the passage 16.

第16図に示す構成は第13図に示す構成と以下の点を除いて同様である。すな わち、シリンダ140がより短くされ絶縁材142が除かれてベンチュリ部材5 4とシリンダ140の内壁の間に開いた部屋148が形成される。この部屋14 8は燃焼室48内のガスの反復的な燃焼に好ましい影響を与えることが明らかと なっている。The configuration shown in FIG. 16 is similar to the configuration shown in FIG. 13 except for the following points. sand That is, the cylinder 140 is made shorter and the insulating material 142 is removed so that the venturi member 5 4 and the inner wall of the cylinder 140 an open chamber 148 is formed. This room 14 It is clear that 8 has a favorable effect on the repeated combustion of gas in the combustion chamber 48. It has become.

第17図に示す構成はさらに他の例であり、この例では燃焼室48が第1図に示 すような熱交換器4の下部近くではなくむしろ熱交換器4の中央部付近に設けら れている。The configuration shown in FIG. 17 is yet another example, in which the combustion chamber 48 is shown in FIG. It is not provided near the bottom of the heat exchanger 4, but rather near the center of the heat exchanger 4. It is.

ベンチュリ54は管状部材150内に設けられ、管状部材150の下端部はトレ イ52に接続されている。燃料供給装置22は管状部材150内に延びた細長い 管状の部分152を有し主噴出口24は第3図の構成と同様にベンチュリ部材5 4に対するフレア状の入口の真下に設けられている・。燃焼室48内で燃焼が起 こると、燃焼生成物の大部分は空間部8内を通って上昇し燃焼生成物の少量の部 分は熱交換器4と管状部材150の間を下降し、熱交換器4の内部と管状部材1 50の間の領域で熱交換が行なわれる。燃焼生成物の下降方向の流れ146は方 向を転換して出口側通路16を上昇する。The venturi 54 is provided within the tubular member 150, and the lower end of the tubular member 150 is 52. Fuel supply device 22 is an elongate tube extending within tubular member 150. The main spout 24 has a tubular portion 152 and a venturi member 5 similar to the configuration shown in FIG. Provided directly below the flared inlet for 4. Combustion occurs within the combustion chamber 48. As a result, most of the combustion products rise through the space 8 and a small part of the combustion products The minute flows downward between the heat exchanger 4 and the tubular member 150, and the inside of the heat exchanger 4 Heat exchange takes place in the area between 50 and 50°C. The downward flow 146 of combustion products is Change direction and go up the exit side passage 16.

第18図は他の構成を示し、ここでは熱交換器4は図示のように互い違いになっ た旋回部40および41を有する文字AおよびBで示す1対のコイルで形成され ている。この構成では、コイルの一方を家庭用の給湯に用い他方を加熱板やスチ ームパイプ式の加熱システムのような加熱システムに用いることができる。加熱 システム用の水は再循環させることができこのようにして家庭用の給湯とは別の 回路に保つことができる。この構成では、バーナが点火しているとき水が少なく ともコイルの一方を流れているならコイルAおよびBの両方を加熱し、他方のコ イルが作動したとき燃焼室48内のガスの燃焼だけでなく隣りのコイルの導通に よって熱を受けるようにできる。このような構成は加熱システムに用いられるコ イルが動作状態にあり家庭用給湯装置が必要に応じて用いられる場合に特に有用 である。Figure 18 shows another configuration in which the heat exchangers 4 are staggered as shown. It is formed by a pair of coils designated by letters A and B with turned parts 40 and 41. ing. In this configuration, one side of the coil is used for domestic hot water supply and the other side is used for heating plates and It can be used in heating systems such as beam-pipe heating systems. heating The water for the system can be recirculated and thus separate from domestic hot water supply. Can be kept in the circuit. In this configuration, water is low when the burner is lit. If the current is flowing through one of the coils, both coils A and B will be heated, and the other coil will be heated. When the coil is activated, it not only burns the gas in the combustion chamber 48 but also conducts the adjacent coil. Therefore, it can receive heat. Such a configuration is suitable for the components used in heating systems. Particularly useful when the water heater is in operation and the domestic water heater is used as needed. It is.

そのような場合、給湯装置用のコイル内の水を既に加熱しておいて給湯を非常に 迅速に行なうようにすることができる。制御回路内の適切な切換操作により、家 庭用給湯装置用のコイルを加熱システム用のコイルよりも優先して用いることが できるようにできる。すなわち、温水が必要とされる場合、加熱システム用のコ イル内の流れを止めてそれによって給湯用コイルがガスの燃焼による熱を実質的 に全部取り入れるだけでなく隣接したコイルの導通による熱をも取り入れること ができる。In such cases, the water in the coil for the water heater is already heated and the hot water supply is very hot. It can be done quickly. By appropriate switching operations in the control circuit, Garden water heater coils may be used in preference to heating system coils. I can do it. That is, if hot water is required, the heating system The flow in the gas is stopped, thereby allowing the hot water coil to absorb virtually all of the heat from the combustion of the gas. In addition to taking in all of the heat from the conduction of adjacent coils, Can be done.

