JP3201602B2 - 温水器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、各種の可燃物の
燃焼熱を熱源とした熱交換効率の高い温水器に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】冷水を加熱して温水を取り出す温水器と
して、木材などの固形燃料の燃焼熱によりタンク内の冷
水を加熱する温水器が従来一般に知られている。この種
の温水器は、通常、冷水の流入管が下部に付設され、温
水の流出管が上部に付設された水タンクと、この水タン
クの下部を固形燃料の燃焼熱で加熱する燃焼室とを備え
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した従
来公知の温水器は、燃焼室で発生する固形燃料の燃焼熱
で単に水タンクの下部を加熱するだけの構造であるた
め、熱交換効率が低く、冷水を温水化するのに長時間を
要し、また、多くの固形燃料を必要とするなどの問題が
あった。

【０００４】そこで、この発明は、各種の可燃物の燃焼
熱を熱源とした熱交換効率の高い温水器を提供すること
を課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、この発明に係る温水器は、冷水の流入管が下部に付
設され、温水の流出管が上部に付設された水タンクと、
この水タンクの下部を可燃物の燃焼熱で加熱する燃焼室
と、前記水タンク内を上下に貫通して燃焼室に連通する
排煙筒と、前記燃焼室内に臨む水タンクの下面に添設さ
れる熱交換管路とを備え、前記燃焼室は、水タンクの下
部を包囲する概略直方体のボックス状に形成され、上面
には可燃物を投入する投入口が付設され、側壁には可燃
物に着火するための火口を開閉する開閉扉が付設されて
おり、前記排煙筒を貫通して両端部が水タンク内に開口
する加熱パイプが排煙筒に付設されており、前記熱交換
管路は、水タンクの下面に対面可能な大きさの外周管路
と、前記外周管路の内側に配置され端部が外周管路に連
通する内側管路と、外周管路に連通し端部が水タンク内
の下部に連通する連通管路と、ドレンコックを有するド
レン管路とからなることを特徴とする。

【０００６】この発明の温水器では、燃焼室内で可燃物
が燃焼して燃焼熱を発生し、高温の燃焼ガスが排煙筒を
通過する使用状態において、燃焼室が水タンクの下部を
加熱するのに加え、排煙筒が水タンク内の水を上下に渡
って加熱し、熱交換管路が水タンク内の下部の冷水を循
環させつつ加熱する。

【０００７】この発明の温水器において、前記排煙筒を
貫通して両端部が水タンク内に開口する加熱パイプが排
煙筒に付設されていると、加熱パイプ内に進入する水を
加熱パイプが加熱するため、熱交換効率が一層高まり、
かつ、水タンク内の水の対流が促進されるので好まし
い。

【０００８】また、前記燃焼室が可燃物を乾留燃焼のよ
うに燃焼させる燃焼室として構成されていると、一層高
温の燃焼熱が得られるので好ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
一実施形態に係る温水器を説明する。参照する図面にお
いて、図１は一実施形態に係る温水器の外観を示す斜視
図、図２は一実施形態に係る温水器の内部構造を示す縦
断面図、図３は一実施形態に係る温水器の熱交換管路を
示す斜視図である。

【００１０】一実施形態に係る温水器は、図１および図
２に示すように、冷水の流入管１が下部に付設され、温
水の流出管２が上部に付設された水タンク３と、この水
タンク３の下部を可燃物の燃焼熱で加熱する燃焼室４
と、水タンク３を上下に貫通して燃焼室４に連通する排
煙筒５と、燃焼室４内に臨む水タンク３の下面に添設さ
れ、かつ、水タンク３内の下部に連通する熱交換管路６
とを備えている。

【００１１】前記流入管１は、水タンク３の周壁３Ａの
下部を貫通して装着されている。この流入管１には、図
示しないホース等を介して水道水などが供給される。ま
た、流出管２は、水タンク３のトッププレート３Ｂを貫
通して装着されている。この流出管２の途中には、温水
の圧力を調整する圧力弁７が付設されている。

