JPH0833237B2 - 温水方法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、回転体により汲み上げた水槽内の水を熱気
が自由に流通している熱気室内に均等水圧状態のもとに
噴出せしめて熱気との直接接触による熱交換作用で速や
かに加温水とすることができる温水方法およびその装置
に関する。

「従来の技術」 従来、散水された水が、その流下過程において熱気と
の直接熱交換作用で温水とすることができる温水装置は
本出願前例えば実公昭45−2382号公報に記載されて知ら
れており、その内容を第21図を用いて説明する。

すなわち、本体１を下側が開放９した燃焼室５と、一
端がシヤワ蛇口４に連通した吸熱管体３を適宜囲繞配設
した吸熱室２とによつて構成し、前記燃焼室５の内周に
は筒体６により湯溜室７を形成して、その中央下側には
排湯管10を備えた火焔分散体８を位置せしめると共に火
焔分散体の下側にバーナ11を設けて構成したものであ
る。

「発明が解決しようとする課題」 ところで、従前のこの種温水装置においては、水の散
水は上方より下方に、又熱気は下方より上方に向け上昇
せしめて流下過程の水と熱気とを直接熱交換せしめたこ
とで加温水として排湯せしめていたものである。したが
つて散水状態における熱交換作用は一回限りで落下する
ため、加温水の温度を高めたい場合には散水量を減じて
行うので必然的に排気温も高温となり、又霧状散水の場
合は水蒸気の多い排気となるは勿論のこと、そのままで
は循環することができないという問題点があつた。

本発明は、回転体により汲み上げ放出した水槽内の水
を流水案内体の内側に配設した流水送入室内に圧力を高
めながら圧入した後、該水を流水案内体に穿口した多数
の噴出口より略均等水圧状態のもとに熱気が自由に流通
する熱気室内へ放射方向に噴出せしめたり、又汲み上げ
放出した水槽内の水の一部を流水案内体に穿口した噴出
口より直接熱気室内に噴出せしめると共に他の水は流水
案内体に多数穿口した噴出口より略均等水圧状態のもと
に熱気が流通する熱気室内へ放射方向に噴出せしめて、
前記噴出された水を熱気との直接接触による熱交換作用
で加温水を得ることができる温水方法およびその装置を
提供することを目的としたものである。

「課題を解決するための手段」 上記目的を達成するために本発明に係る基本的な温水
方法は、水槽内の水面上に、下部開放部を水面又は水面
下に臨ませ、しかも表面に多数の噴出口を穿口した流水
案内体を配設し、前記噴出口を開口した流水案内体の内
側には流水送入室を配設し、上記流水案内体の内側には
下部が水中に水没して汲み上げ放出した水を流水送入室
内に圧入せしめる回転体により汲み上げ放出した水槽内
の水を流水案内体の内側に配設した流水送入室内に圧力
を高めながら圧入した後、該水を流水案内体に穿口した
多数の噴出口より略均等水圧状態のもとに熱気が自由に
流通する熱気室内へ放射方向に噴出せしめて、水槽内に
おいて熱気との直接接触による熱交換作用で加温水とす
るものであり、また上記温水方法を実施するために用い
られる温水装置は、水槽内の水面上に、下部開放部を水
面又は水面下に臨ませ、しかも表面に多数の噴出口を穿
口した流水案内体を配設し、前記噴出口を開口した流水
案内体の内側には流水送入室を配設し、上記流水案内体
の内側には下部が水中に水没して汲み上げ放出した水を
流水送入室内に圧入せしめる回転体を回転自在に収蔵軸
架せしめると共に、前記流水案内体の外側には下部開放
部を水面に臨ませ、しかも内部に熱気が自由に流通でき
る熱気室を隔てて熱気覆いを配設し、該熱気室の一側に
は熱気導入口を、又他側には排気口を配設して構成した
ものであり、また、上記基本的な温水方法の改良方法に
おいては、水槽内の水面上に、下部開放部を水面又は水
面下に臨ませ、しかも表面に多数の噴出口を穿口した流
水案内体を配設し、前記噴出口を開口した流水案内体の
内側には流水送入室を配設し、上記流水案内体の内側に
は下部が水中に水没して汲み上げ放出した水を流水送入
室内に圧入せしめる回転体により汲み上げ放出した水槽
内の水の一部を流水案内体に穿口した噴出口より直接熱
気が自由に流通する熱気室内へ放射方向に噴出せしめる
と共に他の水は流水案内体の内側に配設した流水送入室
内に圧力を高めながら圧入した後、該水を流水案内体に
多数穿口した噴出口より略均等水圧状態のもとに熱気が
自由に流通する熱気室内へ放射方向に噴出せしめて、両
噴出された水を水槽内において熱気との直接接触による
熱交換作用で加温水とするものであり、また、上記改良
方法を実施するために用いられる温水装置は、水槽内の
水面上に、下部開放部を水面又は水面下に臨ませ、しか
も表面に多数の噴出口を穿口した流水案内体を配設し、
上記流水案内体の内側には一部の噴出口を除いた他の噴
出口を覆う流水送入室を配設し、上記流水案内体の内側
には下部が水中に水没して汲み上げた水を送入室内に向
け放出せしめる回転体を回転自在に収蔵軸架せしめると
共に、前記流水案内体の外側には下部開放部を水面に臨
ませ、しかも内部に熱気が自由に流通できる熱気室を隔
てて熱気覆いを配設し、該熱気室の一側には熱気導入口
を、又他側には排気口を配設して構成したものである。

