JPH0145540B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、水を加熱して80℃前後の熱湯を得る
温水ボイラに係り、特に熱交換効率を大幅に向上
させることができる温水ボイラに関する。

〔従来技術〕

従来この種の温水ボイラとしては、燃焼室から
の高温排気を多数の排気管内に導びき、排気管内
を流れる高温排気と排気管外側の水との間で熱交
換を行なわせるようにしたものが一般に知られて
いる。

ところがこの種の温水ボイラでは、高温排気を
排気管内に１回通して熱交換を行なわせるだけで
あるので熱交換効率が悪く、また燃焼が不完全な
場合には、細径の排気管内に煤が付着して熱交換
効率をさらに悪化させるとともに、メンテナンス
が容易でないという欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明はかかる現況に鑑みなされたもので、熱
交換効率を向上させて装置の小型化を図ることが
できるとともに、メンテナンスが極めて容易な温
水ボイラを提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、長手方向一端に焚口を有するととも
に、長手方向他端に底面から所要の立上がり寸法
で開口する排気口を有する燃焼室と；燃焼室の底
部に燃焼室底板を介して形成された底部貯湯槽
と；燃焼室の両側部に燃焼室側板を介して形成さ
れ、かつ前記底部貯湯槽と連通する側部貯湯槽
と；燃焼室の上部に燃焼室天板を介して形成さ
れ、かつ前記側部貯湯槽と連通する上部貯湯槽
と；この上部貯湯槽の前記排気口側の端部に燃焼
室天板を下方に屈曲して形成された上部貯湯槽下
がり部と；前記上部貯湯槽の上部貯湯槽下がり部
と前記焚口との間に燃焼室天板の幅方向中央部を
下方に溝形に折曲して形成された上部貯湯槽溝部
と；燃焼室の上部に前記上部貯湯槽を介して配置
され、前記排気口から排出された排気を長手方向
一端に導びくとともに、この排気を長手方向に少
なくとも１回折返して煙突に導びく熱交換室と；
この熱交換室の上部に熱交換室天板を介して配置
された給湯槽と；前記燃焼室内の底面上に燃焼室
の長手方向に延設され、縦パイプを介して前記底
部貯湯槽と連通する底部パイプと；燃焼室の両側
部に多数配置され、下端が底部パイプまたは下部
貯湯槽に連通するとともに上端が前記上部貯湯槽
溝部に連通する立上がりパイプと；前記熱交換室
内に多数配置され、前記給湯槽と上部貯湯槽とを
上下方向に連通する連通パイプと；から温水ボイ
ラを構成し、もつて熱交換効率の向上による装置
の小型化およびメンテナンスの簡略化を図ること
ができるようにしたことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下本発明を第１図ないし第８図に示す一実施
例に基づいて説明する。

本実施例に係る温水ボイラは、第１図ないし第
５図に示すように装置下端部に配された燃焼室１
と、この燃焼室１の上下面および両側面を囲むよ
うに配された下部貯湯槽２、側部貯湯槽３、およ
び上部貯湯槽４と、上部貯湯槽４の上部に配され
た熱交換室５と、この熱交換室５の上部に配され
た給湯槽６とを備えており、前記給湯槽６内の長
手方向一端上方隅部には、給水槽７が隔離形成さ
れている。

前記燃焼室１は、第１図ないし第４図に示すよ
うに上面に耐火レンガB_Fを配した底板１ａと両
側の側板１ｂと天板１ｃとから横置きの角筒状に
形成されており、その長手方向一端には、第１
図、第２図および第８図に示すようにバーナ取付
部８ａを有する方形キヤツプ状の焚口８が設置さ
れ、また長手方向他端には、第１図、第２図およ
び第５図に示すように幅方向両端部に前記底板１
ａから所要の立上がり寸法で立上がる方形の排気
口９がそれぞれ設けられている。そして前記各貯
湯槽２，３，４は、第３図および第４図に示すよ
うに前記底板１ａ、側板１ｂ、および天板１ｃを
介してその外側に全体として環状に形成されてい
る。

