JPS6365252A - 給湯方法および装置 - 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】 技術分野 本発明は、給湯装置に関する。

背景技術 典型的な先行技術は、給湯を必要とするときに水道水を
いわゆる直接接触式温水ヒータに供給し、この温水ヒー
タから得られる湯を使用している。

温水ヒータでは、水道水が上方から散水して落下し、こ
の水かがスバーナなどの燃焼排ガスと直接接触して加熱
する構造を有している。

発明が解決すべき問題点 このような先行技術では、直接接触式温水ヒータに供給
されて加熱されるべき水の温度が高いときには、排ガス
を含む大気放散する飽和湿り空気によって持去られる熱
量が増大する。飽和湿り空気に含まれる水分の量は、そ
の空気の温度の１−引に伴なって急増するので、直接接
触式温水ヒータでは、それに供給される水の温度が低い
ことが特に重要なことである。

本発明の目的は、燃焼排ガスと水とを直接接触させて加
熱するとともに、その熱効率を向上するようにした給湯
方法および装置を提供することである。

問題点を解決するための手段 本発明は、燃焼排ガスと水とを直接接触させて水を加熱
し、この加熱された水を、貯湯槽に層状に上方から貯留
し、この貯留された水の下部の比較的低い温度の水を、
再び燃焼排ガスと直接接触されることを特徴とする給湯
方法である。

また本発明は、燃焼排ガスと水との直接接触によって水
を加熱する加熱手段と、 加熱手段からの水を上部に供給して貯留し、ｒ部から加
熱手段に導き、この上部の貯留されている湯を供給する
貯湯槽と、 貯湯槽の下部またはこの貯湯槽の下部と加熱手ｑ一 段との間に連結される加圧水供給源とを含むことを特徴
とする給湯装置である。

好ましい実施態様では、加熱手段からの水を導いて貯湯
槽のＬ部に供給するための開口は、上向きに形成されて
いることを特徴とする。

また好ましい実施態様では、貯湯槽の下部からの水を加
熱手段に導くための開口は上向きに形成されており、こ
の開口の上方に間隔をあけて近接して邪魔板を設けるこ
とを特徴とする。

作　　用 本発明に従えば、加熱手段では燃焼排ガスと水とが直接
接触して加熱されるので、熱効率が良好であるのはもち
ろん、この加熱された水を、貯湯槽に層状に上方から貯
留する。したがってこの貯湯槽内の水の下部は、比較的
温度が低い。したがってこの低い温度の水を、再び燃焼
排ガスと直接接触させる。これによって燃焼排ガスを含
む飽和湿り空気中の水分の量を、少なくすることができ
る。そのため排ガスとともに放散される空気中の水分に
よって持去られる顕熱を、少なくすることができる。し
たがって熱効率を向」−することができる。

加圧水供給源、たとえば上部が大気に開放されて上方位
置に配置された給水タンク、および水道水などからの水
は、貯湯槽の下部に供給され、またはこの貯湯槽の下部
と加熱手段との間に供給され、こうして貯湯槽がらの水
が使用に供されるにつれて、水が補給されることになる
。

実施例 第１図は、本発明の一実施例の全体の系統図である。水
の加熱手段である直接接触式温水ヒータ１からの加熱さ
れた水は、管路２がら貯湯槽３の上部においてノズル４
がら供給される。この管路２の途中には、ポンプ５と逆
止弁６とが介在される。ポンプ５は温水ヒータ１がらの
水を貯湯槽３に導き、逆止弁６はポンプ５がらの水が、
貯湯槽３に流れることを許容する。貯湯槽３の下部には
、開孔７が形成されており、この開孔７がらの比較的温
度の低い水は、管路８がら管路９を経て温水ヒータ１に
導かれて加熱される。管路９の途中に＝４− は、ポンプ１０が設けられるとともに、開閉弁１１が介
在される。管路８には給水タンク１２が管路１３を介し
て接続される。給水タンク１２には管路１４から水道水
などが補給される。ポンプ１０を駆動することによって
、貯湯槽３がら管路８を経て、および給水タンク１２か
ら管路１３を経て水が温水ヒータ１側に圧送される。

第２図は、貯湯槽３の上部に設けられた開孔４付近の斜
視図である。この開孔４は、管路２の端部に設（Ｊられ
たノズル１５に形成されており、上向きである。開孔４
は、管路２よりも大きな断面積を有しており、したがっ
て管路２がらの温水は、開孔４において速度が低減され
、したがって貯湯槽３内に層状に温水が貯留されること
が確実となる。