また、回転体、流水送入室を内設した流水案内体、熱
気室及び熱気室覆いにより構成された温水装置は浮揚体
により水面上に浮揚せしめて、温水装置を広い面積から
なる水面上を自由に移動できるようにして好みの位置で
温水作業ができるようにした。

その上、さらに、水槽の下部に加熱装置を配設して、
水槽内の水を加温させると共にその熱気を熱気室内に導
入するようにしたものである。

「作用」 上記のように構成された水槽内の水溜り部に一定量の
水を貯水し、次いで下部が水中に没入せしめた回転体を
矢印方向に向け回転させると同時に、熱気導入筒内を流
通する熱気を熱気導入口より熱気室内に導入し、これが
熱気を熱気室内を矢印方向に向け流通せしめた後、排気
口より排気せしめる。

さすれば、回転体により汲み上げられた一定量の水
は、回転体の外側に配設された流水案内体内面に向け勢
いよく放出され、流水案内体の内面に配設された流水入
室内に圧入され余分の水は流水送入室の内面に沿つて下
部開放部より水槽内に落流される。

したがつて、回転体の回転速度が遅い場合にあつても
回転体により連続して汲み上げ放出された水が流水送入
室内に圧入されることで、水圧は高くなり穿口された多
数の噴出口より略均等水圧状態のもとに熱気が自由に流
通している熱気室内へ放射方向に沿い勢いよく噴出さ
れ、流通する熱気と直接接触される。その結果、前記噴
出された水は熱気室内において流通する熱気との直接熱
交換作用により速かに加温水となりながら熱気室覆いの
両端より水槽内に落流した後、回転体により再び汲み上
げ放出され、上述と同様の熱交換作用を連続して反覆す
るため水は速かに高温の加温水となる。又水槽内の水は
常に一定量が貯溜されているため給水量だけの出湯量が
得られ、給水量の増減に係わらず熱気室内における水の
噴出量は常に一定に保たれるので熱交換に無駄がなく速
かに適性温度の加温水を連続して得ることができる。ま
た請求項（３）（４）の温水方法およびその装置におい
ては、水槽内の水溜り部に一定量の水を貯水し、次いで
下部が水中に没入せしめた回転体を矢印方向に向け回転
させると同時に、熱気導入筒内を流通する熱気を熱気導
入口より熱気室内に導入し、これが熱気を熱気室内を矢
印方向に向け流通せしめた後、排気口より排気せしめ
る。

さすれば、回転体により汲み上げられた一定量の水
は、回転体の外側に配設された流水案内体内面に向け勢
いよく放出され、その一部の水は流水送入室で覆われて
いない噴出口より熱気が自由に流通している熱気室内へ
直接放射方向に沿い勢よく噴出され、流通する熱気と直
接接触されると共に汲み上げ放出された他の水は連続し
て流水送入室内に圧入される。

