JPS63254350A - ガス空間加熱ユニツト及び住居その他を加熱する方法 - 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〕 本発明は一般に空間及び水の加熱ユニットに係り、特に
ガス−空気混合物により作動するタイプの、熱及び熱水
需要に応する放射型バーナ即ち反応器の有利な利用に係
る。

〔従来の技術〕

住居内部の温度を快適な温度まで上昇させるために、熱
源としてガス−空気混合物でバーナを作動させそして住
居に入って来る空気を該バーナと熱交換させることが通
例であり、これはすべて米国特許第４２６１３２６号に
記載されている。この先行装置の効率は、主として該”
ガスバーナ”の効率により決定されるが、これは特に注
目に値する程ではない、同じ燃料、即ちガス−空気混合
物を使用しても、バーナの”開放”焔を含む燃焼工程等
でなくすると、加熱されるため送られた空気への熱交換
効率を大巾に増大することができ、しかも熱水の需要を
も満足しかつ多くの他の顕著な利益の得られることを発
見した。

〔発明が解決しようとする問題点〕

広く云えば本発明の目的は先行技術に伴う上記その他の
不利益を打破して、効率良く作動するガス空間ヒータを
提供するにある。特に、熱源として開放焔をもったガス
供給バーナの非効率を回避して、例えば米国特許第３２
１７７０１号のヒータのごとき、ガスー供給放射形ヒー
タの使用を提供するを目的とする。この改善を達成する
ため、該ヒータは先ず水の加熱に使用しこれが次に該空
気を加熱するときは、この二段熱交換にも拘らず、該空
間内部ヒータの効率は開放焔バーナを用いる空間ヒータ
を越える顕著な改善となる。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の目的及び利益を与える住居等用のガス空間加熱
装置は、円筒形のガス燃焼装置の形をした所謂放射形バ
ーナ、送風機及び熱交換のため貫流する水の閉回路の大
きい３構成部を含む０以上に加えて、該円筒形ガス燃焼
装置を取り囲んで配設しこの装置の熱を流れている水に
伝達するための、上記閉回路中の第１コイル部分がある
。第２コイル部分は上記閉囲路中上記第１コイル部分の
下流に位置しかつ該送風機から出てくる空気の径路内に
配設される。このように、予め加熱された水から、該居
住空間中へ入ってくる空気へ向っている該送風機からの
出てくる空気への熱伝達がある。

〔実施例〕

本発明の上記簡単な記載並びにその他の目的、特徴及び
利点を、本発明に係る限定されない実施例について図面
を参照しながら一層詳細に説明しよう０例えば１９６５
年１１月１６日“放射形ヒータ”について発行された米
国特許第３２１７７Ｄ１号により、そしてこの特許はそ
の全体を参照としてここに具体化されるが、居住家屋そ
の他の構造物を加熱するため、水その他の流れている流
体との熱交換に利用できる理想的熱源は所謂、該参照特
許内に記載されかつ図示されている、所謂燃焼要素（装
置）であることは周知である。特に、上記参照特許のｌ
欄９−２０行に記載されたごとく、多孔性燃焼要素の製
造技術及び使用法を開示するかなりの特許文献がある。

かくして、次に上記参照特許の４欄、７−１５行には最
適熱源は上記多孔性燃焼要素であり、これは実際におい
ては上記要素の多孔性の壁を圧力により押し通される可
燃性ガスによって作動する。その結果、該要素の外周表
面又はその付近に燃焼反応を維持し、これは該外表面層
を白熱とする。

同様に上記米国特許第３２１７７０１号の４欄、６３−
６７行には、該参照する燃焼操作形燃焼要素では、それ
から対流熱の形のまた同様に該燃焼要素の白熱外表面層
から放射している直接熱放射の形の適当なエネルギを保
有する熱排気ガスの形の出力があるとの記載がある。

