JPH0886511A - Water heater - Google Patents
Water heaterInfo
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- JPH0886511A JPH0886511A JP22330094A JP22330094A JPH0886511A JP H0886511 A JPH0886511 A JP H0886511A JP 22330094 A JP22330094 A JP 22330094A JP 22330094 A JP22330094 A JP 22330094A JP H0886511 A JPH0886511 A JP H0886511A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D18/00—Small-scale combined heat and power [CHP] generation systems specially adapted for domestic heating, space heating or domestic hot-water supply
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2101/00—Electric generators of small-scale CHP systems
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- F24D2103/00—Thermal aspects of small-scale CHP systems
- F24D2103/10—Small-scale CHP systems characterised by their heat recovery units
- F24D2103/13—Small-scale CHP systems characterised by their heat recovery units characterised by their heat exchangers
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- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2105/00—Constructional aspects of small-scale CHP systems
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- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 缶体１２の下部にバーナ１８を有する燃焼室
１４が設置され、上部に熱交換器１６が設置されてい
る。熱交換器１６を出た燃焼排ガスは、ダクト２８で下
向きに導かれ、熱発電ユニット３０に導入され、熱電変
換モジュール３４を加熱して電力を発生させる。該モジ
ュール３４は水冷ジャケット３６で冷却されており、該
ジャケット３６からの水は熱交換器１６を経て出湯口４
８に送られる。
【効果】 燃焼排ガスから電力エネルギーを回収するた
め、効率が良い。特に、燃焼排ガス温度が露点以下とな
るまで電力を取り出すことができ、極めて効率が高い。
(57) [Summary] [Composition] A combustion chamber 14 having a burner 18 is installed in a lower portion of a can body 12, and a heat exchanger 16 is installed in an upper portion thereof. The flue gas discharged from the heat exchanger 16 is guided downward by the duct 28, introduced into the thermoelectric generator unit 30, and heats the thermoelectric conversion module 34 to generate electric power. The module 34 is cooled by a water cooling jacket 36, and the water from the jacket 36 passes through the heat exchanger 16 and the tap 4
Sent to 8. [Effect] Efficiency is good because electric power energy is recovered from combustion exhaust gas. In particular, electric power can be taken out until the temperature of the combustion exhaust gas falls below the dew point, and the efficiency is extremely high.
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は給湯機に係り、特に熱電
変換モジュールを備えた給湯機に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a water heater, and more particularly to a water heater having a thermoelectric conversion module.
【０００２】[0002]
【従来の技術】給湯機能と発電機能を備えた熱電変換モ
ジュール付き給湯機として、特開昭６１−４４２４５号
公報には、燃焼胴の内壁面に熱電変換モジュールを設置
して発電を行ない、該燃焼胴からのガスを熱交換器に導
いて水を加熱するようにしたものが記載されている。な
お、この燃焼胴の胴壁は水冷ジャケット構造となってお
り、前記熱電変換モジュールは該ジャケット内の水を低
温流体源としている。ジャケットからの水は熱交換器に
導入される。2. Description of the Related Art As a water heater with a thermoelectric conversion module having a hot water supply function and a power generation function, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-44245 discloses a thermoelectric conversion module installed on the inner wall surface of a combustion cylinder to generate electric power. It is described that the gas from the combustion cylinder is introduced into a heat exchanger to heat the water. The wall of the combustion cylinder has a water cooling jacket structure, and the thermoelectric conversion module uses water in the jacket as a low temperature fluid source. Water from the jacket is introduced into the heat exchanger.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記従来の給湯機にお
いては、燃焼排ガスからの熱回収が行なわれておらず、
その分だけ熱効率が低いという問題がある。In the above-mentioned conventional water heater, heat is not recovered from the combustion exhaust gas,
There is a problem that the thermal efficiency is low accordingly.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】請求項１の給湯機は、バ
ーナ及び該バーナからのガスと接触するように配置され
た熱交換器を備えると共に、該ガスを高温流体源とし、
該熱交換器に導入される水を低温流体源とする熱電変換
モジュールを備えた給湯機において、前記熱交換器から
排出されるガスと接するように該熱電変換モジュールを
設けたことを特徴とするものである。A water heater according to claim 1 comprises a burner and a heat exchanger arranged so as to come into contact with gas from the burner, and the gas is used as a high temperature fluid source,
In a water heater provided with a thermoelectric conversion module using water introduced into the heat exchanger as a low temperature fluid source, the thermoelectric conversion module is provided so as to come into contact with the gas discharged from the heat exchanger. It is a thing.
【０００５】請求項２の給湯機は、請求項１において、
前記熱電変換モジュール付近にて発生する結露水を排出
するドレイン排出管を設けたことを特徴とするものであ
る。The water heater of claim 2 is the same as that of claim 1.
