JPH0334603Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本考案は、石油を用いた貯湯式給湯機の熱交換
器に関する。

《従来の技術》 従来の貯湯式給湯機に用いられる熱交換器１
は、第６図および第７図に示すように、給水管６
および出湯管７が取付けられた上部タンク２と下
部ヘツダー３とが、フイン４…を設けた受熱パイ
プ５…により連結されており、上記受熱パイプ５
…の内側の受熱パイプは下部ヘツダー３より上部
タンク２へ流水する上昇管５ｂとされ、また、左
右外側の受熱パイプは上記上昇管５ｂよりもフイ
ン面積を小さく形成し上部タンク２より下部ヘツ
ダー３へ流水する下流管５ａとして形成されてい
る。

また、給水管６は上部タンク２内で分水管２０
に接続されて、この分水管２０より突出形成され
た注入パイプ２１，２１が、上記左右外側の下流
管５ａ，５ａの入口に注入される構成となつてい
る。

そして、上記熱交換器１を用いた給湯機の概略
構造は第８図に示すように、熱交換器１が、排気
通路９に固定されるとともにフアン１０、電磁ポ
ンプ１１、ノズル１２等からなるバーナ部１３が
取付けられた燃焼室８内に固定されている。水
は、給水管６の減圧弁１４を介して水道などから
給水され、熱交換器１を経て給湯栓１５に至る。
そして操作部１６の運転スイツチ１７がオンの場
合に、熱交換器１に設けてある温度センサ１８の
検知温度が所定の温度よりも低いとコントローラ
１９の指示によりバーナ部１３の燃焼が開始され
る。

給湯栓１５が開いていると、給水は分水管２０
の注入パイプ２１，２１を通じて左右外側の下流
管５ａ，５ａに注入され、これにより、左右外側
の下流管５ａ，５ａには下向きの流れが生じ、内
側の上昇管５ｂ，５ｂには上向きの流れが生ず
る。

また、給湯栓１５が閉じられ熱交換器１内が水
もしくは比較的低温水の場合には、内側の上昇管
５ｂ，５ｂの方が左右外側の下流管５ａ，５ａに
比べてフイン面積が大きく熱負荷が多いこともあ
つて、内側の上昇管５ｂ，５ｂには上向きの流れ
が生ずるとともに、左右外側の下流管５ａ，５ａ
には下向きの流れが生じ、これにより、熱交換器
１の上部タンク２内部の水温が上昇する。

《考案が解決しようとする問題点》 上記熱交換器において、熱交換器内部の水が高
温に沸上がつた状態で給湯栓を開き、出湯状態に
おいて温度センサが低温を検知した場合には、バ
ーナ部が燃焼を開始するのであるが、バーナ部が
燃焼を開始する寸前に給湯栓を締めた場合、すな
わち給湯栓を締めた直後にバーナ部が燃焼を開始
すると、熱交換器内部で局部沸騰現象が生ずる。
この状態を第４図ａ乃至ｃの説明図により説明す
る。第４図ａは、高温湯の状態で給湯栓を開いた
場合を示しており、この場合には高温湯に水が注
入され、水は下流管と上昇管により形成されるＵ
字管の中を下流管から上昇管へ向かつて高温湯と
混じりながら流れる。第４図ｂは給湯栓を締めた
場合を示しており、給湯栓が締められると、熱交
換器内部の流れがなくなり水は静止する。このと
き、バーナ部が燃焼を開始して受熱パイプが熱が
受けると、図ｃに示すように受熱パイプ内の水の
温度が急激に上昇し、ドラフト力によりＵ字管の
両側の受熱パイプである下流管および上昇管とも
内部の水は破線矢印の向きに上昇しようとして閉
塞状態となる。また、もともと両方の受熱パイプ
とも高温湯であるため、下流管から上昇管へ向か
う通常の流れができる前に沸騰温度に達し、下流
管および上昇管内で局部沸騰現象が生ずる。この
局部沸騰現象が生ずると、ウオーターハンマー現
象等により不快音が生じ使用者および付近の住民
までもこの不快音に悩まされることになり、ま
た、熱交換器の寿命も著しく短くなる等の問題点
がある。

《問題点を解決するための手段》 上記の問題点を解決するために、本願考案にあ
つては、給水管および出湯管が取付けられる上部
タンクと下部ヘツダーとを複数のフイン付受熱パ
イプで連結し、 上記受熱パイプの一部を下部ヘツダーから上部
タンクへ流水する上昇管として形成し、かつ他の
受熱パイプは上記上昇管よりも小さいフイン面積
に形成され上部タンクから下部ヘツダーへ流水す
る下流管として形成し、 上記上部タンク内に給水管より分岐する分水管
を配管するとともに、この分水管より突出形成し
た注入パイプを上記下流管入口に臨ませた熱交換
器において、 上記分水管の注入パイプ付近に上部タンク内へ
給水を流出する流出穴を設けたことを特徴とす
る。