以上の理解のもとに、参照する米国特許第３２１７７０
１号の燃焼要素を使用する高効率のガス燃料空間加熱ユ
ニットを提供することは、この理解を発明として貢献す
るものである。なお特に、第１図を参照して、米国特許
第３２１７７０１号の燃焼要素は発明的組合せの中で使
用されかつ（１０）で示されかつ可燃性ガス−空気源と
連通されるであろう、この可燃性ガス−空気源は矢印（
１２）により指示されるごとく圧力下で燃焼装置（１０
）の中、へそしてその壁構造の多孔を通って押込まれる
ので該燃焼装置は個々に及び集合的に（１４）の矢印で
示す如く放射状にそれから放射する。

理解したごとくかつ参照米国特許第３２１７７０１号に
詳細に記載されたごとく、該燃焼要素（１０）の作用は
、該燃焼ガス（１２）を着火しようとするものであり、
その結果として該要素（１０）の表面の周辺又は付近に
、白熱として現われる、燃焼反応が生ずる。その結果、
放射状に流れている排気ガス（１４）は、高温度となり
従って付近にある任意の流体への熱伝達を効率よく行う
のに大いに望ましい、加えて、装置（１０）の白熱表面
により発生する熱は付近の流体及び／又は熱交換表面へ
の任意の熱伝達用とし′て有効な放射熱源である。

よって本発明によれば、一般に（１６）で示す閉導管回
路が提供され、それを通って水がポンプ（１８）によっ
て循環される。ポンプ（１８）により生ずる流れの方向
、即ち（２０）、にこの閉導電回路（１６）は一般に（
２２）で示される第１コイル部分を有し、これは個々に
及び集合的に（２４）で示されるヘリカルコイルとより
成り、これらは、第１図に明瞭に図示するごと（、個々
に及び集合的に（２６）で示される点で、相互に重なり
合って配列され、かつ円筒形状の燃焼装置（１０）の縦
軸に沿って重畳の関係にある。結果として、コイル（２
２）を通って循環される水は、コイル（２２）を構成し
ているヘリカルコイル（２４）を通って流しるとき、該
燃焼装置（１０）の全長に対して熱交換の状態にある。

特に、燃焼装置（反応器）　　（１０）から発生する熱
ガスはコイル（２２）のヘリカルコイル（２４）のすべ
ての周りを通過する。これらの熱ガスは残存している熱
を対流によって伝達しかつコイル（２２）の形状及びそ
れに添付した延長表面により生じた主としてヘリカル運
動の乱流パターンによってコイル（２２）と接触する。

コイル（２２）の底部中心に位置する栓（１００）は咳
乱流に貢献しかつ該燃焼ガスをコイル（２２）の残りの
底部コイル（２４）の周りを流過せしめ、かくしてそこ
から最適量の熱を抽出する。

この冷却された燃焼ガス生成物及び凝縮物は密封された
ガスベント導管（５０）を通ってコイル室（４８）を出
る。実際において、高い熱交換効率を得るために生成物
を凝縮させる２次の熱交換器は同等必要としないことが
判った。

出口区分（２８）を通って熱交換コイル（２２）から出
る水は、開放された弁（３０）を通り次に第２の熱交換
コイル（３２）により設けられる波状の径路に沿って流
れる。該波状パターンは第２図に明示されている。

該熱交換器（３２）を通って予め加熱した水を流す目的
は、以下に説明するが、先ず最初に上記水は戻り回路を
通って再循環のためポンプ（１８）の入口に戻ることに
注意され度い。該熱交換コイル（３２）の下方に位置す
るのは、通常の構造の送風機（３４）であり従って作用
モードも充分知られているが、その際住居その他から冷
い空気（３６）が送風機（３４）により引込まれそして
圧力を加えられて送風機の出口端（３８）から、方向（
４０）へと送出される０本発明によれば、この出て行く
空気の径路内に第２熱交換コイル（３２）が位置する。