第３図は、貯湯槽３の下部の開花７付近の斜視図である
。開孔７は上向きであり、この開孔７の上方に間隔をあ
けて近接して邪魔板１６が、支持部材１７によって固定
される。邪魔板１６は円板状であり、開孔７の鉛直軸線
上に中心を有し、水平に拡っている。したがって開閉弁
１１が開弁状態にあり、かつポンプ１０が駆動されてい
るときには、開孔７には貯湯槽３の下部にある水が、層
状に吸引される。開孔７は、可及的に大きな断面積とし
、これによって貯湯槽３内の下部の水を層状に排出する
ことが確実になる。

貯湯槽３の上部には、温水出口１８が形成され、この温
水出口１８には、使用に供される水を導く管路１９が接
続される。貯湯槽３には上下に間隔をあけてサーモスタ
ットなどのような温度検出手段２０，２１．２２が配置
される。この温度検出手段２０，２１．２２によって貯
湯槽３内の水の温度を検出することができる。

温水ヒータ１からの加熱された水は、ポンプ５から逆止
弁６を経て、さらに管路２から貯湯槽３の上部の開孔４
を経て、その貯湯槽３内に供給される。開孔４からの水
は、貯湯槽３内において層状に拡って貯留される。その
ため第４図に示されるライン！１の温度分布を有する。

出口１８から使用に供される比較的高温度の水は、貯湯
槽３の上部から範囲Ａの部分であり、この範囲Ａでは、
貯湯槽３内の水はほぼ均一な高い温度を有している。範
囲Ａよりも下部の範囲Ｂでは、水はほぼ均一な低い温度
となっている。この範囲Ａの水は、下部の開孔７から管
路８、ポンプ１０、管路９および開閉弁１１を経て、温
水ヒータ１に導かれて加熱される。給水タンク１２の液
位は貯湯槽３よりも上方にある。したがって貯湯槽３内
には水が常に充填されており、出口１８から水が排出さ
れて使用されることによって、給水タンク１２からの水
が管路１３および管路８を経て開孔７から貯湯槽３内に
流入する。

温水ヒータ１が運転されて貯湯槽３に高温度の水が多量
に貯湯された状態における温度分布は、第４図の参照符
ノ２で示されている。これによって高温度の水を多量に
使用することが可能になる。

温水ヒータ１の貯湯部３２が貯湯槽３よりも上方にある
ときには、ポンプ５および逆止弁６は省略されてもよい
。貯湯槽３および給水タンク１２が、温水ヒータ１の給
水ノズル４０よりも上方にあるときには、ポンプ１０を
省略することができる。給水タンク１２に代えて、加圧
水を供給するために、たとえば水道水などが直接用いら
れてもよい。

温度検出手段２０，２１．２２からの出力は、マイクロ
コンピュータなどによって実現される処理回路４２に与
えられる。処理回路４２はポンプ５゜１０および開閉弁
１１を制御する。こうして温度検出手段２０，２１．２
２からの出力によって、貯湯槽３の温度分布が第４図の
参照符ノ１，１２で示されるような態様とすることが可
能である。貯湯槽３に貯留される湯温は、貯湯槽３と温
水ヒータ１とを管路２，８を介して循環する流量と、温
水ヒータ１における燃焼量とを調節することによって設
定することができる。

温水ヒータ１からの希望する温度を有する温水は、管路
２から貯湯槽３に導かれ、その貯湯槽３の上部から順に
層状に貯留される。この貯湯槽３内における希望する温
度を有する湯量は、温度検出手段２０，２１．２２が前
記希望する温度を検出したとき、処理回路４２によって
ポンプ５，１０を停止するとともに開閉弁１１を閉じる
。こうして希望する温度を有する湯量を、第４図のライ
ンノ１．Ｊ！２よりも上方に貯留することができる。

第５図は、本発明の他の実施例の一部の斜視図である。

この実施例では貯湯槽３内において、管路２の端部には
筒状のヘッダ２４が設けられている。このヘッダ２４の
端部は、鏡板２５によって閉塞される。ヘッダ２４の上
部には、上方に臨む開孔２６が形成されている。このよ
うに開孔２６が複数個分布されているので、管路２から
の温水を貯湯槽３内で可及的に層状に水を貯留すること
ができる。

第６図は、温水ヒータ１の断面図である。直円筒状のヒ
ータ本体３１の最下部には、貯湯部３２が形成されてい
る。貯湯部３２の上方には、燃焼室３３が形成される。

この燃焼室３３には、ヒータ本体３１の側部に取付けら
れたオイルまたはガスを燃料とするバーナ３４が取付け
られる。このバーナ３４には、７アン３５から燃焼用空
気が圧送される。バーナ３４では燃料が燃焼され、その
燃焼排ガスは、ヒータ本体３１の上部の排気管３６から
排出される。燃焼室３３の上方には、吸熱室３７が形成
されている。この吸熱室３７は、燃焼室３３と耐熱性を
有する金属などの材料がら成る多孔板３８によって区画
されており、この多孔版３８の上に、吸熱材３つが充填
されている。多孔板３８は、その頂部３８ａよりその上
下両面に水膜を形成して、４周に水を流下させる斜面を
有する形状、すなわち円錐状や角錐状などの形状をなし
ており、表面張力によって水膜を形成することができる
孔３８ｂが多数形成されている。吸熱室３７における吸
熱材３９の上方には、給水ノズル４０が設けられており
、この給水ノズル４０には、第１図に関連して述べた管
路９がら電磁弁１１を介する加熱されるべき水が供給さ
れる。貯湯部３２に貯湯されている温水は、管路２がら
ポンプ５によって排出される。

