JP2949553B2 - 直火式温水器における熱交換体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、焔上する燃焼焔と散水
された水との熱交換を効率的に促進せしめたことで、よ
り能率的に水を高温湯とすることができる直火式温水器
に使用される熱交換体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上段に散水シャワーを配設した吸
熱室を、下段に周囲を貯水槽とした燃焼室を立体的に設
けるとともに、燃焼室にはバーナの一端をのぞませたも
のにおいて、吸熱室内に亘り敷設した仕切体上には内部
を中空とし全体を略扁平楕円球状とするとともに周囲に
多数の放熱兼用間隔突起を一体状に設けて形成した吸熱
材を多数充填せしめて焔上する燃焼焔と散水された冷水
との直接接触で冷水を速やかに温水とすることができる
直火式温水器における吸熱材は、本出願前実公昭５０−
３４３４９号公報に記載されて公知である。

【０００３】また、同じく直火式温水器の吸熱材におい
て、中空状の棒体周面に該棒体の長手方向に沿い多数の
滞留凹凸部を併設した吸熱材も、実願昭５０−１５９１
号（実開昭５１−８２０４４号）のマイクロフィルムに
記載されて本出願前公知である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、実公昭５０
−３４３４９号公報に記載されているこの種の吸熱材に
おいては、全体が略扁平楕円球状を呈しているので、吸
熱室内に多数収容した場合には少ない空隙状態のもとに
密に充填することができるという利点を有するほか、本
体を中空状にして重量が軽いという利点も有していた。
ところが、本体には、内部を中空状に加工する製造工程
上必要とする小孔が開孔しており、実際の使用に際し、
吸熱室内に敷設した仕切体上に吸熱材を充填した場合、
各吸熱材の充填方向はまちまちで吸熱材の小孔が例えば
上向きあるいは斜め上向き方向に向いて充填された場合
には散水された水の一部が、その流下中に小孔より壷状
の中空内部に流入することはあっても、燃焼焔の熱気を
吸熱材の内部に流通せしめることができなかった。この
ため水と吸熱材との熱交換は、もっぱら吸熱材の外周面
で行われていた。さらに、吸熱材の周面に設けた多数の
突起部分が、その他の部分より肉が厚く形成されている
ところから、吸熱材本体の熱膨張と熱収縮が繰り返し行
われて歪みが生じ、破損するという問題があった。

【０００５】一方、実願昭５０−１５９１号（実開昭５
１−８２０４４号）のマイクロフィルムに記載されてい
る吸熱材においては、中空状の棒体の周面に該棒体の長
手方向に沿い多数の滞留凹凸部を併設した構成により、
製造上も単なる押し出し成形操作で簡単に多量生産がで
き、安価に提供できるという利点を有している反面、直
火式温水器内に収納する際は、棒状の吸熱材を水平に整
列して互い違いに積み重ねる必要があり、多量の吸熱材
を収納する大型の直火式温水器には整列積み重ね作業が
困難であるばかりか、流下水は、吸熱材の上半面の凹凸
部のみに滞留し、長手方向に流通するだけで、下半面に
は流水は回らず、水の接触面積は制約される不都合が生
じた。また、棒体の中心部は直線的な貫通孔を形成した
のみで、中空内部に水が残留することはないものの、吸
熱材の中空部に燃焼熱気を導入して、積極的に吸熱効果
を向上せしめる構成は何ら備えていなかった。

【０００６】本発明は、熱交換室内に多数の熱交換体を
水平状に整列して積み重ねることなく乱雑に充填した場
合にあっても、燃焼熱気をそれぞれの熱交換体の内部の
熱交換空洞内へ積極的に流通せしめるとともに、熱交換
空洞に流入した燃焼熱気は、内部の空洞を紆余曲折しな
がら流通せしめることで熱交換体の内部からの吸熱効果
を大幅に促進せしめて、少量の熱交換体であっても大量
の水を高温湯とすることができる直火式温水器における
熱交換体を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の直火式温水器における熱交換体は、温水器
本体の上段に散水器を配設した熱交換室を、下段に燃焼
室を配設し、前記熱交換室内には表面に多数の山形突起
を有する略横長球状の熱交換体を多数充填せしめたもの
において、前記熱交換体は、本体全体を略均一な肉厚で
形成し、内部は多数の山形空洞を有する略横長球状の熱
交換空洞を形成し、前記空洞の両側には、該空洞と連通
する一対の熱気流通口を開口したものである。