また前記焚口８は、第２図および第８図に示す
ように幅方向一端のヒンジ８ｂを介して燃焼室１
の開口端を開閉可能となつており、燃焼室１内の
清掃時等に便宜なように考慮されている。またこ
の焚口８により開閉される燃焼室１の開口端に
は、第１図および第２図に示すように焚口８より
稍小形の角リング状の突片１ｄが固設され、焚口
８の開閉ガイドと焚口８閉止時の密閉とを行なう
ようになつている。

前記下部貯湯槽２には、第１図および第６図に
示すように周面に多数の小孔を有して長手方向に
延在し前記排気口９側の端部に突出する２個の給
水ノズル１０が設けられ、この給水ノズル１０に
は、前記給水槽７に設けられた２個の給水ノズル
１１からの水が供給されるようになつている。ま
た前記上部貯湯槽４の排気口９側の端部には、第
１図および第４図に示すように燃焼室１の板１ｃ
を階段状に下方に折曲して上部貯湯槽下がり部４
ａが形成され、また上部貯湯槽４の上部貯湯槽下
がり部４ａと前記焚口８との間には、第１図、第
３図および第４図に示すように燃焼室１の天板１
ｃの幅方向中央部を逆台形溝状に下方に折曲して
上部貯湯槽溝部４ｂが形成されている。そしてこ
の上部貯湯槽４の天面は、第１図、第３図および
第４図に示すように前記熱交換室５の底板５ａで
仕切られており、また燃焼室５の天板５ｂは、そ
の上部に位置する給湯槽６の底板を兼ねている。

前記燃焼室１の内部には、第１図ないし第４図
に示すようにその底板１ａ上に縦パイプ１３を介
して前記底部貯湯槽２と連通する底部パイプ１２
が燃焼室１の長手方向に延設され、また両側の側
板１ｂにそつて２列に内側立上がりパイプ１４と
外側立上がりパイプ１５とが燃焼室１の長手方向
に交互に多数配置され、さらに前記上部貯湯槽下
がり部４ａ位置に全体として５列に縦方向パイプ
１６が多数配置されている。そして前記両立上が
りパイプ１４，１５により底部パイプ１２または
下部貯湯槽２と上部貯湯槽溝部４ｂとが上下に連
通され、また前記縦方向パイプ１６により上部貯
湯槽下がり部４ａの各段部と下部貯湯槽２とが上
下に連通されるようになつている。

このように構成された燃焼室１の排気口９側の
外端部には、第１図、第２図および第７図に示す
ように前記排気口９に対向する角筒状の２個の清
掃用マンホール１７を備えた煙道１８が配置され
ており、その天端を閉止する熱交換室の底板５ｂ
には、第１図、第５図および第６図に示すように
熱交換室５の幅方向両側位置に２個の排気導入口
１９がそれぞれ開設されている。そして排気口９
から煙道１８に導びかれた排気は、前記各排気導
入口１９を介して熱交換室５の幅方向両側部に導
びかれるようになつている。

この熱交換室５内には、第１図、第３図、第４
図および第６図に示すように幅方向に例えば５列
に多数の連通パイプ２０が配置されており、この
連通パイプ２０により前記上部貯湯槽４と給湯槽
６とが熱交換室５内を通して上下に連通されてい
る。また熱交換室５の前記排気導入口１９側の端
部には、第１図、第６図および第７図に示すよう
に幅方向中央部に角筒状の煙道２１が接続されて
いる。この熱交換室５内は、第６図に示すように
幅方向２列目の連通パイプ２０間および４列目の
連通パイプ２０間に配された仕切板２２により幅
方向に３室に区分けされており、各室は排気導入
口１９および煙道２１とは逆の長手方向端部にお
いて相互に連通している。そして前記排気導入口
１９から熱交換室５内に導びかれた排気は、熱交
換室５の長手方向に一度折返された後、両側の仕
切板２２間を通して煙道２１から図示しない煙突
に導びかれるようになつている。