他の燃料、たとえば石油や炭じんなどを燃焼させてもよい。石油点火式の構成で は、ガスの代わりに石油を用いる。Other fuels, such as petroleum or coal dust, may also be burned. Oil-ignited configuration uses oil instead of gas.

本発明の精神と範囲内において当業者はさらに多くの応用例を案出できるであろ う。Many more applications may be devised by those skilled in the art within the spirit and scope of the invention. cormorant.

国際調査報告 A11+lεX To THE IIITERNATIOIIAL 5EARC HREPORT ONinternational search report A11+lεX To THE IIITERNATIOIIAL 5EARC HREPORT ON

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.燃料燃焼型湯沸し器であって、 冷水流入口と温水流出口を有する配水管を備えた中空の熱交換器、前記熱交換器 の内部に燃料と空気を供給する燃料供給手段、および熱交換器の内部で前記燃料 の点火を高速に繰返して行なうための手段を備えた湯沸かし器。1. A fuel-burning water heater, Hollow heat exchanger with water pipes having a cold water inlet and a hot water outlet, said heat exchanger a fuel supply means for supplying fuel and air inside the heat exchanger; and a fuel supply means for supplying fuel and air inside the heat exchanger; A water heater equipped with a means for repeatedly igniting water at high speed. 2.請求の範囲第1項で請求した湯沸かし器であって、配管は螺旋状に巻かれて 熱交換器を形成する管を含む湯沸かし器。2. A water heater claimed in claim 1, wherein the piping is spirally wound. A water heater containing tubes forming a heat exchanger. 3.請求の範囲第2項で請求した湯沸かし器であって、熱交換器は細長い中空の 円筒の形状を有する湯沸かし器。3. The water heater claimed in claim 2, wherein the heat exchanger is an elongated hollow body. A water heater with a cylindrical shape. 4.請求の範囲第2項で請求した湯沸かし器であって、熱交換器には内側部分と 外側部分が形成され、これらの部分は一般に形状が円筒型であり、内側部分は外 側部分の内部に配置され、燃料の燃焼が熱交換器の内側部分の中で行なわれ燃焼 生成物が熱交換器の内側部分と外側部分の間の環状の隙間を通るようにされた湯 沸し器。4. The water heater claimed in claim 2, wherein the heat exchanger includes an inner part and a heat exchanger. outer parts are formed, these parts are generally cylindrical in shape, and inner parts are formed by outer parts. The combustion of the fuel takes place within the inner part of the heat exchanger. hot water in which the product is forced to pass through an annular gap between the inner and outer parts of the heat exchanger Boiler. 5.請求の範囲第4項に請求した湯沸かし器であって、前記高速に繰返す点火を 起こすための手段はベンチュリ部材を含み、このベンチュリ部材は熱交換器の内 側部分の内部に開いた出口を有し、導通サイクルの間燃料と空気を内側部分内に 送り込み、燃焼サイクルにおける空気と燃料の点火の後ベンチュリ部材を通る流 れを実質的に止めるように動作する湯沸かし器。5. The water heater claimed in claim 4, wherein the ignition is repeated at high speed. The means for raising includes a venturi member, the venturi member being within the heat exchanger. Has an outlet opening inside the side part to allow fuel and air into the inside part during the conduction cycle. Pumping, flow through the venturi member after ignition of air and fuel in the combustion cycle A water heater that operates to virtually stop the water from flowing. 6.請求の範囲第5項で請求した湯沸かし器であって、前記燃料供給手段は主供 給口とベンチュリ部材に空気を供給するためのファンを有し、ベンチュリ部材か ら排出されるまで空気と燃料が実質的に混合されないような構成になっている湯 沸かし器。6. The water heater claimed in claim 5, wherein the fuel supply means is a main fuel supply device. It has a fan for supplying air to the inlet and the venturi member, and the venturi member A hot water tank constructed in such a way that there is no substantial mixing of air and fuel until the air and fuel are discharged. Boiler. 7.請求の範囲第6項で請求した湯沸かし器であって、熱交換器の内側部分の内 部で燃料と空気を点火するための口火噴出口を含む湯沸かし器。7. The water heater claimed in claim 6, wherein the inner part of the heat exchanger is A water heater containing a pilot spout for igniting fuel and air in the water heater. 8.請求の範囲第7項で請求した湯沸かし器であって、口火噴出口が熱交換器の 一部分の温度を所定レベルよりも高温に保つように動作する湯沸かし器。8. The water heater claimed in claim 7, wherein the pilot nozzle is a heat exchanger. A water heater that operates to maintain a portion of the temperature above a predetermined level. 9.請求の範囲第1項で請求した湯沸かし器であって、冷水流入口においてまた はその付近で配管と熱的に伝導している第1の温度検出部と温水流出口において またはその付近で配管と熱的に伝導している第2の温度検出部を有する温度制御 手段、および前記検出部の出力を比較して第2の検出部と第1の検出部との温度 差が所定の数値より少ない場合に燃料供給手段が燃焼のために燃料と空気を供給 し温度差が前記所定の数値より大きい場合燃料供給手段が燃焼のための燃料と空 気を供給しないようにしている手段を含む湯沸かし器。9. The water heater claimed in claim 1, which also has a cooling water inlet at the cold water inlet. is at the first temperature detection part and the hot water outlet, which are thermally conductive with the piping in the vicinity. or a temperature control having a second temperature detection part that is thermally conductive with the piping in the vicinity thereof means, and the temperature of the second detection section and the first detection section is determined by comparing the outputs of the detection section. If the difference is less than a predetermined value, the fuel supply means supplies fuel and air for combustion. If the temperature difference is greater than the predetermined value, the fuel supply means will supply fuel and air for combustion. A water heater containing means for preventing the supply of air. 10.