JP2918375B2 - ガス給湯器 - Google Patents
ガス給湯器Info
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- JP2918375B2 JP2918375B2 JP35409591A JP35409591A JP2918375B2 JP 2918375 B2 JP2918375 B2 JP 2918375B2 JP 35409591 A JP35409591 A JP 35409591A JP 35409591 A JP35409591 A JP 35409591A JP 2918375 B2 JP2918375 B2 JP 2918375B2
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- Details Of Fluid Heaters (AREA)
- Domestic Hot-Water Supply Systems And Details Of Heating Systems (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は気体または気化した燃
料を用いて、液体を加熱する手段に関し、コンパクトで
高性能の燃焼および熱交換機能を有する給湯器を提供す
るものである。
料を用いて、液体を加熱する手段に関し、コンパクトで
高性能の燃焼および熱交換機能を有する給湯器を提供す
るものである。
【0002】
【従来の技術】燃料を燃やして水等の液体を加熱するい
わゆる給湯器は、相当量の貯湯タンクを有する貯湯式給
湯器と貯湯タンクをもたずに急速に加熱して出湯させる
瞬間式給湯器に大別できるが、いずれも燃料を完全燃焼
させるためのバーナと、熱を缶体あるいは水管内の液体
に伝えるための熱交換器をそれぞれ有するものであつ
た。またバーナで発生する火炎は相当の長さに達するた
め、そこに主熱交換器などの障害物があると、不完全燃
焼のおそれがあるので、バーナから主な熱交換までの間
に距離を設け、炎が十分完全燃焼するための空間を燃焼
室として形成させる構成が一般的であった。
わゆる給湯器は、相当量の貯湯タンクを有する貯湯式給
湯器と貯湯タンクをもたずに急速に加熱して出湯させる
瞬間式給湯器に大別できるが、いずれも燃料を完全燃焼
させるためのバーナと、熱を缶体あるいは水管内の液体
に伝えるための熱交換器をそれぞれ有するものであつ
た。またバーナで発生する火炎は相当の長さに達するた
め、そこに主熱交換器などの障害物があると、不完全燃
焼のおそれがあるので、バーナから主な熱交換までの間
に距離を設け、炎が十分完全燃焼するための空間を燃焼
室として形成させる構成が一般的であった。
【0003】このような従来の給湯器の構成に対して、
強制予混合燃焼を採用してバーナの火炎を短かくし燃焼
室を比較的小さくした改良も考えられ、以前よりはコン
パクトな給湯器も出現しているが、いずれもバーナと熱
交換器は区分されており、このように燃焼室をやや小さ
くした構成の場合は完全燃焼を維持する必要上、強制予
混合による燃焼制御を行うための複雑な制御機構を有し
ているものであった。
強制予混合燃焼を採用してバーナの火炎を短かくし燃焼
室を比較的小さくした改良も考えられ、以前よりはコン
パクトな給湯器も出現しているが、いずれもバーナと熱
交換器は区分されており、このように燃焼室をやや小さ
くした構成の場合は完全燃焼を維持する必要上、強制予
混合による燃焼制御を行うための複雑な制御機構を有し
ているものであった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この発明は第1に上記
の従来技術による給湯器が、燃焼を完全に行うために大
容積の燃焼室空間を必要とし、そのために給湯器外形寸
法や重量が大きいという欠点をなくすことにある。また
第2には強制予混合燃焼のものを含めて、バーナおよび
燃焼制御装置が複雑となり、コスト高となるばかりか、
熱利用効率が十分でないという欠点をも防止し、比較的
簡単な構成でコンパクトで、高効率の給湯器を提供する
ことを課題とするものである。
の従来技術による給湯器が、燃焼を完全に行うために大
容積の燃焼室空間を必要とし、そのために給湯器外形寸
法や重量が大きいという欠点をなくすことにある。また
第2には強制予混合燃焼のものを含めて、バーナおよび
燃焼制御装置が複雑となり、コスト高となるばかりか、
熱利用効率が十分でないという欠点をも防止し、比較的
簡単な構成でコンパクトで、高効率の給湯器を提供する
