JP3806264B2 - 温水ボイラ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、石油，ガスなどを燃料とする暖房用などの温水ボイラ、特にその熱交換器部分に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、特開平９−３０３８７５号公報に示された従来の温水ボイラを示す断面図であり、図において、１は燃焼用バーナユニットで、１ａはこのバーナユニットのヘッド部、１ｂは保炎用のガイドである。
１１は前記バーナユニット１のヘッド部１ａを囲み、その上部に燃焼室２を形成する内筒、１１ａはこの内筒１１の外周面に所定間隔で形成した環状リブ、１２は前記内筒１１の外周を小間隔を有して囲み、その上下両端部を内筒１１に溶接等によって水密に接合した外筒で、この外筒には前記内筒１１の環状リブ１１ａと対面する一部を外方向に突出させて形成した突起部１２ａを有している。
【０００３】
１３は前記内筒１１と外筒１２との間に形成された水壁層で、この水壁層は内筒１１の環状リブ１１ａによって上下方向に複数段に区分された形になり、外筒１２の突起部１２ａによって上下の水壁層１３間が連通する形になっている。
９は外筒１２の下部に設けた戻り口、１４は外筒１２の上部に設けた連絡口、１５はこれらで構成した中空円筒状を成す第１熱交換器である。
１６は前記第１熱交換器１５の内側上部に配置した円筒容器状を成す第２熱交換器であり、この第２熱交換器には一側に前記第１熱交換器１５の連絡口１４と接続管１７で連絡される連絡口１８と、その反対側に位置して温水往口１０を設けている。
【０００４】
１９は第１熱交換器１５の内壁と第２熱交換器１６の外壁との間に形成した小隙間からなる排ガス路、２０は第１熱交換器１５の上部開口を覆うフタで、排気口２１を有する。
２２はフタ２０と第２熱交換器１６の上面との間に形成した排ガス路、２３は第２熱交換器１６の底部に形成した凹部１６ａに上端部を固定され、下端部をバーナユニット１のヘッド部１ａ近傍に垂下配設した筒状の赤熱輻射体で、その直径はバーナユニット１のヘッド部１ａの直径よりは若干小さい径で構成され、下端開口部はキャップ２４で閉塞されている。
２５，２６は前記赤熱輻射体２３の上方部および中央部やや下方部に位置して設けた燃焼ガス通気孔である。
【０００５】
次に、動作について、説明する。
まず、温水の流れは、外筒１２下部の戻り口９より第１熱交換器１５内に入る。この第１熱交換器１５に入った低温水は内筒１１の外周面に当って左右二つに分流し、最下部の水壁層１３を半周回し、戻り口９に対して反対側に位置している内筒１１の環状リブ１１ａと外周１２の突起部１２ａの間に形成される小隙間部で合流上昇し、一段上の水壁層１３に移る。
一段上の水壁層１３に移った温水は内筒１１の外周面に当って再び左右二つに分流し、半周回して反対側に形成されている外周１２の突起部１２ａで合流し、さらに上段の水壁層１３へ移る。
このように、前述の流れを繰り返し、外筒１２上部の連絡口１４に達し、接続管１７を通って、連絡口１８から第２熱交換器１６内に入り、湯水往口１０から放熱器（図示せず）への循環回路へと導かれる。
【０００６】
一方、バーナユニット１のヘッド部１ａで形成された火炎は赤熱輻射体２３の外面に沿って上昇し、燃焼反応を終了した高温の燃焼ガスは、内筒１１の内壁面および第２熱交換器１６の熱交換部材１６ａの底部を直接加熱するとともに、前記赤熱輻射体２３は６００〜８００度に加熱されて赤熱し、輻射熱が放射される。
これにより、内筒１１の内壁面と第２熱交換器１６の熱交換部材１６ａの底部はさらに加熱されることによって受熱量を一層増加させる。
これらの受熱によって温度降下した燃焼ガスは、狭い排ガス路１９，２２を通過しながら、さらに第１熱交換器１５の上部と第２熱交換器１６の側面と上面を加熱し、燃焼熱を有効に熱交換器に伝え、フタ２０の排気口２１より排出される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の温水ボイラの熱交換器は以上のように構成されているので、燃焼ガスが第２の熱交換器の内側に入らないと、そこでの熱交換ができないため、熱交換効率が悪いという問題点があった。
【０００８】
この発明は、上記の問題点を解消するためになされたもので、燃焼ガスが第２の熱交換器の内側に入りやすくすることによって、そこでの熱交換を増し、熱交換効率を向上させることを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る温水ボイラでは、燃焼用バーナと、このバーナの上部に燃焼室を形成する中空円筒状の周壁を有する第１の熱交換器と、この第１の熱交換器の内側上部に配設され円筒状の周壁を有する第２の熱交換器と、前記第２の熱交換器の周壁との間に所定の隙間を形成した周面および閉塞された上端面を有し前記燃焼室からの燃焼ガスを導入するように前記第２の熱交換器内部に取り付けられた円筒状の熱交換部材とを備え、第１の熱交換器上部周壁と第２の熱交換器の周壁との間に形成した小隙間からなる排ガス路を有する温水ボイラにおいて、前記燃焼室を上昇する燃焼ガスを前記熱交換部材の下端面開口から導入して前記熱交換部材の内部を加熱し被熱交換媒体との熱交換を行わせるとともに、前記第２の熱交換器の周壁下部に前記熱交換部材の取付部分よりも下方に延在し前記燃焼ガスの熱交換部材内部への上昇を誘導する円筒状のガイド部を設けたものである。
【００１０】
第２の発明に係る温水ボイラでは、第２の熱交換器の周壁下部に設けた円筒状ガイド部の下端周縁を第１の熱交換器側に広げるように設けたものである。
【００１１】
第３の発明に係る温水ボイラでは、第１の熱交換器側に広げられるように設けた第２の熱交換器の周壁下部に設けた円筒状ガイド部下端周縁の断面形状を曲面にしたものである。
【００１２】
第４の発明に係る温水ボイラでは、第２の熱交換器の周壁下部に設けた円筒状ガイド部下端周縁の数箇所を、第１の熱交換器に接するように設けたものである。
【００１３】
第５の発明に係る温水ボイラでは、燃焼用バーナと、このバーナの上部に燃焼室を形成する中空円筒状の周壁を有する第１の熱交換器と、この第１の熱交換器の内側上部に配設され円筒状の周壁を有する第２の熱交換器と、前記第２の熱交換器の周壁との間に所定の隙間を形成した周面および閉塞された上端面を有し前記燃焼室からの燃焼ガスを導入するように前記第２の熱交換器内部に取り付けられた円筒状の熱交換部材とを備え、第１の熱交換器上部周壁と第２の熱交換器の周壁との間に形成した小隙間からなる排ガス路を有する温水ボイラにおいて、前記第１の熱交換器の周壁近傍における燃焼ガスの上昇を阻止し燃焼室を上昇する燃焼ガスを中央部へ向けて集束する中空部材を設けたものである。