請求の範囲第9項で請求した湯沸かし器であって、口火噴出口を含み、こ の口火噴出口は配管内に水が流れていないとき第2の温度検出部を比較的高温に 保ち第2と第1の温度検出部の温度差を配管内に水が流れていないときに前記数 値より大きくし、冷水が配管に流れ込んだとき、第2の温度検出部の温度が下が って制御手段が熱交換器内の燃焼を行なうようにした湯沸かし器。10. A water heater as claimed in claim 9, which includes a pilot spout and which When no water is flowing in the pipe, the pilot nozzle sets the second temperature detection part to a relatively high temperature. Maintain the temperature difference between the second and first temperature detection parts by the above number when no water is flowing in the pipe. When the cold water flows into the pipe, the temperature of the second temperature detection part will drop. A water heater in which the control means causes combustion within the heat exchanger. 11.熱交換器と燃料バーナを有する瞬間湯沸かし器を制御するための方法であ って、熱交換器内に水の流れがないときに熱交換器の温度を第1の所定レベルに 保つステップ、熱交換器の温度を検出するステップ、および比較的冷たい水が熱 交換器に流れ込んだ結果検出温度が所定レベルより下がったときに燃料バーナを 駆動するステップを含む方法。11. A method for controlling an instantaneous water heater with a heat exchanger and a fuel burner. , the temperature of the heat exchanger is brought to a first predetermined level when there is no water flow within the heat exchanger. a step of keeping the temperature of the heat exchanger, and a step of detecting the temperature of the heat exchanger, and The fuel burner is turned off when the detected temperature as a result of flowing into the exchanger falls below a predetermined level. A method including the step of driving. 12.請求の範囲第11項に請求した方法であって、温度Aと温度Bの間の温度 差に関する制御信号を発生するステップ、ここで温度Aは冷水流入口に入ってく る水の温度であり温度Bは温水流出口を出る湯の温度または冷水流入口と温水流 出口の間の配水管の1地点における温度であり、および前記制御信号に従ってバ ーナヘの燃料の流れを制御するステップを含む方法。12. The method claimed in claim 11, comprising: a temperature between temperature A and temperature B; generating a control signal for the difference, where temperature A enters the cold water inlet; Temperature B is the temperature of the hot water leaving the hot water outlet or the temperature of the hot water leaving the hot water inlet and the hot water flow. temperature at one point of the water pipe between the outlets and the temperature at one point of the water pipe between the outlets and A method comprising the steps of controlling fuel flow in a nahe. 13.請求の範囲第12項で請求した方法であって、前記制御信号(以下第1の 制御信号と呼ぶ)はガスの流れを口火に導くために用いられ、前記方法は温度A と温度Cとの間の温度差に関する第2の制御信号を発生するステップを含み、こ こで温度Cは温水流出口を出る水温であり温度Bは前記冷水流入口の比較的近く で検出され、さらに前記第2の信号に従って前記口火の点火後バーナヘの主要な 燃料の流れを制御するステップを含む方法。13. The method claimed in claim 12, wherein the control signal (hereinafter the first control signal) is used to direct the flow of gas to the pilot flame, and the method is carried out at a temperature A generating a second control signal relating to the temperature difference between C and C; Here, temperature C is the temperature of water leaving the hot water outlet, and temperature B is relatively close to the cold water inlet. is detected, and furthermore, according to the second signal, the main signal to the burner after ignition of the starter is detected. A method comprising controlling the flow of fuel. 14.請求の範囲第13項に請求した方法であって、温度Bは冷水流入口から熱 交換器に沿った所定の距離の地点で、たとえば熱交換器の全長の4分の1の地点 で検出されそれによって前記温度差が冷水流入口の水温と温水流出口の水温との 温度差の数値とほぼ同一になるようにしている方法。14. 13. The method claimed in claim 13, wherein the temperature B is a heat source from a cold water inlet A point at a predetermined distance along the exchanger, e.g. one quarter of the total length of the heat exchanger The difference in temperature between the water temperature at the cold water inlet and the water temperature at the hot water outlet is detected. This method ensures that the numerical value is almost the same as the temperature difference.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010203682A (en) * 2009-03-03 2010-09-16 Paloma Ind Ltd Pulse combustor and instantaneous water heater
JP2013100983A (en) * 2013-01-16 2013-05-23 Paloma Co Ltd Pulse combustor and instantaneous water heater

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