JPH1163663A - 水位規制装置付直接々触式温水ヒータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 温水の供給位置がヒータより高位置であって
も貯湯部と温水の供給場所との間に逆止弁を設置するこ
と無く貯湯部への温水の逆流を防止することができ、且
つその水位を有効に規制することのできる水位規制装置
付直接々触式温水ヒータを提供する。 【解決手段】 最下部から順次上方に、貯湯部、燃焼
室、吸熱材を充填された吸熱室が設けられていて、吸熱
室の上方より吸熱材上に水を散水した水と燃焼室で燃焼
せしめた燃料の燃焼ガスとを直接々触せしめて貯湯部に
温水を得る直接々触式温水ヒータに、貯湯部の水位に対
応して昇降するフロート11と、弁座14の下流側に設けら
れておりフロート11が上昇すると弁座14から離れる方向
に移動する弁体15と、弁体15を弁座14側へ押圧するばね
力を常時付与せしめるばね16とを備えたフロート弁10を
設け、貯湯部の下部から弁座14の上流側直前に温水を供
給するポンプを設置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、温水を供給される
浴槽がヒータより高位置に設置されている場合であって
も貯湯部への温水の逆流を防止することができ、且つ貯
湯部における温水の水位を有効に規制することのできる
水位規制装置付直接々触式温水ヒータに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、最下部に設けられている貯湯
部の上方に燃焼室が設けられており、この燃焼室の上方
に吸熱材が充填されている吸熱室が設けられていて、こ
の吸熱室の上方より前記吸熱材上に水を散水して落下し
て来る水と燃焼室内で燃焼せしめられた燃料の燃焼ガス
とを直接々触せしめて最下部の貯湯部に所望温度の温水
を得る構造の直接々触式温水ヒータに関する技術思想
が、実公昭43ー31828号公報，実公昭43ー31833号公報な
どに多数開示されている。

【０００３】このような直接々触式温水ヒータは、加熱
されるべき水が燃焼室の上方の吸熱室から下方の貯湯部
へ流下する過程で直接に燃焼ガスと接触する構造である
ので熱効率が非常に良く、密閉容器内で温水を得る従来
のボイラなどと異なって大気圧下で水を加熱する方式で
あるため家庭でも使用できると共に、得られる温水はそ
の中に含まれていた溶存酸素が脱気された防錆上良好な
温水であると共に燃焼ガス中に含まれている炭酸ガスが
取り込まれているので風呂用として使用すると疲労回復
など通常の水道水をそのまま風呂釜で加熱した温水には
ない効果を有していることが確認されている。

【０００４】このような従来の直接々触式温水ヒータに
おいて、貯湯部に貯湯されている温水の水位が低すぎる
と、貯湯部の温水が燃焼室内の燃焼ガスにより過熱され
て送水管から吹き出すなどの現象が発生すると共に必要
以上に貯湯部の温水の温度を上昇せしめることになって
熱効率上好ましくないばかりか燃焼ガスにより貯湯部で
空炊きが生ずる危険性があった。また貯湯部に貯湯され
ている温水の水位が高くなりすぎると燃焼室が狭くなっ
て燃料の燃焼効率が低下してしまう欠点があった。

【０００５】そこで、貯湯部に貯湯されている温水の水
位を検出して送水ポンプの稼動と停止とを行なわしめる
水位検出装置を直接々触式温水ヒータ内に設置する方法
が試みられているが、この方法では送水が不連続になる
という欠点があり、また電気的な比例制御弁を取り付け
ると直接々触式温水ヒータが高価となるという問題点が
あった。

【０００６】そこで、本出願人は、実公平２ー４７３９
５号公報により簡単な構造で安価な機械的なフロート弁
を設置することにより貯湯槽の温水の水位に見合った量
の温水を温水送水用配管を経て温水使用箇所に供給でき
る直接々触式温水ヒータを提案した。この直接々触式温
水ヒータに設置されているフロート弁は、温水上に浮か
ぶフロートに連結桿を介してフロートの上下動に対応し
てその軸方向に移動せしめられる弁軸の先端に設けられ
ている錐状の弁体が温水送水用配管に連通する開口部の
上流側に配設されていて、温水の水位が低下するとフロ
ートが低位に移動して連結桿を介して弁軸の先端に設け
られている弁体が前記温水送水用配管に連通する開口部
側に移動し、また温水の水位が上昇するとフロートが高
位に移動して弁体が前記温水送水用配管に連通する開口
部から離れる方向に移動する構造である。