したがつて、一部の水を噴出口より直接放射方向に噴
出したことで水圧が減退した場合においても、連続的に
圧入されることで流水送入室内の水圧は高くなり、多数
の噴出口より略均等水圧状態のもとに熱気が自由に流通
している熱気室内へ放射方向に沿い勢いよく噴出され、
流通する熱気と直接接触される。また余分の水は流水送
入室の内面に沿つて下部開放部より水槽内に落流され
る。

その結果、前記噴出された水は熱気室内において流通
する熱気との直接接触による熱交換作用により速かに加
温水となりながら熱気室覆いの両端より水槽内に落流し
た後、回転体により再び汲み上げられ、上述と同様の熱
交換作用を連続して反復するため水は速かに高温の加温
水となるものである。

その上、熱気が流通する熱気導入筒の周囲に水室を設
けたので、如何に高温の熱気を流通せしめても熱気導入
筒が焼損されるのを未然に防止できる許りか、熱気室の
略中央側方に熱気導入口を開口すると共に、熱気室の両
端には排気口を開口して、熱気導入口より熱気室内に導
入された熱気を左右異なる方向に向け流通せしめ、水と
熱気との熱交換効率の向上を容易に達成させることがで
きる。

その上、さらに、温水装置は、浮揚体により水面上に
浮揚せしめたから広い面積の水面上を自由に移動して、
好み位置において温水作業を行うことができる。

また、水槽の下部に加熱装置を配設したので、水槽内
の水或は加温水を好みの温度に昇温させることが容易に
できる。

「実施例」 本発明方法を実施させるための装置の構成を添附図面
に示された各実施例について説明する。第１図ないし第
５図において、101は、全体が上面を開放した長方形を
なし、底部を断面凹状に凹ませた水槽であつて、該水槽
101内には一定水位の水Ａが収容されている。102は、水
槽101内に収容された水面上に、下部開口部103を水面下
に臨ませた状態のもとに支持体104により固定的に配設
した略半円形状を呈する流水案内体であつて、該流水案
内体102の前後側壁は盲状に形成し、外周の壁面には開
口周縁を外側に向け幾分膨出せしめた多数の噴出口105
……が開口されている。第１図ないし第３図に亘り記載
された噴出口105は円形状のものが図示されているが該
噴出口105は、第４図（イ）に示された如き楕円口
５′、（ロ）に示された十字口５″、或は第５図に示さ
れた三股型口５に形成せしめてもよいことは勿論であ
る。106は、多数の噴出口105を穿口した位置の流水案内
体102の内側に噴出口105を覆うように配設した先止め状
の流水送入室であつて、該流水送入室106の始端側には
送入口107が開口されている。

108は、流水案内体102内に同心状を呈して回転自在に
収蔵軸架した回転体であつて、該回転体109は下部が水
Ａ中に水没して水Ａを流水案内体102内に一定量宛汲み
上げ放出し、該水Ａを送入口107より流水送入室106内に
圧力を高めながら圧入した後、該水を流水案内体102表
面に多数穿口した噴出口105より略均等水圧状態のもと
に放射方向に噴出させる作用を営ませる。

上記の回転体108は、左右の円板110,110との間に多数
の汲み上げ放出体109……を円周に沿つて配列して構成
されている。そして上記の回転体108は、水槽101を貫通
するよう水平に軸架された回転軸111に直結された状態
のもとに水槽101内に収納せられると共に、前記回転軸1
11の端部に直結した従動プーリー112と、電動機113の駆
動軸114に直結した駆動プーリー115とに亘り伝動ベルト
116を懸回して回転体108を矢印方向に向け回転せしめ
る。

117は、流水案内体102との間に熱気室118が形成され
るように流水案内体102を覆うよう水槽101内に配設さ
れ、しかも下部開放側119の一側には熱気導入筒120の熱
気導入口121を開口して臨ませ、他側には排気路122の排
気口123を開口して臨ませて構成した盲状の熱気室覆い
である。

124は、熱気導入筒120の周囲に配設した水室であつ
て、前記水室124内に収容された冷却水により熱気導入
筒120の過熱防止を図る。上記熱気とは気化バーナの燃
焼熱気、水蒸気、或は廃熱利用の温熱風等を指称する。
125は、水槽101の底部一側に設置したポンプであり、上
記ポンプ125の吸湯口126は凹状を呈する水槽101の高位
側底壁面101aに開口せしめると共に出湯口127は下方に
向けて水槽101外に臨ませてある。

128は、水室124内に給水するための給水管である。な
お上述した熱気導入筒120は本実施例の温水装置におい
ては、下向き状に形成されているが、これを横向き状或
は上向き状のものであつてもよい。

また、水室124は上面を開放して、溢流水を水槽101内
へ落流せしめることで水槽101内への給水を行わせてい
る。

そして上記水室124は、必要に応じて設置することが
でき、水室124を設置しないときには給水管128を直接水
槽101内に臨ませて給水作業を営ませればよい。129は、
流水送入室106の末端側に適宜開口した水垢等の沈澱物
放出口であつて、該沈澱物放出口129は必要に応じて設
ければよい。

第６図および第７図に示された温水装置は、第１図示
の温水装置において、熱気室118の略中央位置に熱気導
入口121を開口し、又熱気室118の左右両側に排気口123,
123を開口すると共に夫々の排気口123,123に接続された
排気路122,122の他端は合流して水槽101外に臨ませた構
成としたものである。

なお前記温水装置においては第１図に示された水室12
4は設けられていない。

第８図及び第９図に示された温水装置Ｂは、広い面積
の水槽101内の水を第１図に示された温水装置を使用し
て加温するようにしたものであつて、前記温水装置Ｂ全
体を浮揚体130により水面上に浮揚せしめて、温水装置
Ｂが水面上を好み位置まで移動して温水作業が容易に行
えるようにしたものである。

第10図に示された温水装置は、水槽101の下部にバー
ナ等からなる熱源装置131を配設して、その加熱により
水槽101の水或は加温水の昇温を図ると同時に熱源装置1
31により得られた熱気を上向き状の熱気導入筒120内を
流通せしめた後、熱気導入口121から熱気室118内へ圧入
し、さらに熱気を反対位置に設けられた排気口123より
排気路122を経て外部に排気せしめたものであつて、前
記熱気導入筒120の周囲には上面を開放した水室124を配
設して熱気導入筒120の焼損防止を図つている。

したがつて、流水案内体102の内側に、噴出口105の総
てを覆うように流水送入室106を配設した温水装置にお
いては、回転体108の回転速度が遅いために揚水量およ
び揚水圧が少ない場合に効果的である。

第11図ないし第15図に亘つて記載された実施例の温水
装置は、回転体により汲み上げられた水槽内の水の一部
を流水案内体に穿口した噴出口より直接熱気が自由に流
通する熱気室内へ放射方向に噴出せしめると共に他の水
は流水案内体の内側に配設した流水送入室内に圧力を高
めながら圧入した後、該水を流水案内体に多数穿口した
噴出口より略均等水圧状態のもとに熱気が自由に流通す
る熱気室内へ放射方向に噴出せしめて、両噴出された水
を熱気との直接接触による熱交換作用で加温水とするこ
とを目的としたものであつて、上記実施例の温水装置に
あつては、上記目的を容易に達成させるために、流水案
内体102の内側には一部の噴出口105を除いた他の噴出口
105を覆う流水送入室106′を設けた以外は第１図ないし
第５図に示された温水装置とその構成が全く同一であ
る。したがつて、上述の温水装置は回転体108が高速回
転して多量の水を汲み上げることができる温水装置に適
するものである。

そして、前記温水装置にあつても、第16図及び第17図
に示された如く、熱気室118の略中央位置に熱気導入口1
21を開口し、又熱気室118の左右両側に排気口123,123を
開口すると共に夫々の排気口123,123に接続された排気
路122,122の他端は合流して水槽101外に臨ませた構成と
することができる許りか、第18図及び第19図に示された
如く、温水装置Ｂ全体を浮揚体130により水面上に浮揚
せしめて、温水装置Ｂが水面上を自由に移動して好み位
置におてい温水作業ができるように構成することができ
る。