【０００８】

【作用】多数の熱交換体を一対の熱気流通口が上向き方
向、斜め上向き方向あるいは水平方向その他、任意の状
態のもとに熱交換室内へ上積み状に充填した後、バーナ
を始動し、その燃焼焔を燃焼室内に噴出すれば、前記燃
焼焔は周囲の貯水槽を加熱しながら熱交換室に向け焔上
し、各々の熱交換体間の間隙部および各々の熱交換体の
熱気流通口を介して内部の熱交換空洞を通過して排気口
より排出する。

【０００９】したがって、バーナの燃焼熱気は多数充填
された略横長球状を呈し、表面に多数の山形突起を有す
る熱交換体の曲面状の表面に沿って紆余曲折して、本体
の外周表面を加熱しながら流通上昇する一方、本体外形
と略相似形に形成されて、熱交換体の外周面積に近い大
きな吸熱面積を有する熱交換空洞内へそれぞれの熱気流
通口より流入したバーナの燃焼熱気は、熱交換空洞の内
周面および多数の山形空洞の内周面に沿って紆余曲折し
て、熱交換体を内周面から加熱し、吸熱せしめながら流
通してそれぞれの熱気流通口より排気上昇し、略均一な
肉厚を呈する熱交換体全体を内外より加熱し略均一な温
度分布のもとで高温状態ならしめる。

【００１０】他方、上記バーナの始動と同時に、散水器
より水を散布すれば、該水は相当温度に加熱された熱交
換体の多数の山形突起を有する外周表面のみならず、熱
気流通口を介して多数の山形空洞を形成せしめた熱交換
空洞の内周面に沿いながら紆余曲折して流通する過程で
熱交換体自体の熱交換作用で熱交換され、さらに、燃焼
室を落下する過程で、焔上する燃焼熱気と直接接触して
再加熱され、速やかに高温湯となりながら貯湯槽に貯湯
された後、出湯管を経て任意の場所に給湯される。

【００１１】したがって、給湯作業においては、一対の
熱気流通口より熱交換空洞内に進入した燃焼熱気は、内
部の多数の山形空洞の内周面の隅部に沿って紆余曲折し
て流通する間に熱交換体を内部から積極的に加熱し、吸
熱せしめた後、いずれかの熱気流通口より順次排出され
るため、少量の熱交換体であっても、充分に広い熱交換
面積を有していることから、大量の水を連続的に安定し
て高温湯とすることができる。

【００１２】

【実施例】実施例について図面を参照して説明する。

【００１３】図１ないし図６において、１は、断面が円
形、正方形あるいは多角形等とした立体状を呈する直火
式温水器の本体であって、該本体１の上段には散水器３
を配設した熱交換室２を、その下段には、周囲に上端を
開放した貯水槽５を設けた燃焼室４をそれぞれ立体状に
配設するとともに、燃焼室４の一側には燃焼熱気を発生
させるバーナ６を配設して、バーナ６の先端側を燃焼室
４内にのぞませる。

【００１４】７は、貯水槽５の上端開放部に取外し自在
に載置した熱交換体８を収容するための篭状の仕切体で
あって、前記熱交換体８は、耐蝕、耐熱性吸熱材料例え
ばセラミックにより本体８ａの本体全体を略均一な肉厚
をもって、略横長球状の形状に形成し、本体８ａの曲面
状の表面には多数の山形突起１１を突設することによ
り、内部に多数の山形空洞９ａおよび本体８ａの外形と
略相似形とし、本体８ａの外形に近い広い吸熱面積を有
する熱交換空洞９を形成せしめるとともに、本体８ａの
左右両側には、内部熱交換空洞９に通じ、熱気（例えば
バーナ６の燃焼熱気）が流入出する比較的大径の一対の
熱気流通口１０，１０をそれぞれ開口したものである。

