JPH0587740B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、熱交換多孔体に沿つて流下する冷水
に対し紆余曲折しながら焔上する燃焼熱気を何回
となく直接接触せしめて熱交換面積の拡大を図
り、小型の温水器であつても、大容量の冷水を速
かに高温湯とすることができる許りか、冷水と燃
焼熱気との直接熱交換作用によつて発生した湯気
を適確に吸湿し液化して除去し、湯気がそのまま
温水器外に排気されるのを防止できる直火式温水
器に関する。

従来の技術 従来、流下する冷水に焔上する燃焼熱気を直接
接触せしめて、冷水を速かに高温湯とすることが
できる直火式温水器として実公昭57−28036号公
報に示されたものが知られており、これが構成は
第５図に示されたように、温水器本体１の上段位
置に散水シヤワー３を配設した吸熱室２を設け、
温水器本体１の下段に周囲を貯水槽５とした燃焼
室４を立体的に設け、しかも上記燃焼室４内には
バーナ６の一端をのぞませてある。そして前記吸
熱室２内には間隔をおいて複数段に亘り、仕切体
７……を敷設すると共に、上記仕切体７上には耐
熱耐蝕性材質により全体が通焔性に富むよう海綿
状に成形した吸熱材８……を温水器本体１の内壁
に、上記吸熱材８の周縁が密接するよう順次載置
せしめて散布された冷水と焔上する燃焼熱気とを
吸熱材８……の内部において万遍なく直接接触せ
しめて、冷水を速かに高温の湯とした後、該高温
の湯を下部の貯湯槽９に溜めた後、給湯管１０を
介して適宜の場所に給湯せしめたものである。

発明が解決しようとする問題点 ところで、上記公知の直火式温水器にあつて
は、燃焼室上方に熱交換用の吸熱材を複数段に亘
り配置して燃焼室内において発生した燃焼熱気を
上昇させ、吸熱材中を流下する冷水と直接接触さ
せる熱交換作用で冷水を高温湯としたものである
から、冷水と燃焼熱気との熱交換は総て燃焼室の
上部においてのみ行われ、熱交換面積は温水器の
大きさにより限定され大きくできない。

そして、上記熱交換面積の拡大を図るために吸
熱材の段数を多くすれば、燃焼熱気自体に背圧が
かかつて良好な燃焼状態の維持ができなくなる許
りか、燃焼熱気が吸熱材中を円滑に流通できなく
なつて、熱交換率が激減され高温の湯を連続して
得ることができない。その上、従来公知の直火式
温水器は直接的な熱交換作用で湯を得さしめよう
としたので、熱交換中において多量の湯気が発生
し、これが湯気をそのまま排気筒より直接外部に
排気させていたので、湯気は結露して液化した水
滴が排気筒端よりドレーンとなつた滴下され、温
水器の耐久性が損われるという問題点を有してい
た。

本発明は、給水器より中空筒状を呈し、かつ空
孔率が大きい竪型の熱交換多孔体中を沿流する冷
水に対し紆余曲折しながら焔上する燃焼熱気を何
回となく直接接触せしめて熱交換面積の拡大を図
り、小型の温水器であつても、大容量の冷水を速
やかに高温の湯とすることができる許りか、冷水
と燃焼熱気との直接接触熱交換作用によつて発生
した湯気を適確に吸湿し液化して除去し、湯気が
そのまま温水器外に排気されるのを防止すること
ができる直火式温水器を提供することを目的とし
ている。

問題を解決するための手段 上記目的を達成するために、請求項１の直火式
温水器においては、温水器本体１０１の下部には
バーナ１０４の先端がのぞむ燃焼口１０２と全体
を漏斗状に形成した湯受体１０３を設け、上記温
水器本体１０１内の上部位置には冷水を収容した
給水器１０５を配設する。