【００１４】
第６の発明に係る温水ボイラでは、前記中空部材の中空部の径を第２の熱交換器における円筒状熱交換部材の内径よりも小さくしたものである。
【００１５】
第７の発明に係る温水ボイラでは、燃焼用バーナと、このバーナの上部に燃焼室を形成する中空円筒の第１の熱交換器と、この第１の熱交換器の内側上部に配設され閉塞された上端面を有する円筒状の第２の熱交換器と、燃焼室中央部に配設され燃焼用バーナーの直径よりも小さい径を持つ筒状の赤熱輻射体を備え、第１の熱交換器上部内周壁と第２の熱交換器の外周壁との間に形成した小隙間からなる排ガス路を有する温水ボイラにおいて、前記第１の熱交換器の周壁近傍における燃焼ガスの上昇を阻止し燃焼室を上昇する燃焼ガスを中央部へ向けて集束する中空部材を設けたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明による温水ボイラの実施の形態１を図１に基づいて説明する。
図において、１は燃焼用バーナユニットで、１ａはこのバーナユニットのヘッド部、１ｂは保炎用のガイドである。
１１は前記バーナユニット１のヘッド部１ａを囲み、その上部に燃焼室２を形成する内筒、１１ａはこの内筒１１の外周面に外側に向かって突出するように所定間隔で形成した環状のリブ、１２は前記内筒１１の外周を小隙間を有して囲み、その上下両端部を内筒１１に溶接等によって水密に接合した外筒で、この外筒には前記内筒１１の環状リブ１１ａと対面する一部を外方向に突出させて形成した突起部１２ａを有している。
【００１７】
１３は前記内筒１１と外筒１２との間に形成された水壁層で、この水壁層は内筒１１の環状のリブ１１ａによって上下方向に複数層に仕切られており、外筒１２の突起部１２ａによって形成される隙間により一部で隣接する上下の水壁層１３間が交互に連通するようになっている。
９は外筒１２の下部に設けた戻り口、１４は外筒１２の上部に設けた連絡口、１５はこれらで構成した中空円筒状を成す第１の熱交換器である。
【００１８】
１６は前記第１の熱交換器１５の内側上部に配置した、有天円筒状、すなわち上端面を閉塞した円筒状を成す第２の熱交換器であり、この第２の熱交換器１６は、有天円筒状、すなわち上端面を閉塞した円筒状を成し、第２の熱交換器１６の周壁と所定の隙間を持ち、かつ、下端面開口周縁に突設した鍔状の取付部１６ｆを持つ熱交換部材１６ａをその内部に前記鍔状取付部１６ｆによって取り付けている。
そして、第２の熱交換器には、前記第１の熱交換器１５の連絡口１４と接続管１７で連絡される連絡口１８と、その反対側に位置して温水往口１０が設けられている。
１６ｂは、第２の熱交換器外周下部に設けた突張り部である。この突張り部１６ｂは熱交換部材１６ａの内部へ燃焼ガスを誘導する円筒状のガイド部を構成する。
１９は第１の熱交換器１５の内径と第２の熱交換器１６の外壁との間に形成した小隙間からなる排ガス路、２０は第１の熱交換器１５の上部開口を覆う天板で、排気口２１を有する２２は天板２０と第２の熱交換器１６の上面との間に形成した排ガス路である。
【００１９】
次に、上記構成からなる実施の形態１の作用について説明する。
まず、温水の流れは、外筒１２下部の戻り口９より第１の熱交換器１５内に入る。この第１の熱交換器１５に入った低温水は内筒１１の外周面に当たって左右二つに分流し、最下部の水壁層１３を半周回り、戻り口９に対して反対側に位置している内周１１の環状のリブ１１ａと外周１２の突起部１２ａの間に形成される小隙間で合流上昇し、一段上の水壁層１３に移る。
一段上の水壁層１３に移った温水は内筒１１の外周面に当たって再び左右二つに分流し、半周回して反対側に形成されている外筒１２の突起部１２ａで合流し、さらに上段の水壁層１３へ移る。
このように、前述の流れを繰り返し、外筒１２上部の連絡口１４に達し、接続管１７を通って連絡口１８から第２の熱交換器１６内に入り、湯水往口１０により放熱器（図示せず）への循環回路へと導かれる。
【００２０】
一方、バーナユニット１のヘッド部１ａで形成された火炎は、内筒１１の内部を上昇する。
燃焼反応を終了した高温の燃焼ガスは、赤熱輻射体等の存在しない燃焼室２内部の空間を直線的に上昇して、内筒１１の内壁面および第２の熱交換器１６内部に設けられた上端面を閉塞した円筒状熱交換部材１６ａの上端面部と内周壁面を直接加熱する。
【００２１】
これらの受熱によって温度降下した燃焼ガスは狭い排ガス路１９，２２を通過しながら、さらに第１の熱交換器１５の上部と第２の熱交換器１６の側面と上面を加熱し、燃焼熱を有効に熱交換器に伝え、天板２０の排気口２１から排出される。
【００２２】
燃焼ガスによって加熱された上端面を閉塞された円筒状熱交換部材１６ａは、主としてその周面を介して第２の熱交換器１６の外周面との間に存在する温水からなる被熱交換媒体と熱交換を行い、その温水を加熱する。
上述のように、円筒状熱交換部材１６ａの内部には、突張り部１６ｂからなる円筒状ガイド部によって燃焼ガスが誘導され、その周面部等は効果的に加熱されるので、円筒状熱交換部材１６ａによる温水からなる被熱交換媒体に対する熱交換作用は有効に達成される。
【００２３】
この発明による実施の形態１によれば、燃焼用バーナ１と、このバーナ１の上部に燃焼室を形成する中空円筒状の周壁を有する第１の熱交換器１５と、この第１の熱交換器１５の内側上部に配設され円筒状の周壁を有する第２の熱交換器１６と、第２の熱交換器１６の周壁との間に所定の隙間を形成した周面および閉塞された上端面を有し下端面開口周縁に突設した鍔状の取付部１６ｆにより前記第２の熱交換器１６内部に取り付けられた円筒状の熱交換部材１６ａとを備え、第１の熱交換器１５上部周壁と第２の熱交換器１６の周壁との間に形成した小隙間からなる排ガス路を有する温水ボイラにおいて、燃焼室２を上昇する燃焼ガスを熱交換部材１６ａの下端面開口から導入して熱交換部材１６ａの内部を加熱し接続管１７を介し導入されて第２の熱交換器１６の周壁との間に存在する温水からなる被熱交換媒体との熱交換を行わせるとともに、第２の熱交換器１６の周壁下部において熱交換部材１６ａの取付部分１６ｆよりも下方に延在し燃焼ガスの熱交換部材１６ａ内部への上昇を誘導する突張り部１６ｂからなる円筒状のガイド部を設けたので、燃焼ガスが第２の熱交換器１６の内部に設けた円筒状熱交換部材１６ａの内側に入りやすくなり、第２の熱交換器１６における熱交換効率が向上する。
【００２４】
実施の形態２．
図２は、この発明の実施の形態２を示す図である。
図２（ａ）は、第２の熱交換器１６の周壁下部において熱交換部材１６ａの取付部分１６ｆよりも下方に延在し燃焼ガスの熱交換部材１６ａ内部への上昇を誘導する突っ張り部１６ｂからなる円筒状ガイド部の下端周縁を第１の熱交換器側に広げて周縁拡大ガイド部１６ｃを形成したものである。