前記各列の連通パイプ２０における仕切板２２
は、第６図に示すように排気導入口１９側の連通
パイプ２０の外側と排気導入口１９から離れた側
の連通パイプ２０の内側との間に配置されて全体
として鋸刃状に構成されており、これにより第６
図に示す矢印ａのように流れる排気によつて熱交
換がより促進されるように考慮されている。

また前記熱交換室５の幅方向両側部には、第３
図ないし第６図に示すように上端が給湯槽６に連
通するとともに下端が側部貯湯槽３および上部貯
湯槽４に連通する熱交換室側部貯湯槽２３が熱交
換室５の側板５ｃを介してそれぞれ設けられてい
る。またこの熱交換室５の煙道２１側の長手方向
端部およびこれに対応する煙道１８の端面には、
第１図、第２図および第６図に示すように周縁が
前記下部貯湯槽２、側部貯湯槽３、給湯槽６およ
び熱交換室側部貯湯槽２３にそれぞれ連通する長
手方向端部貯湯槽２４が清掃用マンホール１７部
分および煙道２１部分を残して全面に設けられて
いる。すなわち、清掃用マンホール１７および煙
道２１が長手方向端部貯湯槽２４を横方向に貫通
する状態となつている。

また、前記熱交換室５の前記焚口８側の長手方
向端開口部には、第１図、第６図および第８図に
示すように把手２５ａを有する方形キヤツプ状の
清掃用蓋体２５が配置されており、この清掃用蓋
体２５は、幅方向一端のヒンジ２５ｂを介して開
閉可能となつている。またこの蓋体２５が設けら
れた熱交換室５の開口端には、前記燃焼室１の突
片１ｄと同様の機能を有する角リング状の突片５
ｄが固設されている。

なお第１図において２６は、給湯槽６内の熱湯
を使用個所に供給する湯水ノズル、２７，２８は
給湯槽６および給水槽７内の異常な圧力上昇を防
止したり槽６，７内の点検、清掃用等として設け
られたマンホール、２９は図示しない水源からの
水を給水槽７に供給するための先端Ｔ形状の給水
パイプ、３０，３１は給湯槽６および給水槽７内
にそれぞれ設けられた水位計であり、給水槽７内
の水位計３１の方が下方に位置している。したが
つて、両槽６，７の水位は通常水位計３１の位置
によつて規制され、水位計３０は万一の安全のた
めに設けられている。

また第２図、第３図、第５図ないし第８図にお
いて３２は、ボイラ内の清掃時等に水抜きを行な
う水抜きノズルであり、通常は閉止されている。

次に作用について説明する。

使用に際しては、まず給水パイプ２９から給水
槽７に水を供給する。するとこの水は、給水槽７
の給水ノズル１１および下部貯湯槽２の給水ノズ
ル１０を介して下部貯湯槽２に導びかれる。そし
て最終的には、各貯湯槽２，３，４，２３，２
４、給湯槽６、給水槽７、および各パイプ１２，
１３，１４，１５，１６，２０が水で満たされ
る。

このようにして水を満たした後、焚口８にバー
ナを設置して燃焼室１内で燃焼させる。すると、
燃焼室１の周壁１ａ，１ｂ，１ｃおよび各パイプ
１２，１３，１４，１５，１６は、バーナの火炎
により直接的にあるいは高温排気により間接的に
加熱され、これと接する水との間で熱交換が行な
われて水は急速に昇温する。

この際、燃焼室１の排気口９は幅方向中央部に
は設けられておらず両側部に設けられており、し
かも上部貯湯槽下がり部４ａがいわゆる火ぜきと
して機能するので、高温排気は燃焼室１内に一旦
篭つた後排気口９から排出されることになる。こ
のため、充分な熱交換が行なわれ、熱交換効率を
大幅に向上させることが可能となる。

