JPS5912502Y2 - 温水ボイラ− - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は温水ボイラーに関する。

従来の温水暖房装置では、ボイラー供給水に溶解されて
いる空気が加熱されて溶解度を減じ気泡となって温水に
混合された状態で、給湯され、循環ポンプから給湯管を
通って各放熱器を循環し放熱して再びボイラーに還元さ
れる方式が一般に採用されていた。

所が気泡を含んだ温水がポンプに入ると、その気泡によ
りポンプの羽根車を空転させ給湯能力ひいては暖房効果
を著しく低下させるとともに、ポンプの空転によるモー
タの故障、さらに気泡中の酸素による給湯管や放熱器の
腐触など各種の事故を生ずる原因となっていた。

これらの問題を解決するため配管中に空気抜弁を設けた
り、配管に勾配を設けてその先端で空気を抜く方式が採
用されているが、空気抜弁の修理、定期的な交換を必要
としたのである。

またこの他に空気分離装置をボイラーの給湯側に設けて
気泡を分離することが提案されているが、ボイラー内の
気泡の滞留は防止できず、またこの装置自体の設備工事
、保守などを必要としたのである。

そこで本考案は以上のような従来の問題点を解決すべく
考案したので、ボイラーの円筒状の缶本体の内部下方に
燃焼室を設け、前記缶本体の下方に水取入口を接続する
と共に、前記缶本体の上面を、中心が最も上方に位置す
る如く、上方向になめらかに凸曲する曲面に形或し、該
曲面の頂部に上方に抜ける空気抜管を接続する一方、上
方向に開口した開口部と、該開口部から下方に延びる垂
直部と、該垂直部に連続し缶本体外に延びる水平部とか
らなる温水取出管を形威し、該温水取出管の前記開口部
を、前記缶本体の内部上方の中心部であって、前記空気
抜管の入口部の上下方向対向位置に該入口部との距離を
近接させて設けたことにより前記した問題を解決したの
である。

以下本考案の実施例を図面に基いて説明する。

１はボイラーの缶本体で、縦形円筒形を呈し、その上面
は上方向に向ってなめらかに凸曲する曲面７に形成する
のである。

この曲面７は、前記缶本体１の円筒状周壁と角部が生じ
ないように連続させるのであって、後記するごとく缶本
体１内で形威される温水から分離した気泡がすべてこの
曲面７の頂部内面に集中するごとく威すのであり、また
この曲面７は、その頂部が前記缶本体１の半径方向の中
心に位置するごとく形或するのである。

そしてこの曲面７の頂部即ち前記缶本体１の中心でかつ
その最上部に空気抜管８を取付けるのである。

又３は以上の如く形或する缶本体１の内部下方に設けた
燃焼室で、その下部にはバーナー１３を設けており、ま
た上部には該燃焼室３の内部と連通ずる２本又はそれ以
上の燃焼ガス排出管６を取付けている。

又これら排出管６の上部は、前記缶本体１の曲面７で、
かつ前記空気抜管８の周りに設ける貫通孔を通して外部
に導出しており、缶本体１の内部に位置するこれら排出
管６の外面及び前記燃焼室３の外面と缶本体１の内面と
の間に熱交換室５を形或し、該熱交換室５内に導入する
水を加熱して温水を形或するのである。

又１０は前記熱交換室５内で形威される温水を取出す温
水取出管で、上方向に開口した開口部１２と、該開口部
１２から下方に延びる垂直部１０ａと、該垂直部１０
ａに連続し缶本体１の周壁を貫通して外部に延びる水平
部１０ ｂとから構威される略Ｌ字状のものである。

そして前記垂直部１０ ａにおける開口部１２を、前記
缶本体１の内部上方の中心部であって、前記空気抜管８
の入口部の上下方向対向位置に該入口部との距離を近接
させて配置している。

又、この温水取出管１０は、図示していないが、循環ポ
ンプを介して暖房負荷に接続するのであり、前記熱交換
室５が前記循環ポンプの吸込側となるため低圧となり、
水（温水）と空気の分離が生じやすい。

尚、本明細書において水（温水）と空気との分離とは、
水（温水）中に溶解されている空気の溶解度が減少して
気泡が生或されることを意味する。

又この温水取出管１０の前記垂直部１０ａの長さに関し
ては、後記する如く、缶本体１上部で発生した多数の気
泡は温水取出管１０による取水に伴い温水取出管１０の
開口部１２に向って流動し、該開口部１２直上より下方
へ引かれながら、集合大径化し、かかる気泡の大径化に
よって浮力が増加し、ポンプによる吸引力に打勝って気
泡が浮上するので、大径化した気泡がその浮力によって
垂直部１０ａの下端まで下向きに移動しないような長さ
を確保すると共に、余り長くすると前記水平部１０ ｂ
の位置が下がりすぎ、前記開口部１２から取出した高温
水が冷却されることとなるので、前記事態への対応に必
要最小限の長さに形威する。

又、第１図において２は、前記缶本体１の熱交換室５に
、膨張タンク（図示せず）を介して供給される水及び戻
り管（図示せず）を介して返戻される低温水を取入れる
取入口である。