【００２５】
図２（ｂ）は、第１の熱交換器１５側に広げるように設けた、第２の熱交換器１６の周壁下部において熱交換部材１６ａの取付部分１６ｆよりも下方に延在し燃焼ガスの熱交換部材１６ａ内部への上昇を誘導する外周下部の突張り部１６ｂからなる円筒状ガイド部の断面形状を曲面として、突張り部１６ｄからなる曲面ガイド部を形成したものである。
【００２６】
図２（ｃ）は、第１の熱交換器１５側に広げるように設けた、第２の熱交換器１６の周壁下部において熱交換部材１６ａの取付部分１６ｆよりも下方に延在し燃焼ガスの熱交換部材１６ａ内部への上昇を誘導する突張り部１６ｂからなる円筒状ガイド部の下端周縁における数個所を第１の熱交換器に接するようにして、突張り部１６ｅからなる接合部を設けたものである。
【００２７】
このように構成すれば、燃焼ガスは第２の熱交換器の内側にさらに入りやすくなり、第２の熱交換器の内壁面での熱交換がさらに増し、熱交換効率がさらに向上する。
【００２８】
この発明による実施の形態２によれば、第２の熱交換器１６の周壁下部に設けた円筒状ガイド部１６ｃの下端周縁を第１の熱交換器側に広げるように設けたので、燃焼ガスが第２の熱交換器１６の内部に設けた円筒状熱交換部材１６ａの内側にさらに入りやすくなり、第２の熱交換器１６における熱交換効率がさらに向上することになる。
【００２９】
また、第１の熱交換器１５側に広げられるように設けた第２の熱交換器１６の周壁下部に設けた円筒状ガイド部１６ｄ下端周縁の断面形状を曲面にしたので、燃焼ガスが第２の熱交換器１６の内部に設けた円筒状熱交換部材１６ａの内側にさらに入りやすくなり、第２の熱交換器１６における熱交換効率がさらに向上することになる。
【００３０】
さらに、この発明による実施の形態２によれば、第２の熱交換器１６の周壁下部に設けた円筒状ガイド部下端周縁の数箇所を第１の熱交換器１５の周壁に接するようにして接合部１６ｅを設けたので、燃焼ガスが第２の熱交換器１６の内部に設けた円筒状熱交換部材１６ａの内側にさらに入りやすくなり、第２の熱交換器１６における熱交換効率がさらに向上することになる。
【００３１】
実施の形態３．
図３は、この発明の実施の形態３を示す図である。
バーナユニット１と第２の熱交換器１６の間に中空円板２７からなる円盤状の中空部材を設けたものである。
この中空円板２７からなる円盤状の中空部材は、第１の熱交換器１５の周壁近傍における燃焼ガスの上昇を阻止し燃焼室２内を上昇する燃焼ガスを燃焼室２の中央部に向けて集束するように作用する。
なお、第２の熱交換器１６外周下部の突張り部からなる燃焼ガスのガイド部はあっても、なくてもよい。
【００３２】
このように構成すれば、バーナーユニット１のヘッド部１ａで形成された火炎は、内筒１１の内部を上昇し、さらに中空円板２７の中空部２７ａを通って上昇するため、燃焼ガスは第２の熱交換器１６の内側に入りやすくなり、第２の熱交換器の内壁面での熱交換が増し、熱交換効率が向上する。
【００３３】
また、中空円板２７の中空部２７ａの径を第２の熱交換器１６における円筒状熱交換部材１６ａの内壁の径よりも小さくすると、燃焼ガスは第２の熱交換器１６の内側にさらに入りやすくなり、第２の熱交換器の内壁面での熱交換がさらに増し、熱交換効率がさらに向上する。
また、中空円板２７は、円板状でなく円筒状や中空の構体状からなる中空部材であってもよい。
【００３４】
この発明による実施の形態３によれば、燃焼用バーナ１と、このバーナ１の上部に燃焼室２を形成する中空円筒状の周壁を有する第１の熱交換器１５と、この第１の熱交換器１５の内側上部に配設され円筒状の周壁を有する第２の熱交換器１６と、第２の熱交換器１６の周壁との間に所定の隙間を形成した周面および閉塞された上端面を有し燃焼室２からの燃焼ガスを導入するように第２の熱交換器１６内部に取り付けられた円筒状の熱交換部材１６ａとを備え、第１の熱交換器１５上部周壁と第２の熱交換器１６の周壁との間に形成した小隙間からなる排ガス路を有する温水ボイラにおいて、第１の熱交換器１５の周壁近傍における燃焼ガスの上昇を阻止し燃焼室２を上昇する燃焼ガスを中央部へ向けて集束する中空円板２７からなる円盤状の中空部材を設けたので、燃焼ガスは第２の熱交換器１６の内側に入りやすくなり、第２の熱交換器１６の内壁面での熱交換が増し、熱交換効率が向上する。
【００３５】
また、この発明による実施の形態３によれば、燃焼用バーナ２と第２の熱交換器１６の間に設けた中空円板２７からなる円盤状の中空部材における中空部２７ａの径を第２の熱交換器１６における円筒状熱交換部材１６ａの内径よりも小さくしたので、燃焼ガスは第２の熱交換器１６における円筒状熱交換部材１６ａの内側に入りやすくなり、第２の熱交換器１６における円筒状熱交換部材１６ａの内壁面での熱交換が増し、熱交換効率が向上する。
【００３６】
実施の形態４．
図４は、この発明の実施の形態４を示す図である。
２３は第２の熱交換器１６の底部に形成した円筒状熱交換部材１６ａの上端面部に上端部を固定され、下端部をバーナユニット１のヘッド部１ａの近傍に垂下して燃焼室２の中央部に配設した筒状の赤熱輻射体で、その直径はバーナユニット１のヘッド部１ａの直径よりは小さい径で構成されている。
２７はバーナユニット１と第２の熱交換器１６の間に設けた中空円板からなる円盤状の中空部材である。
この中空円板２７からなる円盤状の中空部材は、第１の熱交換器１５の周壁近傍における燃焼ガスの上昇を阻止し燃焼室２内を上昇する燃焼ガスを燃焼室２の中央部に向けて集束するように作用する。
なお、第２の熱交換器１６外周下部の突張り部からなる燃焼ガスのガイド部はあっても、なくてもよい。
【００３７】
このように構成すれば、バーナーユニット１のヘッド部１ａで形成された火炎は、内筒１１の内部を上昇し、さらに中空円板２７の穴部２７ａを通ってしかも赤熱輻射体２３に沿って上昇するため、燃焼ガスは第２の熱交換器１６の内側に入りやすくなり、第２の熱交換器の内壁面での熱交換効率が向上する。
また、中空円板２７の穴部２７ａの穴径を第２の熱交換器１６の内壁の内径よりも小さくすると、燃焼ガスは第２の熱交換器１６の内側にさらに入りやすくなり、第２の熱交換器の内壁面での熱交換がさらに増し、熱交換効率がさらに向上する。
また、中空円板２７は円板状でなく円筒状や中空の構体状であってもよい。
【００３８】