ことを課題とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解
決するためになされたものであって、次のように構成し
てある。
決するためになされたものであって、次のように構成し
てある。
【0006】即ちこの発明は、請求項1については、気
体燃料または液体燃料を気化させて燃焼させ、その熱に
より液体を加熱する給湯器において、燃焼室と燃焼排気
の通路を形成する外胴1内に熱交換を目的とする多段の
水管を設け、各段の水管は水路が直列となるよう連結す
ると共に、予め空気と混合された燃料気体が最初に外胴
内のフイン付水管2に到達する際、そのフイン付水管自
体がバーナの炎口としての機能を有するような形にフイ
ンを水管に固着させ、炎は各フインの隙間内またはそれ
より排出側に若干出た位置で形成するようにしたことを
特徴とする。また、請求項2については、上記請求項1
の発明の給湯器において、外胴1内に少なくとも3段の
水管を設け、燃料と空気の混合気が最初に到達する第1
段目の水管は、それ自体バーナの炎口を形成するような
形にフインを固着したものとし、第2段目の水管はフイ
ンの密度を少なくするかまたはフインを有しないものと
し、第3段目の水管は、熱交換を良好にする目的で、比
較的伝熱面積を多くしたことを特徴とする。
体燃料または液体燃料を気化させて燃焼させ、その熱に
より液体を加熱する給湯器において、燃焼室と燃焼排気
の通路を形成する外胴1内に熱交換を目的とする多段の
水管を設け、各段の水管は水路が直列となるよう連結す
ると共に、予め空気と混合された燃料気体が最初に外胴
内のフイン付水管2に到達する際、そのフイン付水管自
体がバーナの炎口としての機能を有するような形にフイ
ンを水管に固着させ、炎は各フインの隙間内またはそれ
より排出側に若干出た位置で形成するようにしたことを
特徴とする。また、請求項2については、上記請求項1
の発明の給湯器において、外胴1内に少なくとも3段の
水管を設け、燃料と空気の混合気が最初に到達する第1
段目の水管は、それ自体バーナの炎口を形成するような
形にフインを固着したものとし、第2段目の水管はフイ
ンの密度を少なくするかまたはフインを有しないものと
し、第3段目の水管は、熱交換を良好にする目的で、比
較的伝熱面積を多くしたことを特徴とする。
【0007】
【作用】この発明は、上記構成によるもので、これによ
れば以下のように作用する。
れば以下のように作用する。
【0008】
【請求項1の発明について】従来技術の給湯器における
熱交換器とは別に設けたバーナを廃止し、外胴1内に多
段に設けた水管のうち、予め空気と混合した燃料が最初
に到達する第1段目の水管に、熱交換作用を増強するた
めのフインを固着させ、そのフインがあたかもバーナの
炎口となるような形に構成してあるからそのフイン付水
管がバーナとして作用する。燃料を燃焼させる際の炎
は、各フインの隙間内またはそれより若干排出側に出た
位置で形成されるため、燃焼を完全に行わしめるための
大容積の燃焼室を必要としない。またバーナ本体の温度
上昇に伴いしばしば発生する逆火現象についても、炎口
およびその前に位置する燃料混合気の通過部分が水管に
より絶えず冷却されているのでこれを防止することがで
き、いわゆる高負荷燃焼が実現する。さらに各吸熱用フ
インの間隙及び長さが自由に設計できるので炎が安定
し、燃焼制御が容易となる。なおフインの間隙またはそ
の付近で炎が形成されるため、気流の乱流効果と燃焼気
体中の水蒸気の凝縮作用が同時に発生し、炎からの熱伝
達効率を高める作用がある。
熱交換器とは別に設けたバーナを廃止し、外胴1内に多
段に設けた水管のうち、予め空気と混合した燃料が最初
に到達する第1段目の水管に、熱交換作用を増強するた
めのフインを固着させ、そのフインがあたかもバーナの
炎口となるような形に構成してあるからそのフイン付水
管がバーナとして作用する。燃料を燃焼させる際の炎
は、各フインの隙間内またはそれより若干排出側に出た
位置で形成されるため、燃焼を完全に行わしめるための
大容積の燃焼室を必要としない。またバーナ本体の温度
上昇に伴いしばしば発生する逆火現象についても、炎口
およびその前に位置する燃料混合気の通過部分が水管に
より絶えず冷却されているのでこれを防止することがで
き、いわゆる高負荷燃焼が実現する。さらに各吸熱用フ
インの間隙及び長さが自由に設計できるので炎が安定
し、燃焼制御が容易となる。なおフインの間隙またはそ
の付近で炎が形成されるため、気流の乱流効果と燃焼気
体中の水蒸気の凝縮作用が同時に発生し、炎からの熱伝
達効率を高める作用がある。
【0009】