その結果、該出て行く空気（４０）は該熱交換器コイル
（３２）を通って循環している予め加熱された水と熱交
換を行って通過し、その結果この空気の温度は高められ
従って加熱された空気として、ハウジング（４６）の出
口開口（４４）から例えば矢印（４２）に従って出て行
く。該ハウジング（４６）は上述の本発明のユニットの
個々の構成要素を包囲している。

該熱交換コイル（２２）の周りに絶縁された密封ジャケ
ット（４９）を外部配置し、このジャケットは該熱排気
ガスをコイル（２２）の付近に閉じ込めることによって
、該燃焼装置（１０）とコイル（２２）の中を循環して
いる水の間の熱交換を強めることを述べるべきである。

さらに、該燃焼装置（１０）用ガス／空気供給（１２）
は送風機（１０１’）により与えられる。

特に、送風機（１０１”）は戸外と連通している密封さ
れた導管（１０４）から燃焼用空気を得る。燃焼用ガス
は同様に戸外にあるガス源から圧力調整と遮断組合せ弁
（１０２）を通って供給される。

既に注意したごとく、該冷却された燃焼排気物及び凝縮
物は密封された導管（５０）を通って導かれる。上記導
管（５０）の出口端は同様に（１０５）において戸外へ
吐出し、かくして該内部加熱ユニットは完全に密封され
かつ、このユニットによりサービスされる居住空間の中
へ如何なる有害な又は有毒なガスも漏入巳ないように安
全とされたユニットである。

住居その他をくまなく循環している空気の熱源として作
用するのに加えて、燃焼装置（１０）はこの住居の熱水
サービス源としても効果的に働く。

このために、一般に（５２）で示す第２の閉導管回路が
ある。これは該弁（３０）の直ぐ上流から始まってそれ
自身チェック弁（５６）を含んでいる導管部分（５４）
により形成される。この閉導管回路（５２）の戻りは、
導管部分（５８）により与えられ、導管の画部分即ち（
５４）及び（５８）の間に連結されかつ熱交換を行うコ
イル（６０）はタンク（６４）の中に貯蔵されている住
居用熱水（６２）の中に浸漬されている。この貯えられ
ている水（６２）は入口（６６）を通って冷たい水を補
充され、加圧されて出口（６８）を通って引出される。

弁（５６）が開かれていると仮定すると、コイル（２２
）から出てくる予め加熱されてた水又は少なくともその
一部分は、部分（５４）及び熱交換コイル（６０）を通
って分流されてから、戻り導管（５８）を通ってポンプ
（１８）に戻る。該加熱された水は該熱交換コイル（６
０）を通って循環している間、タンク（６４）の中の水
（６２）の温度を高めるのに有効であり、このようにし
て住居その他用熱水サービスを提供するが、これは上述
の燃焼装置（１０）と送風器（３４）の組合せと関連し
て作動するものである。

要するに、本燃焼装置（１０）は、加熱された空気及び
加熱された水に対するニーズを以上述べたごとき諸構成
部分の、コンパクトで、効率良く作動する組合せとして
効果的に提供するものである。