この発明による実施の形態４によれば、燃焼用バーナ１と、このバーナ１の上部に燃焼室２を形成する中空円筒状の第１の熱交換器１５と、この第１の熱交換器１５の内側上部に配設され閉塞された上端面を有する円筒状の第２の熱交換器１６と、燃焼室２中央部に配設され燃焼用バーナヘッド１ａの直径よりも小さい径を持つ筒状の赤熱輻射体２３を備え、第１の熱交換器１５上部内周壁と第２の熱交換器１６の外周壁との間に形成した小隙間からなる排ガス路を有する温水ボイラにおいて、第１の熱交換器１５の周壁近傍における燃焼ガスの上昇を阻止し燃焼室２を上昇する燃焼ガスを中央部へ向けて集束する中空円板２７からなる円盤状の中空部材を設けたので、燃焼ガスは第２の熱交換器１６における円盤状の熱交換部材１６ａの内側に入りやすくなり、第２の熱交換器１６の内壁面での熱交換効率が向上する。
【００３９】
【発明の効果】
第１の発明によれば、燃焼用バーナと、このバーナの上部に燃焼室を形成する中空円筒状の周壁を有する第１の熱交換器と、この第１の熱交換器の内側上部に配設され円筒状の周壁を有する第２の熱交換器と、前記第２の熱交換器の周壁との間に所定の隙間を形成した周面および閉塞された上端面を有し前記第２の熱交換器内部に取り付けられた円筒状の熱交換部材とを備え、第１の熱交換器上部周壁と第２の熱交換器の周壁との間に形成した小隙間からなる排ガス路を有する温水ボイラにおいて、前記燃焼室を直線的に上昇する燃焼ガスを前記熱交換部材の下端面開口から導入して前記熱交換部材の内部を加熱し被熱交換媒体との熱交換を行わせるとともに、前記第２の熱交換器の外周壁下部に前記燃焼ガスの熱交換部材内部への上昇を誘導する円筒状のガイド部を設けたので、燃焼ガスが第２の熱交換器における円筒状熱交換部材の内側に入りやすくなり、そこでの熱交換が増して、熱交換効率が向上する。
【００４０】
第２の発明によれば、第２の熱交換器の周壁下部に設けた円筒状ガイド部の下端周縁を第１の熱交換器側に広げるように設けたので、燃焼ガスが第２の熱交換器における円筒状熱交換部材の内側に入りやすくなり、そこでの熱交換が増し、熱交換効率が向上する。
【００４１】
第３の発明によれば、第１の熱交換器側に広げられるように設けた第２の熱交換器の周壁下部に設けた円筒状ガイド部下端周縁の断面形状を曲面にしたので、燃焼ガスが第２の熱交換器における円筒状熱交換部材の内側に入りやすくなり、そこでの熱交換が増して、熱交換効率が向上する。
【００４２】
第４の発明によれば、第２の熱交換器の周壁下部に設けた円筒状ガイド部下端周縁の数箇所を第１の熱交換器に接するように設けたので、燃焼ガスが第２の熱交換器における円筒状熱交換部材の内側に入りやすくなり、そこでの熱交換が増して、熱交換効率が向上する。
【００４３】
第５の発明によれば、燃焼用バーナと、このバーナの上部に燃焼室を形成する中空円筒状の周壁を有する第１の熱交換器と、この第１の熱交換器の内側上部に配設され円筒状の周壁を有する第２の熱交換器と、前記第２の熱交換器の周壁との間に所定の隙間を形成した周面および閉塞された上端面を有し前記燃焼室からの燃焼ガスを導入するように前記第２の熱交換器内部に取り付けられた円筒状の熱交換部材とを備え、第１の熱交換器上部周壁と第２の熱交換器の周壁との間に形成した小隙間からなる排ガス路を有する温水ボイラにおいて、前記第１の熱交換器の周壁近傍における燃焼ガスの上昇を阻止し燃焼室を上昇する燃焼ガスを中央部へ向けて集束する中空部材を設けたので、燃焼ガスが第２の熱交換器における円筒状熱交換部材の内側に入りやすくなり、そこでの熱交換が増して、熱交換効率が向上する。
【００４４】
第６の発明によれば、前記中空部材の中空部の径を第２の熱交換器における円筒状熱交換部材の内径よりも小さくしたので、燃焼ガスが第２の熱交換器における円筒状熱交換部材の内側に入りやすくなり、そこでの熱交換が増して、熱交換効率が向上する。
【００４５】
第７の発明によれば、燃焼用バーナと、このバーナの上部に燃焼室を形成する中空円筒の第１の熱交換器と、この第１の熱交換器の内側上部に配設され閉塞された上端面を有する円筒状の第２の熱交換器と、燃焼室中央部に配設され燃焼用バーナーの直径よりも小さい径を持つ筒状の赤熱輻射体を備え、第１の熱交換器上部内周壁と第２の熱交換器の外周壁との間に形成した小隙間からなる排ガス路を有する温水ボイラにおいて、前記第１の熱交換器の周壁近傍における燃焼ガスの上昇を阻止し燃焼室を上昇する燃焼ガスを中央部へ向けて集束する中空部材を設けたので、燃焼ガスが第２の熱交換器の内側に入りやすくなり、そこでの熱交換が増して、熱交換効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明による実施の形態１を示す温水ボイラの要部断面図である。
【図２】 この発明による実施の形態２を示す温水ボイラの要部断面図である。
【図３】 この発明による実施の形態３を示す温水ボイラの要部断面図である。
【図４】 この発明による実施の形態４を示す温水ボイラの要部断面図である。
【図５】 従来の温水ボイラを示す断面図である。
【符号の説明】
１ バーナユニット、２ 燃焼室、９ 戻り口、１０ 温水往口、１１ 内筒、１１ａ 環状のリブ、１２ 外筒、１２ａ 突起部、１３ 水壁層、１４ 連絡口、１５ 第１の熱交換器、１６ 第２の熱交換器、１６ａ 熱交換部材、１６ｂ 第２の熱交換器の外周突張り部、１６ｃ 第２の熱交換器の外周突張り部、１６ｄ 第２の熱交換器の外周突張り部、１６ｅ 第２の熱交換器の外周突張り部、１６ｆ 取付部分、１８ 連結管、１９ 排ガス路、２０ 天板、２２ 排ガス路、２３ 赤熱輻射体、２７ 中空円板、２７ａ 中空円板の中空部。
【発明の属する技術分野】
この発明は、石油，ガスなどを燃料とする暖房用などの温水ボイラ、特にその熱交換器部分に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、特開平９−３０３８７５号公報に示された従来の温水ボイラを示す断面図であり、図において、１は燃焼用バーナユニットで、１ａはこのバーナユニットのヘッド部、１ｂは保炎用のガイドである。
１１は前記バーナユニット１のヘッド部１ａを囲み、その上部に燃焼室２を形成する内筒、１１ａはこの内筒１１の外周面に所定間隔で形成した環状リブ、１２は前記内筒１１の外周を小間隔を有して囲み、その上下両端部を内筒１１に溶接等によって水密に接合した外筒で、この外筒には前記内筒１１の環状リブ１１ａと対面する一部を外方向に突出させて形成した突起部１２ａを有している。
【０００３】
１３は前記内筒１１と外筒１２との間に形成された水壁層で、この水壁層は内筒１１の環状リブ１１ａによって上下方向に複数段に区分された形になり、外筒１２の突起部１２ａによって上下の水壁層１３間が連通する形になっている。
９は外筒１２の下部に設けた戻り口、１４は外筒１２の上部に設けた連絡口、１５はこれらで構成した中空円筒状を成す第１熱交換器である。
１６は前記第１熱交換器１５の内側上部に配置した円筒容器状を成す第２熱交換器であり、この第２熱交換器には一側に前記第１熱交換器１５の連絡口１４と接続管１７で連絡される連絡口１８と、その反対側に位置して温水往口１０を設けている。
