JPS63176954A - 温水ボイラ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は温水ボイラに関するものである。

（従来の技術およびその問題点） 例えば第２図（ａ）に示すように、タンクａ内に熱交換
器すを設けて、対流により水温を上昇させるようにした
従来の温水ボイラでは、運転スタート時はタンクａ内の
温度差は大きいが、温度上昇に伴い、その差は次第に無
くなる。従ってガスバーナＣの排気ガスの温度を、タン
クａ内の使用温水温度よりも低下させることは理論上不
可能である。

この為、排気温度は例えば約２００℃〜３００℃となっ
てしまい、熱効率は約９０％が上限とされている。かか
る熱効率を向上させるべく、例えば第２図（ｂ）に示す
ように、タンクａと別体に排気ガスの潜熱回収用熱交鋳
器ｄを設置したものもあるが、かかる構成では熱交換器
ｄと共に、回収された熱による給水加熱管ｅも別体とし
て必要であるため、小型化を図るのが難かしいという問
題点がある。

本発明はこれらの問題点を解決すると共に、必要湯量に
応じた運転制御を良好に行なえるようにすることを目的
とするものである。

（問題点を解決するための手段） 第１の熱交換器２を設けて第１の対流域Ｕを構成すると
共に、該第１の熱交換器２から所定距離隔てた下部に仕
切３を介して第２の熱交換器を設けて第２の対流域りと
、その上方の中間域Ｍを構成し、前記第２の対流域りの
対流水の流出側から前記第１の対流域Ｕに、前記中間域
Ｍとは仕切られた対流水流出経路５を構成すると共に、
該第２の対流域りの対流水の流入側ｉに前記中間域Ｍと
の連通部６を構成し、またバーナ７から前記第１の熱交
換器２に至り、そして該第１の熱交換器２から前記対流
水流出経路５を経て前記第２の熱交換器４に至ると共に
、該第２の熱交換器４から前記流入側ｉを経てボイラタ
ンク１外に至る排気熱交換経路８を構成し、前記ボイラ
タンク１の上部に出湯口９及び前記流入側ｉの適所に給
水口１０を設けると共に、前記中間域Ｍの適所に制御用
温度センサ１１を設置したものである。

（作　用） 以上の構成に於いて、バーナ７からの高温の排気ガスは
、排気熱交換経路８を通って、まず第１の熱交換器２に
至り、ここでタンク１内の水と熱交換する。かかる熱交
換により加温された水は上昇して、第１の対流域Ｕに図
中の矢印で示すような高温対流が形成され、こうしてこ
の第１の対流域Ｕ内の湯温が上昇していく。

次に、第１の熱交換器２に於いて放熱して温度の低下し
た排気ガスは、続いて排気熱交換経路８を通って、前記
対流水流出経路５を経て第２の熱交換器４に至り、ここ
で熱交換した後、排気口１２からタンク１外に排気され
る。第２の熱交換器４により加温された第２の対流域り
内の水は図中の矢印で示すように対流水流出経路５を経
て、第１の対流域Ｕ内に流出すると共に、中間域Ｍ内下
部の水が連通部６から第２の対流域り内に流入し、こう
して低温対流が形成されて排気ガスの熱量を回収する。

このように第２の対流域り内の水が、中間域Ｍとは仕切
られた対流水流出経路５を経て第１の対流域Ｕ内に流出
すると共に、中間域Ｍ内下部の水が連通部６から第２の
対流域り内に流入するので、中間域Ｍ内の水は、上部か
ら下部へ、湯と水の境界層を保持しつつ下降しながら次
第に沸き上がっていく。従って、この中間域Ｍ内の水の
温度分布により、沸き上り湯量を知ることができ、該中
間域Ｍの適所に制御用温度センサ１１を設置することに
より、必要湯量に応じた運転制御を良好に行なうことが
できる。

しかして、タンク１の上部の出湯口９から湯を取り出し
て使用すると、流出した湯の分量の冷水が給水口１０か
らタンク１内に流入する。給水口１０は第２の対流域り
の流入側ｉの適所に設けているので、流入した冷水は第
２の対流域り内に供給され、この第２の対流域り内を低
温度にするので、前述した通り第１の熱交換器２に於い
て放熱して温度が低下した排気ガスでも、第２の熱交換
器４に於いて効率的に熱交換することができる。