【０００７】しかしながら、前記構成の従来の直接々触
式温水ヒータに設置されているフロート弁は、フロート
に連結されている連結桿が固定軸に枢着されており、こ
の固定軸への枢着位置のフロートと反対側端部に弁軸が
枢着されていて、この弁軸の先端であって温水送水用配
管の開口部の上流側に弁体が設けられている構造である
ので、直接々触式温水ヒータの温水を風呂用に使用した
場合に、浴槽が直接々触式温水ヒータの設置位置より高
所であると、浴槽に向けて供給した温水がその水頭によ
り温水送水用配管を逆流して貯湯部に流れ込むことがあ
り、温水送水用配管に逆止弁を設けなければならないの
で、直接々触式温水ヒータの設置費用が高価となるとい
う欠点があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の欠点を解消し、温水を供給される浴槽がヒータより
高位置に設置されている場合であっても貯湯部への温水
の逆流を貯湯部と浴槽との間に逆止弁を設置すること無
く防止することができ、且つ貯湯部における温水の水位
を有効に規制することのできる水位規制装置付直接々触
式温水ヒータを提供することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる課
題を解決すべく鋭意検討した結果、水位規制装置付直接
々触式温水ヒータが、最下部に設けられている貯湯部の
上方に燃焼室が設けられており該燃焼室の上方に吸熱材
が充填されている吸熱室が設けられていて該吸熱室の上
方より該吸熱材上に水を散水して落下して来る水と該燃
焼室内で燃焼せしめられた燃料の燃焼ガスとを直接々触
せしめて前記貯湯部に所望温度の温水を得るヒータ本体
から成る直接々触式温水ヒータにおいて、該貯湯部の水
位に対応して昇降せしめられるフロートと、弁座の下流
側に設けられており前記フロートが上昇すると弁座から
離れる方向に移動せしめられる弁体と、該弁体を該弁座
側へ押圧するばね力を常時付与せしめているばねとを備
えたフロート弁が設けられており、前記貯湯部の下部か
ら前記弁座の上流側直前に温水を供給せしめるポンプが
設置されている構成であれば、上記課題を解決すること
ができることを究明して本発明を完成したのである。

【００１０】また、フロートが貯湯部に浮かべられてい
ると共にフロートの上方に燃焼室の高熱から該フロート
を保護する保護板が設けられていると、高温の燃焼ガス
や燃焼室内で燃料を燃焼せしめた場合の燃焼炎の輻射熱
による高熱からフロートを保護できるのでフロートを貯
湯部に設けることができてフロートの耐久性が低下する
ことが無く経済的に構成することができ、また貯湯部が
ヒータ本体内の貯湯部と該貯湯部に並設されており該貯
湯部に連通する貯湯槽とから成ると、貯湯部に流下して
きた温水の貯湯量を増大させることができ、このように
貯湯部がヒータ本体内の貯湯部と該貯湯部に並設されて
おり該貯湯部に連通する貯湯槽とから成る場合には貯湯
槽の温水上にフロートを浮べられている前記構成のフロ
ート弁を設けることができることも究明したのである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面により本発明に係る水
位規制装置付直接々触式温水ヒータについて詳細に説明
する。図１は本発明に係る水位規制装置付直接々触式温
水ヒータの１実施例を示す説明用断面図、図２は図１の
Ａ−Ａ線断面図、図３は本発明に係る水位規制装置付直
接々触式温水ヒータに使用されるフロート弁の１例を示
す断面説明図、図４は本発明に係る水位規制装置付直接
々触式温水ヒータの他の実施例を示す説明用断面図であ
る。

【００１２】図面中、１はヒータ本体であり、２はヒー
タ本体１の最下部に設けられている貯湯部であり、この
貯湯部２はヒータ本体１内の貯湯部とこの貯湯部に並設
されておりこの貯湯部に連通する貯湯槽2aとから成る構
成であっても良い。この貯湯槽2aが設けられていると、
ヒータ本体１の最下部に設けられている貯湯部に流下し
てきた温水の貯湯量を増大させることができて好まし
い。

【００１３】３はヒータ本体１の最下部に設けられてい
る貯湯部２の上方に設けられている燃焼室であり、この
燃焼室３には図４に示す如く貯湯部２を貫通した燃焼焔
噴出口の下方に設置されたバーナ４や、図１に示す如く
がヒータ本体１の側部に取り付けられたバーナ４や、図
示しないが燃焼室３内に設置されているバーナなどより
供給される燃料が燃焼せしめられ、その燃焼ガスはヒー
タ本体１の上部より排出せしめられる。前記バーナ４と
しては、オイルバーナやガスバーナを使用することがで
きる。