そして上記湯受体１０３と給水器１０５との間
には内部を複数段の燃焼熱気室１０８，１０８′，
１０８″……に仕切り、周囲を空孔率の大きな中
空網筒状に形成した竪型の熱交換多孔体１０６を
配設する。温水器本体１０１の内周面と熱交換多
孔体１０６の外周面との間には、上端側が排気通
路１１２を経て排気窓１１３に連通され、かつ燃
焼熱気室１０８より熱交換多孔体１０６を通して
周囲に噴出された燃焼熱気を熱交換多孔体１０６
を通して上段の燃焼熱気室１０８′へ順次導入せ
しめる複数段の熱気誘導室を配設して、複数段に
亘り設けた燃焼熱気室および熱気誘導室内を紆余
曲折しながら焔上する燃焼熱気と熱交換多孔体１
０６に沿つて流下する冷水とを何回となく直接接
触させ、冷水を短時間で高温湯ならしめる。

熱交換多孔体１０６上に位置した給水器１０５
には給水口１１４を開口して、冷水を連続状に熱
交換多孔体１０６の壁面中を沿流せしめる。又、
請求項２の直火式温水器においては、温水器１０
１の下部にはバーナ１０４の先端がのぞむ燃焼口
１０２と全体を漏斗状に形成した湯受体１０３を
設け、上記温水器本体１０１内の上部位置には冷
水を収容した給水器１０５を配設する。

そして、上記湯受体１０３と給水器１０５との
間には内部を複数段の燃焼熱気室１０８，１０
８′，１０８″……に仕切り、周囲を空孔率の大き
な中空網筒状に形成した竪型の熱交換多孔体１０
６を配設する。温水器本体１０１の内周面と熱交
換多孔体１０６の外周面との間には、上端側が排
気通路１１２を経て排気窓１１３に連通され、か
つ燃焼熱気室１０８より熱交換多孔体１０６を通
して周囲に噴出された燃焼熱気を熱交換多孔体１
０６を通して上段の燃焼熱気室１０８′へ順次導
入せしめる複数段の熱気誘導室を配設して、複数
段に亘り設けた燃焼熱気室および熱気誘導室内を
紆余曲折しながら焔上する燃焼熱気と熱交換多孔
体１０６に沿つて流下する冷水とを何回となく直
接接触させ、冷水を短時間で高温湯ならしめる。

熱交換多孔体１０６上に位置した給水器１０５
には給水口１１４を開口して、冷水を連続的に熱
交換多孔体１０６の壁面中を沿流せしめる。そし
て、排気窓１１３近傍位置の排気通路１１２中
に、該排気通路１１２をさえぎるように空孔率の
大きな網状の吸湿多孔体１１５を配設して排気通
路１１２に沿い排気窓１１３から外部に排気され
ようとした湯気を吸湿して結露し、液化した水滴
が排気窓１１３から外部に滴下しないように形成
したものである。

作 用 請求項１の発明においては、燃焼口１０２より
下段の燃焼熱気室１０８内に燃焼熱気を送れば、
該燃焼熱気は、熱交換面積が広く、かつ空孔率が
大きく形成された熱交換多孔体１０６の壁面中を
通つて外側の熱気誘導室１１０に出た後、再び熱
気誘導室１１０より中段の燃焼熱気室１０８′内
に熱交換多孔体１０６の壁面中を通つて導入さ
れ、さらに中段の燃焼熱気室１０８′より熱交換
多孔体１０６より熱交換多孔体１０６の壁面中を
通り、中段の熱気誘導室１１０′に出た後、上段
の燃焼熱気室１０８′内に熱交換多孔体１０６の
壁面中を通つて入り、最後に上段の燃焼熱気室１
０８″より熱交換多孔体１０６の壁面中を通つて
上段の熱気誘導室１１０″に出て、排気通路１１
２を通り、排気窓１１３より温水器本体１０１外
に排気される。

従つて、上述のように燃焼熱気が紆余曲折しな
がら下段より上段に向け順次流通する間に熱交換
多孔体１０６全体が強烈に加熱されると共に上部
に配設された給水器１０５も加熱される。