《作用》 給湯栓１４が閉じられた直後にバーナ部が燃焼
を開始した場合、上部タンク内の水は静止した状
態となる。このときバーナ部が燃焼を開始する
と、下流管および上昇管に対する加熱により受熱
パイプ内にドラフト力が発生し、これにより下流
管および上昇管内を湯が同時に上昇しようとして
閉塞状態となり、局部沸騰現象を生ずるが、第５
図に示すように注入パイプ付近の分水管には流出
穴が設けられており、この流出穴を通じて低温水
が上部タンク内の下流管入口付近へ流出するとと
もに、下流管付近の水は下流管内へ流入し対流現
象を生ずることとなるので、熱交換器内において
水は下流管より上昇管へ向けて循環することとな
る。

《実施例の説明》 以下この考案の実施例を図面に基づき詳細に説
明する。なお、従来と同一部分には同一符号を付
しその説明は省略をする。

第１図は本願考案に係わる熱交換器の平面図、
第２図および第３図は本願考案に係わる熱交換器
の構造を示す断面図、第５図は本願考案に係る熱
交換器のＵ字管内における流水状態を示す説明図
である。

図において、１は給湯機に用いられる本願考案
の熱交換器であり、２は給水管６および出湯管７
が取付けられた貯湯槽ならびに上部ヘツダーの作
用を果す上部タンクである。

３は下部ヘツダーであり、この下部ヘツダー３
と上記上部タンク２とは、周囲にフイン４…が設
けられた受熱パイプ５…により連結されている。

そして、４本の受熱パイプ５…が図示されてい
るが、この４本の受熱パイプ５…中外側の２本は
下流管５ａ，５ａであり、内側の２本は上記下流
管５ａ，５ａのフイン４より面積の大きい（径寸
法の大きい）フイン４を有し、下流管５ａ，５ａ
よりも伝熱性能を高めた上昇管５ｂ，５ｂに形成
されている。また、上昇管５ｂ，５ｂは下流管５
ａ，５ａより長い寸法で上部タンク２内に突出し
ている。給水管６は上部タンク２内において分水
管２０に接続されており、この分水管２０には、
左右側の下流管５ａ，５ａの入口へ注入する注入
パイプ２１，２１が突出形成されている。

２２は分水管２０に設けられた流出穴であり、
この流出穴２２は上部タンク２内へ給水を流出さ
せるべく上記注入パイプ２１付近に開設されてい
る。上記分水管２０は、給水管６との接続部およ
び上部タンク２の壁面においてろう付けされ接続
をされている。

このため、本願考案は、給湯栓１５が止められ
た場合において、下流管５ａおよび上昇管５ｂが
加熱されて両管内を同時に水が上昇した場合に
も、分水管２０には流出穴２２が設けられている
ので、この流出穴２２より低温水が流出すること
となり、下流管５ａ付近の水が下流管５ａ内へ流
入し、対流現象が生じて、下流管５ａより上昇管
５ｂへの流れが継続される状態となる。

《効果》 以上のように本願考案によれば、注入パイプ付
近の分水管に流出穴を設けたため、例えば、給湯
栓を閉じた直後にバーナ部が燃焼を開始したとし
ても、上記のように下流管上端部において対流現
象を生ずることとなる。そのため、水は正常に熱
交換器内の受熱パイプ内および上部タンク内を下
流管より上昇管に向けて循環することとなり、閉
塞状態をなくすことができ、局部沸騰現象を防止
することができるので、ウオーターハンマー現象
等により発生する不快音を防止することができ、
また熱交換器の寿命を長く保つことができる等の
効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願考案に係わる熱交換器の平面図、
第２図および第３図は本願考案に係わる熱交換器
の構造を示す断面図、第４図ａ乃至ｃはＵ字管内
における流水状態を示す説明図、第５図は本願考
案に係るＵ字管内における流れ状態を示す説明
図、第６図は従来の熱交換器を示す平面図、第７
図は従来の熱交換器の構造を示す断面図、第８図
は給湯機の概略構造の説明図である。 １……熱交換器、２……上部タンク、３……下
部ヘツダー、４……フイン、５……受熱パイプ、
５ａ……下流管、５ｂ……上昇管、６……給水
管、７……出湯管、８……燃焼室、２０……分水
管、２１……注入パイプ、２２……流出穴、２３
……Ｕ字管。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 給水管および出湯管が取付けられる上部タンク
   と下部ヘツダーとを複数のフイン付受熱パイプで
   連結し、 上記受熱パイプの一部を下部ヘツダーから上部
   タンクへ流水する上昇管として形成し、かつ他の
   受熱パイプは上記上昇管よりも小さいフイン面積
   に形成され上部タンクから下部ヘツダーへ流水す
   る下流管として形成し、 上記上部タンク内に給水管より分岐する分水管
   を配管するとともに、この分水管より突出形成し
   た注入パイプを上記下流管入口に臨ませた熱交換
   器において、 上記分水管の注入パイプ付近に上部タンク内へ
   給水を流出する流出穴を設けたことを特徴とする
   貯湯式給湯機の熱交換器。