尚、前記膨張タンク内の水位分の木頭が缶本体１内の水
に作用するので、該缶本体１上部に接続される前記空気
抜管８を膨張タンクの設置高さまで延長させてこの管内
水位を膨張タンク内の水位とほぼ同位にバランスさせて
、空気抜管８の上端開口部（図示せず）より缶本体１内
で発生した気泡を大気中へ放出させるのであり、したが
って缶本体１内は勿論のこと空気抜管８内も常時水が充
満しており液面は空気抜管８の上端近傍に存在する。

又、１４は前記バーナー１３の燃焼空気取入口である。

しかして、この温水ボイラーは上記のように構威される
ので、ボイラー缶本体１内の水はバーナー１３の点火と
ともに熱交換が始り、温水温度の上昇に伴って温水中に
溶解されている空気は分離して気泡が発生し、上昇する
につれて気泡の発生は次第に多くなる。

これは下層部と比較して上層部の温水は高温低圧である
ため、気泡は発生し易くなるのである。

かくして発生した無数の気泡は急上昇してボイラー缶本
体１の上部に集まるが、このボイラー缶本体１の上面は
中心が最も上方に位置するごとく上方向になめらかに凸
曲する曲面７に形威され、しかも該曲面７の頂部に空気
抜管８が接続されているので、前記曲面７に沿ってとど
まることなくスムーズに上昇し空気抜管８の入口部で集
合した後浮力の作用で直ちに空気抜管８内に導かれると
共に、高温であるこの入口部近傍で発生する多数の気泡
も直ちに集合大径化して同じく浮力の作用で前記空気抜
管８内に導かれ、該空気抜管８内を上昇し、その上端部
より大気中へ放出されるため、前記缶本体１の上部には
気泡が滞留することがないのである。

又、加熱された温水は、ボイラー缶本体１の上部から温
水取出管１０を通して給湯されるが、この温水取出管１
０の前記開口部１２を前記空気抜管８の入口部の上下方
向対向位置に該入口部との距離を近接させて設けたので
、換言すれば前記気泡が前記空気抜管８へ最も導かれ易
い状態になるように、かつ高温の温水が取出せるように
前記開口部１２の設置箇所を工夫したので、前記温水取
出管１０から気泡を含まない高温の温水が無理なく取水
できるのである。

つまり、なめらかに凸曲する曲面７頂部は缶本体１の最
上部であるので、加熱により密度の小さくなった温水が
順次上昇して高温になっており、したがってこの頂部に
接続された空気抜管８の人口部に前記した如く近接させ
て前記開口部１２を設けることにより、取出す温水温度
を常に高温に維持することができ、同時に以下の理由に
より、発生した気泡の空気抜管８への導入及び大気中へ
の放出を最も円滑に行えて缶本体１内での気泡の滞留を
確実に防止できる。

すなわち、前記缶本体１上部において、高温低圧となっ
た温水は気泡を伴って前記温水取出管１０の開口部１２
に向って流動するが、その際該気泡には鉛直上向きに作
用する浮力に加えて温水の略水平方向流動に伴う水平方
向の力が作用するため、かかる気泡は鉛直上方向に浮上
しにくく、前記温水の流動とともに、斜め上方に移動す
る。

一方、前記開口部１２直上においては、前記温水取出管
１０の周囲の温水が合流し、その流動方向を鉛直下向き
に変え、前記温水取出管１０の垂直部１０ ａを通って
取水されるのであるが、この合流部においては温水の水
平方向の速度或分は、取水に伴う流動方向の変更及び合
流する温水の干渉作用等により相殺消滅するため、前記
気泡は鉛直上方向への浮上が前記曲面７下の他の部分に
比べて、最も容易となる。

更に、この温水の合流部においては、集合した多数の小
径の気泡が瞬時に大径化するため、かかる気泡に作用す
る浮力もその体積の増加に伴って増加し、一層浮上容易
となるのである。

したがって、前記開口部１２より取水される温水の垂直
下向きの流動により作用する下向きの力に充分打勝つだ
けの大きな浮力が気泡に作用することとなるのである。

そして本実施例では上記の如く、この温水取出管１０直
上の缶本体１上部に空気抜管８の入口部を設けたので、
換言すれば、温水取出管１０の前記開口部１２を前記空
気抜管８の人口部の上下方向対向位置に該入口部との距
離を近接させて設けたので、前記浮上容易となった前記
入口部近くの温水中の気泡は滞留することなく前記入口
部から直ちに空気抜管８を介して円滑かつ確実に除去さ
れ、その結果温水取出管１０から気泡を含まない高温の
温水を取水できることとなるのである。