その上、前記温水装置は第20図に示された如く、水槽
101の下部にバーナ等からなる熱源装置131を配設すると
同時に熱源装置131により得られた熱気を上向き状の熱
気導入筒120内を流通せしめた後、熱気導入口121から熱
気室118内へ圧入し、さらに熱気を反対位置に設けられ
た排気口123より排気路122を経て外部に排気せしめた構
成としてもよい。

「発明の効果」 本発明は、以上説明したように構成されているので、
以下に記載されるような効果を奏する。

水槽内の水面上に、下部開放部を水面又は水面下に臨
ませ、しかも表面に多数の噴出口を穿口した流水案内体
を配設し、前記噴出口を開口した流水案内体の内側には
流水送入室を配設し、上記流水案内体の内側には下部が
水中に水没して汲み上げ放出した水を流水送入室内に圧
入せしめる回転体により汲み上げ放出した水槽内の水を
流水案内体を介して熱気が自由に流通する熱気室内へ放
射方向に噴出せしめたから、水槽内の水は水槽外に導か
れることなく水槽内で熱気と直接接触させて熱損失を伴
わずに熱交換され、多量の水を効率よく加温水とするこ
とができ、しかも、回転体の回転速度が遅いため、汲み
上げ量が少ない場合にあっても、汲み上げ放出した水を
順次流水送入室内へ圧力を高めながら送入して水圧を高
めることができ、その結果、略均等水圧状態のもとに多
数の噴出口より熱気室内へ放射方向に噴出せしめて、水
を速かに加温水とすることができる許りか、水槽内の水
は常に一定量貯えることができるため、給水の増減に関
係なく回転体の汲み上げ放出量を常に一定量となし、噴
出された水と熱気との熱交換効率を向上させることがで
きると共に、排気温も湯温程度に低く抑えることができ
るのは勿論のこと、連続循環熱交換作用ができるため急
速昇温を容易に達成することができる。

しかも、回転体の下部が水没する水槽の底部を凹ませ
て水溜り部を設けたことで、水槽内を少量の水であつて
も、常に一定量の回転体の汲み上げに必要な水を貯留す
ることができ、回転体の汲み上げ量も一定として加温効
果を高めることができる。

さらに、温水装置全体を浮揚体により水面上に浮揚せ
しめたので、例えば広い面積の水槽であつても、温水装
置全体を好み位置に移動させて温水作業を容易に達成で
きる。

その上さらに、水槽を加熱装置で加熱し、作用された
以後の熱気を熱気室内に導入したから、水を加熱装置に
よる間接加熱作用と熱気との直接熱交換作用との相乗効
果で短時間内に適正温度の加温水を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は汲み上げ放出した水を流水送入室を介して多数
の噴出口より噴出せしめた温水装置の縦断正面図、第２
図は同縦断側面図、第３図は流水案内体の斜視図、第４
図及び第５図は噴出口の変形実施例を示すものであつ
て、第４図（イ）は、噴出口を楕円状とした場合の一部
切欠した斜視図、第４図（ロ）は、噴出口を十字状とし
た場合の一部切欠した斜視図、第５図は噴出口を三股型
とした場合の一部切欠した斜視図、第６図は熱気室内を
熱気が相反する方向に向け流通できるようにした温水装
置の一部破断した正面図、第７図は同側断面図、第８図
は温水装置を浮揚体により浮揚せしめた場合の縦断正面
図、第９図は同縦断側面図、第10図は水槽を加熱装置で
加熱せしめた場合の温水装置の縦断正面図、第11図は、
汲み上げた水の一部を噴出口より直接噴出せしめると共
に、他の水を流水送入室を介して噴出せしめた温水装置
の縦断正面図、第12図は同縦断側面図、第13図は流水案
内体の斜視図、第14図及び第15図は噴出口の変形実施例
を示すものであつて、第14図（イ）は、噴出口を楕円状
とした場合の一部切欠した斜視図、第14図（ロ）は、噴
出口を十字状とした場合の一部切欠した斜視図、第15図
は噴出口を三股型とした場合の一部切欠した斜視図、第
16図は熱気室内を熱気が相反する方向に向け流通できる
ようにした温水装置の一部破断した正面図、第17図は同
側断面図、第18図は温水装置を浮揚体により浮揚せしめ
た場合の縦断正面図、第19図は同縦断側面図、第20図は
水槽を加熱装置で加熱せしめた場合の温水装置の縦断正
面図、第21図は従来例の一部破断した正面図である。 101……水槽、102……流水案内体、103……下部開放
部、105……噴出口、106,106′……流水送入室、108…
…回転体、117……熱気室覆い、118……熱気室、119…
…下部開放部、120……熱気導入筒、121……熱気導入
口、123……排気口、124……水室、130……浮揚体、131
……熱源体、Ａ……水、Ｂ……温水装置

