JPH068440Y2 - 直接接触式温水ヒータ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、温水を得るための直接接触式温水ヒータ装置
に関する。

従来の技術 典型的な先行技術の直接接触式温水ヒータ装置は、燃焼
層の上方に吸熱層を形成して、この吸熱層の上方から吸
熱層に充填されている吸熱材に向けて散水し、その水と
燃焼層に設けられたガスなどのバーナからの燃焼ガスと
を直接接触することによって熱交換を行い、このように
加熱して温水を得る構造を有している。このような先行
技術では、燃焼ガスに水が直接に接触するので、得られ
る温水は燃焼ガスから直接に熱吸収しており、したがっ
て飲料用として不向きな場合がある。

他の先行技術では、循環ポンプで直接接触式温水ヒータ
の貯留部の温水を間接熱交換器に送り、その熱交換器に
よって給湯用水などを加熱した後、ノズルに供給し、ノ
ズルから循環水を吸熱材に散布し、散布された循環水は
吸熱材中を通過中に燃焼ガスから吸熱して昇温し、燃焼
層の下方の貯留部に貯留され、このようにして温水の循
環を繰返して飲料用などの温水を得ることができるよう
に構成されている。このようなヒータ装置において、温
水を循環すると蒸発などによって温水の量が減少すると
ともに、その温水が濃縮するために連続的または間欠的
に補給水を供給するとともにブローを行って温水の濃縮
を防いでいた。

考案が解決しようとする課題 しかしながら前記先行技術では、ノズルからの吸熱材に
散水された循環水が熱交換器から出てきた大量の循環水
に補給水が混合されたものであるため温度が高く、ヒー
タ装置から放出される排ガスの温度が高く、たとえばノ
ズルから散布される水の温度より約５〜１０℃高い温度
となってしまう。そのため、排ガスは多量の水蒸気を含
むことになり、これによって排ガスの持ち逃げ熱損失が
多くなり、ヒータ装置の熱効率が低下してしまう。また
ノズルから吸熱材に散布された水の一部が吸熱材に接触
して跳ね返り、水しぶきとなって舞い上がり、排ガス中
に微細な水滴または水霧が浮遊した状態になる。このよ
うな排ガス中の水滴または水霧は、白煙となって排出さ
れ、外観上、好ましくない。その上、このような排ガス
が装置の外周面で結露して水滴化してしまう。

したがって本考案の目的は、排ガス中に含まれる水滴ま
たは水霧を可及的に少なくして白煙および水滴を生じる
ことなく、循環水を加熱することができるようにした直
接接触式温水ヒータ装置を提供することである。

課題を解決するための手段 本考案は、（ａ）直接接触式温水ヒータであって、 （ａ１）最下部に設けられた貯留部と、 （ａ２）貯留部の上方にあって、側方にバーナを備える
中空の燃焼層と、 （ａ３）燃焼層の上方にあって多孔板によって区分さ
れ、吸熱材が充填されている吸熱層と、 （ａ４）吸熱層の上方にあって循環水を散水する循環水
ノズルを有する散水室と、 （ａ５）散水室の上方にあって、ミスト除去部材と、そ
の上から補給水を散水する補給水ノズルと、排気管とを
有する排気部とを有する直接接触式温水ヒータと、 （ｂ）温水循環路であって、 （ｂ１）前記貯留部から温水を吸引加圧する循環ポンプ
と、 （ｂ２）温水によって水を加熱する間接熱交換器と、 （ｂ３）貯留部から循環ポンプ、間接熱交換器および循
環水ノズルに至る循環管路とを含む温水循環路から成る
ことを特徴とする直接接触式温水ヒータ装置である。

作用 本考案に従えば、間接式熱交換器において、直接接触式
温水ヒータからの温水を用いて、間接式熱交換器の伝熱
面を介して水道水などの水を、間接的に熱交換するよう
にしたので、直接接触式温水ヒータからの温水が汚損し
ていても、間接式熱交換器によって直接接触式温水ヒー
タからの温水を熱媒体として加熱される水は清浄であ
り、汚損されることはない。また循環水は散水室で散水
されるので、その上方にあるミスト除去部材によって排
ガス中に浮遊する微細な水滴または水霧が除去される。
さらにミスト除去部材はその上から冷たい補給水が散水
されることによって冷却され、排気中の水蒸気の一部が
凝縮して除去されるため、排気管から排出される排ガス
中に含まれる水蒸気を少なくすることができ、これによ
って水蒸気が白煙となって排気管から排出されることを
防止できるとともに、水蒸気が排気管の外周面で結露し
て水滴化してしまうことを防止できる。