A drain discharge pipe for discharging condensed water generated near the thermoelectric conversion module is provided.
【０００６】[0006]
【作用】請求項１，２の給湯機においては、熱交換器か
ら出てきた燃焼排ガスが熱電変換モジュールと接触して
発電を行なうため、燃焼排ガスの熱エネルギーを電力エ
ネルギーとして回収できる。In the water heater of the first and second aspects, the combustion exhaust gas discharged from the heat exchanger comes into contact with the thermoelectric conversion module to generate electric power, so that the thermal energy of the combustion exhaust gas can be recovered as electric energy.
【０００７】なお、この燃焼排ガスと熱電変換モジュー
ルとを接触させると、ガス温度が露点以下となり、燃焼
排ガスから水が凝縮，結露する可能性がある。そこで、
請求項２では、結露水をドレイン管によって排出できる
ようにした。When the combustion exhaust gas and the thermoelectric conversion module are brought into contact with each other, the gas temperature becomes lower than the dew point, and water may be condensed and condensed from the combustion exhaust gas. Therefore,
In claim 2, the condensed water can be discharged through the drain pipe.
【０００８】[0008]
【実施例】以下図面を参照して実施例について説明す
る。第１図は本発明の実施例に係る給湯機の縦断面図、
第２図は熱発電ユニットと消音器の構成を示す断面図で
ある。Embodiments will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a vertical sectional view of a water heater according to an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configurations of the thermoelectric generator unit and the silencer.
【０００９】給湯機のケーシング１０内に缶体１２が設
置されており、該缶体１２内の下部に燃焼室１４が形成
され、上部に熱交換器１６が設置されている。燃焼室１
４はバーナ１８を備えており、該バーナ１８には送風フ
ァン２０から空気が供給されると共に、図示しない燃料
ポンプによって灯油等の燃料が供給される。A can body 12 is installed in the casing 10 of the water heater, a combustion chamber 14 is formed in the lower part of the can body 12, and a heat exchanger 16 is installed in the upper part. Combustion chamber 1
The burner 4 is provided with a burner 18, to which air is supplied from a blower fan 20 and fuel such as kerosene is supplied by a fuel pump (not shown).
【００１０】燃焼室１４内で発生した燃焼ガスは、熱交
換器１６の第１のガス通路２２内を上昇し、次いで第２
のガス通路２４を下降する。更に、熱交換器１６の中央
の第３のガス通路２６を通ってダクト２８に排出され
る。ダクト２８はこの缶体１２の頂部に接続されてい
る。このダクト２８は缶体１２の側方に沿って下向きに
ガスを流すように略逆Ｕ字形状に湾曲している。このダ
クト２８のうちガスが下向きに流れる部分に熱発電ユニ
ット３０が設置されている。The combustion gas generated in the combustion chamber 14 rises in the first gas passage 22 of the heat exchanger 16, and then in the second gas passage 22.
The gas passage 24 of FIG. Further, it is discharged to the duct 28 through the third gas passage 26 in the center of the heat exchanger 16. The duct 28 is connected to the top of the can body 12. The duct 28 is curved in a substantially inverted U shape so that the gas flows downward along the lateral side of the can 12. A thermoelectric generator unit 30 is installed in a portion of the duct 28 where the gas flows downward.
【００１１】この熱発電ユニット３０は、中央部を上下
方向に延在するガス通路３２と、該ガス通路３２を取り
巻くように設けられた熱電変換モジュール３４と、該熱
電変換モジュール３４の外周側を取り巻くように設けら
れた水冷ジャケット３６と、ガス通路３２内に突出する
ように設けられた伝熱用のフィン３８とを備えている。
この水冷ジャケット３６には給水口４０からの水が給水
管４２を介して導入される。水冷ジャケット３６からの
水は、配管４４を介して前記熱交換器１６に供給され、
出湯用配管４６を介して出湯口４８に供給される。The thermoelectric generator unit 30 includes a gas passage 32 extending vertically in the central portion, a thermoelectric conversion module 34 provided so as to surround the gas passage 32, and an outer peripheral side of the thermoelectric conversion module 34. It is provided with a water cooling jacket 36 provided so as to surround it and a heat transfer fin 38 provided so as to project into the gas passage 32.
Water from the water supply port 40 is introduced into the water cooling jacket 36 through a water supply pipe 42. Water from the water cooling jacket 36 is supplied to the heat exchanger 16 via a pipe 44,
It is supplied to the tap hole 48 through the tap pipe 46.