【０００４】
１９は第１熱交換器１５の内壁と第２熱交換器１６の外壁との間に形成した小隙間からなる排ガス路、２０は第１熱交換器１５の上部開口を覆うフタで、排気口２１を有する。
２２はフタ２０と第２熱交換器１６の上面との間に形成した排ガス路、２３は第２熱交換器１６の底部に形成した凹部１６ａに上端部を固定され、下端部をバーナユニット１のヘッド部１ａ近傍に垂下配設した筒状の赤熱輻射体で、その直径はバーナユニット１のヘッド部１ａの直径よりは若干小さい径で構成され、下端開口部はキャップ２４で閉塞されている。
２５，２６は前記赤熱輻射体２３の上方部および中央部やや下方部に位置して設けた燃焼ガス通気孔である。
【０００５】
次に、動作について、説明する。
まず、温水の流れは、外筒１２下部の戻り口９より第１熱交換器１５内に入る。この第１熱交換器１５に入った低温水は内筒１１の外周面に当って左右二つに分流し、最下部の水壁層１３を半周回し、戻り口９に対して反対側に位置している内筒１１の環状リブ１１ａと外周１２の突起部１２ａの間に形成される小隙間部で合流上昇し、一段上の水壁層１３に移る。
一段上の水壁層１３に移った温水は内筒１１の外周面に当って再び左右二つに分流し、半周回して反対側に形成されている外周１２の突起部１２ａで合流し、さらに上段の水壁層１３へ移る。
このように、前述の流れを繰り返し、外筒１２上部の連絡口１４に達し、接続管１７を通って、連絡口１８から第２熱交換器１６内に入り、湯水往口１０から放熱器（図示せず）への循環回路へと導かれる。
【０００６】
一方、バーナユニット１のヘッド部１ａで形成された火炎は赤熱輻射体２３の外面に沿って上昇し、燃焼反応を終了した高温の燃焼ガスは、内筒１１の内壁面および第２熱交換器１６の熱交換部材１６ａの底部を直接加熱するとともに、前記赤熱輻射体２３は６００〜８００度に加熱されて赤熱し、輻射熱が放射される。
これにより、内筒１１の内壁面と第２熱交換器１６の熱交換部材１６ａの底部はさらに加熱されることによって受熱量を一層増加させる。
これらの受熱によって温度降下した燃焼ガスは、狭い排ガス路１９，２２を通過しながら、さらに第１熱交換器１５の上部と第２熱交換器１６の側面と上面を加熱し、燃焼熱を有効に熱交換器に伝え、フタ２０の排気口２１より排出される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の温水ボイラの熱交換器は以上のように構成されているので、燃焼ガスが第２の熱交換器の内側に入らないと、そこでの熱交換ができないため、熱交換効率が悪いという問題点があった。
【０００８】
この発明は、上記の問題点を解消するためになされたもので、燃焼ガスが第２の熱交換器の内側に入りやすくすることによって、そこでの熱交換を増し、熱交換効率を向上させることを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る温水ボイラでは、燃焼用バーナと、このバーナの上部に燃焼室を形成する中空円筒状の周壁を有する第１の熱交換器と、この第１の熱交換器の内側上部に配設され円筒状の周壁を有する第２の熱交換器と、前記第２の熱交換器の周壁との間に所定の隙間を形成した周面および閉塞された上端面を有し前記燃焼室からの燃焼ガスを導入するように前記第２の熱交換器内部に取り付けられた円筒状の熱交換部材とを備え、第１の熱交換器上部周壁と第２の熱交換器の周壁との間に形成した小隙間からなる排ガス路を有する温水ボイラにおいて、前記燃焼室を上昇する燃焼ガスを前記熱交換部材の下端面開口から導入して前記熱交換部材の内部を加熱し被熱交換媒体との熱交換を行わせるとともに、前記第２の熱交換器の周壁下部に前記熱交換部材の取付部分よりも下方に延在し前記燃焼ガスの熱交換部材内部への上昇を誘導する円筒状のガイド部を設けたものである。
【００１０】
第２の発明に係る温水ボイラでは、第２の熱交換器の周壁下部に設けた円筒状ガイド部の下端周縁を第１の熱交換器側に広げるように設けたものである。
【００１１】
第３の発明に係る温水ボイラでは、第１の熱交換器側に広げられるように設けた第２の熱交換器の周壁下部に設けた円筒状ガイド部下端周縁の断面形状を曲面にしたものである。
【００１２】
第４の発明に係る温水ボイラでは、第２の熱交換器の周壁下部に設けた円筒状ガイド部下端周縁の数箇所を、第１の熱交換器に接するように設けたものである。
【００１３】
第５の発明に係る温水ボイラでは、燃焼用バーナと、このバーナの上部に燃焼室を形成する中空円筒状の周壁を有する第１の熱交換器と、この第１の熱交換器の内側上部に配設され円筒状の周壁を有する第２の熱交換器と、前記第２の熱交換器の周壁との間に所定の隙間を形成した周面および閉塞された上端面を有し前記燃焼室からの燃焼ガスを導入するように前記第２の熱交換器内部に取り付けられた円筒状の熱交換部材とを備え、第１の熱交換器上部周壁と第２の熱交換器の周壁との間に形成した小隙間からなる排ガス路を有する温水ボイラにおいて、前記第１の熱交換器の周壁近傍における燃焼ガスの上昇を阻止し燃焼室を上昇する燃焼ガスを中央部へ向けて集束する中空部材を設けたものである。
【００１４】
第６の発明に係る温水ボイラでは、前記中空部材の中空部の径を第２の熱交換器における円筒状熱交換部材の内径よりも小さくしたものである。
【００１５】
第７の発明に係る温水ボイラでは、燃焼用バーナと、このバーナの上部に燃焼室を形成する中空円筒の第１の熱交換器と、この第１の熱交換器の内側上部に配設され閉塞された上端面を有する円筒状の第２の熱交換器と、燃焼室中央部に配設され燃焼用バーナーの直径よりも小さい径を持つ筒状の赤熱輻射体を備え、第１の熱交換器上部内周壁と第２の熱交換器の外周壁との間に形成した小隙間からなる排ガス路を有する温水ボイラにおいて、前記第１の熱交換器の周壁近傍における燃焼ガスの上昇を阻止し燃焼室を上昇する燃焼ガスを中央部へ向けて集束する中空部材を設けたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明による温水ボイラの実施の形態１を図１に基づいて説明する。
図において、１は燃焼用バーナユニットで、１ａはこのバーナユニットのヘッド部、１ｂは保炎用のガイドである。
１１は前記バーナユニット１のヘッド部１ａを囲み、その上部に燃焼室２を形成する内筒、１１ａはこの内筒１１の外周面に外側に向かって突出するように所定間隔で形成した環状のリブ、１２は前記内筒１１の外周を小隙間を有して囲み、その上下両端部を内筒１１に溶接等によって水密に接合した外筒で、この外筒には前記内筒１１の環状リブ１１ａと対面する一部を外方向に突出させて形成した突起部１２ａを有している。