本発明の範囲を泡膜することなく変更・改良を行い得る
ことは云うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るガス空間加熱ユニットの線図的側
面図、第２図は第１図のユニットの空気加熱部分の部分
平面図である。 （１０）は燃焼装置、（１２）はガス空気供給、（１６
〉は閉導管回路、（１８）はポンプ、（２２）　。 （２４）はコイル、（３２）は第２熱交換コイル、（３
４）は送風機、（３６）は冷い空気、（３８）は出口端
、（４４）は出口開口、（４６）はハウジング、（４８
）はコイル室、（４９）はジャケット、（６０）は熱交
換コイル、（６２）は熱水、（６４）はタンク、（１０
０）は栓、（１０２）は圧力調整及び遮断組合せ弁であ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、住居その他用のガス空間加熱ユニットにおいて、 白熱の表面と熱燃焼ガス源とを与えるよう配列された多
   孔性の細長い形状のガス燃焼装置より成る熱交換器であ
   って、該熱燃焼ガスは上記白熱の表面から放射状にかつ
   上記細長い形状に沿って発散して居る、熱交換器と、 上記熱燃焼ガスと熱交換を行うための水源と、一端に出
   口開口と、そして上記細長い形状の燃焼装置を取囲みか
   つそれに沿って、間隙を置いて配設されかつ上記水源に
   連通されもって上記水を貫流させ上記燃焼ガスと上記水
   の間の上記熱交換を行わしめる第１ヘリカルコイルとを
   もっている円筒形ハウジング組合せ体と、 上記円筒形ハウジングの該端部に位置する栓であって上
   記円筒形ハウジングの中心を通って上記出口開口へ直接
   貫流する燃焼ガスの流れを阻止して、もってこの栓から
   放射状に外方向へと上記第１ヘリカルコイルと接触する
   ガス運動の発生を助ける栓と、及び ガス及び空気混合物を上記燃焼装置の上記表面の方へ圧
   送して上記白熱をその上に維持しかつ上記混合物から熱
   ガスを生成せしめかつ上記熱ガスの上記の燃焼装置の上
   記多孔を通りかつ上記細長い形状の燃焼装置から放射状
   に外方へ向って上記第１ヘリカルコイルと熱交換の接触
   をせしめ、もって上記白熱表面及び生じた上記熱ガスか
   ら上記第１ヘリカルコイルを貫流している上記水への熱
   伝達を強化する圧力手段と、熱空気により加熱されるべ
   き居住空間であってそこへの入口及びそこからの出口を
   有する空間と、 上記居住空間の出口と連通してそこから冷い空気を取出
   すための送風機入口及び上記居住空間の入口と連通する
   径路に沿った流れのため上記冷い空気を送風機出口から
   圧力下で出すような効果的に働く送風機と、及び 後に続く熱交換サービスのため上記加熱された水を流す
   閉導管回路であって、上記第１ヘリカルコイルを内部に
   有し、かつ上記第１ヘリカルコイルの下流に位置しそし
   て上記送風機から出ている空気の径路中に配置された第
   ２コイルを有する閉導管回路と、を有し それによって上記予め加熱された水から上記居住空間の
   中へ入る空気用上記送風機から出てくる上記空気への熱
   伝達が生ずることを特徴とするガス空間加熱ユニット。 ２、多孔性の細長い形状の燃焼装置を熱源として使用し
   て住居その他を加熱する方法であって、末端に出口開口
   をもっている円筒形ハウジングの基部端に上記燃焼装置
   を閉じ込め、 ヘルカルコイルの特殊形状の熱交換器を上記円筒形ハウ
   ジング内部の上記燃焼装置の周りにそれを取り巻く関係
   で配置し、 同時に、水を上記熱交換器を通してそして空気−ガス混
   合物を上記燃焼装置を通してポンプで流し、もって上記
   空気−ガス混合物が上記燃焼装置の多孔を通ってこの燃
   焼装置の表面へ流れそれから該包囲している隙間空間を
   放射状に横切って上記熱交換ヘリカルコイルと接触しそ
   して上記円筒形ハウジングの出口から外へ流れるように
   し、それにより上記ガス−空気混合物により生じた白熱
   している表面及び上記ヘリカルコイルと接触している上
   記空気−ガス混合物の双方から上記両コイルを通ってポ
   ンプで流されている上記水への熱伝達が生じ、 上記ポンプにより送られる水を上記熱交換の後第２熱交
   換器へ送り、 そして上記住居へ供給されている空気をまず熱交換のた
   めに上記第二熱交換器を通して圧送し それによって上記住居に入ってくる上記空気は、上記第
   一熱交換器内における上記白熱している表面の熱放射及
   び上記ヘリカルコイルへ衝突している上記空気−ガス混
   合物の熱対流によって生ずる熱交換効率のために所望の
   高い温度となることを特徴とする多孔性の細長い形状の
   燃焼装置を熱源として使用して住居その他を加熱する方
   法。