JPS624832Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、液膜式熱交換器を具備した給湯装
置に係る。

従来の直接接触形熱交換器を具備した給湯装置
は立型筒状の筐体と、この筐体内上部に配設され
た加熱すべき水を供給するノズルと下部に配設さ
れた高温の燃焼ガスを発生させる燃焼器と、さら
に上記これらの中間に、上記ノズルから供給され
た水と上記燃焼ガスとの熱交換を行なわせる熱交
換器とによつて構成されている。

このように構成された従来の直接接触形液体加
熱装置を作動させた時、上記したように給水ノズ
ルから、上記した熱交換器に向けて加熱すべき水
を噴射させ、他方下部におかれた燃焼器により発
生させた燃焼ガスを熱交換器に向けて上昇させて
この熱交換器において、上記水と、燃焼ガスとを
向流的に熱交換させ、目的とする水の加熱が行な
われた。

このように構成された従来の直接接触形液体加
熱装置においては、燃焼ガスの上昇気流中に熱交
換器を介在させているため、これが燃焼ガスの通
流に対し大きな抵抗となるので、燃焼は不完全に
なる。これを解決するために燃焼器に送風機によ
つて、強制的に送風して、完全燃焼を得ている。

上述したように従来の直接接触形熱交換器を具
備した給湯装置では熱交換器や送風機を必要とし
たため、筐体は、大形となるのみならず、複雑な
構成により、操作の不便、故障がおこりやすい等
の欠陥があつた。

この考案は、上記した従来の給湯装置の欠点を
解消するものとしてなされたものである。すなわ
ち筒形に形成された筐体において、筐体上部に給
水装置を設け、筐体下部に燃焼器を設置し、これ
ら給水装置と燃焼器の間に、小リングをつなぎ合
わせて面状に形成した液膜形成体を設け、この液
膜形成体の表面において、上記給水装置から供給
された水が形成する液膜と上記燃焼器で発生した
燃焼ガスが、向流的に接触することにより、燃焼
ガスと水との接触面積と接触時間を増し熱伝達を
向上させたものである。

上記したように本考案に使用する液膜形成体の
他の特長は、供給水量が極めて少量となつて水膜
が形成されない事態が生じても液膜形成体が変形
しないことであつて、従来使用されている平板状
の液膜形成体がいわゆる空だき状態になつたとき
変形し、破損に至るような事態が防止されてい
る。

以下に本考案に係る一実施例を第１図、第２図
の図面によつて説明する。第１図において１は本
考案に係る筒状筐体の本体であり、この本体１の
上部には水供給系（図示せず）に接続された複数
の互いに平行におかれたパイプ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ
が設けられており、これらのパイプ３Ａ，３Ｂ，
３Ｃは、ほぼ垂直下方に向けてあけられた直径１
mm前後の小孔で成る小孔群２Ａ，２Ｂ，２Ｃを
各々有し、小孔は液膜形成体５Ａ，５Ｂ，５Ｃの
幅１cmあたりに１ケ程度の割合に設けられてい
る。本体１の壁面に最も近いパイプ３Ａおよび３
Ｃには、それら小孔群のほかに斜め下方に向けて
開口しパイプ３Ａ，３Ｃの軸方向に一線上に並ぶ
複数の小孔群４Ａ，４Ｃを有する。パイプ３Ａ，
３Ｂ，３Ｃが有する小孔群２Ａ，２Ｂ，２Ｃの下
方に近接して小リング１３（円形あるいは概略楕
円形で径数mm程度の大きさのもの）を面状につな
ぎ合せた液膜形成体５Ａ，５Ｂ，５Ｃが吊下さ
れ、その下端は、貯湯部８に達している。さらに
貯湯部８の底板は、燃焼器６の直上にあり、貯湯
部８に貯えられた水を加熱できる。また、小孔群
４Ａ，４Ｃから流出し、本体１の内壁を伝つて流
下する水１２は、本体１の内壁に沿つて設けられ
た、貯湯部９に貯えられ、燃焼器６の本体１の壁
に向かう熱量をとらえて加熱される。このように
貯湯部８，９に貯えられた加熱された湯体は、貯
湯部８，９に連通して設けられた取出し口（図示
しない）を経て外部へ導かれる。なお、燃焼器６
から発生した燃焼ガス１０は貯湯部８の間のガス
通路１４を上昇し、液膜形成体５Ａ，５Ｂ，５Ｃ
および本体１の壁面のなす間隙を上昇し、液膜形
成体５Ａ，５Ｂ，５Ｃ上の降下水膜と対向流をな
しつゝ本体１最上部の排気口１１から大気中へ排
出される。