【００１７】
１３は前記内筒１１と外筒１２との間に形成された水壁層で、この水壁層は内筒１１の環状のリブ１１ａによって上下方向に複数層に仕切られており、外筒１２の突起部１２ａによって形成される隙間により一部で隣接する上下の水壁層１３間が交互に連通するようになっている。
９は外筒１２の下部に設けた戻り口、１４は外筒１２の上部に設けた連絡口、１５はこれらで構成した中空円筒状を成す第１の熱交換器である。
【００１８】
１６は前記第１の熱交換器１５の内側上部に配置した、有天円筒状、すなわち上端面を閉塞した円筒状を成す第２の熱交換器であり、この第２の熱交換器１６は、有天円筒状、すなわち上端面を閉塞した円筒状を成し、第２の熱交換器１６の周壁と所定の隙間を持ち、かつ、下端面開口周縁に突設した鍔状の取付部１６ｆを持つ熱交換部材１６ａをその内部に前記鍔状取付部１６ｆによって取り付けている。
そして、第２の熱交換器には、前記第１の熱交換器１５の連絡口１４と接続管１７で連絡される連絡口１８と、その反対側に位置して温水往口１０が設けられている。
１６ｂは、第２の熱交換器外周下部に設けた突張り部である。この突張り部１６ｂは熱交換部材１６ａの内部へ燃焼ガスを誘導する円筒状のガイド部を構成する。
１９は第１の熱交換器１５の内径と第２の熱交換器１６の外壁との間に形成した小隙間からなる排ガス路、２０は第１の熱交換器１５の上部開口を覆う天板で、排気口２１を有する２２は天板２０と第２の熱交換器１６の上面との間に形成した排ガス路である。
【００１９】
次に、上記構成からなる実施の形態１の作用について説明する。
まず、温水の流れは、外筒１２下部の戻り口９より第１の熱交換器１５内に入る。この第１の熱交換器１５に入った低温水は内筒１１の外周面に当たって左右二つに分流し、最下部の水壁層１３を半周回り、戻り口９に対して反対側に位置している内周１１の環状のリブ１１ａと外周１２の突起部１２ａの間に形成される小隙間で合流上昇し、一段上の水壁層１３に移る。
一段上の水壁層１３に移った温水は内筒１１の外周面に当たって再び左右二つに分流し、半周回して反対側に形成されている外筒１２の突起部１２ａで合流し、さらに上段の水壁層１３へ移る。
このように、前述の流れを繰り返し、外筒１２上部の連絡口１４に達し、接続管１７を通って連絡口１８から第２の熱交換器１６内に入り、湯水往口１０により放熱器（図示せず）への循環回路へと導かれる。
【００２０】
一方、バーナユニット１のヘッド部１ａで形成された火炎は、内筒１１の内部を上昇する。
燃焼反応を終了した高温の燃焼ガスは、赤熱輻射体等の存在しない燃焼室２内部の空間を直線的に上昇して、内筒１１の内壁面および第２の熱交換器１６内部に設けられた上端面を閉塞した円筒状熱交換部材１６ａの上端面部と内周壁面を直接加熱する。
【００２１】
これらの受熱によって温度降下した燃焼ガスは狭い排ガス路１９，２２を通過しながら、さらに第１の熱交換器１５の上部と第２の熱交換器１６の側面と上面を加熱し、燃焼熱を有効に熱交換器に伝え、天板２０の排気口２１から排出される。
【００２２】
燃焼ガスによって加熱された上端面を閉塞された円筒状熱交換部材１６ａは、主としてその周面を介して第２の熱交換器１６の外周面との間に存在する温水からなる被熱交換媒体と熱交換を行い、その温水を加熱する。
上述のように、円筒状熱交換部材１６ａの内部には、突張り部１６ｂからなる円筒状ガイド部によって燃焼ガスが誘導され、その周面部等は効果的に加熱されるので、円筒状熱交換部材１６ａによる温水からなる被熱交換媒体に対する熱交換作用は有効に達成される。
【００２３】
この発明による実施の形態１によれば、燃焼用バーナ１と、このバーナ１の上部に燃焼室を形成する中空円筒状の周壁を有する第１の熱交換器１５と、この第１の熱交換器１５の内側上部に配設され円筒状の周壁を有する第２の熱交換器１６と、第２の熱交換器１６の周壁との間に所定の隙間を形成した周面および閉塞された上端面を有し下端面開口周縁に突設した鍔状の取付部１６ｆにより前記第２の熱交換器１６内部に取り付けられた円筒状の熱交換部材１６ａとを備え、第１の熱交換器１５上部周壁と第２の熱交換器１６の周壁との間に形成した小隙間からなる排ガス路を有する温水ボイラにおいて、燃焼室２を上昇する燃焼ガスを熱交換部材１６ａの下端面開口から導入して熱交換部材１６ａの内部を加熱し接続管１７を介し導入されて第２の熱交換器１６の周壁との間に存在する温水からなる被熱交換媒体との熱交換を行わせるとともに、第２の熱交換器１６の周壁下部において熱交換部材１６ａの取付部分１６ｆよりも下方に延在し燃焼ガスの熱交換部材１６ａ内部への上昇を誘導する突張り部１６ｂからなる円筒状のガイド部を設けたので、燃焼ガスが第２の熱交換器１６の内部に設けた円筒状熱交換部材１６ａの内側に入りやすくなり、第２の熱交換器１６における熱交換効率が向上する。
【００２４】
実施の形態２．
図２は、この発明の実施の形態２を示す図である。
図２（ａ）は、第２の熱交換器１６の周壁下部において熱交換部材１６ａの取付部分１６ｆよりも下方に延在し燃焼ガスの熱交換部材１６ａ内部への上昇を誘導する突っ張り部１６ｂからなる円筒状ガイド部の下端周縁を第１の熱交換器側に広げて周縁拡大ガイド部１６ｃを形成したものである。
【００２５】
図２（ｂ）は、第１の熱交換器１５側に広げるように設けた、第２の熱交換器１６の周壁下部において熱交換部材１６ａの取付部分１６ｆよりも下方に延在し燃焼ガスの熱交換部材１６ａ内部への上昇を誘導する外周下部の突張り部１６ｂからなる円筒状ガイド部の断面形状を曲面として、突張り部１６ｄからなる曲面ガイド部を形成したものである。
【００２６】
図２（ｃ）は、第１の熱交換器１５側に広げるように設けた、第２の熱交換器１６の周壁下部において熱交換部材１６ａの取付部分１６ｆよりも下方に延在し燃焼ガスの熱交換部材１６ａ内部への上昇を誘導する突張り部１６ｂからなる円筒状ガイド部の下端周縁における数個所を第１の熱交換器に接するようにして、突張り部１６ｅからなる接合部を設けたものである。
【００２７】
このように構成すれば、燃焼ガスは第２の熱交換器の内側にさらに入りやすくなり、第２の熱交換器の内壁面での熱交換がさらに増し、熱交換効率がさらに向上する。
【００２８】
この発明による実施の形態２によれば、第２の熱交換器１６の周壁下部に設けた円筒状ガイド部１６ｃの下端周縁を第１の熱交換器側に広げるように設けたので、燃焼ガスが第２の熱交換器１６の内部に設けた円筒状熱交換部材１６ａの内側にさらに入りやすくなり、第２の熱交換器１６における熱交換効率がさらに向上することになる。
【００２９】