【００１４】５は燃焼室３の上方に設けられている吸熱
室であり、この吸熱室５は燃焼室３と円錐形状などの錐
状の多孔板６で区画されており、この多孔板６の上に吸
熱材７が充填されている。

【００１５】８は吸熱室５の吸熱材７の上方に設置され
ており吸熱材７上に加熱されるべき水を散水させる給水
手段であり、この給水手段としては図４に示す如き給水
ノズルであっても、図１に示す如き給水された水を貯水
してその底板に穿設されている多数の貫通穴から貯水さ
れた水を落下させる構成のものであっても良い。

【００１６】９はヒータ本体１の吸熱室５の上方に設け
られており燃焼室３で燃焼され吸熱室５で水を加熱した
燃焼ガスが排出される排気筒である。

【００１７】10は貯湯部２の水位に対応して昇降せしめ
られるフロート11によって送水する温水の流量を調整せ
しめるフロート弁であり、図１に示す如くフロート11が
ヒータ本体１の最下部に設けられている貯湯部２の温水
上に浮かべられている態様や、図４に示す如くヒータ本
体１内の貯湯部とこの貯湯部に並設されておりこの貯湯
部に連通する貯湯槽2aの温水上にフロート11が浮べられ
ている態様を示すことができる。前者の態様の場合に
は、フロート11の上方位置に保護板11aが設けられてい
ることが、高温の燃焼ガスや燃焼室３で燃料を燃焼せし
めた場合の燃焼炎の輻射熱による高熱からフロート11を
保護でき、フロート11の耐久性を向上させることができ
て好ましい。

【００１８】12は弁本体、13は一端が弁本体12から突出
している弁軸、14は弁本体12内の下流側に設けられてい
る弁座、15は弁軸13の弁本体12から突出している一端と
反対側の弁座14を貫通した他端であって弁座14の下流側
に設けられており前記フロート11が上昇すると弁座14か
ら離れる方向に移動せしめられる弁体、16は弁体15を弁
座14側へのばね力を常時付与せしめているばねであり、
図３に示す如く弁座14の上流側で弁軸13に挿通された圧
縮コイルばねを使用することができ、この場合圧縮コイ
ルばねはその一端が弁座14側にまた他端が弁座14より上
流側で弁軸13と一体を成す部材にそれぞれ当接せしめら
れている。17はフロート11と弁本体12から突出している
弁軸13の一端とを連結せしめる連結桿であり、フロート
11と弁軸13との間で支持軸に枢着されている。

【００１９】18は貯湯部２の下部から前記弁座14の上流
側直前に温水を供給せしめるポンプであり、図１に示す
如く弁本体12がヒータ本体１の最下部に設けられている
貯湯部２に取り付けられている場合には貯湯部２と弁本
体12とを連通せしめている管に、また図４に示す如く弁
本体12がヒータ本体１内の貯湯部に並設されておりこの
貯湯部に連通する貯湯槽2aに取り付けられている場合に
は貯湯槽2aと弁本体12とを連通せしめている管に設けら
れている。19は貯湯部２から温水供給位置に温水を供給
するための温水送水用配管、20は図４に示す如くヒータ
本体１内の貯湯部に並設されておりこの貯湯部に連通す
る貯湯槽2aが設けられている態様において貯湯槽2aの温
水の水位が上限水位に達すると温水をオーバーフローさ
せるオーバーフロー管である。

【００２０】このような構造の本発明に係る水位規制装
置付直接々触式温水ヒータを使用するには、バーナ４よ
り供給した燃料を燃焼室３内で燃焼せしめると共に給水
手段８より多孔板６上の吸熱室５の吸熱材７に散水する
と、燃焼ガスは燃焼室３から吸熱室５を経て上部の排気
筒９より排出され、また散水された水は吸熱材７中を流
下し多孔板６の斜面に沿って流下するまでに燃焼ガスに
よって直接加熱され、次いで多孔板６に沿って多孔板６
の周囲まで流下される過程，燃焼室３内の周囲をヒータ
本体１の壁面に沿って流下される過程，更にヒータ本体
１内の貯湯部２に貯湯された状態でその上面から加熱さ
れて所望温度の温水となる。

【００２１】このとき、ヒータ本体１内の貯湯部２にフ
ロート11が更にこのフロート11の上方に保護板11aが設
けられていると、フロート11が燃焼室３の高温の燃焼ガ
スに直接曝されることが防止され且つ燃焼室３内で燃料
を燃焼させる場合の燃焼炎の輻射熱に曝されることが防
止されて燃焼室３の高熱からフロート11が保護される。

