JPH0465306B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は家庭用の給湯機や暖房機器に使用され
る温水ボイラーに関するものである。

従来の技術 従来のこの種の温水ボイラーは、内、外胴間で
水室ができるような缶体を設け、この缶体の内胴
内面を加熱体で加熱するよう構成している。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、このような構成のものにおいて
は、缶体の内、外胴間で一端部及び他端部はそれ
ぞれ閉止され、固定されているものであるから、
内胴内面が加熱体によつて加熱された時には、
内、外胴の水室に臨む面に施したグラスライニン
グが剥離するという問題があつた。

すなわち、加熱した時の内胴と外胴の加熱量の
違いによつて、その応力が加つて剥離が生じるも
のであつて、この剥離が生じると、その部分か
ら、腐食が発生し、ついには、孔あきが生ずる事
もあつた。

そこで本発明は、グラスライニングの剥離を防
止する事を目的とするものである。

問題点を解決するための手段 そして上記目的を達成するために、本発明は、
内胴と外胴のうち、少なくとも内胴側にはグラス
ライニングの割れ防止用のバルジ加工（別名ベロ
ーズとも呼ばれている）を施したものである。

作 用 このようにすれば、内胴の方は、加熱される時
によく伸びるわけであるけれども、この伸びをバ
ルジ加工部は極力少なくするように作用する。こ
のバルジ加工を設けたことにより、バルジ加工を
設けないものよりも、内胴が伸びる量を少なくす
ることができる。このようにすれば、応力という
ものが働きにくくなつて、グラスライニングの剥
離もなくなる。したがつて、これによつて孔あき
がなくなる。

実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづい
て説明する。第１図、第２図において、１は円筒
状の内胴２と円筒状の外胴３との間で円筒状の水
室４を形成してなる缶体で、内胴２の円周方向に
は略中部より上方に谷部５と山部６が交互に連続
して形成されたバルジ加工７を施している。な
お、バルジ加工７部は、内胴２面より谷部５を外
方に押出してなされており、山部６は内胴２面と
面一となつている。又内胴２と外胴３の水室４に
臨む内面には、グラスライニング８加工処理が施
してある。なお、内胴２のバルジ加工７部では谷
部５の外面においてその上下の噴出体より材料を
上、下の山部６に向けて噴出することにより付着
させている。また内胴２の一端の拡管部９と外胴
３、及び内胴２の他端と外胴３の縮管部１０はそ
れぞれ溶接にて閉止され、固定されている。１１
は外胴３の円周側壁に、内胴２のバルジ加工７の
谷部５に対向するように設けられた給水口であ
る。

１２は外胴３上部の給湯口である。１３は湯温
検出器で、外胴３の円周側壁に、内胴２のバルジ
加工７の山部６に対向するように設けられてい
る。１４は角柱体の周壁に複数設けたバツフルプ
レートで、内胴２のバルジ加工７の谷部５に対向
するように設けられている。１５は加熱体の一実
施例として用いた旋回バーナの円筒状の燃焼筒
で、その側壁周囲には多数の旋回空気噴出孔１６
が接線方向に設けられており、モータ１７、フア
ン１８、フアンケース１９で構成される送風機と
連通している。２０は燃料霧化手段としてのノズ
ルで、油タンク（図示せず）より電磁ポンプ２１
を介して先端より燃料が噴霧される。２２は燃焼
筒１５の周囲にノズル２０より噴出する油微粒子
が衝突しないよう開孔２３を設けた円筒状の助燃
筒で、燃焼筒１５との間に混合室２４を形成して
いる。