また、第１の熱交換器１５側に広げられるように設けた第２の熱交換器１６の周壁下部に設けた円筒状ガイド部１６ｄ下端周縁の断面形状を曲面にしたので、燃焼ガスが第２の熱交換器１６の内部に設けた円筒状熱交換部材１６ａの内側にさらに入りやすくなり、第２の熱交換器１６における熱交換効率がさらに向上することになる。
【００３０】
さらに、この発明による実施の形態２によれば、第２の熱交換器１６の周壁下部に設けた円筒状ガイド部下端周縁の数箇所を第１の熱交換器１５の周壁に接するようにして接合部１６ｅを設けたので、燃焼ガスが第２の熱交換器１６の内部に設けた円筒状熱交換部材１６ａの内側にさらに入りやすくなり、第２の熱交換器１６における熱交換効率がさらに向上することになる。
【００３１】
実施の形態３．
図３は、この発明の実施の形態３を示す図である。
バーナユニット１と第２の熱交換器１６の間に中空円板２７からなる円盤状の中空部材を設けたものである。
この中空円板２７からなる円盤状の中空部材は、第１の熱交換器１５の周壁近傍における燃焼ガスの上昇を阻止し燃焼室２内を上昇する燃焼ガスを燃焼室２の中央部に向けて集束するように作用する。
なお、第２の熱交換器１６外周下部の突張り部からなる燃焼ガスのガイド部はあっても、なくてもよい。
【００３２】
このように構成すれば、バーナーユニット１のヘッド部１ａで形成された火炎は、内筒１１の内部を上昇し、さらに中空円板２７の中空部２７ａを通って上昇するため、燃焼ガスは第２の熱交換器１６の内側に入りやすくなり、第２の熱交換器の内壁面での熱交換が増し、熱交換効率が向上する。
【００３３】
また、中空円板２７の中空部２７ａの径を第２の熱交換器１６における円筒状熱交換部材１６ａの内壁の径よりも小さくすると、燃焼ガスは第２の熱交換器１６の内側にさらに入りやすくなり、第２の熱交換器の内壁面での熱交換がさらに増し、熱交換効率がさらに向上する。
また、中空円板２７は、円板状でなく円筒状や中空の構体状からなる中空部材であってもよい。
【００３４】
この発明による実施の形態３によれば、燃焼用バーナ１と、このバーナ１の上部に燃焼室２を形成する中空円筒状の周壁を有する第１の熱交換器１５と、この第１の熱交換器１５の内側上部に配設され円筒状の周壁を有する第２の熱交換器１６と、第２の熱交換器１６の周壁との間に所定の隙間を形成した周面および閉塞された上端面を有し燃焼室２からの燃焼ガスを導入するように第２の熱交換器１６内部に取り付けられた円筒状の熱交換部材１６ａとを備え、第１の熱交換器１５上部周壁と第２の熱交換器１６の周壁との間に形成した小隙間からなる排ガス路を有する温水ボイラにおいて、第１の熱交換器１５の周壁近傍における燃焼ガスの上昇を阻止し燃焼室２を上昇する燃焼ガスを中央部へ向けて集束する中空円板２７からなる円盤状の中空部材を設けたので、燃焼ガスは第２の熱交換器１６の内側に入りやすくなり、第２の熱交換器１６の内壁面での熱交換が増し、熱交換効率が向上する。
【００３５】
また、この発明による実施の形態３によれば、燃焼用バーナ２と第２の熱交換器１６の間に設けた中空円板２７からなる円盤状の中空部材における中空部２７ａの径を第２の熱交換器１６における円筒状熱交換部材１６ａの内径よりも小さくしたので、燃焼ガスは第２の熱交換器１６における円筒状熱交換部材１６ａの内側に入りやすくなり、第２の熱交換器１６における円筒状熱交換部材１６ａの内壁面での熱交換が増し、熱交換効率が向上する。
【００３６】
実施の形態４．
図４は、この発明の実施の形態４を示す図である。
２３は第２の熱交換器１６の底部に形成した円筒状熱交換部材１６ａの上端面部に上端部を固定され、下端部をバーナユニット１のヘッド部１ａの近傍に垂下して燃焼室２の中央部に配設した筒状の赤熱輻射体で、その直径はバーナユニット１のヘッド部１ａの直径よりは小さい径で構成されている。
２７はバーナユニット１と第２の熱交換器１６の間に設けた中空円板からなる円盤状の中空部材である。
この中空円板２７からなる円盤状の中空部材は、第１の熱交換器１５の周壁近傍における燃焼ガスの上昇を阻止し燃焼室２内を上昇する燃焼ガスを燃焼室２の中央部に向けて集束するように作用する。
なお、第２の熱交換器１６外周下部の突張り部からなる燃焼ガスのガイド部はあっても、なくてもよい。
【００３７】
このように構成すれば、バーナーユニット１のヘッド部１ａで形成された火炎は、内筒１１の内部を上昇し、さらに中空円板２７の穴部２７ａを通ってしかも赤熱輻射体２３に沿って上昇するため、燃焼ガスは第２の熱交換器１６の内側に入りやすくなり、第２の熱交換器の内壁面での熱交換効率が向上する。
また、中空円板２７の穴部２７ａの穴径を第２の熱交換器１６の内壁の内径よりも小さくすると、燃焼ガスは第２の熱交換器１６の内側にさらに入りやすくなり、第２の熱交換器の内壁面での熱交換がさらに増し、熱交換効率がさらに向上する。
また、中空円板２７は円板状でなく円筒状や中空の構体状であってもよい。
【００３８】
この発明による実施の形態４によれば、燃焼用バーナ１と、このバーナ１の上部に燃焼室２を形成する中空円筒状の第１の熱交換器１５と、この第１の熱交換器１５の内側上部に配設され閉塞された上端面を有する円筒状の第２の熱交換器１６と、燃焼室２中央部に配設され燃焼用バーナヘッド１ａの直径よりも小さい径を持つ筒状の赤熱輻射体２３を備え、第１の熱交換器１５上部内周壁と第２の熱交換器１６の外周壁との間に形成した小隙間からなる排ガス路を有する温水ボイラにおいて、第１の熱交換器１５の周壁近傍における燃焼ガスの上昇を阻止し燃焼室２を上昇する燃焼ガスを中央部へ向けて集束する中空円板２７からなる円盤状の中空部材を設けたので、燃焼ガスは第２の熱交換器１６における円盤状の熱交換部材１６ａの内側に入りやすくなり、第２の熱交換器１６の内壁面での熱交換効率が向上する。
【００３９】
【発明の効果】
第１の発明によれば、燃焼用バーナと、このバーナの上部に燃焼室を形成する中空円筒状の周壁を有する第１の熱交換器と、この第１の熱交換器の内側上部に配設され円筒状の周壁を有する第２の熱交換器と、前記第２の熱交換器の周壁との間に所定の隙間を形成した周面および閉塞された上端面を有し前記第２の熱交換器内部に取り付けられた円筒状の熱交換部材とを備え、第１の熱交換器上部周壁と第２の熱交換器の周壁との間に形成した小隙間からなる排ガス路を有する温水ボイラにおいて、前記燃焼室を直線的に上昇する燃焼ガスを前記熱交換部材の下端面開口から導入して前記熱交換部材の内部を加熱し被熱交換媒体との熱交換を行わせるとともに、前記第２の熱交換器の外周壁下部に前記燃焼ガスの熱交換部材内部への上昇を誘導する円筒状のガイド部を設けたので、燃焼ガスが第２の熱交換器における円筒状熱交換部材の内側に入りやすくなり、そこでの熱交換が増して、熱交換効率が向上する。
【００４０】