【００２２】かかる温水の加熱過程において、多孔板６
を図示した如く水平に対する傾斜角度が10〜60度の円錐
や角錐などの錐状とし且つ穿設されている孔を丸孔など
の上方から流下して来た水が孔の周囲に沿って順次下方
に流下するように形成することにより、給水手段８から
吸熱室５内の吸熱材７上に散水された水は吸熱材７中を
流下した後に多孔板６に沿って流下して多孔板６の周囲
からヒータ本体１内の壁面に沿って貯湯部２に流下し、
多孔板６に穿設されている孔から直接水滴となって落下
することがないので、燃焼室３内での燃焼が落下する水
滴により不完全燃焼することがないのである。

【００２３】かくして貯湯部２に貯湯された温水の水量
が多くなると、ヒータ本体１内の貯湯部２又はヒータ本
体１内の貯湯部に連通する貯湯槽2aに設けられたフロー
ト11が上昇せしめられ、このフロート11の上昇に伴って
連結桿17を介して弁軸13がばね16のばね力に抗して弁本
体12内を下流側に移動せしめられ、弁座14の下流側で弁
軸13の先端に設けられている弁体15が弁座14から離れる
方向に移動して開口面積が大きくなり、ポンプ18により
温水送水用配管19を経て送水される温水量が増大して、
貯湯部２及び貯湯槽2aが設けられている場合には貯湯槽
2aの温水の水位は低下する。

【００２４】また、貯湯部２及び貯湯槽2aが設けられて
いる場合には貯湯槽2aに貯湯された温水の水量が少なく
なると、フロート11が自重により降下せしめられ、この
フロート11の下降に伴って連結桿17を介して弁軸13がば
ね16のばね力により確実に弁本体12内を上流側に移動せ
しめられ、弁座14の下流側で弁軸13の先端に設けられて
いる弁体15が弁座14に近づく方向に移動して開口面積が
小さくなり、ポンプ18により温水送水用配管19を経て送
水される温水量が減少して、貯湯部２及び貯湯槽2aが設
けられている場合には貯湯槽2aの温水の水位は上昇する
のである。

【００２５】このようにして給水手段８からの給水量に
対応して弁座14の開口面積が一定の状態となり送水され
る温水量が調整されるのである。ここで、ヒータ本体１
内の貯湯部に連通する貯湯槽2aが並設されている場合に
は、ヒータ本体１内の貯湯部と貯湯槽2aとに温水が貯湯
されるので貯湯槽2aを設けられていない場合と比較して
温水量が多くなっていて、温水の水位の急激な変化は生
じ難い。

【００２６】貯湯部２及び貯湯槽2aが設けられている場
合の貯湯槽2aの温水の水位が下限水位未満に低下する
と、フロート11が最も降下した位置となり連結桿17及び
弁軸13を介して弁体15が最も上流側に位置して弁座14に
当接した状態で開口面積が零となり、温水の供給が完全
に停止する。すなわち、運転停止時には、給水手段８よ
りの散水を停止するのであるが、散水を停止した直後の
水位が下限水位より高水位であったり下限水位と同水位
であったりすると弁体15が未だ弁座14に当接していなか
ったり給水手段８から散水されて貯湯部２に流下してき
た温水により水位が上昇して弁体15が弁座14から離れて
しまう現象が発生するので、水位が下限水位未満となり
弁体15が弁座14に当接した状態を確実に維持する状態と
なるまでポンプ18を作動して温水の供給場所である浴槽
への送水を続ける。そして、水位が下限水位未満の状態
となると、弁体15は弁座14の下流側に設けられていると
共に、弁体15を弁座14側へ押圧するばね力を常時付与せ
しめているばね16が設けられているので、フロート弁10
の下流側の温水送水用配管19より温水が逆流することが
確実に防止される。

【００２７】なお、貯湯部２及び貯湯槽2aが設けられて
いる場合の貯湯槽2aの温水の水位が上限水位を超える
と、図４に示す実施例の場合にはオーバーフロー管20よ
り上限水位以上の温水が排出されるが、ヒータ本体１に
高水位スイツチを設けておくと、この高水位スイツチか
らの信号により給水手段８からの給水を停止してそれ以
上貯湯部２及び貯湯槽2aの温水の水位が上昇することが
ないようにすることもできる。