【請求項2の発明について】外胴1内に少なくとも3段
の水管を設け、請求項1の発明に示す第1段目のフイン
付水管があたかもバーナとして作用する前提において、
高温の燃焼気体が次に到達する第2段目の水管を通過す
る際適当な温度まで冷却され、高温気体が空気中で生成
する有害な窒素酸化物の発生量を抑制する作用がある。
即ち一般的に予混合燃焼での気体燃料の燃焼温度は16
00℃〜1800℃に達するが、第2段目の水管におい
て1000℃〜1200℃程度まで冷却されるので上記
窒素酸化物の生成が大幅に減少することとなる。また、
液体への熱交換を十分行わしめるため第3段目の水管を
設けるが、第2段目の水管を通過した燃焼気体は、その
中に若干の一酸化炭素等の未燃焼気体を含んでいる可能
性があり、燃焼気体の温度も1000℃程度を保ってい
るので、第2段目の水管と第3段目の水管の間の空間に
おいて完全に燃焼させる作用がある。第3段目の水管で
は完全燃焼により若干昇温した燃焼気体が主に熱吸収用
のフイン等を通じて水管内の液体にその熱を交換し、液
体を加熱すると同時に、低温で清潔な燃焼排気となり放
出される。なお水管は3段に限定するものでなく4段以
上とし、水路についても多数併行に設けることも可能で
あるが、上記の段階的な燃焼気体の通路構成を設ける限
り、同様の作用が発生する。
の水管を設け、請求項1の発明に示す第1段目のフイン
付水管があたかもバーナとして作用する前提において、
高温の燃焼気体が次に到達する第2段目の水管を通過す
る際適当な温度まで冷却され、高温気体が空気中で生成
する有害な窒素酸化物の発生量を抑制する作用がある。
即ち一般的に予混合燃焼での気体燃料の燃焼温度は16
00℃〜1800℃に達するが、第2段目の水管におい
て1000℃〜1200℃程度まで冷却されるので上記
窒素酸化物の生成が大幅に減少することとなる。また、
液体への熱交換を十分行わしめるため第3段目の水管を
設けるが、第2段目の水管を通過した燃焼気体は、その
中に若干の一酸化炭素等の未燃焼気体を含んでいる可能
性があり、燃焼気体の温度も1000℃程度を保ってい
るので、第2段目の水管と第3段目の水管の間の空間に
おいて完全に燃焼させる作用がある。第3段目の水管で
は完全燃焼により若干昇温した燃焼気体が主に熱吸収用
のフイン等を通じて水管内の液体にその熱を交換し、液
体を加熱すると同時に、低温で清潔な燃焼排気となり放
出される。なお水管は3段に限定するものでなく4段以
上とし、水路についても多数併行に設けることも可能で
あるが、上記の段階的な燃焼気体の通路構成を設ける限
り、同様の作用が発生する。
【0010】
【実施例】次にこの発明を以下実施例について図面を参
照しながら説明する。
照しながら説明する。
【0011】図1は、請求項1の発明についての1実施
例を示す図である。図において1は液体の熱交換を目的
とする多段の水管2,3を内臓し燃焼室9と排気の通路
を形成する外胴である。第1段目の水管2にはその隙間
または先端がバーナの炎口となるような形に多数のフイ
ン4を固着させ、その部位に気体燃焼噴出ノズル5から
の燃料を送風機6によって空気と混合したものが供給さ
れる。混合気体は、点火装置7によりフイン4内で点火
され炎8が形成される。炎は各フインの間隙の内部また
はフインから僅かに出た位置で安定的に形成されるよ
う、炎口となるフイン間隙やフインの長さおよび形状を
設定する。9は燃料が完全に燃焼するための比較的少容
積の燃料室で、フイン4を通過した熱気は次に熱交換用
水管3を通り内部の液体に熱交換した後排出口10から
外胴外に放出される。なお図中11は混合気の整流と分
布を良くするための分布整流板でパンチングメタルや金
網などで作られる。また12は送風機6を駆動するため
のモータである。本発明の実施例は図1に示すもののほ
か、液体の通過方向を図と逆にすることや燃焼を下向き
あるいは横向きにすることもできる。また水管2,3は
各1本に限定されるものでなく多数の水管を併列に設け
ることも可能であり、燃料と空気の予混合も図1に示す
装置を用いず、大気圧を利用しての混合方式または別途
混合機を設けて外胴に供給することも考えられる。その
ほか、必要な熱交換を満たすために水管3にフインを設
けないことも可能な場合があるが、少なくとも水管2に
はフインを設けて吸熱作用の他にそれ自身がバーナの機
能をもたしめることが重要である。
例を示す図である。図において1は液体の熱交換を目的
とする多段の水管2,3を内臓し燃焼室9と排気の通路
を形成する外胴である。第1段目の水管2にはその隙間
または先端がバーナの炎口となるような形に多数のフイ
