JPH0886511A - 給湯機 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る給湯機の断面図である。

【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。

【図３】別の実施例に係る給湯機の断面図である。

【符号の説明】

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

───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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給湯機。
2. 【請求項２】 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給湯機。