実施例 第１図は、本考案の一実施例の直接接触式温水ヒータ装
置１の断面図である。直接接触式温水ヒータ装置１は、
直接接触式温水ヒータ２と、温水ヒータ２から供給され
る温水を用いて水の加熱を行う間接式熱交換器３を含む
温水循環路とから成る。温水ヒータ２は、直円筒状に形
成されたヒータ本体４の下部には貯留部５が形成され、
貯留部５の上方には燃焼層６が形成される。燃焼層６内
ではヒータ本体４の側部に取付けられたバーナ７によっ
て燃焼が行われ、バーナ７には送風機８から燃焼用空気
が圧送されるとともに、管路９から燃料遮蔽弁１０を介
して燃料ガスが供給される。バーナ７からの燃焼ガス
は、ヒータ本体４の上部に形成された排気管１１から外
部に排出される。

燃焼層６の上方には、吸熱層１２が形成され、吸熱層１
２は耐熱性を有する金属材料などから成る多孔板１３に
よって燃焼層６と区分けされている。この多孔板１３に
は、複数の挿通孔１３ａがその厚み方向に挿通して形成
されている。多孔板１３上には吸熱材１４が充填されて
いる。吸熱層１２の上方には散水室１５が形成され、こ
の散水室１５内において循環管路１６の循環方向下流側
の端部に設けられた循環水ノズル１７のノズル孔から吸
熱材１４に向けて散水される。

第２図は排気部１１ａ付近の拡大断面図であり、第３図
は第１図の切断面線III-IIIから見た排気部１１ａ付近
の拡大断面図である。循環水ノズル１７の外周部には、
排気部１１ａの内周面に固定されたミスト除去部材１８
が設けられる。ミスト除去部材１８は、耐熱性を有する
材料から成り、網状、多孔質状あるいは繊維状であっ
て、通気性を有している。このミスト除去部材１８の上
方には、補給水ノズル１９が設けられる。補給水ノズル
１９は、管路２０から供給された補給水を分散して散布
するノズル孔を有し、このノズル孔から常温程度の低温
度の水がミスト除去部材１８に向けて散水される。

このような構成を有する温水ヒータ２には、前記間接式
熱交換器３が接続される。熱交換器３は、伝熱管２５が
ハウジング２６内に収納され、伝熱管２５内に前記循環
管路１６によって温水ヒータ２からの温水が熱媒体とし
て供給される。またハウシング２６内には、管路２７か
ら入口２８を経て飲料用の水道水などの水が圧送され
る。熱交換器３内では、温水ヒータ２の温水からの熱が
伝熱管２５の伝熱壁を介して入口２８から供給される水
に伝わって、ハウジング２６内の水が間接的に加熱され
る。

加熱された水は、出口２９から管路３０を経て使用に供
される。循環管路１６の熱交換器３よりも下流側には、
分岐管３１が配設され、分岐管３１には電磁弁３２が設
けられる。この分岐管３１によって伝熱管２５内の水を
排出して缶水ブローを行うことができる。またヒータ本
体４の貯留部５には管路３３が接続されており、貯留部
５内に貯留された温水を導いて、風呂用および手洗い用
なとどして使用することができる。

以上のような構成を有する直接接触式温水ヒータ装置１
において、燃料遮断弁１０を開いてバーナ７に管路９か
ら燃料ガスが供給され、送風機８から燃焼用空気が供給
されて燃焼層６内で燃焼が行われる。これとともに循環
管路１６内に設けられたポンプ３４が駆動されると、貯
留部５内の水は逆止弁３５を介して熱交換器３内の伝熱
管２５内に供給され、電磁弁３６を介して循環水ノズル
１７のノズル孔からヒータ本体４内の吸熱材１４に向け
て散水される。こうして吸熱材１４に供給された水は、
燃焼層６からの燃焼ガスによって加熱され、多孔板１３
の上表面を伝って燃焼層６の内面に沿って貯留部５内に
流れ落ちる。こうして貯留部５内には、昇温された高温
の温水が貯留される。貯留部５内の温水は、管路３３を
介して風呂用および手洗い用などとして使用に供される
一方、循環管路１６に流れ込み、再び熱交換器３の伝熱
管２５内に供給される。このような高温の温水が供給さ
れた伝熱管２５は、管路２７から供給された水道水など
の常温の水を加熱して飲料用の温水として使用に供され
る。