【００１２】水タンク３は、円筒状の周壁３Ａの上端が
ステンレス鋼板製のトッププレート３Ｂで塞がれ、下端
がステンレス鋼板製のボトムプレート３Ｃで塞がれた密
封容器である。前記周壁３Ａは、ステンレス鋼板製の内
壁３Ａ１と外壁３Ａ２との間に断熱材３Ａ３が挟持され
た断熱構造とされている。そして、ボトムプレート３Ｃ
の下面に前記熱交換管路６が添設されている

【００１３】燃焼室４は、水タンク３の下部を包囲する
概略直方体のボックス状に構成され、その上部はステン
レス鋼板製のトッププレート４Ａで覆われている。燃焼
室４の側壁４Ｂは、鉄板製の内壁４Ｂ１と中間壁４Ｂ２
との間に耐熱材４Ｂ３が挟持され、かつ、鉄板製の中間
壁４Ｂ２とステンレス鋼板製の外壁４Ｂ４との間に断熱
材４Ｂ５が挟持された耐熱、断熱構造とされている。ま
た、燃焼室４の底部４Ｃは、鉄板製の内底４Ｃ１とステ
ンレス鋼板製の外底４Ｃ２との間に耐熱材４Ｃ３が挟持
された耐熱構造とされている。尚、前記内底４Ｃ１は、
水タンク３の下方に向かって緩く下向傾斜している。そ
して、この燃焼室４は、底部４Ｃの４隅に配置された支
持脚４Ｄによって所定高さに支持されている。また、鉄
板製の内壁４Ｂ１と中間壁４Ｂ２及び鉄板製の内底４Ｃ
１は、適宜省略することが可能である。

【００１４】燃焼室４のトッププレート４Ａには、可燃
物Ｆを投入するための投入口４Ｅを有する開閉蓋４Ｆが
付設されている。また、燃焼室４の長辺側の一方の側壁
４Ｂには、可燃物Ｆに着火するための火口を開閉する開
閉扉４Ｇが付設されている。そして、燃焼室４の底部４
Ｃの下面には、燃焼室４内の可燃物Ｆの燃焼残滓物を排
出するための引出し式のトレイ４Ｈが付設されている。
そして、開閉蓋４Ｆおよび開閉扉４Ｇが閉じられること
により、前記燃焼室４は、可燃物Ｆを乾留燃焼のように
燃焼させる燃焼室として構成されている。上記におい
て、可燃物Ｆは投入口４Ｅから投入されるとともに、大
きな可燃物Ｆは、開閉蓋４Ｆを開けて投入される。

【００１５】排煙筒５は、ステンレス鋼板によって一辺
１５０〜１２０ｍｍ程度の角筒状に形成されている。そ
して、この排煙筒５には、これを貫通して両端部が水タ
ンク３内に開口する加熱パイプ５Ａ，５Ｂ、５Ｃが付設
されている。水タンク３内の下部に位置する加熱パイプ
５Ａおよび上部に位置する加熱パイプ５Ｃは、３０度程
度の勾配で同方向に傾斜し、中間部に位置する加熱パイ
プ５Ｂは、両者と逆方向に３０度程度の勾配で傾斜して
いる。なお、一実施形態において、これらの加熱パイプ
５Ａ，５Ｂ、５Ｃは、一辺４０ｍｍ程度の角パイプで構
成されている。

【００１６】熱交換管路６は、図３に示すように、水タ
ンク３のボトムプレート３Ｃに対面可能な大きさの略正
方形に構成された外周管路６Ａと、外周管路６Ａの内側
に平行に３列に配置されて両端部がそれぞれ外周管路６
Ａに連結された内側管路６Ｂとを有する。そして、各内
側管路６Ｂが連通する外周管路６Ａの一辺の中央部に
は、水タンク３内の下部に連通する連通管路６Ｃと、ド
レンコック６Ｄを有するドレン管路６Ｅとが連結されて
いる。ドレン管路６Ｅは、外周管路６Ａの外側に突出し
て下方に屈曲するＬ字状を呈し、連通管路６Ｃは、ドレ
ン管路６Ｅの途中から上方に突出して外周管路６Ａの内
側へ屈曲するＬ字状を呈している。