２５は内胴２内下部で燃焼室２６を形成するた
めのリング状のバーナリングである。

上記構成において、燃焼用空気と燃料粒子が、
混合室２４内で、混合・気化が促進され、燃焼筒
１５の上部で、旋回気化燃焼を行ない、バツフル
プレート１４と内胴２間を燃焼ガスが通過しなが
ら、水室４内の水と熱交換するものであるが、こ
のバーナの燃焼熱によつて、内胴２面が加熱され
ると、内胴２、外胴３の熱膨張による、最大伸び
量は、理論計算上、ａ（材料の線膨張係数１／℃）
×Ｔ（℃）（平均温度）×Ｌ（長さmm）となるもので
あるが、外胴３の平均温度は、間接加熱により、
ほぼ温水温度になるのに対し、内胴２の平均温度
は、燃焼熱により高温度となり、内胴２の熱膨張
による伸び量は、外胴３の伸び量より大きくな
る。この際、内胴２、外胴３が両端で閉止、固定
されているので、内胴２には圧縮応力、外胴３に
は引張り応力が加わることになつてしまうもので
あるが、本発明の一実施例では、内胴２面にバル
ジ加工７を施している為、内胴２面は、高温度に
はなるものの、バルジ加工７部が、熱膨張を吸収
する働きがあり、内胴２の伸び量を、外胴３の伸
び量と、ほぼ同じ値にできるものである。

上記特性について、実験により得られたデータ
を、第３図、第４図にて説明する。第３図は、バ
ルジ加工７をしない内胴２構成の缶体１膨張特性
例を示し、第４図は、本発明のバルジ加工７を施
した内胴２構成の缶体１膨張特性例を示す。図
中、内胴２、外胴３の膨張長さは、内、外胴２，
３の一端部を閉止、固定を行なわず、フリーな状
態での伸び量を測定したもので、缶体１ユニツト
は、内、外胴２，３の両端を閉止、固定した状態
での伸びを測定したものを示すものである。

すなわち、第３図のバルジ加工７のない構成の
膨張長さは、前記、理論計算値である、（ａ・
Ｔ・Ｌ）であるが、第４図のバルジ加工７ありの
膨張長さは（ａ・Ｔ・（Ｌ−ｌ））となり、バルジ
加工７部が、膨張を吸収している事を証明される
ものであり、内、外胴２，３への圧縮応力や引張
り応力が働くことがなくなり、グラスライニング
８の剥離が解消されるものである。

このバルジ加工７による、膨張量吸収効果につ
いて、現在のところ、充分には解析がされていな
いのではあるが、我々の考察によれば、第５図に
示すように、バルジ加工７形状とバツフルプレー
ト１４による、燃焼ガスの流れを受ける谷部５と
山部６に暖・冷の温度分布の差が生じているこ
と、更には、バルジ加工７部の水室４内に同じく
同様の温度差があり、バルジ加工７部の応力分布
に変形が生じている為と思われる。又、本実施例
での、旋回バーナに限らず、均一に排気ガスが上
昇するポツト式バーナにおいても、ほぼ同じよう
なことがいえるものである。

以下、本発明の第２の実施例を第６図を用いて
説明する。上記第１図と同一構成部品には同一番
号を付して、その詳細説明は省略する。従つて第
６図においては、第１図との変更点のみ説明す
る。

この実施例では、加熱体として用いたバーナの
形態を変えている。すなわち、第１図のものは旋
回式のバーナであつて、それによつて燃焼ガス
は、内胴２の全周に亘つて均一に上昇するような
タイプのものにおいて行つた例であつて、第６図
のものは、それに対し、缶体１の内胴２、外胴３
を側面貫通して挿入され、燃焼されるガンタイプ
バーナである。このガンタイプバーナの時は、燃
焼が拡散黄火である為、第１図の気化青火燃焼に
比べ炎の温度が高い事、及び燃焼炎がバーナと対
向した内胴２の部分に集中衝突して、温度上昇
し、燃焼ガスが内胴２内面への不均一な流れとな
るものであるが、本実施例では火室カベ２７によ
る炎の内胴２への衝突防止、バーナリング２５に
よる燃焼室２６内での排気ガスの温度分布の均一
化を図り更には、バルジ加工７の山数を増加して
の前記膨張量の低減効果を図り、前実施例同様の
効果を発揮できるものである。