第２の発明によれば、第２の熱交換器の周壁下部に設けた円筒状ガイド部の下端周縁を第１の熱交換器側に広げるように設けたので、燃焼ガスが第２の熱交換器における円筒状熱交換部材の内側に入りやすくなり、そこでの熱交換が増し、熱交換効率が向上する。
【００４１】
第３の発明によれば、第１の熱交換器側に広げられるように設けた第２の熱交換器の周壁下部に設けた円筒状ガイド部下端周縁の断面形状を曲面にしたので、燃焼ガスが第２の熱交換器における円筒状熱交換部材の内側に入りやすくなり、そこでの熱交換が増して、熱交換効率が向上する。
【００４２】
第４の発明によれば、第２の熱交換器の周壁下部に設けた円筒状ガイド部下端周縁の数箇所を第１の熱交換器に接するように設けたので、燃焼ガスが第２の熱交換器における円筒状熱交換部材の内側に入りやすくなり、そこでの熱交換が増して、熱交換効率が向上する。
【００４３】
第５の発明によれば、燃焼用バーナと、このバーナの上部に燃焼室を形成する中空円筒状の周壁を有する第１の熱交換器と、この第１の熱交換器の内側上部に配設され円筒状の周壁を有する第２の熱交換器と、前記第２の熱交換器の周壁との間に所定の隙間を形成した周面および閉塞された上端面を有し前記燃焼室からの燃焼ガスを導入するように前記第２の熱交換器内部に取り付けられた円筒状の熱交換部材とを備え、第１の熱交換器上部周壁と第２の熱交換器の周壁との間に形成した小隙間からなる排ガス路を有する温水ボイラにおいて、前記第１の熱交換器の周壁近傍における燃焼ガスの上昇を阻止し燃焼室を上昇する燃焼ガスを中央部へ向けて集束する中空部材を設けたので、燃焼ガスが第２の熱交換器における円筒状熱交換部材の内側に入りやすくなり、そこでの熱交換が増して、熱交換効率が向上する。
【００４４】
第６の発明によれば、前記中空部材の中空部の径を第２の熱交換器における円筒状熱交換部材の内径よりも小さくしたので、燃焼ガスが第２の熱交換器における円筒状熱交換部材の内側に入りやすくなり、そこでの熱交換が増して、熱交換効率が向上する。
【００４５】
第７の発明によれば、燃焼用バーナと、このバーナの上部に燃焼室を形成する中空円筒の第１の熱交換器と、この第１の熱交換器の内側上部に配設され閉塞された上端面を有する円筒状の第２の熱交換器と、燃焼室中央部に配設され燃焼用バーナーの直径よりも小さい径を持つ筒状の赤熱輻射体を備え、第１の熱交換器上部内周壁と第２の熱交換器の外周壁との間に形成した小隙間からなる排ガス路を有する温水ボイラにおいて、前記第１の熱交換器の周壁近傍における燃焼ガスの上昇を阻止し燃焼室を上昇する燃焼ガスを中央部へ向けて集束する中空部材を設けたので、燃焼ガスが第２の熱交換器の内側に入りやすくなり、そこでの熱交換が増して、熱交換効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明による実施の形態１を示す温水ボイラの要部断面図である。
【図２】 この発明による実施の形態２を示す温水ボイラの要部断面図である。
【図３】 この発明による実施の形態３を示す温水ボイラの要部断面図である。
【図４】 この発明による実施の形態４を示す温水ボイラの要部断面図である。
【図５】 従来の温水ボイラを示す断面図である。
【符号の説明】
１ バーナユニット、２ 燃焼室、９ 戻り口、１０ 温水往口、１１ 内筒、１１ａ 環状のリブ、１２ 外筒、１２ａ 突起部、１３ 水壁層、１４ 連絡口、１５ 第１の熱交換器、１６ 第２の熱交換器、１６ａ 熱交換部材、１６ｂ 第２の熱交換器の外周突張り部、１６ｃ 第２の熱交換器の外周突張り部、１６ｄ 第２の熱交換器の外周突張り部、１６ｅ 第２の熱交換器の外周突張り部、１６ｆ 取付部分、１８ 連結管、１９ 排ガス路、２０ 天板、２２ 排ガス路、２３ 赤熱輻射体、２７ 中空円板、２７ａ 中空円板の中空部。
Claims (7)
- 燃焼用バーナと、このバーナの上部に燃焼室を形成する中空円筒状の周壁を有する第１の熱交換器と、この第１の熱交換器の内側上部に配設され円筒状の周壁を有する第２の熱交換器と、前記第２の熱交換器の周壁との間に所定の隙間を形成した周面および閉塞された上端面を有し前記燃焼室からの燃焼ガスを導入するように前記第２の熱交換器内部に取り付けられた円筒状の熱交換部材とを備え、第１の熱交換器上部周壁と第２の熱交換器の周壁との間に形成した小隙間からなる排ガス路を有する温水ボイラにおいて、前記燃焼室を上昇する燃焼ガスを前記熱交換部材の下端面開口から導入して前記熱交換部材の内部を加熱し被熱交換媒体との熱交換を行わせるとともに、前記第２の熱交換器の周壁下部に前記熱交換部材の取付部分よりも下方に延在し前記燃焼ガスの熱交換部材内部への上昇を誘導する円筒状のガイド部を設けたことを特徴とする温水ボイラ。
- 第２の熱交換器の周壁下部に設けた円筒状ガイド部の下端周縁を第１の熱交換器側に広げるように設けたことを特徴とする請求項１に記載の温水ボイラ。
- 第１の熱交換器側に広げられるように設けた第２の熱交換器の周壁下部に設けた円筒状ガイド部下端周縁の断面形状を曲面にしたことを特徴とする請求項２に記載の温水ボイラ。
- 第２の熱交換器外周下部に設けた円筒状ガイド部下端周縁の数箇所を第１の熱交換器の周壁に接するように設けたことを特徴とする請求項１に記載の温水ボイラ。
- 燃焼用バーナと、このバーナの上部に燃焼室を形成する中空円筒状の周壁を有する第１の熱交換器と、この第１の熱交換器の内側上部に配設され円筒状の周壁を有する第２の熱交換器と、前記第２の熱交換器の周壁との間に所定の隙間を形成した周面および閉塞された上端面を有し前記燃焼室からの燃焼ガスを導入するように前記第２の熱交換器内部に取り付けられた円筒状の熱交換部材とを備え、第１の熱交換器上部周壁と第２の熱交換器の周壁との間に形成した小隙間からなる排ガス路を有する温水ボイラにおいて、前記第１の熱交換器の周壁近傍における燃焼ガスの上昇を阻止し燃焼室を上昇する燃焼ガスを中央部へ向けて集束する中空部材を設けたことを特徴とする温水ボイラ。
- 前記中空部材の中空部の径を第２の熱交換器における円筒状熱交換部材の内径よりも小さくしたことを特徴とする請求項５に記載の温水ボイラ。
- 燃焼用バーナと、このバーナの上部に燃焼室を形成する中空円筒の第１の熱交換器と、この第１の熱交換器の内側上部に配設され閉塞された上端面を有する円筒状の第２の熱交換器と、燃焼室中央部に配設され燃焼用バーナーの直径よりも小さい径を持つ筒状の赤熱輻射体を備え、第１の熱交換器上部内周壁と第２の熱交換器の外周壁との間に形成した小隙間からなる排ガス路を有する温水ボイラにおいて、前記第１の熱交換器の周壁近傍における燃焼ガスの上昇を阻止し燃焼室を上昇する燃焼ガスを中央部へ向けて集束する中空部材を設けたことを特徴とする温水ボイラ。
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