そこで、上述のような状態のもとで給水口１１
４より幾分昇温された温水を熱交換多孔体１０６
上へ給水すれば、該湯水は熱交換多孔体１０６の
広い多孔面に沿いながらゆつくりと流下する間に
下段より上段に向け順次紆余曲折しながら熱交換
多孔体１０６の壁面中を流通する燃焼熱気と間断
なく直接接触され効率的な熱交換作用が営まれる
と同時にその熱交換は上段より下段に向け順次高
温の燃焼熱気によつて促進されるため、湯水が熱
交換多孔体１０６の多孔面に沿つて上端側より下
端側に至る間に高温の湯となつて湯受体１０３内
に収集された後、適宜の場所に給湯される。

そして、上記温水作業の継続中においては、給
水器１０５も燃焼熱気で加熱され続けるので、冷
水は益々高温となり、熱交換多孔体１０６上に散
布される温水温度も高くなり、高温の湯が連続し
て得られる。又湯水との効率的な熱交換作用によ
り低温化された排熱気は、前記熱交換作用時に発
生した湯気と共に排気通路１１２を通り、排気窓
１１３から温水器本体１０１外に排気される。
又、第２発明にあつては、上記の如き直接的な熱
交換作用によつて排気通路１１２中に発生した大
量の湯気が熱交換作用により低温化された排熱気
と共に、排気通路１１２に沿つて排気窓１１３か
ら直接器外に排気されようとした時に湯気を多く
含んだ排熱気を、排気窓１１３近傍位置の排気通
路１１２中に、排気通路１１２をさえぎるように
配設した空孔率の大きな網状の吸湿多孔体１１５
中を流通せしめる間に吸湿させ、湯気を結露して
液化させ、発生した水滴を給水器１０５に沿わせ
て熱交換多孔体１０６上端側に滴下させこれを高
温化せしめる。

したがつて、排熱気中に含まれた湯気は排気通
路１１２中に設けられた吸湿多孔体１１５により
確実に液化して除去されるので、温水器本体１０
１より外部に向け多くの湯気が排出されるのが防
止される。

実施例 以下に本発明に係る直火式温水器の各実施例を
説明する。

第１図および第２図において、１０１……は、
断面形状が円筒形状を呈する温水器本体であつ
て、該温水器本体１０１の下部に、燃焼口１０２
を上向きに開口し、かつ内部にバーナ１０４を内
蔵した截頭円錐筒状の湯受体１０３が配設されて
いる。そして上記温水器本体１０１内の上部には
冷水を収容した給水器１０５が配設されている。
１０６は、表面積が大きく、又三次元網状構成と
して接触反応率を高めた中空筒状を呈する竪型の
熱交換多孔体であつて、該熱交換多孔体１０６と
して例えばエバーライトスコツト（商品名）を基
材としてこれにセラミツク原料をコーテイング、
焼成したセラミツク多孔体、或は、熔解ステンレ
スを流し込み特殊薬剤で成形したアルミ発泡多孔
体又はステンレス発泡多孔体が考えられる。

上記熱交換多孔体１０６の内部は、複数枚の熱
気仕切板１０７……により複数段（本発明の実施
例においては上、中、下の３段）に仕切られて、
内部を夫々燃焼熱気室１０８，１０８′，１０
８″……に形成されており、しかも該熱交換多孔
体１０６は湯受体１０３と給水器１０５との間に
配設されている。

上記温水器本体１０１の内周には上端側を開口
した貯水槽１０９が適当高さに亘り設けられてお
り、しかも、前記貯水槽１０９の内周面と熱交換
多孔体１０６の外周面との間には上端側が排気通
路１１２を経て温水器本体１０１の天板に開口し
た排気窓１１３に接続され、しかも内部を熱気仕
切板１０７，１０７間に位置するように夫々配設
された環状を呈する複数枚の熱気誘導仕切板１１
１……により仕切られた複数段の熱気誘導室１１
０，１１０′，１１０″……（本発明の実施例にお
いては、上、中、下３段）を設けて、下段の燃焼
熱気室１０８内に噴焔された燃焼熱気が、下段の
熱気誘導室１１０、中段の燃焼熱気室１０８′、
中段の熱気誘導室１１０′、上段の燃焼熱気室１
０８″および上段の熱気誘導室１１０″内を紆余曲
折しながら順次誘導流通する間に何回となく熱交
換多孔体１０６の壁面中を円滑に流通せしめて、
下段より上段に向かつて順次高温となる燃焼熱気
により加熱せしめる。

１１４は、円筒状を呈する熱交換多孔体１０６
上端に冷水を給水させるために給水器１０５の底
部に開口した給水口である。

１１５は、温水器本体１０１上端側の内周面
と、給水器１０５の外周面との間に形成した排気
通路１１２中に、該排気通路１１２をさえぎるよ
うに配設した空孔率の大きい中空筒状の吸湿多孔
体であつて、該吸湿多孔体１１５は、熱交換多孔
体１０６中を竪流下する冷水と横方向に沿つて何
回となく紆余曲折状に流通する燃焼熱気との直接
接触熱交換用により発生した多量の湯気と低温と
なつた排熱気と共に吸湿多孔体１０６中を流通す
る間に湯気を結露して液化し、これが水滴を給水
器１０５周面に沿わせて熱交換多孔体１０６上へ
滴下させて、湯気が排熱気と共に排気窓１１３よ
り直接外部に排気されるのを未然に防止せしめ
る。上記の吸湿多孔体１１５は熱交換多孔体１０
５とその構成を同一にすれば、より効果を高める
ことができる。１１６は、貯水槽１０９の下部内
周面と湯受体１０３の外周面との間に形成した貯
湯槽であつて、該貯湯槽１１６には給湯管１１７
の基端側が装着されている。１１８は、先端側を
給水器１０５内に挿入開口した結水管であり、１
１９は排気窓１１３に接続された吸引排気装置で
ある。１２０は、一端が給水器１０５に接続さ
れ、他端を貯水槽１０９内に挿入開口した給水管
である。したがつて、上記実施例の直火式温水器
にあつては、バーナ１０４および吸引排気装置１
１９を運転すれば、その燃焼熱気は下段の燃焼熱
気室１０８より周囲下段の熱気誘導室１１０に出
て、次いで中段の燃焼熱気室１０８′に入り、さ
らに中段の熱気誘導室１１０′に出た後、上段の
燃焼熱気室１０８″に入り最後に上段の熱気誘導
室１１０″を経て排気通路１１２に出て排気窓１
１３より吸引排気装置１１９により温水器本体１
０１外に排気される。そして燃焼熱気が、上記の
ように紆余曲折しながら順次複数段の燃焼熱気室
１０８，１０８′，１０８″……および熱気誘導室
１１０，１１０′，１１０″内を流通する間に、熱
交換多孔体１０６全体は勿論のこと、貯水槽１０
９および給水器１０５を加熱して、収容された冷
水を湯水とする。

そこで、給水口１１４より円筒状の熱交換多孔
体１０６上に、又他の一部を給水管１２０を介し
て貯水槽１０９内に給水すれば、該湯水は熱交換
多孔体１０６の多孔面に沿いながらゆつくりと流
下する間に、下段より上段に向かうに従い順次高
温状態のもとに流通する燃焼熱気と直接接触さ
れ、効率的な熱交換が行われ、高温湯となつて貯
湯槽１１６内に貯湯される一方、貯水槽１０９よ
り高温湯となつて、上端開放側より溢流した高温
湯は、さらに熱交換多孔体１０６に沿つて流下す
る間に流通する燃焼熱気と直接接触され、さらに
高温湯となつて貯湯槽１１６内に貯湯され、最後
に給湯管１１７によつて適宜の場所に給湯され
る。

ところで、上記の如き直接的な熱交換作用によ
り多量に発生した湯気は低温となつた排熱気と共
に排気通路１１２中を吸引排気装置１１９の吸引
作用で排気窓１１３へ向け流通される。ところが
排気窓１１３近傍位置の排気通路１１２中には空
孔率の大きな網状の吸湿多孔体１１５が配設され
ているので、前記多量の湯気を含んだ低温の排燃
焼熱気が吸湿多孔体１１５中を通過する間に湯気
は結露して液化され水滴となつて給水器１０５の
周面に沿つて滴下される。それ故、上記の如き温
水作業を長期に亘り継続しても、温水器本体１０
１外に湯気が直接排気されることが防止され、長
期に亘り良好な温水作業を継続させることができ
る。

第３図および第４図に示された第２実施例のも
のは、熱交換多孔体１０６を矩形の板状に形成し
た場合にあつても高温湯を連続に得ることができ
る直火式温水器であつて、第２実施例の直火式温
水器にあつては、温水器本体１０１′の形状を横
長角筒状に形成し、しかも温水器本体１０１′の
短辺側の下部一側に燃焼口１０２を設け、該燃焼
口１０２′に横型バーナ１０４′を配設すると共に
湯受体１０３′は全体を上面が開放された矩形漏
斗状に形成して内部に貯湯槽１１６′を設ける。
そして上記漏斗状を呈する湯受体１０３′と温水
器本体１０１′内の上部に配設した給水器１０
５′との間に横長方向に沿つて２枚の矩形板状を
呈する熱交換多孔体１０６′，１０６′を間隔をお
いて対設せしめて、２枚の熱交換多孔体１０６′，
１０６′間に室を設ける。

そして、上記室内を央部に湯水が溜るように凹
ませた複数枚の熱気仕切板１０７ａ，１０７a′，
１０７a″……により仕切つて、内部容積が下段よ
り上段に向け、順次小さくなつた複数の燃焼熱気
室１０８ａ，１０８a′，１０８a″，１０８ａに
形成せしめて燃焼熱気の流通速度を早めると共に
温水器本体１０１′の左右両側内面と左右の熱交
換多孔体１０６′，１０６′の外面との間に、内部
が複数枚の熱気誘導仕切１１１′……により仕切
られた複数段の熱気誘導室１１０ａ，１１０a′，
１１０a″……を配設して燃焼熱気を第１実施例と
同様に紆余曲折状に流通せしめて給水器１０５′
に開口した給水口１１４′より熱交換多孔体１０
６′，１０６′の多孔面に沿つて流下する湯水を熱
交換作用で高温湯とする。

前記漏斗状を呈する湯受体１０３′の左右両側
周壁には、適当数の落湯口１２１……を開口して
板状の熱交換多孔体１０６′，１０６′により熱交
換された高温湯が落湯口１２１……を経て湯受体
１０３′の底部に接続した給湯管１２２より適宜
の場所に給湯されるよう構成せしめる。又、温水
器本体１０１′内の上部位置に設けられた排気通
路１１２′中には排気窓１１３′を境として、その
両側に矩形板状の吸湿多孔体１１５′，１１５′を
配設して排気通路１１２′をさえぎるようにして、
低温となつた排熱気と共に排気窓１１３′より外
部に排気されようとした大量の湯気を結露して液
化し、これが水滴を給水器１０５′周面に沿わせ
て左右の熱交換多孔体１０６′，１０６′上へ滴下
させ、熱交換作用により高温湯とすることができ
る。

その上、前記実施例の直火式温水器にあつて
は、第４図鎖線で示した如く、必要に応じて燃焼
口１０２′と対向する面にも熱交換多孔体１０
６′と同構成の熱交換多孔体１０６′および熱気誘
導室１１０ａと同構成の熱気誘導室１１０ａを設
けてもよい。

前述した温水器本体１０１および熱交換多孔体
１０６はその横断面形状を他の任意断面形状に形
成せしめてもよいことは勿論である。

発明の効果 要するに本発明は、前記のような技術的手段を
有するので、燃焼口１０２より噴焔された燃焼熱
気を、熱交換多孔体１０６の内側に亘り配設され
た複数段の燃焼熱気室１０８，１０８′，１０
８″……と外側に亘り配設された複数段の熱気誘
導室１１０，１１０′，１１０″……内を下段より
上段に向け交互に、しかも周囲を空孔率の大きな
中空網筒状の熱交換多孔体１０６中を必らず通過
するように順次流通せしめて、燃焼熱気と冷水と
の直接熱交換面積の拡大と接触時間の増大を極力
図つて、大容量の冷水といえども一回の竪流下の
熱交換作用により高温湯として湯受体１０３内に
落入させることができる許りか、燃焼熱気はその
流通がよいことで、燃焼熱気に背圧が加えられ
ず、長期に亘り効率的な温水作業を行わせること
ができると共に給水器１０５は流通する燃焼熱気
で運転開始時より加熱されるため、熱交換多孔体
１０６に給水される時には湯水となつて熱交換効
率をより一層高め、瞬時に高温湯を得ることがで
きるは勿論のこと、湯水作業中に発生した湯気が
低温となつた排熱気とともに排気通路１１２を通
つて排気窓１１３より温水器本体１０１外に排気
されるのを、排気窓１１３近傍位置の排気通路１
１２中に配設した空孔率の大きな網状の吸湿多孔
体１１５により結露させて液化し、熱交換多孔体
１０６上に還元して湯とすることができ、その結
果、排気窓１１３より水滴が外部に滴下すること
で生ずる腐蝕をなくし、直火式温水器の寿命を長
くできる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る直火式温水器の各種実施例
を示すものであつて、第１図および第２図は第１
実施例であつて、第１図は一部を切欠した縦断正
面図、第２図は第１図Ａ−Ａ線矢視方向の横断平
面図、第３図および第４図は第２実施例であつ
て、第３図は一部を切欠した縦断正面図、第４図
は第３図Ｂ−Ｂ線矢視方向の横断平面図、第５図
は従来例の一部切欠した縦断正面図である。 １０１…温水器本体、１０２…燃焼口、１０３
…湯受体、１０５…給水器、１０６…熱交換多孔
体、１０８，１０８′，１０８″…燃焼熱気室、１
１０，１１０′，１１０″…熱気誘導室、１１２…
排気通路、１１３…排気窓、１１４…給水口、１
１５…吸湿多孔体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下部に燃焼口および湯受体を設けた温水器本
   体内の上部に給水器を配設したものにおいて、前
   記湯受体と給水器との間に内部を複数段の燃焼熱
   気室に仕切り、周囲を空孔率の大きな中空網筒状
   に形成した竪型の熱交換多孔体を配設し、温水器
   本体の内周面と熱交換多孔体の外周面との間に
   は、上端側が排気通路を経て排気窓に連通し、か
   つ燃焼熱気室より熱交換多孔体を通して周囲に噴
   出された燃焼熱気を熱交換多孔体を通して上段の
   燃焼熱気室へ順次導入せしめる複数段の熱気誘導
   室を配設すると共に、上記給水器には熱交換多孔
   体の壁面中を沿流せしめる給水口を開口したこと
   を特徴とする直火式温水器。 ２ 下部に燃焼口および湯受体を設けた温水器本
   体内の上部に給水器を配設したものにおいて、上
   記湯受体と給水器との間に内部を複数段の燃焼熱
   気室に仕切り、周囲を空孔率の大きな中空網筒状
   に形成した竪型の熱交換多孔体を配設し、温水器
   本体の内周面と熱交換多孔体の外周面との間に
   は、上端側が排気通路を経て排気窓に連通し、か
   つ燃焼熱気室より熱交換多孔体を通して周囲に噴
   出された燃焼熱気を熱交換多孔体を通して上段の
   燃焼熱気室へ順次導入せしめる複数段の熱気誘導
   室を配設し、上記給水器には熱交換多孔体の壁面
   中を沿流せしめる給水口を開口すると共に、排気
   窓近傍位置の排気通路中には排気通路をさえぎる
   ように空孔率の大きな網状の吸湿多孔体を配設し
   たことを特徴とする直火式温水器。