このような温水ヒータ１では、加熱されるべき水が燃焼
室３３の上方の吸熱室３７がら下方の貯湯部３９へ流下
する過程で、直接に燃焼排ガスと接触する構造であるの
で、熱効率がきわめて良好であり、また従来のボイラな
どのように密閉容器内で温水を得るための構造ではなく
、本件温水ヒータでは、大気圧下で水を加熱する構造と
なっているので、一般家庭においても容易に使用するこ
とができる。また貯湯部３２において得られる温水は、
溶存酸素が脱気された防錆上良好な温水であるとともに
、燃焼排ガス中に含まれている炭酸ガスが取り込まれて
いるので、風呂用として使用すると、疲労回復などに効
果があり、通常の水道水をそのまま風呂釜で加熱した温
水にない効果が達成される。

しかもまた温水の加熱過程において、多孔板３８がその
−Ｌ下両面に水膜を形成して４周に水を流下させる斜面
を有し、かつその斜面に多数設けられている孔３８ｂは
表面張力によって水膜を形成できるものであり、しかも
多孔板３８の下面から吸熱材３９が突出しない状態に吸
熱材３９が配設されているので、吸熱室３７の上方から
吸熱材３９上に散水されて落下してくる水は、多孔版３
８の上下両面に沿って水膜を形成して流下し、孔３８ｂ
から燃焼室３３に水滴が落下することがないので、燃焼
室３３内のバーナ３４を失火させたり、燃料の燃焼状態
を悪化させたりすることがない。

また吸熱材３９を経て流下してきた水は、多孔板３８の
上下両面に水膜および燃焼室３３の４周の壁面全面に沿
って水膜を形成して流下するので、多孔板３８とヒータ
本体３１の壁面を過熱することがなく、しかも燃焼ガス
と水との接触面積が多くなり、これによって燃焼排ガス
の熱効率を一層向上することが可能になる。

本発明では第６図に示された構造を有する温水ヒータに
限らず、その他のいわゆる直接接触式の温水ヒータを使
用することができる。

効　　果 以上のように本発明によれば、燃焼排ガスと直接接触し
て加熱された水は、貯湯槽に層状に上方から貯留し、こ
の貯湯層に貯留されている水の下部にある比較的低い温
度の水を、燃焼排ガスと再び直接接触させて加熱するよ
うにしたので、燃焼排ガスを含む飽和湿り空気中の水分
の量を少なくすることができる。したがって燃焼排ガス
とともに、放散される水分が持去る顕熱を少なくするこ
とができる。これによって熱効率を向上することが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体の系統図、第２図は貯
湯槽３の上部の開孔４付近の斜視図、第３図は貯湯槽３
の下部の開孔７付近の斜視図、第４図は貯湯ＷＩ３の温
度分布を示す図、第５図は本発明の他の実施例の貯湯槽
３における上部の開化２６付近の斜視図、第６図は温水
ヒータ１の具体的な構造を示す断面図である。 １・・・直接接触式温水ヒータ、３・・・貯湯槽、４゜
７．２６・・・開孔、５，１０・・・ポンプ、６・・・
逆止弁、１２・・・給水タンク、２０，２１．２２・・
・温度検出手段、４２・・・処理回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃焼排ガスと水とを直接接触させて水を加熱し、
   この加熱された水を、貯湯槽に層状に上方から貯留し、
   この貯留された水の下部の比較的低い温度の水を、再び
   燃焼排ガスと直接接触させることを特徴とする給湯方法
   。
2. （２）燃焼排ガスと水との直接接触によつて水を加熱す
   る加熱手段と、 加熱手段からの水を上部に供給して貯留し、下部から加
   熱手段に導き、この上部の貯留されている湯を供給する
   貯湯槽と、 貯湯槽の下部またはこの貯湯槽の下部と加熱手段との間
   に連結される加圧水供給源とを含むことを特徴とする給
   湯装置。
3. （３）加熱手段からの水を導いて貯湯槽の上部に供給す
   るための開口は、上向きに形成されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第２項記載の給湯装置。
4. （４）貯湯槽の下部からの水を加熱手段に導くための開
   口は上向きに形成されており、この開口の上方に間隔を
   あけて近接して邪魔板を設けることを特徴とする特許請
   求の範囲第２項記載の給湯装置。