ン4を固着させ、その部位に気体燃焼噴出ノズル5から
の燃料を送風機6によって空気と混合したものが供給さ
れる。混合気体は、点火装置7によりフイン4内で点火
され炎8が形成される。炎は各フインの間隙の内部また
はフインから僅かに出た位置で安定的に形成されるよ
う、炎口となるフイン間隙やフインの長さおよび形状を
設定する。9は燃料が完全に燃焼するための比較的少容
積の燃料室で、フイン4を通過した熱気は次に熱交換用
水管3を通り内部の液体に熱交換した後排出口10から
外胴外に放出される。なお図中11は混合気の整流と分
布を良くするための分布整流板でパンチングメタルや金
網などで作られる。また12は送風機6を駆動するため
のモータである。本発明の実施例は図1に示すもののほ
か、液体の通過方向を図と逆にすることや燃焼を下向き
あるいは横向きにすることもできる。また水管2,3は
各1本に限定されるものでなく多数の水管を併列に設け
ることも可能であり、燃料と空気の予混合も図1に示す
装置を用いず、大気圧を利用しての混合方式または別途
混合機を設けて外胴に供給することも考えられる。その
ほか、必要な熱交換を満たすために水管3にフインを設
けないことも可能な場合があるが、少なくとも水管2に
はフインを設けて吸熱作用の他にそれ自身がバーナの機
能をもたしめることが重要である。
【0012】図2は請求項2の発明について1実施例を
示す図である。図において、外胴1内には第1段目の水
管2,第2段目の水管3が設けられ、被加熱液体は水管
2,3,3′の順に通過して加熱されるようになってい
る。燃料と混合気の外胴への供給方法及び水管2に設け
たフインの間隙が炎口となるように構成した手段はこの
発明の請求項1及びその実施例の図1に示すのと同様で
ある。第1段目の水管2の付近で形成された炎7は高温
燃焼気体となって一次燃焼室9を通り第2段目の水管3
に到達し、その水管に接触して冷却され、高温気体によ
り生成さるれ窒素酸化物の発生を抑制すると共に被加熱
液体の温度を上昇させる。燃焼気体は更に2次燃焼室
9′に至り未燃焼生成分を完全に酸化燃焼させると共に
若干の温度上昇を伴い水管3′に到達する。水管3′は
十分な熱交換がなされるために吸熱フインを伝熱的に設
けるのが望ましく、その部処で最終的に燃焼機と液体と
の熱交換が行われる。従って液体は必要温度に加熱さ
れ、一方燃焼排気は温度が低下し清潔な気体の状態で外
胴外に放出される。なお、この発明の実施例は図に示す
ものにとどまらず、3段を越える多段の水管を設ける場
合もあり、水管2を除く他のフインを設けない場合も存
在する。その他、請求項1の実施例で述べたと同様の種
々の応用例も存在するものである。
示す図である。図において、外胴1内には第1段目の水
管2,第2段目の水管3が設けられ、被加熱液体は水管
2,3,3′の順に通過して加熱されるようになってい
る。燃料と混合気の外胴への供給方法及び水管2に設け
たフインの間隙が炎口となるように構成した手段はこの
発明の請求項1及びその実施例の図1に示すのと同様で
ある。第1段目の水管2の付近で形成された炎7は高温
燃焼気体となって一次燃焼室9を通り第2段目の水管3
に到達し、その水管に接触して冷却され、高温気体によ
り生成さるれ窒素酸化物の発生を抑制すると共に被加熱
液体の温度を上昇させる。燃焼気体は更に2次燃焼室
9′に至り未燃焼生成分を完全に酸化燃焼させると共に
若干の温度上昇を伴い水管3′に到達する。水管3′は
十分な熱交換がなされるために吸熱フインを伝熱的に設
けるのが望ましく、その部処で最終的に燃焼機と液体と
の熱交換が行われる。従って液体は必要温度に加熱さ
れ、一方燃焼排気は温度が低下し清潔な気体の状態で外
胴外に放出される。なお、この発明の実施例は図に示す
ものにとどまらず、3段を越える多段の水管を設ける場
合もあり、水管2を除く他のフインを設けない場合も存
在する。その他、請求項1の実施例で述べたと同様の種
々の応用例も存在するものである。
【0013】
【発明の効果】この発明は、別個のバーナを廃止し、液
体を加熱するための熱交換用水管をあたかもバーナとな
るよう構成したものであるから、従来の給湯器と比べて
極めてコンパクトでしかも高出力、高効率の装置とする
ことができる。その上フインの間隙で炎が形成できるの
で燃焼の制御も簡単となり、安価で軽量となる等この発
明の実施効果は大きいものがある。また請求項2に示す
ような外胴内に少なくとも3段の水管を設けたものにあ
っては、燃焼の際発生する窒素酸化物の発生を少なく
し、且つ、より完全燃焼作用と熱効率の上昇が期待でき
る効果があり、その応用性と実施効果は極めて大であ
る。