【００１２】熱発電ユニット３０の下側にダクト５０が
接続されており、このダクト５０の下端部に結露水溜部
５２が設けられている。この結露水溜部５２は、ドレイ
ン管５４を介してケーシング１０の下部のドレイン出口
５６に連通している。A duct 50 is connected to the lower side of the thermoelectric generator unit 30, and a condensed water reservoir 52 is provided at the lower end of the duct 50. The dew condensation water reservoir 52 communicates with a drain outlet 56 at the bottom of the casing 10 via a drain pipe 54.
【００１３】このダクト５０の下部は、配管部材６０を
介して消音器６２に連通されている。この消音器６２内
には吸音材６４が設けられている。６６は消音器６２の
排気口を示す。６８は制御基盤である。The lower portion of the duct 50 is connected to a silencer 62 via a piping member 60. A sound absorbing material 64 is provided in the muffler 62. Reference numeral 66 denotes an exhaust port of the silencer 62. 68 is a control board.
【００１４】このように構成された給湯機においては、
給水口４０からの水は熱発電ユニット３０から熱交換器
１６を経て出湯口４８より湯として流出される。バーナ
１８で発生した燃焼ガスは、熱交換器１６を介して熱交
換した後、ダクト２８を介して熱発電ユニット３０に導
入される。ガスは、この熱発電ユニット３０内におい
て、熱電変換モジュール３４の高温流体側面と接触した
後、ダクト５０、消音器６２の順に流れ、排気口６６か
ら排出される。熱電変換モジュール３４は、その外周側
の面が水冷ジャケット３６内の水で冷却されており、燃
焼排ガスとこの水との温度差により発電が行なわれる。In the water heater constructed as described above,
Water from the water supply port 40 flows out from the thermoelectric generator unit 30 through the heat exchanger 16 as hot water from the hot water outlet 48. The combustion gas generated in the burner 18 exchanges heat with the heat exchanger 16 and then is introduced into the thermoelectric generator unit 30 via the duct 28. In the thermoelectric generator unit 30, the gas comes into contact with the high temperature fluid side surface of the thermoelectric conversion module 34, then flows in the order of the duct 50 and the silencer 62, and is discharged from the exhaust port 66. The surface of the thermoelectric conversion module 34 on the outer peripheral side is cooled by the water in the water cooling jacket 36, and power is generated by the temperature difference between the combustion exhaust gas and this water.
【００１５】燃焼排ガスが熱電変換モジュール３４と接
触することによりガス温度が露点以下に低下した場合、
水が結露する。この結露水は、結露水溜部５２からドレ
イン管５４を介してドレイン出口５６より排出される。When the combustion exhaust gas comes into contact with the thermoelectric conversion module 34 to lower the gas temperature below the dew point,
Condensation of water. The condensed water is discharged from the condensed water reservoir 52 through the drain pipe 54 and the drain outlet 56.
【００１６】このように、熱交換器１６を出てきた燃焼
排ガスから熱電変換モジュール３４を用いて電気エネル
ギーを取り出すようにしており、燃焼排ガスからのエネ
ルギー回収を行なうことができ、全体としてエネルギー
効率が極めて高いものとなる。特に、燃焼排ガスの温度
が露点以下となるまで熱電変換モジュール３４によって
エネルギー回収を行なうことが可能であり、エネルギー
回収効率が極めて高いものとなる。As described above, the electric energy is taken out from the combustion exhaust gas discharged from the heat exchanger 16 by using the thermoelectric conversion module 34, energy can be recovered from the combustion exhaust gas, and the overall energy efficiency is improved. Is extremely high. In particular, it is possible to recover energy by the thermoelectric conversion module 34 until the temperature of the combustion exhaust gas falls below the dew point, and the energy recovery efficiency becomes extremely high.
【００１７】第３図は本発明の別の実施例に係る給湯機
を示す断面図である。本実施例ではケーシング１０の上
面に熱発電ユニット３０が設置され、ダクト２８が該熱
発電ユニット３０の下面に接続されている。ダクト２８
のうち該熱発電ユニット３０の下方部分にドレイン管５
４が接続され、ドレインをドレイン出口５６に排出させ
るよう構成されている。FIG. 3 is a sectional view showing a water heater according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, the thermoelectric generator unit 30 is installed on the upper surface of the casing 10, and the duct 28 is connected to the lower surface of the thermoelectric generator unit 30. Duct 28
In the lower part of the thermoelectric generator unit 30 of the drain pipe 5
4 is connected and configured to discharge the drain to the drain outlet 56.
【００１８】なお、第３図の給湯機のその他の構成は前
記実施例と同様であり同一符号は同一部分を示してい
る。本実施例でも上記実施例と同様の作用効果が奏され
る。The other construction of the water heater of FIG. 3 is the same as that of the above-mentioned embodiment, and the same reference numerals indicate the same parts. In this embodiment as well, the same operational effects as those of the above-mentioned embodiment are exhibited.