排気口９から排出された高温排気は、煙道１８
および排気導入口１９を介して熱交換室５の長手
方向一端両側部に導びかれ、さらに熱交換室５内
を長手方向に一度折返された後煙道２１から図示
しない煙突に導びかれる。そしてこの間におい
て、熱交換室５の底板５ａ、天板５ｂ、側板５ｃ
および連通パイプ２０等を介し水との間で熱交換
が行なわれる。

しかして、各貯湯槽２，３，４，２３，２４お
よび給湯槽６内の水は、熱交換に伴なう温度差に
より各湯槽間を対流し、各所ほぼ均一に昇温加熱
されることになる。

第９図は本発明の他の実施例を示すもので、前
記実施例における内側立上がりパイプ１４、外側
立上がりパイプ１５、および連通パイプ２０の外
面に多数のフイン３３を設けるようにしたもので
ある。

このようにフイン３３を設けることにより、そ
の分熱交換面積が増大し、熱交換効率を向上させ
ることができる。このフイン３３を前記パイプ１
４，１５，２０以外のパイプ１２，１３，１６に
も設けるようにすれば、さらに熱交換効率の向上
が期待できる。ただしフイン３３の設置に当つて
は、高温排気の流れを阻害しないよう充分配慮す
る必要がある。

第１０図は本発明のさらに他の実施例を示すも
ので、第１図に示す場合と異なり燃焼室１の天板
１ｃを直線的に下方に屈曲して上部貯湯槽下がり
部４ａを形成するようにしたものである。

このように構成しても、平坦な下り斜面をなす
上部貯湯槽下がり部４ａの下面が火ぜきとして機
能するので、第１図に示す場合と同様の効果が期
待できるとともに、平坦面の方が加工および燃焼
室１内の清掃が容易である。

なお前記各実施例においては、仕切板２２によ
り熱交換室５内を幅方向に３室に区分けする場合
について説明したが、上下に２室に区分けして排
気を長手方向に一度折返すようにしてもよく、ま
た排気を長手方向に二度以上折返すようにしても
よい。

また、ボイラの外周面等必要箇所を断熱材で覆
うようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、燃焼室の周囲に
貯湯槽を形成して水を加熱するようにしており、
しかも燃焼室内には多数のパイプが配されていて
この部分でも熱交換を行なうようにしているの
で、熱交換面積が飛躍的に増大して熱交換効率を
大幅に向上させることができる。

また上部貯湯槽下がり部により熱気が燃焼室内
に篭ることになり、これにより熱交換効率をさら
に向上させることができる。

また排気口から排出された排気を、そのまま大
気放出することなく熱交換室に導びき、長手方向
に少なくとも１回折返した後に大気放出するよう
にしており、しかも熱交換室内には多数の連通パ
イプが配されているので、この部分においても吸
熱が行なわれ、ボイラ効率を向上させて装置の小
型化、省エネルギ化を図ることができる。

また排気はパイプ内を流れるのではなくパイプ
間の空間を流れることになるので、仮え不完全燃
焼により煤が発生したとしても直ちに排気通路が
閉止されることはなく、燃焼を継続することによ
りその自浄作用で煤が除去されるので、メンテナ
ンスが極めて容易である。