【００２８】

【発明の効果】以上に詳述した如き本発明に係る水位規
制装置付直接々触式温水ヒータは、貯湯部の水位に対応
して昇降せしめられるフロートと、弁座の下流側に設け
られており前記フロートが上昇すると弁座から離れる方
向に移動せしめられる弁体と、この弁体を弁座側へ押圧
するばね力を常時付与せしめているばねとを備えたフロ
ート弁が設けられているので、その水位を有効に規制し
ながら貯湯部の温水の水位に見合った量の温水を温水送
水用配管を経て浴槽に供給でき、しかもヒータより高所
に浴槽が設置されている場合であっても温水を供給する
ための温水送水用配管からの温水の逆流を防止でき、従
ってこの温水送水用配管に逆止弁を設置する必要が無
く、ヒータを円滑に稼働させ得る状態に設置する費用を
低減することができる。

【００２９】また、ヒータ本体内の貯湯部に並設されて
おりこの貯湯部に連通する貯湯槽が並設されていると、
ヒータ本体が小型であっても多量の温水を貯湯すること
ができる。この場合、貯湯槽の温水上にフロートを設け
ることもできる。

【００３０】フロートが貯湯部に浮かべられていると共
にフロートの上方に燃焼室の高熱からこのフロートを保
護する保護板が設けられていると、高温の燃焼ガスや燃
焼室で燃料を燃焼せしめる場合の燃焼炎の輻射熱による
高熱からフロートを保護できるので、フロートの耐久性
が低下することが無く、経済的に構成することができ
る。

【００３１】このような種々の効果を奏する本発明に係
る水位規制装置付直接々触式温水ヒータは、熱効率も良
くしかも温水送水用配管に逆止弁を設置する必要が無い
ので設置費用を安価として一般家庭などにも広く普及さ
せることができ、その工業的価値の非常に大きなもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る水位規制装置付直接々触式温水ヒ
ータの１実施例を示す説明用断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】本発明に係る水位規制装置付直接々触式温水ヒ
ータに使用されるフロート弁の１例を示す断面説明図で
ある。

【図４】本発明に係る水位規制装置付直接々触式温水ヒ
ータの他の実施例を示す説明用断面図である。

【符号の説明】

１ ヒータ本体 ２ 貯湯部 2a 貯湯槽 ３ 燃焼室 ４ バーナ ５ 吸熱室 ６ 多孔板 ７ 吸熱材 ８ 給水手段 ９ 排気筒 10 フロート弁 11 フロート 11a 保護板 12 弁本体 13 弁軸 14 弁座 15 弁体 16 ばね 17 連結桿 18 ポンプ 19 温水送水用配管 20 オーバーフロー管

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 最下部に設けられている貯湯部(２)の上
   方に燃焼室(３)が設けられており該燃焼室(３)の上方に
   吸熱材(７)が充填されている吸熱室(５)が設けられてい
   て該吸熱室(５)の上方より該吸熱材(７)上に水を散水し
   て落下して来る水と該燃焼室(３)内で燃焼せしめられた
   燃料の燃焼ガスとを直接々触せしめて前記貯湯部(２)に
   所望温度の温水を得るヒータ本体(１)から成る直接々触
   式温水ヒータにおいて、該貯湯部(２)の水位に対応して
   昇降せしめられるフロート(11)と、弁座(14)の下流側に
   設けられており前記フロート(11)が上昇すると弁座(14)
   から離れる方向に移動せしめられる弁体(15)と、該弁体
   (15)を該弁座(14)側へ押圧するばね力を常時付与せしめ
   ているばね(16)とを備えたフロート弁(10)が設けられて
   おり、前記貯湯部(２)の下部から前記弁座(14)の上流側
   直前に温水を供給せしめるポンプ(18)が設置されている
   ことを特徴とする水位規制装置付直接々触式温水ヒー
   タ。
2. 【請求項２】 フロート(11)が貯湯部(２)に浮かべられ
   ていると共にフロート(11)の上方に燃焼室(３)の高熱か
   ら該フロート(11)を保護する保護板(11a)が設けられて
   いる請求項１に記載の水位規制装置付直接々触式温水ヒ
   ータ。
3. 【請求項３】 貯湯部(２)がヒータ本体(１)内の貯湯部
   と該貯湯部に並設されており該貯湯部に連通する貯湯槽
   (2a)とから成る請求項１又は２に記載の水位規制装置付
   直接々触式温水ヒータ。
4. 【請求項４】 貯湯槽(2a)の温水上にフロート(11)を浮
   べられているフロート弁(10)が設けられている請求項３
   に記載の水位規制装置付直接々触式温水ヒータ。