【００１５】したがって、熱交換室２内において、熱交
換体８は、一対の熱気流通口１０，１０が上向き方向、
斜め上向き方向あるいは水平方向その他、いずれの向き
であろうと乱雑に多数充填収納しても、燃焼室４から焔
上する燃焼熱気は、熱交換体８の外表面に沿って上昇す
る間に熱交換体８を外側から加熱するばかりか、熱気流
通口１０を介して、熱交換空洞９内周面および多数の山
形空洞９ａの内周面を紆余曲折しながら流通する間に熱
交換体８を内面から急速に加熱し、吸熱せしめることが
できる。また、熱交換体８は、全体を比較的薄い、略均
一な肉厚の略横長球状を呈していることから、吸熱した
熱交換体８は全体に温度ムラのない略均一な吸熱状態と
なり、耐熱、耐久性にも格段すぐれたものとなった。こ
の結果、流下水との非常に高い熱交換効率が安定して得
られる。なお、給湯作業停止後、山形空洞９ａに水が残
留することがあっても、熱交換体８の余熱と熱気流通口
１０，１０を流通する通気作用により極く短時間に蒸発
し、長時間残留することはない。

【００１６】１２は、燃焼室４の下部に配設された上面
が開放された漏斗状の貯湯槽であって、該貯湯槽１２の
下端には出湯管１３が接続されている。１４は、本体１
の上部に設けた排気口である。

【００１７】

【発明の効果】本発明は、上述のとおりに構成されてい
るので、次に記載する効果を奏する。

【００１８】熱交換体を、熱気流通口が上向き方向、斜
め上向き方向あるいは水平方向その他、いずれの向きで
あろうと乱雑に多数熱交換室内へ上積み状に充填せしめ
た場合にあっても、焔上する燃焼熱気を、熱交換体の表
面に突出した多数の山形突起を有する外周表面のみなら
ず、比較的大径の熱気流通口を経て内部の、熱交換体の
外形と略相似形とし、広い吸熱面積を有する熱交換空洞
および多数の山形空洞の内周面の隅々に沿って紆余曲折
して流通せしめた後、熱気流通口より排出させて、熱交
換体全体を内外面の両面より積極的に効率よく高温に加
熱し、吸熱せしめることができるばかりか、給湯作業時
には散布された水は、多数の山形突起を有する熱交換体
の曲面状の外周表面および熱気流通口を介して内部の熱
交換空洞を流通する間に燃焼熱気と速やかに熱交換しな
がら、熱気流通口より流出し、順次下方の熱交換体へ円
滑に流下せしめ、水と燃焼熱気との直接接触面積の著し
い拡大を図り、熱交換効率を大幅に促進して大量の水を
連続して安定的に高温湯とすることができる。また、熱
交換体は全体に略均一な肉厚の略横長球状を呈している
ところから、強度も高く耐熱、耐久性にすぐれ、熱交換
体として好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】一部を切欠した直火式温水器の縦断正面図であ
る。

【図２】熱交換体の拡大正面図である。

【図３】熱交換体の拡大平面図である。

【図４】熱交換体の拡大側面図である。

【図５】図３Ａ−Ａ線矢印方向の断面図である。

【図６】図３Ｂ−Ｂ線矢印方向の断面図である。

【符号の説明】

１ 直火式温水器の本体 ２ 熱交換室 ３ 散水器 ４ 燃焼室 ５ 貯水槽 ６ バーナ ８ 熱交換体 ８ａ 本体 ９ 熱交換空洞 ９ａ 山形空洞 １０，１０ 熱気流通口 １１ 突起 １２ 貯湯槽 １３ 出湯管 １４ 排気口

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 温水器本体の上段に散水器を配設した熱
   交換室を、下段に燃焼室を配設し、前記熱交換室内には
   表面に多数の山形突起を有する略横長球状の熱交換体を
   多数充填せしめたものにおいて、前記熱交換体は、本体
   全体を略均一な肉厚で形成し、内部は多数の山形空洞を
   有する略横長球状の熱交換空洞を形成し、前記空洞の両
   側には、該空洞と連通する一対の熱気流通口を開口した
   ことを特徴とする直火式温水器における熱交換体。