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水槽内の水面上に、下部開放部を水面又は
   水面下に臨ませ、しかも表面に多数の噴出口を穿口した
   流水案内体を配設し、前記噴出口を開口した流水案内体
   の内側には流水送入室を配設し、上記流水案内体の内側
   には下部が水中に水没して汲み上げ放出した水を流水送
   入室内に圧入せしめる回転体により汲み上げ放出した水
   槽内の水を流水案内体の内側に配設した流水送入室内に
   圧力を高めながら圧入した後、該水を流水案内体に穿口
   した多数の噴出口より略均等水圧状態のもとに熱気が自
   由に流通する熱気室内へ放射方向に噴出せしめて、水槽
   内において熱気との直接接触による熱交換作用で加温水
   とする温水方法。
2. 【請求項２】水槽内の水面上に、下部開放部を水面又は
   水面下に臨ませ、しかも表面に多数の噴出口を穿口した
   流水案内体を配設し、前記噴出口を開口した流水案内体
   の内側には流水送入室を配設し、上記流水案内体の内側
   には下部が水中に水没して汲み上げ放出した水を流水送
   入室内に圧入せしめる回転体を回転自在に収蔵軸架せし
   めると共に、前記流水案内体の外側には下部開放部を水
   面に臨ませ、しかも内部に熱気が自由に流通できる熱気
   室を隔てて熱気覆いを配設し、該熱気室の一側には熱気
   導入口を、又他側には排気口を配設した温水装置。
3. 【請求項３】水槽内の水面上に、下部開放部を水面又は
   水面下に臨ませ、しかも表面に多数の噴出口を穿口した
   流水案内体を配設し、前記噴出口を開口した流水案内体
   の内側には流水送入室を配設し、上記流水案内体の内側
   には下部が水中に水没して汲み上げ放出した水を流水送
   入室内に圧入せしめる回転体により汲み上げ放出した水
   槽内の水の一部を流水案内体に穿口した噴出口より直接
   熱気が自由に流通する熱気室内へ放射方向に噴出せしめ
   ると共に他の水は流水案内体の内側に配設した流水送入
   室内に圧力を高めながら圧入した後、該水を流水案内体
   に多数穿口した噴出口より略均等水圧状態のもとに熱気
   が自由に流通する熱気室内へ放射方向に噴出せしめて、
   両噴出された水を水槽内において熱気との直接接触によ
   る熱交換作用で加温水とする温水方法。
4. 【請求項４】水槽内の水面上に、下部開放部を水面又は
   水面下に臨ませ、しかも表面に多数の噴出口を穿口した
   流水案内体を配設し、上記流水案内体の内側には一部の
   噴出口を除いた他の噴出口を覆う流水送入室を配設し、
   上記流水案内体の内側には下部が水中に水没して汲み上
   げた水を送入室内に向け放出せしめる回転体を回転自在
   に収蔵軸架せしめると共に、前記流水案内体の外側には
   下部開放部を水面に臨ませ、しかも内部に熱気が自由に
   流通できる熱気室を隔てて熱気覆いを配設し、該熱気室
   の一側には熱気導入口を、又他側には排気口を配設した
   温水装置。
5. 【請求項５】回転体の下部が水没する水槽の底部を凹ま
   せて水溜り部とした請求項（２）または（４）記載の温
   水装置。
6. 【請求項６】回転体、流水送入室を内設した流水案内
   体、熱気室及び熱気室覆いにより構成された温水装置は
   浮揚体により水面上に浮揚せしめた請求項（２）または
   （３）記載の温水装置。
7. 【請求項７】水槽の下部に加熱装置を配設して、水槽を
   前記加熱装置で加熱すると共に加熱装置により得られた
   熱気は熱気室内に導入した請求項（２）または（４）記
   載の温水装置。