体を加熱するための熱交換用水管をあたかもバーナとな
るよう構成したものであるから、従来の給湯器と比べて
極めてコンパクトでしかも高出力、高効率の装置とする
ことができる。その上フインの間隙で炎が形成できるの
で燃焼の制御も簡単となり、安価で軽量となる等この発
明の実施効果は大きいものがある。また請求項2に示す
ような外胴内に少なくとも3段の水管を設けたものにあ
っては、燃焼の際発生する窒素酸化物の発生を少なく
し、且つ、より完全燃焼作用と熱効率の上昇が期待でき
る効果があり、その応用性と実施効果は極めて大であ
る。
【図1】この発明の請求項1についての一部断面構成図
である。
である。
【図2】この発明の請求項2についての一部断面構成図
である。
である。
1 外胴 2 水管 3 水管 3′水管 4 フイン 5 燃料噴出ノズル 6 送風機 7 点火装置 8 炎 9 燃焼室 9′燃焼室 10 排出口 11 分布整流板 12 モータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭60−140855(JP,U) 実開 昭62−39120(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F24H 9/00 F23D 14/02 F24H 1/14
Claims (2)
- 【請求項1】 気体燃料または液体燃料を気化させて燃
焼させ、その熱により液体を加熱する給湯器において、
燃焼室と燃料排気の通路を形成する外胴1内に熱交換を
目的とする多段の水管を設け、各段の水管は水路が直列
となるように連結すると共に、予め空気と混合された燃
料気体が最初に外胴内のフイン付水管2に到達する際、
そのフイン付水管自体がバーナの炎口としての機能を有
するような形にフインを水管に固着させ、炎は各フイン
の隙間内またはそれより排出側に若干出た位置で形成す
るようにしたことを特徴とする給湯器。 - 【請求項2】 外胴1内に少なくとも3段の水管を設
け、燃料と空気の混合気が最初に到達する第1段目の水
管は、それ自体バーナの炎口を形成するような形にフイ
ンを固着したものとし、第2段目の水管はフインの密度
を少なくするか、またはフインを有しないものとし、第
3段目の水管は、熱交換を良好にする目的で、比較的伝
熱面積が多くなるようにしたことを特徴とする請求項1
に示す給湯器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35409591A JP2918375B2 (ja) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | ガス給湯器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35409591A JP2918375B2 (ja) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | ガス給湯器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05141785A JPH05141785A (ja) | 1993-06-08 |
JP2918375B2 true JP2918375B2 (ja) | 1999-07-12 |
Family
ID=18435262
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP35409591A Expired - Fee Related JP2918375B2 (ja) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | ガス給湯器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2918375B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109990475A (zh) * | 2019-03-11 | 2019-07-09 | 华帝股份有限公司 | 一种新型全预混燃烧器及燃气热水器 |
-
1991
- 1991-11-15 JP JP35409591A patent/JP2918375B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05141785A (ja) | 1993-06-08 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |