JPH0131886Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 この考案は容器内に収容された被加熱流体をパ
ルス燃焼装置によつて加熱するパルス燃焼式加熱
装置に関する。

〔考案の技術的背景とその問題点〕

第１図はパルス燃焼装置全体の概略構成を示す
もので、１は燃焼室、２はこの燃焼室１の上流側
に配設された円筒状の混合室である。この混合室
２には空気供給管３および燃料供給管４の各一端
がそれぞれ連結されている。また、空気供給管３
には給気マフラ５および空気フラツパバルブ６等
を介して空気が供給されるようになつている。さ
らに、燃料供給管４には燃料フラツパバルブ８等
を介して燃料ガスが供給されるようになつてい
る。そして、空気供給管３および燃料供給管４を
介して混合室２内に導入された空気および燃料ガ
スはこの混合室２内で混合され、燃焼室１内で爆
発燃焼されるようになつている。この場合、始動
時には図示しない送風フアンによつて空気供給管
３内に空気が供給されるとともに、混合室２内で
混合された空気と燃焼ガスとの混合気は点火プラ
グ（点火装置）９によつて着火され、燃焼室１内
で爆発燃焼されるようになつている。そして、始
動後は燃焼室１内の混合気の爆発圧力によつて空
気フラツパバルブ６および燃料フラツパバルブ８
が間欠的に開閉操作され、空気および燃料が間欠
的に供給されるとともに、燃焼室１内の高温状態
の残留ガスや内壁部等との接触によつて燃焼室１
内に供給された混合気が着火され、爆発燃焼がパ
ルス的に繰り返されるようになつている。また燃
焼室１には尾管１０が連結されている。そして、
燃焼室１内の排気ガスは尾管１０からデカップラ
１１、熱交換器１２および排気マフラ１３を介し
て外部に排出されるようになつている。なお、１
４は燃焼室１内の着火状態を検出するフレームロ
ツドである。

ところで、従来から例えば水等の被加熱流体を
収容する貯湯タンク（容器）の内部にパルス燃焼
装置の燃焼室１、尾管１０、デカツプラ１１およ
び熱交換器１２を配設し、燃焼室１から排出され
る燃焼ガスとの熱交換によつて貯湯タンク内の水
を加熱する構成の貯湯式給湯器（パルス燃焼式加
熱装置）が開発されている。そして、この種の貯
湯式給湯器では給湯タンクの内底部にパルス燃焼
装置の燃焼室１を配設することにより、貯湯タン
ク内の水の加熱効率を高めるようにしている。し
かしながら、上記従来構成のものにあつてはデカ
ツプラ１１が燃焼室１よりも上方位置に配置され
ていたので、パルス燃焼装置の動作時に尾管１０
等の熱交換部内に大量のドレン水が発生した際
に、これらのドレン水が燃焼室１側に逆流し、正
常なパルス燃焼が行なえなくなるおそれがあつ
た。また、貯湯タンク内の水と尾管１０および熱
交換器１２との伝熱面積を高めるために尾管１０
および熱交換器１２が複雑な形状に折曲されてい
たので、尾管１０や熱交換器１２内に酸性度の高
いドレン水が溜まり易い問題があつた。そのた
め、尾管１０や熱交換器１２等が腐食し易く、耐
久性が悪くなる問題があつた。なお、例えば特開
昭58−95143号公報には貯湯タンク内の底部にパ
ルス燃焼式のバーナー部と略螺旋状に巻回させた
形状のパルス発振用尾管とを配設し、パルス燃焼
装置の動作時には燃焼室および尾管の熱を貯湯タ
ンク内の被加熱流体に伝熱させて加熱する構成の
パルス燃焼方式の給湯機が示されている。しかし
ながら、この場合には貯湯タンク内にバーナー部
および尾管のみが配設され、この貯湯タンクの外
部に排気脈動を吸収する排気マフラが配設されて
いるので、排気脈動を吸収する排気マフラの熱を
貯湯タンク内の被加熱流体の加熱に利用すること
ができず、装置全体の熱効率が悪い問題がある。

〔考案の目的〕

この考案はパルス燃焼装置の動作時に熱交換部
内に結露したドレン水が燃焼室側に逆流すること
を防止することができ、常に正常なパルス燃焼を
行なわせることができるとともに、熱交換部内の
ドレン水を外部側へ円滑に排出することができ、
耐久性の向上が図れ、かつ装置全体の熱効率の向
上を図ることができるパルス燃焼式加熱装置を提
供することを目的とするものである。

〔考案の概要〕

被加熱流体を収容する容器の内底部にパルス燃
焼用の燃焼室、容器内における燃焼室の近傍位置
に排気脈動吸収用のデカツプラをそれぞれ配設
し、燃焼室から導出された燃焼ガスを容器内に配
設された第１の巻回部の螺旋形状に沿つて下方向
に導きデカツプラ内に導入する第１の管状熱交換
部を設けるとともに、このデカツプラから導出さ
れた燃焼ガスを容器内で燃焼室の周囲に配設され
た第２の巻回部の螺旋形状に沿つて下方向に導
き、容器の外部へ導出する第２の管状熱交換部を
設けたものである。

〔考案の実施例〕

第２図乃至第７図はこの考案の一実施例を示す
ものである。第２図および第３図はパルス燃焼装
置２１によつて貯湯タンク（容器）２２内の水
（被加熱流体）を加熱する貯湯式給湯器（パルス
燃焼式加熱装置）全体の概略構成を示すもので、
２３はケースである。このケース２３の側壁面に
は貯湯タンク２２内に水を給水する給水口２４お
よび燃料ガス導入口２５がそれぞれ設けられてい
る。さらに、ケース２３の上面には排気口２６お
よび出湯口２７がそれぞれ設けられている。ま
た、前記貯湯タンク２２の内底部にはパルス燃焼
装置２１の燃焼室２８が配設されている。この燃
焼室２８の上流側には貯湯タンク２２の外部（下
方）に配設された有底円筒状の混合室２９が連結
されている。この混合室２９の開口端部にはフラ
ンジ状の取付部３０が形成されており、この取付
部３０がボルトによつて貯湯タンク２２の底板に
着脱可能に取付けられている。さらに、この混合
室２９の周壁面には始動時着火用の点火プラグ３
１および着火状態検出用のフレームロツド３２が
それぞれ装着されているとともに、空気供給管３
３および燃料供給管３４の各一端がそれぞれ連結
されている。この空気供給管３３には第４図およ
び第５図に示すように始動時送風用の送風機が収
容された空気室３５、給気マフラ３６および空気
フラツパバルブ等が連結されており、この空気供
給管３３を介して混合室２９内に空気が供給され
るようになつている。また、燃料供給管３４には
パルス発振による燃料ガス流の脈動を吸収するク
ツシヨンタンク３７および燃料フラツパバルブ等
が連結されており、前記燃料ガス導入口２５から
導入される燃料ガスが燃料供給管３４を介して混
合室２９内に導入されるようになつている。この
場合、前記クツシヨンタンク３７によつてパルス
発振による振動が吸収され、他の機器への振動の
伝達が防止されるようになつている。そして、混
合室２９内で空気と燃料ガスとが混合され、始動
時には点火プラグ３１によつて混合気が着火され
て燃焼室２８内で爆発燃焼されるとともに、始動
後は爆発圧力によつて間欠的に開閉する空気およ
び燃料の両フラツパバルブの開閉動作にともない
空気および燃料が間欠的に供給されるようになつ
ており、燃焼室２８内に導入された混合気は燃焼
室２８内の高温状態の残留ガスや内壁部との接触
によつて着火され、爆発燃焼がパルス的に繰り返
されるようになつている。

一方、前記燃焼室２８の上端部には上方に向か
うにしたがつて外径寸法が徐々に小さくなる略テ
ーパ状の先細部３８が形成されている。さらに、
貯湯タンク２２の内部には燃焼室２８の先細部３
８に対し略水平方向に離間対向配置されたマフラ
を兼ねる排気脈動吸収用のデカツプラ３９が配設
されている。このデカツプラ３９は大容積の容器
によつて形成されている。また、デカツプラ３９
と燃焼室２８の先細部３８との間は第１の管状熱
交換部４０を介して連結されている。この第１の
管状熱交換部４０は燃焼室２８の先細部３８に連
結された高さ寸法ｈの立上げ部４１とこの立上げ
部４１の上端部位置から略水平方向下向きに延設
されてデカツプラ３９の側壁部に連結される長尺
な第１の巻回部４２とによつて形成されており、
立上げ部４１の高さ寸法ｈは第１の巻回部４２に
比べて充分に小さくなるように設定されている。
この場合、第１の巻回部４２は貯湯タンク２２の
内周面に沿つて略螺旋状に巻回されており、この
第１の巻回部４２の最下部に配置された連結端が
デカツプラ３９の側壁部に連結されている。そし
て、燃焼室２８内の燃焼ガスは第１の管状熱交換
部４０の立上げ部４１の最上部位置から第１の巻
回部４２の螺旋形状に沿つて下方向へ導かれ、デ
カツプラ３９内に導入されるようになつている。
さらに、このデカツプラ３９の大容量の内部空間
内で排気ガスの脈動が吸収され、整流されるよう
になつている。また、燃焼室２８の周囲には略螺
旋状に巻回された第２の巻回部４３を備えた第２
の管状熱交換部（熱交換器）４４が配設されてい
る。この第２の管状熱交換部４４の上方の接続端
はデカツプラ３９の底部に連結されているととも
に、下方の接続端は貯湯タンク２２の底板に貫挿
された連結部４５を介して貯湯タンク２２の下方
に配設された中和器４６に連結されている。な
お、この中和器４６の代わりにドレン受けを配設
してもよい。そして、デカツプラ３９から導出さ
れた排気ガス（燃焼ガス）は第２の管状熱交換部
４４の第２の巻回部４３の螺旋形状に沿つて下方
向へ導かれ、貯湯タンク２２の外部に導出される
ようになつている。さらに、前記中和器４６には
排気マフラ４７が連結されており、中和器４６か
ら排気マフラ４７に送られた排気ガスは排気管４
８を介して前記排気口２６から外部に排出される
ようになつている。これらの中和器４６および排
気マフラ４７は空気室３５、給気マフラ３６およ
びクツシヨンタンク３７等のパルス燃焼装置２１
の他の構成機器とともに、貯湯タンク２２の下方
に配設されている。なお、この貯湯タンク２２の
表面には保温材４９が装着されている。

また、第６図および第７図に示すように前記第
１の管状熱交換部４０の第１の巻回部４２の外径
寸法D₁は第２の管状熱交換部４４の第２の巻回
部４３の外径寸法D₂よりも大径になつていると
ともに、第２の管状熱交換部４４の管径は第１の
管状熱交換部４０の管径よりも小径になつてい
る。さらに、前記貯湯タンク２２の周壁面には第
１の管状熱交換部４０の第１の巻回部４２と対向
する部位に空焚き防止用のサーミスタ（温度検出
器）５０が設けられている。

次に、上記構成の作用について説明する。

まず、パルス燃焼装置２１の動作時には燃焼室
２８内で混合気の爆発燃焼がパルス的に繰返され
る。そのため、この燃焼室２８内から排出される
高温の排気ガスは脈動し、この脈動状態の排気ガ
スが燃焼室２８の先細部３８から第１の管状熱交
換部４０の立上げ部４１、第１の巻回部４２を順
次介して大容積のデカツプラ３９内に導入され
る。また、このデカツプラ３９内では排気脈動が
吸収され、整流される。そして、このデカツプラ
３９内で整流された排気ガスはさらに、第２の管
状熱交換部４４の第２の巻回部４３を介して貯湯
タンク２２の外部に導かれる。したがつて、貯湯
タンク２２内に配設された燃焼室２８、第１の管
状熱交換部４０、デカツプラ３９、第２の管状熱
交換部４４内を流れる高温状態の排気ガスとの熱
交換によつて貯湯タンク２２内の水が加熱され
る。さらに、第２の管状熱交換部４４を介して貯
湯タンク２２の外部に導かれた排気ガスは続けて
中和器４６、排気マフラ４７、排気管４８、排気
口２６を順次介してケース２３の外部に排出され
る。

そこで、上記構成のものにあつては貯湯タンク
２２内の底部に燃焼室２８、第１の管状熱交換部
４０とともに、デカツプラ３９、第２の管状熱交
換部４４をそれぞれ配設したので、燃焼室２８、
第１の管状熱交換部４０の熱とともに、デカツプ
ラ３９の熱および第２の管状熱交換部４４の熱、
すなわちデカツプラ３９によつて整流された排気
ガスの残りの熱をも貯湯タンク２２内の被加熱流
体の加熱に利用することができ、装置全体の熱効
率の向上を図ることができる。さらに、燃焼室２
８の先細部３８に対し水平方向に離間対向する位
置にデカツプラ３９が配置されているとともに、
燃焼室２８とデカツプラ３９との間を連結する第
１の管状熱交換部４０には略螺旋形に巻回された
第１の巻回部４２が形成されており、燃焼室２８
から送り出された燃焼ガスがこの第１の巻回部４
２に沿つて下方向へ導かれるようになつているの
で、パルス燃焼装置２１の動作時に第１の管状熱
交換部４０の内壁面に結露したドレン水が従来の
ように大量に燃焼室２８側に逆流することを防止
することができ、正常なパルス燃焼を安定に行な
うことができる。また、第２の管状熱交換部４４
にも略螺旋形状に巻回された第２の巻回部４３が
形成されているので、第１、第２の両管状熱交換
部４０，４４の各内壁面に結露したドレン水を第
１、第２の各巻回部４２，４３の螺旋形状に沿つ
て円滑に外部に排出することができる。そのた
め、従来のように燃焼室２８から送られた燃焼ガ
スを流す熱交換部内に酸性度の高いドレン水が溜
まることを確実に防止することができるので、第
１、第２の各管状熱交換部４０，４４の腐食を防
止することができ、耐久性の向上を図ることがで
きる。さらに、第１の熱交換部４０の第１の巻回
部４２の外径寸法D₁は第２の管状熱交換部４４
の第２の巻回部４３の外径寸法D₂よりも大径に
なつているので、貯湯タンク２２内の水が局部的
に加熱されるおそれがなく、貯湯タンク２２内の
水を効果的に自然対流させることができる。その
ため、貯湯タンク２２の内部全体を略均一に加熱
して、貯湯タンク２２内の温水の温度を略均一な
状態で保持することができるので、加熱効率の向
上を図ることができる。また、第２の管状熱交換
部４４の管径はパルス発振周波数との関係で大幅
な制限を受ける第１の管状熱交換部４０の管径よ
りも小さくなつているので、貯湯タンク２２内の
水への伝熱面積を大きくすることができ、加熱効
率を一層高めることができる。さらに、デカツプ
ラ３９の側壁部に第１の管状熱交換部４０、底部
に第２の管状熱交換部４４をそれぞれ連結し、デ
カツプラ３９の排気ガスの入口側と出口側とを略
直交する状態で配置したので、デカツプラ３９の
側壁部に対向状態で第１、第２の両管状熱交換部
４０，４４が連結された場合のようにデカツプラ
３９の内部で排気ガスの入口側と出口側とが短絡
し、正常なパルス発振が行なわれなくなるおそれ
がなく、正常なパルス発振を行なわせることがで
きるとともに、デカツプラ３９内のドレンの排水
が円滑に行なわせることができる。また、貯湯タ
ンク２２の側壁面には第１の管状熱交換部４０の
第１の巻回部４２と対向する部位に空焚き防止用
のサーミスタ５０を設けたので、第１の管状熱交
換部４０からの熱輻射によつてサーミスタ５０の
応答性を高めることができ、安全性を高めること
ができる。

なお、この考案は上記実施例に限定されるもの
ではない。例えば、パルス燃焼装置によつて空気
（被加熱流体）を加熱する温風暖房装置にも適用
できることは勿論である。

〔考案の効果〕

この考案によれば被加熱流体収容容器内の内底
部にパルス燃焼用の燃焼室、容器内における燃焼
室の近傍位置に排気脈動吸収用のデカツプラをそ
れぞれ配設し、燃焼室から導出された燃焼ガスを
容器内に配設された第１の巻回部の螺旋形状に沿
つて下方向に導きデカツプラ内に導入する第１の
管状熱交換部を設けるとともに、このデカツプラ
から導出された燃焼ガスを容器内で燃焼室の周囲
に配設された第２の巻回部の螺旋形状に沿つて下
方向に導き、容器の外部へ導出する第２の管状熱
交換部を設けたので、パルス燃焼装置の動作時に
熱交換部内に結露したドレン水が燃焼室側に逆流
することを防止することができ、常に正常なパル
ス発振を行なわせることができるとともに、熱交
換部内のドレン水を外部側へ円滑に排出すること
ができ、耐久性の向上および装置全体の熱効率の
向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はパルス燃焼装置の概略構成図、第２図
乃至第７図はこの考案の一実施例を示すもので、
第２図は貯湯式給湯器全体の正断面図、第３図は
同側断面図、第４図は給気マフラおよび排気マフ
ラの配設状態を示す縦断面図、第５図は同横断面
図、第６図は要部の縦断面図、第７図は同横断面
図である。 ２２……貯湯タンク（容器）、２８……燃焼室、
３９……デカツプラ、４０……第１の管状熱交換
部、４２……第１の巻回部、４３……第２の巻回
部、４４……第２の管状熱交換部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 被加熱流体を収容する容器と、この容器の内
   底部に配設されたパルス燃焼用の燃焼室と、前
   記容器内における前記燃焼室の近傍位置に配設
   された排気脈動吸収用のデカツプラと、前記容
   器内に配設された略螺旋状の第１の巻回部を備
   え、前記燃焼室から導出された燃焼ガスを前記
   第１の巻回部の螺旋形状に沿つて下方向に導き
   前記デカツプラ内に導入する第１の管状熱交換
   部と、前記容器内で前記燃焼室の周囲に配設さ
   れた略螺旋状の第２の巻回部を備え、前記デカ
   ツプラから導出された燃焼ガスを前記第２の巻
   回部の螺旋形状に沿つて下方向に導き前記容器
   の外部へ導出する第２の管状熱交換部とを具備
   したことを特徴とするパルス燃焼式加熱装置。 (2) 第１の管状熱交換部は第１の巻回部の螺旋の
   外径寸法が第２の管状熱交換部は第２の巻回部
   の螺旋の外径寸法よりも大径に設定されたもの
   であることを特徴とする実用新案登録請求の範
   囲第(1)項に記載のパルス燃焼式加熱装置。 (3) 第２の管状熱交換部はその管径が第１の管状
   熱交換部の管径よりも小径に設定されたもので
   あることを特徴とする実用新案登録請求の範囲
   第(1)項に記載のパルス燃焼式加熱装置。 (4) デカツプラはその側壁部に第１の管状熱交換
   部、底部に第２の管状熱交換部がそれぞれ連結
   されたものであることを特徴とする実用新案登
   録請求の範囲第(1)項に記載のパルス燃焼式加熱
   装置。 (5) 容器は第１の管状熱交換部の第１の巻回部と
   対向する側壁面に空焚き防止用の温度検出器を
   備えたものであることを特徴とする実用新案登
   録請求の範囲第(1)項に記載のパルス燃焼式加熱
   装置。