こうして第２の熱交換器４に於いて排気ガスの温度を露
点温度以下に低下させることが可能となり、排気ガス中
の顕熱のみならず潜熱をも水に回収し、以って１００％
近い熱効率を得ることが出来るのである。

（実施例） 図示の実施例に於いて、給水口１０は、第２の対流域り
の流入側ｉに於いて、該第２の対流域りの外側に構成し
ているが、場合によっては内側に構成したり、複数個所
に構成することもできる。

また第２の熱交換器４は、排気ガスの流通方向を、冷水
の流入方向と対向するように構成しており、このように
排気ガスが排気口１２方向に移動する程、より低温の水
と熱交換する構成とすることにより、熱交換を効率的に
行なうことができる。また対流水流出経路５には、図示
例に於いては、ポンプ１３を設けた経路５ａと連通部１
４とを設けているが、該対流水流出経路５の構成は適宜
である。次に、制御用温度センサ１１は、図示例に於い
ては、中間域Ｍの高さ方向に複数設置している。

前述した通り、中間域Ｍ内の水は、上部から下部へ、湯
と水の境界層を保持しつつ下降しながら次第に沸き上っ
ていくので、これら複数の温度センサ１１ａ＋　１　ｌ
ｂ＋　１１ｃを必要湯量に応じて選択し、即ち必要湯量
が多い場合には、より下側の温度センサを、逆に必要湯
量が少ない場合にはより上側の温度センサを選択して運
転制御を行なうことにより、必要湯量に良好に相応した
運転制御を行なうことができる。尚、第２の対流域りを
構成する仕切３や対流水流出経路５の仕切３′の具体的
構成や、連通部６等の具体的構成は、前述した作用を奏
する限りは適宜である。更に図に示す実施例に於いて、
符号１５は暖房または給湯用の還り管であるが、この還
り管１５は用途に応じて適宜に構成するものである。

（発明の効果） 本発明は、以上の通すボイラタンク内の上下に、中間域
を隔てて、温度レベルの異なる対流域を人為的に構成し
て夫々に熱交換器を設けると共に、排気ガスを通す排気
熱交換経路を、温度レベルの高い上部対流域の熱交換器
から温度レベルの低い下部対流域に至るように構成した
ので、排気ガス中の熱量を、顕熱のみならず潜熱をも回
収することができ、以って１００％近い熱効率を得るこ
とができると共に、前記温度レベルの異なる対流域を、
ボイラタンク内に一体に構成したので、容易に小型化を
図れるという効果がある。殊に本発明は、前述した通り
上下の対流域間に、上部から下部へ、湯と水の境界層を
保持しつつ下降しながら次第に沸き上がっていく、中間
域を構成して、この中間域に制御用温度センサを設置し
たので、必要湯量に応じた運転制御を容易に、良好に行
なうことができ、この点からも熱効率の向上を図れると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成及び作用を示す模式的説明図であ
り、また第２図（ａ）、　（ｂ）は従来例の模式的説明
図である。 符号１・・・ボイラタンク、２・・・第１の熱交換器、
３．３′・・・仕切、４・・・第２の熱交換器、５，５
ａ・・・対流水流出経路、６・・・連通部、７・・・バ
ーナ、８排気口、１３・・・ポンプ、１４・・・連通部
、１５・・・還り管、Ｕ・・・第１の対流域、Ｍ・・・
中間域、Ｌ・・・第２の対流域、ｉ・・・流入側。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ボイラタンク内の上部に第１の熱交換器を設けて
   第１の対流域を構成すると共に、該第１の熱交換器から
   所定距離隔てた下部に仕切を介して第２の熱交換器を設
   けて第２の対流域と、その上方の中間域を構成し、前記
   第２の対流域の対流水の流出側から前記第１の対流域に
   、前記中間域とは仕切られた対流水流出経路を構成する
   と共に、該第２の対流域の対流水の流入側に前記中間域
   との連通部を構成し、またバーナから前記第１の熱交換
   器に至り、そして該第１の熱交換器から前記対流水流出
   経路を経て前記第２の熱交換器に至ると共に、該第２の
   熱交換器から前記流入側を経てボイラタンク外に至る排
   気熱交換経路を構成し、前記ボイラタンクの上部に出湯
   口及び前記流入側の適所に給水口を設けると共に、前記
   中間域の適所に制御用温度センサを設置したことを特徴
   とする温水ボイラ。
2. （２）制御用温度センサは、中間域の高さ方向に複数設
   置したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の温
   水ボイラ。