上記したように構成された本考案に係る給湯装
置は、次のとおり作用する。

水供給系から本体上部のパイプ３Ａ，３Ｂ，３
Ｃに導入された水は、パイプ３Ａ，３Ｂ，３Ｃに
設けられた小孔群２Ａ，２Ｂ，２Ｃから液膜形成
体５Ａ，５Ｂ，５Ｃ上に流出される。流出された
水は液膜形成体５Ａ，５Ｂ，５Ｃ上を流下する。
液膜形成体５Ａ，５Ｂ，５Ｃは小リング１３で構
成され、小リング１３は、各々４ケ所で隣接した
小リング１３に接しているため、それぞれの小リ
ング１３に達した水は、下方と左右方向へ流れを
変える。このことは連続している小リング１３の
各各で生じる為、水は液膜形成体５Ａ，５Ｂ，５
Ｃ上で一様に広がり、従来の平板形液膜形成体に
みられるような流体流れのかたよりは生じない。
また小リング１３によつて構成されている液膜形
成体５Ａ，５Ｂ，５Ｃは、三次元的に凸凹がある
ので上昇していく燃焼ガスの乱流度合を増加させ
接触面積を増し、熱伝達を向上させる。水の流量
が少ない時は、小リング１３の表面のみを水が流
れる為、液膜形成体５Ａ，５Ｂ，５Ｃに空間がで
きそこを燃焼ガスが通過するので、燃焼ガス１０
の滞留時間と通路長さが増し、効率が増加する。
また液膜形成体５Ａ，５Ｂ，５Ｃの一部に液体が
流れなかつたとしても、その部分の小リングの変
形（膨張）でとどまり他に影響をおよぼさない。
一方、本体壁面に最も近いパイプ３Ａ，３Ｃの下
方斜めに穿設された小孔群４Ａ，４Ｃから流出さ
れた水１２は壁面に達した後そこに沿つて下降し
本体壁面と燃焼ガス両方から加熱される。本体壁
面はこれにより冷却され大気への放熱損失は減少
する。加熱された水は貯湯部８にたまり、そこ
で、燃焼器６から発生した燃焼ガス１０の対流と
ふく射によつてはこばれる燃焼ガス１０の熱量で
加熱された後、外部へ導かれる。燃焼ガス１０は
これに対し、水を加熱した後、排気口１１から大
気へ放出される。

本考案に係る給湯装置の効果は、要約すると次
のとおりである。

(1) 給湯装置の中心を占める液膜形成体が、小リ
ングをつなぎ合せて面状とした構造の為、凸凹
の三次元構造となり、従来の平板による液膜形
成体より、燃焼ガスの乱流度合を増加させ、接
触面積もふえ熱伝達が向上し、効率が上昇す
る。

(2) 少流量時には、液膜形成体を横断する燃焼ガ
スが存在する為燃焼ガス滞留時間と通路長が増
し伝熱量がふえ効率が向上する。

(3) 流量の急激な減少で、水の存在しない部分が
液膜形成体にできても、変形はその部分の小リ
ングの膨張にとどまり、液膜形成体が変形を生
じ装置運転に支障をきたすことはおこらない。

(4) 本体側壁に沿つて下降する水が存在する為、
本体の温度を下げ、大気への放熱損失が極めて
少ない。

(5) 貯湯部でも燃焼ガスによる加熱が行なわれる
ので効率的に加熱できる。

(6) 燃焼および流体移動においてとりたてて昇
圧・送風装置が必要とならないため本体筐体を
小形化でき安価となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案に係る給湯装置の一実施例
を示す断面図、第２図は、第１図に係る液膜形成
体を拡大して示した斜視図である。 １……本体、２Ａ，２Ｂ，２Ｃ……小孔群、３
Ａ，３Ｂ，３，……パイプ、５Ａ，５Ｂ，５Ｃ…
…液膜形成体、６……燃焼器、８，９……貯湯
部、１３……小リング。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 上部に排気口が設けられ、内部を加熱ガスが上
   昇する筒状筐体と、この筐体内上部に配設された
   給水機構と、この給水機構に穿設された複数の小
   孔と、前記筐体下部に設けられ中間にガス通路が
   形成された貯湯部と、この貯湯部に下端部が配置
   され、かつ前記小孔に上端部が近接して吊下され
   た複数の小リングを連結して面状に形成した液膜
   形成体と、前記貯湯部の下方に設けられた加熱源
   とを具備したことを特徴とする給湯装置。