前記吸熱層１２内において、吸熱材１４に供給された水
の一部分は、燃焼ガスによって水蒸気となり、排気管１
１から外方へ排出される。このとき管路２０を介して補
給水ノズル１９に水を供給し、ノズル孔からミスト除去
部材１８に散水することによって、ミスト除去部材１８
を冷却し、ここで水蒸気の一部が凝縮して水滴となり、
燃焼ガスの温度の上昇が妨げられる。これによって排気
管１１から排出される燃焼ガスに含まれる水蒸気の放出
を低減して熱損失を低減し、温水ヒータ２の熱効率を向
上することができる。したがって水滴が白煙となって排
気管１１から外方に排出されるのを防ぐことができる。

考案の効果 本考案によれば、ヒータ本体の下部に貯留される温水を
熱交換器に導いて熱交換器に供給される水を加熱するよ
うに構成されるため、このような熱交換器によって加熱
された温水は清浄であって飲料用などとして用いること
が可能となり、利便性が向上される。このような熱交換
器は、既存のものを用いるようにしてもよく、したがっ
て本考案を広範囲にわたって実施することができる。ま
た吸熱層の上から循環水が散水され、吸熱層で多孔板を
通って燃焼層からの排ガスと接触するので、燃焼ガスと
水とが直接接触して熱効率がよい。また直接熱交換の結
果、吸熱層から上昇する排ガス中の水蒸気量が増加し、
一部微細な水滴も混じるが、これらは補給水によって冷
却されたミスト除去部材によって、水滴の全部と水蒸気
の一部とが除かれ、排気管から排出される排ガス中に含
まれる水蒸気を少なくすることができ、これによって水
蒸気が白煙となって排気管から排出されることを防止で
きるとともに、水蒸気が排気管の外周面で結露して水滴
化してしまうことを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の断面図、第２図は排気管１
１付近の拡大断面図、第３図は第１図の切断面線III-II
Iから見た排気管１１付近の拡大断面図である。 １……直接接触式温水ヒータ装置、２……直接接触式温
水ヒータ、３……間接式熱交換器、４……ヒータ本体、
５……貯留部、６……燃焼層、７……バーナ、１１……
排気管、１２……吸熱層、１３……多孔板、１４……吸
熱材、１６……循環管路、１７……循環ノズル、１９…
…補給水ノズル、２５……伝熱管、２６……ハウジン
グ、２７……管路

フロントページの続き (72)考案者 小原 敏道 大阪府大阪市東区平野町５丁目１番地 大 阪瓦斯株式会社内 (72)考案者 小林 邦廣 長野県長野市三輪８丁目６番31号 (72)考案者 小林 一夫 長野県長野市稲里町下氷鉋832番４号 (72)考案者 大塚 正治 長野県上水内郡豊野町大字大倉2358番１号 (72)考案者 原 純夫 長野県飯山市大字飯山3321 (56)参考文献 特開 昭62−196550（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−146348（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−198446（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）直接接触式温水ヒータであって、 （ａ１）最下部に設けられた貯留部と、 （ａ２）貯留部の上方にあって、側方にバーナを備える
   中空の燃焼層と、 （ａ３）燃焼層の上方にあって多孔板によって区分さ
   れ、吸熱材が充填されている吸熱層と、 （ａ４）吸熱層の上方にあって循環水を散水する循環水
   ノズルを有する散水室と、 （ａ５）散水室の上方にあって、ミスト除去部材と、そ
   の上から補給水を散水する補給水ノズルと、排気管とを
   有する排気部とを有する直接接触式温水ヒータと、 （ｂ）温水循環路であって、 （ｂ１）前記貯留部から温水を吸引加圧する循環ポンプ
   と、 （ｂ２）温水によって水を加熱する間接熱交換器と、 （ｂ３）貯留部から循環ポンプ、間接熱交換器および循
   環水ノズルに至る循環管路とを含む温水循環路から成る
   ことを特徴とする直接接触式温水ヒータ装置。