【００１９】なお、燃焼排ガスの結露水は腐蝕性を有す
るため、この結露水と接触する部材（例えばダクト５０
や結露水溜部５２の内面など）は耐蝕性に優れたステン
レスやセラミック或いは樹脂などで構成するのが好適で
ある。Since the dew condensation water of the combustion exhaust gas is corrosive, a member (for example, the duct 50) that comes into contact with the dew condensation water.
It is preferable that the inner surface of the dew condensation water reservoir 52 or the like) is made of stainless steel, ceramic, resin, or the like having excellent corrosion resistance.
【００２０】本発明では、熱電変換モジュール３４から
の電力をバッテリーにて蓄電するようにしても良い。In the present invention, the electric power from the thermoelectric conversion module 34 may be stored in a battery.
【００２１】熱電変換モジュール３４としては、例えば
Ｂｉ−Ｔｅ系半導体材料で構成されたものを用いること
ができるが、その他の各種の熱電変換素子を用いること
ができる。As the thermoelectric conversion module 34, one made of, for example, a Bi-Te based semiconductor material can be used, but various other thermoelectric conversion elements can be used.
【００２２】なお、図示の如き熱発電ユニット３０を既
存の給湯機に組み込み、既存の給湯機を本発明の給湯機
のように構成することも可能である。It is also possible to incorporate the thermoelectric generator unit 30 as shown in the drawing into an existing water heater and configure the existing water heater as the water heater of the present invention.
【００２３】[0023]
【発明の効果】以上の通り、本発明の給湯機は、熱交換
器から出てきた燃焼排ガスから電力を得るようにしてお
り、給湯機の熱交換効率を上げつつ電力を得ることがで
きる。As described above, in the water heater of the present invention, electric power is obtained from the combustion exhaust gas discharged from the heat exchanger, and the electric power can be obtained while increasing the heat exchange efficiency of the water heater.
【００２４】特に、請求項２の給湯機によると、燃焼排
ガスの温度が露点以下となるまでエネルギー回収を行な
うことができ、極めてエネルギー回収効率の高い給湯機
が提供される。Particularly, according to the water heater of the second aspect, energy can be recovered until the temperature of the combustion exhaust gas becomes equal to or lower than the dew point, and a water heater with extremely high energy recovery efficiency is provided.
【図１】実施例に係る給湯機の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a water heater according to an embodiment.
【図２】図１の熱発電ユニット及び消音器の構成を示す
断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of a thermoelectric generator unit and a silencer of FIG.
【図３】別の実施例に係る給湯機の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a water heater according to another embodiment.
１６ 熱交換器 １８ バーナ ２８ ダクト ３０ 熱発電ユニット ３４ 熱電変換モジュール ３６ 水冷ジャケット ５２ 結露水溜部 ６２ 消音器 16 heat exchanger 18 burner 28 duct 30 thermoelectric generator unit 34 thermoelectric conversion module 36 water cooling jacket 52 condensed water reservoir 62 silencer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大寺 昭三 大阪府大阪市中央区平野町４−１−２ 株 式会社関西新技術研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shozo Odera 4-1-2 Hiranomachi, Chuo-ku, Osaka City, Osaka Prefecture
Claims (2)
るように配置された熱交換器を備えると共に、該ガスを
高温流体源とし、該熱交換器に導入される水を低温流体
源とする熱電変換モジュールを備えた給湯機において、 前記熱交換器から排出されるガスと接するように該熱電
変換モジュールを設けたことを特徴とする給湯機。1. A burner and a heat exchanger arranged to be in contact with the gas from the burner are provided, the gas is used as a high temperature fluid source, and water introduced into the heat exchanger is used as a low temperature fluid source. A water heater provided with a thermoelectric conversion module, wherein the thermoelectric conversion module is provided so as to come into contact with the gas discharged from the heat exchanger.
ール付近にて発生する結露水を排出するドレイン排出管
を設けたことを特徴とする給湯機。2. The water heater according to claim 1, further comprising a drain discharge pipe for discharging condensed water generated near the thermoelectric conversion module.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22330094A JPH0886511A (en) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | Water heater |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22330094A JPH0886511A (en) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | Water heater |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0886511A true JPH0886511A (en) | 1996-04-02 |
Family
ID=16795990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22330094A Pending JPH0886511A (en) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | Water heater |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0886511A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101321010B1 (en) * | 2012-01-06 | 2013-10-29 | 리빙케어소재기술(주) | Independent power supply device use thermoelectric generation |
-
1994
- 1994-09-19 JP JP22330094A patent/JPH0886511A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101321010B1 (en) * | 2012-01-06 | 2013-10-29 | 리빙케어소재기술(주) | Independent power supply device use thermoelectric generation |
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