【００１７】前記熱交換管路６は、ドレン管路６Ｅが燃
焼室４の短辺側の一方の側壁４Ｂを貫通し、かつ、連通
管路６Ｃの先端部が水タンク３の周壁３Ａを貫通するこ
とにより、これらの側壁４Ｂおよび周壁３Ａに支持され
て水タンク３のボトムプレート３Ｃの下面に添設されて
いる。

【００１８】以上のように構成された一実施形態の温水
器を使用する場合、まず、流入管１に水道水などを供給
して水タンク３内一杯に水を充填する。また、燃焼室４
の上面の開閉蓋４Ｆを開いて燃焼室４内に可燃物Ｆを投
入する。そして、燃焼室４の側壁４Ｂに付設された開閉
扉４Ｇを開いて可燃物Ｆに着火する。可燃物Ｆの着火後
は、開閉蓋４Ｆおよび開閉扉４Ｇを閉じ、上方の投入口
４Ｅから空気を補給することにより、可燃物Ｆを乾留燃
焼のように燃焼させる。なお、可燃物Ｆとしては、木
片、木屑、籾殻などの他、紙屑の多い家庭ゴミやシュレ
ッダ紙片などの多いオフィスゴミを使用することができ
る。

【００１９】可燃物Ｆの乾留燃焼のような燃焼に伴い、
燃焼室４内には高温（３００°Ｃ〜５００°Ｃ）の燃焼
熱が発生し、高温の燃焼ガスが排煙筒５を通過する。こ
れに伴い、燃焼室４が水タンク３の下部のボトムプレー
ト３Ｃを加熱し、同時に、排煙筒５が水タンク３内の水
を上下に渡って加熱する。その際、水タンク３内の一部
の水は、排煙筒５に付設された各加熱パイプ５Ａ，５
Ｂ，５Ｃ内に進入して加熱され、各加熱パイプ５Ａ，５
Ｂ，５Ｃに沿って上方に蛇行しながら上昇する。

【００２０】一方、熱交換管路６においては、水タンク
３内の下部の冷水が連通管路６Ｃから外周管路６Ａおよ
び各内側管路６Ｂ内に導入され、燃焼室４内の燃焼熱に
よって加熱される。そして、加熱された外周管路６Ａ内
および各内側管路６Ｂ内の温水は、連通管路６Ｃ内の上
部を通って水タンク３内に循環する。

【００２１】すなわち、一実施形態の温水器において
は、可燃物Ｆの乾留燃焼のような燃焼によって燃焼室４
内に高温の燃焼熱が発生し、この燃焼熱により燃焼室４
が水タンク３の下部のボトムプレート３Ｃを加熱すると
共に、排煙筒５が水タンク３内の水を上下に渡って加熱
する。また、排煙筒５に付設された各加熱パイプ５Ａ，
５Ｂ，５Ｃが水タンク３内の一部の水を加熱する。これ
に加えて熱交換管路６が水タンク３内の下部の冷水を順
次循環させつつ加熱す。従って、一実施形態の温水器
は、熱交換効率が極めて高く、水タンク３内の水を短時
間に効率良く加熱することができる。

【００２２】また、排煙筒５の各加熱パイプ５Ａ，５
Ｂ，５Ｃ内に進入して加熱された水タンク３内の水が、
各加熱パイプ５Ａ，５Ｂ，５Ｃに沿って上方に蛇行しな
がら上昇するため、水タンク３内の水の対流が促進さ
れ、水タンク３内の温水の温度を均一化することができ
る。