逆に、前記温水取水管１０の開口部１２が、前記空気抜
管８の入口部の上下方向対向位置からずれた位置にある
と、前記開口部１２に向って流動する気泡を含む温水は
、前記空気抜管８の入口部を所定の速度で横断するため
、前記人口部より空気抜管８内５導かれる気泡の量が激
減するとともに、発生した気泡の大部分は前記したと同
様に、前記入口部からずれた位置で、温水の合流に伴っ
て浮上せんとするが、その直上には前記空気抜管８の入
口部は存在せず、かつ前記曲面７に沿って気泡が前記入
口部へ移動しようとしてもこの入口部を温水が所定の速
度で横断しているためかかる移動は阻止され、結局、気
泡は前記開口部１２直上の曲面７下部に滞留することと
なり、その結果缶本体１の腐蝕をきたしたり、多量の気
泡が滞留すれば前記開口部１２に集合した気泡により形
或された空気層が接して取出す温水中に空気（気泡）が
混入する事態をも生ずるのである。

更に前記開口部１２から下方に延びる垂直部１０ａを設
けたので、缶本体１上部で発生した多数の気泡は温水取
出管１０による取水に伴い温水取出管１０の開口部１２
に向って流動し、該開口部１２直上より下方へ引かれな
がら集合大径化し、かかる気泡の大径化によって浮力が
増加し、ポンプによる吸引力に打勝って気泡は浮上する
のであり、垂直部１０ａを、大径化した気泡がその浮力
によって垂直部１０ ａの下端まで下向きに移動しない
ような長きに形威して前記水平部１０ ｂ内への気泡の
導入を阻止し、気泡を前記開口部１０ｂより前記空気抜
管８へ導いて大気中へ排出することができるのである。

したがって缶本体１外へ取出す温水中に気泡が混入する
ことはないのである。

以上のように、本実施例によれば、ボイラーに空気（気
泡）が滞留することによる腐蝕を防止することができる
とともに、給湯系に空気が混入しないので、ポンプの運
転不能、故障がなくなり、給湯系の腐蝕を防止すること
ができる。

しかも温水取出管１０は垂直部１０ａと水平部１０ｂと
から或り、ボイラー缶本体１に一体的に付設される極め
て簡単な構造であり、空気分離装置、空気抜弁などを別
に設ける場合のように工事の必要がなく、特別な保守保
安の必要もないため安価に実施することができるのであ
る。

以上詳述した如く本考案は、円筒状の缶本体１の内部下
方に燃焼室３を設け、前記缶本体１の下方に水取入口２
を接続すると共に、前記缶本体１の上面を、中心が最も
上方に位置する如く、上方向になめらかに凸曲する曲面
７に形或し、該曲面７の頂部に上方に抜ける空気抜管８
を接続する一方、上方向に開口した開口部１２と、該開
口部１２から下方に延びる垂直部１０ａと、該垂直部１
０ａに連続し缶本体１外に延びる水平部１０ ｂとから
なる温水取出管１０を形威し、該温水取出管１０の前記
開口部１２を、前記缶本体１の内部上方の中心部であっ
て、前記空気抜管８の入口部の上下方向対向位置に該入
口部との距離を近接させて設けたので、缶本体１上部の
曲面７構造及び空気抜管８の取付位置、及び温水取出管
１０の構造と該温水取出管１０の缶本体１内における取
付位置などがお互いに作用し、極めて簡単な構或であり
ながら、温水に含まれる気泡が円滑かつ確実に前記空気
抜管８内へ導かれて缶本体１内から除去され、その結果
前記温水取出管１０からは気泡を含まない高温の温水が
無理なく取水できるのである。

従って本考案に係るボイラーを温水暖房に使用すれば、
空気（気泡）がボイラー缶本体１に滞留したり、暖房系
に内含されることがなく、したがって空気と接触する流
壁面の腐蝕を防止することができるとともに、ポンプの
運転不能などの故障がなくなり、空気抜弁、空気分離装
置など別に設ける設備も不要となり、さらに全配管の勾
配を考慮する必要がない。

従って温水暖房の工事が簡単で安価に設備することがで
きるとともに特別の保守保安を必要とせず、設備全体の
寿命を長くすることができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例に係る温水ボイラーを示す断面
図である。 １・・・・・・ボイラー缶本体、２・・・・・・水取入
口、３・・・・・・燃焼室、７・・・・・・曲面、８・
・・・・・空気抜管、１０・・・・・・温水取出管、１
０ ａ・・・・・・垂直部、１０ ｂ・・・・・・水平
部、１２・・・・・・開口部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 円筒状の缶本体１の内部下方に燃焼室３を設け、前記缶
   本体１の下方に水取入口２を接続すると共に、前記缶本
   体１の上面を、中心が最も上方に位置する如く、上方向
   になめらかに凸曲する曲面７に形威し、該曲面７の頂部
   に上方に抜ける空気抜管８を接続する一方、上方向に開
   口した開口部１２と、該開口部１２から下方に延びる垂
   直部１０ａと、該垂直部１０ａに連続し缶本体１外に延
   びる水平部１０ ｂとからなる温水取出管１０を形或し
   、該温水取出管１０の前記開口部１２を、前記缶本体１
   の内部上方の中心部であって、前記空気抜管８の入口部
   の上下方向対向位置に該入口部との距離を近接させて設
   けたことを特徴とする温水ボイフー。