また、燃焼室の周壁と燃焼室内のパイプとの間
には充分な間隙が形成されているので、ワイヤブ
ラシ等を用いて燃焼室内を完全かつ極めて容易に
清掃することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す縦断面図、第
２図は第１図の−線断面図、第３図は第１図
の−線断面図、第４図は第１図の−線断
面図、第５図は第１図の−線断面図、第６図
は第１図の−線断面図、第７図は第１図の右
側面図、第８図は第１図の左側面図、第９図およ
び第１０図は本発明の他の実施例をそれぞれ示す
説明図である。 １……燃焼室、１ａ，５ａ……底板、１ｂ，５
ｃ……側板、１ｃ，５ｂ……天板、２……下部貯
湯槽、３……側部貯湯槽、４……上部貯湯槽、４
ａ……上部貯湯槽下がり部、４ｂ……上部貯湯槽
溝部、５……熱交換室、６……給湯槽、７……給
水槽、８……焚口、１２……底部パイプ、１３…
…縦パイプ、１４……内側立上がりパイプ、１５
……外側立上がりパイプ、１６……縦方向パイ
プ、１９……排気導入口、２０……連通パイプ、
２１……煙道、２２……仕切板、２３……熱交換
室側部貯湯槽、２４……長手方向端部貯湯槽、２
５……清掃用蓋体、３３……フイン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 長手方向一端に焚口を有するとともに、長手
   方向他端に底面から所要の立上がり寸法で開口す
   る排気口を有する燃焼室と；燃焼室の底部に燃焼
   室底板を介して形成された底部貯湯槽と；燃焼室
   の両側部に燃焼室側板を介して形成され、かつ前
   記底部貯湯槽と連通する側部貯湯槽と；燃焼室の
   上部に燃焼室天板を介して形成され、かつ前記側
   部貯湯槽と連通する上部貯湯槽と；この上部貯湯
   槽の前記排気口側の端部に燃焼室天板を下方に屈
   曲して形成された上部貯湯槽下がり部と；前記上
   部貯湯槽の上部貯湯槽下がり部と前記焚口との間
   に燃焼室天板の幅方向中央部を下方に溝形に折曲
   して形成された上部貯湯槽溝部と；燃焼室の上部
   に前記上部貯湯槽を介して配置され、前記排気口
   から排出された排気を長手方向一端に導びくとと
   もに、この排気を長手方向に少なくとも１回折返
   して煙突に導びく熱交換室と；この熱交換室の上
   部に熱交換室天板を介して配置された給湯槽と；
   前記燃焼室内の底面上に燃焼室の長手方向に延設
   され、縦パイプを介して前記底部貯湯槽と連通す
   る底部パイプと；燃焼室の両側部に多数配置さ
   れ、下端が底部パイプまたは下部貯湯槽に連通す
   るとともに上端が前記上部貯湯槽溝部に連通する
   立上がりパイプと；前記熱交換室内に多数配置さ
   れ、前記給湯槽と上部貯湯槽とを上下方向に連通
   する連通パイプと；を具備することを特徴とする
   温水ボイラ。 ２ 排気口を燃焼室の幅方向両端部にそれぞれ設
   けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の温水ボイラ。 ３ 上部貯湯槽下がり部の各段部と下部貯湯槽と
   を燃焼室の両側部に配された縦方向パイプで上下
   方向に連通したことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項または第２項記載の温水ボイラ。 ４ 熱交換室の長手方向一端に、その両側に排気
   口からの排気を熱交換室内に導びく排気導入口を
   それぞれ設けるとともに、中央部に熱交換室内の
   排気を煙突に導びく煙道を開設し、かつ各排気導
   入口と煙道との間に位置する列の連通パイプ間を
   仕切板で順次連結して熱交換室内を幅方向に三室
   に区分けし、前記各排気導入口から導びかれた排
   気を両側の室を通して熱交換室の他端側に送つて
   折返すとともに、中央の室を通して煙道に導びく
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項
   または第３項記載の温水ボイラ。 ５ 各仕切板により、排気導入口に近い側の連通
   パイプの外側と排気導入口から離れる側の連通パ
   イプの内側とを順次連結して全体として鋸刃状と
   したことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載
   の温水ボイラ。 ６ 立上がりパイプおよび連通パイプのうちの少
   なくともいずれか一方のパイプの外面にフインを
   設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項、
   第２項、第３項、第４項または第５項記載の温水
   ボイラ。 ７ 燃焼室の焚口側の端部を全面開放可能とした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２
   項、第３項、第４項、第５項または第６項記載の
   温水ボイラ。