【００２３】なお、前記排煙筒５および各加熱パイプ５
Ａ，５Ｂ，５Ｃは、円筒状のものであってもよい。ま
た、各加熱パイプ５Ａ，５Ｂ，５Ｃは、排煙筒５を略水
平に貫通するように構成されていてもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る温
水器によれば、燃焼室内で可燃物が燃焼して燃焼熱を発
生し、高温の燃焼ガスが排煙筒を通過する使用状態にお
いて、燃焼室が水タンクの下部を加熱するのに加え、排
煙筒が水タンク内の水を上下に渡って加熱し、熱交換管
路が水タンク内の下部の冷水を循環させつつ加熱するた
め、熱交換効率が高く、水タンク内の水を短時間に効率
良く温水化することができる。また、燃料としての可燃
物は、燃焼室内で燃焼できる限り、木片、紙屑、ゴミな
どを使用できるため、燃料コストを低減することができ
る。

【００２５】この発明の温水器において、排煙筒を貫通
して両端部が水タンク内に開口する加熱パイプが排煙筒
に付設されている場合には、加熱パイプ内に進入する水
を加熱パイプが加熱するため、熱交換効率を一層高める
ことができる。また、加熱された水が加熱パイプを通過
することにより、水タンク内の水の対流が促進されるた
め、水タンク内の温水の温度を均一化することができ
る。

【００２６】また、燃焼室が可燃物を乾留燃焼のように
燃焼させる燃焼室として構成されている場合には、可燃
物の乾留燃焼によって、一層高温の燃焼熱が得られるた
め、より短時間で冷水を温水化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態に係る温水器の外観を示
す斜視図である。

【図２】一実施形態に係る温水器の内部構造を示す縦断
面図である。

【図３】一実施形態に係る温水器の熱交換管路を示す斜
視図である。

【符号の説明】

１ ：流入管 ２ ：流出管 ３ ：水タンク ３Ａ：周壁 ３Ｂ：トッププレート ３Ｃ：ボトムプレート ４ ：燃焼室 ４Ａ：トッププレート ４Ｂ：側壁 ４Ｃ：底部 ４Ｄ：支持脚 ４Ｅ：投入口 ４Ｆ：開閉蓋 ４Ｇ：開閉扉 ４Ｈ：トレイ ５ ：排煙筒 ５Ａ，５Ｂ，５Ｃ：加熱パイプ ６ ：熱交換管路 ６Ａ：外周管路 ６Ｂ：内側管路 ６Ｃ：連通管路 ６Ｄ：ドレンコック ６Ｅ：ドレン管路 ７ ：圧力弁 Ｆ ：可燃物

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷水の流入管が下部に付設され、温水の
   流出管が上部に付設された水タンクと、この水タンクの
   下部を可燃物の燃焼熱で加熱する燃焼室と、前記水タン
   ク内を上下に貫通して燃焼室に連通する排煙筒と、前記
   燃焼室内に臨む水タンクの下面に添設される熱交換管路
   とを備え、前記燃焼室は、水タンクの下部を包囲する概
   略直方体のボックス状に形成され、上面には可燃物を投
   入する投入口が付設され、側壁には可燃物に着火するた
   めの火口を開閉する開閉扉が付設されており、前記排煙
   筒を貫通して両端部が水タンク内に開口する加熱パイプ
   が排煙筒に付設されており、前記熱交換管路は、水タン
   クの下面に対面可能な大きさの外周管路と、前記外周管
   路の内側に配置され端部が外周管路に連通する内側管路
   と、外周管路に連通し端部が水タンク内の下部に連通す
   る連通管路と、ドレンコックを有するドレン管路とから
   なることを特徴とする温水器。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の温水器であって、前記
   燃焼室は、可燃物を乾留燃焼のように燃焼させる燃焼室
   として構成されている ことを特徴とする温水器。