第７図は第３の実施例を示す。

第１図のものに比べ、内胴２と外胴３の下端の
スピニングをなくしストレートにして、その両端
部にリング状の底板２８をはめて溶接している。
すなわち、この実施例では、上側だけを先に溶接
しておいて、その中にグラスライニング基材を流
し込み、その後リング状の底板２８を溶接にて接
合してなる一体ホーロ缶体１で、この方式におい
ても、グラスライニング８は均一に塗布可能であ
り、且つ缶体１管理も内外胴別々でなく接合され
た状態で保管できることになる為、設置場所の低
減が図ることができるものである。

次に本実施例の他の特長を列記すると次のもの
がある。

(1) 給水口１１は外胴３の円周側壁に、内胴２の
バルジ加工７の谷部５に対向して設けることに
より、給水された水の速度は、谷部５に当り速
度が減速されたのち、谷部５上、下の山部６に
向つて進む為、更に速度が減速される。このた
め給水が速くても、上方向に向う水は速度が落
ち、直接給湯口１２へ行くことが少なく、高温
で安定した湯温が得られる。又山部６に沿つ
て、円周方向により早く導かれるために、水を
より効率よく加熱することができるものであ
る。

(2) 湯温検出器１３は、外胴３の円周側壁に、内
胴２のバルジ加工７の山部６に対向して設ける
ことにより、湯温検出器１３部の湯温は、山部
６に沿つて円周方向に導かれている為、均一に
加熱された湯温となり、部分的な沸騰のない良
好な湯温検出を行なうことができるものであ
る。

(3) バツフルプレート１４は、内胴２のバルジ加
工７の谷部５に対向して設けることにより、バ
ルジ加工７の谷部５と山部６間の隙間を、送風
機能力を落すことなく、小さく設定することが
可能で、燃焼ガスの流れに、乱流を起し、熱交
換を促進できる為、高効率の特性が得られるも
のである。

発明の効果 以上のように、本発明によれば、内胴と外胴の
少なくとも、加熱体による熱負荷の大きい内胴面
に、内外胴に受ける温度上昇に応じた内胴全長の
上部約半分の範囲に部分的に熱応力集中を受けな
いよう山部と谷部で均等に分散して吸収できるよ
うに直線部のない同じ形状のＲ曲線で連続して形
成するバルジ加工を施す事がグラスライニング割
れを完全に防止する事が可能な重要ポイントであ
り、我々の実験データでは仮に異なつたＲ寸法の
山部、谷部の形状であつたり、直線的でＲ部が急
激に屈曲した形状の場合は、均等で分散した熱応
力の吸収はできず、部分的に最も急激なＲ部に集
中した熱応力を受け、同じ伸縮管といえども、逆
に応力集中で、その部分のグラスライニングの割
れが発生する結果となるものである。本発明では
バルジ加工部全長内の伸びは全山部と谷部で分散
して吸収することができ、内胴の全長の伸びは外
胴の伸びと全く同一に設定することが可能とな
り、且つ両端の均束部をも応力を緩動し、外胴の
縮管部や内胴の拡管部、バルジ加工部に応力集中
させない、グラスライニング割れ防止に最適なバ
ルジ加工を施した缶体を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の正面断面図、第２
図は第１図のＡ−A′平面断面図、第３図はバル
ジ加工を施さない場合の缶体膨張特性図、第４図
は本発明の一実施例のバルジ加工を施した場合の
缶体膨張特性図、第５図は本発明のバルジ加工部
の膨張吸収考察図、第６図、第７図は他の実施例
の正面断面図である。 １……缶体、２……内胴、３……外胴、４……
水室、７……バルジ加工、８……グラスライニン
グ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内胴の一端の拡管部と外胴、内胴の他端と外
   胴の縮管部を溶着し、内胴と外胴との間で水室を
   形成した缶体と、この缶体の内胴内を加熱する加
   熱体とを備え、上記缶体の水室に臨む内、外胴面
   にグラスライニングを設けるとともに、前記内、
   外胴のうち少なくとも内胴の略上半分の円周方向
   には内胴面より外方に押出してなる谷部と、内胴
   面と面一とした山部が直線部のない同じ形状の曲
   線で交互に連続して形成され、前記加熱体からの
   熱歪によるグラスライニング割れ防止用のバルジ
   加工を施した温水ボイラー。